張國(guó)治， 魏珞宇， 葛一洪， 施國(guó)中

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所， 成都 610041)

農(nóng)村生活垃圾是指生活在鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村、屯的農(nóng)村居民在日常生活中或?yàn)槿粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物，以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃圾的固體廢物[1]。在歐美以及日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，早在二十世紀(jì)六、七十年代就開(kāi)始重視農(nóng)村生活垃圾的無(wú)害化處理和資源化利用[2]，他們通過(guò)成立專門機(jī)構(gòu)，對(duì)村鎮(zhèn)生活垃圾進(jìn)行集中收運(yùn)，將農(nóng)村生活垃圾納入到城市生活垃圾的處理及利用體系中，避免了對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)里，環(huán)保部門多偏重于對(duì)城市和工業(yè)污染的治理與防控，而農(nóng)業(yè)部門則更關(guān)注于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身，對(duì)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)和治理缺少統(tǒng)一的部署，使得農(nóng)村生活廢棄物長(zhǎng)期處于放任自流、無(wú)人管理的狀態(tài)，“垃圾靠風(fēng)刮，污水靠蒸發(fā)”[3]，是過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期我國(guó)絕大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況的真實(shí)寫(xiě)照。每年上億噸生活垃圾的無(wú)序丟棄或露天堆放，不僅占用了寶貴的土地資源、破壞自然景觀，而且傳播疾病，損害環(huán)境衛(wèi)生和居民健康[2]，成為影響農(nóng)村居民生產(chǎn)生活、農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的重要因素。進(jìn)入新世紀(jì)后，農(nóng)村環(huán)境問(wèn)題逐漸開(kāi)始受到社會(huì)各方面的重視，特別是近些年來(lái)，為解決類似“垃圾圍村”這樣困擾農(nóng)村環(huán)境多年的“頑疾”，國(guó)家連續(xù)出臺(tái)了一系列的相關(guān)政策和舉措，經(jīng)過(guò)全社會(huì)共同的努力，目前我國(guó)農(nóng)村環(huán)境的污染狀況有了明顯的改善，農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)也有了極大的提高。本文從我國(guó)農(nóng)村生活垃圾的特性、處理模式及處理技術(shù)等幾方面出發(fā)，論述了當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村生活垃圾及其處理技術(shù)的現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以期為農(nóng)村生活垃圾污染控制、減量化、資源化和無(wú)害化處理利用提供參考。

