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〔關鍵詞〕:城市生活垃圾,處理技術,工藝路線
中圖分類號: R124 文獻標識碼: A 文章編號:
由于城市生活垃圾成份復雜,并受經濟發展水平、能源結構、自然條件及傳統習慣因素的影響,很難有統一的處理模式。國內外對城市生活垃圾的處理方式一般是隨國情而異,往往一個國家中各地區也采用不同的處理方式,但最終都是以無害化、資源化、減量化為處理目標。如何科學合理確定一個城市垃圾處理模式和技術,已經成為各地政府探索研究的重要對象。
一、當前城市生活垃圾主要處理方式
目前,國內外處理城市生活垃圾的主要方式有三種,即垃圾填埋、垃圾焚燒和垃圾堆肥。從現實來看,采取這三種方式處理生活垃圾能很大程度減少原生垃圾對城市環境的影響,但由于區域特點、垃圾成分特質等情況,在生活垃圾的處理效果上還存在區域性差異,需要因地制宜,認真研究論證確定。
1、衛生填埋
填埋處理作為垃圾最終處置手段一直占有重要地位,目前仍然是大多數國家主要的處理方式。美國、英國等國家垃圾填埋處理量所占比例約80%。垃圾填埋處理具有操作設備簡單、適應性和靈活性強等特點,但理想的垃圾填埋場地越來越少,特別是經濟發達國家填埋處理所占比例進入80年代后有下降趨勢。據美國環保署(EPA)調查,美國填埋場數量由1993年的3300多座下降到2000年的2300座,2010年為1200座。導致填埋場數量下降的原因為:舊填埋場逐漸達到飽和狀態;新填埋場選址困難;環境保護標準不斷提高,不符合環保要求的垃圾填埋場被迫關閉。
由于填埋的衛生技術標準不斷提高,填埋場的投資費用和運行成本也不斷提高,因而新垃圾填埋場有向大型化發展趨勢,由于采用了先進防滲技術、填埋氣體輸導利用及滲瀝液處理等技術,垃圾衛生填埋場污染控制得到加強。總之,未來幾十年內,垃圾衛生填埋仍然是城市垃圾處理的主要手段之一。
2、焚燒發電
焚燒是目前世界各國廣泛采用的城市垃圾處理技術,配備熱能回收與利用裝置的大型垃圾焚燒處理系統,由于順應了回收能源的要求,正逐漸上升為垃圾處理的主流。國外工業發達國家,特別是日本和西歐,普遍致力于推進垃圾焚燒技術的應用。國外焚燒技術的廣泛應用,除得益于經濟發達、投資力強、垃圾熱值高外,主要在于焚燒工藝和設備的成熟、先進。世界上許多著名公司投入力量開發焚燒技術與設備,且主要設備與附屬裝置定型配套。目前,國外工業發達國家主要致力于改進原有的各種焚燒裝置及開發新型焚燒爐,使之朝著高效、節能、低造價、低污染的方向發展,自動化程度越來越高。
3、垃圾堆肥
垃圾的再生利用近幾年受到特別重視。垃圾堆肥也列為有機物的再生利用。生活垃圾堆肥作為生活垃圾處理的一項重要手段,以其無害化程度較高、減量化效果較為明顯、可以最大限度地實現生活垃圾處理資源化的特點。垃圾的再生利用是垃圾減量化和資源化的最佳途徑。近幾年,歐洲許多國家進行了垃圾厭氧消化系統的研究和探索,并已得到了廣泛的應用,這種方式處理有機垃圾,不僅可以生產大量可供利用的沼氣,而且可以生產優質的有機肥料。從資源利用的角度來看,有機垃圾更適用厭氧消化的方式來處理,國外已有較成熟的技術。
二、城市生活垃圾處理方法優缺點比較
填埋處理是我國目前必不可少的處理方式,不論采取何種處理方式,均須以衛生填埋方式作為依托,也是垃圾的最終處理手段,占有較大比例,但是隨著環保標準的日益嚴格,對垃圾填埋場的建設標準和控制越來越高。由于填埋處理垃圾消納的量大,單位投資相對較低,比較適應我國目前大部分城市的經濟承受能力,是我國城市現在乃至以后多年垃圾處理最主要的方式。但其占地面積大,占用大量的土地資源,垃圾填埋產生的甲烷會產生溫室效應,影響大氣環境;垃圾產生的滲濾液因處置不當會造成周邊地下水的污染;因垃圾中有機質成份較高,極易腐爛,對周圍環境造成嚴重污染,影響人們群眾的身體健康,不能實現“無害化、資源化、減量化”。因此,許發達地區僅采用衛生填埋作為城市生活垃圾綜合處理設置的一部分,并垃圾焚燒處理實現減量化以減少需進行的填埋量,以延長填埋場的使用年限。
生活垃圾焚燒處理技術能夠實現理想的減量化的目的,但投資和運行費用高,且受燃氣普及率與集中供熱普及率、季節差異、是否進行分區收集和分類收集、垃圾熱值高低的影響,同時更受經濟發展水平的制約,所以,生活垃圾焚燒處理技術目前多應用于經濟發達地區。另外,垃圾焚燒產生的煙塵污染難以除去,環保標準要求高,一定程度上制約了焚燒技術的推廣應用。垃圾焚燒處理與填埋處理相比,具有占地小、場地選擇易、處理時間短、減量化顯著(減重可達80%,減容可達90%)、無害化較徹底以及可回收垃圾焚燒余熱等優點,發達國家已越來越廣泛應用。
我國垃圾早期處理,堆肥處理占主流,但是,現在狀況不容樂觀。近年來,隨著城市經濟發展,居民生活水平的提高和居民燃料結構的改變,城市生活垃圾中的煤灰含量逐步降低,而包裝物如塑料、廢紙等含量逐步增多,這些混合收集的生活垃圾難以用作堆肥,特別是無預處理的靜態堆肥。現在堆肥面臨的主要問題是:一方面大量的堆肥篩上物需要進行焚燒和填埋處理,另一方面堆肥的質量不高,肥效較低,特別是銷路不暢,這些都嚴重制約著堆肥處理技術的發展。
總體而言,城市生活垃圾處理無論采取何種處理方式,其宗旨都是以垃圾處理無害化、減量化、資源化為其主要目標。
結束語:
隨著經濟的持續不斷發展和廣大市民環保意識的逐年增強,對城市生活垃圾處理提出了越來越高的要求。在下步城市生活垃圾處理中,應該結合城市發展實際,合理選擇垃圾處理方法,優化配置綜合處理技術和設施,提高生活垃圾處理無害化水平,推進城市生活垃圾處理向無害化、減量化、資源化發展”的規劃目標。
參考文獻:
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〔2〕余群,董紅敏,張肇鯤;國內外堆肥技術研究進展(綜述)[J];安徽農業大學學報;2003年01期
