時間:2023-12-28 17:07:01
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關鍵詞:城市垃圾;問題現狀;處理措施
Abstract: In recent years, city garbage continued to increase, the problem of environmental pollution is particularly prominent, study on waste treatment method of growing concern, the widely used method of garbage landfill, incineration, composting, but each has its advantages and disadvantages, according to treatment shall comply with the principle of harmless, reduction and resource waste incineration, economic and effective disposal of garbage, is a general trend of our country at present city garbage disposal.
Key words: city garbage; problems; measures
中圖分類號:R124.3 文獻標識碼:A文章編號:
一、引言
目前在我國無論是經濟發展速度還是城市化速度或是居民的生活水平都在不斷提高,與此同時城市垃圾量也在不斷的增加。我國現有城市600多座,城市垃圾量增長速率基本保持在7%左右,而垃圾的處理量卻不到總量的1/3,能達到能源再利用以及無害化處理的比例更低,在城市周邊尋找其他適宜的垃圾填埋的場地也越加困難,因此,我國城市垃圾處理問題已相當嚴重。以下將由城市垃圾處理思路與方法進行分析。
二、城市垃圾概述
城市垃圾是人們在生活以及工業生產中產生的固體廢渣,種類繁多,包括有機物與無機物是固體廢物的混合體,主要有家庭生活廢物和來自商店、市場以及辦公室等具有相似特性的廢物,例如廚房垃圾、樹葉以及廢紙等;市政維護管理中丟棄的固體廢物;工業垃圾;建筑垃圾。城市垃圾應進行分類,收集,清運和處理。城市垃圾的成分雖然很復雜,但大致可分為有機物、無機物和可回收廢品等。
城市垃圾不僅會污染環境,破壞農田,侵占土地,而且還可能產生垃圾的爆炸現象,由此可見,城市垃圾對環境會產生比較大的潛在的和即時的危害性。
三、城市垃圾問題的處理現狀
目前我國人民的經濟、文化以及生活水平正在不斷的提高,城市垃圾的產量也與之成正相關,那么由此而引發的環境污染問題變得日益嚴重自然就不足為奇了,作為已成為影響城市建設、人民生活和可持續發展的主要因素的城市垃圾處理,其處理真正達到無害化和循環利用的比率較低。大多數的城市垃圾只采用簡易填埋甚至露天堆放的處置方式,其后果是對環境造成了巨大的危害。目前我國的城市垃圾處理體制還不是很完善,而且在城市垃圾處理問題上很容易局限在對處理方式自身進行討論和分析上,以下就城市垃圾處理的問題談一下現在國內現有以及新興的垃圾處理方法。
四、城市垃圾處理的思路
目前我國城市垃圾處理的一般思路為:以垃圾填埋和焚燒為主,堆肥為輔,綜合利用為補,改革合理體制,健全相關法規,提高環境意識,加大投入力度,優選處理方式,形成良性循環格局,以實現垃圾處理無害化、減量化、資源化的總體目標。
五、現有的城市垃圾處理措施
1.填埋法
填埋法是一種為我們大眾所熟知的方法,它主要是將垃圾填埋入地下的污染處理方法,填埋時首先選用廢棄的粘土坑、采石場、礦坑等,主要是我們要考慮對生態環境的影響,將垃圾填埋在這些廢坑之中,有利于恢復地貌,維持生態環境。填埋技術經過多年的不斷發展已經從無控制的填埋,發展到了以保證避免二次污染、回填場地安全以及節省投資等為目的的衛生填埋,目前由衛生填埋衍生而出的新方法主要有瀝濾循環填埋以及壓縮垃圾填埋等。
周啟星曾在接受采訪時提到衛生填埋這種方法以后還會持續存在并且會又重大的發展,其原因在運用填埋法可以降低建廠的費用以及運行的費用,并且運用衛生填埋也是對垃圾的最終也是唯一的處置方法,由于垃圾填埋需要占用土地資源,那么對那些土地資源比較豐富的國家和地區,垃圾填埋方式的優點也就得以彰顯。
占地面積大是填埋法的主要缺點,對一些土地資源比較少的國家而言占地面積大這一缺點是有尤為致命,特別是現在各國對自身以及世界的環境保護工作越來越重視,對垃圾填埋所產生的滲瀝水以及沼氣對土壤以及水體等生態環境可能造成污染的防范意識的提高,垃圾填埋占地面積大的弊病也就逐漸曝露了出來。填埋場場址難選的問題,也影響了建場投資、運行費用。另外,眾所周知垃圾在填埋過程之中會進行發酵,而在其進行發酵這一化學反應過程中甲烷氣體的產生是在所難免的,對于作為火災及爆炸隱患以及產生溫室效應的幫兇的甲烷,應該盡量減少其產生的來源。其實,每一個填埋場都有其處理能力的極限即垃圾填埋場都有其相應的服務期,在服務期滿后我們不得不再投資重建一個新的填埋場,如此循環將會有更多的土地資源將會被占用,因此一些國家也不得不做出一些相應的舉措例如禁止原始垃圾直接在填埋場處理等。
2.堆肥法
是指用于處理有機垃圾的一種方法。其原理是利用微生物對垃圾中的有機物進行代謝分解,在高溫下進行無害化處理,并能產生有機肥料。堆肥法不僅具有悠久歷史而且也是不失為一種經濟有效的方法。為什么堆肥法有利于資源的回收再利用呢?其主要原因在于在實現對垃圾無害化的同時,也生產出含有叫高含量腐殖質的有機堆肥。
堆肥處理是一個利用微生物分解垃圾有機成分的生物化學過程。垃圾經自然通風式和發酵式堆肥,氧氣、有機物和細菌三者之間相互作用,形成復合肥。為使堆肥過程達到一個穩定的狀態,我們需要提供一個適合微生物活躍生長的環境,以加速細菌分解過程。
以廢物中的養分、溫度、濕度、pH等為主要控制因素的堆肥技術在國外起步較早,目前在有些國家的應用已經達到了工業化的水平。根據堆肥原理,堆肥法由厭氧分解與好氧分解兩種方法組成。由生物工程我們了解到厭氧微生物分解生長較為緩慢慢,故在嚴格缺氧條件下進行的為厭氧分解的方法并不多用。因為在好氧分解過程中高溫伴隨著微生物的分解生長而產生,在這樣的高溫下就相當于高溫消毒,我國目前主要采用的方法為好氧分解法。對于易腐有機質含量較高的垃圾我們可以采用堆肥處理,因為堆肥技術的工藝較為簡單,同時我們也可以回收利用垃圾中的一些資源,而且與其他的處理方法相比處理相同質量垃圾的投資比大大降低。
堆肥處理法的缺點是不能處理不可腐爛的有機物和無機物,對于垃圾中一些廢棄物不能為微生物分解,比如塑料、金屬、石塊、玻璃等。由于我國尚未實施城市垃圾的分類收集,這些廢棄物須分撿出來,另行處理;此外,堆肥處理設備技術水平還比較低,特別是機械化操作方面存在的技術問題還不成熟,從而影響堆肥效率以及堆肥的周期,而且雖然與填埋法相比占地面積有所減少但是還是比較大的。堆肥衛生條件也相對較差,這也決定了保證有機肥產品達到國家的標準的困難大小,經堆肥處理后所產生的肥料成本高、肥效低,堆肥產品受市場制約較大,其產品的經濟服務半徑與化肥相比較小,所以其銷售也比化肥銷售相對難一些。為了有效的防止重金屬的滲入,堆肥技術必須先將新鮮的垃圾進行分類,然后再對其易腐有機組分進行發酵。
