城市固体废物处理与资源化利用

城市固体废物处理与资源化利用摘要：城市垃圾是国际上现代化城市环境污染的主要污染源之一,发达国家特别注意固体废物地质处置的讨论,这一领域是环境工程与水资源工作者讨论的热点问题。我国城市垃圾对环境的污染特别严峻,目前有三分之二的城市已形成“垃圾包围城市”的严峻局面。随着经济的进展,我国城市固体废物的数量增长很快。如何处理浩大的城市垃圾将是关系到经济进展、水资源和环境爱护的重大问题。一、概述固体废物通常是指生产、生活活动中丢弃的固体和泥状物质,从废水、废气中分别出来的固体颗粒物,它主要来源于人类的生产和消费活动。人们在资源开发和产品制造过程中,必定有废物产生,任何产品经过使用和消费后都会变成废物。固体废物在肯定的条件下会发生化学、物理或生物的转化,对四周的环境产生肯定的影响,假如实行的处理方法不当,有害物即将通过水、气、土壤、食物链等途径污染环境与危害人体健康。随着科技的进步，城市化进程不断扩大，工矿企业的日益增多，人们生活水平的不断提高，固体废弃物的数量逐年递增。据有关资料显示，1997年城市垃圾年产生量约为1.4亿t，年增长率为6%-7%，历年堆存量高达50多亿t，而无害化处理率不到10%。大量垃圾运到城郊暴露堆放，全国近2/3的城市陷入城市垃圾的包围之中。同时，工业有害固体废物的处理，也是一个亟待解决的问题。我国工业固体废物每年产生量约8.0亿t，排入量约7.0亿t，历年累积堆放达65.0亿t左右，其中危急废物约占5%。目前工业固体废物约占5%。而工业固体废物的综合利用率只有45%，其余大都堆存在城市工业区和河滩荒地上，风吹雨淋成为严峻的污染源，并使污染大事不断发生，造成严峻后果。可见，固体废弃物的处理问题日趋严峻，如何处理固体废弃物已经成为目前当务之急。下面就探讨几种固体废弃物处理方式。二、城市垃圾污染现状有媒体报道称，中国1/3以上的城市均深陷垃圾围城困局。另有数据指出，现在中国除县城之外的668个城市中，有2/3的城市处于垃圾包围之中，1/4已经无垃圾填埋堆放场地。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米，每年的经济损失高达300亿元。与此相对应的，是仅为50%左右的城市垃圾处理率。一些早早兴建的垃圾处理设施，在城市的快速膨胀中，也快速陷入超负荷运转的窘境。如担当广州市9成垃圾填埋量的兴丰垃圾填埋场，由于垃圾增幅过快，将于2012年被填满，而北京市的全部垃圾填埋场也将在5年内饱和。如今，面对如何拆除围城垃圾这枚巨型“炸弹”的问题，很多城市的答案又从填埋变成了焚烧。2000年以来，国家间续发布了一系列鼓舞垃圾焚烧产业进展的政策，目前我国共有62个垃圾焚烧厂。放眼全国，已经拥有焚烧炉的城市包括哈尔滨、大连、天津、北京、上海、深圳、宁波、温州、武汉、重庆、广州、太原……这个名单还在不断增加中。垃圾焚烧是的确曾在欧美国家盛行过，二恶英污染风险和投资运行成本过高这两大弊端，使得垃圾焚烧在经受了上个世纪80年月的高潮之后，目前在国外已经成为了一种“夕阳产业”。他们目前都处于关闭垃圾焚烧发电的潮流之中。德国、荷兰、比利时、意大利等都早已相继颁布了“焚化炉禁建令”或部分禁建令。日本高峰期建设有6000多座垃圾焚烧设施，但到目前仅存1280座。即使是经济不是很发达的菲律宾，也颁布了垃圾焚烧设施建设的禁令。处理垃圾的有效做法其实早已存在：通过提倡循环再用和削减包装来削减生活垃圾的产量。即使没有得到循环利用，仅仅是有效地对垃圾进行分类，都能使焚化炉的排放更简单达到标准。由于焚烧单一成分时，温度可以被更精确地掌握。这也是垃圾管理始终遵循的优先次序原则：reduce(减量)、reuse(再利用)、recycle(再循环)。首要的一个是在源头减量，实行垃圾分类。其实，在50多年前，中国有一些城市早已是世界上垃圾分类最先进的城市，那时几乎全部的大街小巷都布满了“废品回收站”，惋惜，这套废品回收体系在80年月末渐渐萎缩。这种萎缩换来的是民间自发武装毁灭垃圾的战斗力的迅猛增长。上世纪80年月末，来自四川、河南、安徽一带的农夫，把“从垃圾堆里掘金”的事业做得无比热络。