【關鍵詞】生活垃圾;填埋;焚燒;堆肥;現狀;發展方向
一、生活垃圾處理發展概況
建設部《中國城市建設統計年報》顯示,截止至2005年底,我國垃圾填埋、堆肥和焚燒的無害化處理能力所占比例分別為82.4%、4.7%和12.9%。
在1990-2005年期間,城市垃圾清運量年平均增長率為5.5%,城市垃圾量的增長稍快于城市人口的增長。80年代,人均垃圾產量為0.5~0.6kg/(人·d);90年代,垃圾產量為0.7~0.8kg/(人·d);21世紀初,垃圾產量預計為0.9~1.0kg/(人·d)。
從近10年來我國城市垃圾處理所發生的變化可以看出,城市垃圾取得的成績和進步是明顯的,特別是先進的垃圾處理技術開始逐步得到應用。例如,在近幾年建設的許多填埋場中,為提高填埋場的防滲水平,采用高密度聚乙烯膜作為防滲材料;為提高填埋作業效率,一些大型的填埋場采用了填埋壓實機;一些城市如杭州、廣州、深圳等的填埋場開始對填埋氣體進行回收利用。
垃圾焚燒處理從無到有,不斷發展。深圳市于1985年從日本三菱重工業公司成套引進兩臺日處理能力為150噸/日的垃圾焚燒爐,成為我國第一座現代化垃圾焚燒廠。國內一些經濟基礎較好的城市如上海、廣州、北京等都建設了較高標準的垃圾焚燒廠,這些焚燒廠多為通過利用國外資金、引進關鍵技術或設備、按照較高污染控制標準來建設的現代化大型垃圾焚燒廠。
堆肥處理是我國城市垃圾處理使用最早也是在早期階段使用最多的方式。堆肥處理主要采用低成本堆肥系統,大部分垃圾堆肥處理場采用敞開式靜態堆肥。“七五”和“八五”期間,我國相繼開展了機械化程度較高的動態高溫堆肥研究和開發,并取得了積極成果。
當前,垃圾處理的投入與垃圾處理的需求相比仍明顯不足,垃圾處理的水平還很低,從總體上講,城市生活垃圾處理還處于由粗放到處理的發展階段。主要表現為垃圾堆放現象普遍存在,垃圾處理場的二次污染相當普遍。
二、城市生活垃圾特性變化
城市垃圾的構成特性與地理條件、經濟發展水平、居民消費水平、消費結構以及城市居民燃氣率等因素有關。我國城市的垃圾在產量迅速增加的同時,垃圾的構成及特性也發生了很大的變化。
我國地域遼闊,南北溫差大,東西經濟發展不平衡,燃料結構差別大,因此,我國的垃圾成分隨地域而變,即使是同一城市,一年四季垃圾成分差別也大。但總的趨勢是垃圾中有機物成分在增加,大城市垃圾中有機物接近50%,中等城市垃圾中有機物為30%~40%;無機物在減少,大城市垃圾中無機物為30%~40%,中等城市垃圾中無機物為50%~60%;垃圾成分的不同決定了不同城市采用的處理方法也不同,城市生活垃圾中有機成分占總量的60%,無機物約占40%,其中廢紙、塑料。玻璃、金屬、織物等可回收物約占總量的20%。
垃圾中的可燃物增多,可利用價值增大,因此隨著今后我國大城市,尤其是北方城市隨著城市燃氣化率的不斷普及,城市生活垃圾中的有機物含量及垃圾的熱值將進一步增加。
居民生活水平和消費結構的改變不僅影響城市垃圾的產量,也影響著城市垃圾的成分。尤其是近十年來,隨著改革開放的進一步深化,居民收人不斷增加,人民的生活水平不斷提高,包裝產品的消費,以及廢紙、塑料、玻璃、金屬、織物等可回收物的消費不斷增加。
包裝廢物的快速增長,是城市生活垃圾增長的重要原因之一。實際上垃圾中的廢紙、金屬、玻璃、塑料等絕大部分是使用后廢棄的包裝物。隨著包裝業的快速發展,商品包裝形式越來越繁多,包裝物的種類和數量增加很快,過分包裝和豪華包裝的產品比比皆是,這在大城市尤為突出。一次性的商品被廣泛應用,增加了垃圾的產量。目前我國包裝品廢棄物約占城市家庭生活垃圾的10%以上,而其體積要構成家庭垃圾的30%以上。
三、城市垃圾處理現狀分析
3.1主要技術介紹
國內垃圾處理方法多種多樣,主要有:填埋、堆肥、焚燒三種方法,另外還有熱解、分選回收、綜合處理方法。
3.1.1填埋
填埋技術作為生活垃圾的傳統和最終處理方法,目前仍然是我國大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法,2005年,全國共建有356座生活垃圾衛生填埋場,90%(含簡易填埋)以上的城市生活垃圾采用填埋處理。根據環保措施(主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲瀝液處理、蟲害防治等)是否齊全、環保標準能否滿足來判斷,填埋場大致可分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場三個等級。
1、簡易填埋場(臨時堆場)
基本上沒有考慮環保措施,或僅有部分環保措施,也談不上執行什么環保標準。嚴格來講,目前我國仍有很大部分填埋場屬于這個等級。這類生活垃圾填埋場為衰退型填埋場,在使用過程中它不可避免地會對周圍的環境造成嚴重污染。
2、受控填埋場(準衛生填埋場)
有部分環保措施,但不齊全;或者是雖然有比較齊全的環保措施,但不能全部達標。目前的主要問題集中在場底防滲、滲瀝水處理、每天覆蓋等不符合衛生填埋場的技術規范。這類填埋場為半封閉型填埋場,也會對周圍的環境造成一定的影響。
3、衛生填埋場(無害化處理場)
既有完善的環保措施,又能滿足環保標準,為封閉型或生態型的填埋場。由于建設和運行費用目前在我國大部分城市尚難以接受,管理水平也有較大差距,所以真正意義上的衛生填埋場目前在我國仍較少。
3.1.2焚燒
我國生活垃圾焚燒計數的研究和應用起步于八十年代中后期,全國現有各類生活垃圾焚燒廠50多座,綜合目前我國生活垃圾焚燒技術應用的現狀,大致可分為簡易焚燒爐、國產化焚燒設施和綜合型焚燒設施三類。
1、簡易焚燒爐
簡易焚燒爐工程規模較小,主要利用原有的煤窯或磚窯等改造而成,工藝簡單、價格低廉,往往缺乏基本的供風和煙氣處理系統,工作條件差,生活垃圾無法得以充分燃燒、污染物也不能達標排放。這類焚燒爐在我國還有一定的市場,主要在一些中小城鎮應用,由于不能滿足環保標準和燃燒條件,正逐步予以取締。
