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城市生活垃圾的处理技术研究


城市生活垃圾的处理技术研究
张祝豪

摘要: 随着国民经济的不断提高, 人民的生活水平也在不断的升高。 但随着生活水平的提高, 各种生活废弃物残余量逐渐增多, 给自然环境带来了巨大的负担。 目前社会上对城市生活垃 圾的处理技术相对成熟, 但还是有一定的欠缺。 城市生活垃圾的处理并不是一味的焚烧销毁, 而是要对垃圾进行相应的处理, 尤其是对能资源化的垃

圾要分类回收, 通过技术处理再次加 以利用。所以在此搜集了相关文献资料,希望能对城市生活垃圾的处理带来一定帮助。

关键词:城市生活垃圾;处理技术;综述

1 前言
随着城市人口的增加,城市生活垃圾的产生量越来越大,而相应处理能力却并没有很 大的提高, 导致了很多城市生活垃圾无法进行有效的处理, 从而大量堆积对环境造成极为严 重的影响。根据王华等[1]人的统计研究表明,自 1980 年以来,我国的城市生活垃圾平以每 年 8%~10%的速度增长,由 1980 年的 31.32Mt 猛增至 1990 年的 67.688Mt,增加了 216.1%, 1991 年我国城市生活垃圾的年总清运量为 67.668Mt,到 2001 年已达 1.5 亿吨,增长了近 221.6%,而统计出的城市生活垃圾的累积量则已经达到了 50 多亿吨,预计还会继续增长。

表 1[1] 由图可见, 我国的城市生活垃圾数量正在逐年上升, 已经成为了限制城市经济发展和建设的

主要难题,因此研究制定有关垃圾垃圾处理的方案势在必行。

2 我国城市生活垃圾的处理现状
2.1 城市生活垃圾的组成
城市生活垃圾主要是指居民生活产生的垃圾和城市生产建设产生的垃圾两大类。在我 国,城市生活垃圾主要分为 9 类,分别是有机物、无机物、纸、塑料、橡胶、布、木竹、玻 璃、金属等[2]。其中一部分垃圾是可以回收再利用的,但仅限于那些能易于分拣筛选的,所 以光凭回收是无法解决根本问题的。 城市生活垃圾的成分非常复杂,杜吴鹏等[3]研究表明在不同的地域存在着垃圾种类分布 布局不同的情况, 在不同规模的城市其生活垃圾的成分也存在差异, 大城市居民的生活水平 和消费水平较小城市高城市居民燃气化率也较高, 因而大城市与中小城市之间的垃圾成分存 在一定的差异。根据与其他国家的垃圾成分比较,也存在着很大的差异,表 3 是李国学等[4] 通过研究统计出的国内外垃圾成分的比较。

表 2[3

]

2.2 城市生活垃圾的处理技术
城市生活垃圾处理的目的是控制、减少垃圾造成的危害,改变垃圾特有的肮脏面貌,减 少垃圾占地数量,控制垃圾对哦环境的污染,防治疾病的传播,开展垃圾综合利用,最终实

现垃圾无害化、减量化、资源化的目标[5]。目前我国的垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚 烧等,其具体处理技术分类如表 4[5]所示。

2.2.1 垃圾填埋处理技术 在过去很长时间内, 一直采用的都是传统垃圾填埋处理技术, 但却并没有改变垃圾对环 境的影响, 原因是这些垃圾填埋场并没有进行完善的处理, 而只是简单的将垃圾往填埋场里 装填。但如果仅仅只是简单的垃圾填埋,会产生大量的垃圾渗滤液,对环境造成二次污染。 所以近年来提出了垃圾卫生填埋法处理技术。 垃圾卫生填埋法处理技术是城市生活垃圾 处理最为常见的措施,该方法是先采用防渗技术将垃圾分层填埋,并用泥土覆盖垃圾,是垃 圾在厌氧条件下自然发酵[6]。 对渗滤液的处理方案主要有场外综合处理和场内单独处理两大 类,但场外综合处理虽然最为简单却不是最普遍的方法;所以一般才用场内单独处理技术, 主要为生物处理法、物化处理法、土地处理法以及上述方法的综合[7]。 另外卫生土地填埋处理技术还有一个重点就是关于场地的选择, 选择场地是一个复杂而 漫长的过程。 填埋场对环境的最潜在危害就是对地下水的影响, 另外还可能会对周边环境造 成影响,以及填埋场自身的环境保护因素,建场的条件和交通运输等;依据这些影响因子的 重要性一次为地质条件>与市区距离>环境保护>建场条件>交通运输[8]。 垃圾卫生填埋处理技术是一种处理量大、 总成本低的垃圾处理技术, 但其需占据宝贵的 城市土地面积,所以这也限制了许多城市对填埋处理技术的选择[5]。 2.2.2 堆肥处理技术 生活垃圾堆肥技术作为处理有机垃圾的一种不可替代的方法, 以其无害化程度高、 减量 化效果较为明显、 可以最大限度地实现生活垃圾处理资源化的特点, 在我国目前经济条件下 得到了较为广泛的应用[9]。 堆肥处理技术主要有厌氧堆肥法、 简易好氧堆肥法和机械堆肥法。

