城市垃圾處理方法的研究_secret.doc

城市垃圾處理方法的研究摘 要：論述了現(xiàn)有城市垃圾減容、減量、資源化、能源化及無害化處理的3種方法，即填埋、堆肥和焚燒。討論了這3種方法各自的局限性，提出了綜合利用的垃圾處理方法，真正合理地、經(jīng)濟(jì)地利用垃圾資源，實(shí)現(xiàn)垃圾的變廢為寶，為社會(huì)提供可利用資源。關(guān)鍵字：填埋 堆肥 焚燒 城市垃圾隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)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100億t。對(duì)垃圾泛濫成災(zāi)的現(xiàn)實(shí)，世界各國(guó)的視線已不再僅僅停留在如何控制和消毀垃圾這一老問題上，而是采取積極的態(tài)度和有力的措施，著手科學(xué)地處理、利用垃圾，將垃圾列為維持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的“第二資源”，向垃圾要資源、要能源、要效益。目前，我國(guó)歷年垃圾堆存量已達(dá)60億t，占用耕地5億m2。全國(guó)為660個(gè)，城市中有200個(gè)城市陷入垃圾包圍之中。以城市人口2.6億為例，如每人每年產(chǎn)生440 kg垃圾計(jì)算，年產(chǎn)生垃圾量為1.14億t。20世紀(jì)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，大體形成了填埋、焚化、堆肥等一系列處置方法。如在美國(guó)，垃圾用填埋法處理的占85%，焚化法處理的僅占10%。日本國(guó)土不大，填埋法處理的只占26.9%，而焚化法處理占的61%。瑞士也是以焚化法為主，占53%。西歐幾個(gè)國(guó)家以填埋法為主，并多為有控制的填埋法。20世紀(jì)70年代以來，日、美、英、法等國(guó)，由于受資源和能源危機(jī)的影響，對(duì)廢物采取了“資源化”的方針，垃圾、糞便的處理不斷向“資源化”的方向發(fā)展。尤其對(duì)于廢物，日本已有25.3%的城市開展了從垃圾中分選回收物品的活動(dòng)，1976年回收廢物達(dá)3900萬t，占當(dāng)年廢物排量的49.5%。近年來，有些國(guó)家還發(fā)展了無機(jī)垃圾堆山法，并在垃圾山的表面上種植樹木、花草，發(fā)展街心公園，起到美化城市的作用。1 現(xiàn)有城市垃圾處理方法解決垃圾問題的目標(biāo)是將垃圾減容、減量、資源化、能源化及無害化處理。目前主要有填埋、堆肥及焚燒處理三種方法。1.1 填埋處理 垃圾填埋歷史久遠(yuǎn)，是普遍采用的處理方法。因?yàn)樵摲椒ê?jiǎn)單、省投資，可以處理所有種類的垃圾，所以世界各國(guó)廣泛沿用這一方法。從無控制的填埋，發(fā)展到衛(wèi)生填埋，包括濾瀝循環(huán)填埋、壓縮垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。采用填埋處理法，首先要防止從廢物中擠壓出的液體濾瀝及雨水徑流對(duì)地下水的污染。一般規(guī)范要求回填地最低處的標(biāo)高要高出地下水位3.3 m以上，并且回填地的下部應(yīng)有不透水的巖石或粘土層。否則需另設(shè)粘土、瀝青、塑料薄膜等不透水層。其次，填埋場(chǎng)應(yīng)設(shè)置排氣口，使厭氧微生物分解過程中釋放出的甲烷等氣體能及時(shí)逸出，避免發(fā)生爆炸?；靥詈蟮膱?chǎng)地，一般在20年內(nèi)不宜在其上修建房屋，避免由于回填場(chǎng)不均勻下沉造成的結(jié)構(gòu)破壞，但可作綠地、農(nóng)田、牧場(chǎng)等使用。填埋處理用地，盡量選用天然的或人工挖出的洼地，開發(fā)資源后的廢粘土坑、廢采石場(chǎng)、廢礦坑等。將垃圾填埋于坑中，有利于恢復(fù)地貌，維持生態(tài)平衡，但如果在大面積的洼地、港灣、山谷等回填，則需考慮是否會(huì)破壞生態(tài)平衡。1.2 堆肥處理 堆肥是我國(guó)、印度等國(guó)家處理垃圾、糞便、制取農(nóng)肥的最古老技術(shù)，也是當(dāng)今世界各國(guó)均有研究利用的一種方法。