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在当今世界上，环境与发展问题已成为全球普遍关注的焦点问题。早在1992年6月，联合国环境与发展大会就通过了著名的《关于环境与发展的里约热内卢宣言》，制定了21世纪议程，得到了世界各国的普遍认同，无论是发达国家还是发展中国家，都把可持续发展战略作为国家宏观经济发展战略的一种必然选择，环境保护已成为可持续发展进程中的一个重要组成部分。
在中国，随着经济的持续高速增长，人口的增加和人民生活水平迅速提高，也面临着日益严重的环境问题，尤其是生活垃圾的问题。这些垃圾不仅污染环境，破坏城市景观，而且传播疾病，威胁人类的生命安全，成为当今社会最严重的公害之一。在我国近700座城市(包括农村)当中，已有三分之二被“垃圾山”所包围，近10年来，中国生活垃圾产生量以平均每年6.98％的速度增长，少数地区的增长率更高达15％20％。而随着农村经济的增长，消费结构的变化，垃圾构成也发生了很大的变化，主要表现为有机物增多，可燃物增多，可利用价值增大。垃圾问题已成为影响环境保护、城市建设、居民生活和可持续发展的主要因素，解决好生活垃圾的处理问题就显得尤为重要。
一、现状
1、杭州市简介
杭州地处长江三角洲南翼，是长江三角洲区域中重要的中心城市和中国南北部交通枢纽。杭州市区中心地理坐标为北纬30°1′、东经120°12′，属亚热带季风性气候，四季分明，温暖湿润，光照充足，雨量充沛，年平均气温16.2℃，夏季平均气温31.6℃，冬季平均气温3.8℃，无霜期230—260天，平均降雨量1435毫米，平均相对湿度为76％。境内自然条件优越，西部崇山峻岭起伏，中部丘陵河谷相间，东部水网平原广阔，构成了“八山、半水、分半田”的地形格局。
2、杭州地区生活垃圾产生量现状
生活垃圾产生量在一定程度上反映了一个地区的经济发展水平，经济发展水平越高，生活垃圾产生量就越多，反之，则越少。经调查，目前杭州地区滨江区、萧山区及余杭区人均垃圾产生量平均约为2.0～2.5㎏／d；临安、建德等郊区人均垃圾产生量平均约为1.2～1.6㎏／d，杭州农村地区日产垃圾总量约为8876吨，具体情况可见，表1：
在调查中，主要发现以下一些问题：
(1)杭州地区垃圾收集基本上以户为单位分散收集，以村或街道为单位进行集中收集，再通过垃圾运输车送往垃圾处理中心或垃圾中转站。
(2)农村垃圾没有实现分类回收，即使在一些地区进行了分类收集，在运送时又进行了混合的运输。这样就极大的加大了生活垃圾的资源化、无害化处理的难度；
(3)垃圾回收利用与处理成本完全是分离的，主要是在回收系统自身成本规律下运行。因而一些回收价值低的或没有回收价值(如塑料包装袋、电池、有机垃圾等)就无人回收或不愿回收，而报纸、金属罐、玻璃等回收率却一直很高。
(4)家庭有害有毒垃圾收集系统还未建立，家庭有害有毒垃圾如废旧电池、日光灯管、废旧药品等大都混入农村生活垃圾。这样一来会带来潜在的环境污染，二来也会加大处理运行费用。
5、垃圾的处理现状
现今垃圾处理的方法主要有填埋、焚烧和综合利用(如生产有机堆肥、生产建筑材料、供热和发电等)等几种方式，各有各的利弊。要彻底解决好垃圾问题应该从源头抓起，进行综合管理，以实现垃圾处理的资源化和无害化。杭州市各地区生活垃圾主要处理情况见表3：
