国内外城市垃圾处理方法的比较研究.doc

国内外城市垃圾处理方法的比较研究来源:职称论文网- 1 城市垃圾概述城市垃圾是指城市居民生活、商业活动、旅游和市政维护管理中丢弃的固体废物，是由家庭生活废物和来自商店、市场、办公室等具有相似特性的废物组成的，如厨房垃圾、树叶、废纸等1。城市垃圾的成分很复杂，但大致可分为有机物、无机物和可回收废品等。随人口、居民生活水平、生活习惯、家用燃料结构、工业水平及经济基础等情况不同，我国城市垃圾的主要特性也不同于国外发达国家。目前，城市垃圾对环境即时的和潜在的危害很大。城市垃圾不但污染大气、污染水体、侵占土地，破坏农田，还有可能产生垃圾爆炸。2 城市垃圾处理现状2.1 国内城市垃圾处理现状我国城市垃圾与国外相比，具有成分复杂(未分捡)、体积不均匀、热值不稳定(夏季较低)、含水量大(厨房垃圾比例大)等特点，因此在处理方法上也有不同的侧重。我国城市垃圾的处理起步较晚、处理率较低2。进入20 世纪90 年代以后，我国城市垃圾处理水平不断提高；不少城市已经建成较为完善的无害化处理填埋场，一批环保标准较高的垃圾焚烧厂也相继投入运行，一些先进的垃圾处理技术也开始逐步得到应用。从全国总体情况调查分析，中国有95%以上的城市垃圾采用填埋处理；堆肥占很小比例；焚烧还处在发展阶段，其处理量仅占总处理量的1%左右3。从目前我国城市垃圾性质和中国国情来看，城市垃圾资源化技术较落后。2.2 国外城市垃圾处理现状从国外情况来看，卫生填埋是垃圾处理的最终处理技术。英国的垃圾填埋率为90%，意大利74%，美国为67%，法国为45%，德国为46%4。垃圾焚烧只是在若干国家所占比重较大，如日本为72%，丹麦为70%，瑞士为74%。在欧美国家和日本，用高温堆肥法处理生活垃圾的比重很小，一般均在20%下，甚至在12%，而且多为机械化堆肥工厂。印度针对当地气候炎热的特点，人工制作堆肥比较普遍。随着绿色浪潮和生态农业的兴起，堆肥化比率正呈上升趋势。现在美国的废纸利用率已达60%，1/4 铁罐头盒和1/5 的玻璃能回收利用。法国每年回收的废纸达25 万吨，占全国造纸工业源料的40%。3 城市垃圾处理处置方法比较城市垃圾处理应以无害化、减量化和资源化为目标，主要有卫生填埋、生化堆肥、垃圾焚烧、资源化利用四大技术对城市垃圾进行处理5。随着经济的发展、技术的进步垃圾堆肥和资源化利用的比例不断上升，下面从这两方面进行比较。3.1 堆肥我国高温堆肥技术在原有基础上，制定了静态垃圾高温堆肥的技术标准和卫生标准；在一些城市开展了机械化堆肥的示范工程研究；研制并生产了破碎机、筛分机和翻堆机等堆肥专用设备；依靠科技进步，运用有孔塑料通风管和塑料薄膜，改善了人工制作堆肥的通风和覆盖条件。垃圾经自然通风式和发酵式堆肥，加工成复合肥，在一些中小城市推广应用(如徐州、南宁)。常州市采用以高温堆肥为主，把筛上物、焚烧灰及残渣填埋于一体的综合性垃圾处理厂，取得了成功的经验6。广汉市的垃圾综合处理也有新的进展。北京引进了德国技术设备，建成了南宫垃圾堆肥厂，已投入运营。我国城市垃圾堆肥处理技术还存在一些问题，主要表现在以下几方面：第一，堆肥原料的分类收集与分选问题，由于我国尚未实施城市垃圾的分类收集，垃圾中杂质含量较高，除玻璃、金属、纸张等外，还包括多种有毒有害化学物质，直接影响堆肥产品质量7；第二，堆肥处理设备技术水平低，特别是机械化操作方面存在技术问题较多，难以保证堆肥设施的长期、连续、稳定运行，从而影响堆肥效率；第三，堆肥产品受市场制约较大，产品的经济服务半径较小，销售存在困难。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售；利用粗堆肥产品制造的复混肥，其销售也面临化肥和复合肥的竞争，提高垃圾堆肥的肥效成为垃圾堆肥研究的重点之一，另外一个重要原因是缺少政府的政策支持。美国自 1993 年起，采用静态通风垛式处理校园的厨房垃圾。该处理系统中，厨余（包括肉类和乳制品）和木屑混合组成的堆体被放置在混凝土地面上，地面向中心倾斜，调节含水率在50%左右8。塑料穿孔通风管安装在堆肥体下部，与鼓风机相连，管路上铺一层木屑，达到通气均匀。堆肥个体最外层覆盖堆肥产品以隔热保温。每个堆肥个体取最小高度1.2m，物料46t。通风的控制采用温度反馈控制法。当温度升到65时，启动鼓风机进行通风以降低堆温；当温度低于50时，停止鼓风，堆肥温度上升9；如此反复，使堆温保持在最佳的范围内。一次发酵完成后将堆肥进行筛分，分离出木屑，余下的堆肥再进一步熟化。木屑和新的厨房垃圾混合，进行下一轮堆肥。