焚烧垃圾的危害范例(12篇)
时间:2024-03-18
时间:2024-03-18
关键词生活垃圾;处理模式;政策;现状;保障措施;中国
中图分类号X799.3文献标识码A文章编号1007-5739(2017)12-0189-02
AbstractThedevelopmentstatusofChina′sgarbagemanagementpolicywasexpounded,thedisposalmodesofdomesticgarbagewerecomparedandanalyzedinthispaper.Theguaranteemeasuresofdomesticgarbagedisposalwereproposed,inordertoimprovethedisposalefficiencyofdomesticgarbageandcontroltheenvironmentalpollution.
Keywordsdomesticgarbage;disposalmode;policy;status;guaranteemeasures;China
S着人口的增加和经济生活水平的提高,我国生活垃圾的产生量迅速增长,生活垃圾处理难的问题已经成为制约城镇发展的主要因素。农村生活垃圾指农村人口在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物,包括厨余垃圾等有机垃圾,纸类、塑料、金属、玻璃、织物等可回收废品,砖石、灰渣等不可回收垃圾,农药包装废弃物、日用小电子产品、废油漆、废灯管、废日用化学品和过期药品等危险废物。我国大部分农村地区由于农户分散不均匀、经济条件有限等因素导致农村生活垃圾处置方式比较单一,垃圾收运基础设施和治理资金的缺乏,生活垃圾不能得到及时处理的情况越发严重,对水体、大气、土壤、生态景观及人体健康等造成了潜在的危害,垃圾问题成为人们普遍关注的焦点。党中央和国务院对垃圾问题越来越重视,出台了一系列垃圾处理的政策,但因为各种客观原因的存在,没有达到理想的实施效果。本文分析了生活垃圾的处理模式现状,并提出新的垃圾处理技术和保障措施。
1我国垃圾处理政策发展情况
近年来,中共中央、国务院对生活垃圾的处理越来越重视,并且为彻底解决垃圾问题寻找科学合理的出路。早在1992年7月国务院就批转了建设部等部门《关于解决我国城市生活垃圾问题几点意见》的通知(国发〔1992〕39号),很多城市把生活垃圾的清运处理工作作为“两个文明”建设和综合整治城市环境的重要内容,建议编制城市环境卫生发展计划和垃圾处理设施建设计划,制订城市垃圾管理办法,提高垃圾回收利用率,加强环境卫生管理,然而垃圾问题依然没有得到较好的解决[1]。经过20年的时间,城乡住房建设部、环境保护部、发展改革委等部门联合制定了《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》,提出要提高生活垃圾处理减量化、资源化和无害化水平,从源头控制垃圾产生量,推进垃圾分类,完善收运网络,并选择适用的技术处理生活垃圾。2012年4月,国务院办公厅关于印发《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》的通知(〔2012〕23号),指出本着因地制宜的原则,选择经济适用的处理技术,例如卫生填埋技术、焚烧处理技术、生物处理技术,完善收转运体系,推荐餐厨垃圾分类处理,推行生活垃圾分类。由于生活垃圾产生量大,导致垃圾处理终端的压力较大,2017年3月,国务院办公厅关于转发国家发展改革委住房城乡建设部《生活垃圾分类制度实施方案》的通知(〔2017〕26号),要求遵循减量化、资源化、无害化的原则,实施生活垃圾分类,将有害垃圾、易腐垃圾和可回收物进行强制性分类,引导居民自觉、科学地开展生活垃圾分类行动,全国将有46个城市先行实施生活垃圾强制分类,做到分类投放、分类收集、分类运输、分类处理,到2022年底,生活垃圾回收利用率达到35%以上。
关于垃圾分类之后的处理方式,早在2012年,有关部门一直倡导“户分类―村收集―乡镇转运―县处理”的模式。然而,首先农户对垃圾分类认识不到位,没有从源头减少垃圾量;其次多数地区的农村距离县城较远,尤其是山区,垃圾运输成本较高;再次,县垃圾填埋场的设计容量仅包括县城及周边附近村庄的生活垃圾量,若将全县的生活垃圾全部运输到垃圾填埋场将大大减少垃圾填埋场的使用年限,并且在土地利用紧张的地区新建垃圾填埋场的选址问题就成为主要制约因素。
2我国垃圾处理方式现状
目前,中国的城镇垃圾处理以卫生填埋为主,垃圾焚烧为辅,生活垃圾处理设施采用情况见表1[2-3]。总体来看,5年内,我国城镇的垃圾总量增长了90.73%,垃圾填埋处理方式的比例降低了18个百分点,垃圾焚烧处理方式的比例增长了15个百分点,垃圾其他处理方式的比例增长了3个百分点。可见垃圾处理方式正在趋于多元化发展。
有关数据统计,目前我国农村地区有生活垃圾收集点的约占26%,对生活垃圾进行处理的约占10%。在一些经济相对发达的农村,实行了生活垃圾“村收集―镇(乡)转运―县(区)处理”的处理模式,但是由于受到各种因素的制约,并没有达到预期的效果[4]。
关键词:垃圾;焚烧飞灰;无害化处理技术
随着我国社会经济和工业的不断发展,人类和工厂所产生的生活垃圾与工业垃圾越来越多,这就必然要考虑到垃圾的焚烧处理问题。在当前发展低碳经济和大力搞环保的大背景下,对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理已经成为一种必然趋势。然而,就目前来看,我们在飞灰无害化处理的技术上还十分欠缺,导致飞灰中的大量有毒、有害物质散发到空气当中,影响了人们的居住环境和生活质量。因此,加快对垃圾焚烧飞灰的无害化处理技术研究是当前工作的重中之重。
一、目前垃圾焚烧飞灰处理技术的现状
在国外,很多国家在垃圾焚烧飞灰的处理上主要采取了填埋和无害化处理的方式。其中美国和欧洲一些国家则主要采用填埋法,而韩国以及日本等国家则采用了无害化处理法,这里的无害化处理包括药剂处理法和熔融法等,相对而言,熔融法的处理效果更为理想,但其最大的缺点在于处理规模较小,处理工艺十分复杂,且成本较高,因此并不常用。在我国,垃圾焚烧飞灰的处理技术还处于起步阶段,绝大多数现有技术都来源于国外,虽然部分垃圾处理厂实现了混合搅拌设备国产化制造,然而它最核心的无害化药剂配方始终掌握在国外的企业手中,因此其成品药剂的供应以及价格等都受制于国外,十分被动。可以说,我国在垃圾焚烧飞灰无害化处理的核心技术还是一片空白,相关的理论研究和技术研究还很不成熟,当务之急是要加快研究垃圾焚烧飞灰无害化处理的核心技术。
二、垃圾焚烧飞灰的特性分析
本文所讲的垃圾焚烧飞灰,指的是在垃圾焚烧之后,在热回收利用系统、烟气净化系统中所收集到的各种物质。通常,垃圾焚烧飞灰的产生量与垃圾的种类、焚烧的具体条件以及烟气的处理工艺密切相关,一般占垃圾焚烧量的3%-5%。据相关数据研究表明:垃圾焚烧飞灰中的物质并不是化学惰性物质,其中包括Cd、Pb、Zn和Cr等多种有害重金属物质和盐类,如果处理不当,就会造成飞灰中的重金属迁移,甚至会污染周边的地下水、土壤和空气。在这些飞灰当中,还包含重金属的氯化物,Pzo5、A1zo3等酸性氧化物以及CaO、MgO、Fez03、CuO、NazO等碱性氧化物。
三、垃圾焚烧飞灰的常用处理技术
现阶段,很多垃圾处理厂的常用飞灰处理技术有高温熔融处理技术、水泥固化处理技术、鳌合物无害化处理技术以及加酸提取处理技术等。
(一)高温熔融处理技术
高温熔融处理技术是利用燃料的燃烧热或者电热在高温的条件下,让垃圾焚烧飞灰中的有机物发生热分解、燃烧以及气化,而其中的无机物就会熔融成一些玻璃质的残渣。然而,由于该处理技术的设备较为复杂、处理成本较高,最为关键的是使用高温熔融炉所产生的飞灰中含有的重金属浓度大大超过了焚烧飞灰,因此它不可避免地存在二次污染的风险。
(二)水泥固化处理技术
水泥固化处理技术相对来说是一种危险废物无害化、稳定化处理的一种方法。现阶段,水泥是十分常用的一种固化基材,它是无机胶结材料,通过加入一定量的水后会产生水化反应,进而形成一些十分坚硬的水泥块。我们可以把一些含有有害物质的污泥进行固化处理。
该处理技术的优点在于对含高毒重金属废物的处理十分有效,且使用设备和处理工艺比较简单,成本较低,还可把固化物作路基或建筑物材料使用。其缺点在于固化物通常比最终废物原体积增大1.5-2.0倍,固化体中污染物的浸出率较高,还需要进行涂覆处理,这就增加了处理的工序。同时,由于部分废物需作预处理或加入添加剂,所以很容易影响水泥浆的凝固,进而影响飞灰的处理。
(三)鳌合物稳定化处理技术
鳌合物稳定化处理技术主要弥补了水泥固化技术的缺陷,目前采用高效的化学稳定药剂,尤其是鳌合剂进行垃圾焚烧飞灰的无害化处理己经成为一种主要趋势。
(四)加酸提取处理技术
就目前而言,加酸提取处理技术还处于理论研究阶段,此处不再一一叙述。
四、垃圾焚烧飞灰无害化处理技术的试验研究
本文笔者以某垃圾焚烧厂为例,对该厂的飞灰成分和特性进行了分析试验,据分析,该厂的飞灰具有如下特性:
一是具有吸湿的特性。就现阶段而言,大多数垃圾焚烧厂都采用了干法或半干法向烟气中喷入类似石灰之类的碱性物质,希望用这样的方法去除飞灰中所含有的氯化氢等大量有害物质。我们知道,一旦飞灰中的氯化氢与石灰之类的物质反应化学反应之后就会生成氯化钙,这些生成后的氯化钙具有较强的吸湿性,很容易吸收掉空气中的水分,进而起到附着和固化左右。
二是具有飞扬的特性。垃圾焚烧所产生的飞灰其粒径在几微米到几百微米之间,从表面观察其密度约为0.2-0.5g/cm,而在这其中,飞灰的松散密度只有0.3g/cm,在经过振实这一工序后可以达到0.5-0.6g/cm,这就导致飞灰不可避免地具有容积大、易飞扬等特点。所以,我们的垃圾焚烧厂若不对这些大量的飞灰进行无害化处理的话,就很容易导致飞灰在卸料、运输以及填埋的过程中四处飞散,对周边环境造成恶劣影响。
经过对该垃圾焚烧厂飞灰的无害化处理,其试验结果表明,不经过任何处理程序的原始飞灰二f英毒性当量质量比能够满足垃圾焚烧飞灰的相关标准和要求。另外,试验发现,经过无害化药剂处理后的结果较为理想,飞灰中的有毒物质基本消灭殆尽。
五、结束语
总而言之,垃圾焚烧所产生的飞灰其危害极大,如果不进行妥善处理,后果将不堪设想。目前,我们通常采用的处理方法有固化、熔融、使用化学药剂以及提取等四种。但无可厚非的是,这些所有的方法都有一些缺点。所以,当前我们最重要的任务就是进一步研究处理垃圾焚烧的飞灰,使其在不影响空气、土壤以及环境的基础上得到合理的排放。笔者通过大量研究发现,在垃圾焚烧飞灰的处理问题上应从以下几个方面着手:
首先,要有效控制垃圾的总量。只有减少垃圾焚烧的总量,才可能减少垃圾焚烧飞灰的总量,进而减少飞灰所产生的污染。
其次,要从源头上对飞灰进行控制。我们知道,飞灰中所含的重金属与垃圾的成分有关,所以在垃圾进行焚烧处理前我们应当做好垃圾分类等相关工作。
再次,要着力开发新型的燃烧技术。飞灰中大量的污染物和当前我国的燃烧技术较低也有很大关系,因此加快研究新型燃烧技术是促使飞灰中污染物减少的一个重要内容。
最后,要加快对飞灰无害化处理技术的探索,开发更多稳定效果好、成本低、副作用小的化学药剂等。
参考文献
[1]赵晓峰.垃圾焚烧飞灰无害化处理技术的试验研究[J].华电技术,2014,11:66-71+80.