1 農(nóng)村生活垃圾的特性

1.1 產(chǎn)生量

和城市生活垃圾比較起來(lái)，我國(guó)農(nóng)村生活垃圾長(zhǎng)期以來(lái)受到的關(guān)注極少，因此，到目前為止，有關(guān)其產(chǎn)生量的數(shù)據(jù)資料還不是非常準(zhǔn)確、完善[4]，現(xiàn)有的部分資料來(lái)源于相關(guān)行政管理機(jī)構(gòu)發(fā)布的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如：《全國(guó)農(nóng)村環(huán)境污染防治規(guī)劃綱要(2007～2020年)》(環(huán)發(fā)﹝2007﹞192號(hào))中，顯示我國(guó)農(nóng)村生活垃圾年產(chǎn)量大約為2.8億噸；2007年，衛(wèi)生部聯(lián)合全國(guó)愛(ài)衛(wèi)會(huì)對(duì)全國(guó)農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生現(xiàn)狀開(kāi)展調(diào)查，共調(diào)查了全國(guó)657個(gè)縣的6590個(gè)村，得出農(nóng)村生活垃圾人均日產(chǎn)量為0.9 kg，據(jù)此估算出全國(guó)農(nóng)村生活垃圾年產(chǎn)量約3億噸[5]。除行政管理部門發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)外，還有許多科研單位的相關(guān)團(tuán)隊(duì)和人員通過(guò)實(shí)地調(diào)研和入戶問(wèn)卷等方式，獲得了一定量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，對(duì)全國(guó)農(nóng)村生活垃圾的年產(chǎn)量進(jìn)行了估算，如：李穎、許少華報(bào)道的2000年1.4億噸[6]； Huang[7]等報(bào)道的2010年2.3億噸，韓智勇[8]等報(bào)道的2014年1.48億噸等。也有一些研究人員通過(guò)實(shí)地調(diào)查，對(duì)我國(guó)農(nóng)村生活垃圾的人均日產(chǎn)量進(jìn)行了估測(cè)，如王俊起[9]等人通過(guò)對(duì)全國(guó)6個(gè)省(市)的調(diào)研，估算出2003年全國(guó)農(nóng)村人均生活垃圾日產(chǎn)量為1.34 kg；姚偉、曲曉光[10]等在2009年通過(guò)對(duì)我國(guó)31個(gè)省市、自治區(qū)和新疆建設(shè)兵團(tuán)項(xiàng)目村的村干部進(jìn)行調(diào)查，并按照統(tǒng)計(jì)局的分類方法，將我國(guó)農(nóng)村分為東、西、中、東北部地區(qū)，其各個(gè)地區(qū)農(nóng)村人均生活垃圾日產(chǎn)量分別為0.96 kg，0.88 kg，0.77 kg，0.81 kg，統(tǒng)計(jì)起來(lái)全國(guó)農(nóng)村生活垃圾人均日產(chǎn)量約為0.86 kg；黃開(kāi)興[11]等人通過(guò)對(duì)全國(guó)7省20縣40鄉(xiāng)123個(gè)村的調(diào)研，估算出2010年我國(guó)農(nóng)村人均生活垃圾日產(chǎn)量約為0.95 kg；韓智勇[8]等人在2012～2016年間，通過(guò)對(duì)西部6個(gè)省的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并結(jié)合25個(gè)省的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，得出我國(guó)農(nóng)村的人均生活垃圾日產(chǎn)量約0.65 kg。以上這些數(shù)據(jù)來(lái)源大多是依據(jù)一定規(guī)模的抽樣調(diào)查或部分項(xiàng)目示范點(diǎn)收集的資料進(jìn)行總結(jié)而成，綜合這些資料和數(shù)據(jù)可看出，我國(guó)農(nóng)村生活垃圾的人均日產(chǎn)量介于0.5 kg～1.0 kg之間，且不同地區(qū)的產(chǎn)生量有所差異，這種差異主要與幾方面的因素相關(guān)，首先是與地域相關(guān)，我國(guó)農(nóng)村生活垃圾的人均日產(chǎn)量呈現(xiàn)北方高于南方，東部高于西部，北方和東部經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)生量最高，西南和西北經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)生量最低的特點(diǎn)[14-15]。其次，隨時(shí)間、季節(jié)的變化，農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量也會(huì)有所不同，一般的，冬季人均生活垃圾日產(chǎn)量最高，春季次之，夏季、秋季相差不大，從一年內(nèi)的生活垃圾產(chǎn)量變化來(lái)看，人均產(chǎn)量最高是在10～12月份[2]。另外，從一系列調(diào)研和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還可看出，我國(guó)農(nóng)村生活垃圾的人均日產(chǎn)量和年產(chǎn)量在總體上都呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)[12]。

