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傳統廢棄物回收利用的現狀及問題

國內外垃圾處理技術現狀

目前,國內外廣泛采用的城市生活垃圾處理方法主要有衛生填埋、堆肥、焚燒和發酵產沼氣。2008年的統計數據顯示,焚燒是發達國家處理生活垃圾的主要方式,日本、新加坡、法國、比利時、德國、荷蘭、瑞士、丹麥和瑞典的焚燒比例分別為79%、465、438+0%、32%、36%、35%、39%、59%和54%。

近年來,隨著土地資源的日益短缺和垃圾熱值的不斷增加,我國焚燒方式的比重呈上升趨勢,堆肥處理在縮小,衛生填埋場的數量和處理能力在增加。據中國住房和城鄉建設部近期統計,截至2010年9月,全國城市、縣城和部分城鎮已建成生活垃圾無害化處理設施849個,其中衛生填埋場676個,堆肥廠90個,焚燒廠90個,綜合處理廠76個。無害化處理能力399702噸/日,其中衛生填埋281.927噸/日,堆肥1.950噸/日,焚燒68865噸/日,綜合處理46960噸/日。衛生填埋、焚燒和堆肥處理能力比例分別約為70.5%和65438。

1.1衛生填埋法

衛生填埋是國內外廣泛采用的垃圾處理技術,也是不可或缺的垃圾最終處理技術(王偉,2008)。由於土地面積大,填埋的成本比美國焚燒低,填埋主要用於處理垃圾,占垃圾處理量的50%;英國土壤結構中有20 ~ 30m的天然土層,抗滲能力好,適合填埋,所以填埋技術應用廣泛,占55%。我國填埋比例為81%。

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1.1.1填埋法的技術狀況

填埋處理將垃圾埋入地下,通過微生物的長期分解,將其分解為無害的化合物。該處理技術成熟,操作管理簡單,處理量大,運行費用低。它可以處理和處置各種廢物,可以利用填埋氣發電,為城市提供電力或熱能。

目前,國外大多數現代化大型生活垃圾衛生填埋場采用單元填埋方式,垃圾分層壓實,每日覆蓋。垃圾填埋場防滲處理以合成材料為基質,填埋沼氣通過收集管排放,直接安全燃燒,或通過管網系統收集,再演變為能源回收利用。我國生活垃圾填埋場可分為三類:簡易填埋場;受控填埋;衛生填埋場,嚴格按照標準建設運營的衛生填埋場數量少。我國大部分地區采用厭氧填埋法。1.1.2填埋法存在的問題

在城市化快速發展的今天,垃圾填埋場的選址越來越困難。衛生填埋占用大量土地資源,填埋占用時間長,不利於土地資源的再利用。而且填埋過程中會產生大量的滲濾液、填埋氣體和垃圾粉塵,對環境造成汙染。

1.2焚燒法

焚燒具有處理量大、速度快、占地面積小等優點,是生活垃圾減量化、無害化和資源化的有效途徑。目前,日本、瑞士、比利時、丹麥、法國、盧森堡、瑞典、新加坡等國家的焚燒比例已經接近或超過填埋。垃圾焚燒也成為我國垃圾處理的壹個重要方向。然而,由於我國生活垃圾成分復雜,缺乏有效的分類收集,熱值較低,雖然近年來垃圾焚燒發電發展迅速,但總量占比仍然較低,主要集中在東部沿海發達地區。1.2.1焚燒法的技術狀況

焚燒是對城市固體廢物進行高溫熱化學處理,使其變成無機灰的過程。在800 ~ 1000℃左右的高溫下,城市生活垃圾中的可燃成分與空氣中的氧氣發生劇烈反應,並在此過程中釋放能量,產生高溫燃燒氣體和少量性質穩定的固體殘渣。垃圾焚燒產生的高溫氣體可作為熱能回收利用,焚燒得到的性質穩定的殘渣可直接填埋。這種方法減量化效果明顯,焚燒後體積壹般可減少80% ~ 90%。占地面積小,選址靈活,可建在市區,節省垃圾運輸費用。

國外焚燒技術發展比較成熟,機械爐排焚燒爐的類型也比較成熟。目前,美國、德國、日本等發達國家相繼開展了生活垃圾氣化熔融技術的研究。我國垃圾焚燒技術主要有爐排爐技術和流化床技術,其中爐排爐技術占很大比重且主要引進國外技術,流化床技術主要以國內技術為主。1.2.2焚燒法存在的問題