[2]邓D超,李建新,袁镇福.垃圾焚烧飞灰的无害化处理技术[J].电站系统工程,2007,04:1-4.
[3]杨福云,吴国防,刘清才,刘艺,黄本生.城市垃圾焚烧飞灰理化性质及处理技术[J].重庆大学学报(自然科学版),2006,09:56-59.
在环境保护意识逐渐增强的今天,保护环境是我们每个公民的责任和义务。当今已有多种技术可用于对医疗垃圾的处置,其中高温焚烧处理就能完全保证医疗垃圾的稳定化、安全化、减量化和无害化的环保要求,同时又符合当代医疗垃圾处置的发展趋势。此外,环卫部门在上世纪90年代中期就开展了医疗垃圾的管理与处理工作,成立专门机构并配备专职人员到医疗机构定时收集和集中处置医疗垃圾,逐步完善了医疗垃圾污染控制流程的管理制度,在整个处理医疗垃圾的过程中能够严格按照国家有关标准和技术规定执行。
医疗垃圾的处理刻不容缓
垃圾是人类社会的必然产物。随着经济快速增长,城市垃圾严重地污染环境,给人类造成了很大的危害。城市垃圾的处理已受到普遍的重视。但医疗垃圾不同于普通垃圾,医疗垃圾含有大量的细菌、病毒及化学药剂,它的随意排放和处理将给环境与人类健康带来极为严重的威胁。为保障人们的身体健康,在实施可持续发展战略迈向现代化的过程中,必须对医疗垃圾的处理采取有效措施。
首先从医疗机构产生的医疗垃圾要有严格区分标识,一般医疗垃圾装入黄色塑料袋,有害废弃垃圾放人红色塑料袋,传染地垃圾放人白色塑料袋,普通垃圾放人黑色塑料袋,锐器垃圾放人硬容器内。在运输过程中不允许有任何渗漏、溢出等,而且另时存放不能过久。医疗垃圾的处置人员在其进行专业培训基础上要进行法律意识教育。所有这一切工作,将确保医疗垃圾处置顺利进行。目前这一项工作,仍相当薄弱,加强管理仍是当务之急。
医疗垃圾均采用焚烧化处理。国内一些大城市分别建立了垃圾焚烧厂或焚化处理场,如深圳、北京、石家庄、成都、鞍山、沈阳等城市,均将医疗垃圾焚烧无害化处理。垃圾焚烧后残渣体积只占原体积的5%-25%,而且产生的热量可以回收利用。统一处理医疗垃圾,使城区内减少排烟点,可减少大气对城市内的污染。医疗垃圾有多少,过多大的焚烧处理场来解决当前的医疗垃圾是必须考虑的问题。
医疗垃圾的随意堆放会污染大气环境,随意填埋会污染地下水源,随意焚烧会产生强烈的致癌物质――二恶英。因此,医疗垃圾基本没有回收再利用的价散落在生活垃圾桶外的医疗废物
据国家卫生部门的医疗检测报告表明,一般由综合医院排出的垃圾可能受到各种病菌的污染,有的垃圾还带有大量乙肝病毒。此外,垃圾中的有机物不仅滋生蚊蝇,造成疾病的传播,并且在腐败分解时生成多种有害物质将污染大气、危害人体健康。因此医疗垃圾具有空间污染、急性传染和潜伏性污染等特征,其病毒、病菌的危害性是普通生活垃圾的几十、几百甚至上千倍,如果处理不当,将造成水体、大气、土壤的污染及对人体的直接危害,甚至成为疫病流行的源头。
2008年11月27日,笔者对山西省襄汾县人民医院进行调查时发现,在该院住院部大楼门口的道路北边露天摆放着七个生活垃圾桶,让笔者吃惊的是,在垃圾桶中除了有香蕉皮、橘子皮、使用过的卫生用品等生活垃圾外,还有使用过的一次性输液器、留有药液的玻璃安瓿瓶、带血的棉签等大量的医疗废物。在地面上的垃圾中笔者惊讶地看到使用过的注射器上竟然还带着针头。笔者观察到每天经过这些医疗废物的人很多,把医疗废物放置在人流量这么大的地方,很容易引起病毒的交叉感染,导致传染性疾病的流行。
监管单位在“踢皮球”
带着这些疑问,2008年12月5日,就襄汾县人民医院在医疗废物处置方面存在的问题,笔者电话联系了襄汾县卫生局,了解到襄汾县卫生局“医政科”分管医疗废物处置工作,并与他们取得了联系,但对方告知笔者相关负责人不在办公室,无法与笔者进行通话。十分钟后,笔者再一次拨通了“医政科”的电话,向“医政科”工作人员咨询他们是如何监管襄汾县人民医院医疗废物处置工作的。该工作人员告知笔者,“我对这个问题并不是很清楚”。当笔者向他反映了有关襄汾县人民医院医疗废物处置十分混乱的情况后,该工作人员表示会尽快将这一情况向有关负责人汇报,查明此事给笔者一个答复。随后,笔者又与襄汾县环保局办公室取得了联系,并反映了这一情况,办公室工作人员告诉了笔者一个手机号码,说此人姓张,是分管医疗废物处置工作的负责人,让笔者找他了解情况。但笔者多次拨打此手机号码,对方一直是关机,无法取得联系。
无视舆论监督存在
2008年12月25日,笔者途经襄汾县时,再次来到襄汾县人民医院,发现该院只是把那7个生活垃圾桶向西边挪动了一下,垃圾桶里依然存在着大量的医疗废物,像被污染了的蓝色手术床单、玻璃安瓿瓶、用过的棉签等。就在贴着医疗废物警示标志的小房前花池边上,笔者看到该院的一名工作人员,正提着一袋垃圾向医院东边的垃圾桶走去,笔者便尾随其后也来到垃圾桶跟前,看到该工作人员扔到垃圾桶里的依然是一次性输液器、用过的棉签等医疗废物。
医疗废物处置无序令人忧
医疗废物中含有传染性病菌、病毒、化学污染物及放射性等有害物质,具有极强的空间传染、急性传染、交叉感染和潜伏传染性,病菌的危害性是普通生活垃圾的几千、几万倍,在国外医疗废物被称为“顶级危险”和“致命杀手”。襄汾县人民医院对医疗废物处置工作如此疏忽,实在令人十分担忧,他们这种做法不仅污染了环境,也严重威胁了人民大众的身心健康。
国家为了加强医疗废物的安全管理,防止疾病传播,保护环境,保障人体健康,根据《中华人民共和国传染病防治法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》特制定了《医疗废物管理条例》,条例第十四条明确规定:禁止在非贮存地点倾倒、堆放医疗废物或者将医疗废物混入其他废物和生活垃圾中。然而,襄汾县人民医院将医疗废物随意弃于生活垃圾中的做法,不仅污染了环境,给人们的身心健康造成极大的威胁,而且还违反了《医疗废物管理条例》的相关规定。希望襄汾县有关部门对此类问题依照相关法规,严厉查处违规处置医疗废物的医疗机构,为国民身心健康保驾护航。
医疗垃圾处理应市场化产业化
医疗垃圾由于含有多种致病微生物,被国家环保总局列为危险废物,必须按照有关规定对其进行妥善处理,不允许与普通生活垃圾混杂在一起随意处置。
关键词:恶臭污染垃圾焚烧发电厂防治
通过建设垃圾焚烧发电厂来处理城市生活垃圾,既能够有效减少城市垃圾的体积和质量,消除有害细菌和病毒,破坏毒性有机物,还能够在垃圾焚烧过程中产生电能,最大限度的实现了资源和能量的综合利用,因此被世界各国广泛采用。但该垃圾焚烧发电项目产生的恶臭在营运期也将对周围环境产生一定的负面影响。
1、恶臭产生的机理
恶臭物质是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的物质,城市生活垃圾是一个重要的恶臭污染源,在垃圾储存过程中,垃圾中含有蛋白质和纤维素的有机物容易腐烂变质,在一定的温度、湿度、通气条件下,发生厌氧分解作用,同时产生各种恶臭物质,迄今为止凭人的嗅觉能感觉到的恶臭物质有4000多种,其中对人体健康危害较大的有氨、硫化氢、硫醇类、甲基硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、酪酸、酚类等几十种。
NH3和H2S气体是最为主要的臭气物质,NH3是由含氮有机物分解而来;H2S的产生有两条途径:一是未完全消化的含硫氨基酸的降解;二是粪便中大量的微生物还原粪中的硫酸盐。
2、恶臭物质的主要危害
恶臭是指是指难闻的气味,根据国内外有关论述,可将恶臭定义为:凡是能损害人类生活环境、产生令人难以忍受的气味或使人产生不愉觉的气体通称恶臭。有时会引起呕吐,影响人体健康,是对人产生嗅觉伤害、引起疾病的公害之一。恶臭的危害主要有六个方面:a危害呼吸系统;b危害血液循环系统:c危害消化系统;d危害内分泌系统;e危害神经系统:f对精神的影响。
恶臭对任何动物的危害与其浓度和作用时间有关。高浓度臭气物质的突然袭击会把人当场熏倒,导致神经系统麻醉,使人不能采取防卫措旅,造成事故。低浓度、短时间的作用一般不会有显著危害,但值得注意的是低浓度、长时间的作用,又产生慢性中毒危险,对人畜的健康和家畜的生产性能产生渐进性的危害。在恶臭气体中,浓度较高、对人畜健康影响最大的有害气体主要是NH3、H2S等。
2.1氨
氨是一种无色、具有强烈刺激性臭味的气体。作为一种碱性物质,氨对其接触的组织具有腐蚀和刺激作用。如果空气中氨浓度过高,除对人体有腐蚀和刺激作用外,还有可能通过三叉神经末梢的反射作用而造成心脏停跳,甚至停止呼吸。
长期接触氨部分人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状;氨被呼入肺后容易通过肺泡进入血液,吸收组织中的水分,与血红蛋白结合,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构,降低人体自身对疾病的抵抗力。短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难,可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发出肺水肿、成人呼吸窘迫综合证,同时可能发生呼吸道刺激症状。
2.2硫化氨
硫化氢是无色且具臭鸡蛋味的可燃气体,并且具有刺激性和窒息性。低浓度的硫化氢,可以引起植物神经功能紊乱、与氧化型细胞色素氧化酶中三价铁离子结合,造成组织缺氧。浓度过高时,会使呼吸中枢麻痹,动物窒息死亡。
3、垃圾焚烧发电厂恶臭产生的主要环节
垃圾焚烧发电厂主要恶臭污染源为垃圾储存仓,根据焚烧工艺的要求和发酵后垃圾热值高的优点,垃圾在焚烧前需要在储存仓中进行一定程度的发酵。降低含水率,以提高焚烧质量,因此在储存的过程中为恶臭物质的产生提供了较好的厌氧条件。其次是垃圾中转站等几个环节由于在输送和中转过程中恶臭物质随风飘散而导致对周围环境的影响。
4、垃圾焚烧发电厂恶臭的治理措施
垃圾在储存、输送以及中转过程中产生的恶臭异味如不进行处理会对周边环境造成影响。
4.1垃圾中转点
吸附法是固体吸附剂吸附处理废气中有害气体的一种方法。吸附剂容易吸附和脱附,来源容易,价格较低。例如,活性炭、活性氧化铝等。用吸附法处理有害气体时,应结合生产的特点和有害气体的性质,恰当地选择吸附剂。例如,硫化氢、二氧化硫可以用活性炭来吸附。吸附法比较适合净化浓度较低、气体盘较小的有害废气。另外,对于间断性产生的异味,且气量较小的有害废气用吸附剂法投资较小,运行费用较低。
因此对各入料口、卸料口及燃料中转坑等流动性大且气量小的气味散发点,密封后用负压抽风装置进行抽风,在风机的出口处将集中的异昧采用活性炭吸附除臭法去除异味后对空排放。
4.2垃圾储存仓
一种采用负压系统法,垃圾储存仓采取自动快速启闭的卸料门及空气幕帘使垃圾坑处于密封状态,风机从垃圾储存仓抽吸空气送入炉膛作为燃烧用空气,使垃圾贮存坑保持负压状态,防止臭气外泄。垃圾产生的恶臭物质作为助燃空气通过负压系统吸入焚烧锅炉,在焚烧炉内将臭气高温分解,实现了恶臭污染物的燃烧处理。负压法的最大缺点是只要燃料存在就会有异味产生,风机就要不停地运行,这样造成电耗很大,运行成本增加。
另一种采用植物液喷淋除臭法除臭,在垃圾储存仓内安装一套植物液喷淋控制系统,根据垃圾的异味浓度变化和季节的变化随时调节控制器的操作参数,以达到最佳除臭效果。根据臭气产生的特点,喷淋中和分解异味后,如燃料不翻动或不增加新的燃料可以保证较长时间不再产生异味
5、植物液喷淋除臭机理分析
利用植物液喷淋除臭法技术在美国、加拿大等国家除臭装备的应用已经日益成熟。以加拿大Ecolo公司提供的天然植物提取液除臭剂为例,天然植物除臭剂是从500多种天然植物中提取而成。提取液中含有反应活性很高的功能团,如R—NH3和萜类化合物如萜品醇,萜烯一般通式为((C5H8)n)具有香味,此类化合物及其含氧衍生物在自然界中广泛分布于树木、柠檬、桔子、玉桂树、姜、果树、草本植物、花等中,经过提取、复配。雾化形成气态分布在污染区空气中,与异味分子发生碰撞,进行反应。促使异味分子发生改变原有分子结构,使之失去臭味。反应的最终产物为无害、无臭的分子.