Ithaca 学院将堆肥用作运动场和花床的土壤改良剂，效果非常好。国外大学研究最多、应用最广的是桶式堆肥系统。它是一个快速、无臭味的高温堆肥系统，由堆肥器和生物滤膜组成。美国自1998 年起采用反应器式堆肥系统，共有7 个桶式反应器在运行，该法的具体操作为：厨余、粪便和庭园废物从桶式反应器上面的大舱口进入，盖子连有一个不锈钢制的螺旋桨叶，在电动机带动下，1015min 内10，可破碎和搅拌1t 或更多的物料。在发酵期间，每周至少要搅拌2 次。容器、门和盖儿都是以聚氨醋塑料为材料的双层结构。反应器里需要先装约2/3 木屑和树叶等调理剂后，再加入厨余，并要周期性地添加木屑、碎纸或刨花等干物料以保证理想的孔隙度和含水率。一个桶式反应器可处理4090 kg 的厨房垃圾，减量化程度大于70%11。68 周完成一次发酵后堆肥可直接用作土壤的覆盖料，进一步稳定还需36 周。温度是堆肥过程和气味控制的关键因素。容器和温度与反馈控制系统相连。由抽风实现供氧，尾气从顶部经过物料，通过生物滤膜气体净化系统以消除臭味，最后从通气板排出。渗滤液同时也由通气板收集排出。该法主要优点为反应器堆肥系统占地小，操作简单12；进料和搅拌所需时间较少且搅拌均匀，处理速度很快，效率高；容器封闭，适用于寒冷地区；清洁卫生且无气味。缺点是需要较多的维护，仍然要进行后发酵。3.2 回收利用3.2.1 国内城市垃圾资源化回收利用国内利用城市垃圾制作人行道路面砖，就是以氯化镁水泥、城市垃圾为主要原料，经浇注工艺加工制作的一种新型路面材料。该产品可利用各种城市垃圾，既解决了城市垃圾占用土地、污染环境的问题，又可使城市垃圾转化为生产资料，美化城市，造福人类。我国城市垃圾中无机物较多，有机物较少。无机物中多为建筑垃圾的砂、石、碎砖块等，这些无机材料与氯化镁水泥复合时，由于无机材料具有粗糙的表面，因此可以与氯化镁水泥形成牢固的界面结合，提高道路面砖的强度和硬度，减小道路面砖的吸水率，改善路面砖的耐久性；有机物多为废纸、菜叶、瓜皮、塑料袋、泡沫塑料等。由于有机物不易与氯化镁水泥形成牢固的界面结合，而使城市垃圾中的塑料类物质经风选除去，其他有机物质经垃圾存放后腐烂呈纤维状形态，这样有利于路面砖强度的提高13。我国还利用城市垃圾制备生态水泥。所谓生态水泥，是指利用各种固体废物及其焚烧物作为主要原料，经过一定的生产工艺制成无害水泥14。生态水泥的制造是近年来城市垃圾处理行业提出的一条新途径，不仅实现了废物的减量化，有利于生态环境的保护，而且对于垃圾的再生利用实现了资源化处理。3.2.2 国外城市垃圾资源化回收利用利用垃圾制造土壤改良剂，日本研制出能使垃圾变为土壤改良剂的生产设备，并即将投放市场。这种垃圾处理设备长2.45 米，宽1.30 米，高1.53 米15。它能将生活垃圾和从土壤中提取的数种微生物用计算机来控制里面的湿度、温度和酶等，以使微生物保持最佳活性状态，对垃圾进行分解。据该公司介绍，这种设备先用加热器将温度升高至6016，然后通过设备内的旋转装置提供酶，最后用加热风机将温度升高到20017，并制成完全没有水分的粉状土壤改良剂。整个处理过程约需48 小时，该设备配有脱臭装置，臭味不会外泄18。利用废塑料制油和铺路，日本制造出一种可使废塑料变成油的新型设备，目前，该设备正处于试验阶段。这种设备可将不宜燃烧的废塑料碾碎、硬化，再送人裂变炉19，在裂变炉的高温下熔化并分解成气体，然后将该气体送人冷却塔冷却、液化，最后分离出煤油和轻油20。由于整个处理过程是在常压下进行，因此，该设备的安全性很高，使用成本也很低，适用于处理各种废弃的塑料制品。芬兰将塑料垃圾如各种物品的塑料包装掺合到沥青中用来筑路。将塑料杯、袋及瓶等废料捣碎，加热后再加入溶剂，然后将制得的物质添加在沥青中，这样铺成的道路更富有弹性，车轮摩擦的噪声也更小，塑料在沥青中的份量可占30%21。1993年夏天，这种含塑料垃圾的沥青在两段公路上试用成功。4 城市垃圾处理技术的发展动向卫生填埋技术的发展动向：逐步提倡经回收利用、堆肥和焚烧等方法处理后的生活垃圾残余物进填埋场进行最终处理；将更加注重填埋后土地恢复利用与生态工程技术的研究，使垃圾填埋技术的应用范围更宽22。垃圾焚烧技术发展的动向：垃圾焚烧厂尾气净化技术，特别是对二恶英等污染物的消除越来越受到重视；垃圾焚烧余热综合利用技术将进一步完善23；为满足日益严格的环保要求，焚烧技术向着烟气净化、残渣与废水处理以及废热回收等设备整体化方向发展。