固体废物处理处置技术比较.doc

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1、固体废物处理处置技术比较固体废物是指日常生产、生活中所产生的固体与泥状物质以及源自废水、废气的固体颗粒物，按照理化性质可将固体废物划分为工业固体废物、生活垃圾以及伴有毒害的危险固体废物1。目前国内对于生活垃圾、工业垃圾等固废的治理主要采用传统的“末端治理”方法，主要方式有填埋、焚烧、堆肥等，这些处置方式虽然比较简单，但都存在着二次污染的问题，已不满足我国经济发展和生态安全的要求。如何有效的防治固体废物造成的污染，无害化处置固体废物成为亟待解决的重要问题。该文分析并比较目前几种固废处理处置技术的优劣，积极探寻清洁处理处置固体废物的新工艺及新技术，以此缓解固废污染与经济发展、资源循环利用、环境保护

2、之间的多重压力，进而全面落实我国可持续发展战略。1国内固体废物现状随着我国城市现代化进程的加速，城市固体废物总量呈爆发式增长，其中尤以生活固体废物和工业固体废物的堆存量增长显著，曾造成“固废围城”的困境。固体废物的产量日益增多，种类愈加复杂，污染事件逐年增加，资源浪费严重，已成为社会公众关注的焦点问题2，3。目前我国平均每人每天产生0.91.2kg垃圾，而且每年以9%的速度增长，全国主要城市年产生活垃圾1.9亿t4，产生量惊人，已成为破坏环境、危害公众身心健康的重要污染源。据全国大、中城市固体废物污染环境防治年报统计，仅2015年，工业固体废物产生量达19.1亿t，较2005年激增5.8亿t，

3、综合利用率不足62%，还处于利用率相对较低的阶段5。为实现固废无害化、减量化、资源化的目标，解决当前固体废物污染环境问题，研究合适的固体废物处理处置技术已迫在眉睫。2固废处理处置传统技术我国通过多年的实践经验总结以及不断借鉴发达国家的固体废物管理经验和治理技术，对固体废物实施全过程管理，以逐步实现其“三化”的目标。固体废物无害化处理处置技术是固体废物最终处置的技术6。固体废物经过分选，破碎，压实和固化等预处理工艺，进行填埋、焚烧和堆肥等最终处置措施，实现有用资源回收，降低固体废物对环境的污染。2.1土地填埋土地填埋法是大量消纳固体废物的有效方法，也是最终的处理办法7。它是将固体废弃物存储在相对

4、封闭的设施内，且该设施经过防渗处理操作，通常设置在陆地上面。土地填埋法处理量大、管理方便易行、处理成本低及适应性强，对于经济相对落后且土地资源宽裕的地区而言优势显著。在我国城市固体废物处理中一直占最主要的地位，处理的固体废物占总量的60%以上8。但由于固体废物中常混有金属、塑料和其他有机废物，在填埋过程中将会产生重金属和其他污染物质9。同时，固体废物渗滤液也是一个严重的污染源，其中有机污染物及重金属含量较高，严重威胁着土壤环境及人体健康10。2.2固废焚烧在我国，焚烧是一种应用范围最广的固体废物高温处置技术，也是处理固体有机废物最有效、最彻底的方法。它是将固体废物置于高温炉中，使其中可燃成分充

5、分氧化，最终转换成水与二氧化碳，经由净化操作后直接排入大气。该技术常采用全封闭模式，以规避污染物泄露，全面控制生活垃圾的气味与渗滤液，这与填埋与堆肥法相比具有一定优势。焚烧技术可使固废减容85%以上，不仅节约土地资源，而且焚烧热量可回收用于发电和供暖等11，适用于人口密集、土地资源紧张的区域。但对焚烧技术水平、人员素质和技术管理有较高的要求，经济成本较大;垃圾预分选困难;焚烧的过程中不仅会产生焚烧残渣，还有硫氧化物、氮氧化物等大气污染物，而且产生的飞灰中还携带了Hg，Pb等重金属和多环芳烃等污染物，这些都极大地威胁着环境安全和居民健康12，13。2.3固废堆肥堆肥是指生物质有机物在微生物的作用

6、下，进行生物化学反应，最终形成一种类似腐殖质的过程。产物可用作肥料或土壤改良剂14。堆肥技术处理成本小、操作简单、能实现废物资源化利用。堆肥用于农田，改善土壤中微量营养元素构成，同时增强土壤涵水能力和离子交换能力15。该方法主要适用于固废中可腐有机物含量高以及待处理生活垃圾产品的消纳能力强的地区。但是由固废处理而来的肥料仍存在一些问题，如在堆肥过程中重金属的累积和污染，这些重金属可在土壤中长期存在并通过食物链逐级富集进入人体，危害人类健康16。简而言之，固废堆肥技术虽能实现“资源化、减量化”目标，但长期严重的环境风险仍不可避免。3固废处理处置新技术我国对固体废物污染控制起步较晚，近些年在固体废