堆肥是使垃圾、糞便中的有機(jī)物，在微生物作用下，進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，最后形成一種類似腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì)，用作肥料或改良土壤。 堆肥處理是利用微生物分解垃圾有機(jī)成分的生物化學(xué)過程。在生物化學(xué)反應(yīng)過程中，有機(jī)物、氧氣和細(xì)菌相互作用，析出二氧化碳、水和熱，同時(shí)生成腐殖質(zhì)。堆肥的關(guān)鍵，在于提供一種使微生物活躍生長(zhǎng)的環(huán)境，以加速其致菌分解過程，使之達(dá)到穩(wěn)定。堆肥主要受廢物中的養(yǎng)分、溫度、濕度、ph等因素的控制。根據(jù)堆肥原理，可分為厭氧分解與好氧分解兩種。厭氧分解需在嚴(yán)格缺氧條件下進(jìn)行，厭氧微生物分解生長(zhǎng)較慢，故不多用。好氧分解過程可同時(shí)產(chǎn)生高溫，可以殺滅病蟲卵、細(xì)菌等，我國(guó)主要采用好氧分解法。堆肥技術(shù)的工藝比較簡(jiǎn)單，適合于易腐有機(jī)質(zhì)含量較高的垃圾處理，可對(duì)垃圾中的部分組分進(jìn)行資源利用，且處理相同質(zhì)量垃圾的投資比單純的焚燒處理大大降低。堆肥技術(shù)在歐美國(guó)家起步較早，目前已經(jīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的水平。 1.3 焚燒處理 焚燒是指垃圾中的可燃物在焚燒爐中與氧進(jìn)行燃燒過程。實(shí)質(zhì)是碳、氫、硫等元素與氧的化學(xué)反應(yīng)。垃圾焚燒后，釋放出熱能，同時(shí)產(chǎn)生煙氣和固體殘?jiān)?。熱能要回收，煙氣要凈化，殘?jiān)?，這是焚燒處理必不可少的工藝過程。焚燒處理技術(shù)的特點(diǎn)是處理量大，減容性好，無害化徹底，焚燒過程產(chǎn)生的熱量用來發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化，因此是世界各發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的一種垃圾處理技術(shù)。通過焚燒可以使可燃性固體廢物氧化分解，達(dá)到去除毒性、回收能量及獲得副產(chǎn)品的目的。幾乎所有的有機(jī)性廢物都可以用焚燒法處理。對(duì)于無機(jī)-有機(jī)混合性固體廢物，如果有機(jī)物是有毒有害物質(zhì)，一般也最好采用焚燒法處理。焚燒法適用于處理可燃物較多的垃圾。采用焚燒法，必須注意不造成空氣的二次污染。日本以及歐洲的瑞士、瑞典等國(guó)在一般焚燒法基礎(chǔ)上，還發(fā)展了高溫與中溫分解，使垃圾在1650 以上的高溫下基本或完全燃燒，并回收釋放的能量作為能源。焚燒是銷毀垃圾利用熱能的一種垃圾處理技術(shù)。但是，只有對(duì)那些不能回收有價(jià)物，只能回收熱能的垃圾，垃圾焚燒處理才是科學(xué)、合理的。2 現(xiàn)有城市垃圾處理方法的局限性2.1 填埋處理的局限性 填埋處理埋掉了可利用物，填埋場(chǎng)地的選擇越來越困難，運(yùn)輸、填埋、管理等費(fèi)用也不斷提高。填埋場(chǎng)占地面積大，同時(shí)存在嚴(yán)重的二次污染，例如垃圾滲出液會(huì)污染地下水及土壤，垃圾堆放產(chǎn)生的臭氣嚴(yán)重影響場(chǎng)地周邊的空氣質(zhì)量，另外，垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣體既是火災(zāi)及爆炸隱患，排放到大氣中又會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。而且填埋場(chǎng)處理能力有限，服務(wù)期滿后仍需投資建設(shè)新的填埋場(chǎng)，進(jìn)一步占用土地資源。以北京為例，如果采用現(xiàn)在的技術(shù)，將北京市12000 t/d的垃圾進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理，單是建設(shè)投資就高達(dá)7.2億元人民幣（不含征地費(fèi)用），而且填埋場(chǎng)的壽命也只有12 a?