城市固体废物无害化资源化的处理研究及发展方向讲课稿.doc

城市固体废物无害化资源化的处理研究及发展方向

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城市固体废物无害化资源化的处理研究及发展方向
作者：程黎明
来源：《科技视界》2015年第14期
        【摘 要】本文介绍了几种常用的城市固体废物处理技术，分析了各种处理技术的优缺点，并对使用现状和研究进展进行了综述.结合我国城市固体废物的特点。提出了适合我国城市固体废物的处理技术研究和发展方向。
        【关键词】城市固体废物；填埋；焚烧；堆肥
        目前截至2014年底，我国城市生活垃圾累计堆存量已达16148.81万吨.近年来在以平均每年4.8%的速度持续增加，全国2/3的城市实际上已经形成了垃圾包围城市的局面。目前，国内外城市固体废物处理方法主要有卫生填埋、焚烧、堆肥等。国内城市固体废物处理采用的技术中卫生填埋是目前的主要处理方法，占收运量的81.8%：焚烧技术是沿海大中城市优先采用的处理方法，占收运量的14.5%；其它不同地区有选择地使用堆肥方法，占收运量的3.7%。
        1 填埋
        1.1 填埋技术分类
        固体废物填埋处理分为传统填埋与卫生填埋。传统填埋法已基本不再采用。卫生填埋法是对填埋地进行选址并作防渗漏处理、掩盏压实，以防止地下水和周围大气环境污染的填埋处理方式。卫生填埋主要有厌氧、半好氧和好养3种，其中：厌氧填埋由于填埋场构造简单，建设成本低，还可回收填埋过程中产生的沼气，在欧美国家被广泛采用；好氧和半好氧填埋方式最早是日本提出的，该方式由于垃圾中有机物分解速度快.可以使垃圾稳定化周期大大缩短，且有利于改善渗出液的水质，因此也受到世界各国的重视。
        1.2填埋技术应用现状及研究进展
        目前，我国城市垃圾大多采用填埋处理方法，但由于其占地面积大，随着我国城市规模的扩大和可利用土地的减少，此法在我国东部沿海和经济发达城市已受到限制。另外，大多数填埋场的设计、建设和运营仍存在设计理念比较落后、科技水平低、土地填埋利用率不高、缺乏有效的基础和边坡防渗措施等问题。绝大部分填埋场的填埋气仍处于无组织排放状态.不仅会引起温室效应。导致消防上不安全，也会产生恶臭。采用强制通风的好氧填埋，由于工艺设备复杂，运行成本较高，目前国内外尚没有进入实际运行阶段。在实际运行中，渗出液和填埋气的处理也一直是防止二次污染的难题。[1]刘新菊等针对我国固体废物填埋场的处置对象是有机物含量极高的原生混合固体废物的现状，研究了城市固体废物的处理模式。认为我国填埋场的处理对象决定了它应是“反应型”的。填埋场产生的渗滤液和填埋气体对环境的影响一直要延续到填埋垃圾达到稳定化才基本结束。[2]Staley等在研究中描述了城市固体废物有机碳成分降解过程中痕量有机物的释放情况，认为应重视填埋场气作为芳烃、氟氯化合物、硅氧烷等痕量有机物释放源的潜在危害性。[3]FeMi等对填埋场渗出液的危害进行了生态毒理学评估，指出了对渗出液处理的必要性。
        2 焚烧
        焚烧是指固体废物中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。固体废物焚烧后，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固体废物的能源化.因此，是世界各发达国家普遍采用的一种固体废物处理技术。由于城市固体废物焚烧减容效果显著、无害化程度彻底，在垃圾热值较高、处理达到一定规模时，可以回收废热发电，而且占地面积小，对周围环境的影响较小。近10年来.城市固体废物焚烧处理在我国发展很快，特别是在城市化进程快、经济较为发达、人口密集、人均可利用土地资源少的大城市以及南方和沿海地区更是如此。
        2.1 焚烧技术存在的问题及研究进展
        直接焚烧系高温和深度氧化的综合过程，但存在一些问题，如垃圾成分复杂、难保证充分燃烧，产生的酸性气体、剧毒的含氯高分子化合物、飞灰、灰渣等对环境造成污染，炉内金属部件易腐蚀等。热解焚烧法则存在对分选技术要求苛刻、操作条件难以控制、投资多、运行费高等问题。因此，实现高效的焚烧处理需要深入研究焚烧机理和解决二次污染问题。
        3 堆肥
        堆肥是我国、印度等国家处理固体废物，制取农肥的最古老技术，也是当今世界各国均有研究利用的一种方法。堆肥是使固体废物中的有机物，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。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固体废物处理，可对固体废物中的部分组分进行资源利用，且处理相同质量固体废物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，目前已经达到工业化应用的水平。堆肥处理不能处理不可腐烂的有机物和无机物。固体废物中的石块、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，经济效益差。引进国外技术投资巨大，不适合我国国情。发达国家由于固体废物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%左右的固体废物组分，这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。堆肥技术必须是将固体废物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人。从而保证有机肥产品达到国家标准。真正实现无害化和资源化。
        4 综合处理
        所谓城市固体废物综合处理就是将堆肥、焚烧和填埋三者有机结合，综合为一体的处理方法。这种方法可以使垃圾得到合理处理与有效利用。资源得到充分回收利用，处理效率高。同时还可避免或减少单一处理的缺点和难度。综合处理和单一处理在效益上是显然不同的。综合处理的社会效益、环境效益显然大大高于单一处理，污水与烟气的排放量小，占用土地少，资源回收利用率高。从经济效益比较分析来看，综合处理的建厂投资少；运转费用低，生产肥料的盈利可维持整个处理厂的运转费用，在肥料销售好的情况下还略有盈利：此外，还具有焚烧炉寿命增长；设备不需进口等。综合处理具有以下优点。
        （1）城市固体废物通过有效的预处理后，堆肥、焚烧原料质量大为提高，处理量大为减少，简化了工艺，降低了设备投资运行成本；
        （2）有机肥质量大为提高，具有一定的市场前景；
        （3）减少了焚烧尾气的处理难度；
        （4）延长了填埋厂的寿命，减少了填埋渗沥液和有机气体的排放：
        （5）塑料、金属、玻璃、纸、热能等的回收利用提高了社会和经济效益。深入分析城市固体废物综合处理系统的系统特性、运行规律，提炼总结适应我国现阶段及发展需要的系统模型和优化方法，将大大提高我国城市固体废物的管理水平。
        【参考文献】
        [1]左漪，王圣，曹若岩.我国垃圾焚烧发电CDM项目开发难点与实践分析[J].电力环境保护，2009（03）.
        [2]向亮，高庆先.附件一国家温室气体排放趋势及其履约进展[J].气候变化研究进展，2008（06）.
        [3]袁克，萧惠平，李晓东.中国城市生活垃圾焚烧处理现状及发展分析[J].能源工程，2008（05）.
        [4]秦大河，罗勇，陈振林，任贾文，沈永平.气候变化科学的最新进展：IPCC第四次评估综合报告解析[J].气候变化研究进展，2007（06）.
        [责任编辑：邓丽丽]

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