垃圾焚燒面臨的主要問題是垃圾焚燒尾氣的產生,尾氣中含有顆粒物、SO2、SO3、NOX、HCl、HF、重金屬和二噁英等多種汙染物,其中二噁英是最受關註和爭議的。尤其在我國,生活垃圾水分和灰分高,熱值低,需要更多的輔助燃料。除少數經濟發達城市外,其他城市的混合垃圾熱值低,爐渣含量高,但焚燒飛灰尚未得到安全處置(趙樹青等,2011)。

因此,近年來,生活垃圾焚燒廠的建設備受質疑。

1.3堆肥法

目前,國內外堆肥處理率在逐漸降低。雖然我國傳統堆肥技術歷史悠久,但由於我國垃圾分類實施不力,堆肥處理率不高。1.3.1堆肥法技術狀況

堆肥法是利用自然界中的微生物降解垃圾中的有機物,將其轉化為穩定的腐殖質,可以用作肥料。目前國外發展較快的堆肥方法有庭院垃圾堆肥和有機復合肥制造技術。我國常見的生活垃圾堆肥技術有簡易高溫堆肥技術和機械化高溫堆肥技術。

1.3.2堆肥法存在的問題

堆肥設備技術水平低,發酵過程中易產生臭味,工藝條件難以控制,難以保證堆肥設施長期、連續、穩定運行,堆肥效率低。同時,垃圾中的有害成分對大氣、土壤和水源造成了嚴重汙染,不僅破壞了生態環境,也嚴重危害了人類健康。

1.4厭氧發酵技術

厭氧發酵技術可以更好地實現生活垃圾的資源化、無害化和減量化。2006年,歐洲運營和建造的厭氧發酵工廠總數達到124 (Kelleher,2007)。目前,厭氧發酵技術在我國逐漸發展,厭氧發酵處理廠也逐漸建成。1.4.1厭氧發酵處理技術狀況

厭氧發酵是指微生物在特定的厭氧條件下分解有機廢物,其中的碳、氫、氧轉化為甲烷和二氧化碳,而氮、磷、鉀等元素則留在殘渣中,並轉化為易於被動植物吸收利用的形式。國外厭氧發酵技術主要有高溫和中溫厭氧發酵;幹發酵和濕厭氧發酵;單級和多級厭氧發酵。1.4.2發酵生產沼氣中的問題

生活垃圾直接厭氧發酵產沼氣難度大,工程應用不成熟,而且不是所有的生活垃圾都適合厭氧發酵產沼氣。因此,要達到理想的處置效果,首先要對垃圾進行分類,然後嚴格控制生產過程。

2國內外生活垃圾處理技術的發展趨勢

填埋技術作為生活垃圾的傳統和最終處理方法,盡管填埋處理率有下降趨勢,但仍占據重要地位,尤其是在不發達國家。垃圾焚燒也成為我國垃圾處理的壹個重要方向。隨著我國城市垃圾焚燒技術的不斷提高,焚燒余熱的利用,尤其是余熱發電,已經進入加速起步階段。與此同時,國外焚燒發電和厭氧發酵生產沼氣的技術仍在穩步發展。厭氧發酵工廠已在中國逐步建立。

但是,由於生活垃圾成分復雜,單壹的垃圾處理技術存在壹定的弊端,造成二次汙染或資源浪費。從節能減排和循環經濟的角度,垃圾分類回收,垃圾綜合

聯合治療是未來的發展趨勢。2.1垃圾分類回收發展

生活垃圾分類收集和回收是垃圾的預處理,是根除生活垃圾汙染的根本途徑,是發展循環經濟的前提。通過分類收集,不僅可以循環利用資源,還可以減少垃圾體積,降低運費成本,降低垃圾處理難度,最終降低垃圾處理成本。同時,垃圾分類收集可以簡化垃圾處理工藝,提高垃圾處理效率。垃圾分類收集後,裏面的可燃成分可以燃燒發電,提高了熱效率;易降解的有機物可以挑選出來進行堆肥,提高堆肥的質量;它可以降低填埋場中濕垃圾和有毒垃圾的含量,減少環境汙染。

目前國外先進國家對居住技術分類監管嚴格。在日本,垃圾分類已經成為市民的生活習慣和社會的普遍要求。在我國,目前大部分城市的生活垃圾仍采用混合收集,幹電池、廢燈等大量有害物質未經分類直接進入填埋場,不僅增加了垃圾的運輸和填埋量,也增加了垃圾無害化處理的難度。到目前為止,中國還沒有壹個城市全面實施垃圾分類收集。