3.焚燒法
焚燒法已成為工業發達國家廣泛采用的并且卓有成效的主要方法之一。將垃圾用焚燒法處理之后,在減量化以及節省用地的同時還可消滅各種病原體,將有毒有害物質轉化為無害物?,F代的垃圾焚燒爐皆配備有良好的煙塵凈化裝置,可減輕對大氣的污染。在我國一些大的城市和經濟繁榮的地區,垃圾的組成成分也受到了不斷發展的經濟和不斷提高的人民生活水平的影響,發生了很大的變化,其中含有很高熱值的垃圾有了很大的增長,有的垃圾的熱值甚至超過了維持焚燒爐正常的燃燒所需要的能量的數值;垃圾填埋場由于土地資源日益緊張也越來越難以尋找其合適的場所,如果我們仍然沿用填埋法處理垃圾,將會大幅度的提高建場以及運行的費用,因此如果在這些地區運用焚燒法也就比運用填埋法有了更加現實的意義。
建廠投資高、設備比較復雜、操作運行費用較高是此法最為關鍵的問題;而且對垃圾進行焚燒處理,為了保證垃圾能夠正常的燃燒,垃圾的熱值必須大于3.35MJ/kg。而且像一些含有可利用資源的垃圾,經過焚燒處理這些可利用資源很可能會一并消失,雖然我們回收了焚燒過程中產生的熱能,但這也只是對廢物的一次性再生,卻而違背了對資源多次回收利用這一要求。此外,焚燒產生的大量煙氣所帶走的一些熱量也是一種相當大的浪費,不僅這些我們還要對產生的煙氣進行凈化處理,而凈化技術對于目前的科技發展仍然有些難度的,尤其是其運行成本較高。除了凈化技術,還有焚燒設備的一次性投資成本也相對很大,它的運行投資成本也相對較高。
4. TBS生活垃圾處理技術
繼前三種城市垃圾處理方法之后我國又研發出了更加科學的第四種垃圾處理方式即TBS化學催化水解法的處理技術。TBS生活垃圾處理技術不僅資源化程度高而且二次污染小,同時還能生產出和堆肥法相類似的有機肥,這種有機化肥大自然的生態循環有很大幫助。與前三種方法相比,TBS生活垃圾處理技術具有生產成本低以及產出大的特點,是目前我國處理城市垃圾獲得綜合效益最好的方法,可以說TBS生活垃圾處理技術的出現,對我國城市垃圾處理來說是一個新的方向和機遇。
TBS生活垃圾技術可以用IT垃圾生產出約300kg的TBS有機肥。這是堆肥等技術不能達到的,TBS技術不僅彌補了好氧堆肥法在發酵降解過程中損失大量“碳”元素這一缺點而且還使得一些有機質參與生化反應而被利用。因此,TBS要比其他堆肥技術的產出率高很多,如果以有機質含量來衡量的話,用等量的垃圾TBS的產物是其它技術的一倍之多。
六、總結
其實無論怎樣,目前我們都暫時不能做到完美的處理城市垃圾,但是我們可以運用一些綜合治理的方法彌補其中的不足,使其不斷的完善,如完善相關法規、加大前期的準備力度、積極學習采納國外的先進方法、加大設備的投資以及做好長期的城市規劃等??傊挥胁捎枚喾矫嫦嘟Y合的方法,不斷的開拓創新,堅持無害化、減量化以及資源化的原則不改變就夠取得很好的環境效益和經濟效益。
參考文獻:
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[4]潘順昌. 城市垃圾處理現狀與對策[J] .中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所
關鍵詞:城市垃圾;綜合利用;研究
Abstract: the traditional method of city garbage treatment can not meet the city sanitation management requirements, city comprehensive utilization of garbage treatment have the important meaning to improve city garbage treatment level. This paper introduces the disadvantages of traditional disposal, analysis of the current city waste comprehensive utilization method, to improve the city sanitation management level to provide the certain reference.
Key words: city garbage; comprehensive utilization; research
中圖分類號:[TU984.11+5]
一、我國城市生活垃圾處理現狀分析
主要技術介紹:國內垃圾處理方法多種多樣,主要有:填埋、堆肥、焚燒三種方法。
1.堆肥
生活垃圾堆肥在我國具有悠久歷史,但堆肥處理率并不高,目前全國共有各類生活垃圾堆肥廠約70多座。在我國常用的生活垃圾堆肥技術大致可分為簡易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。
2.填埋
填埋技術作為生活垃圾的傳統和最終處理方法,目前仍然是我國大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法。根據環保措施(主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲瀝液處理、蟲害防治等)是否齊全、環保標準能否滿足來判斷,填埋場大致可分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場三個等級。
3.焚燒
我國生活垃圾焚燒計數的研究和應用起步于八十年代中后期,全國現有各類生活垃圾焚燒廠50多座,綜合目前我國生活垃圾焚燒技術應用的現狀,大致可分為簡易焚燒爐、國產化焚燒設施和綜合型焚燒設施三類。
二、傳統垃圾處理方法的缺點
1.堆肥處理的缺點。堆肥處理不能解決不能腐爛的無機物和有機物,垃圾中的金屬、玻璃、石塊、塑料等廢棄物不能被微生物降解,這些垃圾必須分撿出來另外處理,所以減量、減容及無害化程度不高。堆肥周期過長,衛生條件不好,占地面積大。堆肥處理后產生的肥料肥效不足、成本較高銷售困難,經濟效益不良。
2.填埋處理的缺點。填埋處理浪費了可利用物,填埋場地的選擇比較困難,填埋、運輸、管理等費用也不斷增加。填埋場占地面積很大,同時存在嚴重的多次污染,比如垃圾滲出液會污染地下水、土壤,垃圾堆放產生的臭氣嚴重破壞場地周邊的空氣質量,再有垃圾發酵產生的甲烷氣體既有火災、爆炸隱患,排放到大氣中又會加劇溫室效應。
3.焚燒處理的缺點。焚燒處理對垃圾低位熱值有一定條件,不是所有垃圾都能焚燒。垃圾中可利用資源如被銷毀,造成了資源的浪費,即便回收熱能也只是一次性再生,不能實現資源的多次循環利用。焚燒產生的煙氣帶走的熱能又是很大的損失,產生的煙氣必須凈化處理,凈化技術難度高、運行成本大,焚燒產生的殘渣還要處理,焚燒設備一次性投入高,運行成本大。