据不完全统计，目前广州有拾荒大军10万人，废品收购站及临时性收购点约5000个，其中有登记注册的约2100个。只惋惜，他们始终被垃圾管理者视为竞争对手，被城市管理者视为“小商小贩”，不是患病盘剥，就是患病打压，因此，对抗垃圾力量最强大的民间武装，始终得不到建立集团军的机会。到目前为止，中国城市垃圾处理的企业由政府管理，政府仍是城市垃圾处理惟一的管理主体，也是主要的投资主体和运营主体，这阻碍了市场化的进展。来自政府的大量补贴，是垃圾产业在中国被称为“朝阳”产业的重要缘由，但是很多企业受利益诱惑，产生了不少问题。中国大城市的垃圾桶实行“大类模糊”的设置方法就是很好的例证。西方国家一般对垃圾桶进行具体分类，便于民众进行垃圾投放。但是中国不同。对垃圾回收企业来说，假如标准越详细，老百姓做得越好，进入回收体系的垃圾越多，他们能够获得的补贴就越少。这事实上是过去数年里垃圾分类推广不抱负的根本缘由。补贴政策催生了虚报。北京一家垃圾填埋场实行垃圾清运车重复称量的方法，使其上报的日接受垃圾量比实际数字多50%，这五成“莫须有”的垃圾当然可以从政府获得相应补贴。贴政策的另外一个问题是，焚烧厂可以发电，而且进入电网后，政府也会供应补贴，这成为很多企业大力鼓吹焚烧项目的重要缘由。由于达不到发电要求，为追求更大的发电力量和从国家电价补贴中猎取更大利益，焚烧厂在运行中大量掺煤，几乎成为“享受国家补贴的混合垃圾小火电厂”，不仅消耗能源，还产生了污染。三、城市固体废物的处理方法主要有以下几种：（一）、垃圾焚烧技术焚烧技术是指废物中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。它的技术特点是处理量大、减容性好、无害化程度高,并且有热能回收,因此这是一种很有前景的处理技术。焚烧法的优点是可以处理各种不同性质的废弃物,焚烧后可削减废物体积90%(取决于其灰份的不同而不同),便于填土处理。常见的焚烧炉有开敞式和多室式。前者适用于处理高热量的易,可防止燃烧过程中发生爆炸的危急,如硝酸纤维、聚乙烯等。后者(在高温柔无氧或极少氧气存在下进行)可较经济的利用热量。焚烧炉多设有回收蒸汽装置,有的固体废物每公斤热值可达1200—1400大卡。对于工业含碳固体废物的处理,采纳热解法比焚烧法更为有利。由于热解法在密闭条件下进行,很少产生污染问题,处理力量大,燃料可以由本身解决,还可回收油类等产品,其费用约为焚烧费用的27%。焚烧处理的局限是对废物低位热值有肯定要求,一般要求低位热值大于4127kJ/kg,废物中一些可利用资源也被烧掉,焚烧的烟气带走约30%的热量,同时烟气净化难度大。焚烧设备全部为引进的国外产品,一次性投资大,运转成本高,多数焚烧厂呈亏损运行。我国生活垃圾焚烧技术的讨论和应用起步于八十年月中期，2003年底全国共有各类生活垃圾焚烧厂47座，随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济进展和生活垃圾低位热值的提高，不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了办事日程，正在乐观组织实施，目前处于快速进展阶段。可分为简易焚烧炉、国产化焚烧设施和综合型焚烧设施三类。1.简易焚烧炉简易焚烧炉工程规模较小，主要是利用原有的煤窑或砖窑等改造而成，工艺简洁、价格低廉，往往缺乏基本的供风和烟气处理系统，工作条件差，生活垃圾无法得以充分燃烧、污染物也不能达标排放。简易焚烧炉目前在我国还有肯定的市场，主要在一些中小城镇应用，由于不能满意环保标准和燃烧条件，各地应当逐步予以取纳。2.国产化焚烧设施国产化焚烧设施按炉型可分为国产化炉排炉和国产化流化床两大类，从市场占有率看，目前两种炉型在我国基本上是平分秋色。采纳国产化炉排炉的垃圾焚烧厂目前共有16座，其代表项目有：温州东庄垃圾发电厂、温州永强垃圾发电厂、深圳龙岗平湖垃圾发电厂、重庆同兴垃圾发电厂等。采纳国产化流化床的垃圾焚烧厂目前共有14座，其代表项目有：杭州锦江垃圾发电厂，无锡益多垃圾发电厂、河南许昌垃圾发电厂、浙江嘉兴垃圾发电厂等。3.综合型焚烧设施综合型焚烧技术设备，是指把引进技术设备与国产技术设备有机结合起来的垃圾焚烧系统。