由表3可以看出，目前杭州地区的生活垃圾处理方式基本上都是进行填埋、焚烧，也有一部分用来发电。垃圾发电能很好的利用垃圾中的能源，实现变废为宝，但是建垃圾发电厂成本很高，运行费用也很大，基本产生不了效益，在实际操作中比较困难。在垃圾的填埋、焚烧过程中，产生的垃圾渗滤液、有害气体等对环境会造成二次污染，同时，也使得垃圾里的巨大的能源效益被白白地丢失、浪费，因此，寻找一种新型的，有效的，实用的，适合杭州地区的生活垃圾处理工艺已成为当务之急。
二杭州地区生活垃圾处理工艺的初步研究
1、国内外生活垃圾处理工艺简介
纵观国内外城市生活垃圾处理进程，大体上经历了四个阶段：①为维护环境卫生而进行的无害化处理阶段；②在确保垃圾无害化基础上，避免产生二次污染的处理阶段；③提高资源化，减少垃圾处理环境负荷的处理阶段；④源头避免为主、资源化高度发展的全过程管理阶段。以上述四个阶段衡量，发达国家垃圾处理大多在第三个阶段，并开始进入第四个阶段；而我国大部分城市和地区垃圾处理仍处于第一阶段，仍以卫生填埋、焚烧、堆肥等为主。
(1)卫生填埋
卫生填埋以其处理成本低，技术简便，适应性强，而且是其它方法不可替代的最终处理手段。所以在以后相当长的一段时期仍将是生活垃圾的主要处理方式之一。但它也有很多缺点：占地面积大；产生的垃圾渗滤液容易引起二次污染；产生的沼气存在安全隐患等。
(2)焚烧生活垃圾焚烧技术作为一种以燃烧为手段的垃圾处理方法，现在已经被许多工业发达国家广泛采用。垃圾焚烧之所以能发展如此迅速，主要是垃圾中的可燃物，尤其是塑料和纸类大量增加，垃圾发热量明显提高，最终使生活垃圾成为化学性质比较稳定的无害灰渣，而且还能彻底地消灭各种病原菌。但也存在一些缺点：一次性投资大；运行成本高；在焚烧过程中排放大量烟气，造成二次污染等。
(3)堆肥
垃圾堆肥作为生活垃圾处理的一项重要手段，其特点是无害化程度较高，减量化效果较为明显，可以最大限度地实现生活垃圾处理的资源化。其基本原理是先将生活垃圾中的无机类物质分捡出来进行回收或妥善处理，剩余的有机物质在适当的水、气条件下，通过微生物作用，使有机物质分解并放出能量产生高温，杀死其中的病原菌和杂草种子，使有机物达到稳定化，堆肥产品可以用作肥料安全 使用。它的缺点就是只能处理生活垃圾中的有机成分，对其他的无机及有毒有害成分没有处理效果。
由以上几种处理模式的介绍可以看出，无论单纯的采用哪一种模式，都有这样那样的缺点无法克服，因此在杭州地区，我们考虑采用综合处理模式，即将几种垃圾处理模式有机结合在一起，发挥出其各自的优势，最大限度地回收可利用的成分，有效地增加处理效率，最终实现垃圾减量化、资源化、无害化处理。
2、杭州地区生活垃圾综合处理模式初探
综合处理集中了各种模式的优点，同时，也解决了单一处理的缺点。如垃圾填埋的缺点是：①可燃物得不到充分利用；②渗出液处理难度大，成本高；③占用大量土地。而综合处理后，可腐有机物和可燃有机物得到了充分利用，故填埋量很小，只占总体积的15～20％，填埋物主要为砖头、瓦砾等有机物，不会带来二次污染。同样，单纯焚烧带来的缺点也可通过综合处理进行一定程度的克服，单纯的焚烧由于有机垃圾含量高，所含水分量高，含硫量大，焚烧时排放的烟气量大，对焚烧炉腐蚀较强；若采用综合处理则产生烟气少，也可较好的避免硫对设备的腐蚀。单一的堆肥处理只能处理垃圾中易腐有机物，其他垃圾得不到处理，而综合处理可克服其缺点。由上分析知，综合处理无论是在社会效益，还是在环境效益上都大大高于单一处理。一方面污染排放量少、占地量较少，资源回收率高，有效地提高了环境效益；另一方面，运行费用较低，设备使用寿命延长，建厂投资少，从某种程度上也提高了一定的社会效益和经济效益。