三、 我國垃圾處理處置的發展前景及方向
1.用城市垃圾充填廢棄采礦場
利用城市垃圾充填廢棄采礦場是指利用城市固體生活垃圾充填礦山廢棄采空場。這種城市垃圾處理方法是把經過集中、篩選、分類回收后剩下的固體垃圾,先分成有機物和無機物兩類,然后分別予以粉碎脫水、消毒粘結和壓塊等預處理后,運到做好了防滲處理并布有垃圾滲瀝液和垃圾填埋氣體收集管網的廢棄采礦場,分區分類予以堆砌填埋處理。
當前,我國90%以上的城市垃圾是采用填埋的方法進行處理的,如果按堆存5000t垃圾占地1畝測算,全國城市垃圾的堆存處理,每年就需要占用土地數千萬畝,由此可見城市垃圾填埋處理需要占用的土地量之大。另一方面,全國現有的15萬多座礦山,每年都要通過開鑿數萬公里井巷,剝離數億立方米地表山體,從地下采出50億t以上的精礦石,形成了大量的新采空場。如果不對這些采空區作及時的處理,會導致大規模的地表塌陷和山體滑落等地質災害的產生。而對采空場的處理,最有效的方法是膠質充填,但成本高,絕大多數礦山,如:煤、磷、鐵等礦山因其產品價格低,承受不起,不能實施。如果能以城市固體垃圾作為充填料回填廢棄采礦場,既可解決城市垃圾填埋處理的占地問題,又通過回填杜絕廢棄采礦場可能引發的地表塌陷和山體滑落等地質災害問題,是一舉兩得的好事。
從全國礦山的展布情況看,大部分都靠近大、中城市,而且還有專用鐵路、高質量公路或水路溝通,交通十分方便,且有一定的操作性,完全可以當作一項環境綜合治理的系統工程予以統籌規劃和實施。
2.城市垃圾的綜合利用方法
(1)廢紙綜合利用。回收利用廢舊紙張是節約木材緩解紙張緊張的有效途徑。隨著經濟和教育的發展,使用紙張數量劇增。我國造紙工業每年消耗燒堿約120萬噸以上,其回收率不足30%,如把回收率提升到75%就能節約燒堿55萬噸、節約外匯約一億美元。加強廢舊紙的回收利用不但可節能、更有環保作用。利用1頓廢紙可生產0.8頓好紙,可節約4m3木材。榨糖后的廢渣即蔗渣也可作為造紙的原料,但因為各種原因目前仍被當成垃圾扔掉或燒掉,不但造成資源的浪費也致使環境污染。若每年以產生300萬頓蔗渣垃圾推算,可造紙130萬頓、纖維板55萬噸、產值約有16億元。
(2)垃圾發電綜合利用。在各種垃圾發電技術中,以循環流化床鍋爐發電效果最好。如國外將城市生活垃圾分檢、加藥、粉碎、成型、制成顆粒垃圾燃料,運用循環流化床鍋爐發電每噸垃圾約產生電力750kWh。垃圾發電在國外早已運行多年,在我國也取得良好的效果。如我國每年回收利用1億噸垃圾,可發電780億kWh。
(3)廢舊塑料綜合利用。廢舊塑料中絕大部分是能夠回收和綜合利用的。各大城市城市垃圾中每天的塑料垃圾就多達1500t~2000t,按照經過篩選后可回收50%~80%推算,每月可回收約800噸。隨著科學技術的發展,利用廢舊塑料及制品可裂解生產油漆、汽油等燃料油和油。根據資料1kg塑料可生產1.2kg燃料油,根據上述數字理論計算各大城市每月的塑料垃圾可產960噸燃料油。此外還可生產包裝用品、合成木材及建筑裝飾材料。還可以把廢舊塑料裂解再精加工后生產柴油、液化氣、垃圾袋、塑料薄膜等。
(4)廢金屬綜合利用。廢舊金屬在城市垃圾中數量較少,但如按1%廢舊金屬含量推算,那么1億噸垃圾中就會有廢金屬100萬噸以上。以礦石和再生廢金屬鋼鐵為原料煉鋼1噸廢鋼可煉好鋼900kg,還能節約2~3噸礦石,節省石灰石300kg。那么按照煉1000噸鋼的節能和環保效益分別為:前者需水67.4m3,耗電694萬kWh,大氣污染物125噸,水污染68.5m3,探采礦廢棄物2982噸,而后者僅需水40.3m3、耗電19萬kWh、大氣污染物16噸、水污染15.4m3、探采礦廢棄物61噸,后者比前者各項都有顯著降低。(5)廢舊玻璃綜合利用。根據資料一噸廢玻璃回爐處理可生產平板玻璃或酒瓶,比用新原料生產可節約純堿250kg、石英砂820kg、長石粉80kg、煤1200kg、電500kWh,并可使成本下降30%。各大城市每年廢棄各種酒瓶達七萬個,約合35噸玻璃,而其回收利用率僅為10%。所以應加大回收綜合利用力度,為國家節約更多資源。
三、結束語
通過源頭控制城市生活垃圾的生成,減少包裝垃圾的產生,從源頭上減少生活垃圾的量。建立完善的資源回收體系,對那些在消費過程中產生的已經進入城市生活垃圾的可再生利用資源進行回收和再生利用;對于經過資源回收后剩余的生活垃圾,應對其進行徹底的無害化處理,避免造成污染。運用循環經濟的模式來治理我國的城市生活垃圾。
參考文獻:
1、魏國忠.我國城市垃圾處理近況及應對措施[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2010,(09).
大家好!上次已經講了未來垃圾處理方法的第一種,下面來講垃圾處理方法的第二種。
每個月把全國的垃圾遠到一個大倉庫。這些垃圾在一個大水池里腐爛,然后在水池里放上強力石灰,過一陣
著等垃圾化成污水時,把污水順著管道流入凈水池里。污水凈化后,最后流入田地里灌溉莊稼。
聽得很過癮吧,下次告訴你更好玩的“未來”事。
關鍵字:生活垃圾;焚燒飛灰;處理處置策略
Abstract: in recent years, as waste incineration technology in our country of urban living garbage processing all the popularization and application, it burned produces in the process of fly ash residue, also produce certain environmental problems, has become a troubled people of production and life of one of important problem. This paper is mainly to our country life of MSW fly ash disposal status analysis, and the common treatments related elaboration, hope to contribute to enhance people's life of MSW fly ash disposal of understanding.
Keyword: life waste; The fly ash burned; Disposal strategy
中圖分類號:R124.3文獻標識碼:A 文章編號:
在人們進行生活垃圾焚燒處理過程中,往往會產生酸性氣體、煙塵顆粒物、重金屬和二等二次污染物,其中焚燒飛灰是二次污染的主要載體,也是其傳播的途徑。因此,焚燒飛灰也屬于一種對人體有害物質,人們應該給予足夠重視。調查顯示,目前國內外對焚燒飛灰的處置往往側重于無害化處理后,也就是作為廢棄物進行填埋,而很少有對其進行重復利用的資源化處理。由此可見,垃圾焚燒飛灰被普遍認為是危險廢物,如果處理不當,會造成重金屬遷移,污染地下水,土壤和空氣,探索如何安全有效地處置垃圾焚燒飛灰意義重大。