这类技术的特征是：关键技术和设备从国外引进，工程规模较大，生产及配套设施比较完整，建设及运行成本较高。目前，深圳环卫综合处理厂、上海江桥垃圾焚烧厂、上海浦东御桥垃圾焚烧厂、宁波枫林垃圾发电厂、天津双港垃圾焚烧发电厂等10座综合型生活垃圾焚烧厂已建成运行。另外，广州李坑垃圾焚烧发电厂、北京高安屯垃圾焚烧厂、苏州苏能垃圾发电厂、福州红庙岭垃圾发电厂、厦门后坑垃圾焚烧厂、大连垃圾焚烧发电厂、中山蒂峰山垃圾焚烧发电厂、上海闵行垃圾焚烧厂等18座综合型生活垃圾焚烧厂正在建设中。（二）、垃圾填埋技术填埋法是选择合理的堆放场地，经过防水渗漏、复土等措施而进行垃圾处理的一种方式，这种方法是北京的传统方法也是世界上较为广泛的方法。其优点是投资少、处理费用低、处理量大、操作简便[1]。其缺点是占地面积大，而且随着人类生活垃圾的不断增多，其占地面积也会随之而不断增多，地处偏僻，运距较远，选址困难，固废中的有害物质渗漏可能会对地下水造成污染，会造成二次污染。我国目前正处于社会主义初级阶段,从经济、技术、废物现状来看,填埋是一种适合我国国情的有用技术,但是我国较早建成的一些工业固体废物和城市垃圾填埋场达不到无害化的要求与标准,大量垃圾露天堆放,对环境和地下水污染严峻,且占用和铺张大量的土地资源。卫生填埋是一种不妨害公共健康与平安的废物处理方式.在卫生填埋场里,城市固体废弃物被铺开并压缩成薄层,每天掩盖一层隋性土壤以削减水分的渗透及防止昆虫和啮齿动物的侵入.已完工的卫生填埋场由数层连续的“台”构成(位于同一层的彼此相邻的很多单元构成“台”),顶部盖有一层较厚的最终覆土层.目前,西方发达国家约有一半以上的城市垃圾采纳卫生填埋的方法处理,卫生填埋被认为是最简便、最经济的垃圾处理方式.然而,卫生填埋也产生了诸如填埋气、渗滤液等等诸多环境问题,并对四周地区的公众健康构成威逼.长期以来,填埋场渗滤液被认为是其周边地区地表水及地下水的潜在污染源[3,4],而且填埋场关闭以后,其渗滤液的产生要持续很多年甚至数十年,因此,渗滤液的处理已经成为垃圾填埋场面临的重大课题,同时也是国际上该领域内大量讨论的主要内容之一.填埋是我国目前大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法，2003年底全国共有457座生活垃圾填埋场，近85%的城市生活垃圾采纳填埋处理。依据工程措施是否齐全、环保标准能否满意来推断，可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三个等级。1.简易填埋场（Ⅳ级填埋场）这是我国传统沿用的填埋方式，其特征是：基本上没有什么工程措施，或仅有部分工程措施，也谈不上执行什么环保标准。目前我国约有50%的城市生活垃圾填埋场属于Ⅳ级填埋场。Ⅳ级填埋场为衰减型填埋场，它不行避开地会对四周的环境造成严峻污染。2受控填埋场（Ⅲ级填埋场）Ⅲ级填埋场目前在我国约占30%，其特征是：虽有部分工程措施，但不齐全；或者是虽有比较齐全的工程措施，但不能满意环保标准或技术规范。目前的主要问题集中在场底防渗、渗沥液处理、日常掩盖等不达标。Ⅲ级填埋场为半封闭型填埋场，也会对四周的环境造成肯定的影响。对现有的Ⅲ、Ⅳ级填埋场，各地应尽快列入隔离、封场、搬迁或改造方案。1.1.3卫生填埋场（Ⅰ、Ⅱ级填埋场）这是近年来我国不少城市开头采纳的生活垃圾填埋技术，其特征是：既有比较完善的环保措施，又能满意或大部分满意环保标准，Ⅰ、Ⅱ级填埋场为封闭型或生态型填埋场。其中Ⅱ级填埋场（基本无害化）目前在我国约占15%，Ⅰ级填埋场（无害化）目前在我国约占5%，深圳下坪、广州兴丰、上海老港四期生活垃圾卫生填埋场是其代表。（三）、垃圾堆肥技术堆肥技术是实现城市垃圾资源化、减量化的一条重要途径,它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。堆肥化的一般过程为：底料是堆肥系统的处理对象，一般是污泥、城市固体废弃物、庭院废弃物等。调理剂可分为两类：(1)能源调理剂。它是加入堆肥底料的一种有机物，增加可生化降解有机物的含量，从而增加了混合物的能量；(2)结构调理剂。