我國垃圾處理資源化、產(chǎn)業(yè)化之構(gòu)想
摘要:簡述了我國垃圾處理的現(xiàn)狀.提出了實現(xiàn)我國垃圾處理資源化和產(chǎn)業(yè)化的設(shè)想,介紹了垃圾回收利用、堆肥處置、焚燒制能等資源化處理的途經(jīng)和方法。
隨著人們生活水平的不斷提高和生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴大,垃圾的產(chǎn)生量級級攀升。目前,我國已有400 多個城市被垃圾圍困,垃圾污染環(huán)境、占擠土地等問題已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境安全的嚴重阻礙。
1 我國垃圾產(chǎn)生量及處理現(xiàn)狀
目前,我國城市生活垃圾產(chǎn)生量人均每天約 lkg,年產(chǎn)垃圾約1.3億噸,且以每年8%~10%的速度遞增。我國城市生活垃圾積存量已達60多億噸,侵占土地面積約5億m 。據(jù)中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會統(tǒng)計.至2005年底,全國661個設(shè)市城市建有各類垃圾處理場479個,日處理能力27.5萬噸,年處理8 108萬噸,生活垃圾處理率52.54%,其中填埋場365 個,焚燒廠66個,堆肥廠48個,2005年垃圾填埋占總處理量的86%左右。
我國垃圾處理工作起步晚,資金投入不足,技術(shù)設(shè)備落后,與環(huán)保的減量化、無害化、資源化要求相距甚遠。因此,垃圾已成為城市嚴重的污染源之一 。
2 國外垃圾處理情況
美國在城市生活垃圾處理方式上堅持減量、分流和循環(huán)再生的原則。
美國政府陸續(xù)制訂和完善了關(guān)于城市生活垃圾污染與廢物資源循環(huán)再生的法律、法規(guī)及各種相關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范,不斷提高垃圾綜合治理的管理和技術(shù)開發(fā)應(yīng)用水平:并在資金投入、設(shè)施建設(shè)及推進廢物資源再利用方面做了大量切實可行的工作。美國制定了到2010年垃圾處理目標:廢物回收再利用達50%,填埋40%,焚燒制能10%。2004年,美國有垃圾填埋場1654個,大型堆肥廠150個,垃圾焚燒制能廠101個,廢物定點回收站12 694個,路邊資源垃圾分類回收站7 689個。
德國目前城市生活垃圾每年約有3 500萬噸,其中42%衛(wèi)生填埋,40%焚燒制能,13%堆肥,5%機械生物處理。機械生物處理是利用機械分選設(shè)備將垃圾中的高熱值物質(zhì)分揀出來用于焚燒發(fā)電,金屬和玻璃等循環(huán)再利用,有機垃圾堆肥,無利用價值的衛(wèi)生填埋。
德國1994年制訂了《循環(huán)經(jīng)濟— —廢物避免、回收利用和處置法》,規(guī)定了垃圾收費政策,對產(chǎn)品征收生態(tài)稅和垃圾處理費,建立了具有競爭機制的廢物處理管理模式,用法律的形式規(guī)定了垃圾處置的原則和措施,確立了從垃圾產(chǎn)生到最終處置全過程的垃圾處理體系,不僅具有法制要求,而且采用市場經(jīng)濟模式。該體系為德國的垃圾處理可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ),也成為世界各國仿效的典范。
3 垃圾處理資源化、產(chǎn)業(yè)化的設(shè)想