(1)垃圾综合处理工艺流程
由第一部分调查结果可知，杭州地区生活垃圾的组分中，有机垃圾占很大比例，因此在垃圾综合处理中，着重进行对有机垃圾的生态化处理，其工艺流程如图1所示：
1、分拣
在这个工艺流程中，垃圾分拣是非常重要的一步，垃圾的收集和运输过程中，各类垃圾都混合在一起，在处理前，必须把它们分开，才能达到良好的处理效果，减少二次污染的产生。
分拣有人工分拣和机械分拣二种方式，人工分拣效率较低，工作环境也比较差，但成本较低，适合垃圾量较少的小型垃圾处理站；机械分拣是采用大型机械来对垃圾进行自动分拣，效率较高，自动化程度也较高，但投资成本比较大，适合垃圾量较大的中大型垃圾处理站。
垃圾经过分拣后，占大比例的有机物被破碎，然后放入堆肥场或者垃圾发酵间进行堆肥发酵；无机物及包装物则被填埋或焚烧处理，由于大部分有机物都被分离出去，因此填埋或焚烧的工作量就大大减少，而其无机成分也使得填埋和焚烧的技术性要求大大降低，不易产生二次污染；此外，一些有回收价值的废品可被回收再利用；有毒有害的垃圾物则需进行特殊处理。
2、破碎
有机垃圾被分拣出来后，再经过破碎处理，则能更好的进行堆肥发酵。上图所示的垃圾分拣分选破碎机除了分拣功能外也带破碎功能，因此出来后的垃圾可直接进行堆肥发酵。如果是采用人工分拣的方式，则可采用小型的半湿垃圾破碎机，达到有机垃圾破碎的效果。
3、堆肥
有机垃圾在经过破碎处理后被送入堆肥场或垃圾发酵间进行厌氧发酵，一般发酵周期在2～3个月左右，在发酵期间，有机垃圾在厌氧菌的作用下被分解成有机肥，完成稳定化过程，并产生渗滤液及生物质能沼气。产生的有机肥可作为有机肥出售；渗滤液由于其有机浓度还是非常高，需要再被接入厌氧发酵池进行处理；沼气则可被收集经净化，脱硫后用作炊事等生活用能。
4、厌氧发酵池
有机垃圾堆肥发酵所产生的渗滤液需要在厌氧发酵池里进行厌氧处理，进一步降解水中的COD等有机质，并产生沼气。沼气同样可用作炊事等生活用能，而经发酵后的沼液一部分根据工艺的需要回喷至堆肥场，以提高堆肥的效率；另一部分可开展农作物灌溉等综合利用，从而彻底实现了垃圾的减量化、资源化、无害化处理。
(2)加强宣传，改变村民对于垃圾的观念和习惯
“垃圾只不过是放错地方的资源”、
“垃圾还是世界上唯一增长的资源”，在讲究可持续发展的今天，废弃资源的回收利用显得越来越重要。对于生活垃圾来说，如果能在源头控制好、分拣好，则能大大提高接下去的处理效率，因此加强宣传，改变广大村民对于生活垃圾的传统观念，改变村民对于生活垃圾的收集习惯，是一项任重而道远的任务。
1、采取各种宣传渠道做好宣传教育，向村民宣传混合收集的危害和分类收集的优点，并将分类的方法和技巧传授给群众，使其能方便快速地培养起垃圾分类的好习惯，特别是通过在校的学生将垃圾分类的知识传达到千家万户，学生的覆盖面广，几乎每个家庭都有学生，由自家的孩子将知识传达到家里，家人也比较容易接受，因此由校园为试点开始，以点带面进行推广比较可行。
2、制定相应的规章制度，不断规范村民的行为规范。如对按要求进行垃圾分类的居民可以免收垃圾处理费，否则，不但要收取垃圾处理费，还要对其罚款，对屡教不改者进行公示，充分发挥广大群众的监督作用。
