摘要：本文主要介绍世界先进国家和主要的城市生活垃圾处理方法和技术发展的最新趋势，指出城市生活垃圾处理不能依靠单一的处理技术，而应该把生活垃圾处理当作一个系统来看，根据当地的经济和社会环境来选择焚烧、填埋、堆肥和生化等技术，使垃圾处理成为一个综合处理系统。通过考察世界各国的垃圾处理情况，指出不管是从经济上还是从环保上来看，热能回收型焚烧处理在大都市的需求逐渐增加而且不可或缺。但是，在建造垃圾焚烧厂的时候，一定要严格遵守国家有关环保标准，根据当地的垃圾特性，焚烧广的处理规模，来选择合适的焚烧技术。特别要注意控制垃圾焚烧厂的二恶英产生量。分析表明：如果环保标准合适，焚烧厂的二恶英产生量比进场垃圾原有的含量还低，也就是说焚烧厂可以变成一种二恶英分解装置。 

关键词：垃圾处理，环保标准，热能回收型垃圾焚烧，焚烧厂建设，二恶英控制 

1绪言 

随着人类文明的发展，自从上世纪以来，进入了“大量生产，大量消费，大量排放”、的经济社会时代。这种社会活动让人类极大的享受着物质文明，但同时也切断和阻碍了自然界健全的物质循环，给环境带来了巨大的负荷。大气污染，水污染，固体废物污染是社会经济活动带来的典型负面后果。现在，经济发展达到一定阶段，环境保护便越来越受到人类的重视了。 

发达国家的环保走过先治大气、水污染，再治固体废物污染的过程，但是，我国的环保却有大气、水、固体废物污染同时治理的势头。特别是前几年政府给予国债扶持以后，固体废物污染治理的势头很猛。同时，不可否认我国垃圾处理技术、法规、产业发展还处于起步阶段，民族产业尚未形成。另一方面，我国加入WTO以后，国际企业带着成熟的技术和雄厚的资金，纷纷准备或者已经进入我国市场。 

在垃圾处理产业发展迅速的同时，也有许多问题困扰着决策者，比如：选择何种技术为好？是焚烧还是生化和堆肥？焚烧技术是选择机械炉排炉型还是流化床？等等。针对这种情况，本文就城市生活垃圾处理的技术的发展动向作一概述，论证垃圾焚烧处理的国际发展趋势，以资同仁参考。 

在此，首先明确本文的焚烧处理的定义。燃烧是垃圾在有充分的氧气的环境下，产生热和光的激烈的化学反应。燃烧的三要素是：可燃物，氧气（空气），着火的热源。而要维持燃烧，有两个前提条件：供应可燃物，发热速度必须大于放热速度。 

焚烧处理是一种应用了燃烧的垃圾处理技术，一般包括：垃圾计量，供料，焚烧，余热利用，烟气处理、灰渣处理，废水处理等子系统。其目的是：垃圾的减量化、无害化、无臭化。为了达到焚烧处理的目的，垃圾焚烧炉的设计必须满足焚烧的三条件：足够的温度(850-950度），充分的烟气燃烧滞留时间（2秒以上）和充分的混合搅拌。除了焚烧炉本体外，还要有能满足环保标准的烟气、废水、灰渣处理系统，行之有效的余热利用系统等。因此，现代的垃圾焚烧处理不同于传统的简易锅炉焚烧，而是一个高科技的系统工程。 

2垃圾的资源化处理技术的发展动向 

垃圾处理技术如下表有很多种类，典型的有：填埋、堆肥、焚烧等。技术选定应根据经济发展水平、环保意识、周边条件等来进＿行。在此，对欧美日的垃圾处理技术发展动向作一概述。

2.1日本 

日本的垃圾处理方式和城市类型密切相关，一般的选择方针如表1。在土地资源紧张、人口密集的大城市，以焚烧作为垃圾处理的首先技术，或可说是唯一可行的技术。日本的垃圾处理已完成了从填埋到焚烧的过程，在20世纪70年代中期，焚烧和填埋约占50％。到了20世纪末期，垃圾处理以焚：烧为主，只有不能回收利用的不可燃垃圾才直接填埋。 

