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  • 垃圾处理

    垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物,由于排出量大,成分复杂多样,且具有污染性、资源性和社会性 ,需要无害化、资源化、减量化和社会化处理,如不能妥善处理,就会污染环境,影响环境卫生,浪费资源,破坏生产生活安全,破坏社会和谐。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除,并进行无害化处理,最后加以合理的利用。当今广泛应用的垃圾处理方法是卫生填埋、高温堆肥和焚烧。垃圾处理的目的是无害化、资源化和减量化。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 垃圾处理 英文名: refuse disposal
    方法: 卫生填埋、高温堆肥焚烧 目的: 无害化、资源化和减量化
    对象: 固体废弃物 归属学科: 环境科学

    目录

    垃圾种类/垃圾处理 编辑

    垃圾处理市场[利用垃圾(生物质)生产木炭、焦油和煤气] 基本上是先分类、再进行回收、然后处理。处理方法:最常用的是填埋,但是效果很慢、占地还广、容易对地下水产生二次污染。还有就是焚烧,但对空气污染大、投资也大。

    生活垃圾

    垃圾处理菌 垃圾处理菌

    利用垃圾生产木炭、焦油和煤气,是将垃圾中的可燃物(生活污水处理的污泥也是的)和非可燃物利用液选分离,其中对可燃物进行干馏而得到木炭、焦油和煤气,不产生二恶英(毒王)。非可燃物可分离出玻璃、煤灰、砖、石头和废旧电池,玻璃可以回收利用,煤灰可用作施肥,砖、石头可以用作建筑材料,废旧电池经破碎、高温熔化,根据各种金属的熔点不同而分离出不同的金属,从而达到循环利用。木炭可以气化产生氢气、甲烷等,是因为煤可以气化。木炭也可以液化产生汽油、柴油等油品,也是因为煤液化产生油品。煤气中有氢气、甲烷、微量的一氧化碳和二氧化碳。利用变压吸附可分离出氢气、甲烷,氢气可供燃料电池使用发电,甲烷液化供其它用途(如打火机)。也可利用燃气发电机进行发电,还可以利用煤气生产甲醇。焦油中含有木酸液、木焦油、木沥青。利用蒸馏方式可将焦油中的化学物质分出来,如甲酸、甲醇等。还有珍贵的药品原料。以上分离生产装置中国均有。云维集团有干馏、煤气化、煤分离装置,开远解化公司有煤液化装置。东北吉林、湖南有废旧金属回收装置。己获专利, 一天处理4000t垃圾,生产甲醇350t(煤气140万m³发电280万度) ,木酸液800t,木焦油400t,木炭800t,可发电160万度。生产1t甲醇耗: 电840KWh,水8t,蒸汽1t,煤气3200m³。 发1KWh耗: 耗炭350~400g,水3kg。在城市化进程中,垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担,世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。而如今,垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”,是“放错地方的资源”。这既是对垃圾认识的深入和深化,也是城市发展的必然要求。

    农田垃圾

    垃圾处理 垃圾处理

    我国是一个农业大国,耕地面积超过了18 亿亩,每年有丰富的秸秆量产生。据调查,2009 年,全国农作物秸秆理论资源量为8.20亿吨(风干,含水量为15%)。从品种上看,稻草约为2.05 亿吨,占理论资源量的25%;麦秸为1.50 亿吨,占18.3%;玉米秸为2.65 亿吨,占32.3%;棉秆为2584 万吨,占3.2%;油料作物秸秆(主要为油菜和花生)为3737 万吨,占4.6%;豆类秸秆为2726 万吨,占3.3%;薯类秸秆为2243 万吨,占2.7%。如此巨量的生物质秸秆,由于没有很好的技术来利用,仍大部分被废弃与焚烧处理。不仅造成了令人痛心的资源浪费,也给环境(大气、水质和土壤)的恶化带来了不可低估的影响。现阶段,世界各国都注重农林废弃生物质(农作物秸秆)的综合利用,尤其是北美和欧洲。利用途径主要集中在能源、饲料和肥料三个方面。我国政府亦很重视,不遗余力地支持和推广秸秆的综合开发利用。在2006 年的一号文件中就要求重点推广农业发展废弃物综合利用技术,仅此一项的财政投入就达上亿元。然而由于政策不完善,研发水平低下,一些关键性技术难以突破,收效甚微,2001年的数字提到每年有约四亿吨秸秆被废弃 [1]

