城市垃圾的现代特点
当前世界上工业发达国家城市垃圾问题有下列特点：（1）数量剧增：生产的迅速发展使居民生活水平提高，商品消费量迅速增加，垃圾的排出量也随之增加。例如，日本在1968～1977年的10年中，按城市人口平均计算的垃圾排出量的增长曲线，同收入的增长曲线基本一致。原德意志联邦共和国、英国、法国每人每日平均垃圾排出量在近18～20年内增长一倍。垃圾数量增长还受社会经济因素的影响，有些工业发达国家劳务费用高昂，工业消费品的修理费用有时超过购置新物品的费用，促使人们不惜扔弃旧的物品。美国20世纪70年代平均每年扔掉的旧汽车就达900多万辆，各种纸2700多万吨，罐头盒480亿个。
（2）成分变化：世界各国现代化城市中家庭燃料构成已从过去用煤、木柴改用煤气、电力，垃圾中曾占很大比重的炉渣大为减少。许多国家城市居民的日常食品改为冰冻、干缩、预制的成品和半成品，家庭垃圾中的瓜皮、果核等食品废弃物大为减少，而各类纸张或塑料包装物、金属、塑料、玻璃器皿等大大增加。再者，由于现代化城市严格控制空气污染，过去家庭用小型焚烧炉已被禁用，需要集中处理的可燃垃圾的比重和体积大大增加。垃圾组成变化的另一原因是：废旧的家庭工业消费品大幅度增加，如废旧的汽车、摩托车、电视机、电冰箱、旧家具等的数量迅速增长。
在中国的城市中，平均每人每天的垃圾排出量约为1千克。因居民大多数还以煤为日常生活的主要燃料，特别是北方城市冬季取暖，煤灰数量很大，占垃圾量的60％～70％。另外，中国一些古老城市的平房维修量较大，垃圾中常有碎砖、瓦砾等。北京市有健全的废品回收系统，凡是可用的废旧物资，如废纸、废金属、旧织物、玻璃等大多回收作为资源重复利用。
收集与输送
垃圾的收集和输送到处理场所，是一项繁杂的工作。北京市每天有400多辆大、中、小型车辆输送垃圾和粪便。日本东京每吨垃圾的收集、输送费用约为5000日元，占垃圾总处理费用的77％。
城市垃圾若不及时清除，将严重影响环境卫生。北京有“日排日清”的习惯。有的国家则根据各自的城市条件，分别实行“隔日清”或每周两次清除。收集和输送工作包括以下项目。
（1）街道清扫。发展各种类型扫路机械是当前城市环境卫生工作的重要内容。美国、日本和西欧各国已有大型、中型、小型三种适用于各种作业的清扫机械。清扫工作机有吸尘式、吸扫结合式等类型，发展趋向是清扫机械的专业化、自动化和标准化。例如，原德意志联邦共和国的机械制造业基本上采用工业标准规定的部件和机组进行组装。扫路机的滚刷、板刷和盘刷等部件都有统一规格，从而大大降低了成本。中国一些城市主要采用小型盘刷吸、扫结合的扫路机，同时进行人工清扫。美国、日本和西欧各国的街道、机场、高速公路等基本上采用各种类型清扫机械进行清扫工作。
（2）垃圾容器：目前普遍采用的垃圾容器主要有两类。一类是用容积小的（0.1米3左右）带盖的金属或塑料桶作为容器，放置在固定地点，将垃圾倒入桶内，由专门设计的垃圾收集车装运，桶可以长期周转使用。另一类是用纸或塑料薄膜袋作为容器，将垃圾装入纸袋，放在指定的收集地点，由垃圾收集车拾取运走。还有简单的设备，自动将垃圾的体积加以压缩。此法近年已在欧美各国广为采用。用这种容器比较卫生、方便，但费用较高。
（3）垃圾运输：收集、运输垃圾的主要工具是专门设计或改装的汽车。其结构形式多种多样。其共同的特点是装垃圾部分的车厢密闭，装载垃圾的过程机械化，与垃圾容器配套，有的有简单的压缩设备，以减少垃圾体积，有的有真空吸入装置。中国正在发展与金属垃圾桶配套的、装车机械化的垃圾收集运输车。
（4）垃圾转运：城市不断扩大，垃圾处理场往往远离城区，许多城市在适当地点建有垃圾转运站。先由汽车将垃圾运至转运站，再用大型拖车运到最终处理场。有的在转运站或在拖车上附有压缩设备，以提高运输效率，并为垃圾处理创造条件。除用拖车外，也有用火车或船舶进行长途运输的。
