探析生活垃圾處置狀況及工藝論文

時間:2022-12-11 02:59:00

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探析生活垃圾處置狀況及工藝論文

【摘要】本文分析了我國城市生活垃圾組成及處置狀況,對我國生活垃圾的填埋、焚燒、堆肥處理技術進行了簡介和比較,分析了目前城市生活垃圾處置中存在的問題,并提出了垃圾處理技術發展方向。

【關鍵詞】生活垃圾;填埋;焚燒;堆肥;現狀;發展方向

1生活垃圾處理發展概況

建設部《中國城市建設統計年報》顯示,截止至2005年底,我國垃圾填埋、堆肥和焚燒的無害化處理能力所占比例分別為82.4%、4.7%和12.9%。

在1990-2005年期間,城市垃圾清運量年平均增長率為5.5%,城市垃圾量的增長稍快于城市人口的增長。80年代,人均垃圾產量為0.5~0.6kg/(人·d);90年代,垃圾產量為0.7~0.8kg/(人·d);21世紀初,垃圾產量預計為0.9~1.0kg/(人·d)。

從近10年來我國城市垃圾處理所發生的變化可以看出,城市垃圾取得的成績和進步是明顯的,特別是先進的垃圾處理技術開始逐步得到應用。例如,在近幾年建設的許多填埋場中,為提高填埋場的防滲水平,采用高密度聚乙烯膜作為防滲材料;為提高填埋作業效率,一些大型的填埋場采用了填埋壓實機;一些城市如杭州、廣州、深圳等的填埋場開始對填埋氣體進行回收利用。

垃圾焚燒處理從無到有,不斷發展。深圳市于1985年從日本三菱重工業公司成套引進兩臺日處理能力為150噸/日的垃圾焚燒爐,成為我國第一座現代化垃圾焚燒廠。國內一些經濟基礎較好的城市如上海、廣州、北京等都建設了較高標準的垃圾焚燒廠,這些焚燒廠多為通過利用國外資金、引進關鍵技術或設備、按照較高污染控制標準來建設的現代化大型垃圾焚燒廠。

堆肥處理是我國城市垃圾處理使用最早也是在早期階段使用最多的方式。堆肥處理主要采用低成本堆肥系統,大部分垃圾堆肥處理場采用敞開式靜態堆肥?!捌呶濉焙汀鞍宋濉逼陂g,我國相繼開展了機械化程度較高的動態高溫堆肥研究和開發,并取得了積極成果。

當前,垃圾處理的投入與垃圾處理的需求相比仍明顯不足,垃圾處理的水平還很低,從總體上講,城市生活垃圾處理還處于由粗放到處理的發展階段。主要表現為垃圾堆放現象普遍存在,垃圾處理場的二次污染相當普遍。

2城市生活垃圾特性變化

城市垃圾的構成特性與地理條件、經濟發展水平、居民消費水平、消費結構以及城市居民燃氣率等因素有關。我國城市的垃圾在產量迅速增加的同時,垃圾的構成及特性也發生了很大的變化。

我國地域遼闊,南北溫差大,東西經濟發展不平衡,燃料結構差別大,因此,我國的垃圾成分隨地域而變,即使是同一城市,一年四季垃圾成分差別也大。但總的趨勢是垃圾中有機物成分在增加,大城市垃圾中有機物接近50%,中等城市垃圾中有機物為30%~40%;無機物在減少,大城市垃圾中無機物為30%~40%,中等城市垃圾中無機物為50%~60%;垃圾成分的不同決定了不同城市采用的處理方法也不同,城市生活垃圾中有機成分占總量的60%,無機物約占40%,其中廢紙、塑料。玻璃、金屬、織物等可回收物約占總量的20%。

垃圾中的可燃物增多,可利用價值增大,因此隨著今后我國大城市,尤其是北方城市隨著城市燃氣化率的不斷普及,城市生活垃圾中的有機物含量及垃圾的熱值將進一步增加。

居民生活水平和消費結構的改變不僅影響城市垃圾的產量,也影響著城市垃圾的成分。尤其是近十年來,隨著改革開放的進一步深化,居民收人不斷增加,人民的生活水平不斷提高,包裝產品的消費,以及廢紙、塑料、玻璃、金屬、織物等可回收物的消費不斷增加。

