时间:2024-03-23 17:29:12
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论文摘要:垃圾处理已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,目前广泛使用的垃圾填埋法、堆肥法、焚烧法等常规方法各有其利弊,通过对照比较垃圾焚烧处理是符合减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理方式,是我国城市垃圾处理的趋势。
保护环境是我国的一项基本国策,随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高,妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计,我国人均生活垃圾年产量为440kg,且每年以8-10%的速度在递增,大量的垃圾被运到城郊堆放,已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨,堆占耕地5亿m2,直接经济损失达80亿元人民币。因此,垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,形势严峻,刻不容缓。目前我国城市已发展到660个,城镇人口2.6亿,按每人每年产生440kg垃圾计算,则产生垃圾量为1.14×104万吨,是可以使100万人口的城市覆盖1米。如何应按照减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理,显得至关重要。
1垃圾处理的常规方法及其利弊
1.1填埋法
根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。
1.1.1传统填埋法
这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。
1.1.2卫生填埋法
卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。
此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。
1.2堆肥法
堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。
1.3焚烧法
按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。
1.3.1炉排炉焚烧
就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经料斗慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。
1.3.2流化床焚烧
就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内,脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧,通过不燃物排出孔,与砂粒一起自动排出炉外。
此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。
1.3.3热解法
热解法是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。
此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。
焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。
2技术发展趋势对比
2.1垃圾的焚烧的优势
我国属于发展中国家,经济发展迅速、城市化速度加快、居民生活水平不断提高,导致了城市垃圾量的不断增加。我国目前已有600多座城市,城市垃圾量以每年7-8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低。随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。目前我城市生活垃圾90%采用填埋处理,但是如不是严格意义上的填埋产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。
垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法,此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供电能或热能,产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点
2.2垃圾焚烧处理面临的问题
垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。目前我国各城市还没有普遍实行垃圾分类收集,有的处于试点运行阶段,而这与我们即将采用的垃圾处理方式不相适应。垃圾分类收集后,最终处置的垃圾量及垃圾成分都会发生变化,由于分类使有用的资源得以循环再利用,处置的垃圾量将减少,同时降低了垃圾运输费及处置费。垃圾的分类还可以减轻机械磨损及腐蚀,延长焚烧炉的寿命,减少维护管理费用。同时也降低了有害成分的含量,易于二次污染的控制。垃圾的分类是大势所趋。因此对于采用垃圾焚烧处理方式的城市,应充分考虑垃圾的分类。
2.3环境保护措施
保护环境是我国的一项基本国策,随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高,妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计,我国人均生活垃圾年产量为440kg,且每年以8-10%的速度在递增,大量的垃圾被运到城郊裸露堆放,已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨,堆占耕地5亿m2,直接经济损失达80亿元人民币。因此,垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,形势严峻,刻不容缓。目前我国城市已发展到660个,城镇人口2.6亿,按每人每年产生440kg垃圾计算,则产生垃圾量为1.14 ×104万吨,是可以使100万人口的城市覆盖1米。如何应按照减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理,显得至关重要。
1 垃圾处理的常规方法及其利弊
1.1 填埋法
根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。
1.1.1 传统填埋法
这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。
1.1.2 卫生填埋法
卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。