一、生活垃圾焚燒飛灰的產生及其特性分析
1、飛灰的產生
一般情況下,生活垃圾焚燒飛灰往往是從煙氣除塵器和垃圾焚燒爐的爐排、余熱鍋爐等收集的排出物,主要由底灰和飛灰兩種物質組成。其中飛灰是指在煙氣凈化系統收集而得的殘余物,大概占灰渣的10%~20%左右;而底灰大約占垃圾總質量的30%~35%左右。
2、飛灰的形態特性
從飛灰的化學組成來看,Ca, Si, Al是飛灰的最主要組成元素,在很大程度上決定飛灰的特性。同時,也含有少量其他化學元素,例如Na, Cl, Ti, Cu ,Zn 等元素成分。由于原料和焚燒方式的差異,生活垃圾焚燒飛灰的主要成分也有較大差異,并有不同的物理、化學性能。粉煤灰一般是灰色或暗灰色,顆粒大小一般小于30微米,顆粒形狀的多樣化,其中多數不規則形,球面機構的聚集,絮狀集合體相對較小,少的顆粒,棒狀聚集。生活固體廢物焚燒,主要是因為其重金屬的浸出毒性和粉煤灰而被列為危險廢物。飛灰中含有質量分數高達20%的溶解鹽類,主要是鈉,鉀和鈣的氯化物,處置不能不僅可能會污染地下水和附近水體,同時大量的氯也增加了其他污染物的溶解度,如Pb和Zn在高離子強度/高堿度和高氯化物含量的情況下,其溶解性會隨之增加。此外,飛灰中含有少量劇毒的有機污染物,例如飛灰中的二惡英和呋喃,其毒性當量非常大,足夠威脅到人們的健康。這就需要人們必須嚴格按要求貯存、運輸、處理和處置好飛灰,防止這些污染物對環境和人類健康造成潛在的污染風險和危害。
二、生活垃圾焚燒飛灰的處理處置方法
1、水泥固化法
在目前的生活垃圾焚燒飛灰的處理處置方法,水泥固化法應用最廣泛,并具有良好的效果。該法的不足之處是在處理后必須進行增容,同時,飛灰中的五價鉻、鎘、鋅和鉬等金屬離子難以處理,不易被固化,特別是鹽類,抑制了水泥的正常凝結,飛灰會降低固化強度,致使有害物質的浸出率,甚至造成破裂凝固。由此可見,為了提高固化效果,必須在進行水泥固化前將飛灰進行預洗,增強固化體強度和降低固化體的重金屬浸出毒性,并能夠有效地降低水泥的消耗量。而石灰固化飛灰所得結構體的強度不如水泥固化,很少單獨使用,必須結合水泥固化一起使用才能起到良好的固化效果。瀝青固化、塑性材料固化技術等也是傳統的危險廢物固化方法,但由于技術和經濟原因很少應用于生活垃圾焚燒飛灰的處理。
2、重金屬提取方法
對于生活垃圾焚燒飛灰中重金屬的提取,可以采用酸提取法,從而提高重金屬的提取效率。因為,重金屬提取法可以提出飛灰中的金屬部分,使進入普通垃圾填埋或作為建設資源回收飛灰而固化,效果較好,酸浸取后的飛灰的體積無明顯增加,成本低下,易于實現,而且設備簡單、操作方便。而采用酸提取的技術關鍵就是如何控制好其pH值,必須要PH值處于一個適宜的范圍,才能提高提取效果。焚燒飛灰組成由于其條件不相同而不同,存在飛灰中的重金屬,在形式和內容有很大的不同,因此,即使在相同的加工條件,提取效果將有很大的不同。另外,由于酸溶劑性質不同,飛灰中各種金屬溶解曲線有很大不同。但酸提取不適用于去除二口惡英類的有機污染物。如果是直接用酸浸提時, 必須在酸浸提之前進行水洗預處理, 以增強飛灰中重金屬的熱穩定性,確保其符合酸提取的要求,進而減少酸耗量。因為,生活垃圾焚燒飛灰中含有大量的Al、Fe、Mg、Ca、Cr等有毒重金屬,采用酸浸提方法時,將會使這些重金屬能夠在短時間內被迅速溶解掉,然而,浸出效率也與酸的含量與種類相關,不同的酸對不同重金屬提取效果不一。
3、熔融固化技術
熔融固化技術也是目前比較常用的一種生活垃圾飛灰處理方法,其原理利用燃料或電將垃圾焚燒飛灰加熱至一千多攝氏度的高溫區域,使飛灰在特制容器內熔融,然而,等到飛灰熔融后再經過一定的程序冷卻變成熔渣,使之保持在高溫時的狀態而不析出此生毒性物質。一般情況下,采用熔融固化技術進行飛灰處理時,熔融后的玻璃態物質的機械強度達到日本對同類材料的要求,并且熔融物質的重金屬含量完全符合日本的標準。因此,采用熔融法進行生活垃圾焚燒飛灰處理具有熔渣性質穩定、減容率高、重金屬浸出低等優點,并已受到廣泛受到人們的推廣與應用。此外,最近研究表明,采用熔融固化技術進行飛灰處理時,處于還原性氣氛下的熔融效果明顯優于氧化氣氛,由灰在還原性氣氛下熔融時,重金屬Ni、Co、Cr的沸點較高,不易沸騰,很難形成氣體狀,因而重金屬等大部分物質都會固溶在熔渣中而很少排放到廢氣中,避免了對空中造成的污染,且固溶率在較低熔融溫度下均達到最大值。但是,熔融固化技術也有其不足,從而制約了它的廣泛應用,因為采用高溫熔融工藝需要消耗大量的能源,成本高,也會間接對環境造成污染,對灰中的Cd、Pb、Zn等易揮發重金屬元素,還需要輔以其他裝置進行后續嚴格的煙氣處理,不易于實現,實踐起來工序比較麻煩,往往只適用于經濟發達國家與地區。
4、生物淋濾法
隨著科學技術的發展,飛灰處理技術日益提高,其中,生物淋濾法是國際上近年興起的一項非常有前景的金屬浸提技術,該方法更好地符合當今世界發展的需求,與傳統化學浸提法相比, 具有耗酸少、反應溫和、效率高,運行成本較低等優點。其原理主要是利用化能自養型的嗜酸性硫桿菌,如氧化硫硫桿菌的生物氧化與產酸作用, 從固相溶解成液體的可溶性金屬離子的不溶性重金屬,再使用適當的方法使重金屬等從液相中回收,同時,為了保持微生物的生長與生物氧化活性,必須向飛灰漿液中添加磷源和氮源。
三、結語
綜上所述,隨著我國社會與經濟的飛速發展,環境問題日益突出,人們生活垃圾焚燒處理勢在必行,并將面臨著新的挑戰與機遇,同時,伴隨著垃圾焚燒技術在各個城市生活垃圾處理中的廣泛應用,對生活垃圾焚燒的殘余物,主要是飛灰的處理、處置,加上各方面技術發展上不完善,飛灰處理儼然成為當今困擾人們生產生活的重要難題之一。因此,這就需要相關部門重視對生活垃圾焚燒飛灰的處理,加大投入,將生活垃圾焚燒飛灰處理視為城市建設中不可或缺的重要環節,切實地提高相關人員的技術水平,大力引進國外先進的技術與處理方法,為最終提高人們的生活質量與減少生活垃圾對人體的傷害提供可靠保障。
參考文獻:
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關鍵詞:生活垃圾;處理技術;建議
Abstract: With the increase of population, the development of social economy, highlights the pollution problem of city living garbage, therefore, to seek the scientific method for processing is an urgent research topic at present. This paper from China's current about starting related city life garbage processing technology, discusses the existing problems and the causes, and puts forward the Countermeasures of scientific and effective.
