城固体废弃物处理与资源化利用

个人资料整理 仅限学习使用 城市固体废弃物处理及资源化利用

邱超超

(陕西科技大学 资源与环境学院，陕西 西安，710021>

摘要：由于城市化速度加快和城市固体废物产量的增加，城市固体废物的处理已成为环境领域研究的热点，在此从城市固体废物的分类入手，分析了城市固体废物的危害，并对目前城市固体废物处理技术进行了对比分析，提出了加快固体废物减量化，资源化和无害化的建议。 关键词：城市固体废弃物；资源化；危害；扬尘

City solid waste treatment and resource utilization Qiu Chao-chao

(College of Resources and Environment of Shaanxi University of Science

and Technology,Shan,xi,XI,an,710021> Abstract:Due to the rapid development of urbanization and increasing production of municipal solid waste (MSW>,municipal solid waste treatment techniques become a hot issue in the field of environment. The article first discussed the sort of municipal solid waste, and then analyzed its danger. The current treatment techniques of municipal solid wastes were compared and analyzed as well. Suggestion was developed for reduce, resource and recycle of municipal solid waste. Keywords:Municipal solid wastes (MSW>。 Resource。Danger。Dust

随着世界经济的快速增长和城市化速度不断提高,城市垃圾数量不断增加,城市固体废物Municipal Solid Waste(MSW>是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物。据统计，全世界每年排放的固体废物约为80?100亿t亚洲城市每天产生的垃圾为76万t大约为270万m3。估计到2025年其产生量将达到180万t即每天520万m3，年增长率约为 4%?5%[1]。我国每年的固废排放量约为5亿t我国现有六百多个城市，其中86个城市超过50万人口，每年的城市垃圾的排放量为1.4亿t，中国城市生活垃圾人均产生量为0.44t，年增长率为8%?10%。目前无害化处理率仅为6%，有300多个城市陷入垃圾包围之中，严重损害城市环境卫生，妨碍城市建设可持续发展[2]。 另一方面，目前颗粒物已经成为我国城市大气污染的首要污染物，在颗粒污染物中来源于工业烟尘和粉尘的数量在逐年减少，而来源于扬尘的颗粒物在颗粒污染物总量中所占的比重却在逐年增加，目前已成为造成城市颗粒物污染的首要因素。 1 城市固体废物分类

由于城市固体废物种类繁多，分类方法也不尽相同，其分类的不同，决定了固体废物处理的方法和手段。

<1）根据城市固体废物的性质来分类：如可燃性、化学成分、燃烧值等指标来分类。按可燃性性能分为可燃性废物和不可燃性废物；按燃烧值分为高热值废物和低热值废物。这2项可以判断城市固体废物是否适合燃烧；按化学成分分为无机废物和有机废物；按可堆肥性分为可堆肥性废物与不可堆肥性废物。这两项可以决定固体废物是否能用生物方法

个人资料整理 仅限学习使用 处理或堆肥处理。 <2）结合城市固体废物处理处置方式或资源回收利用可能性来做简易分类。如可分为有机废物、无机废物和可回收废物等。 <3）从广义上来划分，可分为工业固废及生活固废。 <4）城市固体废物还应该包括扬尘及固体颗粒。

2 城市固体废弃物的危害现状

2.1 城市固体废物的危害

城市固体废弃物俗称垃圾，主要包括：食品垃圾、普通垃圾、建筑垃圾、垃圾、危险垃圾。但是不同地方的城市固体废物组成是不一样的，因为它的组成依赖于当地的工业、文化、废物管理和当地的气候等条件，由于组成不同，城市固体废物的处置和处理方法也不同[3]，其对环境的污染主要包括水体、大气、土壤等三个方面的污染。 2.1.1 对水体污染

固体废弃物进入水体影响水生生物的繁殖和水资源的利用，甚至会造成一定水域生物死亡，堆积的废物或垃圾填埋场等。经雨浸淋，其浸出液和滤液也会污染地表水体，影响水生生物、动植物的生长、降低水质和使用价值、甚至渗入地下含水层而导致地下水的污染，其污染物质主要包括有机污染物、重金属和其他有毒物质[4]。 2.1.2 对大气的污染