日本现正处在从简易焚烧向热能回收型焚烧的转变阶段，也就是说由小型的不带热能回收的焚烧厂转化为大型的带热能回收的焚烧厂。除了有特殊情况外，政府一般不批准新建造100吨以下的焚烧厂，同时到了使用年限的小型垃圾焚烧厂尽量并建为300吨以上的焚烧厂。因此，近年来，日本的垃圾焚烧厂数量逐年减少，政府正有方向性的引导全国的垃圾焚烧厂由现在1900座并建为1000座左右。值得注意的是，日本的焚烧厂数量减少，但是焚烧量却不减反增，欧洲主要15个国家的焚烧处理设施从1993年的415座，减少到1997年的275座，以后总算有所回升，2000年达到304座，年处理容量达到47.3百万吨。垃圾焚烧发电厂也朝大型化方向发展。80年代建造的每座焚烧厂的平均热能回收容量约100GWh(14，000KW），90年代上升到200GWh（28，000KW），而现在已上升到400GWh(56，000KW）。热回收的方式根据地区的情况而不同，全欧洲的垃圾焚烧热回收约8，800MW，其中大概70%用来地域取暖，30%用来发电，总量约相当于瑞士全国的电量需求。每座焚烧厂的平均热回收量为15.3MWth和11.3Mwe，发电量为61GWh(8，500KW）。 

对垃圾焚烧将来的发展有较大影响的有以下几点：第一，禁止垃圾填埋的政策将会增大对焚烧等垃圾处理设施的需求；第二，垃圾的综合管理已成为一个方向，资源回收已成为垃圾处理不可分割的一部分，如：金属的回收，热能的回收以及焚烧灰渣的再利用等；第三，垃圾热解及气化熔融正作为一种新的焚烧技术出现，并得到一定程度上的应用。这些因素会增加对焚烧处理的需求。 

图3是Frost和Sullivan对欧洲垃圾焚烧厂发展的预测结果，，明确显示欧洲的垃圾焚烧处理将迎来新的发展。 

2.3美国纽约 

美国每年排放的垃圾量约2亿吨，每人每年约740公斤。据统计，1996年22%的垃圾是作为可回收利用资源收集的，5.1%堆肥，17.2%焚烧，55.4%填埋。每年美国焚烧的垃圾约3200万吨，生产出200亿度电，相当于60亿升燃油生产的电量。 

纽约每年收集的垃圾约410万吨，其中16.6%回收利用，12.4%燃烧处理，剩余的71%直接填埋。Nichllas等在论述了垃圾焚烧技术的基础上，针对纽约的垃圾处理，从废气和有害物质的排放，灰渣的利用和处理，土地的使用以及废水的处理等方面分析了焚烧和填埋，得出以下结论： 

焚烧的特点： 

1)能源的利用：如果纽约的可燃垃圾全部焚烧发电，每年可以节省开采大量的天然煤矿。 

2)气体排放：烟气处理技术的发展已经使得垃圾焚烧厂排放的有害物质浓度达到非常低的水平了。如：水银，酸性气体和二恶英等，一般比国家标准低很多，不足以危害人类的身体健康。现在美国的3000万吨垃圾焚烧约排放980万吨碳素。 

3)焚烧的灰渣满足铺路路基材料的标准，可以直接再利用。 

填埋的特点： 

1)土地的使用：填埋后的垃圾的分解将持续几十年甚至百年，这期间的土地不可利用，而且填埋场周围的土地价值也会降低。垃圾填埋使用大量的土地，据加拿大Halifax城市的分析，每吨垃圾需直接使用约0.11平方米的土地。 

2）气体排放：垃圾填埋后产生甲烷气体，据Franklin的估算，一般美国的垃圾填埋甲烷气体回收率约66%，每吨垃圾回收利用的甲烷气体最大可达62立方米，剩余部分将以甲烷的形式向大气排放，全美国1.06亿吨的填埋垃圾排放约相当于巧0万吨的碳素。因为甲烷的温室效应是二氧化碳的23倍，所以全美国的填埋垃圾产生的甲烷的温室效应相当于3500万吨碳素，如果再加上以二氧化碳形式排放的碳素，总量达到4130万吨（如果焚烧仅产生3460万吨），超过美国总排放量的2%。也应注意到，每吨垃圾约有62立方米的甲烷得到回收利用，但其热利用率仅约为垃圾焚烧的20％。 

