浅论城市垃圾资源化及运行前景.doc

浅论城市垃圾资源化及运用前景张唯（湖南环境生物职业技术学院，09环境监测与治理技术，湖南衡阳，421001）摘要：随着社会经济持续增长、城市化进程加快和人民生活水平提高，我国城市垃圾的排放量迅速增加。本文着重分析了城市垃圾资源化及运行前景，讲述了电子废弃物、建筑垃圾、废塑料的资源化及运行前景。使城市垃圾资源化，分析其运用前景，让城市垃圾真正成为一种可用资源。关键词：电子废弃物 建筑垃圾 废塑料 资源化 运用前景中图分类号：X750前言 近年来，随着经济持续增长，城市化进程不断加快，城市固体废弃物的产生量急剧增长，造成垃圾围城现象，而且严重地污染了水体和大气等，威胁人类健康。固体废物又有“放错了地方的资源”之称。利用这些放错了地方的资源，在实现固体废物无害化的同时，实现资源化，是环境工作者的责任。1城市垃圾 城市垃圾是指城市中固体废物的混合体，包括工业垃圾，建筑垃圾和生活垃圾。1.1城市垃圾的来源 城市固体废弃物主要来自城市居民生活与消费、商业活动、市政建设与维修、市区的园林绿化、医疗娱乐场所等方面产生的一般垃圾，以及人畜粪便、厨房废弃物、污水处理的污泥、垃圾处理收集的残渣与粉尘等固体物质。1.2污染和危害城市垃圾，对环境的污染主要包括水体、大气、土壤三个方面的污染。1.2.1水体污染 固体废弃物进入水体影响水生生物的繁殖与水资源的利用，甚至会造成一定水域生物死亡。堆积的废物或垃圾填埋场等，经雨浸淋，其浸出液和滤涸液也会污染水体。1.2.2大气污染 堆积的固体废物和垃圾中的尘粒随风飞扬，臭气四溢，污染大气。1.2.3土壤污染 固体废物及其滤出或滤涸液中所含的有害物质会改变土壤结构和土质，影响土壤中微生物的活动，妨碍植物生长；有时还会在植物体内积蓄，在人畜食用时危及人畜健康。1.2.4垃圾爆炸 由于城市生活垃圾中有机物含量的提高和由露天堆放变为集中堆放，只采用简单覆盖容易造成厌氧环境而使垃圾产生的沼气量增加，引起爆炸而造成 重大损失。2垃圾资源化及运用前景2.1电子废弃物的资源化及运用前景2.1.1电子废弃物 主要使用电流、电磁场工作的设备都叫电子设备；废弃不用的电子设备都属于电子废弃物。电子废弃物主要包括电冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器和计算机等通讯电子产品等的淘汰品。电子废弃物俗称“电子垃圾”。2.1.2危害 电子垃圾不仅量大而且危害严重。电视、电脑、手机、音响等都含大量有毒有害物质。家用电器中含有电视机阴极射线管、电路板上的焊锡和塑料外壳等也都是有毒物质。一台电视机的阴极射线管中有4至8磅铅。铅元素可破坏人的神经、血液系统和肾脏。制造一台电脑需要700多种化学原料。其中有300多种是对人类有害的化学物质。电脑的电池盒开关含有铬化物和水银，铬化物可引发哮喘；水银则会破坏脑部神经；机箱和磁盘驱动器中的铬、汞等元素对人体细胞的DNA和脑组织有巨大的破坏作用。如果将这些电子垃圾随意丢弃或掩埋，大量有害物质渗入地下，造成地下水严重污染；如果进行焚烧，会释放出大量有毒气体，造成空气污染。2.1.4资源化对策2.1.4.1完善法律体系 采用法律手段强制电子废弃物的循环利用，有助于电子废弃物处理过程的全程管理和监督，也是促进电子废弃物循环产业市场化的可靠保证。2.1.4.2实施回收处理许可证制度 由地方环保部门选择处理技术水平和处理能力较大的一家或数家电子废弃物处理企业，发放电子废弃物回收处理许可证，并进行监督，环保部门有权对违规或处理不达标的企业收回电子废弃物回收处理许可证。2.1.4.3实现循环利用的规模化和专业化 电子废弃物具有潜在环境污染性和可作为再生资源回收利用的资源化。应根据国情，结合发达国家的经验，建立适宜的电子废弃物污染防治道路。限制对环境造成严重污染的电子产品的生产、开发和研制符合环保要求的绿色电子产品。（1）提高回收率，为提高回收率就要求建立良好的回收网络。这种回收网络首先要依靠规模大有实力的企业，组织经过专业培训的工人进行按质计价或按件计价，进行上门回收，并运用以因特网为代表的网络技术，辅以传统的报刊、电视、杂志等媒体，使回收工作能够实效快捷、方便、合理地进行。（2）提高再制造商的回收率在产品回收的同时要对产品进行科学的分类（可根据产品所具有的类型分），一件产品回收回来，厂家必须对商品进行技术经济分析，确定部件或整机是否值得用当前可以采用的修复工艺进行再制造。