Key words: municipal solid waste; treatment technology; suggestion
中圖分類號:R124.3 文獻標識碼:A文章編號:
引言
隨著中國經濟的不斷深入發展,城市垃圾已經開始成為影響城市持續發展的重要環境問題,因此多種城市垃圾處理模式與技術開始出現,包括焚燒、堆肥、填埋等,且這種模式與技術不斷成熟。近些年以來,研究城市垃圾綜合處理已經成為世界垃圾處理的最新發展方向,也成為城市垃圾處理發展的重要內容。為了更好的為相關管理部門決策與垃圾綜合處理系統構建提供思路,文章有針對性的提出了中國城市垃圾處理技術。
1我國城市垃圾的主要處理技術
目前國外城市垃圾處理方法可分為3 種: 衛生填埋、堆肥、焚燒發電。我國目前以衛生填埋為主, 最近幾年焚燒發電呈現出明顯的上升趨勢。只有做到對垃圾進行源頭分選, 堆肥技術才可以在我國大力推廣。
1.1填埋
填埋處置是對固體廢物進行管理的綜合性科學工程技術, 填埋處置方式逐漸地由簡單的堆、填、覆蓋向包容、屏蔽隔離的工程貯存方向發展。填埋場的構造按照填埋廢物的類別和填埋場的污染防治原理可分為自然衰減型填埋場和封閉型填埋場, 還有介于兩者之間的半封閉型填埋場。城市垃圾的衛生填埋場屬于衰減型填埋場。按照國家有關標準, 填埋場的建設成本為16~26 元/ m3( 不含填埋場征地費用),運行成本為20~45 元/t , 各地因情況不同, 分別適用的工程施工和運行費用不盡相同。但填埋法有其不足之處: 一是填埋場占地面積比較大,填埋場的選址就相對困難; 二是填埋場存在著一定程度的污染, 如飄塵、滲瀝液和填埋氣體等; 三是填埋場占地時間比較長, 不利于土地資源的再利用。目前填埋是我國多數城市解決生活垃圾出路的主要方法。
1.2焚燒
城市固體廢物具有可燃性, 可進行焚燒處理。高溫焚燒過程可有效地消除有害的物質和病原體, 焚燒時產生的熱量可以用來發電和供熱。垃圾焚燒發電系統是由垃圾預處理系統、垃圾給料系統、垃圾焚燒系統、煙氣凈化處理系統、灰渣綜合處理系統、汽水系統、儀表控制系統、水處理系統、電器控制系統、汽輪機發電系統、輸配電系統等幾部分組成。有機廢物焚燒會產生酸性氣體和未完全燃燒的有機組分,所以廢氣必須經過凈化后才能排放, 廢渣要進行安全處置。垃圾發電是國家今后重點扶持的幾個領域之一。而2006 年, 中國城市垃圾焚燒處理量占城市垃圾總處理量的8%, 比例較偏低, 發展前景十分廣闊。
1.3堆肥
堆肥就是通過微生物的發酵作用, 在人工控制的條件下, 將有機物轉變為肥料的過程, 堆肥過程的產物稱作堆肥。根據發酵過程中微生物對氧的需求關系, 可將堆肥分為厭氧堆肥和好氧堆肥2 種方式。堆肥是有機固體廢物穩定化、無害化處理的重要方式之一。如果城市生活垃圾實行了源頭分選, 堆肥就可以成為城市生活垃圾資源化、能源化的一項重要技術。
2我國生活垃圾處置存在的問題、原因分析及對策
2.1我國生活垃圾處置存在的問題
2.1.1我國生活垃圾排放量大
目前我國每年生活垃圾產生總量達到55 億t左右, 約22t 排放到自然環境中, 造成較大污染。
2.1.2生活垃圾二次污染和潛在的二次污染嚴重
我國的固體廢物利用率基本接近發達國家的水平, 但利用的還不夠合理, 一部分固體廢物仍能帶來二次污染, 不加治理排放到環境中會造成水污染, 大氣污染。
2.1.3生活垃圾處置設施相對落后
至今為止我國只在深圳市建成一座固體廢物無害化安全填埋場, 這種狀況與我國每年固體廢物的大量產生量及排放量極不協調, 其它相對落后的城市沒有完整的無害化安全填埋場。
2.2我國固體廢物處置措施中存在的問題分析
2.2.1政府重視程度不夠, 投資資金缺少與技術落后
固體廢物處置需要政府較大的投入與較高的技術保證, 目前我國已開發出部分適應當前經濟技術發展的處置固體廢物技術, 但現有的處置技術水平較低, 處理處置能力薄弱, 還不能完全滿足當前的需要。
2.2.2民眾思想意識不高
人們對固體廢物危害的認識程度不夠, 大量產生固廢, 并不懂如何分類, 造成固廢處置難度加大。
2.2.3相關部門管理與監督力度不夠
我國固體廢物環境管理與監督工作起步晚, 許多工作還未廣泛開展, 大部分地區固體廢物環境管理與監督力度還很不夠。
3 處理生活垃圾的科學建議
3.1 生活垃圾根源的控制
通過減少不必要的包裝讓生活中的垃圾在根源上得以減少,同時,也可有效促進相關廢棄物的減少;倡導蔬菜與水果等在洗凈之后再出售,使垃圾中的水分得以減少; 倡導有節制的消費行為,可避免不必要的浪費。
3.2 控制垃圾的運輸過程
對于垃圾運輸過程中涉及到的設備, 尤其是開放式的應進行縮減,以免二次污染。運用密閉性的容器則可以讓生活垃圾的運輸水平、中轉與收集效率大幅度提高。
3.3 垃圾無害化處理標準的統一制定
在我國,各個城市根據當地政府的現有設施、財力和技術水平來制定各自的垃圾處理設施建設標準和工藝流程。一方面,管理垃圾處理的相關部門會出現監管不力的現象,受當地經濟和技術的制約因素較大。另一方面,目前我國各城市的垃圾處理水平差異較大, 主要是由于主管部門還沒有統一的標準和監督機制可以用來進行規范管理。所以我國迫切需要制定出統一的無害化處理垃圾的標準,這樣才能更好的進行監督和管理。
3.4 加強城市垃圾處置與技術的研究及引進
目前,我國城市垃圾的處置與利用技術、生產工藝和加工設備等都還有很大的提升空間。政府應該加大垃圾處理的人力、物力和資金的投入,積極地向發達國家學習,在引進先進技術的同時要加大自主研發資金的投入。相關科研單位也應該重視這方面的研究和技術開發與應用,相信我國在不久的將來一定會在固體廢物的處置與綜合利用方面上升到一個新的臺階。
3.5 垃圾的分類處理
為了切實做到將垃圾分類,相關部門首先可以增加回收垃圾的人員數量,擴大工作規模,盡可能在小范圍內完成垃圾的分類。其次,對于分好類送到垃圾處理站的垃圾,應建立廢品的回收、利用與處理體系,并加強該系統的建設并規范管理。
3.6 加強監管力度
各級管理部門對處理生活垃圾的設施要進行嚴格的監測和監管以確保生活垃圾的整個處理過程都是在無污染的情況下完成。
4 結束語
綜上所述,垃圾處理是一項艱巨而又關系到整個社會發展的大事,處理好生活垃圾需要各個部門乃至每公民的共同努力。首先,要從源頭上減少垃圾排放;其次要加大垃圾處理的資金投入,不斷完善相關的法律法規;第三,要加大新技術的開發應用,這樣才能更好的健全整個垃圾處理體系,從而為全面建設和諧的、生態的小康社會而貢獻力量。
參考文獻
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[3]吳克,蔡敬民,俞志敏,等.合肥市城市生活垃圾管理現狀和實施措施[J].環境衛生工程,2005,13(3):4-7
大家好!上次已經講了未來垃圾處理方法的第一種,下面來講垃圾處理方法的第二種。
每個月把全國的垃圾遠到一個大倉庫。這些垃圾在一個大水池里腐爛,然后在水池里放上強力石灰,過一陣
著等垃圾化成污水時,把污水順著管道流入凈水池里。污水凈化后,最后流入田地里灌溉莊稼。
聽得很過癮吧,下次告訴你更好玩的“未來”事。
【關鍵詞】 填埋場 滲濾液 處理方法
1 滲濾液的產生
垃圾處理廠填埋是我國目前垃圾處理的基本方法之一。但是垃圾填埋場中滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。滲濾液是填埋場中液體重力流動的產物,主要來源于雨水和垃圾內的水分。滲濾液的成分個體差異很大,主要取決于填埋場的運行時間、地表深度、生物環境及垃圾成分。另外,當地降雨情況、填埋場的地質情況及覆土層的性質等因素影響滲濾液產生多少。滲濾液產生有三個部分:一是外部水分滲入垃圾中,主要是降水、地表水和地下水;二是垃圾自身的水分;三是垃圾中有機微生物分解產生的水。由于影響滲濾液成分的因素包括物理因素,化學因素以及生物因素,所以滲濾液個體差異較大,沒有共同性,本身有復雜性和污染性。如不加以處理而直接排放進環境,會造成嚴重的環境污染。以保護環境為目的,對滲濾液的處理是必不可少的。
