張凌燕
(臨汾市固體廢物技術(shù)服務(wù)中心,山西 臨汾 041000)
隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快,固體廢物的處理壓力越來(lái)越大。近年來(lái),國(guó)內(nèi)固體廢物的排放量和處理量持續(xù)上升,但能夠轉(zhuǎn)化利用的固體廢物只占一小部分。這不僅造成了大量的資源浪費(fèi),也在一定程度上加重了固體廢物處理的負(fù)擔(dān)。在全面貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念的大環(huán)境背景下,積極開展固體廢物處理與資源化利用工作顯得尤為重要。
固體廢物可按照可燃性和非可燃性進(jìn)行分類?;瘜W(xué)成分中含有可燃性物質(zhì)的固體廢物和不含有可燃性物質(zhì)的固體廢物的處理方式有所不同。對(duì)于化學(xué)成分中含有可燃性物質(zhì)的固體廢物來(lái)說(shuō),按照燃燒反應(yīng)的熱值差異,又可進(jìn)一步劃分為高熱值固體廢物和低熱值固體廢物兩類。
城市中的固體廢物主要分為可再生廢物和不可再生廢物。通常來(lái)說(shuō),絕大多數(shù)有機(jī)廢物都屬于可再生廢物,而且可以循環(huán)利用。
廣義上來(lái)說(shuō),固體廢物還可以劃分為工業(yè)固體廢物和生活固體廢物??傊挥忻鞔_固體廢物的分類,才能選擇更合理的處理方法。
傳統(tǒng)的固體廢物的處理方法主要包括堆肥法、焚燒法、填埋法等。目前,國(guó)內(nèi)沿海城市多將焚燒法作為主要的固體廢物處理方法。
2.1.1 堆肥處理法
堆肥處理法就是將固體廢物集中堆放,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),固體廢物中的有機(jī)質(zhì)會(huì)被微生物所分解,形成對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有利的肥料。在自然降解過(guò)程中,通過(guò)人工干預(yù)的方式,能夠使固體廢物中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì)。按照降解條件和微生物種類可將堆肥處理劃分為厭氧和好氧兩類。采用堆肥處理法,既可以對(duì)固體廢物進(jìn)行集中處理,又可以對(duì)固體廢物進(jìn)行資源化利用,改善城市內(nèi)部空間生態(tài)環(huán)境品質(zhì)。但是,需要格外強(qiáng)調(diào)的是,并不是所有的固體廢物都適合采用堆肥處理法。堆肥處理法適用于有機(jī)質(zhì)含量高、降解性能良好且不含有毒害性物質(zhì)的固體廢物。
堆肥處理流程主要包括兩個(gè)階段:第一個(gè)階段是高速堆肥階段,第二個(gè)階段是熟化階段。將堆肥處理法與其它處理方法相結(jié)合,既可以提升固體廢物處理效率,又可以加強(qiáng)固體廢物資源化效果[1]。
堆肥工藝流程主要包括前處理、主發(fā)酵、后發(fā)酵、后處理、脫臭、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)。其中,前處理,主要是對(duì)固體廢物進(jìn)行篩選和破碎;主發(fā)酵,通過(guò)強(qiáng)烈的攪拌和改善通風(fēng)條件,為好氧微生物提供良好的生存環(huán)境;后發(fā)酵,對(duì)主發(fā)酵難以分解的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行深度分解;后處理,對(duì)主發(fā)酵和后發(fā)酵難以分解的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行處理,并且篩除塑料、玻璃、陶瓷等有機(jī)高分子物質(zhì);脫臭,去除處理工序產(chǎn)生的氨、硫化氫等化學(xué)物質(zhì)。通常,脫臭環(huán)節(jié)多采用化學(xué)除臭法或吸附法等;儲(chǔ)存,通常肥料多在春秋兩季使用,如果在夏天和冬天進(jìn)行堆肥,需要對(duì)制備的肥料進(jìn)行儲(chǔ)存。
