摘?要:本文主要介紹城市固體廢物的產(chǎn)生現(xiàn)狀及如何實(shí)現(xiàn)資源化利用,重點(diǎn)介紹城市固體廢物資源化利用中存在的問題及解決辦法,并且對(duì)城市固體廢物的二次污染防治提出針對(duì)性建議。
關(guān)鍵詞:城市固體廢物;污染;分類回收;資源化
隨著社會(huì)發(fā)展,城市固體廢物產(chǎn)生量越來(lái)越多,但人們對(duì)城市固體廢物的處理能力與技術(shù)卻顯得捉襟見肘。城市固體廢物處理問題已經(jīng)上升到全球性的問題,發(fā)達(dá)國(guó)家在此問題上處于較為領(lǐng)先的水平,而我國(guó)作為一個(gè)世界上最大的發(fā)展中國(guó)家,城市固體廢物處理技術(shù)較為落后,處理任務(wù)也較為緊迫。由此,城市固體廢物的減量化,資源化及無(wú)害化成為我們目前急需研究及踐行的任務(wù)。資源化處理具有有效益、可持續(xù)等突出優(yōu)點(diǎn),發(fā)展前景非常好。本文將著重介紹城市固體廢物的資源化處理。
1 城市固體廢物的產(chǎn)生現(xiàn)狀及污染途徑
1.1 產(chǎn)生現(xiàn)狀
城市固體廢物大體分為生活垃圾,工業(yè)生產(chǎn)固廢,醫(yī)療廢物,給排水處理污泥,建筑垃圾等。經(jīng)統(tǒng)計(jì),2018年全國(guó)大、中城市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為13.1億噸,工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為4010.1萬(wàn)噸,醫(yī)療廢物產(chǎn)生量為78.1萬(wàn)噸,生活垃圾產(chǎn)量為20194.4萬(wàn)噸[1]。城市固廢產(chǎn)量不僅總量巨大、種類繁多,同時(shí)也呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì),雖有危害性但也有可利用的相對(duì)性。
1.2 污染途徑
城市固體廢物對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在土壤,水體,大氣等方面。在土壤方面,城市固體廢物中的有毒有害物質(zhì)通過(guò)水的溶解下滲到土壤中,具有危害性和難修復(fù)性,有害物質(zhì)并可能隨著生物鏈逐步危害到人類。在水體方面,城市固體廢物中含有的大量有機(jī)物在經(jīng)過(guò)腐爛分解和發(fā)酵后,隨水流侵入江河湖泊海洋系統(tǒng),造成富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致水華爆發(fā),水體發(fā)臭等嚴(yán)重不良反應(yīng)。其次,固體廢物中含有的有毒有機(jī)物及重金屬元素可導(dǎo)致水中生物大范圍死亡。此外,水體污染經(jīng)過(guò)灌溉農(nóng)田導(dǎo)致土壤和水體交叉污染,最終下滲危害到地下水,具有隱蔽性,難以修復(fù)性,對(duì)人類健康造成極大威脅。對(duì)大氣的危害主要表現(xiàn)在城市固廢經(jīng)過(guò)燃燒后產(chǎn)生的氮氧化物,硫化物等,對(duì)環(huán)境造成極大危害,更為可怕的是對(duì)動(dòng)物具有顯著致癌性。
2 城市固體廢物資源化利用及存在的問題
2.1 城市固體廢物的分類回收
城市固體廢物中含有大量可回收資源,如塑料制品,紙質(zhì)物品,金屬等,經(jīng)過(guò)分類回收又可以重新為人們服務(wù),并且創(chuàng)造價(jià)值,既減少對(duì)環(huán)境的污染,又降低了固廢的占地面積。分類回收方法可分為手工分選,磁選分類,風(fēng)力分選。[2]
2.1.1 金屬的分類回收