2、國產化焚燒設施
工程規模中等,生產及配套設施相對比較簡單,主要設備為流化床焚燒爐,建設及運行成本相對較低。目前在江蘇、浙江等地已建成多座國產化生活垃圾焚燒廠,溫州市東莊生活垃圾焚燒廠(爐排爐),紹興市生活垃圾焚燒廠(流化床),無錫市生益多生活垃圾焚燒廠(爐排爐)是其代表。
3、綜合型焚燒設施
綜合型焚燒技術設備,是指把引進技術設備與國產技術設備有機結合起來的垃圾焚燒系統。其關鍵技術和設備從國外引進,工程規模較大,生產及配套設施比較完整,建設及運行成本較高。深圳市市政環衛綜合處理廠,上海市江橋生活垃圾焚燒廠,上海市浦東御橋生活垃圾焚燒廠是其代表。
3.1.3堆肥
生活垃圾堆肥在我國具有悠久歷史,但堆肥處理率并不高,目前全國共有各類生活垃圾堆肥廠約70多座。在我國常用的生活垃圾堆肥技術大致可分為簡易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。
1、簡易堆肥
工程規模較小、機械化程度低、主要采用靜態發酵工藝、環保措施不齊全、投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術一般在中小型城市應用較多。
2、好氧堆肥
工程規模相對較大、機械化程度較高、一般采用動態或半動態好氧發酵工藝、有較齊全的環保措施、投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術。
3、厭氧堆肥
工程規模普遍較大,機械化程度相當高,一般采用濕式或干式厭氧發酵工藝,發酵周期可縮短至15~20天后,沼氣收集后可用于發電等,生活垃圾資源化利用率較高,投資及運行費用高于好氧堆肥,占地面積少于好氧堆肥。厭氧堆肥技術在歐洲有較多的應用實例,國內上海等地則還能夠在實施項目。
3.1.4熱解
熱解法就是把有關固體廢物(或液體廢物)在無氧或少量氧的條件下加熱至800~1000℃,獲得高溫氣體的方法,同時還可以獲得煤(焦油)再作化工原料,關于分解后剩余的以碳為主的殘渣,可以作肥料、填坑物和固體燃料等。熱解可在焚燒溫度低的條件下,從有機物中直接回收燃料油、氣,從資源化的角度論,熱解比焚燒有利。
3.1.5分選回收
城市生活垃圾分選回收技術較為可靠,資源化效果較好,分選出的資源化物質可以直接回收利用,該技術是許多發達國家基于分類收集基礎上的首選處理技術。該技術選址較為容易,但有一定的噪聲、臭氣污染。城市生活垃圾分選回收技術環境可能存在分選效率低、經濟效益不好的隱患,且分選后有較多殘渣。
3.1.6綜合處理
城市生活垃圾綜合處理技術是在克服單一處理方法缺點的基礎上,采用填埋、堆肥、焚燒、分選回收等兩種或多種方法相結合的方式去處理城市生活垃圾,從而避免和降低了因處理不當對環境造成的二次污染和資源的浪費,同時達到資源充分利用和無害化處理城市生活垃圾的目的;此外,該種處理方式能徹底處理城市生活垃圾,基本無二次污染。而資源的回收利用,正符合國家可持續發展的戰略。事實上,城市生活垃圾綜合處理技術是以社會、經濟和環境協調發展為目標,并優化用多種管理、技術手段構筑的城市生活垃圾處理系統工程。綜合處理技術內部各類單元處理技術根據應用的先后順序,主要包括前處理、中間處理、后處理和最終處置等四道工序。事實上,組成這四道工序的主要單元處理技術包括填埋、堆肥處理、焚燒、回收利用四類。
3.2應用情況
我國城市生活垃圾無害化處理設施已由1990年的66座增加到2005年的471座,無害化處理量和處理率也分別由1990年的2122萬t和2.3%,提高到2005年的256312萬t和60.1%。
近年來綜合處理已引起越來越多的重視,但迄今為止應用最廣泛的仍是填埋、焚燒、堆肥三種方法,其中填埋法是我國城市生活垃圾處理的最主要方法,無論是大城市還是中、小城市都普遍采用;中、小城市采用堆肥技術較多,但處理規模較小,因堆肥銷路等原因,有的已關閉;焚燒技術這幾年在經濟發達城市得到了迅速發展。
3.3存在的問題分析
3.3.1填埋場問題分析
大多數填埋場的設計、建設和運營仍存在很多問題,表現在:(1)設計理念比較落后,科技水平低,土地填埋利用率不高,占用了大量土地資源;(2)大部分生活垃圾填埋場缺乏有效的基礎和邊坡防滲措施;(3)由于生活垃圾中有機物含量和含水率往往高達50~60%,導致滲濾液產量大、濃度高,滲濾液處理達標排放或能夠送城市污水處理廠處理后達標排放的填埋場較少,地下水污染地表水的污染事故不斷出現;(4)填埋氣體處理與利用系統剛剛開始發展,現有填埋場多為敞開式排放或通過豎井排放,簡易填埋場的填埋氣仍處于無組織排放狀態,不僅引起了溫室效應,造成安全隱患,而且也是產生惡臭的主要原因;(5)填埋場的封場一般都未進行生態恢復,由于缺乏封場和后續管理標準,缺乏相應的政策和法規,已經終場的生活垃圾堆體不能夠合理地安全封場和持續維護。
3.3.2焚燒問題分析
(1)對熱值低、水分高、成分復雜的生活垃圾適應性不好。引進的爐排爐一般適應處理國外成份相對簡單、低位熱值高(一般都在1600kcal/kg以上),水分含量低的生活垃圾;(2)工程投資大。據統計,目前國內利用國外先進焚燒技術建造的焚燒廠普遍建設工程投資大,折合噸工程投資約50~75萬元,而引進技術,關鍵設備國內生產的噸工程投資約35~45萬元,技術和設備全國產化的噸工程投資只要25~30萬元;(3)運行成本高。據統計,我國目前運轉基本正常的國外技術建造的焚燒廠的運行費用為180~300元/噸;(4)飛灰沒得到安全處置。除個別高水平建設和管理的焚燒廠外,其余焚燒廠飛灰處置沒得到足夠重視,大多填埋處理或作為建筑材料利用,安全隱患大。
3.3.3堆肥問題分析