垃圾處理產(chǎn)業(yè)化是將垃圾資源化、無害化、減量化處理的工作實行產(chǎn)業(yè)化運作及管理。政府財政大力扶持相關(guān)研究和生產(chǎn)的企業(yè),采用經(jīng)濟杠桿激勵垃圾處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。使垃圾處理產(chǎn)業(yè)形成投資多元化、運營企業(yè)化、管理規(guī)范化、質(zhì)量標準化,實現(xiàn)開放式、競爭性的市場化發(fā)展機制。
政府要制定相應(yīng)的法律法規(guī)。規(guī)定污染環(huán)境、破壞生態(tài)、利用資源均要合理付費,生態(tài)稅和資源稅要體現(xiàn)社會公平及資源價值,禁止或減少生產(chǎn)一次性用品,簡化產(chǎn)品包裝,從產(chǎn)品生產(chǎn)的每一道工序減少垃圾的產(chǎn)生。政府財政要適當扶持廢品回收行業(yè),對玻璃等再利用價值低但回收成本高的廢品,財政應(yīng)適當補貼,對有毒有害廢棄物如電池、電子產(chǎn)品等,生產(chǎn)企業(yè)要貼錢回收,對醫(yī)療垃圾要強制實行無害化處理,以減少污染及垃圾分揀工作量。對于無法簡單回收利用的垃圾,應(yīng)實行誰污染誰付費的原則,適當收取垃圾處理費以補貼垃圾處理產(chǎn)業(yè)。并實行垃圾分類收集,減少垃圾處理量。應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展水平,因地制宜選擇適合的處理方法.配備必要的處理設(shè)施??偟脑瓌t是實現(xiàn)垃圾的資源化、無害化、減量化目標。
3.1 工業(yè)垃圾的資源化處理
我國工業(yè)垃圾產(chǎn)量巨大,污染和侵占土地問題突出。每年約有500萬噸廢鋼鐵、20多萬噸有色金屬、1 400萬噸廢紙及大量廢塑料、廢橡膠、廢玻璃等沒有回收利用,這些資源的價值達300億元以上。工業(yè)垃圾資源化利用的途徑有以下幾種。
3.1.1 廢金屬、礦渣及尾礦的處理利用
對廢金屬、礦渣及尾礦的處理,采用適宜的方法進行再提煉,可提取鐵、鉛、鋅、鋁、鉻、釩、鈦、金、銀等金屬;余下的礦渣可加工生產(chǎn)各種建筑材料及陶瓷等,如從電解鋁廢料中分離提煉氧化鋁等。
3.1.2 粉煤灰、電石渣的處理利用
粉煤灰可用于鋪路,生產(chǎn)墻地磚等建材,還可替代黃土作煤礦用防滅火材料。我國化工化纖企業(yè)每年約產(chǎn)生1 000萬噸電石渣。國內(nèi)已開發(fā)成功用電石渣替代石灰用于燃煤電廠煙氣的脫硫處理,脫硫效率達98%,每年可消化4 000余噸電石渣,可降低成本1 000多萬元。還可以利用優(yōu)質(zhì)電石渣作為生產(chǎn)涂料的原料,這種新穎的內(nèi)墻涂料粘結(jié)力強,涂層光潔如瓷。電石渣還可生產(chǎn)墻地磚、空心磚等建材。作為生產(chǎn)水泥的原料也是消化電石渣的主要途徑,但目前的技術(shù)途徑成本較高,急需開發(fā)能大量降低成本的利用電石渣生產(chǎn)水泥的新技術(shù)。
3.1.3 廢塑料、廢橡膠的處理利用
廢塑料和廢橡膠除了可用于回收煉制燃油或焚燒發(fā)電制能等,還有許多其它用處。就廢舊輪胎而言,能消除噪音、減緩碰撞力,可制作海岸防護層、防腐蝕、防碰撞護欄、防浪堤、加固穩(wěn)定斜坡、道路減震隔音絕緣材料等。經(jīng)再生粉碎后的膠粉可制造各種模壓塑膠產(chǎn)品,可作城市裝飾、鋪設(shè)運動場、游泳場地板,作減震墊、安全墊及建筑材料等,還可作填充路基、鐵路護堤、減震軌枕的材料等。國內(nèi)已研發(fā)成功具有國際領(lǐng)先水平的“工業(yè)連續(xù)化廢輪胎裂解油化與凈化工藝技術(shù)”,將廢輪胎煉制成45% 50%的輕質(zhì)燃油,36%一38%的碳黑,并回收11%一13%的鐵絲,幾乎使廢輪胎實現(xiàn)了無污染、零排放再利用。