在城市生活垃圾方面,從源頭規(guī)范垃圾分類,人工分選往往起到很大作用,在垃圾預(yù)處理廠,經(jīng)過(guò)磁選,帶有磁性的金屬很容易被選出。建筑垃圾中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中含有大量的鋼筋,在當(dāng)?shù)亟?jīng)過(guò)破碎,裁剪,收集即可達(dá)到再回收的目的。
2.1.2 塑料制品的分類回收
塑料制品具有品種多,密度各異,不易降解,可回收的特點(diǎn),在源頭通過(guò)手工分揀,大部分的塑料制品被回收,在分選廠可采用風(fēng)力分選,其中質(zhì)量輕體積大的塑料袋,膜等易于回收,通過(guò)不斷震蕩,可加快輕質(zhì)塑料的回收。
2.1.3 紙質(zhì)物品的分類回收
紙質(zhì)物品易于降解,方便回收,但由于其污染環(huán)境的特性,回收或燃燒是其主要的處理方式,紙制品經(jīng)過(guò)回收,二次加工可制成再生紙,可用于報(bào)紙,外封包裝紙等。從源頭篩選仍是紙制品回收的主要方式,紙箱,大批的書本,報(bào)紙都可直接回收利用。在分選廠中由于濕度,紙制品已經(jīng)不再容易回收,烘干再回收成本增加,所以一般焚燒處理更具優(yōu)勢(shì)。
2.1.4 建筑垃圾的分類回收
建筑垃圾主要分為渣土和拆除物。渣土中含有大量土壤、砂礫,主要用于基坑回填和道路基礎(chǔ)。拆除物成分復(fù)雜,大部為鋼筋混凝土,磚,木材,玻璃,塑鋼等產(chǎn)品,主要分類回收方式為人工分揀,破碎分揀后,殘?jiān)芍瞥晒橇希?jīng)添加矸石,水泥等,可制成再生磚。骨料經(jīng)篩選,除雜,又可用作建材原料。
2.1.5 分類回收存在的問題
(1)從源頭分離是重要的分類方式,但城市固廢往往不經(jīng)分類,有價(jià)固廢和無(wú)用固廢難以分離。(2)分離需要耗費(fèi)大量人力財(cái)力,導(dǎo)致造價(jià)過(guò)高。(3)回收再造品由于安全問題不被市場(chǎng)及消費(fèi)者認(rèn)同。(4)源頭分離過(guò)程中居民不配合,不自主的問題。(5)國(guó)家對(duì)垃圾分類回收的法律并不健全,實(shí)行起來(lái)也非常困難,公民環(huán)保意識(shí)薄弱。
2.2 城市固體廢物的焚燒處理及資源化利用
城市固廢中含有的大量有機(jī)物經(jīng)過(guò)焚燒處理大都可以分解,焚燒后體積甚至可減少90%,具有處理量大,無(wú)害化,熱量可回收等特點(diǎn)。資源化利用表現(xiàn)在垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱量可用于發(fā)電,城市供熱,產(chǎn)生的爐渣既可以填埋,也可以制磚。垃圾中含有的大量可燃有機(jī)物是其焚燒的基礎(chǔ),垃圾在經(jīng)過(guò)分揀后,含有大量有機(jī)物的城市垃圾適于投入焚燒爐中燃燒處理。一般要求,垃圾可燃成分為30%~40%以上,低位發(fā)熱值在6280kJ/kg以上,垃圾含水率50%以下,垃圾能夠自燃穩(wěn)定焚燒,不但可以滿足爐膛內(nèi)煙氣850℃/2s的要求,而且可以滿足工質(zhì)發(fā)電的需要,有效利用能源。目前循環(huán)流化床垃圾發(fā)電機(jī)組是垃圾發(fā)電的主流方式。[3]一般來(lái)說(shuō),焚燒發(fā)電廠依靠售電能實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng),再加上國(guó)家補(bǔ)貼,完全可實(shí)現(xiàn)盈利。
城市固廢焚燒處理及資源化利用存在的問題。(1)燃燒產(chǎn)生有毒有害氣體,對(duì)大氣環(huán)境造成二次污染。(2)分類差或濕度高造成的燃燒經(jīng)濟(jì)效益低。(3)并不是所有城市固廢適合燃燒,難以達(dá)到國(guó)家預(yù)計(jì)的垃圾焚燒任務(wù)。(4)垃圾焚燒處理廠自身建廠的難題。
