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上海市生活垃圾的末端处置,究竟是怎么一回事儿?

上海市生活垃圾的末端处置,究竟是怎么一回事儿?

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资讯中心
来源:
2021/03/11 16:02
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上海市生活垃圾实行“四分类”标准,将垃圾分为可回收物、有害垃圾、湿垃圾和干垃圾。根据四分类垃圾产生量统计数据显示,2020年,上海市生活垃圾中干垃圾的日均产量为1.4万余吨,湿垃圾的日均产量为9000余吨,可回收物的日均产量为6000余吨,而有害垃圾的日均产量则为2.5吨左右。这些垃圾从居民家中出来后,会经过分类投放、分类收集、最后分类运输不同的末端处理设施。

其中,可回收物经过分类挑选后,会被打包送往再生资源企业进行利用;而有害垃圾最终会进入各类危废处理企业进行无害化处理。

1998年,市环卫局编制了《关于推进生活垃圾分类收集的实施意见》,垃圾分类以废玻璃、废电池“两废”专项回收为抓手,在全市部分党政机关、大中小学校、社区推行。“两废”专项回收工作得到社会积极响应,东方书报亭、超市网点等同步加入了全市废电池回收网络,废旧电池回收后,经方泰有害垃圾分拣中心集中收运分拣后,进入专业公司实施无害化处理。一些电池生产厂家为废电池回收,专门配送了废电池专用回收容器,并提供电池以旧换新服务。废玻璃回收后,由上海行申玻璃厂对回收的废玻璃进行加工再生利用。至1998年底,全市除嘉定、金山、松江以外的13个区,共建立起119个废玻璃回收点,每个回收点内配置了废玻璃专用回收容器,回收废玻璃达120.22吨。“两废”专项回收也是上海市在上个世纪末对有害垃圾和可回收物的回收处置体系建立的一次探索,并为上海市接下来的生活垃圾分类回收、清运、投放做好了铺垫性的工作。

一、资源化利用

2018年,本市印发《上海市两网融合回收体系建设导则(试行)》(至2020年已修订)。通过建设可回收物“点、站、场”体系,各区出台并全面实施低价值可回收物补贴细则并培育或确定了回收主体企业,进一步提高可回收物的回收率。截至2020年底,全市已建成可回收物回收服务点1.5万个、中转站201个、集散场10个,各区通过公开招标等方式确定了64家回收主体企业。

可回收物最终会纳入再生资源回收体系,进行资源化利用。本市发展改革部门修订循环经济发展扶持政策,对两网融合点站场以及可回收物资源回收利用项目予以支持。市发展改革、商务部门和绿化市容部门积极培育燕龙基(废玻璃)、英科环保(废泡沫塑料)、田强环保(废塑料)等再生资源利用企业,形成一定规模的回收再利用能力;城投集团积极推进纸塑复合包装材料再利用项目,进一步畅通可回收物资源化利用出路。市邮政部门制定《快递包装基本要求》,从电子商务经营者、电商供应商到邮政企业、快递企业再到消费者实行全链条管理;市商务部门制定绿色包装推荐名录,塑料餐盒规模化回收再生探索初具成效,共同探索包装物回收再利用。

二、无害化处理

有害垃圾按照“产生者分类投放,各区属地收集,市统一收运处置”的原则构建全程分类管理体系。一般流程为:源头设置有害垃圾收集容器,属地绿化市容管理部门指定的具备条件的作业单位按照作业要求配置有害垃圾专用车辆,负责定期或预约收运,并临时贮存在区级有害垃圾中转点。存满后预约市级专业收运企业统一运输、分拣贮存,并最终落实有环保资质的危废处置企业进行无害化处理。

据统计,1997年至2007年这十年间,上海市累计回收有害垃圾548吨,其中废旧电池504吨,过期药品44吨。从2018年开始,相关部门开始对上海市生活垃圾分类后的有害垃圾部分进行计量。有害垃圾日均量约为0.1吨。2019年7月《条例》正式实施,自8月起,每月有害垃圾量均为去年同期的7倍以上。其中,2020年4月增幅最大,为去年同期的40倍。

说完了可回收物和有害垃圾,就该讲讲占生活垃圾总量近80%的干垃圾和湿垃圾了。这两种垃圾不仅处置量大,而且处置要求严苛复杂。如处理稍有不当,对城市环境和市民健康都将造成极大影响。当前最合理的处理方式为干垃圾焚烧、湿垃圾生化处理。这样不仅能最大程度的实现垃圾的减量化,而且能够做到垃圾的资源化利用。那么上海的干湿垃圾末端处置的历史变革又是怎么样的呢?