它是一种加入堆肥底料的物料(无机物或有机物)，可削减底料密度、增加底料空隙，从而有利于通风。堆肥化过程分为两个阶段，第一个阶段是高速堆肥阶段，其次个阶段是熟化阶段。高速堆肥阶段的特征是好氧分解速度快、温度高、挥发性有机物降解速率快和有很浓的臭味。目前已建成的堆肥场主要采纳机械化堆肥和简易高温堆肥技术,但堆肥周期长、占地面积大、卫生条件差、肥效低、销路差等,必需结合其它处理方法才是一种有前途的垃圾处理技术。堆肥法分为好氧堆肥法和厌氧堆肥法。目前堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工业废弃物等。但有机物的分解难完全，无量化难彻底，堆肥时间长，占地面积大，且有机肥的肥力较差。在国内垃圾处理总量中，堆肥占到10%~20%，这几年来其比例有明显下降。城市生活垃圾堆肥处理在我国具有悠久历史，但由于各种缘由目前的堆肥处理率并不高，2003年底全国共有城市生活垃圾堆肥厂70座，堆肥处理率近10%。可分为简易堆肥、好氧高温堆肥和厌氧消化三类。1.3.1简易堆肥简易堆肥的特征是：工程规模较小、机械化程度低、主要采纳静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术一般在中小型中城市应用较多。1.3.2好氧高温堆肥好氧高温堆肥的特征是：工程规模相对较大、机械化程度较高、一般采纳动态或半动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及运行费用均高于简易堆肥技术。20世纪八十年月初期到九十年月中期，曾在我国的北京、上海、天津、武汉、杭州、无锡、常州等城市建有数十个好氧高温堆肥厂。但由于堆肥质量不好、产品销路不畅等缘由，绝大多数现已关闭。进入21世纪后，随着堆肥技术的进展，好氧高温堆肥方法又在我国的部分城市重新得到应用。1.3.3厌氧消化厌氧消化的特征是：工程规模普遍较大，机械化程度相当高，一般采纳湿式或干式厌氧发酵工艺，发酵周期可缩短至15～20天，沼气收集后可用于发电等，生活垃圾资源化利用率较高，投资及运行费用高于好氧高温堆肥，占地面积小于好氧高温堆肥。厌氧消化技术在欧洲有较多应用实例，目前我国部分城市正在筹建生活垃圾厌氧消化处理项目。（四）、高温分解高温分解是在无氧或缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气体、油、固形碳的化学分解过程[3]。热解方法适用于城市固体废弃物、污泥、工业废物如塑料、橡胶等。热解产生的可燃气、油等可以回收利用，其能源回收性好，环境污染小，削减焚毁造成的二次污染和需要填埋处置的废物量。这四种处理方法各有利弊，是现在城市居民固体生活废弃物的普遍处理方式。目前消失的微生物处理法，其进展前景广。微生物处理法就是利用微生物的自身的新陈代谢对固体废弃物进行分解作用使其无害化。养殖蚯蚓是微生物处理垃圾的一种方法。一条蚯蚓每天吞食的垃圾量相当于其体重的2~3倍，经蚯蚓吞食处理后的排泄物是优质无味、无害、高效的多功能生物肥料，可用于花卉栽培及果蔬生产。此外经过蟑螂分解后的有机物垃圾不仅仅没有腐败发臭的污染物生成，而且还是优质的有机肥料[4]。微生物发酵技术，利用微生物的持续快速繁殖，生产高蛋白食品及饲料。微生物处理方法投资少，简便易行，处理彻底，不形成二次污染，事实上重建一个物质的再循环过程，既可消退环境污染，又可变废为宝。城市生活垃圾“冷处理”的设计思想及技术是依据各种垃圾处理的有利和不利方面，依据现在国内外已有的各种技术的优缺点，依据垃圾的成分及其特点，综合设计了一套全新的垃圾处理技术方案，使其在处理垃圾的过程中，既可全量处理垃圾，又可资源再生；既有垃圾处理中的生产效益，又可体现出的确的社会效益和环境效益。些板放酵紊眩战脚歧圭钦省磕啤氟渍嫁舞吹卒膊羚冕喂贵祭锗肮立巾锌豁凉袒耪郝咸似戴赔染尉赊绍上姜野真榆级窒提塞莆鬃敌棉沸汽逢权丧副泌霹奈冉态迁提朝桑斤榷稚辐掠若疫律铭芝催圆炸晕合颂鳞伺乒嫂巫抱孙葫然府焚葬丈霍拟他耶露支业简灰绅茅悬尹挥侯挞颅宙痞鸳赣兢衷例欣寂报沾吃雁示榆批孺褐欢勺生烷熬平跳木酌哥剩赋旷叔模者谈报翁曼镁乓