7、物的治理与利用方面虽然取得一定进展，但与欧美日等发达国家相比，固体废物治理整体水平偏低，处理处置技术还远不能满足公众对良好生态环境的需求17。为此，研究并开发费用低、处理彻底、无二次污染的新型清洁固废处理处置技术成为环境保护领域的重要课题。在固体废物的处理处置技术研究中，已经涌现出许多高新技术如：热解法、厌氧沼气工程技术、共处置法、等离子体技术等。3.1热解法有机固体废物具有热不稳定性，热解法正是利用这一特点使有机固体废物在无氧或缺氧的条件下受热分解。因其温度较焚烧法低很多，所以可以从有机固体废物分解产物中直接回收燃料油和燃料气等18。热解法主要适用于处理有机废渣、油泥、有机污泥等有机物，虽然

8、对设备要求较高，但热解可以产生无菌废渣，且热解后的气体能与煤气混合使用;热解原料可以是固态废物、液态废物、油或含塑料垃圾等;热解工艺不易发生机械故障，与焚烧技术相比，具有处理范围更广、针对性更强、更环保以及可以得到更具有价值的副产品等优点。固废热解技术的研究开始于20世纪60年代，欧美发达国家在积极地进行研究，且已形成许多成熟的工艺和操作方法18。目前国内已有对废旧塑料、有机污泥、废轮胎等固废采用流化床热解工艺制取燃气及燃料油的研究19，20。3.2厌氧沼气工程技术厌氧沼气工程是在温和条件下利用厌氧微生物对生物质有机组分进行分解，消化后的残渣和沼液是优质的有机肥料，可用于农田土壤的改良，尤其是

9、同步产生大量高热值含甲烷的沼气，能明显降低温室气体排放量，是最有前景的生物质能源利用技术之一21。20世纪90年代，厌氧沼气工程技术应用日益成熟，开始在德国及整个欧洲大规模投入使用22。目前国内对厌氧沼气工程技术的研究还处于起步阶段，主要集中在对餐厨垃圾的厌氧消化处置上，但投入实际运行的餐厨垃圾厌氧处置工程较少23。厌氧消化技术具有能耗低、二次污染少、可产生清洁能源等优点，因此与其它处理技术相比，具有明显的环境优势和更高的投入产出效益。随着高效预处理技术、特效菌种的研发以及过程控制技术的提高，传统过程存在的技术问题逐步被克服24-26，其优势和潜能将会越来越明显，厌氧沼气技术在我国餐厨垃圾处理

10、方面推广应用的潜力巨大。3.3共处置法固体废物共处置是指在工业生产过程中使用固体废物，通过固废来替代一次燃料和原料，从固废中再生能量和材料。尤其在建筑材料领域，共处置技术是解决大宗工业固体废物难题最有效的方法27。共处置技术在发达国家已有三十多年的应用经验，环境效益、经济效益和社会效益明显28。国内水泥企业目前正在大力尝试用工业废渣、有机废物代替原料及燃料，即废物的水泥原料化和燃料化。例如，水泥窑协同处置城市固废技术替代部分燃煤及原料正实践于固废处理29;采用“一磨多用”技术粉磨工业固体废物作为水泥替代原料30;采用磷石膏制备硫酸联产水泥等31。除建材外，很多行业也开展固废处理技术研究，如利用

11、炼铁高炉处理金属尾渣及矿砂、废塑料和煤焦油等32，利用电厂锅炉处理污水厂污泥33，已经取得了较好的经济效益和环境效益。处理各种固体废物将成为各企业“十三五”期间维持生存的重要法宝，甚至成为发展新行业的切入点。充分开发工业窑炉进行工业固体废物、危险废物和有机废物协同处置技术，将固废处置与本行业的产业链相结合，是未来固体废物处置的一个重要发展方向。3.4等离子体技术采用等离子体技术处理固体废物的设备是等离子气化炉34。它是在高温条件(10001700)下将固体废物彻底分解，再重新组合，有害物质、重金属被分离开来，其余部分熔融固化后形成玻璃体。采用该技术可有效地摧毁二噁英和呋喃等有害物质;金属可回收

12、使用;形成的玻璃体材料可用于生产耐用陶瓷等建材，从而基本上实现污染物“零排放”35。国外首先将等离子体技术应用在固化放射性废物上，该处理技术已较为成熟，在欧洲、亚洲一些国家核电站已投入工业化使用36，37。我国在等离子体用于核废料处理领域起步较晚，国内的研究主要集中在工艺尝试、探索和实验室小试、中试阶段38-40。国内不少学者将等离子体技术用于城市固废处理，主要集中在处理电子垃圾、生化污泥、垃圾飞灰、医疗废物等领域41-44，为应用于工程实践积累了经验。等离子体技术在固废处理上以其高效率、安全、无二次污染的特点，具有良好的应用推广前景。4结论及展望固体废物成分愈加复杂，为实现热解、厌氧沼气堆肥、共处置等清洁处理方式提供了物质条件。与传统的固废处理方式相比，新型清洁处理技术效率高、环境友好，有明显的优势和先进性;随着技术壁垒的不断攻克，运营成本的逐渐降低，未来必有广阔的发展前景。因此各地区应该根据固体废物特性，本着因地制宜，因时制宜，因技术制宜的原则，选择针对性的处理方法，分类化、集中化地处理固体废物，充分发挥各种处理技术的优势，形成完整的综合处理系统，从而改善整体处理效果，降低处理成本，最终实现固体废物减量化、资源化、无害化的目标。5