3.2 建筑垃圾的資源化處理
我國建筑垃圾約占城市垃圾總量的30% 40% .按目前的建筑施工程序。每1萬平方米建筑要產(chǎn)生 500—600噸建筑垃圾。我國目前大部分建筑垃圾采用簡單填埋或露天堆放,侵占土地,污染環(huán)境。目前,上海、北京等地有的建筑公司在工地現(xiàn)場將建筑垃圾分揀,回收廢鋼筋、鐵絲、電線等金屬。剔出竹、木、紙、塑料等可燃物將大部分碎磚石、混凝土、灰渣等就地粉碎后可代砂。與標準砂按1:1的比例混合作為細骨料,用于抹灰砂漿和砌筑砂漿,其砂漿強度達5 MPa以上,不影響建筑質(zhì)量。這樣處理只要在工地配一臺適用的粉碎機就可完成.既可節(jié)約大量建筑材料,回收可再生資源,又免除了垃圾清運處理費,經(jīng)濟效益相當可觀。
3.3 電子垃圾的資源化處理
近年來電子垃圾增長速度較快。我國2003年起每年至少有400萬臺電冰箱、500萬臺電視機、600 萬臺洗衣機、7000萬部手機等電子產(chǎn)品要報廢。我國目前電子垃圾的處理主要是民間回收,通過簡單翻新處理后再銷售,存在安全隱患。無法翻新的則回收貴金屬等資源,因工藝技術(shù)落后,環(huán)保法規(guī)不健全,往往造成嚴重的環(huán)境污染。
我國已明確立法,規(guī)定生產(chǎn)商必須對電子產(chǎn)品實行有償回收,并按環(huán)保要求進行拆解和資源再循環(huán)處理,杜絕有毒有害電子垃圾隨意傾倒,嚴禁進口國外的電子垃圾。此外,還應(yīng)大力資助對電子垃圾進行資源再循環(huán)利用技術(shù)設(shè)備的研究與開發(fā)。只要技術(shù)方法得當,電子垃圾中可回收大量金屬及塑料等資源。應(yīng)建立布局合理的電子垃圾回收處理中心。形成對電子垃圾產(chǎn)生、回收、拆解、儲存、分類再生處理、資源循環(huán)利用等全過程運行和監(jiān)控的科學(xué)體系.最大限度地回收利用可再生的資源。
手機電池等電子垃圾中含有黃金等貴金屬。一噸手機電池可提煉出約200克黃金。廢電池資源化利用的方法多種多樣,如日本用高溫法處理鎳鎘電池,將廢電池破碎后置回轉(zhuǎn)爐中加熱至l 000℃焙燒,其中氣化的鎘經(jīng)收集提煉可得金屬鎘.熱量可回收制能,殘渣主要為鎳鐵混合物,可作為不銹鋼原料。又如德國用化學(xué)法處理鎳鎘電池。將廢電池破碎后溶于硫酸,然后用離子交換法提取溶液中的各種金屬,此法能提取電池中95%的可用資源。
3.4 生活垃圾的資源化處理
3.4.1 生活垃圾分類收集
要解決垃圾資源化利用必須搞好垃圾分類收集,以減少垃圾量。應(yīng)根據(jù)垃圾處理設(shè)施的具體情況制定垃圾分類收集的原則。如某城市設(shè)有垃圾堆肥廠、焚燒廠及填埋場,應(yīng)將垃圾分為可堆肥垃圾如廚余垃圾、動物垃圾、灰土、污泥等;可焚燒垃圾如竹木、紙類、織物、塑料、橡膠、秸稈及有毒有害垃圾如電池、醫(yī)療垃圾等。最后是填埋垃圾如陶瓷、磚石等 (無法進行資源化利用的則衛(wèi)生填埋處理)。
3.4.2 垃圾堆肥處理
垃圾堆肥的方法不同,效果也各異。其中簡易堆肥法主要采用靜態(tài)好氧高溫堆肥法,但發(fā)酵條件難控制,對環(huán)境有二次污染;若采用二次發(fā)酵工藝,強制通風,好氧發(fā)酵,可使一次發(fā)酵周期縮短為lO天左右;若采用機械化連續(xù)動態(tài)高溫堆肥技術(shù)或間歇式動態(tài)高溫堆肥技術(shù),機械化程度高,過程可控,具有完整的前處理、發(fā)酵、后處理工藝,二次污染輕,處理效率高。