1.2 組成

農(nóng)村生活垃圾在組成上主要包括：有機(jī)垃圾(剩菜、剩飯、果皮、菜葉、秸稈、草木等)、無(wú)機(jī)垃圾(灰土、爐渣、廢舊陶瓷等)、可回收垃圾(橡塑、廢紙類、織物、玻璃、金屬等)和有害垃圾(廢燈管、廢電池、農(nóng)藥化肥包裝物、過(guò)期藥品等)等4大類成分[2],其中，以有機(jī)垃圾和無(wú)機(jī)垃圾兩大類組分含量最多。與城市生活垃圾相似，農(nóng)村生活垃圾在組成上受諸多因素的影響而有所差異。首先，由于我國(guó)幅員遼闊，各地區(qū)自然地理、氣候情況、生活習(xí)慣、文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、消費(fèi)結(jié)構(gòu)、燃料結(jié)構(gòu)、生活習(xí)慣等存在較大差異，這種區(qū)域差異導(dǎo)致了各地農(nóng)村生活垃圾的組分也有所不同，其中最為典型的是，我國(guó)南方和北方地區(qū)農(nóng)村生活垃圾在組分方面有著極為明顯的差異，如北方許多農(nóng)村地區(qū)燃料結(jié)構(gòu)以煤炭為主，因而其生活垃圾中渣土含量較高[13]，據(jù)調(diào)查，遼寧省農(nóng)村生活垃圾中無(wú)機(jī)成分含量最高可達(dá)78%以上，而黑龍江省也超過(guò)50%；而南方地區(qū)農(nóng)村生活垃圾中則以有機(jī)垃圾為主，如安徽省農(nóng)村生活垃圾中有機(jī)垃圾含量可達(dá)到70%以上，廣東省、江蘇省以及海南省農(nóng)村生活垃圾中的有機(jī)垃圾含量也普遍超過(guò)50%[2]。其次，經(jīng)濟(jì)收入水平對(duì)農(nóng)村生活垃圾的組分也有一定的影響，即使是處于同一省份，但人均收入水平的高低，也會(huì)造成生活垃圾組分的差異，如金華地區(qū)在浙江省內(nèi)人均收入最低，該地區(qū)農(nóng)村生活垃圾中無(wú)機(jī)物含量達(dá)到50%以上，居全省最高，而同樣經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的麗水和衢州地區(qū)，其農(nóng)村生活垃圾中的無(wú)機(jī)物含量也位居全省前列，這表明農(nóng)村生活垃圾中無(wú)機(jī)物含量與農(nóng)村人均收入基本成負(fù)相關(guān)；相反的，農(nóng)村生活垃圾中有機(jī)物含量與人均收入基本成正相關(guān)，如人均收入較高的杭州農(nóng)村，其生活垃圾中有機(jī)類占比超過(guò)45%，而上海農(nóng)村生活垃圾中的有機(jī)成分更是達(dá)到50%以上[8]，這表明消費(fèi)水平高對(duì)有機(jī)垃圾的產(chǎn)生具有增量效應(yīng)。第三，能源結(jié)構(gòu)對(duì)農(nóng)村生活垃圾的組成也有明顯影響，如廣東地區(qū)農(nóng)村以電和液化氣等燃料為主要能源，因此其生活垃圾中灰渣含量較低；而四川省和黑龍江省的農(nóng)村地區(qū)，生活燃料是以原煤為主，因此其生活垃圾中的灰渣類含量都較高；最后，隨季節(jié)的變化，農(nóng)村生活垃圾的組分也會(huì)有所不同，一般的一年內(nèi)的第四季度生活垃圾中有機(jī)成分的含量最高，其原因主要是這個(gè)時(shí)期為農(nóng)作物收獲季節(jié)，農(nóng)作物根莖等殘余物大量產(chǎn)生，使得此時(shí)段有機(jī)垃圾的產(chǎn)量增加；另外，我國(guó)的農(nóng)歷春節(jié)通常在2月份，這個(gè)月剩飯菜、果皮等廚余類垃圾的含量會(huì)大大增加，此外廢塑料(食品包裝袋為主)的含量也會(huì)大幅度增加[2]。

2 農(nóng)村生活垃圾處理現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平低下，農(nóng)村人口居住分散，加之傳統(tǒng)的生活垃圾處理方式主要是將垃圾中的廚余物用作飼料或還田利用、有價(jià)廢品被回收，故農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量少，對(duì)環(huán)境的影響也較小[4]，因此，農(nóng)村生活垃圾的管理在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)一直未被重視，絕大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)都沒(méi)有設(shè)立專門的行政管理機(jī)構(gòu)或部門，生活垃圾普遍都采用隨意丟棄或就地簡(jiǎn)易填埋處理。自20世紀(jì)80年代，我國(guó)明確提出了“環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)基本國(guó)策”以來(lái)[14]，政府部門的環(huán)境整治工作開(kāi)始呈現(xiàn)出逐年加強(qiáng)的趨勢(shì)，這促使我國(guó)很多農(nóng)村地區(qū)開(kāi)始建立環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施，且設(shè)施的整體運(yùn)營(yíng)水平也逐年得到提升,但和城市生活垃圾比較起來(lái)，農(nóng)村地區(qū)生活垃圾的處理狀況仍有很大的差距，如：據(jù)《2016年中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》中的資料顯示，截止到2015年底，我國(guó)只有50.24%的村莊開(kāi)展了村莊整治，62.2%的行政村對(duì)生活垃圾進(jìn)行了處理，各省(區(qū)、市)行政村對(duì)生活垃圾進(jìn)行處理的比例為22.1%～98.0%，其中鎮(zhèn)生活垃圾處理率83.85%，無(wú)害化率44.99%，鄉(xiāng)生活垃圾處理率63.95%，無(wú)害化率15.82%[16]。從這些數(shù)據(jù)可以看出，農(nóng)村生活垃圾的處理率明顯低于市(97.95%)、縣(89.66%)一級(jí)的處理率[17]。為扭轉(zhuǎn)環(huán)保行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)存在的重城市、輕農(nóng)村這種現(xiàn)象，國(guó)家從“十三五”開(kāi)始提出了“圍繞城鄉(xiāng)發(fā)展一體化，深入推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)”的重大歷史任務(wù)，并明確了提出“全面推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境整治”的建設(shè)目標(biāo)，特別是十九大后，黨中央、國(guó)務(wù)院制定了《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018～2022年)》和《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)方案》，在全國(guó)范圍拉開(kāi)了農(nóng)村人居環(huán)境集中整治的序幕，農(nóng)村生活垃圾的處理處置工作得到了極大地重視和提高，從中央到地方，各級(jí)政府陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)針對(duì)農(nóng)村生活垃圾處理處置的相關(guān)政策及文件，部分主要相關(guān)政策見(jiàn)表1。