2 滲濾液的特性
滲濾液具有不同于其他污水的特點,比較難處理,主要有以下特點:
(1)滲濾液組成成分比較復雜,含有多種有毒有害的物質。其中有機污染物多達77種(其中促癌物、輔致癌物5種),還含有難以生物降解的酚類化合物和苯胺類化合物等各種危險有機物。(2)垃圾滲濾液中化學需氧量、五日生化需氧量濃度可達到每升數千到幾萬毫克,和一般污水相比,濃度大的驚人。(3)垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子,其中鐵的濃度可高達2050mg/L,鉛的濃度可高達12.3mg/L,鋅的濃度可高達130mg/L,鈣的濃度可高達4200mg/L。(4)氨氮含量很高,且隨填埋場的運行時間增加而升高,最高濃度可以達到每升數千到數萬毫克,嚴重抑制和降低了生物處理中微生物的活性。(5)營養元素的比例失調。由于氨氮含量高,C/N的比值經常出現失調的情況:且磷元素缺乏,一般BOD5/TP大于300,比值與微生物所需要的碳磷比(100:1)相差很遠。這些性質給垃圾滲濾液的處理帶來了一定難度。
3 滲濾液的影響與危害
滲濾液的組成成份十分復雜,而且如果滲透土壤,就會給周圍的地下水帶來嚴重污染,從而影響人類健康。據監測,通常在距離垃圾填埋場最近的地下水中有害物質的含量和種類最多,而且一千米外仍然含有有機污染物。另外,滲濾液還有滲透持續時間長、污染物濃度高、個體差異大等特征,給治理工作帶來很大困難。地下水源和周圍土壤一旦被污染,想通過人為凈化補救,基本上很難實現,費用也極其昂貴,從而會給環境和人民健康帶來不可估計的損失。
4 滲濾液的處理方法
垃圾滲濾液的處理是城市垃圾填埋場正常運行的必不可少的環節之一。很多不同的處理方法都在研究討論中,但是現在垃圾滲濾液處理的方法主要是生物處理、物化處理和土地處理。
4.1 生物處理
垃圾滲濾液的生物處理可分為厭氧和好氧處理2種,主要是利用微生物的分解作用、硝化和反硝化作用來去除滲濾液中的有機物和氨氮。
(1)厭氧生物處理技術:厭氧生物處理的運用已有近百年的歷史。但直到近20年來,隨著微生物學、生物化學等學科的發展和工程實踐經驗的積累,不斷開發出新的厭氧處理工藝,克服了傳統工藝的水力停留時間長、有機負荷低等缺點,使它在處理高濃度的有機廢水方面取得了良好的效果,而且對水質、水量的變化具有很強的適應能力。它構造簡單,設有氣、水、液三相分離器。且不需要攪拌和水力回流、污泥回流等機械設備,耗能和建造費用少,維護管理容易。
(2)好氧生物處理技術:好氧生物技術在垃圾滲濾液處理中運用廣泛,其主要有:活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、好氧膜生物反應器等處理方法。生物膜法和活性污泥法是在本世紀發展起來并得到廣泛運用的污水處理工藝。垃圾滲濾液作為高濃度的有機廢水,生物膜法和活性污泥法在其處理當中運用比較廣泛。活性污泥法因其費用低、效率高而在垃圾滲濾液的處理中得到廣泛的應用。這些方法對降低垃圾滲濾液中的BOD5、CODcr和氨氮有一定的效果,還可以去除另一些污染物如鐵、錳等金屬離子。生物膜法具有耐水量沖擊的優點,可用于復雜的水質,而且生物膜上能夠生長世代較多的微生物,如硝化菌之類。我國也進行了低氧一好氧兩段活性污泥處理垃圾滲濾液的研究,杭州天子嶺填埋場采用該法處理滲濾液,但效果不穩定。
4.2 土地處理
土地處理是人類最早采用的污水處理方法。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統(SR)、快速滲濾系統(RI)、表面漫流(OF)、濕地系統(WL)、地下滲濾土地處理系統(UG)以及人工快速滲濾處理系統(ARI)等多種土地處理系統。土地處理主要通過土壤顆粒的過濾,離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過十壤中的微生物作用,使滲濾液中的有機物和氮發生轉化,通過蒸發作用減少滲濾液量。目前用于滲濾液處理的土地法主要是回灌和人工濕地。
但是土地處理系統多用于城市污水處理,在垃圾滲濾液的處理中也有人作過研究,認為施澆垃圾滲濾液后土壤的養分含量提高,通氣空隙增多,土壤的肥力明顯提高,但是對于重金屬和有毒有害物、質濃度高的垃圾滲濾液不大適合。英國也有運用回灌法處理滲濾液的例子,但是被認為是一種非徹底的滲濾液處理方法。
4.3 物化處理
物化法和生物處理相比,物化法不受水質水量的影響,出水水質比較穩定,尤其對BOD5/CODcr比值較低,難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。物化處理一般作為垃圾滲濾液處理中的預處理和深度處理,前期的物化預處理可以去除大部分垃圾滲濾液中的有毒金屬離子和懸浮物。物化處理還能去除一些很難生物降解的有機物(腐植酸、富烯酸和鹵代烴類化合物)。所以物化處理方法又常放在垃圾滲濾液的深度處理中。
1 內黃縣基本概況
內黃縣位于河南省北部,東界濮陽清豐縣,南臨鶴壁浚縣,西臨湯陰縣,北臨河北省魏縣.地理座標為東經114°35′-114°,59′,北緯35°39′-36°09′,南北平均長55公里,東西平均寬21.1公里,總面積1161km2。目前內黃縣全縣人口70萬人,縣城人口12.7萬人 , 內黃縣城市生活垃圾年產生總量約為5萬噸,已全部進入垃圾處理場進行處理。
2 內黃縣城市生活垃圾污染危害
內黃縣城在垃圾處理場未建成以前,垃圾堆放在縣城西南司楊莊村旁的大坑內,未設滲瀝液導排和甲烷收集導排設施,也未作任何的防滲處理,污染得不到有效控制。城市生活垃圾的危害主要有:(1)垃圾堆放侵占了大量農田;(2)垃圾露天堆放,有機物分解產生惡臭并釋放大量氨、硫化物等有害氣體,其中含有機揮發氣體達100多種,這些釋放物中含有許多致癌、致畸物。塑料膜、紙屑和粉塵則隨風飛揚形成“白色污染”,嚴重污染了大氣和城市的生活環境;(3)垃圾不但含有病原微生物,功能在堆放腐敗過程中還會產生大量的酸性和堿性有機污染物,并會將垃圾中的重金屬溶解出來,形成有機物質,重金屬和病原微生物三為一體的污染源,雨水淋入產生的滲濾液必然會造成地表水和地下水的嚴重污染;(4)垃圾中有許多致病微生物,同時垃圾往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的孳生地,這些必然危害著廣大群眾的身體健康;(5)垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放過程中會產生甲烷等可燃氣,遇明火或自燃易引起火災,造成重大損失。
3 國內外垃圾處理方法
3.1 垃圾處理方法概述
城市生活垃圾成分復雜,與當地經濟發展水平、能源結構、氣候條件以及居民生活習慣有關,其處理方法沒有統一的模式。但不同的處理技術、處理方法最終都以垃圾的無害化、減量化及資源化為目標??偟膩碚f,國內外在城市生活垃圾處理方面普遍采用的處理方法主要有三種:衛生填埋法、堆肥處理法、焚燒法。這三種處理方法的適用條件和處理效果各有其特點。
(1)衛生填埋法:在垃圾填埋場的水平方向和垂直方向分別進行防滲漏處理,將垃圾污水收集后集中處理,并將填埋場產生的氣體進行收集處理。在填埋作業過程中,采用壓實消毒、覆土等措施,盡量減少對周邊環境的影響,避免產生二次污染。衛生填埋技術成熟,作業機械設備相對較簡單,一次性投資相對較小,處理成本相對較低,且處理量較大。