3)污水排放：现代的垃圾填埋场，污水得到收集和处理，不会直接污染环境。 

填埋和焚烧的Life cycle assess ment： 

1)Dennison分析比较结果表明：垃圾作为资源直接回收利用优于焚烧和填埋处理。2)焚烧优于填埋，而且处理每吨垃圾焚烧比填埋可以少用28千焦的能源。 

3）除了二氧化碳外，就排放的10种主要的污染物质而言，焚烧比填埋排放的少。但是，如果考虑焚烧所排放的二氧化碳是因为发电的话，应该把这部分二氧化碳作为降低温室效应的减排效果。 

结论： 

1)垃圾处理的最好方式是回收利用。但是，垃圾中至少有60%是不可回收利用的。 

2)不可回收利用部分的垃圾，不管从经济上还是从环保的观点，能源回收性的垃圾焚烧发电优于填埋。 

3垃级焚烧厂建设及其环保标准 

垃圾焚烧技术一般分为：机械炉排，流化床，旋转窑。另外，近年来，欧洲和日本开发并建造了相当一部分热解或气化熔融炉。 

如何从繁多的技术中选择适合自己城市的垃圾焚烧技术，是决定焚烧厂运行成功与否和经济性是否合理的关键。垃圾焚烧技术一般根据当地的垃圾特性，从以下几个方面来考察： 

1)垃圾热值：热值在1000kcal/吨左右，机械炉排较合适；热值更高可考虑流化床；而2000kcal/kg以上才可以选用气化熔融技术。因此，现在国内有些流化床掺煤来烧垃圾。 

2)垃圾分类：可燃，不可燃，大件垃圾的分类不十分理想时，应首选机械炉排技术，分类较好的情况下，才可以考虑选用流化床和气化熔融技术。 

3)焚烧规模：如果600吨／天以上的焚烧厂，一般首选机械炉排，而流化床和气化熔融技术国外多应用在，200吨／天左右的焚烧厂。4)飞灰处理：飞灰中重金属含量较高，一般需作为有害废弃物处理，而流化床的飞灰较多处理成本较高。机械炉排炉飞灰较少，飞灰处理方面较为有利。 

5）经济性能：一般流化床需要破碎等预处理，耗能和耗人工较多，但是流化床本体可动部分较机械炉排为少。气化熔融技术的处理成本一般为机械炉排的1.5倍以上。 

6)烟气处理：流化床在炉内燃烧时间极短，烟气量和成分等随垃圾特性变化较快，一般认为其烟气处理和燃烧控制较机械炉排为难。 

垃圾焚烧厂的建造需要严格满足国家规定的环保要求，表2列出了世界各国的环保标准。我国的环保标准除了二恶英以外，和世界先进国家基本在同一水平。但是上海已建成的浦东和江桥焚烧厂的环保标准都比全国要高，与欧洲先进国家同等。 

*1：4小时平均值 

*2：K值是用以计算氧化硫排放标准的一个系数，根据地区不同，由当地政府确定。 

二恶英的产生和对策 

二恶英是由氧原子结合的两个碳氢化合物苯基，是210种物质的总称，在垃圾焚烧等生产过程中无意产生的有害物质。除了垃圾焚烧以外，汽车尾气，森林火灾，吸烟等所有的“燃烧”的化学反应都会在不同程度上产生二恶英，另外，造纸的漂白过程，农药生产等有机氯化化合物的生产过程等都有可能作为不纯物产生二恶英。比如越南战争期间，据说美国散布的枯叶剂中就含有大量的二恶英。 

环保标准中的二恶英排放值是根据人每天允许的摄取量标准而换算出来的。现在世界卫生组织和日本环保部把标准定为4pg-TEQ/体重kg/天，考虑此标准进而确定垃圾焚烧厂等的烟气排放标准，日本的垃圾焚烧厂的烟气二恶英排放标准为0.1pg-TEQ/m3N。 