5.1酸碱反应
?天然植物除臭剂(AS工作液)中含有生物碱,它可以与硫化氢等酸性臭气分子反应。与一般碱性反应不同的是一般的碱有毒不可食用。不能生物除解,而天然植物除臭剂能生物降解且无毒。
5.2催化氧化反应
硫化氢在一般情况下,不能与空气中的氧气反应。但在天然植物除臭剂(AS工作液)催化作用下可以与空气中氧气发生反应。
R-NH2+H2SR-NH3++SH-
R-NH2+SH-+O2+H2OR-NH3++SO42-+OH-
R-NH3++OH-R-NH2+H2O
5.3天然植物除臭剂AS工作液
工作液经过雾化直径在O.04mm。在这种情况下液滴的表面能已达到一些有机化合物健能的三分之一和二分之一,足以破坏臭气分子中的键,使其不稳定、易分解。
根据陆光立等人的研究成果,采用Ecolo公司提供的天然植物除臭剂在食品加工过程中的除臭性能进行了试验。在较好的配方及用量的情况下。对H2S去除率达到99%。NH3去除率达98.5%以上。
综合上所述,只要对垃圾焚烧发电厂恶臭产生环节采用针对性的治理措施,垃圾焚烧发电厂主要恶臭物质NH3和心H2S的释放量是可以达到一定程度的有效控制。
参考文献:
关键词:城市垃圾;垃圾处理;现状;对策
中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18011902
1引言
20世纪中期,日本经济进入成长期,经济快速发展,而日本国内固有的“高生产、高消费、多废弃”生活模式没有变化,使得生活垃圾与日俱增,用传统的生活垃圾处理方式难以满足处理需求。随着大量的垃圾填埋场所容量饱和,需要拓展新的垃圾填埋场来处理更多的生活垃圾。而垃圾填埋场所引发的臭气和虫害等问题难以有效解决,严重影响居民的身心健康。从而导致新拓展的垃圾填埋场所受到本土居民的强烈反对,在日本国内出现了大面积的反对声音。
由于焚烧处理技术处理生活垃圾较传统的直接填埋法可减少80%~90%的填埋量,且能有效消除臭气和虫害等问题对周边居民的影响。20世纪后半期,为解决上述生活垃圾直接填埋处理出现的填埋场容量不足和相关环境污染问题,日本开始从国外引进垃圾焚烧处理技术并不断消化发展,日本国内出现大范围建设焚烧设备的浪潮。目前,日本全国80%的一般生活垃圾通过焚烧处理,直接填埋仅占1.3%,其它部分通过破碎、分选等中间处理方式处理。
90年代,垃圾焚烧处理技术被发现产生二f英污染等新的环境污染问题。针对新的环境污染问题,日本通过提高焚烧设备技术标准,优化炉结构,加强飞灰、烟气等污染的控制,制订出台新的法律法规,很好地控制垃圾焚烧的环境污染。
步入21世纪后,日本政府进一步完善相关法律法规文件,在“循环型社会形成推进基本法”中首次提出“3R”概念,即“减量(Reduce)、再利用(Reuse)、再生循环(Recycle)”,促进资源再生利用,减少废弃物排放,构建循环型社会。自此项倡议实施以后,日本国内为减少垃圾排放、促进资源再生利用制订并实施了各种政策和活动,取得一定的成绩。
2日本垃圾减量分类的具体做法
2.1垃圾分类标准。
日本各地对生活垃圾分类标准因处置方式不同而因地而异,但总体上大同小异,将生活垃圾分为四类。
(1)可燃垃圾。如菜叶垃圾、纸类、灰尘等。
(2)不可燃垃圾。如平菜刀、剪刀、底锅、锅、吹风机、熨斗、伞碎、盘子、茶杯等。
(3)资源垃圾。如饮料瓶(铝罐、铁罐)、无色透明瓶、茶色瓶、可以直接再利用的瓶类。
(4)大件垃圾。如废弃的家电、家具等较大的物品。
2.2投放及收集模式
如分类标准一样,日本各区生活垃圾投放及收集模式由各区根据实际情况实施,综合考虑各区垃圾产生量、产生种类和季节性变换等因素,制订详细的收集计划。对于不同种类的垃圾,各区会安排不同日期收集,要求居民在指定日期投放对应种类的生活垃圾。
2.3终端处理方式
日本生活垃圾处理技术以焚烧为主,终端产物最终以填埋的方式处理。10年来生活垃圾直接焚烧率一直在77%以上。2006年焚烧生活垃圾量约4000万t,直接焚烧处理比例达76.7%,而直接填埋处理仅有4.6%,堆肥处理约为0.1%,其余为回收资源化处理。
3日本垃圾减量分类顺利实施的原因分析3.1危机意识强
日本地域狭窄,资源有限,地震、风暴等自然灾害频发,在日本传统文化中,危机意识非常强。日本的教材中就明确指出:日本国生存不易,处境危险,可能随时被各种灾害袭击。20世纪中期,因日本国内生活垃圾直接填埋导致土地紧缺、环境污染问题突出,引入并消化了焚烧处理技术。90年代,对于焚烧技术产生新的污染问题,攻坚克难,通过提高标准和优化结构,使得日本垃圾处理技术领先在前。经过半个多世纪环保意识的培养,自动自觉分类垃圾在日本市民心中已成为理所当然之事。通过严格的分类标准,全面准确地把垃圾进行按类投放处理,增加资源量,是日本市民危机意识的最直接体现。
3.2个人素质高
经过20世纪的经济高速发展,日本国内高等教育非常普及,市民接受教育水平非常高。日本社会有一个共识:管好自己,不给社会添麻烦。这正是从小受此教育的熏陶,日本市民整体素质非常高。对于垃圾分类,日本人从小就被进行宣传教育,对此了然于胸,自觉地开展垃圾分类投放。
3.3法律齐全、可操作性强
经过半世纪摸索,日本制订完善了垃圾分类相关法律体系,从而保障垃圾分类的顺利开展:基础层,由2000年制订实施《促进建立循环社会基本法》构成;中间层是两部综合性法律,2001年实施的《促进资源有效利用法》和《固体废弃物管理和公共清洁法》;上层是根据具体法律法规,如:《促进容器与包装分类回收法》、《家用电器回收法》、《建筑及材料回收法》、《食品回收法》、《汽车再循环法》、《废弃物处理法》以及《绿色采购法》。《废弃物处置法》第25条14款规定:胡乱丢弃废弃物者将被处以5年以下有期徒刑,并处罚金1000万日元(约合人民币83万元);如胡乱丢弃废弃物者为企业或社团法人,将重罚3亿日元(约合人民币2500万元)。《家用电器回收法》中既要求生产企业对产品承担回收义务,又要求消费者支付循环回收处理废旧家电的费用。
3.4宣传力度大
日本部门行政区每年都会给市民发放次年的年历,年历上用不同颜色区分不同种类垃圾,注明各类垃圾投放的时间,时刻提醒市民按期投放垃圾。租房子的时候,房主也会第一时间送给租客一本垃圾分类宣传手册,提醒租客按要求做好垃圾分类事宜。生产企业在生产商品时,被要求在生产商品外包装上标明此类包装物属于哪一类可回收物,以便于市民按类投放。在学校,垃圾分类从娃娃抓起,日本小孩从小就被进行宣传教育,回到家里,自觉监督父母垃圾分类行为。种种现象表明,日本人通过各种渠道向人们灌输环保思想,让市民自觉开展垃圾分类。
4对深圳垃圾减量分类工作的启示
4.1紧抓基础教育,从根本上培养一代人垃圾减量分类意识经济基础与上层建筑的关系表明,上层建筑是建立在经济基础之上的意识形态以及与其相适应的制度、组织和设施,对经济基础具有能动反作用,具有不完全同步性、历史继承性等特性。从日本一个世纪人与垃圾相互斗争的历史可以得出,日本人的环保理念也不是与生俱来,而是从认识垃圾、了解垃圾、再到分类处理垃圾,逐步在人们脑海中灌输环保思想,明确人与垃圾的关系。深圳市市民对垃圾的认识还停留在表面,仅认识到垃圾是人们生产生活的废弃物,而未能深入认识怎样减少产生垃圾、怎么回收利用垃圾中资源化成分、如何无害化处理垃圾及垃圾对我们生产生活的影响等,缺乏对垃圾系统化的了解。因此,有必要在幼儿园学校普及垃圾减量分类环保知识,从娃娃抓起,普及一代人的垃圾减量分类环保观念,才能从根本上改变垃圾投放行为。
4.2加大危机宣传,切身体验垃圾围城困境
2015年,深圳市每天将产生1.5万t垃圾,预计到2022年,将达1.8万t/d;新规划垃圾处理设施无法建成,深圳市将陷入“垃圾围城”的困局,随时可能产生生态“灾难”(老虎坑、平湖、下坪为例)。而市民对深圳市垃圾产生量、处理设施、处理技术、处理能力等有关问题似乎一无所知,对深圳市垃圾处理设施规划建设采取阻挠态度(围堵下坪场、东部垃圾焚烧厂选址难问题),垃圾问题在市民心中仅是政府一家之事,与己无关。因此,必须转变市民此种态度,让市民深入垃圾处理设施一线,了解深圳市垃圾处理现状,切身体会垃圾围城困境,才能从根本上改变市民垃圾投放行为,推行垃圾减量分类工作才能如鱼得水。
4.3从终端处理技术反推垃圾分类标准
纵观国内外,每个国家地区,甚至每个城市的垃圾分类标准都不一样。日本分为可燃垃圾、不可燃垃圾、资源垃圾、大件垃圾四类,台湾地区分为一般废弃物、事业废弃物两大类,其中细分厨余垃圾,并细分为生厨余和熟厨余。北京市分为可回收物、厨余垃圾(餐厨垃圾)、其他垃圾三类,深圳市分为可回收物、餐厨垃圾、有害垃圾、其他垃圾四类。从日本和台湾地区垃圾分类经验看出,垃圾分类标准服从于垃圾处理技术。日本主要以垃圾可燃性为标准,因其垃圾处理技术以焚烧为主;台湾之所以将厨余垃圾细分为生厨余和熟厨余,因其熟厨余可用于喂猪,生厨余用于堆肥,市场需求不同而已。反观深圳市,2006年已制订《深圳市环境卫生设施系统布局规划》,生活垃圾处理从“以填埋为主,焚烧和其他处理方式为辅”调整为“以焚烧和综合利用为主,填埋和其他处理方式为辅”,则垃圾分类标准应服从于焚烧大战略。
4.4健全垃圾分类法律法规,细化服务指引
目前,《深圳市生活垃圾减量和分类管理办法》已出台差不多一年时间,但是相关配套性文件及具体指引性文件未完善。借鉴日本垃圾减量分类工作经验,应建议国家出台生产者生产减量、废旧产品回收等相关法律法规,市级出台销售者建立出售产品回收平台,实行大件垃圾生产厂商回收处理。制定完善并推广宣传《机关事业单位垃圾减量分类工作指引》、《居民小区垃圾减量分类工作指引》、《学校垃圾减量分类工作指引》、《公园垃圾减量分类工作指引》、《医院垃圾减量分类工作指引》等指引文件,引导市民开展垃圾减量分类。
参考文献:
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P键词:餐厨垃圾;处理工艺;好氧堆肥
中图分类号X705文献标识码A文章编号1007-7731(2017)09-0095-03
1餐厨垃圾概述
