论城市垃圾的处理方式对环境的影响应化1124 高勇摘要:随着国名经济的发展、城市人口的增加和人民生活水平的提高,城市生活垃圾也异常迅速地增加。
据估计,今后我国城市生活垃圾将以每年10%左右的速度增加,因此科学、合理、经济、有效地消纳城市生活垃圾已成为现代环境保护工作中一个刻不容的问题。
本论文对城市生活垃圾的现状进行了综述,分析了城市生活垃圾的特点介绍了目前国内外较成熟的生活垃圾处理技术:堆肥法、填埋法、焚烧法和热解法,及这些处理技术存在的问题,和发展前景预测。
关键词:生活垃圾;特点;处理技术;问题分析;前景预测前言垃圾处理产生的市场效益,近年来广为人们重视。
目前,许多国家都有一些变废为宝的经验。
随着经济的发展,势必产生越来越多的垃圾,垃圾的终极处理问题也就被提到日程。
一位哲人说:垃圾是放错了位置的财富。
垃圾的最终归宿将是没有垃圾。
正因为如此,人类对于垃圾的处理方式和观念发生了根本变化正文1.城市垃圾问题的现状我国是世界上垃圾包袱最重的国家。
我国城市垃圾堆存量目前已达66亿t,占用耕地35亿多m2。
全国有200个城市陷入垃圾包围之中。
有1/4的城市不得不把解决垃圾危机的途径延伸到乡村。
以2.6亿人口的城市为例,如以每人每年产生440kg垃圾计算,年产生垃圾量为1.14亿t,尤其是城市垃圾的二次污染,导致城乡结合带区域生态环境恶化。
目前,全国一些地方城市垃圾处理的总体水平还很落后,管理体制不顺,经费不足,垃圾处理的科技水平和基础设施相对落后,不能适应城市建设、管理和环境保护的需要.2:不同的处理方式及流程(示意)图目前,我国的城市垃圾的主要处理方法有填埋处理、堆肥处理、焚烧处理和热解处理这4种。
2.1填埋处理填埋是现阶段我国垃圾处理的主要方式,其优点在于投资少处理量大见效快; 但占地面积大,并且虫蝇乱飞,污水四溢,臭气熏天,严重地污染环境填埋作为垃圾处理的最终处理手段,如在事先经过科学分类,将大幅降低垃圾填埋量,延长填埋场的使用年限,节省土地资源可再生利用资源经甄选而不进入填埋场,不但可以减轻对附近环境的影响,还能带来巨大的潜在经济收益。
填埋示意图2.2堆肥处理堆肥法是利用自然界广泛存在的微生物的新陈代谢作用,在适宜的条件下,进行微生物的自我繁殖,从而将可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质。
堆肥处理适合于处理易腐烂、可降解有机物质含量较高的垃圾,可以使其中的有机成分转化为可供施用的肥效物质,同时消除其环境污染,杀灭垃圾中的病菌,具有无害化和资源化特征,是处理有机垃圾最有效,最适宜的技术手段之一。
堆肥法示意图2.3焚烧处理焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。
实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。
垃圾焚烧后,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垃圾的能源化,因此是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术。
焚烧示意图2.4热解处理热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏,使有机物产生裂解,经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体,从中提取燃料油、可燃气的过程。
热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。
低温、低速加热的条件,有机分子有足够时间在其薄弱的接点处分解,重新结合为热稳定性固体,而难以进一步分解,固体产率增加。
高温、高速加热条件下,有机物分子结构发生全面裂解,生成大面积的低分子有机物,产物中气体成分增加。