；谝陨显?，國(guó)外從80年代以來，衛(wèi)生填埋設(shè)施有逐漸減少的趨勢(shì)，成為其他處理工藝的輔助方法，用來處理不能再利用的物質(zhì)。2.2 堆肥處理的局限性 堆肥處理不能處理不可腐爛的有機(jī)物和無機(jī)物，垃圾中的石塊、金屬、玻璃、塑料等廢棄物不能被微生物分解，這些廢棄物必須分撿出來，另行處理，因此減容、減量及無害化程度低；堆肥周期長(zhǎng)，占地面積大，衛(wèi)生條件差；堆肥處理后產(chǎn)生的肥料肥效低、成本高，與化肥比銷售困難，經(jīng)濟(jì)效益差。引進(jìn)國(guó)外技術(shù)投資巨大，不適合我國(guó)國(guó)情。發(fā)達(dá)國(guó)家由于生活垃圾中的易腐有機(jī)物含量大大低于我國(guó)的一般水平，因此靠堆肥只能處理15%左右的垃圾組分，這在一定程度上阻礙了堆肥技術(shù)的推廣。堆肥技術(shù)必須是將新鮮的垃圾首先進(jìn)行分類后再將易腐有機(jī)組分進(jìn)行發(fā)酵，才能有效地防止重金屬的滲入，從而保證有機(jī)肥產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)無害化和資源化。 2.3 焚燒處理的局限性 焚燒處理對(duì)垃圾低位熱值有一定要求，不是任何垃圾都可以焚燒的。垃圾中可利用資源被銷毀，是一種浪費(fèi)資源的處理方法，即使回收熱能也只能做到廢物一次性再生的目的，無法實(shí)現(xiàn)資源的多次循環(huán)利用。焚燒產(chǎn)生的大量煙氣，帶走的熱能又是一種很大的損失。產(chǎn)生的煙氣必須凈化，凈化技術(shù)難度大、運(yùn)行成本高。焚燒產(chǎn)生的殘?jiān)€必須消化。還有，焚燒設(shè)備一次性投資大，運(yùn)行成本高。3 城市垃圾處理方法的綜合利用表1為美國(guó)垃圾處理方式及各年所占比重。綜合利用應(yīng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）可用物資（廢紙、金屬、玻璃等）的回收再生利用；（2）易腐有機(jī)物的堆肥處理；（3）高熱值不易腐有機(jī)物的能量利用；（4）灰渣的固化處理，實(shí)現(xiàn)灰渣的材料化。許多國(guó)家垃圾處理實(shí)踐表明，其中的 70% 可以回收，成為再生原料供重復(fù)利用。城市垃圾被譽(yù)為“城市礦藏”，是唯一在增長(zhǎng)的資源。世界上已有幾十座回收有用成分的垃圾處理工廠在運(yùn)轉(zhuǎn)。這些處理廠是近 10 年來在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼建成的。實(shí)踐證明了他們?yōu)楹侠淼亟?jīng)濟(jì)地利用垃圾資源開辟了新途徑，開創(chuàng)了垃圾處理領(lǐng)域的新天地。從消極地局限地銷毀垃圾階段，走向積極、合理地利用垃圾的嶄新階段。表1 美國(guó)垃圾處理方式及各年所占比重 美國(guó)垃圾處理 1980年 1990年 1997年 2010年 回收/% 10 16 27 50 焚燒/% 9 16 17 10 填埋/% 81 68 56 404 結(jié) 語我國(guó)采用的垃圾處理技術(shù)，沒有一種方法能夠獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)垃圾資源化、無害化、減量化的總目標(biāo)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們生活水平的提高，垃圾成分愈發(fā)復(fù)雜，有機(jī)物、人工合成材料增多。這種現(xiàn)狀要求垃圾處理技術(shù)，應(yīng)由單一銷毀方法向多種方法、互助配合、共同處理的綜合處理轉(zhuǎn)變。只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)垃圾的變廢為寶，為社會(huì)提供可利用資源。參考文獻(xiàn)1朱永安.城市生活垃圾處理方法評(píng)述及綜合處理方法的設(shè)想.環(huán)境工程，19