    被粗放利用的秸秆大部分只用于烧火做饭、饲养牲畜、盖棚、取暖与肥田等。虽然,我国农村生活用能结构已发生了一定的变化,但薪柴、秸秆等生物质仍占消费总能量的50%以上,是农村生活中的主要能源。然而,受到现阶段生物质收集手段、运输方式和高效转化与利用水平等技术瓶颈困扰,2013年的今天主要还是以直燃方式取暖供热为主,不仅热转化效率低下(能源利用率仅15%左右),而且严重污染环境,导致城镇地区PM2.5 超标和乡村地区能见度下降等。保定市方正机械厂生产的垃圾预处理(即分选)成套设备,主要用于城市多年填埋的非正规陈腐生活垃圾分选,新鲜生活垃圾集中地的垃圾分选。垃圾分选处理设备可将生活垃圾分选成可燃物、有机土、再生利用物及石块等四大部分。在不上深度处理装置的情况下,采用可燃物焚烧、20m/m以下的有机土用于园林绿化、可再生利用物再生利用(如废塑料用来做二级塑料)、石块用作建材等简易方法处理,可使垃圾实现减量化、资源化、无害化及让处理后的垃圾坑的土地用于城建或一坑重复埋垃圾的目标。保定方正垃圾分选分类处理设备是从垃圾综合处理首先必须进行分选的要求出发研发的,它包括破碎、分选、传输、打包四个部分,全部由该厂生产。

    高值综合利用生物质秸秆资源,已是我国现阶段农业结构调整和农村经济发展的一项重大课题。植物生物质的主要成分是木质纤维素,是世界上唯一可预测的能为人类提供物质和燃料的可持续资源。全球每年产生的生物质总量约2.9×1021 焦耳的能量,但是利用率才将近7%。如何实现生物质资源高值化综合利用,这是赋予全球相关领域科技工作者的重大历史使命,时不我待,机遇与挑战并存。事实上,农林生物质废弃物(农作物秸秆、林木加工边角料等),是转化生物质能源(固体燃料、燃料乙醇、生物丁醇、生物柴油、航空燃油、厌氧消化沼气、生物质热解气和生物质发电等)、生物基材料和功能化学品等方面的宝贵资源。若基于拟构建的农林生物质资源综合利用创新平台和连续多口闪爆为龙头的技术支撑体系,将宝贵的生物质资源高效率、低成本和大宗量转化为高附加值产品(纸浆、木塑板、饲料、燃料、功能保健食品和高纯特效药品等),将不失为一种现时代稳定基础农业地位、妥善解决三农问题、带动相关产业可持续发展、拉动地方经济、改善村镇生态环境、促进社会主义新农村建设、发展循环经济和打造绿色生态产业链的新举措。作为当前农林生物质废弃物预处理的现实可行手段,汽(气)体闪爆技术显现出高效、快速和适于规模化处理的独到优势。利用取之不尽、用之不竭的农林废弃生物质生产燃料和石油化工产品是绿色化学的重要研究方向,也是石油炼制和石化工业实现可持续发展的必由之路。继医药生物技术、农业生物技术之后,生物技术产业发展现已进入工业生物技术阶段,其核心部分就是生物炼制,即用生物质来生产能源和各种化工产品与生物材料,各国对此技术领域发展十分重视。生物质既是可再生能源,也能生产出上千种的化工产品,且因其主成分为碳水化合物,在生产及使用过程中与环境友好,又胜化石能源一筹。另外,它以作物秸秆、畜禽粪便、林产废弃物、有机垃圾等农林废弃物和环境污染物为原料,使之无害化和资源化,将植物蓄存的光能与物质资源深度开发和循环利用,堪称循环经济之典范。