3、配套建设垃圾分类设施，在农户和农居点分别摆放分类收集的不同颜色的垃圾桶，在桶上标明类别便于人们辨别和回收，垃圾的运输也要分类，不同的垃圾送往不同的处理场所。
在中国，随着经济的持续高速增长，人口的增加和人民生活水平迅速提高，也面临着日益严重的环境问题，尤其是生活垃圾的问题。这些垃圾不仅污染环境，破坏城市景观，而且传播疾病，威胁人类的生命安全，成为当今社会最严重的公害之一。在我国近700座城市(包括农村)当中，已有三分之二被“垃圾山”所包围，近10年来，中国生活垃圾产生量以平均每年6.98％的速度增长，少数地区的增长率更高达15％20％。而随着农村经济的增长，消费结构的变化，垃圾构成也发生了很大的变化，主要表现为有机物增多，可燃物增多，可利用价值增大。垃圾问题已成为影响环境保护、城市建设、居民生活和可持续发展的主要因素，解决好生活垃圾的处理问题就显得尤为重要。
一、现状
1、杭州市简介
杭州地处长江三角洲南翼，是长江三角洲区域中重要的中心城市和中国南北部交通枢纽。杭州市区中心地理坐标为北纬30°1′、东经120°12′，属亚热带季风性气候，四季分明，温暖湿润，光照充足，雨量充沛，年平均气温16.2℃，夏季平均气温31.6℃，冬季平均气温3.8℃，无霜期230—260天，平均降雨量1435毫米，平均相对湿度为76％。境内自然条件优越，西部崇山峻岭起伏，中部丘陵河谷相间，东部水网平原广阔，构成了“八山、半水、分半田”的地形格局。
2、杭州地区生活垃圾产生量现状
生活垃圾产生量在一定程度上反映了一个地区的经济发展水平，经济发展水平越高，生活垃圾产生量就越多，反之，则越少。经调查，目前杭州地区滨江区、萧山区及余杭区人均垃圾产生量平均约为2.0～2.5㎏／d；临安、建德等郊区人均垃圾产生量平均约为1.2～1.6㎏／d，杭州农村地区日产垃圾总量约为8876吨，具体情况可见，表1：
在调查中，主要发现以下一些问题：
(1)杭州地区垃圾收集基本上以户为单位分散收集，以村或街道为单位进行集中收集，再通过垃圾运输车送往垃圾处理中心或垃圾中转站。
(2)农村垃圾没有实现分类回收，即使在一些地区进行了分类收集，在运送时又进行了混合的运输。这样就极大的加大了生活垃圾的资源化、无害化处理的难度；
(3)垃圾回收利用与处理成本完全是分离的，主要是在回收系统自身成本规律下运行。因而一些回收价值低的或没有回收价值(如塑料包装袋、电池、有机垃圾等)就无人回收或不愿回收，而报纸、金属罐、玻璃等回收率却一直很高。
(4)家庭有害有毒垃圾收集系统还未建立，家庭有害有毒垃圾如废旧电池、日光灯管、废旧药品等大都混入农村生活垃圾。这样一来会带来潜在的环境污染，二来也会加大处理运行费用。
5、垃圾的处理现状
现今垃圾处理的方法主要有填埋、焚烧和综合利用(如生产有机堆肥、生产建筑材料、供热和发电等)等几种方式，各有各的利弊。要彻底解决好垃圾问题应该从源头抓起，进行综合管理，以实现垃圾处理的资源化和无害化。杭州市各地区生活垃圾主要处理情况见表3：
由表3可以看出，目前杭州地区的生活垃圾处理方式基本上都是进行填埋、焚烧，也有一部分用来发电。垃圾发电能很好的利用垃圾中的能源，实现变废为宝，但是建垃圾发电厂成本很高，运行费用也很大，基本产生不了效益，在实际操作中比较困难。在垃圾的填埋、焚烧过程中，产生的垃圾渗滤液、有害气体等对环境会造成二次污染，同时，也使得垃圾里的巨大的能源效益被白白地丢失、浪费，因此，寻找一种新型的，有效的，实用的，适合杭州地区的生活垃圾处理工艺已成为当务之急。
