工业城市生活垃圾的灰色预测与处置对策研究
阅读：1042发布时间：2006-11-14
作者：张兴容 王小群 上海环境科学
摘要 利用灰色理论中的GM（1，1）预测模型对某工业城市生活垃圾产生量进行预测。根据垃圾量的发展趋势，提出了在分类收集的基础上，可采取回收利用、焚烧和卫生填埋等综合处理方法，并对其管理与技术问题作了探讨。
关键词： 灰色理论 生活垃圾 预测量 对策研究
1前言
我国工业城市对生活垃圾的管理大致经过了30多年的发展过程。20世纪70年代之前，城市生活垃圾大多被送往郊区农村作肥料；80年代前后，生活垃圾长期依靠直接堆放和其他方法简易处理，环境污染问题严重。进入20世纪90年代，不少工业城市提出了建设化生态城市的奋斗目标，生活垃圾处理也由过去的分散堆放改为集中填埋。目前，我国工业城市垃圾处理的zui主要方式是卫生填埋，约占全部处理量的70%以上；其次是高温堆肥，约占20%以上；而焚烧处理的量甚微。进入21世纪，以卫生填埋为主的传统处理方法受到了严峻的挑战：我国城市垃圾平均以每年8．98%的速度增长，在21世纪初，总量就已达1．2~1．4亿t，依靠单一的填埋方式显然无法适应日趋增加的处理量。尽管卫生填埋由于技术工艺简单、维护费用低等优点被广泛采用，但随着城市垃圾卫生填埋技术的不断应用，其二次污染问题也越来越引起人们的重视[1]。本文将通过典型工业城市生活垃圾量的预测，探讨在新形势下的处理对策。
2工业城市生活垃圾量预测
以我国zui大的工业城市上海为例，利用灰色理论模型预测2010年之前生活垃圾量。
2.1 GM（1，1）预测模型的建立
城市垃圾产生量具有单调递增、非负、变化率不均匀等特征，符合灰色理论的建模条件，故可建立灰色模型来预测未来城市垃圾的产量。灰色理论中的几种预测方法各有不同的特点，但它们都离不开GM（1，1）这个基本的预测模型。
计算结果见表1。
表1上海市生活垃圾日清运处置量实际值与预测值对比(t)
年份 序号 实际值 预测值
1991 1 5833 5833
1992 2 6644 6771.3
1993 3 7577 7382.9
1994 4 7650 8049.8
1995 5 8803 8777.0
1996 6 9845 9569.8
1997 7 10671 10434.2
1998 8 11083 11376.7
1999 9 12815 12404.4
2000 10 13234 13524.9
2001 11 14746.6
2002 12 16078.6
2003 13 17531.0
2004 14 19114.6
2005 15 20841.2
2006 16 22723.7
2007 17 24776.4
2008 18 27014.4
2009 19 29454.6
2010 20 32115.2
进行后验差检验[3]计算：
后验差比值C：C=S1/S2 =0.116649195<0.35
小误差概率：P=P{|εi(0)- |<0.6745S2}=1>0.95
式中，S1、S2—原始数据；
P—小误差概率；
ε—can差。
对照精度检验等级[3]，灰色系统预测拟合精度为1级。
若精度较低还可通过残差GM（1，1）模型对原模型进行修正，直至达到理想的精度。
3工业城市生活垃圾量处置对策研究
按照预测，上海市2010年生活垃圾日清运量将达3．2万t，全年产生的生活垃圾量比目前翻了一番。由于在实际过程中生活垃圾日清运量的增长并不*是递增的，达到一定数量后，有可能出现暂时的稳定状态。而上海市迄今为止已采取对生活垃圾源头控制和分类收集等重大措施，必定会影响生活垃圾日清运量的变化。对灰色模型而言，若拥有数据不足，会一定程度影响预测量的精度。因此，随着预测数据序列的增长，实际值与预测值会出现不一致的情况。但是上述预测表明了上海市生活垃圾日清运量的大致趋势，这就需要我们提出更为积极的处置对策。
3.1建立与完善城市生活垃圾处理的法规体系
为加强对我国城市垃圾管理，*、国家环保总局以及建设部在20世纪90年代颁布有关规定，如《城市垃圾管理办法》、《城市建筑垃圾管理规定》、《城市环境卫生当前产业政策实施办法》、《城市垃圾卫生填埋标准》等。与此对应，各工业城市也相应制订了一些地方法规，如上海市制订了《上海市新建住宅区生活垃圾管理暂行办法》，并于2002年6月实施。当前，应尽快完善有关生活垃圾处理的法规体系，建立、建全各个层次的法律、行政法规与地方规章，尤其对其中的奖罚条款予以充实，以保证法规体系的贯彻执行。