    生物质资源转化利用已成为全球重大热门课题之一,正受到世界各国政府与科学家的广泛关注。联合国开发计划署(UNDP)、世界能源委员会(WEC)和美国能源部(DOE)都把生物质能当作发展可再生能源的首要选择。现代生物质产业是利用农作物、树木和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等可再生或循环的有机物质为原料,通过工业性加工转化生产生物质化学品、生物燃料和生物能源以及生物基功能材料的一个格外引人关注的新兴产业。尽管生物质产业的发展将使人类不再过分依赖化石能源,2013年以生物质为原料的“糖经济”尚缺乏与石油天然气为原料的“烃经济”竞争的实力。虽然生物质原料成本低,但加工转化成本高,只有实现技术上的突破,才能形成完整的生物质技术工程体系。目前我国已经是生物技术大国,许多产品的产量在世界居第一位,然而这些产品的技术经济指标却较为落后,需要通过努力发展成为生物技术强国。美国战略经济分析家里夫金博士在《生物技术世纪》里指出,生物技术世纪也可能是中国人的世纪,希望中国在生物技术世纪发挥重要的作用。专家认为,我国有条件进行生物能源和生物材料规模工业化和产业化,可以在2020 年形成产值规模达万亿元,在“石油枯竭拐点”来临之际形成部分替代能力。

    主要危害/垃圾处理 编辑

    分类及危害

    来看一下人类的生活垃圾都有哪些:

    ⑴人类和动物的粪便。存在传染性细菌、病毒。

    ⑵医疗机构的医用垃圾。存在大量的易感染病毒和难以降解的化学性物品。

    ⑶建筑装饰垃圾。存在易挥发的化学物质。

    ⑷轻工业垃圾。大部分是难以降解的化工材料,如塑料、油漆等。

    ⑸电子行业生产的电子材料垃圾。包括主要的重金属成分和难以降解的玻璃纤维、塑料等。重金属有铅、锡、锌、银、金等危害人类身体健康的重金属材料。

    ⑹化学工业生产的化合类有毒有害物质垃圾。如苯类等易挥发物质。

    ⑺电池。是人们生活中不可缺少的工业用品,它的污染主要体现在重金属和化学物质方面,包括酸类和碱类等化学成分,也包括难以降解的塑料等材料。

    ⑻城市各方面的生活污水和制造业等工业企业排放的污水。

    ⑼少量的放射性污染物。

    ⑽其他没有列出的人类生活垃圾。

    二次污染

    焚烧处理也会产生对环境的污染和浅表性漫长性侵害,主要包括垃圾燃烧后的空气污染。在这一类污染中主要包括:

    ⑴化学制品在高温焚烧过程中产生的有毒有害物质污染。

    ⑵空气中的有毒有害物质(包括硫化物、碳化物等物质)污染。

    ⑶汽车工业产生的化工垃圾对环境的污染,柴油汽车尾气的重度污染和低量的慢性污染。

    ⑷生活垃圾在燃烧时产生的其他有毒有害性物质污染。

    尽管有高科技的除尘和降低有毒有害物质的排放设施,但依然存在微量有害物质的长期排放和积淀,仍然可对地球生物造成慢性的病理伤害。但由于微量有害物质会在生物体内长期沉淀积累,导致慢性病不断加重,使病情难以确诊。