(2)堆肥法:堆肥是對垃圾進行資源化利用的有效方式,其處理方法是在人工控制的厭氧或好氧條件下,利用自然中的各種微生物,對垃圾中的各種動物、植物性有機物進行分解,形成穩定的腐殖質,同時殺滅垃圾中的各種致病微生物,達到資源化和無害化的目的。
采用堆肥法處理城市生活垃圾可通過前分選對垃圾中的有用成分進行分選回收,其堆肥產品可以作為土壤改良劑施用于農田,也可以進一步加工生產高效復合肥。但垃圾堆肥要求垃圾中有機物含量較高,一般不低于40%為宜。該方法投資相對較大,處理成本相對較高。
(3)焚燒法:垃圾焚燒是利用高溫使垃圾中碳水化合物轉化成CO2和H2O,同時在高溫條件下殺滅垃圾中的細菌與病毒,并對垃圾焚燒過程中產生的熱能進行合理的利用,對焚燒過程中產生的煙氣進行嚴格的處理。垃圾焚燒處理對垃圾的熱值要求較高,要求每千克垃圾低位熱值不宜低于800千卡。由于垃圾焚燒產生的煙氣中含有二惡英等多氯苯物質,會對大氣造成嚴重的二次污染,因此必須對煙氣進行嚴格的處理后才能排放。該方法焚燒設備昂貴,一次性投資大,運行費用也很高。
3.2 國內生活垃圾處理概況
近年來我國城市生活垃圾處理行業取得了快速的發展,在中央國債的支持下,地方政府加大了投入的力度。垃圾衛生填埋場技術規范經過2001年和2004年兩次修訂,2007年又增加了CJ113-2007《生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范》,已經在填埋場防滲、滲濾液處理、填埋氣體控制等方面達到國際上較高標準。“十一五”期間,一大批垃圾處理項目按照新標準開工建設并相繼投入使用,極大地提高了我國城市生活垃圾處理能力。填埋是我國目前大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法, 85%的城市生活垃圾采用填埋處理。在填埋處理中,有近80%的屬于簡易和受控填埋場。這些填埋場大多有以下特點:不能做到及時覆蓋;不具備完善的垃圾滲濾液收集、排導和處理設施;沒有完善的填埋氣體排導和處理設施。特別是填埋場的滲濾液,許多填埋場還未能達到達標排放。采用堆肥方式處理的生活垃圾占無害化處理總量的4%。堆肥處理可分為簡易堆肥、好氧高溫堆肥和厭氧消化三類。我國有約10%的城市生活垃圾采用焚燒處理。隨著我國東南部沿海地區和部分大中城市的經濟發展和生活垃圾低位熱值的提高,不少城市已將建設生活垃圾焚燒廠提到了辦事日程,正在積極組織實施,目前處于快速發展階段。
4 內黃縣城市生活垃圾成分與處理技術、工藝
分析
內黃縣城市生活垃圾主要來自居民家庭、飲食服務行業、商業、公共場所、街道清掃和集貿市場等,其中不可回收垃圾中有機成分含量約占25.0%,無機成分含量約占65.0%。垃圾成分以不可回收無機物為主,占生活垃圾總成分的90.0%左右。
根據內黃縣城市生活垃圾的成分組成、自然條件與經濟條件分析,內黃縣城市生活垃圾采取焚燒工藝投資過高,財政難以承受。采用堆肥處理,目前的垃圾有機組分達不到堆肥要求。采用衛生填埋處理從投資和處理工藝上均比較符合內黃縣的實際情況,也符合我國縣級城市的實際情況。目前內黃縣的垃圾處理采用衛生填埋處理工藝,同時采用了人工防滲技術,對填埋庫區進行了防滲處理;對填埋氣體進行了集中燃燒處理。經監測滲濾液中BOD與COD比值大于0.45,對滲濾液采取的處理工藝為“一體化生化處理系統(包括混凝沉淀池+A/O+MBR膜反應器)+納濾+反滲透”污水處理裝置。在填埋過程中采取了及時覆土、灑水、消毒等措施 ,使填埋場對周圍環境的影響降到最小。該項垃圾處理工程目前已通過省市環保部門的驗收,取得了明顯的環境效益和社會效益。
5 未來城市生活垃圾處理對策的趨勢
隨著城市化進程的快速發展,內黃城市垃圾產生的數量將會增加,垃圾填埋場的服務年限逐漸縮短(該處理場服務年限為11年)。由于垃圾填埋處理需占用大量土地,因此垃圾需要減量,要限制過度包裝,減少一次性消費產生的生活垃圾,改變燃料結構,提高燃氣普及率和集中供熱率,減少煤灰垃圾產生量。再者積極開發垃圾分類收集,垃圾分類收集是實現垃圾資源化的最有效途徑。通過分類收集,不僅可直接回收大量的廢舊原料,實現垃圾減量化、資源化,而且可以減少垃圾運輸費用,大大簡化垃圾處理工藝,降低垃圾處理成本。有機物含量大于40%的垃圾在垃圾分類的基礎上進行高溫堆肥處理。隨著經濟的發展,垃圾填埋標準越來越高,填埋比例逐步下降,垃圾焚燒將會穩步發展,垃圾焚燒產生的熱能應盡量回收利用。
參考文獻
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關鍵詞:城市生活垃圾,焚燒、飛灰,重金屬,高溫處理、水泥固化、化學穩定化處理
Probe into Methods of Municipal Solid Waste Incineration Fly Ash Disposal
Abstract:This paper firstly illustrates the generation mechanism, physical characteristics and leaching toxicity of municipal solid waste incineration fly ash; and then summarized analysis has been carried out on three MSWIA disposal methods: high temperature treatment, cement solidification and chemical stabilization treatment, status and some problems are analyzed and discussed, finally, the advantages and disadvantages of three disposal techniques are compared.
Keywords:MSW; fly ash; MSWIA; heavy-metals; high temperature treatment; cement solidification treatment; chemical stabilization treatment
中圖分類號: R124.3 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104
引言
城市生活垃圾又稱城市固體廢棄物,它是指城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物以及法律行政法規規定視為城市生活垃圾的固體廢棄物[1][2]。人類社會的不斷進步促使物質和消費的不斷增加,隨之城市生活垃圾量也在與日俱增,平均年增長率在2%~5%[3],處理能力不到四成,長期積累的巨量垃圾,形成了世界性的垃圾公害與災難,不斷侵害人類的居住環境,威脅未來人類的生存?!袄欠佩e了地方的資源”,“垃圾是地球上惟一增長的資源[4-6]”,如好好利用的話藏金逾千億。垃圾處理產業已成為二十一世紀投資熱點[7]。
垃圾填埋由于運行費用及技術要求較低,一直被認為是處理不可回收垃圾的最便利而且便宜的處理方法。垃圾填埋是我國目前主要的垃圾處理手段。據統計:全國共有城市生活垃圾處理設施345個(和臺、港、澳地區未統計),其中垃圾填埋場298個占86.4%[8],然而這種簡便易行的方法也會帶來很多的問題,例如:填埋場瀝出物對地表水的污染,臭氣的擴散,土壤污染。更嚴重的是原始垃圾中的有毒物質在填埋場內處于一種未知的沒有控制的狀態尤其是在中國這種城市固體廢棄物產量多,人口密度大填埋場地有限的國家,城市固體廢棄物處理是一個嚴峻的問題[9]。與衛生填埋相比垃圾焚燒可以有效的去處垃圾中的頑固有機污染物,并且可以有效的縮減垃圾體積[10]。而堆肥等其它由于對垃圾成分和種類有特殊的要求難以大規模推廣。垃圾焚燒已經成為應用最為廣泛的垃圾處理方式。
