城市生活垃圾处理利用生态工程技术，本文主要内容关键词为：城市生活论文,工程技术论文,垃圾处理论文,生态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
城市生活垃圾处置问题是困扰我国大中小城市的市政建设与环境管理难题之一。目前，我国生活垃圾的年产生量已达8500 万t，随着人口的增加和生活水平的提高，产生量还将增大。寻找适合我国国情的处置模式是关系各级城市持续发展的大事之一。
城市生活垃圾处理方法大体上有卫生填埋、焚烧及堆肥3类。 国内外经验表明：这些方法在发达国家大致可行，但在我国和其他发展中国家，或者因投资过大、运行费用过高，或者因技术不成熟，或者因政策、体制上不配套，或者因人口素质等社会行为原因，这些方法几乎没有一个取得完全成功。
1996年以来，在国家“九五”科技攻关项目的支持下，我们与广汉市等地方政府、有关企业合作，探索适合我国国情的生活垃圾处理模式。通过系统分析，研究和筛选了各种处理技术，评估其在我国各级城市应用的技术、经济、环境、社会及市场的可行性。以城市生活垃圾的生命周期分析为科学基础，开展了城市生活垃圾减量化、无害化、资源化、产业化、系统化的生态工程优化设计。这些研究成果的应用在广汉市及其他城市已部分实现或即将实现。实践初步证明，城市生活垃圾生态工程技术是适合我国国情的，技术上先进、经济上划算、环境上合理的、可行的可持续发展技术。
1 生态工程概念
生态工程概念是著名生态学家H.T.Odum和马世骏教授在60年代和70年代提出的。生态工程是依据生态系统中物种共生与循环再生原理，结构与功能协调原则，结合系统最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。其目标是在促进良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到经济和生态环境效益的同步发展。为了人类社会及其自然环境双双受益而对人类社会及其自然环境进行设计，它提供了保护自然环境，同时又解决难以处理的环境污染问题的途径。[1～3]我国学者在系统生态学理论的基础上，吸收中国传统哲学中有益的部分，根据我国朴素的生态工程实践经验，把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等原则。[1,4～7]我国生态工程强调人工生态建设，追求经济效益与生态效益的统一，将人为的改造与建设作为可持续发展的方法论基础。我国生态工程一般是常规、实用技术（也可包括高新技术）的系统组合，投资少、周期短，技术要求较简易。
2 设计原则
城市垃圾处理生态工程是一个牵涉到政府、居民、企业、科研单位，与社会、经济、环境效益有关，包括规划、管理、建设、设备、技术在内的复杂系统。其总体设计的目标是有利于城市的可持续发展。因此，城市垃圾处理生态工程必须同时满足技术先进、经济合理、环境允许、社会可行等约束条件。
2.1 处理与利用相结合
城市垃圾处理生态工程要做到经济上合理，必须把垃圾的处理与利用结合起来。城市垃圾包括城市居民的生活垃圾、商业垃圾、市政维护和管理中产生的垃圾。主要组成有食品废弃物、纸、金属、塑料、灰渣、玻璃及其他废弃物。其中富含能源与资源，弃之则为废，用之则为宝。
在长期积累的后工业化国家，采用末端治理的办法处理城市垃圾，如填埋、焚化、堆肥、压缩处理、辐射处理等。末端控制的环境管理思想与方法是将消费者、产业A、产业B（再生者）作为相互独立的封闭系统，对其过程产生的废弃物分别进行处理。这种模式投资多、能耗大，运行成本高，但能取得明显的环境效益。对发展中的我国，这种模式在经济上负担太重，不合国情。
城市垃圾处理利用生态工程以整体、循环、协调、再生为基本原则，模拟自然生态系统，将生产者、消费者、分解者通过“食物（生产）链网”相互联系，形成一个闭合的、相对稳定的高效循环系统（图1 ）。
