城市生活垃圾处理方法比较(惊叫版).doc

城市生活垃圾处理方法比较专业班级：环境工程0901学号：20091165姓名：郭万富指导老师：余仁焕摘要资源化指数：在焚烧过程中会产生热，我们可以善加利用，而堆肥化的终极目的便是变废为宝，其资源化效果不言而预，至于填埋，作为固体废弃物的处置过程，几乎与资源化搭不上边。（资源化是指采用各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能量，作为新的原料或者能源投入使用）关键词：城市，填埋，焚烧，堆肥，全方位对比目录摘要21.绪论41.1课题的背景及意义41.2固废处理技术及现状简述52.城市生活垃圾处理方法比较之热处理篇5 2.2焚烧设备及流程实例6 2.3燃烧效果的影响因素及污染物控制简述73.城市生活垃圾处理方法比较之生物处理篇 3.1堆肥化概述8 3.2堆肥工艺简介及实例9 3.3好氧堆肥的影响因素114.城市生活垃圾处理方法比较之卫生土地填埋篇12 4.1卫生土地填埋概述12 4.2卫生土地填埋的方式及实例13 4.3卫生土地填埋的相关条件145城市生活垃圾处理方法比较之总结篇15城市生活垃圾处理方法全方位比较表18参考文献19致谢191.绪论1.1课题的背景及意义我们生活在一个尴尬的时代，一方面现代文明的无限发展给了我们许许多多的新鲜享受，另一方面，人类对于地球的恣意攫取已经到了无以复加的地步，能源危机，环境危机愈演愈烈！为了改善并最终解决这些问题，我们应当从最基础开始做起，比如，处理好生活垃圾！生活垃圾是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。一般可分为四大类：可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾和其它垃圾。目前，我国城市人均垃圾年产量已经到达440公斤，城市垃圾年产量已经到达1.5亿吨，如此巨大的数量导致全国三分之二的城市处于垃圾的包围下，情况已经十分严重。鉴于此种情况，我国各相关政府部门积极促进垃圾处理行业的发展，积极投资建造垃圾填埋场等机构。本文将以城市生活垃圾处理方式的全方位比较为出发点，让大家对这些方法有个科学的认识，为将来大家用科学的方式改变自己的生活环境创造可能。由于城市在生活垃圾处理方面比农村任务更重，处理方法更全，更具代表性，所以本文将着重介绍城市生活垃圾处理。1.2固废处理技术及现状简述在我们国家，生活垃圾的处理方法主要有焚烧，填埋，堆肥，沼气等，这些方法相辅相成，形成了一张固体废弃物处理与处置的工艺脉络图。在这些方法中填埋是最早出现，也是现行的最主要的生活垃圾处理方法，而且经焚烧工艺处理的垃圾也必须经历填埋；堆肥工艺优点与缺点同样明显，目前尚未有大规模利用。（本文将对其一一详细评点 ）2.城市生活垃圾处理方法比较 之热处理篇有关于环境工程的热处理，不同于机械方面的热处理，它包含的工艺主要有焚烧，热解和焙烧，而主要运用在生活垃圾处理上的是焚烧。2.1燃烧概述焚烧，或者说燃烧，一般意义上分为三类,蒸发燃烧，分解燃烧，表面燃烧，其中蒸发燃烧指固体受热融化成液体，继而化为蒸汽，与空气扩散混合再燃烧，比如蜡的燃烧；分解燃烧指固体受热首先分解，轻的碳氢化合物挥发，留下固定碳和惰性物，挥发分与空气扩散混合燃烧，固定碳的表面与空气接触发生表面燃烧，例如木材和纸的燃烧；表面燃烧指的是固体受热后不发生融化，蒸发和分解等过程，而是在表面与空气反应进行燃烧，例如木炭的燃烧。