少数国家采用的垃圾管道运输是一种较理想的方法。有水力传送和气动传送两种系统。水力传送是每个家庭用自备的小型垃圾磨碎机将垃圾磨成浆状，用抽水机通过管道运送。这种系统仅适用于厨房垃圾。气动传送方法，不必将垃圾破碎，20世纪是60年代首先在瑞典使用的，目前在斯德哥尔摩市已有10个新建住宅区采用。美国、日本、德国、前苏联等国也在试验。气动传送法是在垃圾集中站安装涡轮抽气机，抽气输送袋装垃圾，高层公寓的垂直管道与较大转弯半径的水平管道连接成为垃圾输送系统。管道输送的优点是清洁卫生，节省劳力，但投资太大。
（5）垃圾的预处理：包括压缩和破碎。有些国家提倡将垃圾压缩、破碎，以便于装运，节约运费，而且不易孳生鼠蝇，也不易引起火灾。收集输送后的垃圾还须进行填埋、焚化、堆肥或回收能源和资源等最后处理。
城市垃圾的处理
一、城市垃圾填埋
利用坑洼地填埋城市垃圾，是一种既可处置废物，又可覆土造地使用的保护环境措施。古希腊时代就有垃圾分层覆土埋入大坑的处理方法。迄今世界各国还在用这种方法处置城市垃圾及其他固体废物。这种方法投资少，切实可行。城市垃圾即使采用焚化、堆肥或分选回收的方法处理，也总有一部分剩余物需要采用填埋法进行最后处置，因此填埋是最基本的处置方法。
采用填埋处理，首先要选好场地，废矿坑、废粘土坑、废采石场等最为适宜。回填这些人工坑洞，有利于恢复地貌。其次应防止废物的溶液滤沥以及雨水径流对水源的污染。一般要求填埋场地的最低处应高出地下水位3米以上。若地层为透水层，则必须铺粘土、沥青或塑料作为隔水层；或铺砂石，并在砂石中敷设排水系统，将滤沥及其他液体引出，或排入下水道，或作其他处理。填埋地段还应有排气设施，使厌氧微生物分解产生的气体，如甲烷、二氧化碳、硫化氢等能及时逸出。这些气体在地下长期聚集，有可能造成爆炸、火灾或使人窒息的事故。
填埋的方法分为：卫生填埋、压缩垃圾填埋、破碎垃圾填埋。
（1）卫生填埋：在回填场地上，先铺一层厚约60厘米的垃圾，压实后再铺上一层厚约15厘米的松土、沙或粉煤灰等的覆盖层，以避免鼠蝇孳生，并可使产生的气体逸出，防止起火。然后依此逐层用土将垃圾分隔在夹层结构中。填至预定标高前至少留出60厘米，覆以表土，以便栽种植物。填埋的垃圾会分解下沉，在填埋的土地上，一般20年内不应建造房屋。回填场地只能作为公园、绿化地、农田或牧场的用地。
近年来发展了一种滤沥循环的卫生填埋法，系将回填垃圾的含水量从20％～25％提高到60％～70％，收集其滤沥，循环使用，使垃圾保持潮湿，从而加速有机成分的厌氧分解，使填埋物较快地下沉。滤沥循环系统由外部水源、泵站、贮留池和管网等构成。为防止滤沥污染地下水，还要有集水坑。洼地四壁要不透水，如洼地土层松散，则须加铺沥青层或塑料薄膜。四壁的坡度至少为3∶1，薄膜上覆盖15～30厘米的细土保护层。集水坑也要有坡度，使水流集中。洼地底部按水流方向埋置滤管，使滤沥向集水坑集中。滤管应用大颗粒松散骨料作为滤料围护，并与一个垂直露出地面的立管相通。要有一个全年贮水的监测井。为了保护垂直管和监测井，外面要有一个直径至少1米的大套管作为人孔，四壁要留垃圾取样口。滤管附近几米处留通气孔，使沼气及其他易燃气体不致集聚。通气管插至埋滤管的滤料层，防止氧气与滤沥接触产生沉淀，影响循环使用。
（2）压缩垃圾填埋：将垃圾压缩后回填。这种方法的优点是可以减少火灾发生的可能性，不易孳生昆虫，垃圾分解缓慢，生物分解率几乎可以忽略不计，不会产生恶臭，其滤沥对水质污染少，沉陷量可大大减少，回填后的土地较易利用，运输垃圾较经济等等。但这一方法必须有专用压缩设备，所需劳务和投资较大。
（3）破碎垃圾填埋：先将垃圾破碎，以减小体积，提高回填后的密实度，但仍能使空气进入，以利于需氧细菌繁殖，产生二氧化碳、热和水等。这种方法的优点是不会发生由厌氧细菌分解产生的沼气等引起的持续性燃烧。即使起火，碎片可自动下塌，将火压灭。
二、城市垃圾焚化
在大城市附近，一般缺乏垃圾填埋场所，可用焚化法处理垃圾。垃圾经过燃烧，可以减小体积，便于填埋，还可以消灭各种病原体，把一些有毒、有害物质转化为无害物质并可回收热能。