包裝廢物的快速增長,是城市生活垃圾增長的重要原因之一。實際上垃圾中的廢紙、金屬、玻璃、塑料等絕大部分是使用后廢棄的包裝物。隨著包裝業的快速發展,商品包裝形式越來越繁多,包裝物的種類和數量增加很快,過分包裝和豪華包裝的產品比比皆是,這在大城市尤為突出。一次性的商品被廣泛應用,增加了垃圾的產量。目前我國包裝品廢棄物約占城市家庭生活垃圾的10%以上,而其體積要構成家庭垃圾的30%以上。

3城市垃圾處理現狀分析

3.1主要技術介紹

國內垃圾處理方法多種多樣,主要有:填埋、堆肥、焚燒三種方法,另外還有熱解、分選回收、綜合處理方法。

3.1.1填埋

填埋技術作為生活垃圾的傳統和最終處理方法,目前仍然是我國大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法,2005年,全國共建有356座生活垃圾衛生填埋場,90%(含簡易填埋)以上的城市生活垃圾采用填埋處理。根據環保措施(主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲瀝液處理、蟲害防治等)是否齊全、環保標準能否滿足來判斷,填埋場大致可分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場三個等級。

1、簡易填埋場(臨時堆場)

基本上沒有考慮環保措施,或僅有部分環保措施,也談不上執行什么環保標準。嚴格來講,目前我國仍有很大部分填埋場屬于這個等級。這類生活垃圾填埋場為衰退型填埋場,在使用過程中它不可避免地會對周圍的環境造成嚴重污染。

2、受控填埋場(準衛生填埋場)

有部分環保措施,但不齊全;或者是雖然有比較齊全的環保措施,但不能全部達標。目前的主要問題集中在場底防滲、滲瀝水處理、每天覆蓋等不符合衛生填埋場的技術規范。這類填埋場為半封閉型填埋場,也會對周圍的環境造成一定的影響。

3、衛生填埋場(無害化處理場)

既有完善的環保措施,又能滿足環保標準,為封閉型或生態型的填埋場。由于建設和運行費用目前在我國大部分城市尚難以接受,管理水平也有較大差距,所以真正意義上的衛生填埋場目前在我國仍較少。

3.1.2焚燒

我國生活垃圾焚燒計數的研究和應用起步于八十年代中后期,全國現有各類生活垃圾焚燒廠50多座,綜合目前我國生活垃圾焚燒技術應用的現狀,大致可分為簡易焚燒爐、國產化焚燒設施和綜合型焚燒設施三類。

1、簡易焚燒爐

簡易焚燒爐工程規模較小,主要利用原有的煤窯或磚窯等改造而成,工藝簡單、價格低廉,往往缺乏基本的供風和煙氣處理系統,工作條件差,生活垃圾無法得以充分燃燒、污染物也不能達標排放。這類焚燒爐在我國還有一定的市場,主要在一些中小城鎮應用,由于不能滿足環保標準和燃燒條件,正逐步予以取締。

2、國產化焚燒設施

工程規模中等,生產及配套設施相對比較簡單,主要設備為流化床焚燒爐,建設及運行成本相對較低。目前在江蘇、浙江等地已建成多座國產化生活垃圾焚燒廠,溫州市東莊生活垃圾焚燒廠(爐排爐),紹興市生活垃圾焚燒廠(流化床),無錫市生益多生活垃圾焚燒廠(爐排爐)是其代表。

3、綜合型焚燒設施

綜合型焚燒技術設備,是指把引進技術設備與國產技術設備有機結合起來的垃圾焚燒系統。其關鍵技術和設備從國外引進,工程規模較大,生產及配套設施比較完整,建設及運行成本較高。深圳市市政環衛綜合處理廠,上海市江橋生活垃圾焚燒廠,上海市浦東御橋生活垃圾焚燒廠是其代表。

3.1.3堆肥

生活垃圾堆肥在我國具有悠久歷史,但堆肥處理率并不高,目前全國共有各類生活垃圾堆肥廠約70多座。在我國常用的生活垃圾堆肥技術大致可分為簡易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。

1、簡易堆肥

工程規模較小、機械化程度低、主要采用靜態發酵工藝、環保措施不齊全、投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術一般在中小型城市應用較多。