2.1.2 焚燒法
焚燒法就是通過(guò)燃燒、熔融或熱分解等方式,使固體廢物在高溫環(huán)境下減量。通常情況下,固體廢物的焚燒爐溫度會(huì)達(dá)到900 ℃左右,爐心最高溫度會(huì)達(dá)到1 100 ℃?;瘜W(xué)成分中含有可燃性物質(zhì)的固體廢物在高溫條件下劇烈氧化,會(huì)釋放大量的熱量,生成小體積的固體殘?jiān)?。高溫焚燒不僅可以殺滅固體廢物中的病原體和病原微生物,避免對(duì)土壤和水體造成污染,還可以將燃燒產(chǎn)生的熱量作為熱能資源。
與傳統(tǒng)的填埋法相比,焚燒法具有占地面積小、減量效率快、污染程度輕等優(yōu)勢(shì)特征。目前,日本和西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家多以焚燒法作為固體廢物的主要處理方法。據(jù)相關(guān)社會(huì)調(diào)查研究報(bào)告顯示,日本的固體廢物焚燒處理量位居世界首位。
但焚燒法也有一定的局限性。焚燒法不僅對(duì)固體廢物的熱值有一定的要求,而且,所需的投資成本較高。如果焚燒產(chǎn)生的煙塵處理不當(dāng),不僅會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染,形成臭氧空洞,還會(huì)對(duì)公眾的身體健康構(gòu)成潛在威脅。
近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,固體廢物的處理技術(shù)水平也隨之不斷提高。一方面,從外部引入先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備,完善固體廢物焚燒處理裝置;另一方面,秉承因地制宜的基本原則,積極開發(fā)適合本地環(huán)境的固體廢物焚燒處理技術(shù)。
由于大中型焚燒爐的建設(shè)成本與運(yùn)行成本較高,使得諸多中小城市望而卻步。但即便如此,也不能盲目采用低廉的,能夠造成二次污染的固體廢物處理方法。
2.1.3 垃圾填埋法
按照填埋處理方式差異,可將垃圾填埋法進(jìn)一步劃分為傳統(tǒng)填埋法、衛(wèi)生填埋法及生態(tài)填埋等類型。由于傳統(tǒng)填埋法會(huì)造成一定的土壤污染,所以,逐漸被衛(wèi)生填埋法所取代。
衛(wèi)生填埋法是對(duì)傳統(tǒng)填埋法完善和改造的成果。通過(guò)采用多樣化的工程方法和環(huán)境保護(hù)措施,防止填埋場(chǎng)的滲濾液、顆粒物質(zhì)以及揮發(fā)性惡臭氣體等副產(chǎn)物對(duì)生態(tài)環(huán)境造成二次污染。
衛(wèi)生填埋法適用于不會(huì)產(chǎn)生有毒害性物質(zhì)的固體廢物。但是,衛(wèi)生填埋法的占地面積較大,會(huì)造成一定的土地資源浪費(fèi)。
生態(tài)填埋法又是對(duì)衛(wèi)生填埋法進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造的成果。需要格外強(qiáng)調(diào)的是,生態(tài)填埋法需要對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行封頂。換言之,在填埋場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的差異沉降得到控制后,要在場(chǎng)地上修建公園或者其他建筑。生態(tài)填埋法具有高效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等優(yōu)勢(shì)特征,受到各個(gè)國(guó)家、各個(gè)地區(qū)的高度推崇和青睞。
近年來(lái),各行各業(yè)始終都在嘗試資源的回收利用,而且,逐步成為主流發(fā)展趨勢(shì)。盡管資源化利用的途徑不同,但最終目標(biāo)都是使廢物資源化,最大程度的發(fā)揮利用價(jià)值。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)固體廢物資源化利用主要采用回收利用和循環(huán)再生這兩種手段。