表1 部分農(nóng)村生活垃圾相關(guān)政策匯總表

這些政策、文件及行動(dòng)方案的制定、頒布和實(shí)施，對(duì)新時(shí)期農(nóng)村生活垃圾的處理處置工作起到了重要的指導(dǎo)、規(guī)范及推進(jìn)作用，使農(nóng)村環(huán)境污染的治理效果有了明顯的提升。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的資料統(tǒng)計(jì)，截止到2019年底，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部先后動(dòng)員近3億人次參加村莊清潔行動(dòng)春節(jié)、春季、夏季和秋冬戰(zhàn)役，全國(guó)90%以上村已經(jīng)參與了行動(dòng)，目前全國(guó)農(nóng)村生活垃圾收運(yùn)處置體系已覆蓋84%以上的行政村，86%的非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)已完成整治，絕大部分村莊的人居環(huán)境已經(jīng)有了明顯的改觀，到2020年底，全國(guó)90%以上行政村的生活垃圾基本得到有效處置。

3 農(nóng)村生活垃圾處理模式

我國(guó)幅員遼闊，農(nóng)村地區(qū)發(fā)展不平衡，不同地域間農(nóng)村的資源條件、地形地貌、村莊的規(guī)模、布局及聚集程度、經(jīng)濟(jì)水平、道路交通條件、風(fēng)俗習(xí)慣、居住方式等自然、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)條件各不相同，因此，各地在處置生活垃圾時(shí)所采用的方式上不盡相同[18]，總的來(lái)看，現(xiàn)今農(nóng)村生活垃圾處理模式可分為以下四種: 就地就近集中處理模式、城鄉(xiāng)一體化處理模式、分散式家庭處理模式和分散+城鄉(xiāng)一體化處理模式[1，19]。

3.1 就地就近集中處理模式

所謂的農(nóng)村生活垃圾就地就近集中處理模式是指采用“村收集、村處理”的方式，把一個(gè)或多個(gè)村莊產(chǎn)生的全部生活垃圾進(jìn)行集中式收集，在當(dāng)?shù)亟⒑线m的處理設(shè)施如厭氧消化、堆肥、填埋等，對(duì)集中收集的生活垃圾進(jìn)行統(tǒng)一處理。該模式適用于距離城鎮(zhèn)垃圾集中處理點(diǎn)太遠(yuǎn)、交通不便、規(guī)模較大或幾個(gè)村落毗鄰而居的農(nóng)村地區(qū)。在這種處理模式里，有機(jī)垃圾可以采用簡(jiǎn)易堆肥或進(jìn)入沼氣池進(jìn)行厭氧處理，而其它的垃圾可以采用焚燒、簡(jiǎn)易填埋等單一或幾種方式組合進(jìn)行處理。該模式的優(yōu)點(diǎn)是初期投資和后期運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)輸費(fèi)用少；可根據(jù)當(dāng)?shù)卮迓錀l件建立合適的處理設(shè)施，處理工藝技術(shù)操作簡(jiǎn)單、易于管理。其缺點(diǎn)是簡(jiǎn)易堆肥、填埋技術(shù)均易產(chǎn)生二次污染。

3.2 城鄉(xiāng)一體化處理模式

城鄉(xiāng)一體化處理模式是指把農(nóng)村地區(qū)所產(chǎn)生的生活垃圾通過(guò)“村收集、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))轉(zhuǎn)運(yùn)、縣(市)處理”的方式，納入到縣級(jí)以上的城鎮(zhèn)垃圾無(wú)害化處理系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一集中化的處理。通過(guò)采用這種模式，可以最大限度地利用好已有的垃圾處理設(shè)施、設(shè)備，從而節(jié)約資源和成本。該模式適用于離城鎮(zhèn)地區(qū)距離較近(<20 km)、道路交通發(fā)達(dá)的近郊村落以及位于環(huán)境敏感區(qū)的村莊。其優(yōu)點(diǎn)是城鎮(zhèn)生活污染處理系統(tǒng)技術(shù)成熟，通常采用的大型處理工藝及設(shè)備效果好且穩(wěn)定，不需要在當(dāng)?shù)亟㈩~外的處理設(shè)施，土地資源占用少；而其缺點(diǎn)是生活垃圾運(yùn)輸成本較高，通常可達(dá)全部處理成本的60%，甚至更高。由于城鄉(xiāng)一體化處理模式可以很好地起到節(jié)約土地資源的效果，因此，目前在我國(guó)東部地區(qū)以及一些經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的農(nóng)村得到了較為廣泛的采用[20]，并且取得了較好的效果。

