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城市固废处理技术浅析

摘要:随着城市化进程的逐步推进,以及城市居民生活水平的不断提高,固体废物的产生量大幅增加。在人多地少、资源短缺及固体废物污染日益制约着城市生存与发展的今天,只有掌握固体废物处理与处置技术,采取固体废物的减量化、资源化措施,才能从根本上促进城市生态经济系统物质和能量的良性循环。文章简要介绍了固体废物的概念及污染控制原则、固体废物的几种处理处置技术、典型固体废物处理处置方法,希望能为城市固体废物处理处置提供借鉴。 

  关键词:固体废物处理处置技术 

  1、固体废物的概念 

  固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中气态的物品、物质以及法律和行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。固体废物包括两层含义:一是“废”,即这些物质已经失去了原有的使用价值,如废汽车、废家用电器、废包装容器和绝大部分生活垃圾;或者在其产生的过程中就没有明确的生产目的和使用功能,是在生产某种产品的过程中产生的副产物,如粉煤灰、水处理污泥等大部分工业废物;二是“弃”,即这些物质是被其持有人所丢弃的,也就是说其持有人已经不能或者不愿利用其原有的使用价值,如过时的电器、服装等,当它们被丢弃后就成为固体废物。 

  2、固体废物的污染及其控制原则 

  固体废物产生后需要有出路,这就是处置。固体废物的污染发生在对这些固体废物进行处置的过程中,包括收集、运输、贮存、再生利用和处理处置各个环节,而污染形式也与具体过程相对应,包括所有可能的环境污染形式,如污水、废气等。即便是在正常的处置过程中,固体废物也可能产生 “二次污染”。而二次污染的控制也与废水、废气污染控制有着较大的差异。首先二次污染会产生在固体废物处置的各个环节,即固体废物污染是产生在处置过程中,因此其污染控制的基本原则是“过程控制”,而决不能采用“末端控制”或“尾端控制”;其次固体废物造成的污染具有隐蔽性和滞后性等特点,一旦发生污染,其控制和消除的难度相当大,所以绝不能在污染发生后再进行控制和治理,重点应该在污染预防,即控制污染风险,这一原则也称为“风险控制”原则。 

  3、固体废物处理处置技术 

  由于固体废物本身的资源属性,固体废物处理处置的目的就不会仅仅是污染控制,资源保护与再生也成为固体废物处理处置的主要目的之一。根据固体废物本身的特性,以及固体废物处置的主要目的是资源保护和资源再生,在宏观上固体废物处置的技术路线是:首先,尽量避免固体废物的产生;其次,合理利用固体废物的资源价值;最后,妥善处置暂时无法利用的固体废物。在这一技术路线的全部过程中都需要做到环境无害化。 

  对于已经产生的固体废物,首先要考虑的是利用其原有的使用价值。继续利用废旧物品的原有价值或者残余价值,既可以有效地减少固体废物的产生,降低固体废物对环境的污染风险,又可以减少资源的消耗,增加社会的财富,是固体废物管理的有效手段之一。当废物彻底丧失了原有的使用价值后,往往还可以用作某种材料或产品的生产原料。对于暂时无法利用的固体废物,以及在固体废物资源再生过程中产生的残渣等新固体废物,需要采用无害化手段进行最终处置。目前采用的技术有焚烧、堆肥和填埋。 

  3.1焚烧 

  焚烧是目前最常用的固体废物高温处置技术。所谓焚烧即是在高温条件下将固体废物中的有机物质氧化分解,从而达到销毁有害有机物质和最大限度地减少处置废物量的目的。 

  焚烧处置固体废物技术具有以下优点:一是可以彻底分解、销毁有害有机物,从而最大程度地使所处理的废物达到无害化的程度。二是有机物的最终分解产物是二氧化碳和水,经过净化后可以直接排入大气。三是固体废物焚烧采用全封闭式工厂化处理模式即可以最大程度地控制固体废物在运输、贮存和加料过程中可能造成的污染物质泄漏。四是焚烧过程中产生的热量可以得到回收利用,从而使无法进行物质再生回收的固体废物实现能量再生。 