露天焚化垃圾是一种古老的处理方法。1874年英国开始建造焚化炉。最早的焚化炉是一种长方形、用泥作壳的车，由马拉着沿街收集居民的垃圾在车上焚烧。20世纪初欧美一些国家建造了近代焚化炉。这种焚化炉内的温度控制在980℃左右，供应的空气体积相当于垃圾体积的80％～120％，焚烧后剩余物体积比原体积缩小50％～80％，最多时达90％。后来建造的内壁安装冷却水管的焚化炉，便于保持炉内的适宜温度，可以减少炉子鼓风量，防止由过量空气造成的空气污染，并可供应热水和蒸汽。焚化炉应有除尘、除烟设备，以防止对大气的污染。
近年来又发展了高温和中温分解法。高温分解温度在1650℃～1800℃之间，比一般焚化法高出650℃～820℃。垃圾可充分燃烧，剩余物仅为原垃圾体积的2％～3％。从除尘装置中收集的粉尘也仅为原垃圾体积的2％。此法是目前最有效的减少垃圾体积的方法。残渣最少而密实，可制成某些产品，又易于运输。但是高温使各种成分熔化黏结于炉壁，因而会增加耐火炉衬消耗；而且高温会增加氮氧化物量，从而增加处理设备和投资。
高温分解的副产品是气体和渣，可以将渣做成渣棉或泡沫渣等绝热和建筑材料。此法尚处于研究阶段。
中温分解法的温度在1650℃以下，比普通焚化法温度略高，效果介于高温分解法和普通焚化法之间。
三、城市垃圾压缩处理
城市垃圾经过压缩处理可以减小体积，便于运输和填埋，或者成为高密度的惰性填埋材料和建筑材料。这是处理城市垃圾的一种新方法。
压缩机可将垃圾压缩到适合于起重、运输和最后处理所需要的程度。生活垃圾，一般压缩到相当于水比重的一半。用来填海的垃圾压缩到超过水的比重。在日本，垃圾压缩机已被广泛应用，往往将垃圾压缩成0.5米3的块状。压缩后的垃圾或者装袋，或者打捆。报纸、包装纸、罐头壳等，打捆比装袋经济。
近年日本用高压压缩技术来处理城市垃圾。此法将垃圾压缩三次，最后一次压力为2580牛/厘米2，制成垃圾块，用铁丝网包成捆，表面涂上沥青以防碎裂和渗漏。垃圾捆的密度为1125.4～1380千克/米3，较一般压缩法高一倍。垃圾在高压压缩过程中，由于挤压和升温，可使生活垃圾中的BOD（生化需氧量）从6000毫克/升降到200毫克/升，COD（化学需氧量）从8000毫克/升降到150毫克/升，大大降低了腐化性，不再孳生昆虫，从而可减轻对环境的污染。对垃圾捆进行切片检验，在显微镜下显示出一种均匀的类似塑料的实体结构。它成为一种惰性材料。用垃圾捆作为地基、填海造地材料，上面仅覆很薄的土层，不必作其他处理或等待许多年的沉降，即可利用。
四、城市垃圾辐射处理
辐射处理是用γ射线和电子束照射城市固体废物，以达到杀菌、消毒作用的一种无害化处理方法。
污水处理厂排出的污泥等废弃物内含有大量病菌、病毒、寄生虫卵等病原体，活力很强，采用普通加温或投加石灰等杀菌方法难于完全杀灭。这些固体废物作为肥料施于农田，有些病菌能在土壤中生存数月之久，造成土壤和水源污染，威胁人类和牲畜的健康。
废物辐射处理方法比之化学、生物以及发酵处理法有许多优点，它的设备简单，操作方便，用泵或其他传送工具把废物送进辐射处理设备，经放射线照射后即可达到杀菌目的，而且放射线穿透力强，杀菌较彻底。污泥经过照射，颗粒还会由小变大，从而使污泥具有良好的脱水和沉淀性能。
美国建有这种处理厂。美国设在波士顿鹿岛的污泥辐射处理厂，日处理量为375米3。其设备污泥辐射处理设备所示。污泥传送鼓材质为不锈钢，长度132厘米，直径45厘米。采用的最小辐射剂量为40万拉德（rad），电子束能量为850千电子伏。
实践经验证明，污泥的辐射处理设备的电子束的能量越高，通过电子束辐射区的污泥层厚度也可以越大。一般，污泥层厚度为1.5～5毫米时，电子束的能量相应为750千电子伏至1.5兆电子伏；污泥层的宽度以1.2米，流速以2米／秒为宜。
辐射法处理污泥的费用并不高。原德意志联邦共和国一个厂房面积为150米2的处理厂，可处理20万至100万人口的城市污水处理厂排出的污泥，其处理费用为每吨污泥2.7马克。
由于废物中所含病原体的种类和数量不同，故有效的辐射剂量也不一样，一般安全剂量在100万拉德以下。常用的辐射源有60钴、137铯、90锶、85氪等。利用废放射性同位素是经济可行的方法。
进行辐射处理时，只要把辐射源密封好，如放置在壁厚为1.5米的混凝土或其他贮器内，以及辐射剂量不超过上述安全值，就不会产生放射性污染，不存在消除放射性吸收量的后处理问题。