此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。
1.2 堆肥法
堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。
1.3 焚烧法
按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。
1.3.1 炉排炉焚烧
就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经料斗慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。
1.3.2 流化床焚烧
就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内,脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧,通过不燃物排出孔,与砂粒一起自动排出炉外。
此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。
1.3.3 热解法
热解法是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。
此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。
焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。
2 技术发展趋势对比
2.1 垃圾的焚烧的优势
我国属于发展中国家,经济发展迅速、城市化速度加快、居民生活水平不断提高,导致了城市垃圾量的不断增加。我国目前已有600多座城市,城市垃圾量以每年7-8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低。随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。目前我城市生活垃圾90%采用填埋处理,但是如不是严格意义上的填埋产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。
垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法,此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供电能或热能,产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点
2.2 垃圾焚烧处理面临的问题
垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。目前我国各城市还没有普遍实行垃圾分类收集,有的处于试点运行阶段,而这与我们即将采用的垃圾处理方式不相适应。垃圾分类收集后,最终处置的垃圾量及垃圾成分都会发生变化,由于分类使有用的资源得以循环再利用,处置的垃圾量将减少,同时降低了垃圾运输费及处置费。垃圾的分类还可以减轻机械磨损及腐蚀,延长焚烧炉的寿命,减少维护管理费用。同时也降低了有害成分的含量,易于二次污染的控制。垃圾的分类是大势所趋。因此对于采用垃圾焚烧处理方式的城市,应充分考虑垃圾的分类。
2.3 环境保护措施
垃圾焚烧处理的主要目的是为了节约土地资源、环境保护及实现可持续发展道路。垃圾的资源发电可以实现垃圾的无害化、减容化、资源化。但由于垃圾的特性,在垃圾焚烧的整个过程中难免出现一些对环境不利的影响物质,因此必须采取相应的环保措施以达到垃圾焚烧的真正目的。垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗出液、飞灰及反应物。目前烟气的排放标准已经制定和实施。对于垃圾渗出液的处理方法,国内一般采用喷入焚烧炉内处理,但最好采用污水处理方法。对于垃圾堆放过程中产生的臭气,也应根据相关标准进行处理排放。
3 结语
综上所述目前我国城市垃圾以卫生填埋和高温堆肥技术为主,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,随着我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。因此我国一些城市,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。
参考文献
1.1填埋法随着固体废弃物填埋技术的发展,填埋场建设的日趋完善,使垃圾的处理得以向集中化、卫生化的方向不断发展.由于该工艺的运行成本低、对科技要求不高,是我国城镇垃圾的主要处理方式.但是,此种处理方法存在的问题是不容忽视的.垃圾被填埋后会产生大量的填埋气体,气体成分复杂,其中可降解的有机组分被微生物分解后产生大量的气体,主要成分有CH4、CO2、N2、O2、NH3、H2S等,其中以CH4和CO2的浓度最高;而微量气体主要包括一些挥发性有机化合物,如氯代烃类、苯系物等.这些气体如果不加处理任由其排入大气,或处理不当就会造成空气污染,危害人体健康.若要提高填埋气体的应用性,就要对其产气过程与规律进行深入研究,并通过适宜的管理,利用先进技术,使其产生可观的经济效益和社会效益.由于垃圾自身原有的水分,填埋后微生物分解也会产生水,加之自然降雨和径流作用,垃圾在填埋处理中会产生大量渗滤液.其中含有大量有机物、悬浮物、氨氮、重金属离子和致病菌等对垃圾场地的地下水、土壤和地表水都会造成严重污染.此外,垃圾填埋场或堆放场大多已趋于饱和.随着垃圾产量的逐年增加,当填埋场再次达到饱和时必须寻找新的场地来销纳垃圾,而垃圾填埋场址的选择又受到地形、地貌、水文、气象、地质等多种自然因素及城市规划、垃圾产生量等社会因素的综合影响,因此需要进行严格详细的勘察,给环境和社会都带来很大的负担.
1.2堆肥法垃圾堆肥是利用微生物人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物反应过程.在生物化学反应过程中,垃圾中的有机物与氧气和细菌相互作用,释放出二氧化碳、水和热量,同时生成腐殖质,用作土壤改良剂.该技术以其无害化程度较高、减量化效果较为明显,可最大限度地实现生活垃圾处理资源化的特点作为处理有机垃圾的一种方法,在我国得到了广泛应用.
堆肥按需氧程度可分为厌氧堆肥和好氧堆肥.厌氧堆肥是依靠专性和兼性厌氧菌的作用降解有机物的生化过程,此法对有机物的分解速度慢、发酵周期长、占地面积大;好氧堆肥是依靠专性和兼性好氧菌的作用降解有机物的生化工程,此法对有机物的分解速度快,堆肥所需天数短,臭气发生量少,应用较广泛.
垃圾堆肥处理与卫生填埋处理相比,其成本偏高.堆肥处理节约土地,社会效益明显,但该方法在实际应用中仍有很多问题和局限,且并不是所有的垃圾都适合于堆肥处理,应充分考虑当地生活垃圾的成分和气象条件、经济状况等因素.此外,堆肥品质差、肥效不高则是垃圾资源化进程中的"瓶颈".堆肥腐熟度低,有机质含量一般低于20%,远低于有机质含量>45%的有机肥标准,且堆肥中富含沙子、玻璃、塑料片等杂质,重金属也超标,这些成分会对环境带来潜在的危害和影响,还需进一步通过垃圾分类收集、改进分选设备来解决.