垃圾焚烧过程产生二恶英的原理如图4，其产生的原理有： 

(1）垃圾本身含有二恶英，填埋、生化处理时，此部分二恶英保留不变，焚烧处理时此部分二恶英在焚烧过程中被分解。 

(2)部分二恶英的前载体在炉内温度等不充分的条件下转变为二恶英。 

(3)在烟气冷却的过程中，250-400度的温度域内容易产生二恶英。

控制二恶英产生的最有效的方法是所谓的“3T"， 

(1)Temperature温度：保持焚烧炉内800度以上的高温，将二恶英完全分解。 

(2)Time时间：保证烟气在高温域内停留足够的时间，一般在1-2秒以上。 

(3)Turbulence涡流：让烟气在炉内高温域充分得到混合和搅拌。 

另外，为了除去烟气中的二恶英，一般有以下方法： 

（1)喷入粉末活性碳来吸收二恶英。 

(2）设置触媒分解器分解二恶英。 

(3）设置活性碳塔吸收二恶英。 

根据日本的研究结果表明，垃圾中本身的二恶英含量为1.4-50.2pgI-TEQ/g。如果按照二恶英浓度标准烟气0.lng-TEQ/m2N，焚烧灰渣0.15ng-TEQ/g，飞灰3.0ng－TEQ/g来设计焚烧炉，那么相对于每吨原生垃圾中的二恶英含有量1-50μg，而每吨垃圾焚烧后产生的二恶英仅为2.9μg，也就是说垃圾焚烧厂变成了一个二恶英分解装置。假如象日本一样，将焚烧灰渣和飞灰填埋，那么每吨垃圾焚烧后的二恶英产生量仅为0.85μg，远低于垃圾本身的含有量。 

5城市生活垃圾焚烧处理的合理性 

先进国家的垃圾处理技术基本随着经济的发展和时间的推移，由初期的填埋发展到简易焚烧，再发展到热能回收型的焚烧，气化熔融，以及适当的发酵堆肥。但是，我国的垃圾处理现在刚刚起步，却同时有各种技术可供选择，给我们提供了“迎头赶上”的机会。但同时也给政府决策者带来了难题：哪种技术真正的适合本地呢？从先进国家的经验和我国的国情来看，也许我国目前经济不发达的地区还是采用填埋方式为主，有条件的地区可采用热能回收型的焚烧方式，另外，如果有足够的建厂面积，在环保上能取得居民的同意，找到堆肥的出路的地方政府，可以考虑采用发酵堆肥。 

但是，象上海这样的大城市，具有以下特点： 

(1)人口多，每天的垃圾排放量极大，每天1万吨以上； 

(2）土地资源紧张，征取大面积的土地来填埋非常困难； 

(3）即使取得土地来填埋，也是离垃圾排放源（居民区）很远，必须远距离运输垃圾，运输工具废气污染严重，甚至造成交通堵塞。 

(4)居民的环保意识较高，要求资源回收性的垃圾处理。 

在这种情况下，垃圾焚烧应该是行之有效的，也是世界各国广为采用的处理方法。但是，在规划、设计、建设和运行垃圾焚烧厂的各个阶段，必须严格遵守有关环保标准和要求，并协调好周边企业、居民的关系。不能因为节省投资和运行费用，而降低环保要求，损害周边居民的利益。同时，还要注意不仅要建设好高标准的垃圾焚烧厂，更要管理和运营好垃圾焚烧厂，使其达到设计标准。近年来，我国垃圾处理民营化发展步伐很快，因此，必须建立行之有效的垃圾处理运营监理机制，促使和监督垃圾处理商严格遵守环保要求，让纳税者和周边居民放心。与日本取消垃圾焚烧的传言完全相反。 

综合日本的垃圾处理现状，有以下几个特点： 

(1)分类收集普及率高：不仅分为可燃、不可燃、大件垃圾，而且有的城市还分为铁罐，铝罐，树脂瓶，废纸等。有的地区还将厨房垃圾分类收集用来堆肥，但问题多，不太普及。 

(2)焚烧处理率高：可燃垃圾基本全量焚烧处理。 

(3)焚烧发电厂朝大型化发展：日本的焚烧厂数量每年有所减少，但焚烧量和发电量却不断增加。 

2.2欧洲 

欧盟已有明确的垃圾处理方针，即：禁止或即将禁止垃圾的直接填埋，填埋之前必须进行有效的前处理（焚烧，破碎分拣，热解和气化，发酵堆肥等）。但是现实发展和其方针相去甚远，因为要禁止垃圾的直接填埋，所以20世纪末大部分垃圾填埋场经营者降低其处理费，争取在禁令实施前将其拥有的填埋场用完，使得很多垃圾焚烧厂一时无法经营。