对于粒度较大的有机物原料,要达到均匀的温度分布需要较长的传热时间,其中心附近的加热速度低于表面的加热速度,热解产生的气体和液体也要通过较长的传输过程,这期间将会发生许多二次反应。
热解处理示意图3.不同处理方式的经济技术分析3.1填埋处理其优点在于投资少处理量大见效快; 但占地面积大,并且虫蝇乱飞,污水四溢,臭气熏天,严重地污染环境填埋作为垃圾处理的最终处理手段,如在事先经过科学分类,将大幅降低垃圾填埋量,延长填埋场的使用年限,节省土地资源可再生利用资源经甄选而不进入填埋场,不但可以减轻对附近环境的影响,还能带来巨大的潜在经济收益因此进行垃圾分类处理可以减少垃圾处理量和处理设备,降低处理成本,减少土地资源的消耗,具有社会经济生态3 方面的效益。
3.2堆肥处理采用堆肥法处理垃圾具有悠久的历史,不失为一种经济有效的方法。
堆肥法在实现生活垃圾无害化的同时,生产出含腐殖质较高的有机堆肥,回收资源3.3焚烧处理采用焚烧法处理生活垃圾是工业发达国家广泛采用并且是卓有成效的办法。
实践证明,焚烧法能够最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化,而且具有占用土地资源最少的优点。
该法最大的问题是建厂投资高、操作运行费用较高、设备比较复杂;同时,为了保证垃圾正常燃烧,要求垃圾具有一定热值。
根据经验,垃圾低位热值大于3 350k.1 }g 即可维持焚烧炉正常燃烧,而无需添加辅助燃料。
3.4热解处理由于热解在物质回收方面和防止环境污染方面远优于焚烧过程,所以一出现即受、因热解是在绝氧或极低的氧的还原条件下进行的,因此产生的NOx、SOx、HCl 等公害物较少,生成的气体或油能在低空气比下燃烧,废气量较少,对大气的污染也少。
热分解残渣中,腐败性有机物量少,能防止填埋场的公害。
排出物密度高,结构致密,废物大大被减容,而且灰渣被熔融,能防止重金属类溶出。
能转换成有价值的能源。
垃圾与废塑料的热解都可以得到多种有用的物质,主要是可燃性的气体或液体,最后的固态产物是以游离碳为主的残渣。
这些产物中的一部分可以直接作为化工合成原料,一部分可以作为优良的辅助燃料到环保人员的重视。
4.不同处理方式对环境的影响4.1填埋处理填埋场占地面积大,同时存在严重的二次污染,例如垃圾渗出液会污染地下水及土壤,垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量,另外,垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患,排放到大气中又会产生温室效应。
而且填埋场处理能力有限,服务期满后仍需投资建设新的填埋场,进一步占用土地资源。
4.2堆肥处理垃圾成分多为有机餐厨垃圾,如今垃圾主体包含塑料袋电池有毒金属等有害物质,堆肥产品混入这类物质就会带入土壤造成二次污染4.3焚烧处理垃圾焚烧也存在环境污染隐患,焚烧产生的大量烟气,产生的烟气必须净化,净化技术难度大、运行成本高。
焚烧产生的残渣还必须消化。
还有,焚烧设备一次性投资大,运行成本高。
4.4热解处理高温热解技术是在近几年研究开发出来的一种垃圾处理新技术。
90年代初,国外科学家研究发现垃圾焚烧过程中会产生对人体极其有害的致癌物—二恶英5.各自处理方式的发展前景预测近几年我国垃圾焚烧处理发展迅速,国家政策鼓励和支持发展垃圾焚烧处理,对于焚烧发电有一定的经济补贴。
随着经济的发展和土地资源的日益稀缺,对土地资源占用最少的焚烧处理将会有更大的发展潜力。
在大力推进焚烧处理的同时,应加快引进国外技术的吸收,实现技术和设备的国产化,降低垃圾焚烧厂建设和运营成本。
气化熔融焚烧技术是一种新型的垃圾焚烧技术,它的技术原理是将生活垃圾中的有机成分气化和无机成分熔融相结合,完全燃烧完垃圾中可燃成分的同时熔融焚烧后的无机灰渣,并回收灰渣中的有价金属、熔融渣等有用物质,所以在更高效地回收生活垃圾中的资源、能源的同时,能满足更严格的生活垃圾焚烧污染排放标准,使二噁英、呋喃类、重金属等剧毒二次污染物排放值降至最低,接近零排放化;熔融后的熔渣是一种优良的建筑材料,不仅提高了资源利用率,而且减轻了填埋处置场的负担。