堆积的固体废物和垃圾中的尘粒随风飞扬，臭气四逸，污染大气。这些粉尘进入大气会降低能见度。此外主要气体污染物主要包括甲烷、氨气、二氧化碳、渗滤液中挥发性有机化合物产生的恶臭或有毒性气体[5]，可能会爆发传染病。 2.1.3 对土壤的污染

固体废物无处堆放需要占用大量的土地,目前我国堆积的固体废物占地超过5亿m2。固体废物经雨雪浸湿后渗出的有毒物质进入土壤会杀死土壤中微生物而破坏其生态平衡，改变土壤结构和土质，影响土壤中微生物的活动，妨碍植物生长有毒物质也能够通过农作物的富集最终经食物链进入人体而危害人类健康。 2.2 我国城市扬尘污染现状

2.2.1 颗粒物污染是导致我国多数城市空气污染的首要因素

颗粒物污染是造成我国多数城市空气污染严重的首要因素。1988年，统计的全国322个城市中，67.8 %的城市总悬浮颗粒物浓度平均值超过国家二级标准，其中37.69%的城市超过三级标准[6]。有308个城市总悬浮颗粒物平均浓度高于世界卫生组织 的空气质量指南值( 0.09毫克/ 立方M> ，占统计城市的95.7%[7]。 2.2.2 北方城市空气颗粒物污染普遍突出

总悬浮颗粒物年均浓度北方城市较南方城市严重，北方城市总悬浮颗粒物平均污染负荷系数接近50%，比南方城市高出10个百分点。49个北方城市中，34个城市超过国家三级标准( 0.300毫克/ 立方M> ，占70.8%。污染严重的城市有石嘴山、兰州、大同、吉林、太原、西宁、乌鲁木齐7城市，其年均值均超过0.500毫克/ 立方M。颗粒物污染比较严重的省区依次为宁夏、甘肃、山西、青海、陕西、新疆、内蒙古、北京、河北等。 2.2.3 颗粒物污染对居民健康和能见度带来不良影响

空气中的颗粒物尤其是颗粒物中50 ~ 80 %属于粒径较小的可吸入颗粒物，它们可以通过鼻腔和咽喉进入肺部，引起肺功能的改变、神经系统的疾病[8]。大气颗粒物上常常含有

个人资料整理 仅限学习使用 经过再次凝结形成的有机物，由于这些物质, 尤其是颗粒物上吸附的多环芳烃使得职业性癌症的发病率升高。城市空气中的颗粒物含量高导致城市空气能见度下降。研究表明，颗粒物能够散射太阳光，对大气能见度和气候造成影响。给交通和市民的生活带来了极大的不便。扬尘污染是造成空气颗粒物污染的主要原因，大气中颗粒物的成分复杂，来源众多，可以利用源解读技术解读出不同类型的排放源的分担率。研究[9]发现TSP ( 总悬浮颗粒物> 高的原因同时受煤烟尘、建筑扬尘和风沙尘等的影响。多年来由于煤烟尘治理有效，使得扬尘污染对造成城市空气中颗粒物污染的影响越来越突出。 3 城市固体废物处理的传统方法及其优缺点

由于城市固体废物的严重污染，世界各国都在积极探讨处理技术和方法。城市固体垃圾的处理方法很多，目前城市生活垃圾处理处置技术主要有焚烧、填埋、堆肥与垃圾综合处理技术[10-11]，其中有关资料显示，由于我国城市固体废物中无机类物质占60%-70%，有机类物质比例低，所以我国城市固体废物中卫生填埋占处理量的79.2%，堆肥占18.8%，焚烧约占2%[12]。 3.1 生活固废的处理技术 3.1.1 卫生填埋