2、好氧堆肥

工程規模相對較大、機械化程度較高、一般采用動態或半動態好氧發酵工藝、有較齊全的環保措施、投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術。

3、厭氧堆肥

工程規模普遍較大,機械化程度相當高,一般采用濕式或干式厭氧發酵工藝,發酵周期可縮短至15~20天后,沼氣收集后可用于發電等,生活垃圾資源化利用率較高,投資及運行費用高于好氧堆肥,占地面積少于好氧堆肥。厭氧堆肥技術在歐洲有較多的應用實例,國內上海等地則還能夠在實施項目。

3.1.4熱解

熱解法就是把有關固體廢物(或液體廢物)在無氧或少量氧的條件下加熱至800~1000℃,獲得高溫氣體的方法,同時還可以獲得煤(焦油)再作化工原料,關于分解后剩余的以碳為主的殘渣,可以作肥料、填坑物和固體燃料等。熱解可在焚燒溫度低的條件下,從有機物中直接回收燃料油、氣,從資源化的角度論,熱解比焚燒有利。

3.1.5分選回收

城市生活垃圾分選回收技術較為可靠,資源化效果較好,分選出的資源化物質可以直接回收利用,該技術是許多發達國家基于分類收集基礎上的首選處理技術。該技術選址較為容易,但有一定的噪聲、臭氣污染。城市生活垃圾分選回收技術環境可能存在分選效率低、經濟效益不好的隱患,且分選后有較多殘渣。

3.1.6綜合處理

城市生活垃圾綜合處理技術是在克服單一處理方法缺點的基礎上,采用填埋、堆肥、焚燒、分選回收等兩種或多種方法相結合的方式去處理城市生活垃圾,從而避免和降低了因處理不當對環境造成的二次污染和資源的浪費,同時達到資源充分利用和無害化處理城市生活垃圾的目的;此外,該種處理方式能徹底處理城市生活垃圾,基本無二次污染。而資源的回收利用,正符合國家可持續發展的戰略。事實上,城市生活垃圾綜合處理技術是以社會、經濟和環境協調發展為目標,并優化用多種管理、技術手段構筑的城市生活垃圾處理系統工程。綜合處理技術內部各類單元處理技術根據應用的先后順序,主要包括前處理、中間處理、后處理和最終處置等四道工序。事實上,組成這四道工序的主要單元處理技術包括填埋、堆肥處理、焚燒、回收利用四類。

3.2應用情況

我國城市生活垃圾無害化處理設施已由1990年的66座增加到2005年的471座,無害化處理量和處理率也分別由1990年的2122萬t和2.3%,提高到2005年的256312萬t和60.1%。

近年來綜合處理已引起越來越多的重視,但迄今為止應用最廣泛的仍是填埋、焚燒、堆肥三種方法,其中填埋法是我國城市生活垃圾處理的最主要方法,無論是大城市還是中、小城市都普遍采用;中、小城市采用堆肥技術較多,但處理規模較小,因堆肥銷路等原因,有的已關閉;焚燒技術這幾年在經濟發達城市得到了迅速發展。

3.3存在的問題分析

3.3.1填埋場問題分析

大多數填埋場的設計、建設和運營仍存在很多問題,表現在:(1)設計理念比較落后,科技水平低,土地填埋利用率不高,占用了大量土地資源;(2)大部分生活垃圾填埋場缺乏有效的基礎和邊坡防滲措施;(3)由于生活垃圾中有機物含量和含水率往往高達50~60%,導致滲濾液產量大、濃度高,滲濾液處理達標排放或能夠送城市污水處理廠處理后達標排放的填埋場較少,地下水污染地表水的污染事故不斷出現;(4)填埋氣體處理與利用系統剛剛開始發展,現有填埋場多為敞開式排放或通過豎井排放,簡易填埋場的填埋氣仍處于無組織排放狀態,不僅引起了溫室效應,造成安全隱患,而且也是產生惡臭的主要原因;(5)填埋場的封場一般都未進行生態恢復,由于缺乏封場和后續管理標準,缺乏相應的政策和法規,已經終場的生活垃圾堆體不能夠合理地安全封場和持續維護。

