环境工程文献检索论文之固体废弃物处理与处置

1、固体废物处理与处置技术固体废物处理与处置技术摘要：进入20世纪后，随着生产力的发展，人口进一步向城市集中（美国100年前80%人口在农村,现在80%人口在城市），消费水平迅速提高，固体废物排出量急剧增加，成为严重的环境问题。这种经济的发展以一种高原材料消耗、高能源投入、高经济增长以及高环境破坏的模式发展的。其直接后果是产生了大量的城市垃圾和产业废弃物，对环境造成了严重的污染。这期间人们逐渐认识到固体废弃物处理的重要性。60年代中期以后，环境保护受到重视，污染治理技术迅速发展，大体上形成一系列处置方法。我国的经济正处于初级阶段的高速发展期，在许多方面和欧美日五六十年代的情况有相似之处，固体废弃物

2、的产量也正快速增加，逐渐发展成为社会问题，因此国外的固体废弃物处理与再资源化方面的经验，值得我们借鉴。本文主要介绍国内外固体废弃物处理与处置技术现状及发展趋势。关键词：固体废弃物；处理与处置；资源化；现状；发展趋势1固体废弃物我国固体废弃物污染环境防治法（2005）中将固体废物定义为：生产、生活和其它活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。可见，固体废物的概念具有时间和空间的相对性。提倡资源的社会再循环，目的是充分利用资源，增加社会与经济效益，减少废物处置的数量，以利社会发展。2

3、固体废物的分类固体废物的种类很多，如按其性质可分为有机物和无机物；按其形态可分为固体的（块状、粒状、粉状）和泥状的；按其来源可分为矿业的、工业的、城市生活的、农业的和放射性的。此外，固体废物还可分为有毒和无毒的两大类。有毒有害固体废物是指具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性和传染性的固体、半固体废物。3固体废弃物的处理固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。目前采用的主要方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。3.1压实技术 压实是一种通过对废物实行减容化，降低运输成

4、本、延长填埋场寿命的预处理技术。压实是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法。如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。适于压实减少体积处理的固体废弃物还有垃圾、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理，某些可能引起操作问题的废弃物，如焦油、污泥或液体物料，一般也不宜作压实处理。3.2破碎技术为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形尺寸减小，预先必须对固体废弃物进行破碎处理。经过破碎处理的废物，由于消除了大的空隙，不仅使尺寸大小均匀，而且质地也均匀，在填埋过程中更容易压实。固体废弃物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦

5、破碎等，此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。3.3分选技术 固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段，通过分选将有用的充分选出来加以利用，将有害的充分分离出来；另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离。分选定基本原理是利用物料的某些性质方面的差异，将其分选开。例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离；利用粒径尺寸差别进行分离；利用比重差别进行分离等。根据不同性质，可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选。分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。3.4固化处理技术 固化技术是通过向废弃物中添加固化基材，使有害固体废弃物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处

6、理过程。理解的固化产物应具有良好的抗渗透性，良好的机械特性，以及抗浸出性、抗干湿、抗冻融特性。这样的固化产物可直接在安全土地填埋场处置，也可用做建筑的基础材料或道路的路基材料。固化处理根据固化基材的不同可以分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶质固化等。3.5焚烧和热解技术 焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。好处是把大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧方法处理固体废弃物，利用其热能已成为必然的发展趋势。以此种处理方法固体废弃物，占地少，处理量大，在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效果。欧洲国家较早采用焚烧方法处理固体废弃物，焚烧

7、厂多设在10万人口以上的大城市，并设有能量回收系统。日本由于土地紧张，采用焚烧法逐渐增多。焚烧过程获得的热能可以用于发电。利用焚烧炉发生的热量，可以供居民取暖，用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点，例如，投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(500-1000c)加热，使之分解为气、液、固三类产物。于焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建投资少。3.6生物处理技术 生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化。种种技术可以使有机固体废物转化为

8、能源、食品、饲料和肥料，还可以用来从废品和废渣中提取金属，是固体废物资源化的有效的技术方法。目前应用比较广泛的有：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。 对于因技术原因或其他原因还无法利用或处理的固态废弃物，是终态固体废弃物。终态固体废弃物的处置，是控制固体废弃物污染的末端环节，是解决固体废弃物的归宿问题。处置的目的和技术要求是，使固体废弃物在环境中最大限度地与生物圈隔离，避免或减少其中的污染组成对环境的污染与危害。4国外生活垃圾处理技术发展趋势4.1提倡分类收集和回收利用对生活垃圾尽可能进行回收和循环利用,最有效的途径是尽可能对生活垃圾实施分类收集。这是发达国家在实践中形成