所谓卫生填埋就是能对垃圾渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式，通常首先要进行防渗处理，在填埋场底采用人工衬层，四周采用垂直防渗幕培并使之与天然隔水层相连接，使填埋场场底下形成一个独立的水系，使之不会污染地下水，渗滤液收集后一般通过管道收集后直接处理或送城市污水处理厂处理。垃圾填埋场气体中含有大量甲烷，二氧化碳及其他微量成分。若不采取适当的收排系统进行处理，则会在填埋场累积，通过填埋覆盖层或侧壁向场外释放，对周围环境和人类健康造成很大危害。这些气体一般需通过石笼等收集后燃烧排放或收集后经过净化处理作为能源回收。卫生填埋开始于上世纪30年代，世界第一座城市固废物填埋场建于美国但因占地，渗漏液等问题，国外填埋比例逐年下降：美国：1970年为4%，1990年为3%，2001年则降到2%。法国计划到2004年减少因堆肥法留下的约20%不可堆肥物和焚烧法后10%左右的残余物，仍需卫生填埋作最终处理。今后，世界各国采用卫生填埋消除的垃圾总量仍占主导地位，但因其卫生技术标准较高，其投资费用和成本相对也较高，在我国绝大多数城市，所谓的卫生填埋仅仅是简单填埋或直接露天堆放，如此简单的处理不仅侵占土地产生严重的大气、水体和土壤的二次污染，还存在着垃圾爆炸事故的隐患。填埋技术应研究并解决的关键问题：①场址选择<环境、运输、库容等）；②渗漏液的收集与处理<技术方案、排放条件）；③气体的收集；④采用垃圾压块技术，以减少运输压力。而且潜在污染大，美国等发达国家出现过垃圾填埋以后几十年都出现了污染。 3.1.2 高温堆肥

垃圾堆肥技术按生物发酵方式。堆肥处理可分为厌氧堆肥和好氧堆肥，按垃圾所处的

个人资料整理 仅限学习使用 状态分，可分为静态堆肥和动态堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥和敞开式堆肥。较好的方式为动态高温堆肥，但处理成本高，我国大多数城市采用的是静态敞开式堆肥，虽处理成本低，但堆肥过程无法控制，对周围环境污染较大，实现垃圾处理系列化和综合利用多元化。简易有效地分选出易腐有机物可燃物质和能回收的废弃物，以减少易腐有机物杂质和提高其富集程度。近期应重点解决：①堆肥发酵技术；②加大研究力度，建立适合我国城市垃圾特点的分选系统和系列设备；③扩大堆肥的使用范围，以解决农田淡季需肥少的供求平衡问题，但是厌氧堆肥因有机物分解慢且堆肥周期长，容易产生臭味，占地面积大，不适合大面积推广应用。 3.1.3 垃圾焚烧

许多固体废物含有潜在的能量，可通过焚烧回收利用，固体废物经过焚烧体积可减少80%-90%，一些有害的固体废物可通过焚烧破坏其组成结构或杀灭细菌，达到解毒、除害的目的。在我国经济较发达的东部沿海地区，由于人口密度高，土地资源宝贵，越来越多地使用焚烧法处理生活垃圾。但由于我国垃圾焚烧处理技术不成熟，真正建一座好的垃圾焚烧处理场，关键部分的焚烧设备还需从国外引进单位投资成本高，资金问题没处解决，只有少数有条件的大城市可采用，直接焚烧系高温和深度氧化的综合过程，存在问题有：①垃圾成分复杂，各可燃物具有不同的理化性质和燃烧特性，较难控制其燃烧过程，也难保证充分燃烧；②二次污染、产生的酸性气体、剧毒的含氯高分子化合物、飞灰等对环境造成污染；③炉内金属腐蚀，含氯化合物在炉内形成HCl等腐蚀性气体，损伤炉内金属部件。 由于科技进步，城市固体废物处理的方法越来越多，但是其主要原理包括物理、化学和微生物等三个方面的作用[13]。 3.2 工业固体废物的处理技术

废旧轮胎等老化橡胶的处理过去一直是十分棘手的事情，但自日本开发利用其制造优质活性炭技术后，为其处理和再利用开辟了广阔的前景，并已应用在香烟生产的过滤嘴上。而随着工业生产的发展，对活性炭的需求量也将越来越大，诸如烟气的脱硫、脱硝，以及液体<一般为水溶液）中的有毒有害物质等的脱除，它都具有吸附量大，重复使用次数多等特点。因而这一处理方法必然受到工矿企业家和环境保护主义者的重视。 用建筑废渣或炉料 ( 除去钢铁类物品>磨成良好的细小颗粒，同粉煤灰混合配制<6：4），加入定量碱的活性物质<如Na2S04、Na2C03、Ca(0H>2、NaOH、CaS04等）进行活化，经过一定的技术处理，可制成人工渣／粉煤灰水泥，鼓风炉渣／粉煤灰水泥[14]。其次，用炉渣或建筑废料渣、鹅卵石、水泥混合后，可制得优质的空心砖和高强度的耐火砖，这一技术在我国部分地区业已推广。 3.3 危险固体废物的处理技术 3.3.1 危险固体废物的定义