三、堆放

自上海开埠到解放前,居民日常生活和店铺经营活动中产生的垃圾主要堆在道路旁,用来填埋一些沟、浜、洼地。之后,公共租界根据其所处的地理位置和运输便利,将垃圾堆放在苏州河两岸并以船驳运往农村。早期生活垃圾的堆放、填埋,要求上面覆以泥土,或用泥土杂以棉絮之类混合后封盖,使生活垃圾减少发酵过程中产生的臭味,或喷洒药物,减少蚊蝇孳生。但大部分生活垃圾没有覆盖,尤其是运到浦东荒僻之处的生活垃圾,都择地堆放后,就置之不管了。每逢飓风暴雨,堆积的垃圾山易造成“山体滑坡”。解放前,垃圾从分散到各荒僻之处堆放,逐渐集中。其中,堆放时间最长,堆放数量最多的属浦东龙华嘴垃圾堆场(现浦东杨思镇西北角黄浦江边)。

解放后,在相当长的时间内,垃圾堆放场地临时性的较多,一般在近郊的低洼地、沟浜或租用若干土地、堆放到一定高度,便另觅地堆放。垃圾堆放场地使用时间最长的是三林塘垃圾滩。1951年开始,对新堆放的生活垃圾,采用稻草或工厂的废棉絮与泥土调成泥浆覆盖的办法,覆盖面积1年就达2.25万平方米,使臭味和蚊蝇密度大为减少,同年还在垃圾滩上植树800棵,改善了垃圾滩的环境卫生。20世纪50年代至70年代,上海市区的生活垃圾主要运往农村,一般由农民自行堆放发酵后,用作农肥。80年代开始,上海市区的生活垃圾主要堆放在江苏、浙江和上海郊县垃圾滩地。随着城市建设的不断发展,人口的快速增长,上海垃圾的日产生量从1981年的4010吨上升到1984年的5052吨,并每年以7%的增长速度直线上升。同时,运往江浙农村滩地的垃圾量,因农村普及化肥使用,从1981年开始以每年20%~40%的速度在快速降低。为应急消纳上海城市生活垃圾,1983年,市环卫部门将三林塘垃圾堆场改为以应急堆放垃圾为主。同年,上海又在江苏省昆山县淀东乡建立了垃圾堆场,1984年开始堆放。但是,这些措施并未从根本上解决市区垃圾出路难的问题。

1985年苏州、昆山、嘉兴等江、浙两省的地区政府纷纷写信给上海市政府和环卫部门,不再接收堆放上海市区的垃圾。因此,上海市区每天约有3000多吨垃圾面临无处消纳的困境。面临上海市区垃圾出路难的问题,当年3月,市长办公会议研究决定,在新的垃圾处理场未建成前,先在上海近郊和国营农场安排了350亩垃圾滩地堆放生活垃圾。4-5月,茭白、竹笋、蚕豆上市,生活垃圾激增,又在上海、宝山、嘉定、川沙4个郊县提供200亩垃圾滩地来缓解垃圾消纳问题。同时,负责垃圾水上运输的环卫水上运输公司,与浙江省的桐乡、德清、湖州和江苏省的吴县、常熟、宜兴及上海的川沙、奉贤、南汇等地签订了包卸垃圾的协议书,建立了20个垃圾滩地,暂时缓解了垃圾出路难题。1987年,上海市区每天约有6000余吨生活垃圾运往三林塘、淀东、江镇、安亭等固定垃圾堆场及金山、奉贤、松江、南汇、青浦等垃圾临时滩地消纳。随着垃圾量的不断递增,1990年,在川沙、嘉定、上海县、宝山区设立24个陆运垃圾滩地,在嘉定、上海、川沙、青浦、松江、金山县和宝山区设立水运生活垃圾滩地,设立三林塘、淀东、江镇、安亭、老港等5个固定垃圾堆场,全市日消纳生活垃圾可达6500余吨,基本缓解了3—5年内的市区生活垃圾出路难的问题。1992年,老港、三林塘、江镇、安亭4个固定垃圾堆场,日均消纳垃圾约8000吨,基本解决了市区垃圾的出路问题。

1985—1999年十五年间,上海为解决垃圾消纳问题,在江、浙两省及上海市郊设立的滩地(堆场)。垃圾堆集时间最短1个月,最长达15年。随着上海环卫基础设施建设加快,老港垃圾处置场、垃圾中转站和综合码头的建成使用,上海郊区的垃圾临时滩地从最多的25处逐渐减少为5处,直至最终取缔。