2.3 城市固體廢物的微生物處理及資源化利用
城市固廢微生物處理主要是對(duì)有機(jī)固廢進(jìn)行微生物處理,基本包括好氧堆肥法和厭氧消化法兩大方面。這兩種方法的特點(diǎn)是都是利用微生物處理,有效降低垃圾容積,二次污染相對(duì)較小,資源浪費(fèi)小節(jié)約能源,生成物穩(wěn)定,可利用程度高。
2.3.1 好氧堆肥法
好氧堆肥處理就是利用自然界中各種微生物,好氧條件下,加快對(duì)固體廢物中的有機(jī)物進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過(guò)程。好氧堆肥處理后可使生活垃圾體積減少50%-70%,固形物含量約為55%-60%的,含有大量有機(jī)物的固廢適合此種處理方法。堆肥可用作農(nóng)作物的肥料。
2.3.2 厭氧消化法
厭氧消化處理,顧名思義就是在厭氧條件下,利用厭氧微生物對(duì)含有有機(jī)質(zhì)的廢物(包括液態(tài)和固態(tài))進(jìn)行處理,此法一般適合固形物含量較低的含有機(jī)物的固廢。厭氧消化資源化利用表現(xiàn)在產(chǎn)生的甲烷和發(fā)酵殘液可作為肥料。利用固體床酸化反應(yīng)器與液體床甲烷反應(yīng)器處理是較為好的選擇。
2.3.3 城市固體廢物微生物處理資源化利用存在的問題
(1)固廢中含有的重金屬處理難度大,對(duì)后續(xù)環(huán)境造成污染。(2)堆肥產(chǎn)物市場(chǎng)化存在難題,科學(xué)合理使用未提上日程。(3)污泥和廚房微生物處理后產(chǎn)物鹽分過(guò)高,進(jìn)入土壤會(huì)引起鹽類的積累。[4](4)堆肥帶入的硝態(tài)氨經(jīng)雨水沖刷和土壤滲瀝容易轉(zhuǎn)移,污染地下水。
3 應(yīng)對(duì)措施及結(jié)論
3.1 預(yù)處理環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)措施
城市固廢不管是在回收,高溫處理還是微生物處理方面,前期的預(yù)處理是至關(guān)重要的一環(huán),預(yù)處理就是在垃圾處理之前要做的工作,主要的工作就是垃圾分類,只要城市固廢分類分的徹底、詳細(xì),后續(xù)將會(huì)減少一系列的麻煩,降低成本,容易處理,產(chǎn)物單一等都是經(jīng)過(guò)良好預(yù)處理帶來(lái)的好處。措施:(1)采取強(qiáng)制垃圾分類,按屬性分為可回收和不可回收及有毒有害垃圾三大類。目前上海、北京、深圳等一線城市已經(jīng)開始或正在試點(diǎn),太原、鄭州、無(wú)錫等城市也在跟進(jìn)。教育和法律方面并進(jìn),雙管齊下。使市民建立起習(xí)慣。(2)環(huán)衛(wèi)公司統(tǒng)籌組織人員進(jìn)行收集時(shí)分類,環(huán)衛(wèi)工人在清掃垃圾時(shí),小型垃圾車分為可回收倉(cāng)和不可回收倉(cāng),從源頭分類,各級(jí)政府在財(cái)政方面要予以支持。(3)分類好的垃圾要壓實(shí),方便預(yù)處理前運(yùn)輸。(4)分區(qū)域就近建立垃圾預(yù)處理站及回收站,在建立完整的分班制度,降低垃圾預(yù)處理及運(yùn)輸費(fèi)用,打通垃圾回收和處理環(huán)節(jié),從而形成一套完整的回收-運(yùn)輸-預(yù)處理-運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)。(5)預(yù)處理后依照規(guī)定按屬性進(jìn)行分類,壓縮打包,輸送到指定的再處理廠。(6)建筑行業(yè)垃圾可參照工業(yè)固廢。(7)國(guó)家必須出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行規(guī)范,要讓整個(gè)行業(yè)有所參照,良性發(fā)展。