作为城市有机生活垃圾的主要组成部分,餐厨垃圾是指居民家庭、餐饮行业以及企事业单位食堂在食品加工和用餐过程中产生的废料和残余,具有含水率高(高达60%~80%)、有机质占比高(占到干重的95%~98%)、含盐量高、有害物质成分较少等特点[1]。近年来,餐厨垃圾排放量逐年升高,由其引发的污染在城市环境污染问题中日趋显著,对城市卫生环境及居民的日常生活产生了一定的影响,如何合理安全地处置餐厨垃圾,已成为整个社会所关心的问题。
餐厨垃圾在处理上一般遵循无害化、减量化及资源化三大原则,目前在处理技术上,国内外主要采用焚烧法、卫生填埋法以及生物处理方法来对餐厨垃圾进行处理。焚烧法、卫生填埋法等传统餐厨垃圾处理方法通常处理不够彻底,容易引起二次污染,进一步增加环境负担。相比于其他垃圾,餐厨垃圾含有大量的淀粉、蛋白质等有机物,营养物质较为丰富,有害物质含量少,其中有机组分的生物降解率可高达80%,具有很大的回收利用价值。利用生物处理方法来对餐厨垃圾进行降解,不仅处理较为彻底,不会引发二次污染问题,而且在一定程度上对资源实现了回收利用,被公认为是目前比较具有发展前景的处理方法之一。
2餐厨垃圾处理工艺与方法
2.1焚烧法焚烧法是将餐厨垃圾放在特殊设计的焚烧炉中,在1000℃以上高温条件下将垃圾有机成分彻底氧化分解,从而达到减量化目的的方法。焚烧法处理能力强,垃圾减量化程度可达50%~80%,焚烧产生的能量可以用于发电、供暖等,焚烧余下的残渣在高温下加入SiO2等辅料可用于生产水泥、瓷砖等建筑材料。我国通常将餐厨垃圾混入生活垃圾一同进行焚烧处理,资源化利用程度不高,餐厨垃圾含水率高达60%~80%,高含水量导致热值非常低,而焚烧发电对餐厨垃圾的热值具有较高要求,使用焚烧技术处理将大大增加餐厨垃圾的前处理成本。同时,不完全燃烧会产生二f英、氮氧化物、二氧化硫等有害气体及粉尘,破坏生态环境,危害人类健康。此外,焚烧场建设投资额较大,资金占用周期长,管理要求较高。垃圾焚烧技术简便快捷实现了无害化、减量化、资源化的要求,在很多发达国家被广泛采用已有百余年历史,是目前发达国家进行垃圾处理的主要手段。近年来,我国焚烧技术的可接受度并不是很高,废弃物焚烧项目争议引起民众的信任缺失,无论是从技术还是社会影响角度,焚烧技术用于餐厨垃圾处理项目的可行性很低。
2.2卫生填埋法卫生填埋法是目前发展中国家普遍采用的处理餐厨垃圾的主要方法之一,是指将垃圾埋入地下,通过各类微生物自身代谢将生物大分子充分降解为小分子的生化过程。卫生填埋技术简单,运行成本低,适合各种垃圾,国内大多数地区将餐厨垃圾直接倒入垃圾填埋场与其他家庭垃圾进行混合填埋。但垃圾填埋场会产生大量的渗滤液、有害气体,容易污染地下水,形成二次污染,危害人体健康,为了防止填埋过程中产生的渗滤液污染土壤和地下水,填埋场需要建设相应的收集和处理系统。此外,填埋场占用了大量土地资源,使用寿命有限,且资源回收利用率基本为零,大量可利用资源被浪费。
2.3生物方法处理餐厨垃圾
2.3.1好氧堆肥好氧堆肥是在好氧情况下,利用自然界中广泛分布微生物的作用使餐厨垃圾中可生物降解有机质转化为有利于土壤性状改良并对作物生长有益且容易吸收利用的高肥力腐殖质的微生物学过程。餐厨废弃物有机质占比高,C/N比较低,N、P、K等元素含量较高,营养成分丰富,适合作为堆肥原料进行处理[2]。好氧堆肥过程大致可分为升温、高温及降温腐熟三大过程,堆肥初期淀粉、糖类等易分解有机物被利用,微生物大量生长繁殖,释放大量热量导致短期内堆体温度快速上升至55℃以上,进入高温阶段;随后易降解物质逐渐减少,加之氧化过程消耗了大量氧气,造成局部厌氧环境,复杂的有机物如纤维素等开始被降解,同时虫卵及病原菌在高温环境下失活,堆体开始逐渐形成腐殖质;持续一段时间后,较易分解的有机物大部分被分解,微生物活动逐渐减弱,温度也随之降低,腐殖质不断积累,堆肥进入腐熟阶段。好氧堆肥法主要工艺流程如图1所示。好氧堆肥工艺技术的优点是简单成熟,运行成本低,便于推广[3],资源利用程度高,堆肥产物可作为有机肥料用于家庭蔬果及花卉种植。缺点是堆肥过程中持续的高温阶段虽然可以杀死病原菌和虫卵,但整个堆肥过程无害化不够彻底,不能很好地解决有害物质及重金属的污染问题,堆肥过程周期较长且占地面积较大;此外,堆肥处理过程无封闭设置,卫生条件相对较差,容易产生恶臭从而引发二次污染。
2.3.2厌氧消化厌氧消化是指无氧或缺氧条件下,利用兼性微生物或厌氧微生物的自身代谢将餐厨垃圾中的复杂有机物降解为小分子无机物,以实现餐厨废弃物减量化及无害化的过程。厌氧消化通常不设通风系统,通过接种下水管道污泥、牲畜粪便或者利用餐厨垃圾自身孳生的微生物进行发酵过程,发酵过程一般分为水解发酵、产酸脱氢和产甲烷三大步骤[4],主要工艺流程如图2所示。通过控制消化条件及程度可衍生出各种产物,目前研究方向多集中于沼气、氢气等新型能源物质的生产。厌氧消化自动化程度较高,密封条件易于控制恶臭气体的散发,此外,处理产物能回收得到大量甲烷气体,固体成分经厌氧消化可得到土壤有机肥或肥力改良剂,产品多样化且经济价值较高;但厌氧消化工艺技术相对较为复杂,消化过程反应器内生物量启动时间较长,且微生物对环境较为敏感,餐厨垃圾的高油脂高盐分这一特点使得该工艺无法持续稳定地降解餐厨垃圾。
2.3.3好氧消化好氧消化法主要是利用自然界中降解能力较强的复合微生物菌种或微生物制剂对餐厨垃圾进行分解,其原理与好氧堆肥基本相似,主要借助生化处理设备对餐厨废弃物中的有机物进行降解,其中90%以上的有机质转化为水蒸气及无害气体如CO2等,从而达到源头减量目的,主要工艺流程如图3所示。好氧条件下,餐厨废弃物中的可溶性有机小分子物质通过微生物的细胞壁和细胞膜被吸收利用,不溶性的大分子有机物则先附着在微生物体外,首先被微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质,再渗入细胞被利用。微生物通过氧化、还原和生物合成等一系列自身生命活动,一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物质,并释放出大量能量用于自身生长繁殖,另一部分有机物转化为生物体所必须的营养成分,合成新的细胞物质,微生物不断生长繁殖,产生更多的生物体,继续进行一系列的生化作用。相比其他处理方法,使用生化理设备降解餐厨垃圾的优点是时间短,自动化程度更高,同时餐厨垃圾及时得到处置,在源头上得到了有效的控制,避免了餐厨垃圾清运时可能产生的二次污染问题,节约了大量的运输费用[5]。缺点是机器投入资金较大,且单台设备处理量十分有限。
2.3.4固态发酵制备蛋白饲料固态发酵制备蛋白饲料是指通过物理方法将餐厨废弃物破碎、筛分、脱水、烘干后,在一定条件下,利用微生物代谢活动对餐厨废弃物进行固态发酵,将大分子有机物转化为易吸收的小分子物质,与此同时,单细胞高蛋白微生物得以繁殖,提高成品饲料中氨基酸及蛋白质含量的过程,主要工艺流程如图4所示。该工艺简单,机械化程度高,生产出的成品蛋白饲料可替代传统的大豆、鱼粉等蛋白饲料,产品附加值高,对餐厨垃圾资源化利用高;但从食品安全性角度来讲,餐厨废弃物制备蛋白饲料技术上存在蛋白同源性问题,可能会引发安全隐患[6],对动物及人类的生命安全造成威胁。
2结语
近年来,餐厨垃圾的有效处置问题得到了社会及民众的广泛关注,我国多数城市深刻认识到餐厨垃圾对城市环境和居民日常生活带来的危害,开始逐步探寻对餐厨垃圾进行资源化利用的方法。北京、上海、杭州等城市设置餐厨垃圾分类收集点,并出台《餐厨垃圾管理办法》等相关政策法规[7],但大多数城市监管方法仍未制定,有关餐厨垃圾资源回收处置的技术也缺少相应标准。
餐厨垃圾的处理可以简单概括为源头减量、分类收集、资源化利用三步走,政府为餐厨垃圾的处理提供政策保障,完善各项法律法规,积极推动餐厨垃圾的循环再利用,同时不断开发餐厨废弃物新处理工艺,因地制宜寻找适合自己的处理模式和方法。目前我国餐厨垃圾处置仍处于初始阶段,政府应在出台相应政策规范的同时积极扶持餐厨垃圾处理产业,还要加强后续监管,构建健全的餐厨垃圾处理模式,同时综合已有技术逐步尝试新的模式方法,开发新技术,最终达到餐厨垃圾减量化、资源化和无害化的目的。
参考文献
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1垃圾处理的主要技术
1.1可规模化收集的生物质垃圾
包括餐饮业及单位食堂餐饮泔水、农贸集市水果蔬菜下脚料、屠宰场及食品加工厂动植物下脚料、畜牧保险制度执行时上缴的死禽畜、为清除外来入侵植物(如互花大米草[文秘站:]、水浮莲等)而产生的草料等[3-5]。这类垃圾含水量大,营养丰富,极易变质,可能传播各种病毒,有扩散传染源风险。目前处理办法是:一是干燥和直接作为动物饲料,这存在从食物链传播疾病的风险,应禁止;二是发酵作有机肥或沼气使用,要求完全灭菌,成本高,是一个亏本经营,需政府大量补贴企业才能生存。
建议:将生物质垃圾变成微生物农药生产的培养基,既使垃圾得到完全无害化处理,又可生产微生物农药,获得丰厚利润。
1.2可焚烧垃圾
从居民社区收集的垃圾,基本上是厨房垃圾、包装物以及废弃生活用品。目前,社区已定点定人收集垃圾,只要下达制度,可以初步分除建筑垃圾等不可焚烧垃圾,余下可以视大部分为可焚烧物垃圾。焚烧是国际通用的垃圾减量化处理手段,已有先进的焚烧机械;也有成熟的烟气处理方式。主要采用“湿石灰吸附—活性炭吸附—布袋集尘”,排出烟气可达到欧洲标准[6-8]。
问题:这是一个不断耗费成本的过程,而且排出减量与投入的增量相关;中国垃圾焚烧时采用定量补贴的财政模式。经营者为了谋取利润,不惜偷工减料,人为地造成排放超标。因此,建垃圾焚烧厂的地方,必然污染严重。
建议:一是采用新的烟气处理模式。“湿石灰吸附—低温等离子体降解—纳米碳纤维布帘式除尘—纳米光催化二氧化钛石英砂降解”。这不但是技术上的升级,可以更彻底地消除烟尘中包括二恶英在内的污染物,而且处理成本低廉。二是采用与纳米碳酸钙联产技术。湿石灰可以采用碳酸钙生产过程的副产品,而经净化后的烟气又作为CO2源,用于纳米碳酸钙生产。通过这种互惠型经营模式,使净化烟尘变为生产纳米碳酸钙的必需生产环节,企业必然“自觉地”处理烟尘。
1.3可填埋垃圾
填埋处理是城市生活垃圾最基本的处理方法。它是将垃圾埋入地下,通过微生物长期的分解作用,使之分解成无害的化合物。现代化大型垃圾卫生填埋场多采用单元填埋法[9],对填埋的垃圾采用逐层压实和每日覆盖的方法,提高利用效率。