3.3.2焚燒問題分析

(1)對熱值低、水分高、成分復雜的生活垃圾適應性不好。引進的爐排爐一般適應處理國外成份相對簡單、低位熱值高(一般都在1600kcal/kg以上),水分含量低的生活垃圾;(2)工程投資大。據統計,目前國內利用國外先進焚燒技術建造的焚燒廠普遍建設工程投資大,折合噸工程投資約50~75萬元,而引進技術,關鍵設備國內生產的噸工程投資約35~45萬元,技術和設備全國產化的噸工程投資只要25~30萬元;(3)運行成本高。據統計,我國目前運轉基本正常的國外技術建造的焚燒廠的運行費用為180~300元/噸;(4)飛灰沒得到安全處置。除個別高水平建設和管理的焚燒廠外,其余焚燒廠飛灰處置沒得到足夠重視,大多填埋處理或作為建筑材料利用,安全隱患大。

3.3.3堆肥問題分析

阻礙我國生活垃圾堆肥化發展的主要因素不是技術因素,而是非技術的經濟因素,這表現在:(1)混合收集的生活垃圾雜質含量高,為保證產品質量而采用復雜的分離過程導致產品成本高,沒有政府的補貼,是很難運行下去的;(2)一般堆肥廠的粗堆肥產品只能作為土壤改良劑,其銷路取決于堆肥廠所在地區封條件的適宜性,在粘性土壤地區,特別是南方的紅黃粘土、磚紅粘土、紫色土地區有較好的銷路;(3)堆肥廠產品的經濟服務半徑一般較小。質量較差的粗堆肥產品一般只能就近銷售,利用粗堆肥產品制造的復合肥,其銷售也面臨一般化肥和復合肥的競爭;(4)生活垃圾處理的連續性和堆肥產品銷售季節性之間存在的固有盾,也會增加生活垃圾的處理成本和堆肥產品的生產成本。

因此,雖然個別大型生活垃圾堆肥處理廠和一些不定期地運行的、簡易小型生活垃圾堆肥廠產品有銷路,近幾年國內建成的大多數堆肥廠,實際上均不能正常運行。

4生活垃圾處理技術發展方向

根據我國實際情況,現實的生活垃圾處理技術發展方向必須面對混合收集的、可回收物質含量和熱值低、垃圾含水率和可生物降解的有機物含量高的生活垃圾。遠期(2015年后)可考慮實現了分類收集基礎上的垃圾處理技術。

1、發展生活垃圾綜合處理技術

我國生活垃圾的特性決定了很難有一種垃圾處理技術能對其進行有效的處理,必須采取多種技術對其進行綜合處理才能達到減量化、無害化和資源化。但是,這需要在一個新的基礎上去考慮綜合處理模式中各種技術的地位和作用。

針對我國混合收集垃圾的特點,將生物處理技術作為填埋或焚燒的預處理技術,是解決我國垃圾處理難題的一種有前途的技術組合。近10年來,機械生活處理技術在歐洲作為填埋處理或焚燒處理的預處理技術得到了快速發展,已經出現了機械生物處理——衛生填埋、機械生物處理——焚燒發電等一些綜合處理的趨勢。

2、生活垃圾填埋技術標準化、規范化、環?;?、國產化發展

主要表現在以下幾點:(1)填埋氣導排技術在生活垃圾填埋場得以普遍采用并不斷完善,同時填埋氣回收利用技術在取得經驗的基礎上擴大試驗范圍;(2)大、中城市的生活垃圾填埋場基本上能做到每天覆土。覆蓋材料除粘土外,新型替代覆蓋材料的研制工作也取得進展,并在部分缺少覆蓋土來源的生活垃圾填埋場試點應用;(3)在引進、消化的基礎上,開發出壓實機等新一代的國產化填埋專用機具,用于生活垃圾填埋場并取得較好效果;(4)國產化人工合成防滲襯底材料的質量有較大的提高,設置人工合成防滲襯底的生活垃圾填埋場不僅僅局限于個別示范工程;(5)生活垃圾滲濾水的處理技術多樣化并取得實質性進展;(6)發達國家普遍采用的好氧填埋技術,在部分示范工程中率先得到應用;(7)在大城市中,生活垃圾經過回收利用、堆肥、焚燒等方法處理后進入填埋場作最終處理。