3.3 分散式家庭處理模式

農(nóng)村生活垃圾分散式家庭處理模式是指以家庭為單位，將產(chǎn)生的生活垃圾進(jìn)行分類，其中的可回收垃圾經(jīng)分揀后進(jìn)行綜合利用或送到回收站再利用，有機(jī)垃圾進(jìn)行堆肥或沼氣發(fā)酵，建筑垃圾及灰石渣土可作為農(nóng)村小路的鋪設(shè)，其余垃圾就地做簡(jiǎn)易填埋處理。該模式適用于布局分散、規(guī)模較小、經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)農(nóng)村，由于村落人口密度較低、經(jīng)濟(jì)水平不高而環(huán)境容量較大，因此垃圾產(chǎn)生量小且組成相對(duì)簡(jiǎn)單，村落自行消化即可解決生活垃圾的問(wèn)題，但該模式要求村民應(yīng)具有良好的垃圾分類意識(shí)。分散式處理模式具有體積小的優(yōu)點(diǎn)，所以幾乎所有家庭都能自己進(jìn)行，然而，由于垃圾并未經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，所以當(dāng)堆肥時(shí)間較長(zhǎng)或難以確保其質(zhì)量時(shí)，有可能產(chǎn)生二次污染問(wèn)題，從而對(duì)人們的生活產(chǎn)生不良影響。

3.4 分散+城鄉(xiāng)一體化處理模式

分散+城鄉(xiāng)一體化是一種組合式的農(nóng)村生活垃圾處理模式，這種模式是指生活垃圾在“戶分類”的基礎(chǔ)上，將分類后的有機(jī)垃圾通過(guò)就近就地采用堆肥或沼氣發(fā)酵等方式處理，其余的垃圾通過(guò)“村收集、鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣市處理”的方式，納入到城鎮(zhèn)垃圾無(wú)害化處理系統(tǒng)一并進(jìn)行處理。這種處理模式是近幾年在國(guó)內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、群眾性的垃圾分類工作開(kāi)展得較好的農(nóng)村地區(qū)(如浙江諸暨)興起的一種優(yōu)化型技術(shù)模式，通過(guò)采用這種組合型模式，一方面可以實(shí)現(xiàn)生活垃圾的源頭減量，明顯降低運(yùn)輸成本，另一方面，將有機(jī)垃圾就地進(jìn)行處理，可極大地減少轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

4 農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)

生活垃圾處理的目的是通過(guò)將垃圾迅速清除，并進(jìn)行無(wú)害化處理，最后加以合理的利用，從而實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化、資源化和減量化。目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的生活垃圾處理技術(shù)有填埋、堆肥、焚燒等。

4.1 填埋法

填埋法包括簡(jiǎn)易填埋和衛(wèi)生填埋。簡(jiǎn)易填埋是早些年我國(guó)絕大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)沿用的一種粗放型垃圾處理方式，其特征是基本沒(méi)有工程措施，或僅有部分工程措施，這種簡(jiǎn)易的垃圾填埋場(chǎng)(點(diǎn))大多都會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的不斷重視，目前采用簡(jiǎn)易填埋技術(shù)的地區(qū)越來(lái)越少，許多已有的簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)(點(diǎn))也開(kāi)始逐步被改造或淘汰。

從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸成熟，衛(wèi)生填埋成為了農(nóng)村生活垃圾最重要的主流技術(shù)和最終處置方式[4]。和簡(jiǎn)易填埋技術(shù)相比，衛(wèi)生填埋的最大特點(diǎn)是采取了如底部防滲、沼氣導(dǎo)排、滲濾液處理、嚴(yán)格覆蓋、壓實(shí)處理等一系列工程措施，以防止垃圾中污染物質(zhì)的遷移和擴(kuò)散，避免垃圾降解產(chǎn)生的滲濾液對(duì)環(huán)境造成二次污染，還可以實(shí)現(xiàn)沼氣的收集利用，增加土地的利用效率。衛(wèi)生填埋技術(shù)可以分為厭氧、好氧和準(zhǔn)好氧3種類型，其中厭氧填埋是目前國(guó)內(nèi)采用最多的形式，其優(yōu)點(diǎn)是處理成本低、技術(shù)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)。近些年通過(guò)技術(shù)改良，還衍化出了一些新的填埋技術(shù)，如生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)等?？偟膩?lái)說(shuō)，填埋技術(shù)具有工藝和操作簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用少，處理適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)可適宜于各種類型的農(nóng)村生活垃圾處理，尤其適用于土地資源豐富、低廉，水文地質(zhì)條件適合的山地和丘陵地區(qū)。但衛(wèi)生填埋技術(shù)也存在一些不足，首先，衛(wèi)生填埋場(chǎng)占地面積都較大，使得目前在很多地區(qū)新建垃圾填埋場(chǎng)的選址越來(lái)越難；其次，垃圾填埋處理的周期通常都很長(zhǎng)，其產(chǎn)生的滲濾液、溫室氣體和異味等副產(chǎn)物的污染負(fù)荷較高，處理難度大，極易引發(fā)二次污染[21]。