生化堆肥技术的发展动向：有机复合肥成套生产技术与设备将进一步完善，生活垃圾堆肥厂中生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高24；采用机械化动态发酵工艺和利用有效菌种快速分解的新型堆肥技术逐步推广应用；由于具有良好的减量化和资源化效果，生活垃圾堆肥技术将重新得到重视，生活垃圾堆肥处理的比例也将逐步增加，但进一步开拓堆肥产品市场仍有许多工作要做25。5 结论本文介绍了国内外城市垃圾的性质及处理现状，通过垃圾堆肥和资源化利用等国内外城市垃圾处理方法的比较，我得出了这样的结论：国内外城市垃圾的性质有所差异，所适用的处理方式各不相同且每种处理方式都有其适用条件及局限性，都不可能完美地处理城市垃圾。采用综合治理的概念，运用多种技术手段相结合的方法，以一种具有环境可持续性、经济可承受性和社会可接受的方式，对垃圾流中的不同物质进行不同的管理和处理才能取得很好的环境效益和经济效益。城市垃圾处理方法的研究时间:2006-03-05 11:22来源:免费论文网 作者:王超 王科社 点击: 325次摘要：论述了现有城市垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理的3种，即填埋、堆肥和焚烧。讨论了这3种方法各自的局限性，提出了综合利用的垃圾处理方法，真正合理地、地利用垃圾资源，实现垃圾的变废为宝，为提供可利用资源。 关键词：填埋 堆肥 焚烧 城市垃圾 随着经济的、城市化进程的加快和人民生活水平的提高，垃圾的排放量迅速增加。每年新增垃圾100亿t。对垃圾泛滥成灾的现实，世界各国的视线已不再仅仅停留在如何控制和消毁垃圾这一老上，而是采取积极的态度和有力的措施，着手地处理、利用垃圾，将垃圾列为维持经济持续发展的“第二资源”，向垃圾要资源、要能源、要效益。，我国历年垃圾堆存量已达60亿t，占用耕地5亿m2。全国为660个，城市中有200个城市陷入垃圾包围之中。以城市人口2.6亿为例，如每人每年产生440 kg垃圾，年产生垃圾量为1.14亿t。20世纪50年代到60年代中期，是垃圾污染矛盾激化的年代。60年代中期以后，大体形成了填埋、焚化、堆肥等一系列处置方法。如在美国，垃圾用填埋法处理的占85%，焚化法处理的仅占10%。日本国土不大，填埋法处理的只占26.9%，而焚化法处理占的61%。瑞士也是以焚化法为主，占53%。西欧几个国家以填埋法为主，并多为有控制的填埋法。20世纪70年代以来，日、美、英、法等国，由于受资源和能源危机的，对废物采取了“资源化”的方针，垃圾、粪便的处理不断向“资源化”的方向发展。尤其对于废物，日本已有25.3%的城市开展了从垃圾中分选回收物品的活动，1976年回收废物达3900万t，占当年废物排量的49.5%。近年来，有些国家还发展了无机垃圾堆山法，并在垃圾山的表面上种植树木、花草，发展街心公园，起到美化城市的作用。1 现有城市垃圾处理方法解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。目前主要有填埋、堆肥及焚烧处理三种方法。1.1 填埋处理 垃圾填埋久远，是普遍采用的处理方法。因为该方法简单、省投资，可以处理所有种类的垃圾，所以世界各国广泛沿用这一方法。从无控制的填埋，发展到卫生填埋，包括滤沥循环填埋、压缩垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。采用填埋处理法，首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3 m以上，并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘土、沥青、塑料薄膜等不透水层。其次，填埋场应设置排气口，使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出，避免发生爆炸。回填后的场地，一般在20年内不宜在其上修建房屋，避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏，但可作绿地、农田、牧场等使用。填埋处理用地，尽量选用天然的或人工挖出的洼地，开发资源后的废粘土坑、废采石场、废矿坑等。将垃圾填埋于坑中，有利于恢复地貌，维持生态平衡，但如果在大面积的洼地、港湾、山谷等回填，则需考虑是否会破坏生态平衡。1.2 堆肥处理 堆肥是我国、印度等国家处理垃圾、粪便、制取农肥的最古老技术，也是当今世界各国均有利用的一种方法。