问题:一是垃圾填埋产生的气体危害,填埋垃圾经微生物的好氧分解和厌氧分解会产生大量填埋沼气,其成分主要有CH4、CO2、NH3、H2S等,其中CH4、CO2占绝大多数。当甲烷浓度达到5%~15%,在有氧条件下可能发生爆炸;CO易溶于水,不仅会导致地下水pH值降低,而且会使地下水的硬度及矿物质增加;此外,植物由于受根部积聚的CO2和甲烷的影响,因缺氧而危害其生长。二是渗透液引起的二次污染问题。垃圾经微生物分解和地表水的影响会产生一定数量的渗透液。它是一种高浓度有机废水,可穿透周围地层,对饮用水造成污染。
建议:一是通过渗漏液回灌技术加速有机物分解。采用沼气收集网络收集沼气作燃料,并通过喷射无害化消毒剂与混合填埋生产纳米碳酸钙过程产生的石灰废渣消毒除臭办法。二是在填埋物上方覆盖土壤,种植香料植物构成香味公园,既改善环境,又获得生态化利用。
【关键词】垃圾焚烧;垃圾衍生燃料技术
垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物,由于城市垃圾排出量大,成分复杂多样,给处理和利用带来困难,如不能及时处理或处理不当,就会污染环境,影响环境卫生。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。即实现无害化、资源化和减量化的目标。
垃圾的处理目前主要的方法有:填埋法、堆肥法、焚烧法。另外,还有资源返还、综合利用等。
一、主要垃圾处理方法
填埋法:卫生填埋是清洁工人每天将收集垃圾压紧后,送往填埋场当晚填埋场用土将当天运来的垃圾覆盖上.再压紧,以免鼠、虫鸟等前来吃垃圾,传播病菌。
堆肥法:堆肥是把垃圾经过前处理后,将有机垃圾送入发酵反应器中,通过微生物的作用,变成有机肥。
焚烧法:焚烧法是将垃圾放在特殊设计的封闭炉内,在高温下烧成灰,然后把将灰填埋。此法可将垃圾体积缩小掉50%~95%,但烧掉了纸、塑料等可回收资源,垃圾在焚烧时会产生二恶英等有毒气体。
相比之下,垃圾焚烧处理的优点为:厂房占地少,有利于节约土地资源;垃圾的减容减量化程度高;减容90%,减量80%;垃圾处理彻底,二次污染危害小;设备运行全封闭全天候,文明程度高;焚烧炉的适用范围很广,能处理多种垃圾,且大多数焚烧技术不需对垃圾进行预处理;垃圾焚烧的余热可产生蒸汽用于发电、供热,节约能源。
另外,资源回收利用效益相当可观,按发热值比较,我国城市每年产生的1.5亿吨垃圾约相当于3000万吨标准煤,约为目前全国标煤年产量的2%。有分析认为,一座城市的垃圾,就像一座低品位的“露天煤矿“,可以进行无限期的开发,而开发使用最经济有效的办法,就是垃圾焚烧发电。
总之,垃圾焚烧发电是最贴近垃圾处置的三化要求。发达国家垃圾焚烧发电占垃圾无害化处理的比例已普遍超过80%,垃圾发电在这些国家已是成熟的产业并进入了产业化、市场化的成熟期。
二、垃圾焚烧技术
焚烧法是一种高温热解处理技术,即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。
焚烧法不但可以处理固体废物,还可以处理液体废物;不但可以处理城市垃圾和一般工业废物,而且可以用于处理危险废物。在焚烧处理城市生活垃圾时,也常常将垃圾焚烧处理前暂时储存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。焚烧法事宜处理有机成分多、热值高的废物;当处理可燃有机物组分很少的废物时,需要补加燃料,这回使运行费用增高。但如果有条件辅以适当的废热回收装置,则可弥补上述缺点,降低废物焚烧成本,从而获得较好的经济效率。
三、垃圾衍生燃料RDF技术
垃圾衍生燃料RDF(RefuseDerivedFuel),即先将生活垃圾在进炉前进行有效的预处理和成型加工,然后作为固体燃料被焚烧利用,从而为解决上述问题提供了新的思路。目前已应用于城市生活垃圾焚烧处理及资源化利用的工程实践中。
垃圾衍生燃料RDF制作系统是由破碎分选子系统和加工成型子系统组成的。垃圾衍生燃料RDF加工生产技术是将生活垃圾首先进行破碎,分拣出可燃物,再加入添加剂干燥,最后将其挤压成型,制成颗粒状物质RDF燃料。RDF燃料的特点是大小均匀,所含热值均匀,成型工艺可使垃圾热值提高4倍左右,且易运输及储备,在常温下可储存6~10个月不会腐坏。因此可以临时将一部分垃圾储存起来,以解决在锅炉停运或垃圾产出高峰时期的处置能力问题;通过在成型过程中加入添加剂[5,7]可以达到炉内脱除SO2,HCl和减少二恶英类物质排放的目的。
国外对RDF技术的研究起步较早,在美国、日本等国已得到广泛应用,并开始商业化发展。美国是世界上最早利用RDF发电的国家,已有发电站37座,占垃圾发电站的21%。如美国维吉尼亚州的RDF工厂,每天将约2000t的生活垃圾制成RDF用于电厂发电。日本政府于20世纪90年代开始支持该技术的引进和研发工作,近几年已有十几家大公司对RDF工艺投入大量资金进行RDF资源化研究和开发。2004年投运的上海宝山神工生活废物综合处理厂即安装了RDF生产线。
1、垃圾衍生燃料RDF技术与垃圾焚烧技术的比较
(1)垃圾衍生燃料RDF的制备,不受场地和规模限制,适合中、小型垃圾处理厂分散制造后,再收集起来进行高效发电,有利于提高垃圾发电的规模和效益,比用原生垃圾焚烧发电,效率提高25%~35%,使大规模的热能循环利用成为可能;而垃圾焚烧受场地和规模限制,垃圾焚烧量在400t以下时,一般用于供热水或蒸汽,但受地理条件、季节变化和周边环境的限制,热能常常得不到充分利用。
(2)垃圾衍生燃料RDF经分选、脱氯、脱硫处理,可大大减轻烟气对设备的腐蚀,烟气和灰渣比原生垃圾焚烧时减少2/3,减少了相关处理设备的投资。
(3)由于RDF具有较好的防腐性,能在仓内保管1年以上,可作为储备能源按需使用;垃圾直接焚烧,受垃圾成分波动的影响,产生热能不稳定,且由于垃圾需连续消纳,热能在无需求时也必须产生,造成能源浪费。
垃圾衍生燃料(RDF-5)具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二恶英类物质排放量低等特点,广泛应用于干燥工程、水泥制造、供热工程和发电工程等领域。
2、垃圾衍生燃料的应用
在RDF的生产中,最重要的是城市生活垃圾和制备工艺,什么成分的垃圾,决定采用什么样的制备工艺。一般整套垃圾燃料处理制备工艺由垃圾接收破碎单元、垃圾含水率降低及热值提高单元、造粒烘干单元及配套工程单元组成。
相同质量的垃圾,应用RDF技术,可以增加一倍的发电量。衍生燃料(RDF-5),可在垃圾发电厂、一般热电厂(燃煤)及普通燃煤机械锅炉中使用,在大型锅炉上使用效率会更高。由于中小城镇垃圾产出量有限,地级以下城市采用垃圾分区处理加工RDF-5,再集中于中心城市发电,可实现最佳的综合效益。
生活垃圾衍生燃料RDF是一种新型再生能源物质。在热电行业是一种能够部分代替煤炭的环保燃料,主要适用于各种以焚烧垃圾配套发电厂的原料预处理工序。同时适用于通过锅炉改造,将现有的6MW/h燃煤小火电发电机组,改造成同能量输出的垃圾发电机组的燃料供应。
有专家估计今后每年垃圾发电对垃圾衍生燃料的需求量达1000万t以上,并每年按5%~8%的速度增长。
四、结论
1、比较而言,垃圾焚烧发电是我国今后一段时间主要的垃圾处理方式。这方面,国外发达国家技术已经成熟,中国自主研发的技术和装备也已得到不少的应用,并且具有较强的适应性和明显的成本优势。
1945年7月16日凌晨5时30分,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的沙漠地区爆炸成功,巨大的火球似乎要吞噬一切,爆炸中心高达1亿华氏的温度把方圆800米内的沙粒烧成翠绿般的玻璃。面对人类的技术伟业,“原子弹之父”、具有诗人气质的奥本海默,刹那间涌上心头的却是一句印度古诗:我是死神,是世界的毁灭者。
与原子弹瞬间巨大裂爆震撼不同的是,如今我们可能面临着生活垃圾焚烧这种新的死神,一种寂静无声、温水煮蛙式的死神。
大步跃进
2009年,国内爆发多起反对生活垃圾焚烧发电的,江苏吴江、广东番禺两地因为民众的强烈反对,已经建成和拟建的垃圾发电厂被迫下马和缓建,垃圾危机从此逐步进入社会公众的视野。生活垃圾是资源化处理,还是一烧了之,专家学者的争论空前激烈,社会舆论也两极分化,具有地方政府背景的媒体力挺焚烧,而大众媒体则强烈批评垃圾焚烧制造新的灾难。
激烈的争议一度使垃圾焚烧陷入舆论的漩涡,也使得垃圾焚烧厂的建设几乎陷入进退两难的境地。2010年初,《2010年中国能源重大新开工施工项目纵览表》在网上开始现身,细心浏览就会发现,其中列入2010年国内拟建设的垃圾电站项目竟然达到41个,项目遍布国内16个省、市、自治区。其中,河北省拟建4座;天津市、福建省各拟建3座;重庆市、江西省、湖北省、广西自治区、四川省各拟建2座;山西省、浙江省、安徽省、河南省、湖南省、海南省、陕西省各拟建1座;而广东省居首,计划建设14座。事实上,41座垃圾电站的数字很快将被刷新,单是武汉市今后两年内将新增5座焚烧垃圾发电厂。据最新的统计,国内已经在立项的垃圾焚烧厂总数超过了400家。
俗话说,无利不起早。2010年初,中国固废网推出了《2010中国城市生活垃圾行业投资分析报告》,报告预测,未来10年中国垃圾焚烧处理总量的比例将由现在的2%~3%上升到10%~20%,垃圾发电产业的年投资额将高达800亿元。环境保护部中国环境规划研究院根据环保投资比例法测算,我国“十二五规划”中环保投资预期达到3.1万亿元,有关固体废弃物处理的投资规模将达到8000亿元,发展空间巨大。在国内、国际经济总体走向尚存二次探底的风险面前,国内垃圾处理前景简直令人垂涎三尺。
2009年4月24日,清华大学环境系教授聂永丰在深圳举办的“第三次城市生活垃圾焚烧处理技术与设施专题研讨会”上称,在2008年~2015年,我国垃圾焚烧发电将迎来黄金时期。有评论称,对于起步晚但已实现迅猛发展的中国垃圾焚烧行业而言,黄金时期跳跃的曙光将更加坚定行业人士为垃圾焚烧行业奋斗的信念。短短一年的时间,国内垃圾发电势头之迅猛,恐怕是聂教授当初也始料未及的!