阻礙我國生活垃圾堆肥化發展的主要因素不是技術因素,而是非技術的經濟因素,這表現在:(1)混合收集的生活垃圾雜質含量高,為保證產品質量而采用復雜的分離過程導致產品成本高,沒有政府的補貼,是很難運行下去的;(2)一般堆肥廠的粗堆肥產品只能作為土壤改良劑,其銷路取決于堆肥廠所在地區封條件的適宜性,在粘性土壤地區,特別是南方的紅黃粘土、磚紅粘土、紫色土地區有較好的銷路;(3)堆肥廠產品的經濟服務半徑一般較小。質量較差的粗堆肥產品一般只能就近銷售,利用粗堆肥產品制造的復合肥,其銷售也面臨一般化肥和復合肥的競爭;(4)生活垃圾處理的連續性和堆肥產品銷售季節性之間存在的固有盾,也會增加生活垃圾的處理成本和堆肥產品的生產成本。
因此,雖然個別大型生活垃圾堆肥處理廠和一些不定期地運行的、簡易小型生活垃圾堆肥廠產品有銷路,近幾年國內建成的大多數堆肥廠,實際上均不能正常運行。
四、生活垃圾處理技術發展方向
根據我國實際情況,現實的生活垃圾處理技術發展方向必須面對混合收集的、可回收物質含量和熱值低、垃圾含水率和可生物降解的有機物含量高的生活垃圾。遠期(2015年后)可考慮實現了分類收集基礎上的垃圾處理技術。
1、發展生活垃圾綜合處理技術
我國生活垃圾的特性決定了很難有一種垃圾處理技術能對其進行有效的處理,必須采取多種技術對其進行綜合處理才能達到減量化、無害化和資源化。但是,這需要在一個新的基礎上去考慮綜合處理模式中各種技術的地位和作用。
針對我國混合收集垃圾的特點,將生物處理技術作為填埋或焚燒的預處理技術,是解決我國垃圾處理難題的一種有前途的技術組合。近10年來,機械生活處理技術在歐洲作為填埋處理或焚燒處理的預處理技術得到了快速發展,已經出現了機械生物處理——衛生填埋、機械生物處理——焚燒發電等一些綜合處理的趨勢。
2、生活垃圾填埋技術標準化、規范化、環保化、國產化發展
主要表現在以下幾點:(1)填埋氣導排技術在生活垃圾填埋場得以普遍采用并不斷完善,同時填埋氣回收利用技術在取得經驗的基礎上擴大試驗范圍;(2)大、中城市的生活垃圾填埋場基本上能做到每天覆土。覆蓋材料除粘土外,新型替代覆蓋材料的研制工作也取得進展,并在部分缺少覆蓋土來源的生活垃圾填埋場試點應用;(3)在引進、消化的基礎上,開發出壓實機等新一代的國產化填埋專用機具,用于生活垃圾填埋場并取得較好效果;(4)國產化人工合成防滲襯底材料的質量有較大的提高,設置人工合成防滲襯底的生活垃圾填埋場不僅僅局限于個別示范工程;(5)生活垃圾滲濾水的處理技術多樣化并取得實質性進展;(6)發達國家普遍采用的好氧填埋技術,在部分示范工程中率先得到應用;(7)在大城市中,生活垃圾經過回收利用、堆肥、焚燒等方法處理后進入填埋場作最終處理。
3、生活垃圾堆肥技術機械化、國產化,堆肥產品高附加值發展
主要表現在以下方面:(1)生活垃圾堆肥廠的機械化水平和堆肥質量有明顯提高;(2)堆肥產品中的重金屬和碎玻璃等雜質的含量得到有效控制;(3)國產化有機復合肥成套生產技術與設備進一步完善,生活垃圾堆肥廠中生產有機復合肥和顆粒肥的比例將逐步提高;(4)采用機械化動態發酵工藝和利用有效菌種快速分解的新型堆肥技術,在部分城市得到應用并逐步推廣;(5)由于具有良好的減量化和資源化效果,生活垃圾堆肥技術將重新得到重視,生活垃圾堆肥處理的比例將逐步增加。
4、生活垃圾焚燒技術國產化、環保化、資源化發展
主要表現在以下方面:(1)我國城市生活垃圾的低位熱值穩步提高,低熱值生活垃圾焚燒技術的工藝進一步完善;(2)新一代國產成套生活垃圾焚燒設備的開發取得成功,并在部分中、小城市形成一定的市場。單臺處理能力200t/d以下的生活垃圾焚燒設備將以國產化為主;(3)生活垃圾焚燒廠的二次污染特別是尾氣的凈化技術取得突破,同時人們對二惡英等污染物的關注程度愈加提高;(4)生活垃圾焚燒余熱的綜合利用技術得到提高,焚燒發電將繼續得到政府在政策和稅收方面的支持;(5)生活垃圾焚燒廠將向大型化方向發展。由于國產化率和管理水平的提高,其工程投資和運行成本將得到控制;(6)生活垃圾焚燒技術將穩步發展,生活垃圾焚燒處理的比例將逐步上升。未來幾年內在部分城市將建成若干個和國外接軌的生活垃圾焚燒廠。但在我國全面推廣的條件尚不具備。:
5、分類收集、分類處理逐步推行
生活垃圾作為一種取之不盡的再生資源將逐步得到重視,垃圾分類收集、分類處理方式在我國大、中城市中逐步推行,主要途徑如下:(1)對一次性物品的限制使用初見成效,同時產品包裝行為進一步規范,過度包裝逐步減少;(2)凈菜進城工作逐步被市民認可,生活垃圾中易腐有機物的比例逐步下降;(3)有關生活垃圾減量化、資源化的地方性法規將陸續出臺,生活垃圾回收利用工作將納入依法管理的軌道。與垃圾分類收集相適應,生活垃圾回收利用技術將得到重視,垃圾分揀中心和資源化利用工廠等配套設施,將在一部分城市率先建成,許多城市會將此提到議事日程。生活垃圾中回收利用的比例將逐步增加,并帶動廢品回收業和相關產業的發展。
五、結語
從系統管理的角度出發,抓好垃圾源頭減量工作,盡量少產生垃圾,將已產生垃圾最大程度回收利用,再通過衛生填埋、堆肥、焚燒制能等工程技術措施減容及進一步資源化,是符合循環經濟和可持續發展要求的做法。
綜合分析垃圾處理技術的可靠性、經濟性、實用性和所能達到的無害化、減量化、資源化效果等方面,衛生填埋、焚燒、堆肥都有各自的優缺點和適用條件,在堅持因地制宜、技術可行、設備可靠、適度規模、資源利用和綜合治理的原則下,采用三種主要方法適當組合,能取得更大的環境效益。依據科學發展觀和循環經濟的理論,按照可持續發展的要求,我國現階段垃圾處理工藝選擇的總體思路是:鞏固完善現有的衛生填埋技術,穩步發展焚燒處理技術,充分重視生物處理技術,探索和鼓勵資源再利用和綜合處理技術。
參考文獻
[1]王均奇,施國慶.我國城市生活垃圾產業的發展現狀與對策研究[J].生產力研究,2007,(1):99-100.