二杭州地区生活垃圾处理工艺的初步研究
1、国内外生活垃圾处理工艺简介
纵观国内外城市生活垃圾处理进程，大体上经历了四个阶段：①为维护环境卫生而进行的无害化处理阶段；②在确保垃圾无害化基础上，避免产生二次污染的处理阶段；③提高资源化，减少垃圾处理环境负荷的处理阶段；④源头避免为主、资源化高度发展的全过程管理阶段。以上述四个阶段衡量，发达国家垃圾处理大多在第三个阶段，并开始进入第四个阶段；而我国大部分城市和地区垃圾处理仍处于第一阶段，仍以卫生填埋、焚烧、堆肥等为主。
(1)卫生填埋
卫生填埋以其处理成本低，技术简便，适应性强，而且是其它方法不可替代的最终处理手段。所以在以后相当长的一段时期仍将是生活垃圾的主要处理方式之一。但它也有很多缺点：占地面积大；产生的垃圾渗滤液容易引起二次污染；产生的沼气存在安全隐患等。
(2)焚烧生活垃圾焚烧技术作为一种以燃烧为手段的垃圾处理方法，现在已经被许多工业发达国家广泛采用。垃圾焚烧之所以能发展如此迅速，主要是垃圾中的可燃物，尤其是塑料和纸类大量增加，垃圾发热量明显提高，最终使生活垃圾成为化学性质比较稳定的无害灰渣，而且还能彻底地消灭各种病原菌。但也存在一些缺点：一次性投资大；运行成本高；在焚烧过程中排放大量烟气，造成二次污染等。
(3)堆肥
垃圾堆肥作为生活垃圾处理的一项重要手段，其特点是无害化程度较高，减量化效果较为明显，可以最大限度地实现生活垃圾处理的资源化。其基本原理是先将生活垃圾中的无机类物质分捡出来进行回收或妥善处理，剩余的有机物质在适当的水、气条件下，通过微生物作用，使有机物质分解并放出能量产生高温，杀死其中的病原菌和杂草种子，使有机物达到稳定化，堆肥产品可以用作肥料安全 使用。它的缺点就是只能处理生活垃圾中的有机成分，对其他的无机及有毒有害成分没有处理效果。
由以上几种处理模式的介绍可以看出，无论单纯的采用哪一种模式，都有这样那样的缺点无法克服，因此在杭州地区，我们考虑采用综合处理模式，即将几种垃圾处理模式有机结合在一起，发挥出其各自的优势，最大限度地回收可利用的成分，有效地增加处理效率，最终实现垃圾减量化、资源化、无害化处理。
2、杭州地区生活垃圾综合处理模式初探
综合处理集中了各种模式的优点，同时，也解决了单一处理的缺点。如垃圾填埋的缺点是：①可燃物得不到充分利用；②渗出液处理难度大，成本高；③占用大量土地。而综合处理后，可腐有机物和可燃有机物得到了充分利用，故填埋量很小，只占总体积的15～20％，填埋物主要为砖头、瓦砾等有机物，不会带来二次污染。同样，单纯焚烧带来的缺点也可通过综合处理进行一定程度的克服，单纯的焚烧由于有机垃圾含量高，所含水分量高，含硫量大，焚烧时排放的烟气量大，对焚烧炉腐蚀较强；若采用综合处理则产生烟气少，也可较好的避免硫对设备的腐蚀。单一的堆肥处理只能处理垃圾中易腐有机物，其他垃圾得不到处理，而综合处理可克服其缺点。由上分析知，综合处理无论是在社会效益，还是在环境效益上都大大高于单一处理。一方面污染排放量少、占地量较少，资源回收率高，有效地提高了环境效益；另一方面，运行费用较低，设备使用寿命延长，建厂投资少，从某种程度上也提高了一定的社会效益和经济效益。