    上述两项,现代科技再发达,也不能完全净化。总会留有一定的对人类和生物的慢性累加式综合侵害。它导致的后果无异于人类慢性自杀。这不是危言耸听,城市的综合性污染越来越严重,城市化的发展过程中存在地质环境以及空气污染的治理问题。城市垃圾填埋处理带来的地质性污染以及焚烧垃圾带来的空气污染是最重要的两项指标。最为关键的问题是由于汽车行业的快速发展,加重了空气污染治理的困难,这不包括城市垃圾焚烧造成的污染物。汽车在高速运行时携带起的灰土尘埃也是主要的污染之一。汽车排放尾气的管道角度是扬尘的罪魁祸首。汽车尾气排气管应设计为向后,而不少汽车的排气管道是朝向地面的,汽车功率越大吹起的尘土量就会越高。

    处理方法/垃圾处理 编辑

    国际处理方法

    垃圾处理方式 (利用垃圾(生物质)生产木炭、焦油和煤气) 国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等,这三种主要垃圾处理方式的比例,因地理环境;垃圾成份、经济发展水平等因素不同而有所区别。

    由于城市垃圾成份复杂,并受经济发展水平、能源结构、自然条件及传统习惯等因素的影响,所以国外对城市垃圾的处理一般是随国情而不同,往往一个国家中各地区也采用不同的处理方式,很难有统一的模式,但最终都是以无害化、资源化、减量化为处理目标。从应用技术看,国外主要在填埋、焚烧、堆肥、综合利用等方式,机械化程度较高,且形成系统及成套设备。从国外多种处理方式的情况看,有以下趋势:⑴工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张,焚烧处理比例逐渐增多;⑵填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有较大比例;⑶农业型的发展中国家大多数以堆肥为主;⑷其它一些新技术,如热解法、填海、堆山造景等技术,正不断取得进展。

    焚烧是世界各国广泛采用的城市垃圾处理技术,大型的配备有热能回收与利用装置的垃圾焚烧处理系统,由于顺应了回收能源的要求,正逐渐上升为焚烧处理的主流。国外工业发达国家,特别是日本和西欧,普遍致力于推进垃圾焚烧技术的应用。国外焚烧技术的广泛应用,除得益于经济发达、投资力强、垃圾热值高外,主要在于焚烧工艺和设备的成熟、先进。世界上许多著名公司投入力量开发焚烧技术与设备,且主要设备与附属装置定型配套。国外工业发达国家主要致力于改进原有的各种焚烧装置及开发新型焚烧炉,使之朝着高效、节能、低造价、低污染的方向发展,自动化程度越来越高。

    中国城市垃圾处理起步较晚,截止1992年底,全国垃圾、粪便清运量已达11264万t,而垃圾、粪便无害化处理厂仅有371座,处理总能力71501t/d。近几年各地根据实际情况,从对策和规划着手,对城市垃圾处理技术进行了有益的探索。杭州、常州、天津、绵阳、北京、武汉等城市在学习国外城市垃圾处理技术经验的基础上,自行设计了具有中国特色的垃圾机械化堆肥处理生产线;深圳、乐山等城市建设垃圾焚烧厂的成功,也为各城市应用焚烧技术提供了经验;沈阳、鞍山等城市对医院垃圾实行统一管理,集中焚烧,也走出了特种垃圾处理的新路。

    中国处理方法

    中国城市垃圾处理的技术对策是:以卫生填埋和高温堆肥技术为主,提倡有条件的城市特别是沿海经济发达地区发展焚烧技术。近几年各城市开始进行垃圾焚烧处理的基础研究和应用研究工作,开发了包括NF系列逆燃式、RF系列热解式、HL系列旋转式小型垃圾燃烧炉及一批医院垃圾专用焚烧炉,并建设了一批中小型城市简易焚烧厂(站)。1985年,深圳引进日本三菱公司焚烧成套技术与装备,建成了中国第一座大型(300t/d)现代化垃圾焚烧发电一体化处理厂,为中国开展城市垃圾焚烧装置国产化工作打下了基础。

    关于城市垃圾的处理方法

    客观分析近几年中国城市垃圾构成变化,可以说,随着中国经济的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾中可燃物、易燃物含量明显增加,热值显著增大,一般经过分类、分选等预处理后,垃圾热值已接近发达国家城市垃圾的热值。因此中国一些城市,特别是沿海经济发达地区等已具备了发展焚烧技术的基础。