9、的共识。4.2鼓励有机垃圾堆肥处理可以预计,垃圾堆肥技术将在世界范围内经历一次从量变到质变的变化过程。但无论如何生活垃圾堆肥技术今后仍将在国外生活垃圾综合处理体系中占有重要位置。4.3稳步发展垃圾焚烧技术垃圾焚烧处理已有100多年的历史,但出现有控制的焚烧(烟气处理、余热利用等)只是近几十年的事。它与垃圾填埋处理相比,具有占地面积小、选址较容易,处理快速、减量化显著、无害化较彻底以及可回收焚烧余热等优点,在发达国家得到越来越广泛的应用。预计将来垃圾焚烧技术仍会继续得到发展。4.4填埋是垃圾处理的基本方式虽然垃圾填埋处理率有下降的趋势,但填埋处理仍是垃圾处理的最终方式。垃圾填埋场的污染控制措施将

10、不断完善,垃圾填埋场将向大型化发展,进入垃圾填埋场的有机物含量将有所限制。5我国生活垃圾处理技术的现状及发展趋势5.1现状纵观国内生活垃圾处理技术的理论研究和工程实践,成熟且常用的生活垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚烧3种。回收利用技术目前仅在少数几个城市中进行试点工作,应用实例尚不多。5.1.1生活垃圾收运近几年我国生活垃圾收运机械化程度有很大提高，全国城市生活垃圾清运机械总数达32635辆，占环卫机械总数81%。但从整体来看，我国城市垃圾机械化收运率比较低，不仅环卫工人劳动强度大，手工操作较多，而且机具不足，设备性能差。全国大约有40%的环卫清运车辆已经老化需要更新，每年约有1000万吨的

11、城市生活垃圾不能及时运往处理场地，道路机械化清扫率还很低。5.1.2生活垃圾分选技术和装备生活垃圾分选是生活垃圾资源化处理过程中的一个工艺环节。我国目前主要是通过人工分选回收生活垃圾中可回收物资。机械分选主要用于机械化生活垃圾堆肥厂、焚烧厂和其它生活垃圾资源化工厂。 我国应用的机械分选设备主要有滚筒筛、永磁滚筒。滚筒筛主要用于堆肥及处理熟堆肥的筛分过程，而堆肥的前处理过程应用较少。磁选滚筒一般用于分选生活垃圾中的铁磁性金属。静电分选法、光选法等我国还很少应用。5.1.3生活垃圾的填埋技术和装备近几年来我国陆续兴建了一批城市生活垃圾处理设施。一些大、中型城市建成了垃圾卫生填埋场。但是，大部分城市

12、目前仍采用堆放或简单填埋方式处置城市垃圾。由于没有建造能达到环境保护目的的渗滤液衬层收集系统，不能对渗滤液进行收集和集中净化处理，已导致水资源和周围环境的严重污染；由于没有很好的压实机械，填埋场未达使用年限就填满封场；对填埋场气体未加收排，引发的爆炸事故常有发生。 现有卫生填埋场的设计建造标准不高，只有少数城市建成达到或基本达到无害化处理标准的卫生填埋场。除少数填埋场底部铺有防渗层外，其余卫生填埋场几乎都是采用粘土防渗。目前真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多。填埋场的专用机具研制与开发有待发展。生活垃圾压实机是根据生活垃圾特性设计，是专门用于填埋作业的机具。目前我国用于填埋场的生活垃圾压实机

13、还处在试制阶段，许多生活垃圾填埋场主要使用推土机进行填埋作业。用于填埋场的其它机具如推土机、装载机也需要根据生活垃圾的特性做一些改造，使得其更适合于填埋作业并提高作业效率。此外，填埋气体回收利用成套设备、新型填埋覆盖材料也急需开发。 5.1.4生活垃圾堆肥处理技术和装备我国已开发了城市垃圾堆肥技术。无锡、杭州、上海等地已建成了一批机械化程度较高的堆肥厂，具有较完整的前处理、发酵、后处理工艺及设备。其堆肥产品质量、运行操作可控性、环境质量等指标都达到了较高水平。还建成一批机械化程度低，但实用性强的简单高温堆肥系统，如天津简易高温堆肥系统、鸡西的利用城市垃圾及粪便生产有机肥系统、安阳塑料膜覆盖快速