进入二十一世纪,随着城乡一体化环境建设工作推进,根据《上海市固体废弃物处置发展规划》及城乡一体化要求,在减少城市垃圾临时堆点的同时,2000—2006年,上海10个郊区县逐步建立了“户集、村收、镇运、区县处置”为主要模式的农村垃圾收集处置系统。同时,根据市政府关于《上海市人民政府关于实施上海市2003—2005年环境保护和建设项目计划的决定》的要求,在关闭市区垃圾临时堆点的同时,逐步关闭乡、镇一级的生活垃圾临时堆点。至2006年,共取缔乡、镇、村级生活垃圾临时堆点达1252处,有效改善了农村生活生产环境。

四、堆肥

1978年,市区垃圾的处理仍沿袭解放初期送肥下乡的做法,由环卫水运单位把垃圾运往上海郊县和江、浙两省部分的农村,经过一段时间的简易堆放发酵后,用作农作物的肥料。

1980年,随着农村生产方式发生变化,农民耕种因使用化肥方便,不愿使用生活垃圾发酵后的肥料。市区垃圾运到农村后,遭到农民拒绝。上海垃圾遇到了出路难的困境。针对这一困境,市环卫部门以垃圾高温堆肥发酵方式来增进肥效,使更多的农民接受用农作物肥料。通过这种技术的应用,有效缓解了垃圾处理的问题。1983年年底,经市政府批准,上海在嘉定县安亭镇附近建造了一座占地30亩垃圾无害化处理场,将垃圾处理分为发酵区和筛分区2个区域。发酵区有发酵仓3大组,每组20座,共有60座,每仓容积为194立方米,可容纳垃圾150吨。垃圾进入发酵仓后,立即加上仓盖防止臭气外溢,然后根据水分,来调整发酵仓的湿度,经过25-30天的高温发酵和熟化。出仓后的发酵垃圾进入筛分区,经过磁选,选出的金属类的回收利用,石块等粗大料就近填埋,其他的进行筛分破碎处理,产生可作肥料的熟化细堆肥,颗粒在10mm以下,具有氮、磷、钾等有机质成分,对农作物有一定的增产作用。1990年,安亭生活垃圾处理厂日处置垃圾100吨,1992年达到150吨,占市区垃圾清除量的1.2%左右。后因农村耕种普遍使用肥效高、收益快的化肥,堆肥发酵后的细堆肥销路不畅,且垃圾采用高温堆肥的处理方法成本也比较高,1994年,安亭生活垃圾处理厂停用。

五、填埋

20世纪80年代,上海垃圾高峰期间,市区街坊、道路、码头垃圾堆积有时高达4000多吨,垃圾出路告急。1983年,上海开始对垃圾技术处理进行探索,其中一项便是垃圾集中填埋处理,改变以往分散、裸露的简易堆放,并能有效减少污染。市环卫部门提出,上海要建设大型垃圾处置场,把分散堆放垃圾逐步过渡到集中堆放处置。1984年12月底,在市政府先后两任市长江泽民、朱镕基的关心下,南汇老港大型生活垃圾处理场建设启动。经各方努力,1991年4月,老港垃圾处置场一期工程竣工,每天处置生活垃圾3000吨,高峰时达到日处置量4200吨,聚集了市区40%以上垃圾,初步实现市区垃圾以填埋处置方式的集中处理,缓解了垃圾出路难的问题。1994年二期工程建设竣工后,日均处理生活垃圾可达6000余吨。

老港垃圾处置场采取卫生填埋方式处理垃圾。垃圾填埋处理分推铺、压实、覆盖3个环节。推铺:垃圾倒卸后,由推土机从上往下交替推送,推铺成0.3米的薄层。压实:每个垃圾面层经过推土机4次碾压,然后再推铺,再碾压,每堆至0.9米厚度,再用压实机压实,增加垃圾密实度和容量,控制臭气散发和苍蝇孳生,如此重复操作至4米高度。覆盖:先是在压实的垃圾裸露面上,及时用熟化垃圾覆盖,厚度0.15米,然后用熟化垃圾细料覆盖,最终用吹泥法覆盖0.3米厚的泥浆或泥土,达到造田复垦目的。用填埋的方法处理垃圾,改变了分散、裸露的简易堆放,有效减少了污染。至2003年,老港垃圾处置场经过一至三期的工程建设,垃圾日处置量已经达到7000多吨,高峰时段达到9000余吨,一至三期工程建设的垃圾库区容量基本填满。2004年3月,老港四期工程建设开工,根据《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997),四期工程建设与国家、市建委“八五”科技攻关项目相结合,完善从卸船装车、卡车驳运、平台卸车、分层推铺、分层碾压、分域覆盖的卫生填埋操作工艺,成功研究、开发和采用国内首创的高维填埋理念、地基加固技术、深挖堆高造坡工艺,使垃圾填埋容量由原来设计的3500万立方扩容到8000万立方,延长了填埋场使用寿命,大幅度提高了土地的利用率。四期工程对渗滤液处理技术、除臭和灭蝇技术、污泥处置技术、生活垃圾填埋气体疏导和回收利用技术进行了技术升级,多项指标在国内居于领先地位。老港四期建成运营后,每天可处置上海市区约55%以上的垃圾,实现了从简易填埋,到无害化处置处理方式的转变。