衛(wèi)生填埋技術(shù)曾是我國(guó)生活垃圾處理的主要方式，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2015年底，國(guó)內(nèi)采用填埋法處理生活垃圾的比例達(dá)到近66%[2]。但近年來(lái)，由于填埋場(chǎng)選址越來(lái)越困難。填埋成本不斷增加，我國(guó)的生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)進(jìn)入到了瓶頸期，發(fā)展速度逐步下降，其在生活垃圾處理總量中的占比逐漸減少，根據(jù)國(guó)家十三五建設(shè)規(guī)劃，到2020年末，生活垃圾填埋處理的總量將下降至50%以下。

4.2 焚燒法

焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定量的空氣與被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，垃圾中的有毒有害物質(zhì)在800℃～1200℃高溫下氧化、熱解而被破壞。這種方法減量化效果好，消毒徹底，無(wú)害化程度高，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)垃圾減量化、資源化、無(wú)害化的處理技術(shù)。其工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 焚燒技術(shù)工藝流程

焚燒法的優(yōu)點(diǎn)是占用土地較少，選址余地較大，處理時(shí)間短，減量減容效果好，無(wú)害化徹底、潛在熱能可回收用于發(fā)電，經(jīng)濟(jì)效益明顯。這種技術(shù)適宜于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集、垃圾熱值高、土地緊張的地區(qū)。正是由于具有這些技術(shù)方面的優(yōu)點(diǎn)，焚燒法早在上個(gè)世紀(jì)就被許多發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用于生活垃圾的無(wú)害化處理，并取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。我國(guó)在2005年《可再生能源法》里明確提出“鼓勵(lì)發(fā)展生活垃圾焚燒處理”后，該技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其在生活垃圾處理量中的占比不斷提升，國(guó)家在“十三五”生活垃圾無(wú)害化處理建設(shè)規(guī)劃里更是提出“到2020年底，全國(guó)生活垃圾焚燒處理能力占無(wú)害化處理能力的50%以上，中東部地區(qū)達(dá)到60%以上”的建設(shè)目標(biāo)，這項(xiàng)技術(shù)目前已逐漸成為大型生活垃圾處理方式的首選。

但由于種種原因，近幾年國(guó)內(nèi)生活垃圾焚燒處理技術(shù)的發(fā)展及推廣應(yīng)用并不是很順暢，很多地區(qū)垃圾焚燒處理廠的建設(shè)進(jìn)展緩慢，很難開(kāi)展，并沒(méi)達(dá)到規(guī)劃預(yù)期的數(shù)量。影響垃圾焚燒廠建設(shè)的主要原因歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：第一，大量鄰避現(xiàn)象的產(chǎn)生，造成生活垃圾焚燒廠選址困難。很多地方的居民一方面因擔(dān)心焚燒煙氣特別是二噁英會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染、影響自身的健康，另一方面，擔(dān)心建設(shè)焚燒廠會(huì)使其房?jī)r(jià)下跌，導(dǎo)致個(gè)人財(cái)產(chǎn)受到損失，因而強(qiáng)烈反對(duì)。第二，焚燒廠的建設(shè)投資和運(yùn)行成本相當(dāng)高，其設(shè)施的操作復(fù)雜，運(yùn)行管理水平要求高，廢水、廢氣、灰渣環(huán)保排放要求嚴(yán)格，二次污染風(fēng)險(xiǎn)大，這些也極大的限制了它的推廣應(yīng)用。第三，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)地區(qū)生活垃圾仍是采用混合收集，而混合垃圾的熱值通常都較低(<5000 kJ·kg-1)，對(duì)焚燒處理技術(shù)的綜合效果會(huì)造成消極影響。