其中厌氧堆肥法主要是指在没有溶解氧和硝酸盐的条件下,微生物将有机物转化为甲 烷、二氧化碳、无机营养物质、腐殖质等的过程 [10]。其具体过程为:水解细菌分泌胞外酶 将聚合物水解为单体化合物,在京产乙酸细菌的作用生成挥发性脂肪酸、氢气、二氧化碳和 乙酸,最后由产甲烷细菌将氢气、二氧化碳和乙酸转化为甲烷[10]。 简易好氧堆肥法则是在一定的温度和 pH 值下,通风供氧,利用好氧嗜温菌与嗜热菌对 其中有机物进行生物化学分解, 是指变成稳定的有机物, 并利用发酵过程中产生的温度杀死 有害微生物以达到无害化卫生指标的处理技术 [11]。堆肥发酵过程一般分为一次发酵和二次 发酵,我国的城市垃圾堆肥厂的一次发酵大多是好氧发酵,采用机械强制通风,发酵十天左 右,其中影响发酵的因素主要是有机质含量、湿度、碳氮比、堆肥过程的氧浓度和温度以及 pH 值[12]。所以在生活垃圾堆肥过程中,必须调整上述影响发酵的因素,保证发酵的高效性。 一次发酵后仍有不少难降解的纤维素和木质素, 所以需进行二次发酵, 其目的是为了使堆肥 达到充分腐熟[12]。 我国已在北京、上海、杭州等许多城市建立了一批城市垃圾的机械化连续堆肥化设施, 但我国的垃圾堆肥处理技术与工业化发达国家的堆肥技术相比仍有一定的差距,主要表现 在:垃圾堆肥生产机械化程度低,堆肥质量不高,因而肥效低,限制了堆肥的使用,大多采 用简易堆肥, 在发酵条件控制、 二次环境污染防治等方面不尽人意, 堆肥工艺大多为间歇式, 随着城市垃圾中有机物的含量增高,应发展并采用连续堆肥技术[13]。 2.2.3 焚烧处理技术 利用焚烧技术处理城市生活垃圾是国外处理垃圾的常用办法。 该技术工艺成熟, 二次污 染少,符合环保要求。随着垃圾焚烧处理优势的不断凸显,目前,我国城市垃圾焚烧处理发 展较快,2009 年焚烧处理能力是 2000 年的 25 倍,达到 7.12 万 t/d。到 2010 年 5 月底, 国内已经建成的垃圾焚烧发电厂有 82 座,总处理能力约为 7 万 t ,总装机容量超过 1400MW[15]。 国内垃圾焚烧炉主要有以下几类:引进国外炉型;参照国外先进工艺,自制较完善焚烧 炉;国内自制的简单焚烧炉三类[14]。生活垃圾焚烧处理在环保方面的优势是满足环境保护 排放标准的要求,有助于减少温室气体排放,降低垃圾处理 COD 排放量,提供新能源[15]。 但垃圾焚烧也存在环境污染隐患, 二噁英排放则是垃圾焚烧处理中最引人关注的问题。 二噁 英具有不可逆的“三致”毒性,对人体健康具有极大危害[16]。 现阶段,我国生活垃圾焚烧处理的技术路线应为:重点发展单台处理能力大于 600t/d, 以炉排炉焚烧发电 — 半干法除酸 — 活性炭吸附 — 袋式除尘组合工艺为主, 适当控制流

化床垃圾掺烧工艺,严格此类项目的审批;加快实现焚烧热电联产,使垃圾焚烧厂热能利用 率进一步提高[15]。 垃圾焚烧处理在垃圾处置技术中的应用也越来越广泛, 表 5[14]是关于垃圾 卫生填埋、高温堆肥和焚烧处理的技术比较。

5 5

2.2.4 热处理技术 热处理技术主要有热解法和气化法两种, 目前在国内来及处理领域也逐渐凸显出他们的 优势。他们能处理一些不适合用焚烧法处理的垃圾,弥补了焚烧法处理的空缺。 热解是在无氧或低氧条件下,将有机废物等高温加热、裂解为低分子化合物(如 CH4、 H2、CO、焦油、甲醇、焦炭等)的方法。近十年来,城市垃圾热解的研究发展较快,其原 因在于: (1)对于环境来说,热解是一种比焚烧过程更安全的废物处理方法; (2)热解过程 废物中有机物转化成可利用的能量形式,可根据不同需要加以利用,而焚烧只能利用热能; (3)热解可以简化污染控制,垃圾在无氧或低氧条件下热解是,NOx、SOx、HCl 等污染 物排放少,而且热解烟气中烟量小[17]。气化是将废物中有机成分在还原性气氛下与气化剂 反应生成燃气的过程。固体废弃物气化就是利用气化介质与可燃成分(主要是碳)进行气化 反应制得燃气[17]。 热解法处理后得到的产物大都要进一步加工,才能重新加以利用,且其成分波动大,所 以其工艺复杂,投资大。而气化法相对来说产品单一,后处理系统简单,投资低。对于固体 废物的适应性而言, 热解法对高热值废物制取清洁液体燃料方面比较合适, 而对于城市生活 垃圾而言,气化法则更具吸引力[18]。

3 总结与展望

总体而言, 我国的城市垃圾处理技术呈多元化发展, 不同的垃圾处理技术都有各自的优 缺点,在不同的领域有不同的功能,每个城市的垃圾处理技术应根据自身的环境因素、经济 因素等方面综合考虑,采用合适本城市的方法。同时,政府部门应加强环保方面的意识和垃 圾分类回收的意识,协同合作共同提高城市垃圾处理技术水平,共创美好家园。 参考文献:
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