速度之猛甚至还比不上规模之猛。住房和城乡建设部主张垃圾焚烧要弃小上大,2009年7月1日起正式实施的住房和城乡建设部行业标准《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009),淘汰了2002版标准中的每天150吨以下规模的垃圾焚烧厂,同时新增加了全厂总焚烧能力每天在2000吨及以上的特大类垃圾焚烧厂。这样,我国垃圾焚烧厂历史性的三级跳终于实现:1985年,深圳市建成第一座每天处理300吨生活垃圾焚烧厂,2002年7月1日,我国第一座现代化千吨级上海浦东生活垃圾焚烧厂正式运行,2010年3月13日,国内第一座超大规模的焚烧厂――济南市生活垃圾焚烧发电项目工程在济阳县孙耿镇高家村正式开工,建成后,总处理规模为日处理垃圾2000吨,年处理66.67万吨。无论是建厂数量还是单厂日处理量,国内垃圾焚烧新的似乎已经势不可挡。
酸雨凶猛
“股神”巴菲特近期对我国垃圾处理产业格外青睐,从一个侧面也印证了垃圾焚烧发电的。在证券市场,华光股份、合加资源、城投控股和天津泰达等垃圾发电企业的股票备受追捧。在赢利预期高涨的同时,人们对于垃圾发电产生的长期潜在的威胁,特别是对大气、水、土壤、动植物和人类健康的危害,似乎在不经意之间已经被忽略不计。
然而,事情远没有那么简单。1月7日9时30分左右,李坑生活垃圾发电厂一号锅炉冷壁管由于受到腐蚀发生爆炸,大量高温蒸汽突然外泄至相邻三四十米的二号锅炉,致使正在进行维修的5名工人被严重烫伤,2人全身烧伤面积达43%至70%,属于重度烧伤。此次安全事故显然没有被更多地追究,一个全国环保示范工程的安全事故被大事化小、小事化无了。但若细究,难免疑窦丛生,60~89毫米不等规格的锅炉水冷壁管道被腐蚀以致爆裂,是什么腐蚀性这么强烈?而且该厂已经多次出现锅炉水冷壁管道被腐蚀以致爆裂的情况。
实际上,我国自2002年9月1日起实施的建设部行业标准《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2002),已经明确将硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、一氧化碳等5种酸性气体列入要求实施环境保护的烟气污染物,规定烟气处理应符合国家和地方标准。原国家环保总局制定的生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2001)2002年1月1日实施,对焚烧炉大气污染物排放小时均值提出规定,要求酸性污染物烟气排放提出小时均值限制,二氧化硫是260mg/m3、氮氧化物400mg/m3。
具有强烈酸化腐蚀作用的酸性气体远不只影响锅炉水冷壁管道,对于大气也同样如此,只是垃圾焚烧酸性气体对于酸雨的贡献,似乎还远未进入人们的视线,人们对此的警惕性也远远不够。垃圾焚烧过程中掺煤和有机物焚烧源源不断地向大气中排放硫氧化物、氮氧化物等酸性物质,会加剧大气的酸化程度。目前,62.3%的城市二氧化硫年均浓度超过国家二级标准,达不到保护居民和生态环境不受危害的基本要求,我国目前年均降水PH值低于5.60的酸雨地区已达全国面积的40%左右。
酸雨是当代人类面临的重大灾难性的环境挑战。广东省的2008年全省环境质量状况显示,广东酸雨频率上升,广州、深圳、佛山、江门等9市属酸雨重灾区,最严重的广州佛山十雨八“酸”。中国科学院生态中心研究表明,垃圾焚烧对酸化的贡献是综合处理的4倍、简单填埋的6倍、卫生填埋的10倍。建设部统计表明,截至2008年年底,广东省已经建成的垃圾焚烧厂16座,排全国第一。在《2010年中国能源重大新开工施工项目纵览表》中,广东省计划今年新开工建设14座垃圾焚烧厂,同样位居全国第一。在国际上,酸雨已经被冠以“空中死神”、“空中恶魔”、“空中杀手”等令人诅咒的名字。广东省酸雨如此严峻,居然还大规模地上马新的垃圾焚烧发电厂,只能使广东省已经严重恶化的环境危机雪上加霜。
飞灰剧毒
2009年,垃圾焚烧会产生二恶英危害已广为人知,但熟知垃圾焚烧的业内人士透露,垃圾焚烧最危险的可能还不是二恶英,而是飞灰中的重金属及其化合物,从低沸点的汞、铅、镉到其他高沸点的重金属,无不具有强烈的潜在毒性。汞,具有低熔点39℃、沸点356.58℃的特殊物理化学性质,在垃圾焚烧的过程中,90%以上将随烟气排放到周边的大气中。
我国首座千吨级生活垃圾焚烧厂――上海浦东生活垃圾焚烧厂自2001年试运营、2002年7月1日正式运行,两年后上海交通大学环境科学与工程学院对其周边的水、土、植物、农作物和动物取样分析,结果显示汞含量普遍增高。周边环境的土壤背景值偏高,平均为12519纳克/克,运行一年后和2年后的平均值分别为每克13919纳克/克和13717纳克/克,同一水平处而下风口空气中汞浓度显著高于其他风向处,初步证实了垃圾中的汞通过焚烧烟气的排放,和向四周大气中扩散的事实。取样大豆和小青菜,2003年汞的浓度分别是2002年的213倍和217倍。调查结论是“有必要继续跟踪研究,建立数据档案,以便为垃圾焚烧技术评价和污染控制提供依据”。
清华大学聂永丰教授认为,焚烧飞灰是一种同时具有重金属高浸出毒性和二恶英类物质高毒性当量的双重危险废物,而且富集了焚烧过程中92%的二恶英排放量。按照住房和城乡建设部的统计,我国2008年74座城市生活垃圾焚烧厂,日处理能力5.16万吨,年处理量1570万吨,按焚烧一吨垃圾产生5%飞灰的比例计算,2008年飞灰的产生量应为78.5万吨。令人极为不安的是,本应严格按照危险废弃物处理的焚烧飞灰,却因《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889―2008)的修改走了样。新修订的标准允许生活垃圾焚烧飞灰进入生活垃圾填埋场,条件之一是“二恶英含量低于3微克等效毒性量/千克”。
这里存在着两个巨大的隐患。其一,到目前为止,二恶英并不能做到实时在线检测,只能进行实验室检测。飞灰必须随时处理,如何保证实验室检测完后再处理飞灰,这在实际操作中几乎是做不到的,而且国内的二恶英每年才检测一次,那这条规定几乎就是虚设的。其二,焚烧飞灰严格固化成本高昂,每吨最高的约1500元,企业为了赢利,不会花这么高的成本处理飞灰,同时,这些企业并未得到有效监管。规定“虚设”,监管“空白”,剩下的只是填埋场飞灰日积月累的高毒性物质浸出进入土壤、水,生态大堤被悄无声息地吞噬。
即使满足现有的排放标准,生活垃圾焚烧依然存在巨大的健康隐患。按照现有国家烟尘限制80mg/m3的标准,上海江桥焚烧厂每年排放的烟尘达到28032吨(40万m3/h×80mg/m3×24h×365天),这对焚烧厂周围环境和居民身体健康威胁巨大。由于我国现有的垃圾焚烧标准并没有控制可吸入颗粒物PM10、PM2.5(粒径10微米、2.5微米),实际上垃圾焚烧带来的威胁可能更大,原因是PM2.5通过呼吸道进入人体后难以再呼出,超细颗粒沉积在肺部深处甚至进入血液循环,其所携带的污染物直接威胁人体。
夹击北京
客观地讲,北京市早年对于垃圾焚烧一直比较谨慎,相对于上海、广东、浙江、江苏等省市,北京市的垃圾焚烧厂建设既少且慢,但是,面临所有垃圾填埋场三四年内即将全部封场的困境,北京市开始转向垃圾焚烧。
北京市有关部门从2009年开始全面部署垃圾焚烧厂的建设。2009年3月8日,北京市市政管委会主任陈永在北京交通台《市民对话一把手》节目中表示:“我们相信大家最终会在焚烧问题上达成一致意见的,我们不能最终把自己憋死,垃圾处理不了,那时候受害的就是全社会了。”2009年3月9日,北京市市政管委会副主任陈玲也对媒体表示,北京市新建垃圾处理设施不会污染环境,“垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径,垃圾焚烧处理效率高,占地面积小,对于经济发达的城市尤为重要。”2009年3月9日,全国人大代表、北京市崇文区环卫服务中心三队队长关阔山建议,北京市应建立地方性法规,实现垃圾处理由填埋向焚烧转变。
2009年4月28日,中共北京市委、市政府印发《关于全面推进生活垃圾处理工作的意见》的通知,要求调整处理结构,积极推进生活垃圾焚烧处理,2012年垃圾焚烧、生化处理和填埋比例为2∶3∶5;2015年比例为4∶3∶3。2012年前,北京市将建设阿苏卫焚烧厂、京南垃圾焚烧厂、董村垃圾焚烧厂3个垃圾焚烧处理项目;2015年前,将再建设六里屯焚烧厂、北天堂焚烧厂、南宫焚烧厂等,梁家务焚烧厂也将择机建成。2015年前将建成9座大型垃圾焚烧厂,垃圾焚烧处理总能力可达到每天8200吨。
但是,大幅度提高垃圾焚烧并未获得民众的认可,而且民众最不放心的就是政府主管部门“请市民放心,建垃圾处理设施不会污染环境”的说辞。2009年7月9日,北京市海淀区市政管委会在海淀枫涟山庄举行对话活动,充满火药味的激烈辩论使对话会数次中断。2009年9月4日,上百名阿苏卫居民在北京农展馆前打着横幅,强烈抗议建设阿苏卫垃圾焚烧厂,抗议活动致使当天2010年北京市环境卫生博览会的开幕式推迟了半小时。
民意和政府的决定相左乃至激烈碰撞在夹击北京的垃圾处理方向。北京市计划在2015年前建设9座垃圾焚烧厂,正好将北京中心地带合围在中间,全部建成后每天焚烧8200吨原生混合垃圾,对北京生态环境的夹击将是无情的。北京市环保科学研究院工程师、政协委员汤大友在人民网论坛上希望北京谨慎对待垃圾焚烧,主张大环境消纳战略:“北京准备建几个大的焚烧填埋场仍然有很大的问题。北京62%是山区,在西北上风上水方向,是北京总体发展规划的生态发展涵养带,本身不允许有污染的东西存在。东南平原占38%,整个城区占了几千平方公里,平原已经没地方填埋垃圾。如果焚烧,北京的气候也有问题,早晨起来一般刮二三级西北风,下午、晚上刮东南风,又刮回来了。”
如果将目光投向石家庄,一定会感到其力垃圾焚烧厂对北京的夹击。拟建的石家庄其力垃圾焚烧发电厂和附属的垃圾填埋场距南水北调工程明渠段直线只有不到500米,原玉村垃圾填埋场已经对周围环境造成极大的影响,其力垃圾焚烧发电厂建成后,必然会对北京以及石家庄的水源地等敏感保护目标造成极大的影响。
浙江大学热能工程研究所研究表明,生活垃圾焚烧厂烟气排放对周边农田土壤中二恶英浓度的影响随距离增加呈现下降趋势,1.5公里以外影响甚微。南水北调工程明渠段正好处于烟气排放污染物高浓度区域内,水源敏感项目不受污染是不可能的。
垃圾焚烧产生的污染物,特别是持久性有机污染物(POPs)和汞等重金属的威胁是潜在的、长期的,有的随大气循环还会产生全球性污染,这没有区界、没有省界、没有国界。
在接受《望东方周刊》专访时,岑可法和他团队的教授们就当前中国垃圾焚烧发电问题中的一些关键环节作了介绍。他们认为,如果有好的政策引导,优秀技术会让中国的垃圾焚烧发电比欧美日发达国家更加清洁,并对节能减排贡献巨大。
在采访行将结束时,岑可法总结说:中国的生活垃圾处理,要走节能减排、循环经济的发展道路,做到分级、高效利用,以绿色、生态、近零排放的发展思路来考虑生活垃圾的焚烧发电技术未来的发展,只有做到这样,“垃圾围城”才能真正取得突破。
在中国尤其东部,不推广垃圾焚烧没有出路
《望东方周刊》:如何评估目前我国城市垃圾增长以及城市垃圾处理的情况?