蚯蚓堆肥技術(shù)工藝簡單??刹恍枰厥庠O(shè)備。能實現(xiàn)有機垃圾無害化、資源化。蚯蚓具有驚人的吞噬能力,它們以腐爛有機物為食,日吞食量達體重的數(shù)倍。蚯蚓的消化道可分泌多種生物酶(如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶及甲殼素酶等)分解有機物,蚯蚓將吞食的有機物通過砂囊的機械研磨和腸道內(nèi)的生物化學(xué)作用分解和轉(zhuǎn)化,在微生物的聯(lián)合作用下把有機物水解為易于同化的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)以及纖維素和幾丁質(zhì)等,然后進一步轉(zhuǎn)化為易被植物利用的氨、碳酸、尿素、尿嘌呤及磷、鉀等速效礦質(zhì)養(yǎng)分。蚯蚓糞中氮磷鉀含量齊全,并含有大量有機質(zhì)、腐殖酸以及刺激植物生長的激素類物質(zhì)。除提供高效肥料外。還能修復(fù)改良因長期使用化肥、農(nóng)藥而板結(jié)的土壤。蚯蚓糞還富含蛋白質(zhì),有l(wèi)7種氨基酸,可作畜禽飼料。蚯蚓體可作優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料或化工原料。
歐洲許多國家大力發(fā)展有機垃圾動態(tài)厭氧堆肥技術(shù)并廣泛應(yīng)用于廚余垃圾、屠宰場垃圾、農(nóng)牧業(yè)垃圾等適合堆肥的垃圾處理。在厭氧狀態(tài)下,利用經(jīng)過馴化培養(yǎng)的微生物使垃圾中的有機物快速轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳。這種方法占地面積小,處理時間短,二次污染很少,過程可控,操作方便,過程全封閉,甲烷和二氧化碳可作資源回收利用。該技術(shù)在我國應(yīng)用較少,應(yīng)加大投入,著力研發(fā)既適合厭氧環(huán)境生長繁殖又具脫臭作用的工程微生物等新技術(shù)新設(shè)備。為提高堆肥的有機肥效。應(yīng)大力推廣使用有機肥改良土壤,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。
3.4.3 垃圾焚燒制能
垃圾焚燒處理雖然一次性投資大,但減量化顯著,可回收燃燒的熱量制能,在能源緊缺的今天更需大力推廣。垃圾焚燒處理有以下幾種方式。
層燃式焚燒爐。優(yōu)點是進入焚燒爐的垃圾不需嚴格的預(yù)處理,其活動爐排的推動能攪動垃圾??煞乐估龅綇姛岙a(chǎn)生表面固化,不會影響爐內(nèi)的傳熱和氣體流動,垃圾燃燒充分、迅速。垃圾的干燥、燃燒、燃盡的全過程均在爐排上進行,垃圾層均勻,燃燒穩(wěn)定。爐溫及余熱鍋爐蒸發(fā)量變化很小,處理效率高,適合處理城市生活垃圾。
回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐。窯身為傾斜布置、低速回轉(zhuǎn)的圓筒。垃圾從高端送入,在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)燃燒,從低端排出。其特點是可焚燒多種不同性能的垃圾,并能長時間連續(xù)運行。但設(shè)備的封閉性要求高,處理量不大,成本較高,對發(fā)熱量較低,含水量較高的垃圾焚燒還存在一些問題。主要用于焚燒醫(yī)療垃圾及有毒有害的危險性垃圾。