1.3焚烧法垃圾焚烧处理法与上述两种方法相比,具有占地面积小、场地选择容易、处理时间短、减量化显著(减重一般达80%,减容一般达90%)、无害化较彻底和可回收余热等优点.城市生活垃圾焚烧处理技术在我国尚处于起步阶段.截止到2008年9月统计,全国共建设生活垃圾焚烧厂100座,其中建成56座、在建44座.72%的焚烧厂集中在东部地区,广东、浙江和江苏位居前三名,占全国总量的45%.
垃圾燃烧过程是质量传递、热传递、动量传递、化学反应、结构变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂过程.从固体燃料燃烧理论的角度分析,作为定性的燃烧阶段划分,废物燃烧过程可分为预热、水分蒸发、升温、挥发份析出、着火和固定碳燃烧、燃尽等过程.伴随着这些过程的开始、发展、结束和交替,垃圾先吸取热量,温度上升,失去水分,局部分解析出可燃成分,然后着火燃烧,放出热量,直到燃尽冷却.废物本身的质量也随着这些过程逐步减少,直到残留灰渣.
其中,垃圾焚烧余热的利用成为人们普遍关注的问题,利用方式主要有发电、供热和热电联产.受我国可再生能源的影响,绝大多数垃圾焚烧余热均用于发电,极少部分用于供热或热电联产.
2垃圾焚烧发电的技术特点
2.1适用工艺条件城市生活垃圾能否采用焚烧处理技术,取决于垃圾中可燃质含量、低位发热值和垃圾含水率.一般要求生活垃圾可燃成分为30%-40%以上,低位发热值在3350kJ/kg以上,垃圾含水率50%以下,垃圾能自燃焚烧,但在此条件下垃圾焚烧无法满足炉膛内烟气850℃/2S的要求.生活垃圾低位发热值在6280kJ/kg以上,可实现稳定燃烧,满足炉膛内烟气850℃/2S的要求和工质发电的需要,有效利用能源,建设垃圾焚烧发电厂.
目前,国内城市生活垃圾人均生成量为(0.8-1.3)kg/人·d,一般取1.1kg/人·d为设计依据(包括所有在本地区生活的人口).目前,国内已建成焚烧设施的城市生活垃圾低位热值大多在5000kJ/kg上下,含水率一般大于50%.与发达国家城市相比,其特征是热值低、含水率高、组成成分变化大,垃圾焚烧有一定难度,焚烧锅炉热效率较低.在蒸汽参数方面,通常垃圾焚烧厂余热锅炉蒸汽参数为中温中压参数(4MPa和400℃).若提高蒸汽参数将有助于提高余热利用效率,提高发电量,增加垃圾厂的收入,但同时也加剧了余热锅炉材料的腐蚀,缩短设备的使用寿命,增加折旧成本.广州李坑垃圾焚烧发电厂"一期"工程的锅炉参数为5.4MPa、490℃,达到次高压参数,采用次高温次高压参数的经济性和对中国国情的适应性目前仍在探索之中.
2.2垃圾焚烧技术类型及特点层燃炉技术:这种焚烧方式不需对入炉垃圾作严格的预处理,活动炉排的机械运动能实现对垃圾的搅动与混合,可防止垃圾进炉后遇到强热产生表面固化,进而影响垃圾内部传热和气体流动,以致延长垃圾的燃烧时间,导致不完全燃烧.垃圾干燥、着火、燃烧及燃烬等一系列过程都在炉排上进行,故处理效率高,垃圾层均匀,燃烧较稳定完全,飞灰量少.
回转炉技术:回转窑焚烧炉通常包括废弃物接纳贮存、进料、炉体、废热回收和二次污染控制等部分.