在焚烧生活垃圾的过程中，这三种燃烧几乎不会单一存在，而是在“亲密无间”的配合下完成整个过程的。2.2焚烧设备及流程实例在生活垃圾的焚烧处理中，根据不同的实际情况，世界上有上百种不同的设备，不同的工艺，主要有流化床焚烧炉，机械炉排焚烧炉，回转窑式焚烧炉，多段焚烧炉。图为机械式炉排垃圾焚烧炉概念图）本文以机械式炉排垃圾焚烧炉为例机械式炉排焚烧炉概念图机械式炉排焚烧炉是发展历史最长，技术最成熟的焚烧设备，其活动流程有以下几个过程：固体废弃物由料斗进入焚烧炉，在炉排的往复运动下逐步向前移动一次助燃空气由炉排下方进入燃烧室，固体废物受炉排的推动及翻滚，在前进过程中不断得到干燥并燃烧，在达到该炉排尾端时被完全燃尽成灰渣，进入灰斗产生的废气流上升而进入二次燃烧室内，与二次助燃空气充分搅拌，混合及完全燃烧后，废气被导入燃烧室上方的废热锅炉进行热交换。23燃烧效果的影响因素及污染物控制简述影响燃烧效果的因素有很多，显而易见的，比如固体本身的性质，炉子的温度，炉中的压力，过量空气系数等等,其中固体本身的性质主要是粒度和热值。这里就不一一赘述了。然而，在燃烧的过程中，难免会有一些危害甚大的污染物生成，主要有二恶英，恶臭，煤烟和酸性气体。要想彻底处理二恶英，必须进行多级燃烧，后再进入高效气体净化器；消除恶臭的方法与二恶英类似，但若使用催化剂助燃的话效果更佳；想要减少煤烟必须从源头抓起，提高燃烧效率是关键，提高空气系数，燃烧温度都可以到达所需效果；防止酸性气体的危害很重要，燃烧时要把炉子里的温度控制在露点以上，400摄氏度以下，且采用防腐炉衬。3.城市生活垃圾处理方法比较之生物处理篇各种动物，植物，微生物，对自然存在的各种有机物都有降解作用，尤其是微生物，它的降解作用最大。降解分为好氧降解和厌氧降解两类，其不同点在于是否在，存在氧气的环境下发生反应，其中，好氧降解的适用范围和效果都胜过厌氧降解。因此，利用微生物分解城市生活垃圾中的有机物从而实现其无害化和资源化，是处理固体废弃物的有效而经济的技术方法。生物处理主要包括堆肥化和沼气化，而沼气广泛应用于农村，所以本文将着重介绍堆肥化。3.1堆肥化概述堆肥化一般也分为两种，根据其反应环境是否存在氧分为好氧堆肥和厌氧堆肥（这里介绍好氧堆肥）。好氧堆肥化过程实际上是有机废物的微生物发酵过程，其基本的生物化学过程与污水生物处理相似，但堆肥只进行到腐熟阶段，并不需要有机物彻底氧化。因为堆肥化降解的是有机物，所以好氧堆肥所需要的原料主要包括等富含有机物的造纸工业废物，森林工业废物，污泥，食品类废物，农业废弃物等富含有机物的废物。这些废物大体上可以分为可溶性有机物和不溶性有机物和处于两者之间的有机物，当然，随着堆肥化的深入他们将会按照降解难度的顺序依次被微生物分解。3.2堆肥工艺简介及实例堆肥工艺源远流长，迄今为止已经非常成熟，林林总总的设备和各式各样的操作令人眼花缭乱。堆肥化过程主要分为三个阶段，分别是中温阶段，高温阶段以及降温阶段。中温阶段：嗜温细菌，放线菌，酵母菌等嗜温性微生物利用堆肥中最容易分解的淀粉，糖类等迅速繁殖，并放出热量，整个过程温度在20到40摄氏度；高温阶段：嗜热性微生物开始工作，一些复杂的有机物如纤维素，半纤维素，蛋白质开始剧烈分解，由于不同微生物在不同温度下的存活能力不一样，所以随着温度的上升，好热微生物的数量和种类也在逐渐发生变化，整个过程温度在40到70摄氏度；降温阶段：即腐熟阶段，绝大部分有机物已经分解殆尽，温度也趋于稳定，一般稳定在40到50摄氏度，堆肥过程基本完成。