其次厂家必须具备环境意识，诸如采用低能耗线路和低辐射的显示器，这些节能低污染的部件对于增加商机和客户是非常重要的。最后厂商必须开发新工艺以对采用当前技术尚不能进行再制造的，含有高附加值的元器件、部件进行再制造。对于一艺而在于再制造产品能否得到市场的认同。作为一件再制造产品，一般来说价格是其最大的优势。而服务是其最大的弱点。所以厂商在开拓市场时首先要确定自己针对的是什么样的客户群，然后以低价位的商品。高品质的服务来赢得良好的市场。比如（计算机再制造商可以选择那些不需要最新技术支持的行业如学校、小型工商企业等）作为服务对象。2.1.5运用前景 电子废弃物是增长最快的固体废弃物。也是难以处置的固体废弃物种类之一，同时其中蕴涵着巨大的社会财富和资源，解决其处置和资源化问题是社会可持续发展所需，是“生产消费报废”产品链上的核心科技问题之一。解决好源头废弃物问题，对于最终解决包括报废电子产品在内的所有电子废弃物问题具有借鉴和示范意义。电子废弃物中含有大量的铜铝锌等有色金属和金银等贵金属。电子废弃物被人们称为“城市矿山”，其开发成本远远低于矿山一次资源，开发所需的能源远远少于矿山一次资源，将电子废弃物资源再利用，转向再生有色金属行业是有效的解决我国有色金属资源短缺和环境污染严重的问题，具有现实和历史意义。2.2建筑垃圾资源化及运用前景 建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、余泥及其他废弃物。2.2.1建筑垃圾填埋场渗滤液指标 建筑垃圾，如果处理不当，危害相当大。美国曾对21个建筑垃圾填埋场渗滤液的305项指标（242种有几组分、26种无机组分、37项常规组分）进行了监测，其中212项未检出。建筑垃圾填埋场渗滤液的COD(CHEMICAL DXYDEN DEMAND化学需氧量)及TOC(TOTAL ORGANIC CARBON 总有机碳)主要来源于建筑垃圾中的废纸板、废木材，因为废纸板和废木材在厌氧条件下可溶出木质素和丹宁酸并分氢氧化钠，渗滤液呈强碱性，PH值高达11；当费混凝土中的水合硅酸钙和氢氧化钙完全融出后，渗滤液的PH值一般稳定在7.0左右。2.2.2资源化及运用前景2.2.2.1废物利用建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，可作为再生资源重新利用。如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属，经分拣、集中、重新回炉后，可以再加工制造程各种规格的钢材；废竹木材则可以用于制造人造木材；砖、石、混凝土等废料经粉碎后，可用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，还可用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。2.2.2.2再生资源 国外建筑垃圾综合利用现状近年来，许多国家相继施行：“建筑垃圾源头削减策略”，即在建筑垃圾形成之前，就通过科学管理和有效地控制措施将其减量化；对于产生的建筑垃圾则采用科学手段，使其具有再生资源的功能。在这方面，日本、美国、德国等发达国家进矛行的比较早，给我们提供了许多先进的经验和处理方法。由于国土面积小，资源相对匮乏，日本的构造原料价格要比欧洲高。因此，日本人将建筑垃圾视为“建筑副产品”，十分重视将其作为可再生资源而重新开发利用。比如港埠设施，以及其他改造工程的基础设施配件可以利用再循环的石料，代替相当量的自然采石场 石材料。2.2.2.3处理及利用领域前景当前我国还没有发布权威的整体建筑垃圾利用率的数据信息，但应当客观承认，我国建筑垃圾资源化水平较低，对建筑垃圾的利用，也大部分局限于简单处理，如用作回填和公路建筑。令人可喜的是，在国内已有地区在积极开展更为科学先进的建筑垃圾资源化的试探性工作，并取得一定的成效。目前，我国大陆地区的建筑垃圾处理和利用领域主要有以下4个方面：（1）利用建筑垃圾造景 利用建筑垃圾“堆山造景”国内外已不乏先例。如天津市最大规模的人造山（见图一），占地约40万m，利用建筑垃圾500万m。该市用3年时间完成一个“山水相绕、移步换景”的特色景观，如今垃圾山已成为天津市民游览休闲的大型公共绿地。