3、生活垃圾堆肥技術機械化、國產化,堆肥產品高附加值發展

主要表現在以下方面:(1)生活垃圾堆肥廠的機械化水平和堆肥質量有明顯提高;(2)堆肥產品中的重金屬和碎玻璃等雜質的含量得到有效控制;(3)國產化有機復合肥成套生產技術與設備進一步完善,生活垃圾堆肥廠中生產有機復合肥和顆粒肥的比例將逐步提高;(4)采用機械化動態發酵工藝和利用有效菌種快速分解的新型堆肥技術,在部分城市得到應用并逐步推廣;(5)由于具有良好的減量化和資源化效果,生活垃圾堆肥技術將重新得到重視,生活垃圾堆肥處理的比例將逐步增加。

4、生活垃圾焚燒技術國產化、環?;?、資源化發展

主要表現在以下方面:(1)我國城市生活垃圾的低位熱值穩步提高,低熱值生活垃圾焚燒技術的工藝進一步完善;(2)新一代國產成套生活垃圾焚燒設備的開發取得成功,并在部分中、小城市形成一定的市場。單臺處理能力200t/d以下的生活垃圾焚燒設備將以國產化為主;(3)生活垃圾焚燒廠的二次污染特別是尾氣的凈化技術取得突破,同時人們對二惡英等污染物的關注程度愈加提高;(4)生活垃圾焚燒余熱的綜合利用技術得到提高,焚燒發電將繼續得到政府在政策和稅收方面的支持;(5)生活垃圾焚燒廠將向大型化方向發展。由于國產化率和管理水平的提高,其工程投資和運行成本將得到控制;(6)生活垃圾焚燒技術將穩步發展,生活垃圾焚燒處理的比例將逐步上升。未來幾年內在部分城市將建成若干個和國外接軌的生活垃圾焚燒廠。但在我國全面推廣的條件尚不具備。

5、分類收集、分類處理逐步推行

生活垃圾作為一種取之不盡的再生資源將逐步得到重視,垃圾分類收集、分類處理方式在我國大、中城市中逐步推行,主要途徑如下:(1)對一次性物品的限制使用初見成效,同時產品包裝行為進一步規范,過度包裝逐步減少;(2)凈菜進城工作逐步被市民認可,生活垃圾中易腐有機物的比例逐步下降;(3)有關生活垃圾減量化、資源化的地方性法規將陸續出臺,生活垃圾回收利用工作將納入依法管理的軌道。與垃圾分類收集相適應,生活垃圾回收利用技術將得到重視,垃圾分揀中心和資源化利用工廠等配套設施,將在一部分城市率先建成,許多城市會將此提到議事日程。生活垃圾中回收利用的比例將逐步增加,并帶動廢品回收業和相關產業的發展。

5結語

從系統管理的角度出發,抓好垃圾源頭減量工作,盡量少產生垃圾,將已產生垃圾最大程度回收利用,再通過衛生填埋、堆肥、焚燒制能等工程技術措施減容及進一步資源化,是符合循環經濟和可持續發展要求的做法。公務員之家

綜合分析垃圾處理技術的可靠性、經濟性、實用性和所能達到的無害化、減量化、資源化效果等方面,衛生填埋、焚燒、堆肥都有各自的優缺點和適用條件,在堅持因地制宜、技術可行、設備可靠、適度規模、資源利用和綜合治理的原則下,采用三種主要方法適當組合,能取得更大的環境效益。依據科學發展觀和循環經濟的理論,按照可持續發展的要求,我國現階段垃圾處理工藝選擇的總體思路是:鞏固完善現有的衛生填埋技術,穩步發展焚燒處理技術,充分重視生物處理技術,探索和鼓勵資源再利用和綜合處理技術。

參考文獻

[1]王均奇,施國慶.我國城市生活垃圾產業的發展現狀與對策研究[J].生產力研究,2007,(1):99-100.

[2]劉勇,呂軍.武漢市城市生活垃圾資源化處理的經濟對策分析[J].再生資源研究,2007,(1):29-32.

[3]張曉霞.城市生活垃圾治理對策[J].環境與可持續發展,2007,(2):22-23.