堆肥化，按照其投料方式的不同一般分为间歇堆肥法和连续堆肥法，两种方法各有特点，这里我们通过介绍丹诺槽让大家了解连续性堆肥法（下图为丹诺式回转窑发酵仓的工作流程图）。丹诺式回转窑发酵仓的工作流程图丹诺法是一种极为古老但至今仍在沿用的好氧堆肥技术，其中回转窑发酵仓非常关键。原料经过运输进入丹诺系统，先进行分选，分选完毕后，适宜生物处理的原料进入回转窑发酵仓，这些生活垃圾随着发酵器转动而受到搅动，磨蚀和捣碎，并依靠微生物分解放出的热量使温度保持在60到70摄氏度，两排沿发酵筒安装的封嘴为发酵仓供应空气，物料在发酵器不停地反应，完成一次发酵约需要3到5天，之后通过后壁上的闸门出料，再进行后续处理。从上面的描述也可以看出丹诺槽的优点，进料和出料非常便捷，非常适宜连续性投料。33好氧堆肥的影响因素凭心而论，好氧堆肥并不像很多人认为的那样，技术含量低，它的每一道工序都颇有讲究，各种物料的比配稍有偏差，都有可能导致堆肥的失败。影响因素主要有四个方面，分别为原料投加，水分含量，温度，好氧速率。原料的投加。一般所投加的原料中，有机物的含量需在20%到80%之间，碳氮比需控制在26/1到35/1之间。温度的调节。在堆肥过程中，温度的细微差别就有可能导致微生物活性的变化，所以，利用外部条件去改变内部温度就显得十分重要，操作中一般用改变空气流量的方式去改变温度。水分的调节。水分含量一般为50%到60%，调节起来并不麻烦，一般使用压榨法降低水的含量，加入人粪尿增加水的含量。好氧速率。好氧速率直接决定着堆肥化进程是否可以顺利进行到底，可以采用勤翻垛，多插风管的方式去调节。还有很多诸如ph值那样的小的影响因素，这里就不说了。堆肥的成功与否与堆肥过程中的操作息息相关，所以，我们一定要按照操作规范并注意细节。4.城市生活垃圾处理方法比较 之卫生土地填埋篇在当前的技术条件下，必然有许多无法继续利用的固体污染物质，尤其是城市生活垃圾，很大一部分是难以利用或利用率低下的固废种类。固体废物的处置就是将这些可能对环境造成危害的固体污染物放置在某些安全可靠的场所，实现与生物圈隔离。固体废物的处置可归纳为海洋处置和陆地处置两大类，海洋处置包括远洋焚烧，深海放置；陆地处置包括土地耕作，工程库，土地填埋，深井灌注等，其中城市生活垃圾的主要处置方法便是隶属于土地填埋中的卫生土地填埋。4.1卫生土地填埋概述简单地讲，卫生土地填埋就是把每天产生的固体废弃物运到指定地点，按照一定规范，先压实再埋上。卫生土地填埋分为厌氧，好氧和准好氧三类，其中国内采用较多的是厌氧填埋，这种填埋方式不仅结构简单，操作方便，而且能够减少填埋过程中由于垃圾分解产生的水分。4.2卫生土地填埋的方式及实例卫生土地填埋的目的是让固体废弃物与大自然隔离，所以，为了保证填埋效果，我们一般会以分层压实再填埋的方式进行填埋（示意图如下），这样既可以保证最大程度地让固体废弃物深埋地下，又可以让整个工序有条不紊，井然有序。卫生土地填埋覆盖方式剖面图卫生土地填埋的方式主要有三种，分别为顺流填埋，逆流填埋和垂直填埋（如右图），这三种方式根据不同地形，不同需求被应用。例如，峡谷地区的土地填埋一般会使用自上而下的顺流填埋；然而，在平坦的地区，一般会采用自下而上的垂直填埋。