六、生化

随着高温堆肥技术处理垃圾成本越来越高,1992年,安亭生活垃圾无害化处理厂处理1吨生活垃圾需处理费用40余元,处理3吨垃圾,产生1吨细粉,售价仅15元。在1994年安亭生活垃圾处理场停用后,上海探索出一条生化处理垃圾的方式,即对厨余垃圾集中处理,通过微生物使垃圾中有机物降解为稳定的腐殖质,达到生产有机肥的目的,从而实现环保和资源的有效利用。

1996年,上海引进第一台日本赠送的有机垃圾生化处理机,采用生物堆肥发酵的工艺,将垃圾中的菜叶、果皮、剩菜剩饭等有机(厨余)垃圾集中处理后,生成有机肥。该机器日处理垃圾量300公斤,置放在普陀区曹杨五村七居委。1998年开始,国内研制的日处理90—160公斤的生化处理机开始逐步在有条件设置垃圾生化处理机的单位、居民生活小区推广。上海部分有机垃圾实现了就地处理。

1999年,普陀、杨浦区等部分居住区有10个有机垃圾生化处理站投入运营,试行厨余垃圾就地处置。

2001年,上海市住宅发展局、上海市市容环卫局联合发布了《关于开展上海市新建住宅应用有机垃圾生化处理技术试点工作的通知》,要求上海新建住宅小区,特别是在中心地区,建筑面积在25000平方米以上的,申报有机垃圾生化处理技术试点,并将此项申报工作与创建国家康居示范居住区、“四高”优秀小区工作相结合。当年,徐汇、黄浦、浦东、杨浦、闸北、虹口、普陀、宝山、松江、金山、闵行等区共有25个新建住宅小区,成为有机垃圾生化处理技术的试点区。有机垃圾用发酵、氧化等技术方式处理,无二次污染,生产的颗粒型有机肥可以用来种花和喂养观赏鱼。

2002年,上海第一座千吨级——浦东美商生活垃圾生化综合处理厂建成投入运营。垃圾经过前处理(自动分拣分类),有用物资进入回收利用和循环处理系统,湿垃圾进行生化处理,生成出有机营养土和再生燃料。当年,静安、杨浦、闸北、浦东新区、松江等区也相继建成垃圾生化处理厂(站)。至年底,全市共有96座垃圾生化处理厂(站)投入运营。

2006—2009年,嘉定、青浦生活垃圾综合处理厂相继建成投入运营。至2010年,黄浦、静安、虹口、闸北、杨浦、卢湾、徐汇、长宁、普陀、嘉定、奉贤等11个区共设立了162座有机垃圾生化处理站,日均处理700余吨。

2010年,上海老港垃圾填埋场利用东南部围垦的储备用地加以扩建,建设老港固体废弃物综合处置利用基地。该场实现了垃圾处理集填埋、焚烧、生化等多元处理技术方式,还包括城市污泥、焚烧灰渣及其他废弃物的最终处置。

七、焚烧

目前的垃圾焚烧技术可以让垃圾焚烧后,其体积可减少90%以上,重量减轻80%以上。垃圾焚烧后再填埋可以有效地减少对土地资源的占用。同时,高温焚烧后可消除垃圾中大量有害病菌和有毒物质,可有效地控制二次污染;垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热,实现资源的综合利用。