一、監測目的與意義
目前國內飛灰處置應用最廣泛的方式主要是將其穩定化處置后進行填埋,將危險廢物中所含的污染組分呈現化學惰性或被包容起來,便于運輸、利用和處置,減少污染。一般固化穩定化的方式有水泥石灰固化、化學藥劑固化、熔融固化等方式,固化后飛灰具有抗浸出性、抗干濕性、抗凍融性、耐腐蝕性、不燃性、抗滲透性及機械強度等特性[2]。
飛灰填埋處置分為進入危廢填埋場處置和進入生活垃圾填埋場處置,涉及標準包括《危險廢物填埋污染控制標準》(GB18598-2001)和《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)。從2013年6月開始蘇州市環境衛生管理處開始委托第三方檢測機構對生活垃圾焚燒發電廠的飛灰穩定性進行了14個月的跟蹤檢測,目的主要是了解飛灰經過固化處理后進入危險廢物填埋場其重金屬、無機物等參數的浸出毒性情況,進一步掌握固化處置工藝的效果。根據GB18598-2001中填埋物入場要求和GB16889-2008中生活垃圾焚燒飛灰和醫療廢物焚燒殘渣入場標準要求,飛灰穩定化處理后重金屬浸出毒性應低于表1中“限值”要求。通過定期測試可以掌握飛灰毒性浸出的情況,以評價飛灰穩定化實施的效果、了解進入危廢填埋場的達標情況,為飛灰進入生活垃圾填埋場進行穩定處置提供數據基礎。
由于GB16889-2008主要是對重金屬的浸出較嚴,而二英的指標3ugTEQ/Kg對大多數飛灰來說不需處理即能滿足(未經處理的飛灰中二英含量一般在0.5~0.6ugTEQ/Kg)[3],所以,本項目研究主要考慮以穩定重金屬為目的性能分析。
二、檢測對象及方法
1.檢測對象
本項目中的飛灰取自固化后未填埋前的飛灰。飛灰產生及處置流程如下:蘇州焚燒廠采用比利時西格斯(SEGHERS)的往復式機械爐排爐,煙氣凈化工藝由SNCR脫硝、(半干法+干法)脫酸、活性炭吸附和袋式除塵器構成,其中,半干法和干法脫酸系統均采用Ca(OH)2作為原料,與煙氣中的酸性氣體反應,達到脫酸的目的,經處理后的煙氣達到《歐盟垃圾焚燒污染物排放標準》(DIRECTIVE2000)標準。脫酸反應塔及袋式除塵器下飛灰經刮板輸送機收集后送飛灰倉進行儲存,后經飛灰運輸罐車運輸至危險廢物處置場進行水泥固化或水泥+螯合劑組合固化,經化驗人員抽樣分析,合格后進入填埋庫區分區填埋。
2.固化工藝選擇
本次研究分為兩種固化工藝,分別是水泥固化和水泥+螯合劑組合固化。第一階段(2013年6月~12月):采用水泥固化方式,工藝為水泥+水,水泥采用325#,水泥、水添加量分別占飛灰處理量的15%、30%。利用預處理攪拌設備向焚燒飛灰中按比例加入水泥、生產用水后混合攪拌的預處理工藝,固化穩定、抽檢合格后運往填埋場指定區域填埋。
第二階段(2014年1月~7月):采用水泥+螯合劑組合工藝,螯合劑采用蘇州某環保科技公司生產的螯合劑,水泥采用325#,水泥、螯合劑及水添加量分別占飛灰處理量的10%、3.5%、22%。利用混煉機進行混煉后,實現飛灰的穩定化處置。
3.檢測方法
根據飛灰的產生量每月定期到生活垃圾焚燒廠飛灰固化處理設施抽檢穩定化后的飛灰樣本,樣本采集后進入實驗室進行浸出前處理和上機分析,并且在樣本采集過程中根據飛灰產生量進行隨機抽檢,主要參考HJ/T20《工業固體廢物采樣制樣技術規范》和HJ/T298《危險廢物鑒別技術規范》。樣本在現場縮分、記錄相關信息后密封避光運送至實驗室進行分析。由于固化方式不同,飛灰的浸出前處理方式也存在一定的差異。第一階段的飛灰樣本采用HJ557水平振蕩的方式制取浸出液進行檢測,第二階段的飛灰樣本采用翻轉振蕩的方式進行前處理制取浸出液,其目的是在實驗室條件下模擬固體廢物被自然水體或滲濾液浸瀝后有害物質的溶出效果。
樣本浸出后進行相關的儀器分析,其中有機汞采取氣相色譜的測試方法,分為甲基汞和乙基汞;無機汞采用冷原子吸收分光光度法進行檢測;氰化物采取蒸餾比色的方法進行分析;六價鉻采取二苯碳酰二肼分光光度法;氟化物采取美國戴安的ICS1500型離子色譜儀進行檢測;其他金屬則采取PE的ELAN DRC-e電感耦合等離子體質譜法進行檢測分析。測試結果以mg/L表示。
三、檢測結果與分析
從劉彥博等人對天津雙港垃圾焚燒飛灰固化/穩定化實驗的研究看,原始飛灰中鉛的含量為1326mg/kg,鎘的含量為36mg/kg,鉻含量為212mg/kg,經過固化處理后金屬毒性呈下降趨勢[4]。從本項目2013年6月~12月的測試結果(詳見圖1)可以看出,蘇州市生活垃圾焚燒廠飛灰浸出毒性超標情況主要集中在“鉛”這項參數,其他參數均處在GB18598-2001、GB16889-2008標準控制值以下。
結合從本項目2014年1月~7月添加螯合劑穩定化處理后的的測試結果(詳見圖2)可以看出,采用水泥+螯合劑組合工藝后,飛灰中各類重金屬浸出濃度非常低,大多數在檢測限附近或未檢出,均遠遠低于GB16889-2008進場要求的標準值。從以上兩個工藝處理后的浸出測試結果可以得出飛灰經水泥+螯合劑穩定化處理后其浸出毒性滿足表1中GB16889-2008的限值要求,可送至生活垃圾填埋場處置。
