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城市固体废物处理及资源化利用的方法研究

引言  

循环经济产业理论是节约资源、保护环境、提高资源利用率的重要理论,对固体废弃物的资源化利用、减量化和无害化处理是循环经济产业理论实现的重要一环。我国正打造“养殖-种植-深加工-养殖”或“原材料-成品-废弃物-原材料”的循环经济产业链,其中从深加工到养殖和从废弃物到原材料的过程决定了循环产业能否串联成链,因此,城市固废无害化、减量化、资源化方法对建设环境友好型城市十分重要,必须得到普遍重视。  

1城市固体废弃物现状  

在固体废弃物领域中,人们通常根据来源不同划分为城市固废、工业固废、农业固废,根据固废的来源和大致特点划分处理方式方法。城市固体废弃物是比较特殊的一类,通常与城市生产生活有很大的关系,有机固废、无机固废、可回收固废、不可回收固废都能够在城市固体废弃物中找到。城市固体废弃物的出现与城市建设、市民饮食消费生活、城市园林绿化、城市医疗、人畜排泄、污水处理厂都有着脱不开的关系,不同来源的城市固废需要不同的处理方式和资源化方法。据统计,我国大中型城市仅生活垃圾产量就达到20194.4万吨,且呈现逐年上涨的趋势,而其中能够进行综合利用的部分仅占41.7%,处置部分占18.9%,贮存量达到39.3%,对城市固体废弃物进行资源化利用是城市发展的必然趋势[1]。城市固体废弃物若不能及时进行无害化处理、资源化利用,不仅会占用大量的土地面积,还会对土壤、地表地下水、空气造成污染,其中的有毒有害物质还会随着生物链的积累最终威胁人类健康。  

2城市固体废弃物处置和资源化利用中存在的问题  

2.1分类回收存在的问题  

分类回收是城市固体废弃物无害化、减量化、资源化的重要前提,主要是指将城市固体废弃物中可回收再利用的部分与不可回收再利用的进行分类,对可回收的纸质、金属、塑料、建筑垃圾进行循环再利用,对不可回收再利用的部分进行单独分离,后进行填埋、焚烧回收热能、发酵制取沼气等处理皆可。但实际处理过程中可以发现,城市固废现在还做不到在源头完全实现分离,后续的集中分离则需要投入大量的人力物力,造价过高。城市市民生活垃圾的分类可以通过宣传、设置分类垃圾箱、专人监督、定点回收等途径来实现,提高了市民的垃圾分类意识能够有效实现这部分城市固废的源头分类,这也是我国大多数城市正在推行的环保工作。但如城市建筑垃圾、园林绿化垃圾、农贸市场垃圾等大规模处置的城市固废,往往不经过分类直接进行丢弃,这些当中的可回收固废和不可回收固废需要耗费大量人力、物力进行分离。而且,除了分离过程造价比较高以外,回收再造品的安全问题、卫生问题也受到人们的普遍关注,消费者普遍不认同对回收再造品的消费和使用,所以城市固废的资源化之路还比较难走。  

2.2焚烧资源化过程存在的问题  

焚烧是城市固体废弃物处理的重要方式,也是对城市固废热能的利用,是城市固废减量化、无害化、资源化的主要途径之一。城市固废中的有机固废大多可以通过焚烧分解,分解过程产生的热能可以进行城市供热、发电,分解后产生的炉渣可以直接填埋,也可以用作制砖原材料、建筑生产辅助材料。根据我国现有的焚烧发电厂技术,依靠售电基本可以实现对这部分可焚烧城市固废的资源化并且实现厂家盈利,能够长期运营生存下去。但城市固废焚烧容易产生大气污染问题,需要配套的大气处理系统,且湿度高、低位发热值不足、可燃成分低的垃圾焚烧所带来的经济效益比较低,不是所有城市的固体废弃物都适合使用焚烧。  

2.3微生物处理中存在的问题  

城市固体废弃物中的有机固废部分可以使用微生物进行生物降解,产生的堆肥产物、沼液、甲烷可以投入农业生产进行再利用,常见的处理方式包括好氧堆肥和厌氧消化两种。这两种微生物方法在农村地区更加常见,就是农民群众进行堆肥和制沼气的两种方法。好氧堆肥后城市有机固废的体积减少50~70%,厌氧消化后的城市有机固废也能够实现有效的减量化和无害化,是城市固废处理中前景广阔的一种方法。但微生物处理中也存在着一定的问题,首先就是重金属难以通过微生物进行降解,其次是产物市场化难度高,难以形成经济效益,然后是有机固废中的盐分、硝态氨进入土壤容易产生土壤污染,进而影响地下水环境。  