图1 城市垃圾处理利用生态工程示意图
Fig 1 The schematic map of ecological engineering forthe treatment and utilization of municipal refuse
2.2 硬件软件心件相配合
城市垃圾处理利用生态工程追求经济效益、环境效益、社会效益统一的目标，欲达此目标必须硬件、软件、心件3者相互配合， 缺一不可。硬件指技术、设备的改进与创新，工程设计优化等技术手段；软件指有关方针、政策、法律、条例的修订，体制改革，综合规划等社会保障；心件指思想、意识及行为的诱导，能力建设等行为措施。3 者关系如图2所示。
图2 生态工程的硬件、软件、心件结构
Fig 2 The structures of "Hardware","Software" and "Mind-ware" of the ecological engineering
2.3 政府科技企业居民联手
城市垃圾处理利用生态工程的实施离不开政府引导、科技支持、企业经营、居民参与。城市政府的规划、组织、协调、管理是保障这一系统共同完成其处理利用功能的前提；对城市垃圾生命周期的正确分析，处理利用技术的合理采用，优化的工程设计是系统成功的基础；收集、运输、分类、利用、处理全过程的企业化经营是城市垃圾处理利用生态工程正常运行的关键；所有这些工作都需要城市居民的积极参与和自觉配合，居民环境意识的提高是事业成功的保证。上述4 方面工作做好了，城市垃圾处理利用生态工程方能顺利实施。
2.4 减量化无害化资源化产业化系统化
具体在实施城市垃圾处理利用生态工程的过程中，要解决好减量化、无害化、资源化、产业化、系统化5个环节。
3 工程措施与设计
城市垃圾处理利用生态工程由减量化、无害化、资源化、产业化、系统化5个子系统组成（图3）。工程措施与设计分述如下。
图3 垃圾处理利用生态工程系统示意图
Fig 3 The ecological engineering system for treatmentand utilization of municipal refuse
3.1 城市垃圾减量化
城市垃圾减量化是指在垃圾生命周期中从源头到末端，包括产生、收集、清运、回收利用、最终处理的全过程，采取各种有效措施减少垃圾数量与体积。城市居民的参与、配合是垃圾减量化这一环节的关键所在。
○ 城市生活用能结构向燃气化、电气化发展。提高燃气普及率，减少生活燃煤量，既能减少灰渣等无机垃圾的产生量，又可提高大气环境质量。燃气普及率提高10%，一般可减少垃圾量3%左右。 广汉市的调查表明，燃气居民区垃圾产生量比燃煤居民区少18%。
○ 组织净菜进城。净菜销售在一般情况下可使生活垃圾产生量降低5%。但目前净菜销售量较小， 原因有三：一是销售部门缺乏积极性，二是少数居民认为净菜不新鲜，三是净菜价格稍贵。因此，应成立相应机构来协调净菜加工、销售部门的经济利益，组织净菜进城；通过宣传、教育，改变居民的消费观念；通过净菜就地加工剩余物的综合利用，降低成本。
○ 限制一次性物品的使用。一次性物品的使用给日常生活带来极大方便，是文明进步的一种标志。其负面影响是浪费资源，使垃圾量增加，造成环境污染。必须采取经济手段，如通过立法课以环境税，限制一次性物品（特别是塑料制品）的使用。提高居民的环境意识，少用或不用一次性物品。
○ 倡导适度消费模式。
○ 推行城市垃圾收费制度。根据“谁污染，谁治理；谁排放，谁负担”的原则，通过地方立法，开征垃圾处置费。规范计量方法，按垃圾的量与质核收服务费。韩国经验表明，实施垃圾袋收费制度后，垃圾量减少了37%，资源回收量增加了40%。
○ 限制商品外包装。许多商品的包装最终都成为垃圾，商品的过度包装，既浪费资源，又增加垃圾量。可借鉴国外的经验，制订有关限制商品包装的法令、法规，限制商品，特别是消耗品的过度包装，鼓励回收再用。