堆肥是使垃圾、粪便中的有机物，在微生物作用下，进行生物化学反应，最后形成一种类似腐殖质土壤的物质，用作肥料或改良土壤。 堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。在生物化学反应过程中，有机物、氧气和细菌相互作用，析出二氧化碳、水和热，同时生成腐殖质。堆肥的关键，在于提供一种使微生物活跃生长的环境，以加速其致菌分解过程，使之达到稳定。堆肥主要受废物中的养分、温度、湿度、pH等因素的控制。根据堆肥原理，可分为厌氧分解与好氧分解两种。厌氧分解需在严格缺氧条件下进行，厌氧微生物分解生长较慢，故不多用。好氧分解过程可同时产生高温，可以杀灭病虫卵、细菌等，我国主要采用好氧分解法。堆肥技术的工艺比较简单，适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，可对垃圾中的部分组分进行资源利用，且处理相同质量垃圾的投资比单纯的焚烧处理大大降低。堆肥技术在欧美国家起步较早，目前已经达到化的水平。 1.3 焚烧处理 焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后，释放出热能，同时产生烟气和固体残渣。热能要回收，烟气要净化，残渣要消化，这是焚烧处理必不可少的工艺过程。焚烧处理技术的特点是处理量大，减容性好，无害化彻底，焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化，因此是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术。通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解，达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物，如果有机物是有毒有害物质，一般也最好采用焚烧法处理。焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾。采用焚烧法，必须注意不造成空气的二次污染。日本以及欧洲的瑞士、瑞典等国在一般焚烧法基础上，还发展了高温与中温分解，使垃圾在1650 以上的高温下基本或完全燃烧，并回收释放的能量作为能源。焚烧是销毁垃圾利用热能的一种垃圾处理技术。但是，只有对那些不能回收有价物，只能回收热能的垃圾，垃圾焚烧处理才是科学、合理的。(责任编辑：admin)2 现有城市垃圾处理的局限性 2.1 填埋处理的局限性 填埋处理埋掉了可利用物，填埋场地的选择越来越困难，运输、填埋、管理等费用也不断提高。填埋场占地面积大，同时存在严重的 二次污染 ，例如垃圾渗出液会污染地2 现有城市垃圾处理的局限性 2.1 填埋处理的局限性 填埋处理埋掉了可利用物，填埋场地的选择越来越困难，运输、填埋、管理等费用也不断提高。填埋场占地面积大，同时存在严重的二次污染，例如垃圾渗出液会污染地下水及土壤，垃圾堆放产生的臭气严重场地周边的空气质量，另外，垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患，排放到大气中又会产生温室效应。而且填埋场处理能力有限，服务期满后仍需投资建设新的填埋场，进一步占用土地资源。以北京为例，如果采用现在的技术，将北京市12000 t/d的垃圾进行卫生填埋处理，单是建设投资就高达7.2亿元人民币（不含征地费用），而且填埋场的寿命也只有12 a。基于以上原因，国外从80年代以来，卫生填埋设施有逐渐减少的趋势，成为其他处理工艺的辅助方法，用来处理不能再利用的物质。2.2 堆肥处理的局限性 堆肥处理不能处理不可腐烂的有机物和无机物，垃圾中的石块、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解，这些废弃物必须分捡出来，另行处理，因此减容、减量及无害化程度低；堆肥周期长，占地面积大，卫生条件差；堆肥处理后产生的肥料肥效低、成本高，与化肥比销售困难，效益差。引进国外技术投资巨大，不适合我国国情。发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平，因此靠堆肥只能处理15%左右的垃圾组分，这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。堆肥技术必须是将新鲜的垃圾首先进行分类后再将易腐有机组分进行发酵，才能有效地防止重金属的渗