图1天津市最大的利用建筑垃圾堆造的人造山（2）利用建筑垃圾生产环保型砖块 一种用建筑垃圾生产的具有强度高、容量小又保温的环保墙砖日前在厦门获得推广，该产品属福建首创，在国内也处于领先地位，这项科研成果已被厦门市垦鑫新型建筑材料有限公司采纳，现已投资 800多万元建立两条生产线，初步形成日消纳建筑垃圾两百 图2 河北邯郸32层金世纪商务中心吨、日产十万块标准砖的生产能力，2006年，河北邯郸32层金世纪商务中心（图2）所用的砖全部采用邯郸市全有建筑垃圾制砖有限公司（全有生态建材有限公司）利用建筑垃圾制造的环保砖。该工程不仅是邯郸市的标志性建筑，也是我国建筑垃圾综合利用的里程碑。（3）利用建筑垃圾生产再生骨料 1990年7月，上海市第二建筑公司在市中心的“华亭”和“霍兰”两项工程的7幢高层建筑（总建筑面积13万m，均为剪力墙或框剪结构）的施工过程中，将结构施工阶段产生的建筑垃圾分拣、剔除并把有用的废渣碎块粉碎后，与普通砂按1:1的比例混合作为细骨料，用于抹灰砂浆和砌筑砂浆，砂浆强度可达5Mpa以上。共计回收利用建筑废墟480t，节约砂子材料费1.44万元和垃圾清运费3360元，扣除粉碎设备等购置费，净收益1.24余万元。台宁高速公路（见图3）全长133.43km，水泥混凝土路面，1991年通车，由于交通量和使用年限的增加，混凝土路面出现了不同程度的病毒，每年路面的维修工程量为910万m，产生旧混凝土34万m，因此在此路面维修中，就地和就尽力用废弃混凝土再生骨料代替天然骨料再生混凝土用于道路，废弃混凝土的利用率达到了80%，节约骨料的运输费用为117130万元，节省费混凝土占用土地费用6775万元。图3台宁高速公路（4）利用建筑垃圾进行地基加固处理 近年来，河北工专新兴科技服务总公司开发成功一种“用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术”，如图4所示，在综合利用建筑垃圾方面有了突破性进展。该项技术是采用旧房改造、拆迁过程中产生的碎砖瓦、废钢渣、碎石等建筑垃圾为填料，经重锤夯扩形成扩大头的钢筋混凝土短桩，并采用了配套的减隔振技术，具有扩大桩端面积和挤密地基的作用。单桩竖向承载力设计值可达500700kN。经测算，该项技术较其他常用技术可节约基础投资20%左右。图4用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术2.3废塑料的资源化及运行前景2.3.1 废塑料塑料是利用单位原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。2.3.2危害表现 塑料原料属化学合成原料，不能够被自然分解，造成的主要危害有：（1）导致农作物减产。（2）导致动物死亡。（3）进入生活垃圾中的废塑料制品很难处理，如果将其填埋会占用土地，且长时间不能降解，难以处理。2.2.3资源化利用及运用前景2.3.2.1焚烧发电 垃圾焚烧发电是八十年代后期从国外引进的一种技术。最后为国内许多地方所推崇。垃圾发电的方法是将垃圾集中起来后添加一定的辅助燃料焚烧，然后通过一系列的设备将热能转化成电能。废塑料在垃圾焚烧发电中起到了决定性的作用。在所有垃圾组分中，废塑料的干基高位发热量为32570KJ/Kg，虽然废塑料只占整个垃圾含量的15左右，但热值却占到整个垃圾热值的40以上，我国垃圾低位热值在4500KJ/Kg，根据联合国环境组织（UNEP）的规定，当垃圾的低位热值在33507100KJ/Kg时，适合焚烧处理；水分在4050，经短时间搁置脱水后就可以直接入炉焚烧。废塑料作燃料提供热能发电，在垃圾焚烧中实现了资源化利用，获得了经济效益。2.3.2.2垃圾焚烧发电的运营状态 焚烧发电技术在我国目前的生活处理技术中时基础投资最大的，关键设备一般从国外购置，吨投资在4060万。其单位电力的投资额度几乎是所有类别电工工程投资之首。垃圾焚烧发电属于可再生能源发电当中的生物质发电，根据可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法（发改价格20067号）生物质发电电价标准为每千瓦时0.25元。同时国家针对垃圾发电还采取多项优惠政策予以保护：一是发电量全部收购；二十免除了增值税的征收，并在所得税上享受减免政策；三是国家会以垃圾处理补贴的方式向企业支付服务费，即所谓的垃圾处置费，现正常运行的垃圾焚烧发电厂的垃圾处置费在每吨70120元之间，是现行三种垃圾处理方式中最高的。