4.3卫生土地填埋的相关条件对于卫生土地填埋来说，其前期的选址工作和中后期的防渗工作都十分繁重。对于选址，主要需要满足以下条件：（1.） 应该有足够的填埋容积（垃垃圾填埋场的使用寿命需要10年以上（2.） 与居民区，交通干道，工厂、企业等场所的距离需符合环境标准（3.） 贫地下水区或地下水水位极低；（最底层的填埋物高于地下水1.5m）（4.）避开地质活动带、地下水补给区、洪泛区、淤泥区等；（5.）年蒸发量要大于降水量；（6.）应该综合考虑运输距离、土地利用现状、基础设施现状等因素总之要全方位考虑，尽量做到面面俱到。填埋场建成后，为了防止渗滤液对填埋场产生危害，一般有三种方案对应对，分别是设置防渗衬里，所谓防渗衬里就是填埋废物与土地之间设置的一层不透水的材料，这些材料包括粘土，沥青，橡胶等等；设置导流渠或导流坝，建造渠坝的目的是改变渗滤液的流向，防止地表径流进入填埋场；使用优质材料覆盖，国内填埋场多采用粘土，也有先用塑料布之后再盖上粘土的。5城市生活垃圾处理方法比较 之总结篇上面的内容，我们将焚烧，堆肥，卫生填埋这三种广泛被用来处理城市生活垃圾的重要工艺逐一进行深入介绍，大家肯定对它们各自的特点以及对于环境的影响都有了很深的了解，那么三种方法谁强谁弱，孰优孰劣，让我们比对一番！资源化指数：在焚烧过程中会产生热，我们可以善加利用，而堆肥化的终极目的便是变废为宝，其资源化效果不言而预，至于填埋，作为固体废弃物的处置过程，几乎与资源化搭不上边。（资源化是指采用各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能量，作为新的原料或者能源投入使用）无害化指数：燃烧过程中，无法避免会释放各种破坏性物质，即使防护措施再完备也难免会引起污染，而堆肥过程中，可能会有硫化氢等微量有害气体溢出，至于填埋，渗滤液的渗出以及填埋场气体的泻出，都会对环境有一定影响。技术含量值：无论是焚烧还是堆肥都需要使用到许多生物，化学，动力学等方面的知识，而填埋填埋在技术层面上，显然比不了前面两个。工艺复杂度：燃烧工艺复杂，设备也多种多样，而堆肥也是不甘落后，操作难度较大，至于填埋，全国各地的填埋场都用差不多的填埋方法，显然简单了一些。经济性指数：焚烧，堆肥，填埋的处理价格是依次递减的。适用广度：填埋是所有处理方式的终点，当然，很多城市生活垃圾也可以直接填埋，其适用度必然最广，而堆肥主要是处理有机质，其适用度必然最小群众认知度：这三种工艺都是历史悠久，在人民群众中都有广泛认知度，其中填埋的“人缘”会差点。群众满意度：经常会有某某社区投诉某垃圾填埋场的新闻爆出，对于固体废弃物处理这一行，群众肯定会有很多不满需要发泄的，尽管他们已经从环境工作者那得到太多太多好处。垃圾填埋场和垃圾焚烧场是被投诉的主要对象。与时俱进性：三种工艺都已经存在多年，其技术革新却依然在继续，道理很明白，科技是第一生产力，只有技术进步了，环境工作者才能出最少的力，花最少的钱，办最大的事。我们国家这些年，对于填埋和焚烧的投入比较大，于是，它俩的技术革新显然会比堆肥来得快些。焚烧，堆肥和填埋这三种技术是城市生活垃圾处理的重要部分，将它们进行对比，可以从大局上把握城市生活垃圾的技术要点，使用选择以及环境影响。城市生活垃圾处理方法全方位比较表工艺评价焚烧堆肥卫生填埋资源化指数2星5星0星无害化指数1星3星4星技术含量值5星5星3星工艺复杂度6星5星3星