3.2 處理及市場(chǎng)化環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)措施
3.2.1 分類回收
分類回收處理的難題大部分在預(yù)處理階段,預(yù)處理解決后,對(duì)于再生物品市場(chǎng)難以接受的問題。首先企業(yè)要提高自己產(chǎn)品的質(zhì)量,小作坊式的違法生產(chǎn)要取締。其次政府機(jī)關(guān)要有所作為,制定政策,予以補(bǔ)貼,執(zhí)法要嚴(yán),從官方給定一個(gè)態(tài)度。然后企業(yè)自身要加強(qiáng)宣傳,增加再生物品良好形象,實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)發(fā)展,加大科研創(chuàng)新。
3.2.2 焚燒處理
城市垃圾焚燒產(chǎn)生的有有害氣體,通過(guò)一系列工藝可減少其排出量,主要任務(wù)是脫酸,脫硝,除塵,除二噁英、重金屬等致癌物。脫酸主要工藝是干法、半干法和濕法,目前半干法由于其良好的處理效果較為廣泛運(yùn)用。除二噁英等致癌物及重金屬通常采用活性炭吸附法。除塵采用煙氣過(guò)濾法。脫硝可利用化學(xué)反應(yīng)(催化還原脫硝法)除去。整套流程可參照樊彥玲等人提出的“SDA半干法旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫酸技術(shù)+消石灰噴射+活性炭噴射+布袋除塵器+SCR脫硝(帶煙氣再熱系統(tǒng))”[5]。
城市固廢過(guò)濕或有機(jī)物含量不達(dá)標(biāo)等問題,需要在預(yù)處理階段對(duì)垃圾進(jìn)行烘干處理,并且在燃燒前摻入廉價(jià)的煤等燃料。預(yù)處理廠商根據(jù)成本可對(duì)發(fā)電廠商收取一定費(fèi)用。流化床處理技術(shù)通過(guò)將垃圾吹脫也有助于降低垃圾濕度,提高燃燒率。
3.2.3 微生物處理
微生物處理問題集中于堆肥產(chǎn)物和發(fā)酵殘液作為肥料難以廣泛普及、污染土壤。
因此微生物處理產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)開發(fā)深加工,提高肥效,像優(yōu)良化肥一樣便于被農(nóng)民接受及方便施灑,再進(jìn)行一定的廣告營(yíng)銷。污染問題也需要在深加工時(shí)將重金屬進(jìn)行提取,達(dá)到國(guó)家的無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)。歸根結(jié)底是建立一套完整的處理鏈,不僅要將城市固廢微生物處理,還要將產(chǎn)物適應(yīng)市場(chǎng)進(jìn)一步處理。該產(chǎn)業(yè)還需要政府的引導(dǎo)及扶持,可先在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)進(jìn)行。
4 結(jié)論
城市固體廢物的資源化利用,既減少對(duì)環(huán)境的污染,又造就了經(jīng)濟(jì)利益,為循環(huán)發(fā)展打下了基礎(chǔ),符合科學(xué)發(fā)展觀中的可持續(xù)發(fā)展。就大行業(yè)來(lái)說(shuō),仍然有許多需要研究和改進(jìn)的地方,還需政府加大投入,學(xué)者的研究,及企業(yè)對(duì)工藝實(shí)施改進(jìn),任重道遠(yuǎn)。
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作者簡(jiǎn)介:李運(yùn)凱(1996-),男,漢族,河南偃師人,太原學(xué)院環(huán)境工程系,給排水科學(xué)與工程專業(yè)本科生,研究方向:環(huán)境保護(hù)和水處理。