14、堆肥处理技术，以及一批以处理陈腐垃圾为主的移动式简易筛分生产线(天津ys移动筛分机处理技术、北京自然腐熟垃圾简易筛分线)。工艺简单、投资少、运行费用低、机动灵活，在处理大量生活垃圾和陈腐堆放垃圾方面发挥了很大作用，构成了城市垃圾堆肥处理高、中、低三个技术层次的分布格局。但是，我国堆肥技术和装备与国外发达国家相比还有一段差距，特别是由于生活垃圾混合收集，堆肥处理难度大，产品质量差，同时也缺乏成套化、系列化的设备。5.1.5生活垃圾焚烧技术和装备生活垃圾焚烧设备的开发刚刚起步。我国兴建的大型垃圾焚烧厂如深圳和北京两个垃圾焚烧厂主要为引进国外设备。面对市场的要求，我国大中型锅炉厂纷纷引进国外技术，生

15、产垃圾锅炉，以期降低设备成本。杭州引进日本技术准备生产三菱、马丁逆推型往复炉排；无锡引进底特律炉排公司的炉排技术；北京、宜兴引进美国的炉排技术等。我国自行研制的小型医院焚烧炉技术已得到了较充分的发展，并已发展成为系列化、标准化、定型化的成熟产品。此外，我国一些企业看好垃圾处理行业的前景，纷纷研制廉价的焚烧厂系统。经过几年的发展，其产品和技术已由固定炉排垃圾焚烧炉发展到链条式移动炉排焚烧炉，其中一些正在开 发往复式垃圾焚烧炉。但是，上述焚烧炉仅以焚烧为主要目标，烟气的处理及热能回收技术 相对比较落后，自动化程度较低，多数无法满足要求。针对这个问题，国内已研制了日处理 100吨的循环流化床垃圾焚烧

16、炉并取得成功，目前还需进一步完善系统，达到工业应用要求。5.2技术发展趋势5.2.1填埋技术展望填埋气体导排技术在生活垃圾填埋场得以普遍采用并不断完善,同时填埋气体回收利用技术在取得经验的基础上不断扩大试验范围;大中城市的生活垃圾填埋场基本上能做到每天覆盖。覆盖材料除粘土外,新型替代覆盖材料的研制工作也取得进展,并在部分缺少覆盖土源的生活垃圾填埋场试点应用。在引进、消化的基础上,开发出压实机等新一代的国产化填埋专用机具,用于生活垃圾填埋场并取得较好效果。填埋技术在我国生活垃圾处理领域的主导地位,在今后相当长的一段时间内不会改变,但生活垃圾填埋处理的比例将稳步下降,而填埋场中卫生填埋场的比例将明

17、显上升。5.2.2堆肥技术展望发达国家普遍采用的好氧堆肥技术,在部分示范工程中率先得到应用;在大城市中将逐步提倡经回收利用和堆肥、焚烧等方法处理后的生活垃圾残余物进填埋场作最终处理,生活垃圾堆肥厂的机械化水平和堆肥质量有明显提高;堆肥产品中的重金属含量和碎玻璃等杂质得到有效控制。国产化有机复合肥成套生产技术与设备进一步完善,生活垃圾堆肥厂生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高。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将逐步增加。但如何进一步开拓堆肥产品市场仍有许多工作要做。5.2.3焚烧技术展望我国城市生活垃圾的低位热值稳步提高,低热值生活垃圾焚

18、烧技术的工艺研究进一步完善;新一代国产化成套生活垃圾焚烧设备的开发取得成功,并在部分中小型城市形成一定的市场,单台处理能力200 t/d以下的生活垃圾焚烧设备将以国产化为主。生活垃圾焚烧厂的二次污染特别是尾气净化技术取得突破,同时人们对二恶英等污染物的关注程度愈加提高;生活垃圾焚烧余热综合利用技术得到提高,发电上网等将继续得到政策和税收方面的支持。生活垃圾焚烧技术将稳步发展,生活垃圾焚烧处理的比例将逐步上升,未来几年内在部分城市中将建成若干个和国外接轨的生活垃圾焚烧厂。但生活垃圾焚烧技术在我国全面推广的条件目前尚不具备。5.2.4我国生活垃圾回收利用技术展望生活垃圾作为一种取之不尽的再生资源将逐步得到重视。分类收集、分类处理方式在我国大中型城市中逐步推行;对一次性物品的限制使用初见成效,同时产品包装行为进一步规范,过度包装现象逐步减少。有关生活垃圾减量化、资源化的地方性法规将陆续出台。生活垃圾回收利用工作将逐步纳入依法管理的轨道;生活垃圾回收利用技术将重新得到重视,生活垃圾回收利用的比例将逐步增加,并将带动废品回收业和相关产业的新一轮发展。5.3结论堆肥技术适合于处理易腐有机垃圾,焚烧适合于处理高发热量组分的垃圾,卫生填埋是垃圾处理的最终方式。