探究固废处理技术及创新论文_黄泽强1,张黄皓2

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摘要:固体废物排放量逐年增加,固废资源化技术亟待加强。本文简述了我国固体废物处理现状及方法,并对固体废物处理的新技术作出探究。

关键词:固体废物;处理技术;创新

前言:资源短缺和环境承载能力脆弱,是制约我国经济发展的两大瓶颈。随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高,我国固废排放量与日俱增。合理处理固废,实现其无害化、稳定化、减量化、资源化,将对涵养环境承载力、提高资源有效利用、促进生态环境质量改善有重要意义。

1技术发展趋势

1.1固废处理方法分类

目前,我国对固废处理执行的是减量化、无害化和资源化等3类技术政策,其中又以无害化为主,而欧美发达国家一般以资源化为主。通过预防减少或避免源头的废物产生量,实现减量化;对于不能避免产生和回收利用的废物,必须经过无害化处理,减少其量和毒性,然后在先进的填埋场处置,从而实现减量化;对于源头不能削减的废物和消费者产生的废物加以回收、再使用、再循环,使废物回到经济循环中去,以此实现资源化。目前广泛采用的垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧三种卫生填埋是普遍采用的处理方法。因为该方法简单、投资少,可以处理所有种类的垃圾,所以世界各国广泛沿用这一方法。从无控制的填埋,发展到卫生填埋,包括滤沥循环填埋、压缩垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。高温堆肥是我国、印度等国家处理垃圾、粪便、制取农肥的最古老技术,也是当今世界各国均有利用的一种方法。堆肥是使垃圾、粪便中的有机物,在微生物作用下,进行生物化学反应,最后形成一种类似腐殖质土壤的物质,用作肥料或改良土壤。堆肥技术的工艺比较简单,适合于易腐、有机质含量较高的垃圾处理,可对垃圾中的部分组分进行回收利用,且处理相同质量垃圾的投资比单纯的焚烧处理大大降低。焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行化学反应,通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解,达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。

1.2我国生活垃圾处置构成

目前,我国生活垃圾以填埋和焚烧处置方式的总量均稳步增长,焚烧处置增长较大,且都集中在东南沿海等经济发达地区,填埋处置仍然是我国生活垃圾最主要的处理方式。由于垃圾焚烧容易引发较严重的大气污染,会衍生重金属含量很高的炉灰,垃圾焚烧烟气中含毒较高的成分多氯代二苯二恶英和多氯代二苯并呋喃,这些对公众可能会造成的健康问题一直引发广泛关注。虽然二恶英控制技术和烟气处理技术日渐成熟,国家控制标准也越来越严格,但由于规模效应与高额的建设费用和运行费用,使之在中小城市内建设仍然存在很多问题;即使在经济发达的大城市,受困于邻避效应,其建设也是举步维艰。目前,我国相当大规模的生活垃圾未进行有效的分类和预处理,也限制了其它处置方式的使用。现代卫生填埋场的选址周期短、建设周期短、运行费用低、处理量大,且没有产能限制,同时操作工艺简单、易于管理维护。综上所诉,生活垃圾特性和我国经济发展水平决定了直接填埋作为我国处理生活垃圾的主要方式。

2 固废处理处置新技术

我国对固体废物污染控制起步较晚,近些年在固体废物的治理方面虽然取得一定进展,但与欧美等发达国家相比,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。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。

2.1 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。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。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。

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2.2 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。20世纪90年代,厌氧沼气工程技术应用日益成熟,。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。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,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方面推广应用的潜力巨大。

2.3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。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。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;采用“一磨多用”技术粉磨工业固体废物作为水泥替代原料;采用磷石膏制备硫酸联产水泥等。除建材外,很多行业也开展固废处理技术研究,如利用炼铁高炉处理金属尾渣及矿砂、废塑料和煤焦油等,利用电厂锅炉处理污水厂污泥,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。

2.4 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。它是在高温条件(1000~1700℃)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”。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。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。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,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。

3 展望

随着社会经济的发展,固体废物排放量逐年增加,固废资源化技术也在不断提高,但是国内的技术能力与发达国家相比还是有一定差距的,对固体废物的处理效率有待增加。针对这种情况,一是要加强高新技术的开发,提高现有技术的处理效果,避免二次污染;二是综合利用不同的处理技术,逐级处置、实现能量和物质的梯级利用,扬长避短;三是政府机制的参与及促进,有效提高处理水平。政府可以出台相关政策、制定技术标准、引进先进固废处理技术、派驻政府代表、提高固体废物的分类管理或引进固体废物处理新模式,从而提高固体废物处理技术的水平与效率。

4结语

固废污染具有很强的隐蔽性和持久性,其危害程度也较大。随着固废污染日趋严重和人们环保意识的提高,固废治理将越发受到重视,其对应的产业也将蓬勃发展。建议针对成分复杂的固体废物,在开发新型技术的同时,也要加强现有技术的综合利用,加强政府机制的参与及促进作用,提高固废处理的技术水平和效率。

参考文献:

[1]新常态下我国固废处理多领域遇机遇[J].刘金梅.绿色环保建材.2018(03)

[2]农村固废资源化处理方法及措施[J].刘维平.环境与发展.2019(01)

[3]固废处理市场“水涨船高”[J].陈泽斌.环境.2018(07)

[4]我国固废处置技术现状与发展[J].刘成东.资源节约与环保.2017(04)

[5]我国固废产业的现状及前景[J].再协.中国资源综合利用.2016(10)

论文作者:黄泽强1,张黄皓2

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/26

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