岑可法:社会上很多数据来源于《中国统计年鉴》、环保部的公报、政府官网等。由于统计难度大,县级及以下的镇、村级生活垃圾清运量,鲜有官方统计数据。而行业内的统计信息获取比较困难,我们都是去主管部门和垃圾处理厂询问。从媒体报道得知,北京六环外就有密密麻麻的垃圾填埋场,有的只能说是堆积场。不仅北京,“垃圾围城”在中国许多城市都存在。
2012年我国城市人口人均年产0.24吨垃圾,全国城市的生活垃圾清运量有1.71亿吨,相比2008年数据增长了11%。我国城市生活垃圾无害化处理率接近85%,属于发展中国家水平,日本等发达国家均接近100%。
在城镇化加速的背景下,据现有城镇化增长率数据推算,2030年全国城市每年产生的生活垃圾大约2.6亿吨,形势不容乐观。
到2012年,我国生活垃圾无害化处置以填埋为主,约占73%,焚烧约占25%。甘肃、青海等地方的城市几乎都是填埋,而福建、浙江和江苏等地城市的焚烧处置率超过五成,其他处置方式很少。
我想说,垃圾焚烧发电不是洪水猛兽,在中国尤其东部不推广焚烧是没有出路的。现在还是哪里建焚烧发电厂哪里就反对,甚至一些专家也不理解,风波不断。直到国务院常务会议肯定了要发展垃圾焚烧发电的方向,焚烧才得到重视。
一般发达国家,人均土地很多的以掩埋为主,土地不够的都以焚烧为主。而中国人多地少,尤其东部地区,不搞焚烧怎么办?以杭州为例,哪里还有新的地方可以填埋?
垃圾填埋场一般都在城郊甚至更远,垃圾的运输距离很长,用高级的能源每天运输低级的生活垃圾,很不划算;垃圾填埋后产生的沼气,收集困难,沼气泄露会对环境造成温室效应,危害更大。
从我国近几年城市生活垃圾填埋和焚烧处理的比例变化看,焚烧发电处理是发展趋势。我觉得社会缺乏一个良好的发展环境,这需要政府重视、媒体宣传,让老百姓掌握真实的情况。
《望东方周刊》:很多城市居民也知道垃圾焚烧发电厂必不可少,但就是觉得不能建在自己家旁边。你觉得这个问题有望解决吗?国际上处理的办法是什么?
岑可法:这主要取决于公众的认知程度和接受程度,政府和媒体应该做到正确地引导和宣传,既不能言之不实,也不能言过其实。企业在建设垃圾焚烧发电厂的过程中,也要公开透明、要高标准严要求,确保焚烧发电厂的污染物排放在达标的基础上做到更好。只有这样,公众才会接受和理解政府解决垃圾围城问题的各种可行方案和决策。
政府补贴起关键作用
《望东方周刊》:现实中大家对二英还是比较忌讳的,你如何看?
岑可法:二英是垃圾发电污染物控制的核心问题。当然,垃圾焚烧还有二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、重金属等污染物的排放。作为燃烧的二次污染物,就不可能零排放,只能近零排放,这是今后的努力方向。
但大家也没必要过于紧张,我想说说一些事实。
这30多年,我们考察了欧洲、美、韩、日等不少地方,他们的焚烧发电厂都建在哪里?维也纳、法国鲁昂建在市中心,设计精美;广岛、京都、首尔的也很漂亮,有些地区焚烧厂烟囱上还有观光塔。他们基本都实施了欧盟标准(二英的标准限值为0.1纳克毒性当量值每标准立方米),焚烧一吨垃圾的补贴高至几百欧元,而我们是几十元至二三百元人民币。
科学证据表明,只要满足国家乃至欧盟标准,环境、人体是可以承受的。当然,污染物的排放越低越好,我们要努力向近零排放的方向发展。
我国现行的二英排放标准是1纳克毒性当量每标准立方米,2010年了现行标准修订稿的征求意见稿,将标准提高到欧盟标准,目前还在征求意见中。
现实中,再生有色金属、电弧炉炼钢、废弃物焚烧和铁矿石烧结等4个行业占到二英总排放量的81.4%,是二英排放重点行业。露天焚烧排放也是重要来源,将27个家庭每天产生的生活垃圾自行露天焚烧的话,其二英排放量就与一个每天处理垃圾200吨的现代化焚烧炉相当了,而这200吨垃圾,相当于2500余户家庭一天产生的生活垃圾量。
从技术角度,国产技术、设备已不亚于欧美日发达国家。关键是政府的投入一定要到位,补贴要实实在在地到位。纳税人的钱就该花在该花的地方,高标准、高技术,对公众和环境负责。
垃圾能源化利用对节能减排的贡献巨大。2012年中国生活垃圾的焚烧量达3854万吨,其能量等同于38亿多立方米的天然气,相当于减排700多万吨二氧化碳。中国每年1.7亿吨城市生活垃圾,蕴含的能量相当于170多亿立方米天然气。我们正在和有关企业开展合作,把餐厨垃圾收集和处理,做成车用生物天然气,每天800吨的餐厨垃圾处理量可以提供给1600辆车使用。
《望东方周刊》:按照你的说法,只要政府补贴足够,完全可以很好地控制焚烧发电厂排放中的有害物质?
岑可法:每个城市的垃圾处置补贴都不一样,高的两百多,低的几十元。一些经济实力强的城市补贴相对较高,中小城市或经济欠发达城市的补贴就低很多。
政府的补贴包括:垃圾处置费、上网电价补贴等。政府补贴要到位,各种补贴和收入足够使企业有能力和信心应对焚烧发电的污染控制,企业才会尽最大可能、上最先进的技术和装备,确保降低焚烧发电的各种污染物排放。
垃圾分类问题实难解决
《望东方周刊》:如何看目前的垃圾分类情况?一种说法是,它是目前影响垃圾焚烧发电的主要因素?
岑可法:现在街上捡垃圾的很大程度上扮演着垃圾分类的角色,玻璃、报纸等可以卖钱的都被搜走了,其他都被拉去填埋或者焚烧发电。
垃圾分类回收还处于推广阶段,且仅限于少数大城市。2000年起,当时的建设部选定北京、上海、广州等8城市作为垃圾分类试点城市,实施比较困难,还在缓慢推进。因家庭厨房面积小、垃圾丢弃习惯等缘故,中国人垃圾分类意识并不高,分类后续的收集、运输和集中处理也做得不好。
我们的想法,根据需要,每个城市在市区就近建设垃圾焚烧发电厂,就近实现资源化能源化利用,效益显著又节能减排。但中国还远远没到这种程度。
要加大宣传力度,提高民众意识;垃圾分类回收分片分区,有步骤地推进;政府部门要重视,健全垃圾分类和管理体制;采取法律约束,对破坏现象进行处罚。全民要放低心态,不能急于求成。
不能让好技术停留在实验室中
《望东方周刊》:回到二英的问题上,国内的控制技术进展如何?
岑可法:与我们合作的很多垃圾焚烧发电厂都能做到欧盟标准。现在我们正在做的是争取二英近零排放,比欧盟标准还要严格十倍。
国际废弃物能源化理事会主席、美国工程院院士、美国哥伦比亚大学NickolasJ.Themelis教授在国际动力工程会议的特邀报告中,将浙江大学的循环流化床垃圾焚烧发电技术列为国际五大主流技术之一,是欧美日发达国家以外唯一列入的技术。
我们的先进技术很多,拟进行示范验证的二英在线监测也是世界上最先进的技术。
现在二英不能实时监测,一年才做一次,检测的人走了说不定又不达标了。这个技术能够为企业产业进步、公众监督提供支持,也得到了科技部门的认可。现在的主要问题是,很多技术一直停留在实验室中。
《望东方周刊》:为什么这么说?
岑可法:政策引导还不够合理。垃圾焚烧厂,现在不管企业排放多少,补贴都一样,谁还愿意去做更好的减排?最好建立一个弹性政策,企业做节能减排、做更高层次的减排,也是在为环境作贡献,为什么不能多补贴点?
国内的技术发展很快,最主要的排放指标都能做到欧盟标准,甚至好于国外,应该给予公平的竞争条件,为企业和行业的发展创造公平的竞争环境。
《望东方周刊》:就全国所有垃圾焚烧发电厂来说,二英整体情况怎样?