四、結論
1.在水泥固化階段,70%以上的抽檢月份鉛浸出毒性有超標現象,因此蘇州市生活垃圾焚燒監管部門需加強對鉛的固化穩定監管,鉛濃度較高也表明蘇州市城市生活垃圾包裝類垃圾所占比例偏高,應加強包裝類垃圾的分類回收、再利用。
2.蘇州市焚燒飛灰中含有較高濃度的Pb、Zn、Cd,遠遠超過土壤中重金屬的含量,其中Pb浸出毒性超過其它重金屬,無法通過水泥固化滿足GB16889-2008的要求。
3.焚燒飛灰采用水泥+螯合劑穩定工藝后,各項指標均滿足GB16889-2008要求,可直接送至生活垃圾填埋場處置,但是該工藝的“不經濟性”十分明顯,當前螯合劑雖有部分國內廠家生產,價格仍居高不下,導致處理費用太高,極少城市和焚燒廠能夠承受,當前仍需要開發比較經濟適用的固化劑。
參考文獻:
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【關鍵詞】生活垃圾;填埋;焚燒;堆肥;現狀;發展方向
1 生活垃圾處理發展概況
建設部《中國城市建設統計年報》顯示,截止至2005年底,我國垃圾填埋、堆肥和焚燒的無害化處理能力所占比例分別為82.4%、4.7%和12.9%。
在1990-2005年期間,城市垃圾清運量年平均增長率為5.5%,城市垃圾量的增長稍快于城市人口的增長。80年代,人均垃圾產量為0.5~0.6kg/(人·d);90年代,垃圾產量為0.7~0.8kg/(人·d);21世紀初,垃圾產量預計為0.9~1.0kg/(人·d)。
從近10年來我國城市垃圾處理所發生的變化可以看出,城市垃圾取得的成績和進步是明顯的,特別是先進的垃圾處理技術開始逐步得到應用。例如,在近幾年建設的許多填埋場中,為提高填埋場的防滲水平,采用高密度聚乙烯膜作為防滲材料;為提高填埋作業效率,一些大型的填埋場采用了填埋壓實機;一些城市如杭州、廣州、深圳等的填埋場開始對填埋氣體進行回收利用。
垃圾焚燒處理從無到有,不斷發展。深圳市于1985年從日本三菱重工業公司成套引進兩臺日處理能力為150噸/日的垃圾焚燒爐,成為我國第一座現代化垃圾焚燒廠。國內一些經濟基礎較好的城市如上海、廣州、北京等都建設了較高標準的垃圾焚燒廠,這些焚燒廠多為通過利用國外資金、引進關鍵技術或設備、按照較高污染控制標準來建設的現代化大型垃圾焚燒廠。
堆肥處理是我國城市垃圾處理使用最早也是在早期階段使用最多的方式。堆肥處理主要采用低成本堆肥系統,大部分垃圾堆肥處理場采用敞開式靜態堆肥。“七五”和“八五”期間,我國相繼開展了機械化程度較高的動態高溫堆肥研究和開發,并取得了積極成果。
當前,垃圾處理的投入與垃圾處理的需求相比仍明顯不足,垃圾處理的水平還很低,從總體上講,城市生活垃圾處理還處于由粗放到處理的發展階段。主要表現為垃圾堆放現象普遍存在,垃圾處理場的二次污染相當普遍。
2 城市生活垃圾特性變化
城市垃圾的構成特性與地理條件、經濟發展水平、居民消費水平、消費結構以及城市居民燃氣率等因素有關。我國城市的垃圾在產量迅速增加的同時,垃圾的構成及特性也發生了很大的變化。
我國地域遼闊,南北溫差大,東西經濟發展不平衡,燃料結構差別大,因此,我國的垃圾成分隨地域而變,即使是同一城市,一年四季垃圾成分差別也大。但總的趨勢是垃圾中有機物成分在增加,大城市垃圾中有機物接近50%,中等城市垃圾中有機物為30%~40%;無機物在減少,大城市垃圾中無機物為30%~40%,中等城市垃圾中無機物為50%~60%;垃圾成分的不同決定了不同城市采用的處理方法也不同,城市生活垃圾中有機成分占總量的60%,無機物約占40%,其中廢紙、塑料。玻璃、金屬、織物等可回收物約占總量的20%。
垃圾中的可燃物增多,可利用價值增大,因此隨著今后我國大城市,尤其是北方城市隨著城市燃氣化率的不斷普及,城市生活垃圾中的有機物含量及垃圾的熱值將進一步增加。
居民生活水平和消費結構的改變不僅影響城市垃圾的產量,也影響著城市垃圾的成分。尤其是近十年來,隨著改革開放的進一步深化,居民收人不斷增加,人民的生活水平不斷提高,包裝產品的消費,以及廢紙、塑料、玻璃、金屬、織物等可回收物的消費不斷增加。
包裝廢物的快速增長,是城市生活垃圾增長的重要原因之一。實際上垃圾中的廢紙、金屬、玻璃、塑料等絕大部分是使用后廢棄的包裝物。隨著包裝業的快速發展,商品包裝形式越來越繁多,包裝物的種類和數量增加很快,過分包裝和豪華包裝的產品比比皆是,這在大城市尤為突出。一次性的商品被廣泛應用,增加了垃圾的產量。目前我國包裝品廢棄物約占城市家庭生活垃圾的10%以上,而其體積要構成家庭垃圾的30%以上。
3 城市垃圾處理現狀分析
3.1 主要技術介紹
國內垃圾處理方法多種多樣,主要有:填埋、堆肥、焚燒三種方法,另外還有熱解、分選回收、綜合處理方法。
3.1.1 填埋