因此,中國應該向國外發達國家學習,實現垃圾分類。第壹,提高居民的環保意識,讓垃圾分類收集深入人心。借鑒國外經驗,提倡使用垃圾袋(筒)系統;構建垃圾資源化產業鏈;完善法律法規、政策引導和政府監管。

2.2垃圾焚燒發電技術

城市生活垃圾焚燒發電是指利用焚燒爐焚燒城市生活垃圾中的可燃物質,通過高溫焚燒,消除垃圾中的大量有害物質,達到無害化、減量化的目的,同時將回收的熱能用於供熱、供電,實現資源化利用。垃圾焚燒後產生的惰性殘渣可填埋或作為二次建材,燃燒2噸垃圾產生的熱量約相當於1噸煤。

垃圾發電在發達國家是壹個成熟的產業,已經進入產業化和市場化的成熟階段。發達國家對垃圾焚燒發電技術的環境友好性進行了考察,焚燒發電技術在發達國家已經得到廣泛應用。

我國於1985年開始首次引進垃圾焚燒發電技術。2007年6月發布的《節能減排綜合工作方案》和《中國應對氣候變化國家方案》均鼓勵發展垃圾焚燒發電,作為減少二氧化碳排放的垃圾處理方式。2009年全國垃圾發電廠140余座,但主要分布在北京、天津、上海、重慶、廣東、浙江、江蘇等經濟發達的城市和地區。2010年8月,北京高安屯垃圾焚燒廠正式通過環保部竣工環保驗收現場檢查。是北京市第壹座現代化大型垃圾焚燒廠,采用先進的機械爐排爐技術,可確保垃圾焚燒產生的大氣汙染排放指標嚴格控制在國家標準和北京市地方標準。預計“十二五”期間,我國將新增8萬~ 65438+萬t/d生活垃圾焚燒發電廠,70 ~ 80座生活垃圾焚燒發電廠。

2.3水泥窯和垃圾焚燒廠的聯合處理

發達國家尋求新的生活垃圾處理技術與工業合作。

垃圾管理技術逐漸成為處理生活垃圾的新視角。現有的固體廢物工業處理不僅可以消除廢物對環境的汙染,而且可以為現有工業提供原料和燃料。國外已經開發了多種水泥工業和生活垃圾共處置技術,並取得了明顯的效果。例如,日本的水泥廠使用垃圾焚燒廠焚燒生活垃圾時產生的灰燼和飛灰等廢物作為水泥生產的替代原料。

由於我國垃圾的特殊性,發達國家的處理技術只能借鑒。因此,有必要開發適合我國垃圾成分和特點的水泥工業生活垃圾處理技術。目前,我國已經成功開發了水泥窯與垃圾焚燒爐聯合技術,即在水泥回轉窯旁邊設置壹座垃圾焚燒爐,水泥窯與焚燒爐聯合處理生活垃圾。該技術能充分利用垃圾的熱能和灰渣,汙染物排放少,無需二次處理,投資少,成本低。該處理技術不需要額外的燃料,垃圾焚燒溫度可達900℃,滿足垃圾焚燒的溫度控制要求,850℃以上煙氣停留時間超過2s,防止二噁英的產生。垃圾焚燒起到替代燃料的作用,可以實現垃圾的無害化、資源化、無殘渣化處理。

2.4水泥窯焚燒-厭氧消化工藝組合

利用水泥窯綜合處理生活垃圾,如水泥窯-厭氧消化技術,是我國生活垃圾多元化處理的新模式。

垃圾分類後,可燃成分可用於水泥窯或焚燒廠焚燒,而有機易腐垃圾采用厭氧消化技術,特別適用於含水率高、易降解有機物的處理。在厭氧消化過程中,有機物中的大部分碳以沼氣和部分二氧化碳的形式釋放出來進行處理。沼氣經凈化處理後可用於發電,發電後的熱尾氣可作為替代燃料的幹燥熱源。

水泥窯內的高溫可以保證有機物的完全燃燒;物料和氣體在窯內停留時間長,有足夠的焚燒時間;水泥窯容積大,熱穩定性好,能提供連續穩定的焚燒環境;水泥窯是堿性的,便於廢氣的凈化,重金屬也會溶解在相關礦物的晶格中,不會造成二次汙染。

3結論

目前,國內外的垃圾處理技術有填埋、堆肥、焚燒和發酵,但單壹的垃圾處理技術都存在壹些缺點。隨著各國對節能減排、發展循環經濟和進壹步改善環境的要求,垃圾分類、資源化、焚燒發電技術和垃圾綜合處理技術逐漸成為垃圾處理的發展趨勢。

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