岑可法:从我国已公布的二英排放源清单调查报告中来看,城市生活垃圾焚烧发电厂的排放量仅占我国二英排放总量的很小一部分。从环境排放总量来看,在再生有色金属、电弧炉炼钢、废弃物焚烧(包括工业危险废物、医疗废物、城市生活垃圾等)和铁矿石烧结等重点行业和我国实施污染控制的重点地区,要加快实施二英的有效控制和减排,这也是我国履行斯德哥尔摩公约的要求。2010年10月19日,环境保护部、外交部等9个部门以环发〔2010〕123号印发《关于加强二英污染防治的指导意见》,应该在各个行业加快推进和落实。
关键字:城市生活垃圾;垃圾处理;处理方法
Abstract:Inrecentyears,ourcountrycityliferubbishtoproducegrossincreasessubstantially.Citylifetrashoutputgrowth,thecompositioniscomplicated;harmisalsoincreasinglyobviousandprominent.Thereforeadoptwhatmethodandtechnologypromptlyandeffectivelyhandlethecityliferubbish,allcitymanagersandthegeneralpublicpayscloseattentiontoveryandurgentlywaitstobesolvedoneofthemajorenvironmentalproblems.Inthispaper,firstanalyzestheconceptofcityliferubbishandprocessingstatus,andthendiscussesthecitylifegarbagedisposalmethods,putsforwardthecountermeasuresofcitygarbagetreatment.
Keywords:citylifetrash;wastetreatment;treatmentmethod
中图分类号:R124.3文献标识码A文章编号:
一、城市生活垃圾的概念及处理现状
1.1城市生活垃圾的概念
在日常城市生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物包括:居民生活垃圾、商业垃圾、集市贸易市场垃圾、街道清扫垃圾、公共场所垃圾和机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾。按垃圾组成成分的不同可将其分为4大类:厨房垃圾,如果皮、菜皮、剩饭剩菜、骨头、菜根菜叶等食品类废物及花草等生物类废弃物;可回收垃圾,包括纸张、塑料、玻璃、橡胶、金属、纺织品、竹木等;其他垃圾,包括除上述几类垃圾之外的瓦砾、卫生间废纸等难以回收的废弃物;有害垃圾,主要包括废电池、废日光灯管、废油漆药品灌等废弃物。
1.2城市生活垃圾处理现状
1.2.1法规不健全,管理不善
长期以来,我国把垃圾处理的重点主要在如何减少垃圾排放量上,而对垃圾的处理形成资源化的重视程度不够,这也导致至今仍没有相应的资源回收法,并且对垃圾处理的管理不够完善,致使现有的管理体制也不利于垃圾的资源化。
1.2.2资源化意识淡薄
随着人们生活水平的逐步提高,人们的消费观念也随之有所改变,资源的回收观念也虽有所提升,但总体来说还是比较淡薄,导致回收难度大。
1.2.3城市生活垃圾混合回收的方式加大了垃圾资源化的难度
目前我国城市生活垃圾基本上属混合回收,先混合回收后分选利用,从回收的垃圾中分选有用物质。但我们应该认识到在目前分选技术差的情况下,这项工作需大量的人力、物力和财力作为支持,不利于城市生活垃圾的资源化。
二、处理城市生活垃圾的重要意义
2.1减少环境污染
绝大多数城市生活垃圾都是会对环境造成污染的,例如废弃的电池含有金属汞、镉等有毒的物质,这不仅污染了环境,甚至会对我们的生命构成威胁;土壤中的废塑料同样会导致农作物减产;抛弃的废塑料等塑料制品如果被动物误食,可能导致动物死亡,造成不必要的经济损失。因此解决城市生活垃圾问题可以减少上述危害。
2.2减少土地面积
城市生活垃圾存在这一些物质不易降解,使土地受到严重侵蚀,减少土地面积。那么城市生活垃圾的处理方法之一垃圾分类,能去掉可回收的、不易降解的物质,减少垃圾数量达50%以上。
三、城市生活垃圾处理方法
解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。目前常用方法主要有以下几种方法:
3.1露天堆放
露天堆放是指对收集的城市垃圾在不做任何处理的情况下随意堆放,这也导致了随着时间的积累,城市周边有数个大大小小不等的垃圾堆。蚊蝇成灾,污水横流,成为病菌、病毒的繁殖地和污染源,这种方法不仅污染空气、污染水源,又浪费土地。因此,许多国家严禁使用这种垃圾处理方法。
3.2填埋处理
垃圾填埋处理历史悠久,是普遍采用的城市生活垃圾处理方法。填埋处理经历了由控制填埋,发展到卫生填埋,包括压缩垃圾填埋、滤沥循环填埋、破碎垃圾填埋等过程。世界各国至今仍广泛沿用这一传统方法,因为其操作简单、投资少,并且能够处理现有的绝大多数垃圾。
填埋处理用地,尽量选用天然或人工挖出的洼地,开发资源后的废粘土坑、废采石场、废矿坑等。采用填埋处理法,首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m以上,并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘土、塑料薄膜、沥青等不透水层。其次,填埋场应设置排气口,使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出,避免发生爆炸。将垃圾填埋于坑中,有利于恢复地貌,维持生态平衡,但如果在大面积的洼地、山谷等回填,则需要考虑是否会影响生态平衡。
需要注意的是回填不仅仅占用了大量的土地资源,垃圾填下后将对周围的环境造成长远的影响,包括空气,土壤,地表水,地下水等各个方面,并且垃圾填下后,需要长达几十年的维护控制,才能达到封场状态,这期间维护不良,很有可能发生爆炸,换句话说:“这辈子人埋下去,下辈子人挖出来”。一般在20年内不宜在其上修建房屋,避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏,但可作绿地、农田、牧场等使用。
3.3焚烧处理
所谓焚烧是销毁垃圾利用热能的一种垃圾处理技术,是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。它的实质是一个关于碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。焚烧处理必不可少的工艺过程是回收热能,净化烟气,消化残渣。
危险废物是指除了放射性以外的具有化学反映性、毒性、易爆性、腐蚀性等能或可能引起对人类健康或环境危害的废弃物,它们的任意排放会严重污染和破坏环境,其处理与处置一直受到各级政府、科技界、产业界和环境保护企业界的重视。根据《国家危险废物名录》,危险废物包括医疗垃圾、医药废物、废树脂、废酸和废碱、染料涂料废物和含重金属废物等腰三角形,有毒有害废物处理。凡含有氟、汞、砷、铬、镉、铅、氰等及其化合物和酚、放射性物质的,均为有毒废渣。他们可通过皮肤、食物、呼吸等渠道侵犯人体,引起中毒,我国环保产业发展“十五”规斟中,根据工业发达国家采用高温氧化法处理:工:业有毒有害废弃物的成功经验,重点发展有毒有害废物密闭式贮运技术和设备、专用高温氧化焚烧技术和成套设备,建设若干个有毒有害废物处理中心。
二、典型危险废物的处理
针对我国特有的危险固废典型性,特举出两种来谈谈自己的意见。
1、医疗废物
医疗废物带有大量的病菌,如果处理不当不仅会对环境造成严重污染,还可能引起疾病流行,医疗废物主要包括手术过程中产生的人体组织器官、血制品残余物、动物试验与生物培养余物、一次性的医疗用品及敷料、废水处理的污泥等、过期药品、废显(定)影液等,严格来说包括病人接触过的、来自病人身上的各种废物,以及医院办公室、医院食堂等地产生的生活垃圾。结合我国的国情,以建设高焚烧炉、区域性集中处理方式处理医疗废物,达到彻底破坏有害物质的目的。
焚烧法上一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应。废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现无害化、减量化、资源化的处理技术。焚烧法处理危险废物是目前世界上应用广泛最成熟的一种热处理技术。
2、垃圾焚烧飞灰
随着焚烧处理的迅猛发展,特别是新开展农村“十二五”国家连片整治项目,大多数方案都涉及到了垃圾焚烧技术,由此我们可以想象农村环境焚烧飞灰产量巨大。到2013年底。全国运行和在建的焚烧处理装置超过25256t/d,按照焚烧飞灰量是焚烧垃圾量的3%估算,每年垃圾焚烧将产生飞灰14万t,而且近几年我国焚烧处理规模以5%的速度递增。预计在2015年我国生活垃圾焚烧处理比例将达到5%,将导致垃圾焚烧飞灰量的快速增加,所以开发适宜的焚烧飞灰处理技术将成为近年来环保领域研究的热点之一。
焚烧飞灰作为一种高比表面物质,它不但富集大量的汞、镉、铅等有毒重金属,而且也富集了大量的二恶英类物质,是一种同时具有重金属危害特性和环境持久性有机毒物危害特性的双料危险废物,对人体健康和生态环境具有极大的危害性。
焚烧飞灰的处理主要包括高温处理、水泥固化处理和湿式化学处理三种。高温处理包括烧结和熔融两种方式。烧结和熔融技术都源于材料领域,烧结从宏观方面来讲,是在高温作用下,固体颗粒获得扩散能量,将大部分甚至全部气孔从晶体中排除,在低于熔点温度下变成致密的烧结体并符合材料特性的要求;烧结温度通常发生在主要成分绝对熔融温度的1/2—1/3之间。熔融是在高灰熔点的温度下,飞灰中固体颗粒发生熔融相变,成为液态溶渣,然后经过快速冷却形成致密的玻璃态溶渣,将重金属固化在网络中实现稳定化目的。玻璃态溶渣可以作为建筑材料达到资源化作用。高温处理可以分解破坏绝大部分二恶英类有机污染物并将大部分重金属固化在固体中实现稳定化。相对于水泥固化和化学处理而言,高温处理运行非适中,减量显著,减量可达1/21/3,稳定性高,并可实现资源化利用。
欧美发达国家生活垃圾焚烧飞灰中碱金属氯化物含量较低,研究主要集中在利用水泥窑煅烧将飞灰固化作为建筑材料。而日本、韩国等亚洲国家由于生活垃圾魍料类物质含量较高,焚烧飞灰中氯化物,尤其是碱金属氯化物含量较高,水泥固化得到的固化体强度和浸水性较差,重金属的长期固定效果差,因此,在日韩国家,研究主要集中在高温处理,尤其是在熔融玻璃化方面。
三、危险废物资源化技术发展趋势
尽管我国目前遇到的问题事实上是发达国家2o-30年前遇到的问题,但各国的情况不一,国外的文献资料报道中有借鉴作用,很不能全部照搬到国内。
综合利用是实现固体废物资源化、减量化的最重要的手段之一,危险废物也当然也应该把综合利用放在重要的位置来考虑。在废物进入环境之前,对其加以回收利用,可以大大减轻后续处理的负荷,所以在考虑危险废物处理处置的时候,首先要从经济上考虑它是否有回收价值,处理或处置后是否也还有继续利用的价值。
根据申报登记数据的统计结果,我国危险废物的综合利用率达到45.4%,主要集中在含重金属的废液以及重金属废渣方面。在过去的几年中,我国在对危险废物进行综合利用的实践中取得了一些经验,研究开发了一些起点高、经济实用的综合利用技术和设备。
在危险废物处理处置技术方面,我国已经掌握了一些行之有效的处理处置手段,如物理化学法、固化法及高温焚烧等,其中,稳定化或固化在区域性集中管理系统中占重要的地位。
四、结束语
对于危险废物处置应遵循下述原则:控制和管理好危险废物污染重点企业,促使企业进行综合利用和建设安全处置场,并对社会提供部分有偿社会化服务;敦促地方政府建设区域的集中处置设施,对不宜长途运输、贮存的危险废物进行就地处置;建设跨省市的大规模区域性危险废物处置场,对需要集中处置和综合利用的危险废物进行集中处置。
参考文献:
[1]吴少林,李娜,万诗贵.电镀污泥的固化稳定处理研究[J].南昌大学学报(工科版),2002,24(4):53—55
[2]回滨.鞍山市农药污染状况及防治途径[J].环境保护科学,2004,(02)
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