  3.2堆肥 

  堆肥即在好氧或者厌氧条件下,通过微生物的作用将废物中生物质有机物降解为腐殖质的过程。由技术原理可以看出,堆肥处理适于处理生活垃圾中的餐厨废物、园林废物、食品废物等,废水生物处理剩余污泥,人畜粪便,农牧养殖废物等。堆肥产物可以作为土壤改良剂施用于农牧林业土地,也可以作为有机肥生产的基质用于肥料生产。因此,堆肥处理是使有机废物返回生态环境的有效的技术途径,通常也将这一技术归于“再生循环技术”,而不是最终处置技术。 

  3.3填埋 

  填埋是将固体废物堆置在一个经过工程防渗处理的、与周围环境介质基本隔绝的设施内。这一设施一般是建设在陆地上,所以也称之为“土地处置”。 

  固体废物填埋处置是固体废物处置(管理)的最后一个技术环节,也是相对最容易实现的一项技术。这一技术的主要优点:一是填埋场的建设和管理技术要求相对简单,管理灵活性和适应性较强。二是如果不考虑土地资源价值,填埋场建设和运行费用较低。三是填埋是当前固体废物污染控制和管理中不可缺少的一个技术环节。 

  4、典型固体废物处理处置方法 

  4.1城市生活垃圾 

  城市生活垃圾是城市居民日常生活和为城市居民日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,而通常所指的“城市生活垃圾”就是由环卫部门收集处理的混合废物。城市生活垃圾主要来自城市居民家庭日常生活中产生的各类废物的混合物,还包括道路清扫废物、园林废物、商业和一般服务业废物以及企事业单位产生的生活废物和办公废物;在有些地区,一些小型的为居民生活直接提供服务的工业企业(如食品加工、服装鞋帽加工、玩具加工等)的固体废物,由于其性质与生活垃圾类似(主要为废塑料、废纤维织物、废皮革等),经常也纳入城市环卫部门管理范围。 

  由我国城市居民生活水平和生活习惯所决定,我国城市生活垃圾的主要组分为餐厨废物(食品废物,包括果蔬残余物、食品加工残余物、食品残渣等)和包装废物。其中以餐厨废物为主的生物质有机废物占到60%,而包装废物要占到10%~20%。包装废物中主要是塑料包装废物,占到垃圾总量的10%~20%。由其组分所决定,我国城市生活垃圾具有生物质有机物含量及含水率高和塑料含量高两大特点。这两大特点严重影响着我国城市生活垃圾处理技术的选择和发展。 

  目前,对城市垃圾最有效的处置手段是在垃圾收集阶段进行分类收集。生活垃圾分类收集的首要目的,是为后续处理进行有效的预处理,而不是资源再生。以此为目的的分类收集要求与以资源再生为目的的分类收集要求是不同的,如以焚烧为后续处理技术的收集类别可以是可燃垃圾和不可燃垃圾,以堆肥和厌氧发酵处理为后续处理技术收集类别可以是餐厨废物和其他废物(或湿垃圾和干垃圾)。但是在人口稀少的干旱地区,则可以将混合垃圾直接进行填埋而不用进行分类,因为前面所提到的各类二次污染的问题在这些地区都不会是技术的障碍,如选址问题。 

  4.2污水处理污泥 

  污水处理污泥(通常简称“污泥”),顾名思义是来自污水处理的固体废物。但是由于污水处理工艺技术不同,污泥差异也较大。一般根据污水处理技术原理将污泥分为生物处理污泥和物理化学处理污泥。 

  物理化学处理污泥主要包括一沉池污泥、化学沉淀污泥和絮凝沉淀池污泥。通常这类污泥无机物含量较高、浓缩脱水性能较好,但是其中往往含有较多或者较为复杂的有害物质。这里讨论的污泥一般不是这类污泥,而是生物处理污泥(以下简称“污泥”)。这类污泥通常来自废水二级处理工艺的二沉池,根据废水生物处理技术的不同,污泥分为剩余污泥(来自活性污泥法)和生物膜脱落污泥(来自生物膜法)。污泥主要来自城市污水处理,以及工业废水中的有机废水生物处理工艺。 

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