4.3 好氧堆肥

好氧堆肥是指在有氧條件下，通過(guò)好氧微生物分泌的酶將垃圾中的固態(tài)有機(jī)物分解為可溶性有機(jī)物，這些可溶性有機(jī)物再被微生物利用，參與微生物的新陳代謝過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)固態(tài)有機(jī)物向腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化，最后達(dá)到腐熟穩(wěn)定，成為有機(jī)肥料的過(guò)程。好氧堆肥技術(shù)主要應(yīng)用于經(jīng)分類后有機(jī)質(zhì)含量較高、具有肥料化利用可能性的有機(jī)垃圾部分。好氧堆肥工藝通常由前處理、主發(fā)酵、后發(fā)酵、后處理與貯藏等工序組成，其工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 好氧堆肥工藝流程

前處理工藝主要是進(jìn)行分選、破碎、篩分、脫水等，目的是去除粗大的和不易生物降解的組分，使物料粒徑變小，降低原料的含水率。

通過(guò)前處理，可將原料含水率調(diào)節(jié)至55%～65%，原料的C/N調(diào)節(jié)至25∶1～35∶1。主發(fā)酵階段是微生物活性最高，發(fā)酵溫度最高的時(shí)期，一般會(huì)持續(xù)4～12天，通過(guò)這個(gè)階段，大多數(shù)的有機(jī)物得到分解、轉(zhuǎn)化。次發(fā)酵是常溫腐熟階段，一般可持續(xù)20～30天。這一階段主要是分解一些難降解的物質(zhì)如木質(zhì)素等，同時(shí)也是積累腐殖質(zhì)和各種氨基酸的階段。后處理主要是去除一些前處理過(guò)程中沒(méi)有完全去除的雜質(zhì)。二次污染控制主要包括臭氣、滲濾液的處理，特別是臭氣的控制是難度最大和最受關(guān)注的，常用的工藝有洗滌器、吸附、除臭劑等。好氧堆肥設(shè)施適用于人口密度不高，日人均生活垃圾量相對(duì)穩(wěn)定的農(nóng)村地區(qū)，堆肥技術(shù)可分為庭院式堆肥和集中式堆肥。庭院式堆肥技術(shù)是在田間、房前屋后開(kāi)展的一種分散式就地堆肥技術(shù)，而集中式堆肥是一個(gè)行政村或多個(gè)行政村聯(lián)合建設(shè)的較大型堆肥場(chǎng)。好氧堆肥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝較簡(jiǎn)單，建設(shè)和運(yùn)行成本較低，物料分解徹底，病源菌消殺徹底，生產(chǎn)周期較短，堆肥產(chǎn)品可用于改良土壤，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)村有機(jī)生活垃圾-堆肥-農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)、資源化利用。這項(xiàng)技術(shù)的不足之處在于，堆肥場(chǎng)占地較多，造成選址困難；進(jìn)料、分選、堆漚等環(huán)節(jié)惡臭釋放量大，成分復(fù)雜，臭味控制難、成本高，存在滲濾液和臭氣二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)；堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)受垃圾組分影響大，不易控制，且產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及產(chǎn)品品質(zhì)；堆肥殘?jiān)?如不能分解的塑料、玻璃、金屬、陶瓷等)尚需要做進(jìn)一步的無(wú)害化處理。近些年，為了提高堆肥效率、縮短處理周期，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了堆肥技術(shù)改進(jìn)，將現(xiàn)代技術(shù)和機(jī)械化設(shè)備應(yīng)用于好氧堆肥技術(shù)中，研發(fā)出了新型的好氧堆肥設(shè)施設(shè)備，如陽(yáng)光房等，但其工藝技術(shù)仍有待完善。

4.4 厭氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵處理技術(shù)是將有機(jī)生活垃圾作為發(fā)酵原料，在厭氧的條件下經(jīng)過(guò)水解、酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷四個(gè)階段，以沼氣作為最終產(chǎn)物的一種生物處理技術(shù)，該技術(shù)適用于分類后有機(jī)生活垃圾的分散處理，可就地就近實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活垃圾的減量化、資源化和無(wú)害化。

厭氧發(fā)酵技術(shù)用于處理農(nóng)村生活垃圾的優(yōu)點(diǎn)是，占地較少，工藝較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，建設(shè)和運(yùn)行成本較低，可提供清潔能源沼氣，沼渣沼液綜合利用可實(shí)現(xiàn)農(nóng)村有機(jī)垃圾-厭氧發(fā)酵-農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)、資源化利用；但該技術(shù)的不足是處理效果易受環(huán)境溫度變化的影響，其最終產(chǎn)品—沼氣屬于易燃易爆物，如管理不當(dāng)有引發(fā)安全事故的風(fēng)險(xiǎn)，沼渣沼液若難以就地消納，有可能會(huì)引起二次污染。

