重庆城市固体废弃物管理:机遇与挑战
Yuan Hui a,*, Wang Liao a,b, Su Fenwei a,b, Hu Gang a
资源与环境科学系,重庆大学,重庆400044,中国西南资源开发与环境灾害控制工程b重点实验室,中国教育部,重庆大学,重庆,中国
2005年9月15日接收
2005年11月8日发布
摘要
资源的供给和保护在生态环境方面的双重影响将对中国可持续发展构成一个重大的挑战。固体废弃物管理提供了机会通过保护资源和提高环境效益来提高利润。本文分析重庆城市固体废弃管理,重庆是继北京、上海、天津之后的第四大国家直辖市。在这篇文章中,我们将提供关于城市固体废弃物的数量和成分的信息,以及收集、运输、处理与处置城市垃圾的不同方法的概述。目前人均每天产生的垃圾量约为1.08kg,食品垃圾约占垃圾总量的59%。重庆的城市垃圾较其他的亚洲城市有更高的含水率(64.1%)和较低的热值(3728kJ/kg),这是焚烧的一个阻碍。在重庆垃圾填埋是主要的处置方法,但是简易填埋造成的污染和垃圾处理能力尚有欠缺变成了重庆主要地区面临的主要问题。在本文中,分析了重庆城市垃圾处理面临的机遇与挑战,并给出一些提高未来城市垃圾处理系统的建议。
2005 Elsevier Ltd.保留所有权利。
1.简介
在过去的20年里,中国经济取得了快速增长,但是生态破坏和环境污染也以很高的速度在增加。政府、国家和国外专家一致认为,资源的供给和保护在生态环境方面的双重影响将对中国可持续发展构成一个重大的挑战(Qi, 2004; Su and Wang, 2003)。
中国每年已经产生世界垃圾的29%(东et al ,2001),一个包括减量化、再利用、回收和废弃物处置的完整的固体废弃物管理系统(ISWM)将在中国可持续发展中扮演一个重要的角色,因其诸多益处:(1)减少地球有限的自然资源的损耗;(2)减少由未经处理排放的废物造成的污染;(3)间接节约能源。目前,ISWM被认为是一个优化的废弃物管理系统和成功处理城市固体废弃物的关键;在不考虑浪费的层次下(Sundeqvist,1999),作为任何情况下环境和经济上选择的最佳解决方案(Hu et al., 1998)。然而,ISWM系统的实现取决于几个重要的因素,如国家法规、环境要求、环境管理战略、能源政策、经济和技术可行性以及教育和中国人民的环保意识。
一些工业发达的国家,如德国、瑞典、日本和美国,在资源综合利用和固体废弃物管理方面已经取得了非凡的成果。如图1所示,在1960-2004期间,这些国家的固体废弃物管理策略有很多的改变。一个革命性的变革是,固体废弃物管理始于减量化—使用的更少、再利用的多和回收。此外,焚烧和堆肥有机废物成为固体废弃物处理的主导方法,而不是通过填埋处置。
图1,固体废弃物管理—1960-2004年间先进工业化国家革命性的变革
目前在中国大约有660个城市每年的固体废弃物产量约130吨。总的来说,与许多发达国家相比,中国在固体废弃物回收、处理技术和管理策略上仍有较大的差距。在整个国家,固体废弃物管理成为一个主要的问题。在未来的几年里,城市固体废弃物的处理与处置将成为所有城市政府的一个重要目标。在这个领域,中国有着巨大的发展潜力和商业机会。
位于中国西南部的重庆是继北京、上海、天津之后的第四大直辖市。它也是经济中心和水、陆、空运的交通枢纽,在中国西南部以繁忙的河流和高速公路向四面八方辐射扩散。因为它位于三峡大坝背后的大水库,重庆将成为中国西部发展的滩头阵地。
重庆有40个区县,面积约82000平方公里,人口约3100万。重庆的主城区通常被称为重庆,由九个区组成(大渡口、渝中区、江北区、沙坪坝、九龙坡、南岸、北碚、巴南和渝北),是重庆的经济、教育和文化中心。这些主要地区位于长江和嘉陵江之间。在过去,大多数的城市固体废弃物沿着河边堆积,直接倾倒进河里或只是最低限度的处理。城市固体废弃物造成的二次污染对环境卫生和环境都是有害的。例如,在暴雨季节渗滤液会流进长江和嘉陵江。现在,随着三峡水库竣工期的临近,河流流入和它们的污染物承载能力将会发生改变;在重庆,城市固体废弃物的管理和处置对库区的环境保护至关重要。
本文详细介绍了重庆城市固体废弃物管理领域以及固体废弃物的特点、管理、收集系统、处理过程和处置方法。重庆主要地区面临的主要问题也将进行分析。我们的解释了提高固体废弃物管理系统在未来的机遇和挑战。
2 城市固体废弃物的产生及特征