3城市固体废弃物处理和资源化利用的有效方法  

3.1针对城市固废进行分类处理  

在城市固废无害化、减量化、资源化过程中,前期的预处理是十分重要的一环,垃圾分类是提高城市固废资源化处理效率的重要前提。目前,我国部分城市已经完成了垃圾分类体系的建立,并成功在城市市民中进行了推广和应用,针对这部分市民生活垃圾,环卫公司进行收集处理时要根据不同垃圾分类进行清运和处理,不可再次混装,将不同处置方式的垃圾运送至不同的地方。比如:城市选择将有机固废进行焚烧,则环卫车辆需要将可燃烧的有机固废集中起来输送至焚烧发电厂或供热厂,进行固废的热能再利用。在针对城市建筑垃圾、园林绿化垃圾等种类的固废收集时,环卫公司应组织环卫人员承担起源头分类的责任,将垃圾回收车划分出可回收仓和不可回收仓,尽可能实现源头分类。  

3.2针对固废的资源化方向进行处理  

3.2.1焚烧处理  

焚烧处理是城市固体废弃物资源化利用的重要方式之一,固废燃烧后释放能量可部分代替煤炭燃烧发电,因此,焚烧处理既能够实现城市固废的减量,还能够利用城市固废为城市生产生活提供电能,节约火力发电所需消耗的煤炭资源。城市固废焚烧资源化过程中,需要注意的是焚烧产生的有毒有害气体处理问题。城市固废产生的有毒有害气体主要包括粉尘、二噁英、重金属、硫氧化物、氮氧化物,去除废气中的有毒有害部分,能够有效实现城市固废焚烧利用的环境友好程度提升。半干法是去除固废焚烧废气中硫氧化物的常见方式,也是效果最佳的一种方式;催化还原法是去除固废焚烧废气中氮氧化物的常见方法,产物是空气中常见的氮气,环境友好程度提升;过滤法是实现焚烧废气除尘的常用方法,通常是废气处理的最后环节;活性炭吸附法是处理二噁英、重金属的常用工艺[2],能够有效降低固废焚烧废气的二噁英等毒害成分对人体、环境的影响。在城市固废焚烧处理前,为了提高焚烧效率、减少不完全燃烧导致的二噁英等毒害物质排放,焚烧处理厂需要前置流化床、烘干等环节,降低城市固废的湿度,提高燃烧效率。部分城市固废的可燃程度较低,焚烧处理环节中可加入廉价的煤炭、燃油来辅助燃烧。既然城市固废的焚烧能够为城市供电,且能够节约煤炭资源,可与城市供电企业达成协议,收取一定费用,实现固废处理的市场化。  

3.2.2微生物处理  

微生物处理问题集中于堆肥产物和发酵残液作为肥料难以广泛普及、污染土壤,想要提升微生物处理的环保程度和资源化程度,需要针对以上两点进行改进和调整。首先是污染问题,对有机固废进行微生物降解的区域可参考垃圾填埋场建设封闭的好氧堆肥或厌氧消化环境,对渗出液和渗出物进行集中收集和处理,减少对周边土壤、地下水环境的影响。其次是经济效益问题,经过微生物处理的城市固废想要被农民所接受,一方面需要进行一定的广告营销,让农民了解到这类肥料的优势和特点,另一方面要进行肥力效果的提升,必要时可进行形态的改变,使其更适合农民进行农业生产利用。  

3.2.3固废资源化  

城市建筑垃圾、发电厂固废的再利用不仅是环境领域内的重点话题,还是建筑领域内的重点话题。我国正处于城市化建设的关键时期,能够通过利用固废来降低对原材料的消耗对行业和社会都有益。城市火力发电厂每年要产生大量的粉煤灰、炉渣、脱硫石膏,能够被建筑材料生产企业利用的部分还非常少,因此进行技术研发提高固废的质量和效益是当务之急。  

4城市固体废弃物资源化处理的环保价值                       

 想要建设循环经济需要推动我国城市废弃物处理领域从以政府补贴为主导转换为市场化,想要实现固废处理业市场化需要以资源化处理为前提和基础,这样才能让固废处理企业创造出能够支撑自身生存和发展的利润,保证产业的稳定增长。固体废弃物资源化,一方面为社会发展创造了新的可利用、可再生资源,另一方面减小了垃圾的填埋量,不仅可以为社会生产助力,还能够减少固废垃圾填埋带来的土壤污染、地表地下水污染、大气污染问题。城市固体废弃物得到最大程度的资源化利用,能够将城市周边的土地从填埋场的定位上解脱出来[3]。

  结语  

目前,我国的城市固废资源化还处于起步阶段,很多设想、规划很有发展潜力,但落实到实际生产中却缺乏有力的经济效益作为支撑。无论是有机固废微生物处理后作为肥料售卖,还是发电厂粉煤灰、脱硫石膏、炉渣售卖给建筑原材料公司,都尚未能形成一条有经济价值的产业链,还需要从技术研发角度提高固废产物的质量和经济效益。  

参考文献  

[1]李运凯.浅谈城市固体废物资源化处理[J].科技风,2020(02):133-134.  

[2]李云霞.基于LCA的废弃混凝土资源化效率研究[D].中国建筑材料科学研究总院,2020.  

[3]汪超.抛釉废料在瓷质砖中的资源化利用研究[D].景德镇陶瓷大学,2020.  

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