○ 发展废品回收业。采取优惠政策，增设收购网点，鼓励废品回收业的发展；开发、推广回收利用新技术，扩大与增加可利用废品的品种与数量。
3.2 城市垃圾无害化
垃圾无害化是垃圾处理的基本目的之一。垃圾无害化就是采取一定的措施，使垃圾不损害人体健康，不污染周围（原生、次生）环境。目前，废物无害化处理工程已经发展成为一门崭新的工程技术。正确选用相应的无害化技术可事半功倍。
○ 控制垃圾流向。生活垃圾从源头分类收集，分别处理。在目前我国垃圾大多混装的情况下，处理前必须进行分选。有毒有害物品，如电池、日光灯管等，应单独处理利用。特种垃圾，如医院、涉外宾馆垃圾，也应另行妥善处理。
○ 开发、推广新一代垃圾卫生收集、清运设备。如垃圾分类袋装，地下集装箱收集，封闭中转、运输等。
3.3 城市垃圾资源化及产业化
资源化是城市垃圾处理利用生态工程寓处理于利用的具体体现，是一种积极的垃圾处理方法。城市垃圾的可利用性为其处理利用产业化提供了经济驱动的可能性。但把可能转变为现实，谈何容易。因此，也可以说能否实现产业化是城市垃圾处理利用生态工程的难点，成败的关键。实现产业化，不但需要实实在在的可行性论证和投资风险评价，还需要经营企业的观念转变。而企业观念的转变只能来源于经济利益的驱动，舍此别无他法。
○ 堆肥，制造复合肥料。堆肥是我国传统的有机垃圾处理方式，但由于肥效低，费工多，难保存，有异味等原因，已不适应现代农业生产状况。将堆肥与化肥相结合，制造有机无机复合肥料，是堆肥产业化的方向。广汉市垃圾产生量为75 t／d，其中有机垃圾占49%， 目前已建成一家日处理垃圾100 t，年产量3万t的有机无机复合肥料厂。
○ 废纸再生造纸。1000 t废纸回收再生可生产800 t好纸，可节约木材4000 m[3]，是一项大有可为的产业。
○ 废塑料生产液态、气态燃料。
○ 废玻璃再利用。碎玻璃经过清洗、破碎、加工，可生产硅系列化工原料。
○ 垃圾处理利用的机器设备产业。
城市垃圾处理利用产业是不同于传统产业的新型的生态产业，它应当具有生态产业的一般特点（表1）。
表1 生态产业与传统产业的比较
Table 1Comparison of ecological industry
andconventional industry
类别 传统产业生态产业
目标 单一利润,产品导向 综合效益,功能导向
结构 链式、刚性 网状,自适应型
规模化趋势产业单一化,大型化 产业多样化,组合化
系统耦合关系 纵向,部门经济 横向,复合生态经济
功能 产品生产产品+社会服务+生态服
务+能力建设
经济效益 局部效益高、整体效益低 长期效益高、整体效益大
废弃物向环境排放、负效益 系统内资源化,正效益
调节机制 外部控制,正反馈为主内部调节,正负反馈平衡
环境保护 末端治理,高投入,无回 过程控制,低投入,正回
报 报
社会效益 减少就业机会增加就业机会
行为生态 被动,分工专门化,行为 主动,一专多能,行为人
机械化 性化
自然生态 厂内生产与厂外环境分离 与厂外相关环境构成复合
生态体
稳定性对外部依赖性高 抗外部干扰能力强
进化策略 更新换代难,代价大 协同进化快,代价小
可持续能力弱 强
决策管理机制 人治,自我调节能力弱生态控制,自我调节能力
强
研究开发能力 弱,封闭性 强,开放性
工业景观 灰色,破碎,反差大 绿色,和谐,生机勃勃
3.4 城市垃圾处理利用系统化
系统化是将与垃圾处理、利用有关的机构组织起来，协调各自的功能，形成一个系统。系统是由相互联系、相互作用的若干组分组合成的具有特定功能的有机整体。这个系统本身又是一个更大系统的组成部分。
○ 在系统辨识、科学分析城市垃圾生命周期的基础上，制订处理利用规划、实施方案、设计。
○ 成立协调、管理及监督机构，建立执法、监督队伍。
○ 环境立法、监督。
○ 宣传教育。
1999－02 －01收稿
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