2.2.1 回收利用
回收利用,即通過(guò)對(duì)固體廢物進(jìn)行篩選和分類,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后,對(duì)廢物進(jìn)行直接利用。相對(duì)而言,回收利用仍處于固體廢物的粗資源化階段,屬于直接型固體廢物處理方式。
2.2.2 循環(huán)再生
循環(huán)再生,即通過(guò)采用科學(xué)合理的再生技術(shù),將使用過(guò)的材料轉(zhuǎn)變成新的產(chǎn)品。相對(duì)而言,循環(huán)再生處于固體廢物的精資源化階段,屬于循環(huán)型固體廢物處理方式。
循環(huán)再生不僅提升了潛在可用材料的利用效率,還降低了全新材料的消耗效率,達(dá)到了控制資源損耗,減輕環(huán)境污染的目的。
總而言之,上述這五種固體廢物處理方式各有利弊。
固體廢物資源化可以控制資源損耗,減輕環(huán)境污染,創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益。而這與我國(guó)所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展理念不謀而合。
工業(yè)固體廢物數(shù)量龐大,種類繁雜,主要包括鋼鐵廢渣、有色金屬?gòu)U渣、化工廢渣、舊混凝土等。
鋼鐵廢渣可以回收利用鐵、鈷、銅、硅、鎂等金屬和非金屬元素。鋼鐵廢渣可以制作水泥、保溫棉、修路骨料等;加熱爐氧化鐵皮可以作為永磁體的制造原料和加入燒結(jié)機(jī)配料等。有色金屬?gòu)U渣分為重金屬渣、輕金屬渣和稀有金屬渣三類??梢曰厥绽眠@些金屬礦物或有用成分,作為二次資源開發(fā)和利用?;U渣中含有金、銀、鉑等貴重金屬,通過(guò)分離和提純這些金屬也可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。廢舊混凝土是工業(yè)生產(chǎn)中排放量較大的固體廢物,經(jīng)過(guò)破碎、篩選、清洗和干燥等工藝處理后,可以制備再生混凝土。
城市垃圾是再生資源的主要來(lái)源。絕大部分城市垃圾都可以作為再生資源,如廢紙可以作為造紙的再生原料;廢棄食物既可以作為補(bǔ)充飼料來(lái)源,又可以用于細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn);廢棄塑料可以用于制取汽油和涂料;不含有毒害性物質(zhì)的廢棄垃圾還可以燃燒制備沼氣。由此,既能夠減少垃圾排放量,減輕生態(tài)環(huán)境污染,又可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益。
按照成分差異,可將農(nóng)業(yè)廢物劃分為植物纖維性廢物和畜禽糞便兩大類。其中,植物纖維性廢物主要包括農(nóng)作物秸稈、谷殼、果殼及甘蔗渣等農(nóng)產(chǎn)品加工廢物等。目前,植物纖維性廢物的資源化利用技術(shù)主要有廢物還田、加工飼料、固化炭化、制備復(fù)合材料等。其中,廢物還田,可以增加土壤有機(jī)質(zhì),改良土壤結(jié)構(gòu),提升空隙率,為微生物的滋生和植物根系的發(fā)育提供良好條件。固化炭化通過(guò)木纖維、木質(zhì)素的同步分解,制備炭材。畜禽糞便資源化利用技術(shù)主要有肥料化技術(shù)、飼料化技術(shù)和燃料化技術(shù)等。
綜上所述,固體廢物污染作為一類典型的環(huán)境問(wèn)題,需要引起社會(huì)各界的高度重視。國(guó)內(nèi)固體廢物處理仍以堆肥法、焚燒法及填埋法等傳統(tǒng)處理方法為主。傳統(tǒng)處理方法的處理效率偏低,而且,極易造成環(huán)境的二次污染。因此,回收利用與循環(huán)再生作為資源化利用的兩種重要途徑,受到廣泛關(guān)注。固體廢物的資源化利用,既可以減少固體廢物排放量,減輕資源損耗和環(huán)境污染,又可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。