    国家有关部门与部分专家学者拟定了在中国各城市中心实施垃圾焚烧处理的方案。一石激起千层浪,掀起了一场处理城市垃圾“焚烧”与“反焚烧”的争议,在民众中引发了很大的轰动。政府拟在各大城市建立城市垃圾焚烧处理厂的问题,遭到了广大市民的激烈反对,在城市中心及边缘建立垃圾焚烧区域弊大于利。关于城市垃圾的,各国大部分采用的是焚烧和掩埋的处理方法。但是,问题并不这么简单,世界绿色环保组织最为关注的人类垃圾处理问题是一件很棘手的事。人类垃圾的最佳处理方式已不是我们以往采用的最简单的焚烧和掩埋办法。当今,人类不得不重新思考自己生产的垃圾应该如何消纳处理,掩埋和焚烧都不是最佳的方案。

    城市垃圾掩埋会导致严重的地质性水土污染。因为人类的生活垃圾包括很多有毒有害物质和病菌、病毒以及各种重金属元素,极易危害人类和生物的正常生存繁衍。

    辐射处理用γ射线和电子束照射城市固体废物,以达到杀菌、消毒作用的一种无害化处理方法。

    污水处理厂排出的污泥等废弃物内含有大量病菌、病毒、寄生虫卵等病原体,活力很强,采用普通加温或投加石灰等杀菌方法难于完全杀灭。这些固体废物作为肥料施于农田,有些病菌能在土壤中生存数月之久,造成土壤和水源污染,威胁人类和牲畜的健康。

    20世纪70年代初,农业领域在应用放射性技术的基础上形成“废物辐射处理”新技术。欧洲农业核技术学会(ESNA)已成立“废品辐射处理组”。1977年在瑞典召开了第二次国际“废物辐射”会议。

    废物辐射处理方法比之化学、生物以及发酵处理法有许多优点,它的设备简单,操作方便,用泵或其他传送工具把废物送进辐射处理设备,经放射线照射后即可达到杀菌目的,而且放射线穿透力强,杀菌较彻底。污泥经过照射,颗粒还会由小变大,从而使污泥具有良好的脱水和沉淀性能。

    美国和德国建有这种处理厂。美国设在波士顿鹿岛的污泥辐射处理厂,日处理量为375m³。其设备如图所示。污泥传送鼓材质为不锈钢,长度132厘米,直径45厘米。采用的最小辐射剂量为40万拉德(rad),电子束能量为850千电子伏。

    德国设在万德尔的污泥辐射处理厂,每小时处理量为6m³,厂房占地面积400㎡,高9米,采用的最小辐射剂量亦为40万拉德。

    实践经验证明,污泥的辐射处理设备的电子束的能量越高,通过电子束辐射区的污泥层厚度也可以越大。一般,污泥层厚度为1.5~5毫米时,电子束的能量相应为750千电子伏至 1.5兆电子伏;污泥层的宽度以1.2米,流速以2米/秒为宜。

    辐射法处理污泥的费用并不高。德意志联邦共和国一个厂房面积为150㎡的处理厂,可处理20万至100万人口的城市污水处理厂排出的污泥,其处理费用为每吨污泥2.70西德马克。

    由于废物中所含病原体的种类和数量不同,故有效的辐射剂量也不一样,一般安全剂量在 100万拉德以下。常用的辐射源有60钴、137铯、90锶、85氪等。利用废放射性同位素是经济可行的方法。

    进行辐射处理时,只要把辐射源密封好,如放置在壁厚为1.5米的混凝土或其他贮器内,以及辐射剂量不超过上述安全值,就不会产生放射性污染,不存在消除放射性吸收量的后处理问题。