4.5 熱解處理

熱解是將生活垃圾在隔絕空氣或僅提供少量氧氣的條件下，高溫加熱，通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)，將生活垃圾中的有機(jī)大分子裂解成小分子的熱化學(xué)過(guò)程。

熱解的主體工藝包括：預(yù)處理、熱解和三廢處理及排放等過(guò)程，工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 熱解處理工藝流程

熱解工藝對(duì)物料的尺寸大小和含水量等有一定的要求，因此熱解前都需對(duì)生活垃圾首先進(jìn)行預(yù)處理，其過(guò)程包括：分選、破碎、干燥等，主要目的是使物料的理化特性滿足后續(xù)熱解過(guò)程的要求。

熱解過(guò)程是在熱解爐內(nèi)完成的，目前的垃圾熱解爐有多種類型，如：移動(dòng)床熱解爐、回轉(zhuǎn)窯熱解爐、流化床熱解爐、懸浮床熱解爐等。

第1熱解室的溫度一般保持在600℃～800℃，垃圾中大部分有機(jī)物的分解都在此處完成；第2熱解室的溫度一般在1000℃以上，此處主要是將煙氣中的二噁英以及一些有機(jī)物大分子進(jìn)行分解、去除。

生活垃圾中的有機(jī)物熱解后的主要產(chǎn)物有固、液、氣3種，固態(tài)物主要是熱解炭和殘?jiān)?，熱解炭具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、較高的穩(wěn)定性，可以用于污水處理及土壤修復(fù)等。固體殘?jiān)话氵€需運(yùn)送至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行最終處理。

熱解后產(chǎn)生的液態(tài)物為熱解液，它含有大量的水分和乙酸、乙醇、丙酮等有機(jī)物組成的焦油類物質(zhì)，經(jīng)過(guò)油水分離后，可以得到熱解油，其成分復(fù)雜而不穩(wěn)定，只是一種初級(jí)的“原油”，油品較低，直接利用的價(jià)值不高，需再精制提質(zhì)處理后才可作為燃料油使用。

熱解產(chǎn)生的熱解氣體中主要含有H2，CO，CH4等成分，它是一種可燃?xì)怏w，但由于純度不高，熱值較低，一般是作為垃圾熱解反應(yīng)部分的能量來(lái)源加以利用。

熱解技術(shù)具有占地少，可回收熱能，運(yùn)輸儲(chǔ)存方便，減量化效果明顯，適應(yīng)性較廣，適宜于可燃物含量較高，含水率較低的農(nóng)村地區(qū)。

但該技術(shù)的操作控制要求較高，煙氣、焦油如處理不當(dāng)，造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)較高，灰渣和熱解炭的回收利用途徑比較受限。

4.6 主要處理技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)比

幾種主要處理技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表2。

5 展望

近年來(lái)，“村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣處理”這種生活垃圾治理模式在很多地區(qū)得到普及，極大的改善和提高了鄉(xiāng)村的環(huán)境面貌和生態(tài)質(zhì)量，但這種模式也存在一些突出問(wèn)題，首先是它造成了農(nóng)村生活垃圾的“進(jìn)城”加劇，給城市生活垃圾處理能力帶來(lái)巨大壓力；其次是這種模式運(yùn)營(yíng)成本高，很多地區(qū)，特別是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)財(cái)政難以承受，使得其生活垃圾治理體系難以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。為解決這些發(fā)展過(guò)程中遇到的問(wèn)題，進(jìn)行源頭分類減量和就地資源化利用，是今后我國(guó)農(nóng)村生活垃圾治理的必然要求和發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合農(nóng)村生活垃圾的資源屬性和自然環(huán)境特點(diǎn)，以分類減量為核心，通過(guò)源頭分類、就地消納，提高廢物回收利用水平，加大和發(fā)掘垃圾資源的可利用性與可循環(huán)性，使大部分農(nóng)村生活垃圾就地得到消納，僅余少量垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)至城市進(jìn)行處理處置，這既可降低垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)成本和處理成本，又能極大地緩解城市生活垃圾處理設(shè)施的壓力，從而實(shí)現(xiàn)生活垃圾處理系統(tǒng)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)，有效助力鄉(xiāng)村人居環(huán)境整治和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等戰(zhàn)略行動(dòng)，最大程度地改善農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)村居民的生活質(zhì)量，從而推動(dòng)我國(guó)農(nóng)村地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。