垃圾焚烧发电厂的服务期限一般为25年左右，这意味着它的稳定收益将长达25年。可见在市场经济的大环境下，垃圾焚烧作为发电的一种形式，在各方面得到了政府的照顾，这不仅反映出国家对环保产业的政策倾斜，同时特折射出垃圾焚烧发电的资源化利用率不高，导致市场竞争力弱的不争事实。同常规燃煤发电相比，由于我国生活垃圾高水分、低热值的特点，垃圾焚烧厂的发电装机容量都很小，目前垃圾焚烧发电的效率一般不超过15，远低于燃煤发电效率最低30的水平。我国垃圾热能在6000KJ/Kg上下，约是标煤热值的五分之一，按15的发电量计算，每100吨/日垃圾处理量配套的装机容量不超过1000KW，1000吨/日处理量的垃圾发电厂实际发电不超过9000KW，只是燃煤电厂的十分之一，这个规模实在是太小了，势必会导致运行成本的大幅度提高。电价无法与同火电竞争，经济上难以自立，如果不依靠政府倾斜与财政的补贴，垃圾焚烧发电厂将不能维持运行，当然也就淡不上产生多少经济效益了。而且把一些非常有用的物质，如塑料、金属、纸张等都一并烧了。可以说垃圾焚烧发电不是垃圾资源化利用的最理想的方法。2.3.2.3再生资源 不同处理技术适应的处理对象、产出物以及对前后道工艺的要求均各不相同。现在较为普遍的综合处理技术组合为：有机垃圾生化处理+无机垃圾分选回收+可燃物焚烧+残余物填埋。废塑料回收衍生成涂料、油漆、黏合剂、轻质建材等。塑料再生利用是国家解决资源短缺的一个重大战略问题，现在全国各地已经形成有一定规模的废塑料加工、经营市场，其中河北文安、望都；浙江台州、东阳、慈溪；江苏从化、徐州；山东临沂；河南安阳、长葛；安徽五和等地的废塑料回收、加工、经营市场规模越来越大，呈蓬勃发展之势，前景看好。2.3.2.4运营状态 由于我国早期设计建设的垃圾综合处理厂都以垃圾生物发酵制肥为主要垃圾资源化的方向，在垃圾分类分选回收的工艺设计和深度加工上考虑不多，致使垃圾综合处理厂在垃圾分类回收上机械化、自动化程度不高，只停留在人工对废金属、废玻璃等的分件回收上，对废塑料，特别是废塑料包装的分件回收重视不够，造成早期的垃圾综合处理厂在垃圾分类分选回收上的收益不多。由于前期分拣和后期加工流通环节不畅，造成对废塑料的开发利用上严重滞后。在市场经济下，由于再生塑料的需求与价格的优势，这一行业在民间自发组织形成，从事废塑料行业的人也越来越多，基本上是以小作坊为主，特别是为农村富余劳动力提供了就业、致富的门路之一。可见废塑料在回收再利用上存在较好的经济效益。但也存在不少问题，从业人员各自为政，缺乏交流合作，设备落后，技术匮乏，管理不善，新观念、新工艺、新设备普及乏力，难以向现实生产力转化，其结果是产品技术含量低，质量不稳定。这些都阻碍了废塑料再生利用的进一步发展。以废塑料回收再生为代表的垃圾分类回收再民间的蓬勃发展，启发了政府相关部门，在新建垃圾综合处理厂的设计建设上增加和丰富了垃圾分类回收的工艺设置，例如：磁选法吸取废铁；利用光滤系统和光电管分选各种玻璃；利用弹跳震动分选软、硬物质；利用重力选矿法分选密度不同的物质等，提高了回收质量，并增加了对废塑料的自动分选、破碎、清洗和造粒等工艺达到塑料制品的再生，垃圾资源利用率90%以上，取得了巨大的经济效益，不但可以维持垃圾处理厂正常运营，而且实现了社会、经济和环境协调发展。2.2.3.5分析对比及意义 通过分析对比，我们得到结论：废塑料在垃圾综合处理技术路线中的分来回收再生资源化利用是最合理的。为使我国废塑料回收再利用快速、健康发展，建议应注意以下几个问题：（1）塑料再生行业基础薄弱，相关政策扶持力度不够近几年，我国重视发展循环经济，在政策研究、资金投入、行业扶持方面做了很多工作，但是整个废弃物回收利用行业基础薄弱的现状并没有得到根本性的改变。多年来，科技投入不足、人员素质偏低、政策扶持不到位等仍制约行业发展，还未形成一个合理完善的回收再利用体系。（2）科技和环保投入不足，二次污染仍然严重 塑料再生行业大部分对先进技术装备投入不足，传统粗放式经营导致的资源浪费和二次污染状况未得到显著改善。据调研，目前我国塑料再生利用企业普遍存在技术水平低、环保措施不到位的情况，存在较大的污染隐患。如果方法不当，塑料回收利用过程中也会对环境造成二次污染，这样一方面虽然回收了资源，而另一方面又污染了环境，得不偿失