3.2变单一的填埋处理方式为综合利用、焚烧和卫生填埋综合处理方式
3.2.1单一填埋处理方式的不足
我国城市垃圾产生量大，较多采用卫生填埋技术处理，由于在场地管理、技术手段等方面明显地落后于发达国家，因此填埋方式处理问题较多。首先，填埋场在使用过程中及封场后相当长时间会产生大量渗滤液和填埋气体。渗滤液组分复杂，对地面水污染表现为以BOD、COD为表征的有机污染和氮、磷污染为主；对地下水污染则表现在地下水混浊、臭味、COD、三氮（NH4+、NO2、NO）含量高，油、酚污染严重，细菌、大肠菌超标。填埋气主要成分为CH4和CO2以及N2、H2S、H2和挥发性有机气体等，易造成爆炸、火灾、地下水污染、加剧变暖等后果。而填埋场由于离城市较近，带来的景观问题也日趋尖锐。其次，填埋方式主要靠驳船（少数由运输车）运往填埋场，由于环卫行业和水上运输的特殊性，在航行和处置作业中险情多、难点多，极易发生事故。综上所述，单一采用卫生填埋的处理方式是不可取的。
3.2.2综合处理方式的可行性
3.2.2.1内部条件：城市生活垃圾产量迅速增加的同时，组分也发生了很大的变化，表现为有机物增加、可燃物增多、可利用价值增长。因此，如果能从源头就实行分类投放，就有变废为宝。上海市到2001年底已有1375个住宅小区开展了生活垃圾分类收集工作，建成小型生活垃圾压缩站248个；而至2002年底，这样的压缩站可达328座，为综合处理奠定了基础。
3.2.2.2外部条件：我国是一个发展中国家，无论从经济、技术、废物现状来分析，土地填埋仍然是一项适合我国国情的实用技术。目前已有更多的城市在建设或准备建设卫生填埋场。上海市的卫生填埋场功能也日益增加。三林塘垃圾转运场、江镇垃圾填埋场的处理能力为500~1000t/d；而座落在东海岸的老港填埋场是亚洲zui大的垃圾填埋场，占地258hm2，处理能力为6000 t/d。对于卫生填埋过程中的职业卫生与安全的双重问题，应在从场地防渗处理、地下水导流、渗滤液处理、排气管道铺设、填埋气收集利用到填埋场封场后的植被覆盖等全过程中采用新技术，以进一步减少对环境的污染。例如，填埋气的利用分为收集、净化和终端利用3个步骤。组织“环境基金"正在我国南京、马鞍山和鞍山等城市开展填埋气中CH4回收与综合利用示范工程。又例如，采用土地处理法、蒸发法和场外污水处理场处理法处理渗滤液已收到明显效果。通过建立与完善安全规章制度、落实安全责任、推行安全生产标准化管理，加强安全检查等较为*、切合实际、行之有效的预测、预防和控制事故发生的管理方法，能把事故减少到zui低限度。
焚烧因其无害化、处理*，减量幅度大、能将废物变能源，可以节约大量土地资源，而倍受发达国家关注。我国新型现代化城市和旅游城市的生活垃圾处理也有从填埋转向焚烧的趋势。除深圳外，厦门、北海等正在积极建设焚烧厂，正在调试的浦东御桥垃圾焚烧厂和嘉定江桥垃圾焚烧厂将正式投入运行，加上拟建的另外2座垃圾焚烧厂，上海市近1/3的生活垃圾将变成电能。
在废弃物综合利用的许多途径中，美国、加拿大、日本等国家起步较早，其中从有机物中提取燃料油、油脂和燃料气的处理技术已进入实用阶段。与焚烧相比，是一种更有发展前景的生活垃圾处理方法[4]。我国不少工业城市正在进行某些方面的实践。如上海市嘉定区正在进行生活垃圾综合处理试验——先挑拣出可以利用的各类物质予以回收利用，再对可燃垃圾进行焚烧，产生的热能用来发电，烧下来的炉渣再进行综合利用，争取做到基本无剩余垃圾需要填埋。
4结论
4.1对工业城市生活垃圾量的预测表明，生活垃圾量有迅猛增加的势头。在处理上，可吸取发达国家的经验，借鉴其*技术，开发符合我国国情的城市垃圾处理技术。
4.2工业城市生活垃圾应采用“减量化、资源化、无害化"的处理方式，采取多种途径，减少城市垃圾产生量。从国情出发，因地制宜、有计划地对城市垃圾进行无害化处理及综合利用。
4.3健全相关法规体系，推广垃圾的收集、运输、贮存、处置等环节的产业化、集中化、集团化、社会服务化，以使我国工业城市生活垃圾的处理水平进入*行列。
5参考文献
1 陈家军，张俊丽，裴照滨．垃圾填埋二次污染的危害与防治．安全与环境学报，2002, 2（3）：27~29.
2罗贻乡．灰色理论应用于现代安全管理中的研究．人类工效学，1999, 5（1）：48~50.
3王金波，陈宝智，徐竹云．系统安全工程．东北工学院出版社， 1992．105~107.
4单志峰．国内外城市垃圾处理处置技术概况．冶金安全，2000 ,12（4）：33~40.
*作者张兴容，男，1947年，1982年毕业于华东理工大学化学工程专业，副教授。