(1)垃圾综合处理工艺流程
由第一部分调查结果可知，杭州地区生活垃圾的组分中，有机垃圾占很大比例，因此在垃圾综合处理中，着重进行对有机垃圾的生态化处理，其工艺流程如图1所示：
1、分拣
在这个工艺流程中，垃圾分拣是非常重要的一步，垃圾的收集和运输过程中，各类垃圾都混合在一起，在处理前，必须把它们分开，才能达到良好的处理效果，减少二次污染的产生。
分拣有人工分拣和机械分拣二种方式，人工分拣效率较低，工作环境也比较差，但成本较低，适合垃圾量较少的小型垃圾处理站；机械分拣是采用大型机械来对垃圾进行自动分拣，效率较高，自动化程度也较高，但投资成本比较大，适合垃圾量较大的中大型垃圾处理站。
垃圾经过分拣后，占大比例的有机物被破碎，然后放入堆肥场或者垃圾发酵间进行堆肥发酵；无机物及包装物则被填埋或焚烧处理，由于大部分有机物都被分离出去，因此填埋或焚烧的工作量就大大减少，而其无机成分也使得填埋和焚烧的技术性要求大大降低，不易产生二次污染；此外，一些有回收价值的废品可被回收再利用；有毒有害的垃圾物则需进行特殊处理。
2、破碎
有机垃圾被分拣出来后，再经过破碎处理，则能更好的进行堆肥发酵。上图所示的垃圾分拣分选破碎机除了分拣功能外也带破碎功能，因此出来后的垃圾可直接进行堆肥发酵。如果是采用人工分拣的方式，则可采用小型的半湿垃圾破碎机，达到有机垃圾破碎的效果。
3、堆肥
有机垃圾在经过破碎处理后被送入堆肥场或垃圾发酵间进行厌氧发酵，一般发酵周期在2～3个月左右，在发酵期间，有机垃圾在厌氧菌的作用下被分解成有机肥，完成稳定化过程，并产生渗滤液及生物质能沼气。产生的有机肥可作为有机肥出售；渗滤液由于其有机浓度还是非常高，需要再被接入厌氧发酵池进行处理；沼气则可被收集经净化，脱硫后用作炊事等生活用能。
4、厌氧发酵池
有机垃圾堆肥发酵所产生的渗滤液需要在厌氧发酵池里进行厌氧处理，进一步降解水中的COD等有机质，并产生沼气。沼气同样可用作炊事等生活用能，而经发酵后的沼液一部分根据工艺的需要回喷至堆肥场，以提高堆肥的效率；另一部分可开展农作物灌溉等综合利用，从而彻底实现了垃圾的减量化、资源化、无害化处理。
(2)加强宣传，改变村民对于垃圾的观念和习惯
“垃圾只不过是放错地方的资源”、
“垃圾还是世界上唯一增长的资源”，在讲究可持续发展的今天，废弃资源的回收利用显得越来越重要。对于生活垃圾来说，如果能在源头控制好、分拣好，则能大大提高接下去的处理效率，因此加强宣传，改变广大村民对于生活垃圾的传统观念，改变村民对于生活垃圾的收集习惯，是一项任重而道远的任务。
1、采取各种宣传渠道做好宣传教育，向村民宣传混合收集的危害和分类收集的优点，并将分类的方法和技巧传授给群众，使其能方便快速地培养起垃圾分类的好习惯，特别是通过在校的学生将垃圾分类的知识传达到千家万户，学生的覆盖面广，几乎每个家庭都有学生，由自家的孩子将知识传达到家里，家人也比较容易接受，因此由校园为试点开始，以点带面进行推广比较可行。
2、制定相应的规章制度，不断规范村民的行为规范。如对按要求进行垃圾分类的居民可以免收垃圾处理费，否则，不但要收取垃圾处理费，还要对其罚款，对屡教不改者进行公示，充分发挥广大群众的监督作用。
3、配套建设垃圾分类设施，在农户和农居点分别摆放分类收集的不同颜色的垃圾桶，在桶上标明类别便于人们辨别和回收，垃圾的运输也要分类，不同的垃圾送往不同的处理场所。