填埋技術作為生活垃圾的傳統和最終處理方法,目前仍然是我國大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法,2005年,全國共建有356座生活垃圾衛生填埋場,90%(含簡易填埋)以上的城市生活垃圾采用填埋處理。根據環保措施(主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲瀝液處理、蟲害防治等)是否齊全、環保標準能否滿足來判斷,填埋場大致可分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場三個等級。
1、簡易填埋場(臨時堆場)
基本上沒有考慮環保措施,或僅有部分環保措施,也談不上執行什么環保標準。嚴格來講,目前我國仍有很大部分填埋場屬于這個等級。這類生活垃圾填埋場為衰退型填埋場,在使用過程中它不可避免地會對周圍的環境造成嚴重污染。
2、受控填埋場(準衛生填埋場)
有部分環保措施,但不齊全;或者是雖然有比較齊全的環保措施,但不能全部達標。目前的主要問題集中在場底防滲、滲瀝水處理、每天覆蓋等不符合衛生填埋場的技術規范。這類填埋場為半封閉型填埋場,也會對周圍的環境造成一定的影響。
3、衛生填埋場(無害化處理場)
既有完善的環保措施,又能滿足環保標準,為封閉型或生態型的填埋場。由于建設和運行費用目前在我國大部分城市尚難以接受,管理水平也有較大差距,所以真正意義上的衛生填埋場目前在我國仍較少。
3.1.2 焚燒
我國生活垃圾焚燒計數的研究和應用起步于八十年代中后期,全國現有各類生活垃圾焚燒廠50多座,綜合目前我國生活垃圾焚燒技術應用的現狀,大致可分為簡易焚燒爐、國產化焚燒設施和綜合型焚燒設施三類。
1、簡易焚燒爐
簡易焚燒爐工程規模較小,主要利用原有的煤窯或磚窯等改造而成,工藝簡單、價格低廉,往往缺乏基本的供風和煙氣處理系統,工作條件差,生活垃圾無法得以充分燃燒、污染物也不能達標排放。這類焚燒爐在我國還有一定的市場,主要在一些中小城鎮應用,由于不能滿足環保標準和燃燒條件,正逐步予以取締。
2、國產化焚燒設施
工程規模中等,生產及配套設施相對比較簡單,主要設備為流化床焚燒爐,建設及運行成本相對較低。目前在江蘇、浙江等地已建成多座國產化生活垃圾焚燒廠,溫州市東莊生活垃圾焚燒廠(爐排爐),紹興市生活垃圾焚燒廠(流化床),無錫市生益多生活垃圾焚燒廠(爐排爐)是其代表。
3、綜合型焚燒設施
綜合型焚燒技術設備,是指把引進技術設備與國產技術設備有機結合起來的垃圾焚燒系統。其關鍵技術和設備從國外引進,工程規模較大,生產及配套設施比較完整,建設及運行成本較高。深圳市市政環衛綜合處理廠,上海市江橋生活垃圾焚燒廠,上海市浦東御橋生活垃圾焚燒廠是其代表。
3.1.3 堆肥
生活垃圾堆肥在我國具有悠久歷史,但堆肥處理率并不高,目前全國共有各類生活垃圾堆肥廠約70多座。在我國常用的生活垃圾堆肥技術大致可分為簡易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。
1、簡易堆肥
工程規模較小、機械化程度低、主要采用靜態發酵工藝、環保措施不齊全、投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術一般在中小型城市應用較多。
2、好氧堆肥
工程規模相對較大、機械化程度較高、一般采用動態或半動態好氧發酵工藝、有較齊全的環保措施、投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術。
3、厭氧堆肥
工程規模普遍較大,機械化程度相當高,一般采用濕式或干式厭氧發酵工藝,發酵周期可縮短至15~20天后,沼氣收集后可用于發電等,生活垃圾資源化利用率較高,投資及運行費用高于好氧堆肥,占地面積少于好氧堆肥。厭氧堆肥技術在歐洲有較多的應用實例,國內上海等地則還能夠在實施項目。
3.1.4 熱解
熱解法就是把有關固體廢物(或液體廢物)在無氧或少量氧的條件下加熱至800~1000℃,獲得高溫氣體的方法,同時還可以獲得煤(焦油)再作化工原料,關于分解后剩余的以碳為主的殘渣,可以作肥料、填坑物和固體燃料等。熱解可在焚燒溫度低的條件下,從有機物中直接回收燃料油、氣,從資源化的角度論,熱解比焚燒有利。
3.1.5 分選回收
城市生活垃圾分選回收技術較為可靠,資源化效果較好,分選出的資源化物質可以直接回收利用,該技術是許多發達國家基于分類收集基礎上的首選處理技術。該技術選址較為容易,但有一定的噪聲、臭氣污染。城市生活垃圾分選回收技術環境可能存在分選效率低、經濟效益不好的隱患,且分選后有較多殘渣。
關鍵詞:城市生活垃圾 處理技術 管理對策 環保意識 分類回收
1.城市生活垃圾處理技術現狀
城市生活垃圾種類多樣,根據具體情況,采取有效的處理技術是非常重要的工作,目前常用處理技術包括以下幾種。
1.1填埋處理。填埋是應用最早,使用最廣泛的處理技術,早期填埋處理沒有對后期影響進行考慮,時間一長,填埋氣、滲濾液等會給周圍環境帶來較為嚴重的污染問題。后來隨著技術發展與創新,衛生填埋處理技術出現并得到應用,該處理技術比較成熟,操作簡單,處理量大,投資較少,運行費用相對較低,能適應所有種類垃圾處理工作。填埋也是目前我國垃圾處理的重要方式,約80%垃圾采用填埋方式處理。此外,填埋技術還取得較大進步與創新發展,深圳、廣州等城市采用HDPE膜防滲技術,一些地方還能收集填埋氣體并將其用作發電。填埋處理需要做好廠址選擇工作,完善各項設施建設,避免污染地下水。