流化床式焚燒爐。其特點是垃圾從流化床的上部或側(cè)面隨流化載體進入爐內(nèi),產(chǎn)生劇烈的翻騰和循環(huán)流動。垃圾在爐內(nèi)懸浮燃燒與空氣充分接觸。燃燒效率高,垃圾的干燥、著火、燃燒幾乎同時進行,易于自動化控制,實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。為使爐內(nèi)垃圾處于流態(tài)化,要求垃圾顆粒差異要小。有粘性的污泥或廚渣等不宜使用此法。近年來,日本開發(fā)了新型流化床焚燒爐.對進爐垃圾的預(yù)處理要求大大降低。采用曲折爐壁與爐底配合.在爐內(nèi)流化區(qū)形成雙回旋氣流.提高近壁面流化強度.卷吸飛揚物。這種焚燒爐燃料適應(yīng)性廣,可焚燒高水分、低熱值、高灰分的垃圾,適合我國城市垃圾的焚燒處理。
近年來,我國也研發(fā)了一批適合國情垃圾處理技術(shù)及設(shè)施。如杭州錦江集團與浙江大學(xué)、中國科學(xué)院合作研究開發(fā)成功“異重循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電新技術(shù)”并不斷完善和創(chuàng)新,先后興建了7家循環(huán)式流化床垃圾焚燒發(fā)電廠,累計日處理垃圾能力達 3 900噸。發(fā)電總裝機容量為96 MW。獲得了可觀的經(jīng)濟效益。走出了一條符合市場經(jīng)濟規(guī)律的企業(yè)化運作道路。值得提倡和大力推廣。
南京開發(fā)成功垃圾制炭新技術(shù),經(jīng)過分揀、脫水、粉碎、壓縮成型、高溫炭化等工藝流程,將垃圾制成熱值達5 000大卡的半焦式炭,可直接用于發(fā)電、制熱、制蒸汽等。2o06年投產(chǎn)的生產(chǎn)線年處理垃圾 20萬噸。產(chǎn)炭5萬噸。相當于5萬多噸標準煤。垃圾制炭工藝投資僅為同等規(guī)模垃圾焚燒發(fā)電工藝的 1/15,非常適合在我國推廣發(fā)展。
垃圾熱解氣化技術(shù)是20世紀90年代后期發(fā)展起來的第三代垃圾處理技術(shù)。它可將未經(jīng)分類的垃圾置于1 200 ℃以上的高溫中分解轉(zhuǎn)化為汽,由此產(chǎn)生新的熱能用于發(fā)電或供熱。其處理過程中很少產(chǎn)生二惡英等有害氣體,其高溫熱解的殘渣可作道路、堤壩的填充材料,按一定配比可作為生產(chǎn)環(huán)保型水泥、磚塊、下水管道等建材的原料。是理想的環(huán)保型垃圾資源化處理技術(shù)。
4 城市生活垃圾資源化綜合處理設(shè)想
要實現(xiàn)城市生活垃圾資源化處理又好又快發(fā)展.首先要合理布局和配置垃圾處理設(shè)施。通常在城郊結(jié)合部的不同方位設(shè)置多個綜合性垃圾處理場,內(nèi)設(shè)垃圾分類收集運輸車隊,垃圾分揀場,垃圾堆肥場.焚燒制能場,衛(wèi)生填埋場等。運輸車隊將各類垃圾運到垃圾處理場,經(jīng)分揀后再進行相應(yīng)的處理。堆肥場也要設(shè)分揀場,要將不適合堆肥的玻璃、陶瓷、磚石、金屬、電池等揀出,另行處理。理想的綜合處理方法應(yīng)該是適合堆肥的有機垃圾作堆肥,最好采用蚯蚓堆肥方式生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機肥:熱值高的有機垃圾焚燒制能,垃圾制炭及高溫熱解氣化技術(shù)值得推廣,可生產(chǎn)緊缺的能源。殘渣可作道路、堤壩等的填充物或制作建材的原料;剩下極少無法利用的陶瓷、磚石等進行衛(wèi)生填埋。以實現(xiàn)垃圾無害化、生態(tài)化、資源化循環(huán)利用。
參考文獻(略)
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