在重庆的主城区垃圾的产生量随着经济和城市人口的增长而增加。1996年,垃圾的总量是88.8万吨,平均每天产生的量相当于3072吨,人均每日产生的量是0.95kg(李和顾,2001)。2001年,每年的总量和平均每天的产生量分别升至116万吨和3176吨,这意味着人均日产生量升至近1.08kg。如图2所示,城市固体废弃物(USW)主要由生活垃圾、道路清扫垃圾、事业机构废弃物(政府、商业、学校和服务行业)以及少量的建筑垃圾。
图2 重庆城市生活垃圾的组成
表1 重庆主要地区的生活垃圾的组成(%)
表2重庆主要地区生活垃圾的特点(1998和2002)
表1显示了重庆主城区固体废弃物的组成。很明显,城市固体废弃物中食品垃圾的占比高达59.2%,其次是塑料、纸张、纤维、木材、玻璃、金属和橡胶。沙坪坝区产生的垃圾金属含量高于其它两个区。重庆主城区固体废弃物组成的特点如表2所示。和1998年的一份调查结果相比,2002年具体的重量、可燃物、灰分数据显著下降,而纤维和纸张的比例增加了。
图3三个城市之间得比较
表3重庆与低收入、中等收入和高收入国家之间的主要垃圾组成的比较
从图3可以看出,重庆产生的城市固体废弃物的成分和性质与这两个城市相比,重庆城市固体废物中食品垃圾含量和含水率更高而净热值低得多。北九州和新加坡固体废物的净热值分别为9630和8000kJ/kg,但是重庆固体废物的净热值仅有3728kJ/kg。虽然它符合焚烧所需的最低热值,但是它的焚烧余热利用率和成本效益太低。
Tchobanoglus et al。(1993)提出以下的典型分布组成为低收入住宅垃圾(人均收入不到750美元,1990年),中等(cqpress发表收入750美元- 750)和高收入每capitaincome(超过5000美元)的国家(见表3)。根据表3,重庆处在低收入和中等收入水平之间。同时,根据亚洲垃圾的概述(Hunsicker et al .,1996),2001年重庆的垃圾产生量(每人每天)是低于1990年代的平均垃圾产生量(1.95公斤/人/天)。日本和美国等发达国家有一个相对较高的垃圾每天人均产生率,因此重庆的垃圾的组成和性质等的变化表明,重庆的生活水平得以提高,燃料结构已经从主要使用煤炭转变为天然气。人均垃圾日产生量的增加随着经济发展和生活水平的提高也发生在中国的其他城市如广州(Chung and Poon, 1998a),但是中国人有一个习惯,喜欢的食物是未加工和散装的。这种偏好的结果可能意味着由食物垃圾所占的垃圾的比例,不会显著下降甚至随着产业的增长和财富的增加。即使在比较发达的中国城市如广州和香港,与大多数西方国家相比,食物垃圾占比也更高(Chung and Poon, 1998a)。
- 城市固体废弃物管理
在国家固体废物管理、处理和处置的法律法规下,有地方的相关法律法规等管理,如“重庆市政固体废物处置费用征收规则”和“都市固体废物管理规则。”关于固体废物管理系统的示意图在图4中给出。重庆固体废物管理总局由两家主要机构组成:重庆市环境保护局(CEPB)管理工业固体废物的管理,而重庆市管理委员会(CMAC)下属的一个部门负责管理都市固体废物的管理工作。如图4所示,固体废物管理系统主要包括收集网站、转运站、回收和最终处置。
图4城市生活垃圾处理流程
随着城市垃圾的快速增长,重庆固体废物处置公司(CSWDC)在CMAC的管理下成立。CSWDCs工作涵盖了设计、施工和管理的固体废物处置设施和垃圾填埋场。在将政府从企业管理中分离出来之前,重庆固体废物公司是CMAC的一个经济单位,也就是地方政府的行政部门。改革进行后,为了提高重庆的处理水平,CSWDC从CMAC分离出来,一家由地方政府出资的国有企业成立了并建立了环境和卫生保护控股集团(ESPHG)。ESPHG已被授权管理各州的财产,并被授权通过重庆市主要地区的各种设施进行城市固体废物清洁,转移和处理。由于市场经济原则,重庆固体废物处理公司(CSWDC)现已成为ESPHG的子公司。
3.1 收集系统
以源头为单位收集家庭生成的城市固体废物是综合固体废物管理(ISWM)的关键步骤之一。以源头为单位的收集意味着城市固体垃圾首先被分类为几个不同的部分,如堆肥材料(食物垃圾),可燃材料(纤维和纸)以及可回收材料(金属和玻璃)。 一旦分类后,这些不同类型的垃圾将被收集并转发给适当的用户。遗憾的是,在重庆,家庭层面的源头分类收集尚未成功实施。目前,城市固体废物主要收集系统(如图5所示)如下:
图5 重庆主要地区的生活垃圾收集系统
(1)住宅垃圾:个别住户将日常垃圾置于附近的集装箱内,然后由居民委员会或各村的物业管理部门收集垃圾并送至垃圾收集站。 重庆市市政管理委员会(CMAC)环境卫生保护处随后将该垃圾转移到处理地点。在一些大型住宅村,垃圾由房地产公司直接收集并送到处理地点。
(2)机构垃圾:机构垃圾的收集和运输是个别机构或专业环境保护公司的责任。 (这些是付费服务。)
(3)商业垃圾:重庆大多数食品市场的新鲜蔬菜通常都是从当地农场运来的,因此只需很少的包装直接提供给消费者。 由于这种直接来源,垃圾总是含有高比例的有机物质。 除了一些不需要的蔬菜被重新用作饲料在农场饲养动物之外,大部分垃圾都由食品市场管理办公室收集并直接送到处理地点。
(4)道路和公共场所清洁垃圾:清理道路,公共场所和处置该垃圾由CMAC下属部门负责。 首先将清洁垃圾收集到附近的集装箱中,然后由收集车辆将其送到处理场所
(5)施工垃圾:不能回收利用的物料由施工单位直接送到处理场进行处理。
在一些大型的住宅村,居民需要对垃圾进行分类,然后将垃圾放入袋中收集。 2002年,废包装率为68%(CEPB,2002),街道上的垃圾箱不适合垃圾分类。 然而自2002年以来,政府已经尝试鼓励居民对废物进行分类。 例如在重庆的一些地区,沙坪坝地区,废物容器被重新设计。 当地有关部门将一箱废物容器改为两个箱子的容器,一个用于可回收的废物,另一个用于不可回收的废物(以不同颜色的容器和标签来区分)。 另外,两个容器之间放置了一个专门用于电池处理的盒子。
目前,生活垃圾是以混合状态收集的,但居民可以自愿参加源头分类收集。对于住宅区,有两个城市固体废物收集类型:路边收集和家庭收集。路边垃圾收集是一种居民将可回收物品分类到当地提供的特定收集容器中的方法。尽管许多家庭在将家居废物放入收集地点之前收集相对较高价值的物品,但大部分可重复使用和可回收物品都被送到收集/转运站或处理场。如在发展中国家的许多城市,大多数可重复使用的东西都是通过排放过程从邻近的具有可重复使用的废物收集系统的县进行回收。然而,当清道夫分拣时并从垃圾收集容器或垃圾站中取出可重复使用的物品,他们还经常散播街上剩余的垃圾。这垃圾导致卫生问题,是一个额外的环境问题。此外,在转运站或处理站对垃圾进行分类的工人可能会接触到身体和化学不安全的废物产品。因此,这些工人有受伤和生病的危险;这种职业长时间接触可能会导致个人健康和运营商之间的卫生问题。
重庆大学2002年进行的一项调查显示,重庆大部分居民都知道收集前的垃圾分类容器,并了解如何使用它们。 所有被访公民中只有21%(Liu,2003)拒绝了这种垃圾分类系统。 因此,支持分类垃圾收集的趋势很强,这有助于未来垃圾的回收再利用。
3.2 中转站
在重庆,中转站是一座小型两层建筑,用于将城市固体垃圾从小型收集车辆转移到大型运输车辆。 所有这些都是存储负载转移站或城市垃圾直接排入存储容器然后通过辅助设备装入运输车辆的地方。
到2000年底,重庆主要地区共有304个中转站。 2004年将有469个城市垃圾中转站(23205平方米),总转运能力为3000吨/日。 中转站的典型布局是一座两层楼的建筑。 收集到的城市垃圾暂时储存在城市垃圾存储设施中,该设施有一个通过一楼天花板的活门。 卡车可以进入一楼,当天花板上的活门打开时,临时存放的垃圾可以自动倒入卡车。 在卫生方面,这些转运站的管理和维护得当。
3.3 回收与处理
重庆全部城市垃圾中约有6.9%被焚烧,只有1.8%堆肥。 根据1999年的数据,简易垃圾填埋场的处理量约为91%(Li and Gu,2001)。
3.3.1回收
在回收利用过程中,废弃材料被加工用于工业用途,然后改造成新的或类似的产品。回收通常被视为资源保护活动,它还可以为许多节能产品提供更大的回报。 重庆市生活垃圾中的可回收材料有纸,塑料和金属。 在重庆,每个可回收啤酒瓶价值约0.1-0.2美元(0.01-0.02美元),每个铝汽水罐,0.05美元(不到0.01美元)和每个塑料瓶,0.05-0.1美元(0.01美元)。 废纸和杂志价值约为每公斤0.2-0.4美元(0.02-0.05美元)。 这些可循环再造的材料通常由在不同居民区巡逻的清道夫和可重复使用的废物收集者在源头或垃圾箱收集。
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