卫生填埋技术,作为垃圾处理必不可少的最终处理手段,长期时间内仍会是我国最主要的城市生活垃圾处理方式。
近年来,填埋技术在填埋场稳定化技术方面的研究逐渐增多。
生物反应器填埋技术是近 20 年来发达国家发展起来的一种新的填埋技术,通过回灌渗滤液等控制手段,改善填埋场内部微生化环境,促进垃圾降解,加速垃圾稳定化进程,从而减少渗滤液处理量、缩短产气时间和封场后的维护时间、降低垃圾处理成本。
近年来,在美国、欧洲、日本、澳大利亚、南美等国家和地区,生物反应器填埋场已经有很多成功设计和运行的实例,成为了卫生填埋的发展趋势。
如果能解决我国填埋场普遍存在防渗层性能、临时覆盖、建设形式和监测手段等问题,这种新型的填埋场在我国将会有广阔的发展前景。
堆肥处理生活垃圾目前的发展前景堪忧,但是,将堆肥作为一种预处理手段则有很多优点。
有研究表明,通过堆肥预处理可使生活垃圾含水率大大下降,并可以加速垃圾的稳定进程,这有利于减少垃圾填埋渗滤液产生量以及减少渗滤液中有害物质含量,同时,也能提高垃圾焚烧的处理效率。
堆肥处理要取得发展,关键是要降低堆肥成本,提高产品质量,开辟市场渠道,但前提是必须实现有机垃圾的分类收集。
垃圾成分是影响技术的关键因素,我国生活垃圾的成分较为复杂无论是填埋、焚烧或是堆肥,在目前的实际处理中都存在不少问题,用单一的处理技术无法实现垃圾减量化、资源化及无害化的总目标。
城市生活垃圾综合处理是将填埋、焚烧和堆肥等技术的优点有机结合、综合为一体的技术。
该技术可以使垃圾得到合理处理和利用,资源得到充分回收利用,处理效率高,同时又避免了单一处理的缺点。
在垃圾综合处理中,先将其中60%~70%的有机物用于生产堆肥,然后把垃圾中剩余的可燃有机物进行焚烧处理,最后将无机垃圾以及堆肥和焚烧处理后的残余废物进行填埋处理。
这样不仅可以避免高水分含量给焚烧带来的成本增加,也可避免渗沥液造成严重的二次污染,同时还可促进城市生态循环,实现垃圾的资源化、无害化,降低总投资和运行费用,获得良好的经济效益。
目前,综合处理技术在国内外均有研究,我国天津等地也已建有小型垃圾综合处理厂。
可以预见,综合处理是未来我国城市生活垃圾处理的优先发展方向。
6.结论从系统管理的角度出发,抓好垃圾源头减量工作,尽量少产生垃圾,将已产生垃圾最大程度回收利用,再通过卫生填埋、堆肥、焚烧制能等工程技术措施减容及进一步资源化,是符合循环经济和可持续发展要求的做法。
综合分析垃圾处理技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的无害化、减量化、资源化效果等方面,卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下,采用三种主要方法适当组合,能取得更大的环境效益。
依据科学发展观和循环经济的理论,按照可持续发展的要求,我国现阶段垃圾处理工艺选择的总体思路是:巩固完善现有的卫生填埋技术,稳步发展焚烧处理技术,充分重视生物处理技术,探索和鼓励资源再利用和综合处理技术。
参考文献[1]沈东升主编.生活垃圾填埋生物处理技术[M]. 北京:化学工业出版社,2003.[2]国家三部委关于印发生活垃圾处理技术指南的通知[3]陈强生活垃圾的特点及处理技术探讨中国新技术新产品, China NewTechnologies and Products, 2011年 03期[4] 姚为; 赵卿城市生活垃圾处理技术综述广西轻工业, GuangxiJournal of Light Industry, 2010年 04期[5] 赵鹏; 王木平; 城市生活垃圾处理技术和资源化应用探讨再生资源与循环经济, Recyclable Resources and Circular Economy, 2010年 04期。