    另外关于农村的垃圾处理也是一个亟待解决的问题。

    一般处理方法

    垃圾处理的一般方法可概括为物质利用、能量利用和填埋处置三种方法。

    物质利用,又称物质回收利用,指通过物理转换、化学转换(包括化学改性及热解、气化等热转换)和生物转换(包括微生物转换、昆虫转换和动物转换等),实现垃圾的物质属性的重复利用、再造利用和再生利用,包括传统的物质资源回收利用和易腐有机垃圾转换成高品质物质资源。

    能量利用,又称能量回收利用,指将垃圾的内能转换成热能、电能,包括焚烧发电、供热和热电联产。

    填埋处置,指对不能进行资源化处理(包括物质利用和能量利用)的无用垃圾进行填埋处置。

    如果从垃圾生命全周期来看,垃圾处理还应包括源头减量与排放控制环节,严格意义上的减量化系指源头减量,通过改变产品设计习惯、改变原料采购习惯、改变消费者购买与消费习惯、改变商业模式等方法,减少生产生活过程的资源浪费与废弃物产量。一般而言,垃圾处理应坚持先源头减量和排放控制、再物质利用、后能量利用和最后填埋处置的分级处理与逐级利用理念,均衡发展垃圾处理的各个环节,充分发挥各种垃圾处理方式的作用,尤其要加强分类垃圾的物质利用,减少垃圾的产生量,并减少每级处理后的垃圾排放量 [2]

    发展前景/垃圾处理 编辑

    1986年开始我国现代城市生活垃圾处理行业开始逐步发展,2000年至今,城市垃圾处理能力提升明显,特别是先进的垃圾处理技术开始逐步得到应用。

    2007年1-11月,中国废弃资源和废旧材料回收加工行业累计实现工业总产值61,149,109千元,比上年同期增长了58.75%;累计实现产品销售收入59,540,739千元,比上年同期增长了53.58%;累计实现利润总额1,614,130千元,比上年同期增长了51.17%。

    垃圾处理 垃圾处理

    2008年1-8月,中国废弃资源和废旧材料回收加工行业实现累计工业总产值64,530,292千元,比上年同期增长了57.42%;实现累计产品销售收入62,446,110千元,比上年同期增长了54.54%;实现累计利润总额2,100,576千元,比上年同期增长了81.14%。

    随着环境问题逐渐被重视,节能、环保成为各国的发展主题,已经开始为垃圾处理提供产业发展的机会。全世界垃圾年均增长速度为8.42%,而中国垃圾增长率达到10%以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾,仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。在如此巨大的垃圾压力下,有理由相信,垃圾处理产业会成为未来国内的明星产业。

    再生资源成为资源循环的新起点,同时成为循环经济的重要组成部分。另外,在废弃资源和废旧材料回收利用加工过程中,不但解决了资源短缺问题,同时降低了垃圾排放,正可谓“一举两得”。中国不断出台政策支持垃圾处理行业的发展,各地政府领导也开始高度重视垃圾填埋场建设,加大了投入,可以预测垃圾处理行业的前景十分广阔。  

    县城生活垃圾处理率相对较低,2010年无害化处理率估计只有25%。

    中国垃圾处理行业起步晚,但通过2013前这些年的发展,中国垃圾处理产业初具规模,垃圾处理市场容量有了显著增加,市场渗透率迅速提高,进入环卫行业的企业数量也在迅猛增加。中国的垃圾处理市场已经从导入期进入到成长期,并正向成熟期迈进。

    2015年全国设市城市生活垃圾清运量为 1.92亿吨,城市生活垃圾无害化处理量1.80亿吨。其中,卫生填埋处理量为1.15亿吨,占63.9%;焚烧处理量为0.61亿吨,占33.9%;其他处理方式占2.2%。无害化处理率达93.7%,比2014年上升1.9个百分点。全国生活垃圾焚烧处理设施无害化处理能力为21.6万吨/日,占总处理能力的 32.3%。 [3]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2013-09-10
    [2]^引用日期:2014-07-28
    [3]^引用日期:2017-08-01
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    污染治理

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