1 飛灰產生及特性
生活垃圾焚燒處理后產生的固體殘渣大約占垃圾重量的30%~35%,其中底渣占25%~30%,其余是飛灰,占5%左右。垃圾焚燒產生的底灰中重金屬含量較少,尤其揮發性金屬如:Hg、Pd、Cd、Zn含量更少,主要是一些親巖性的金屬如:Ni、Cr、Cu等,被認為是沒有毒害的。而飛灰由于比表面積大,在煙道中重金屬通過異相沉積和表面吸附作用在飛灰表面富集。飛灰中含有很高濃度的可浸出Pb、Cd、Hg、Zn等有毒重金屬。而且飛灰中還含有少量的劇毒物質二噁英(PCDDs\PCDFs)。我國的《危險廢物污染防治技術政策》(國家環境保護總局,2001)中第9條對飛灰的規定:生活垃圾焚燒產生的飛灰必須單獨收集,不得與生活垃圾、焚燒殘渣等其它廢物混合;不得與其它危險廢物混合;不得在產生地長期貯存;不得進行簡易處置及排放。生活垃圾焚燒飛灰在產生地必須進行必要的固化和穩定化處理之后方可運輸。
2 飛灰處理方法
飛灰處理的主要目的是對飛灰中的重金屬成分進行固化和穩定化。防止飛灰中的重金屬在填埋場或是資源化利用時的滲出。國外的飛灰處理技術已經比較成熟,國內對飛灰的無害化處理及資源化利用也做了很多有意義的研究。
2-1高溫處理:
飛灰的高溫處理主要指飛灰的指玻璃化\玻璃陶瓷化。通過將飛灰在一個較高的溫度熔融固化,可以有效的分解飛灰中的有毒有機化合物(二噁英)[11]。并且在高溫下二氧化硅(SiO2)會形成網狀晶格將重金屬禁錮在晶格內從而生成穩定的惰性熔渣。飛灰的高溫處理可以有效的減小其體積和重量(1/2左右)。
Alexander Karamanova等人通過添加適當比例(30~40 wt.%)的二氧化硅,比較了在不同的升溫速率和顆粒直徑的熔融效果的影響,發現:較高的升溫速率(20~30oC/Min)和較大的顆粒直徑(1~2mm)對于生成力學性能好(抗壓強度360±100 MPa,抗彎強度48±13MPa),內孔少,表面晶體占主導地位的熔渣是比較有利的[12,13]。然而Alexander Karamanova認為飛灰中某些重金屬(Cr, Cd, Cu)的含量較高,并沒有對更少SiO2添加量的飛灰-SiO2混合物熔融特性做進一步的研究。事實上我國嚴建華、李建新等人研究發現:在Alexander Karamanova等人的研究溫度下(>1200oC)Cr, Cd, Cu等金屬有均有較高的蒸發率[14, 15]。而且考慮到SiO2晶體網格對重金屬的禁錮作用,對更少SiO2添加量的飛灰-SiO2混合物熔融特性做進一步的研究是比較有意義的。
由于MgO2的存在對SiO2網格結構有削弱作用,從而導致重金屬的浸出量增加。Young Jun Park等人研究了不同飛灰(MSWA)、SiO2、MgO比例時熔渣的機械性能和化學穩定性,發現玻璃質成分的形成隨著SiO2成分的增加而增強,隨MgO成分的增加而削弱。重金屬慮出與玻璃質的形成表現出相似的規律。MgO添加量較少時使抗彎強度有所增加,而對抗壓強度影響不大。
目前國內對飛灰熔融特性的研究還處于起步階段,而且現有的研究也主要集中在飛灰自身(raw ash)的物理、化學性質的研究,如:熔融時飛灰中重金屬的揮發特性、飛灰浸出特性、成分等。而對飛灰熔渣特性及飛灰熔融時產生的廢氣和二次飛灰的處理幾乎是空白。對于不同添加物(SiO2 、CaCl2等)對飛灰熔融的影響,嚴建華、李建新等人做過添加NaCl、CaCl2、PVC對重金屬蒸發的影響[14,15],但是對于添加物對于熔渣特性影響國內少有報道。
2-2 水泥固化
飛灰的水泥固化是指將水泥、沙等物質按一定的比例加水混合的水泥灰漿中的部分水泥用飛灰代替。由灰中高含量的對水泥灰漿的后期硬度的發展不利,飛灰在水泥固化前一般都要先經過水洗,出去飛灰中的可溶性鹽(主要是NaCl、KCl)。由于水泥漿體pH值高,則重金屬可能同或硅酸鹽結合成含鈣的鹽類;吸附在高比表面積的C—S—H粒子上;進人晶體結構中。在硬化水泥漿體的C—S—H結構中,Zn會取代C—S—H中的Ca或與C—S—H表面的Ca反應形成含Ca和Zn的氧化物.Pb通常存在于水泥熟料顆粒的表面,抑制水泥的水化,這主要是由于Pb的化合物如碳酸鹽、硫酸鹽等都是不溶性的,表面能低[16]。 Cu通常在水泥顆粒表面形成不溶性的沉積物,從而延緩了水泥的水化。研究發現飛灰的組分在某些方面具有跟硅酸鹽水泥或高礬土水泥具有近似的性質。飛灰中的重金屬粒子會大大延緩水泥的凝結,而的存在的會促進水泥漿體的凝結。兩者共同作用的結果是使得水泥凝結時間變化不大。研究表明飛灰以不同的比例(添加重量
2-3化學處理
化學穩定化處理是將飛灰、水、化學藥劑按一定的比例混合,將飛灰中重金屬轉化為低溶解性、低遷移性、低毒性物質的處理方法[16]?;瘜W藥劑通過兩種途徑降低飛灰中重金屬的浸出量:①將飛灰中的部分重金屬溶出,降低飛灰中可溶出重金屬的總量;②跟飛灰中的重金屬形成不溶的穩定化合物,限制重金屬的溶出。常用的化學藥劑可以分為有機藥劑和無機藥劑兩種。有機藥劑主要是一些鰲合物如:乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙撐三胺(DTPA)、皂角苷(saponin);無機藥劑主要是: Na2S、硫脲((NH2) 2CS)、硫酸鐵(FeSO4)等。通過有機鰲合物處理,隨著有機藥劑及其添加量、PH值的的不同,20–50%的鉻(Cr), 60–95%的 銅(Cu), 60–100% 的鉛(Pb),以及50–100%的鋅(Zn)在PH為3~9的范圍內可以被浸取出來,同時鰲合物同飛灰中殘留的重金屬形成不可溶的重金屬鰲合物,從而大大降低處理后飛灰的可浸出重金屬量。FeSO4藥劑通過在飛灰表面形成CaFe2O4晶相限制飛灰內部的重金屬的溶出。然而在較低的PH值環境下CaFe2O4晶相會被破壞,飛灰內部的重金屬會重新溶出。Na2S、硫脲((NH2) 2CS)通過將可溶的重金屬物質轉換不溶物,以Pb2+為例:
達到限制重金屬溶出的目的;通過化學藥劑處理后的飛灰的重金屬浸出量基本上可以達到浸出標準,但是在極端情下(PH值
3 總結
高溫處理處理飛灰具有較廣的適應性,可以處理各種不同組分的飛灰,一般不需要進行飛灰的預處理。是唯一可以同時去除穩定的有機污染物(POP)和縮減飛灰體積的處理方法[10],各項研究均表面該方法處理后殘余的灰渣有較好的穩定性及物理性能,可以直接填埋或者作為建筑材料回收利用。然而該方法由于需要較高的處理溫度(1100~1500oC)和專門的焚燒設備初投資和能量消耗均較高。
水泥固化因需要的設備、操作要求簡單并且處理費用低二得到廣泛的應用。水泥固化由于前面所提到的對水泥漿體后期硬化的影響,為提高水泥固化后硬化漿體的硬度并且防止可溶性鹽的溶出一般需要對飛預先進行水洗處理。然而水泥固化處理會增加的飛灰體積3~8倍,初步研究還發現水泥固化后某些金屬的浸出濃度滿足:
式中:a,b 為常數;t 為浸取時間; y 為金屬浸出濃度。
可以認為水泥的存在只是延緩了重金屬的浸出速度,并沒有減少重金屬的浸出總量。水泥老化后及破損后重金屬的浸出特性及水泥固化后重金屬的長期特性還有待進一步的研究。
化學藥劑處理方法與水泥固化處理一樣具有設備、操作要求簡單的特點。但是處理效果較好的鰲合劑價格昂貴,重生困難,而且化學穩定處理后的飛灰對環境的長期影響還需要研究。這在一定程度上限制了化學處理法的應用。
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