早在19世纪末,公共租界与法租界曾设想购买垃圾焚烧炉,并做过一些焚烧垃圾的试验。20世纪20年代,采取垃圾焚烧方式的呼声愈来愈高。当时在垃圾量高的夏季,承包垃圾水运的商人,将大量的垃圾偷倒在江河里,引起了市民和港务当局的强烈反对,但因焚烧1吨垃圾的费用是一般处理方式的10余倍,而且还有30%的熔渣仍需运除,所以,迟迟未实行。民国19年(1930年)3月、6月,公共租界工部局决定分别在槟榔路(现安远路)和茂海路(现海门路)建造1座垃圾焚烧炉,于民国20年,向德国、美国各订购1台焚烧炉,并于民国21年正式投入使用。两焚烧厂处理垃圾到民国25年后即停止使用。停用主要原因是垃圾可燃物比例不高,尤以夏季西瓜上市,垃圾湿度占总量45%以上,焚烧困难。平均焚烧1吨垃圾需加煤半吨,夏季瓜皮垃圾多时又需添加3%,并且焚烧后还有四分之一的渣灰仍需最终处置。这种处理方式日常运行费用太高,所以于1936年以“已觅得费用低廉而合乎卫生之方法”为名,停止使用。解放后,由于维护焚烧炉费用极大且不能解决大量垃圾的处理,故未修复利用。1952年,市工务委建议拆除焚烧炉作废钢铁处理。

90年代,上海经济发展,人民生活水平提高,垃圾构成发生了变化,对上海的垃圾焚烧处理已列入市府领导议事日程。根据上海市环卫“十五”计划目标,垃圾处置最终实现填埋、生化、焚烧等多元综合处理技术。2001年、2003年,御桥和江桥两座千吨级大型生活垃圾焚烧发电厂相继建成投入运营,日处置垃圾量约2000吨,解决了浦东新区、黄浦、静安、普陀、闸北、长宁、嘉定等区的部分垃圾处理问题。同时,垃圾焚烧回收的电能除满足本厂自用外,多余的电能纳入电网对外发售,做到废物利用,变废为宝。在取得一定的社会效益和环境效益的同时,又取得较好的经济效益。

御桥生活垃圾焚烧发电厂引进法国阿尔斯通公司提供的技术和设备,配置三座日处理生活垃圾300吨的焚烧炉,两台8500千瓦汽轮发电机组。垃圾焚烧过程中,金属剔除、垃圾投放、温度控制、污染物处理等均实行电脑自动化操作和管理。尾气处理按照欧盟2002标准,使二氧化硫、硫化氢等污染排放得到有效控制。二噁英有毒气体排放控制由发电厂中央控制系统实施实时监控,控制在每立方米0.07纳克,低于国家1纳克和欧洲0.1纳克排放标准。垃圾污水处理运用高新环保的“碟管式反渗透”技术。垃圾污水进入口安装了一根根长1米、直径20厘米的膜柱,每根膜柱装有160多个反渗透膜片,经过膜柱层层净化,99%以上的污染物被截留,使酸臭扑鼻的污水达到清澈透明。经检测,水质COD(化学耗氧量)为40~100毫克/立方米,低于300毫克/立方米的设计排放标准,氨氮和悬浮物浓度分别是25毫克/立方米和10毫克/立方米,低于1500毫克/立方米和2000毫克/立方米设计标准,可用于绿化浇灌、环卫保洁、游泳池用水等循环利用。渗滤液处理系统采用MBR+DTRO工艺对渗滤液进行处理,达到三级排放标准后纳入污水管网排放。

上海江桥生活垃圾焚烧发电厂引进西班牙和德国垃圾焚烧的技术和主要设备。垃圾处理生产线配置了三炉二机,整体处理工艺采用集散控制系统(DCS),实现了垃圾从进厂到焚烧过程中的烟气净化系统、汽轮发电机组系统、电气系统、汽水循环系统及其他各辅助系统的自动控制和管理。进入焚烧厂的垃圾车辆,经过电脑自动称重之后,进入卸料大厅,车子倒入卸料口卸完垃圾,卸料口半自动门会自动关上,可以防止了臭气外泄。缷料口下面是半地下式钢筋混凝土结构的垃圾贮存池,垃圾经过抓斗吊车进入焚烧炉进料口进行焚烧。根据上海地区生活垃圾高水分、低热值、未分拣的特点,焚烧厂对焚烧炉炉排的面积、结构等都做了相应的改进,保证垃圾在炉内能够得到充分燃烧。在烟气净化技术上,采用半干法+喷活性炭+袋式除尘器相结合的工艺,使垃圾焚烧时排放有害物的含量低于国家标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)所规定的限值,具有高效、低耗的特色。焚烧后产生的飞灰,外运至嘉定危险废物处理场进行安全处置。渗沥液垃圾热值达到设计值时,回喷炉内焚烧处理,在垃圾热值偏低,由专用槽车运到污水厂处理后达标排放。

目前全球规模最大的垃圾焚烧厂——老港再生能源利用中心总焚烧处理生活垃圾达300万吨/年,约占上海市居民年产生垃圾总量的1/3,成为全球规模最大的垃圾焚烧厂。