1.2焚燒處理。將垃圾放在特殊設計的封閉爐中焚燒,爐內溫度控制在980℃左右,焚燒之后能讓垃圾容量減少,重量減輕,降低對周圍環境帶來的污染。目前垃圾常用焚燒處理方法為直接焚燒法,在缺氧條件下利用其熱能產生裂解和凝固反應,實現潔凈燃燒的目的。焚燒處理能將垃圾無害化處理落實到位,對環境影響較少,但排放的氣體會危害人體健康,設備投資較大,運行成本也相對較高。
1.3堆肥處理。通過堆肥處理,利用細菌、真菌等微生物和新陳代謝的作用,通過微生物繁衍將有機物轉化為腐殖質,該技術的核心是堆肥過程微生物正常繁衍。常用堆肥處理方式為自然通風堆肥、強制通風堆肥、筒式發酵倉堆肥三種不同方式,實際工作中應該根據具體情況,合理選擇堆肥處理方式。隨著技術發展,堆肥處理后的垃圾能轉化為有機肥,將其應用到農業生產和種植過程中,能取得一定的經濟社會效益。
1.4綜合處理。將填埋、焚燒、堆肥等三種方式結合起來使用,發揮各種垃圾處理技術的優勢,實現垃圾處理無害化和資源化。將多種處理技術綜合起來使用,能有效發揮各種技術的優點,實現資源有效回收和利用,提高垃圾處理效率。并且處理后的體積只有原來體積的30%左右,有效避免二次污染,提高垃圾處理效益。
2.城市生活垃圾處理技術管理現狀
由于一些地方的重視程度不夠,資金投入欠缺,工作人員素質偏低,導致目前城市生活垃圾處理技術管理工作仍然存在不足,主要體現在以下方面。
2.1法律法規不健全。有關城市垃圾處理的法律法規不完善,現有法律法規只對城市垃圾處理做了原則性規定,缺乏可操作性的、配套的、健全完善的規定,難以有效指導具體工作開展。對違法義務的法律責任規定不健全,地方性法律法規不完善,影響其作用的有效發揮。
2.2管理體制不完善。城市垃圾處理由當地政府、環衛部門管理,各項工作的監督、管理、執行基本是一家,影響工作效率提高。并且不同部門的責任不明確,容易出現相互推諉現象,影響管理工作水平提高。
2.3垃圾處理資金缺乏。盡管政府部門對垃圾處理的資金投入在增加,但資金仍然存在短缺現象,所有費用基本由政府承擔,加大政府財政壓力。受到資金投入的限制,城市垃圾處理設施不完善,數量不足,影響工作效率提升。
2.4公眾環保意識淡薄。公眾環境保護意識淡薄,保護周圍環境的自覺性較差,亂扔垃圾現象隨處可見,對周圍環境保護不重視,隨意破壞周圍環境,給人們日常生活帶來不利影響。
3.城市生活垃圾處理技術管理對策
為應對城市生活垃圾處理技術管理存在的問題,提高垃圾處理水平,實現對各類資源的有效利用,今后應該從以下幾個方面采取改進和完善對策。
3.1完善相關法律法規。完善城市環境保護、垃圾回收和處理相關的法律法規,健全配套規定,將垃圾處理相關規范要求細化和落實。例如,對垃圾分類收集和處理、廢舊電池廢棄物回收和處理等,制定專門管理條例,有效指導各項工作順利開展。各地政府也要根據城市生活垃圾處理需要,完善規范標準、管理條例,建立獎懲激勵機制,激發人們參與垃圾處理的主動性,更好約束和規范人們各項行為,促進垃圾處理工作效率提高。
3.2改進垃圾處理管理體制。明確劃分部門職責,建立責任明晰的管理體制,實行城市生活垃圾處理和管理責任制,提高管理工作力度。轉變政府職能,將垃圾清理、處理等工作推向市場,由企業承包和處理生活垃圾,自負盈虧,引入市場競爭機制,減輕政府財政負擔,提高垃圾處理效果,達到美化城市環境的目的。
3.3健全垃圾處理收費體系。對居民征收一定數額的垃圾處理費,減輕財政負擔,填補資金空缺。通過網絡、報紙、雜志等,向廣大公眾宣傳環境保護、垃圾處理等相關信息資料,提高他們環境保護的自覺性。健全城市生活垃圾收費標準,堅持“誰污染,誰付費”原則,提高人們繳費的自覺性,為城市生活垃圾處理各項工作順利開展創造良好條件。
3.4提高廣大公眾環保意識。當地政府應該利用電視、廣播、網絡、報紙等媒介,向人們宣傳環境保護、垃圾處理等方面的知識。或者組織專家講座,發放垃圾處理、環境保護等方面的手冊,營造良好氛圍,提高環境保護自覺性,讓廣大市民自覺保護周圍環境。在中小學教育教學中,宣傳環境保護的相關知識,提高他們的環保意識,以取得更好的工作效果。
3.5對城市垃圾進行分類回收。為控制污染源,提高垃圾處理效果,對垃圾進行分類處理是十分必要的。加大資金投入,完善分類回收設施,加大宣傳,營造良好氛圍,健全分類回收法律法規,率先在有條件地區先行推廣,然后逐步擴大范圍,提高垃圾分類回收和處理效果。
4.結束語
城市生活垃圾處理是一項復雜的工作,同時也與人們日常生活,城市環境密切相關。實際工作中應該根據具體需要,采取有效的處理技術,并認識垃圾處理存在的問題與不足,從法律法規、管理、收費、公眾參與、垃圾回收等方面入手,采取有效的管理對策。推動城市生活垃圾處理工作順利進行,實現對資源的有效利用,為人們生活創造良好環境。
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