窑身为一微倾斜布置、低速回转的圆筒,垃圾从高端送入,在筒内翻转燃烧直至燃烬从下端排出,有水冷壁式和耐火砖衬式两种.其中,前者有水冷壁沿回转筒周向排列,以吸收焚烧后放出的热量,降低筒体温度.筒体下部设置风室,空气由水冷管进入,穿过底部料层,混合较均匀.耐火砖衬式的筒内壁用耐火砖衬里,蓄热量大,燃烧温度高,但其空气由筒体一端送入,致使筒中心空气过剩,而筒底部得不到应有的空气,同时因其筒体重、惯量大、转速低,因此垃圾的翻动和搅拌不充分,燃烧速度和效果不如水冷式.
流化床技术:流化床焚烧炉的物料处于悬浮状态,空气与垃圾充分接触,烟气流速高、燃烧效果好,分级燃烧能有效降低氮氧化物的排放,低成本脱硫,灰渣易于综合利用,负荷调节范围大,燃烧稳定.但是,流化床一般难以焚烧大块垃圾,因此对垃圾的前分选和破碎工序要求严格,限制了该技术在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展.此外,由于垃圾和砂粒在炉内呈流化状态,加上补充燃煤,所以烟气中的粉尘含量较高,除尘器负担加重,飞灰量增多,处理费用增加.近年来,由于煤价的上涨、飞灰量大、需要预处理等原因,使流化床垃圾焚烧炉在我国的应用和发展受到一定的制约.
3垃圾焚烧发电技术存在的问题及解决对策
3.1二恶英二恶英即多氯代二苯并恶英和多氯代二苯并呋喃的通俗名称,具有强致癌性.主要是由于燃料中本身含有的二恶英在燃烧中未被破坏、燃料不完全燃烧或固体性灰表面发生异相催化反应合成二恶英.垃圾在燃烧温度850℃时会产生二恶英,目前主要解决办法是把炉膛温度控制在1200℃以上,生成物中将不包含二恶英前驱物,大大降低后期的重新合成几率.但当排烟温度冷却到300-500℃时,会重新组合生成二恶英,一般采用急冷技术使烟气急速冷却到200℃以下,从而减少烟气在二恶英合成温度区的停留时间,扼制其再合成.但这种温度控制在技术上要求较高,急冷的方法也不利于焚烧余热的利用,而且高温除尘技术现在还不过关.
目前,在燃烧中通常采用"3T+E"的原则,即提高炉膛温度(Temperature)、提高在高温区的停留时间(Time)、提高炉膛内混合强度(Turbulent)和过量空气系数(Excessair)对垃圾进行充分燃烧,使垃圾中的二恶英及其前驱物充分分解,但显然这样会增加NOx排放浓度,造成另外的污染物负担.此外,燃烧中通过投加硫、钙的化合物及其它碱性化合物等对氯源进行控制,可降低二恶英的排放,但是离完全控制污染还有一定距离.对已经产生的烟气中的二恶英可采用活性炭吸附、催化分解、紫外光分解、微生物降解和综合静电烟气净化等方法进行处理.但二恶英的去除要从源头上控制才是根本所在.一般认为,有氯和金属元素存在条件下的有机物燃烧均会产生二恶英,垃圾中含有大量的有机氯化物(如聚氯乙烯翅料、氯苯等)是焚烧过程中二恶英的主要来源.垃圾在焚烧前的分选,不但可有效控制二恶英氯源,而且可最大限度地回收利用物质资源,但是分选工作量大、工作环境恶劣和自动化程度不高等因素使其可行性大大降低.垃圾分类回收是垃圾资源化的必然要求,也是垃圾收集方式的一种必然趋势,我国应尽快根据国情积极完善垃圾分类回收系统,提高垃圾综合治理技术.首先应加强对公众的环境意识教育,采取道德和法律双管齐下的方针,推动垃圾分类回收;其次,政府应完善分类体系,统一标准,建设方便的垃圾分类收集运输装置,如垃圾分选中心、大件垃圾处理设施、绿化垃圾堆肥设施等,这样才可能做到真正意义上的分类处理;第三,垃圾分类回收应制定相应的产业政策,采取市场化运作的方式.
3.2焚烧飞灰垃圾在焚烧时会产生5%左右(质量分数)的垃圾焚烧飞灰.垃圾焚烧飞灰中除了含有大量二恶英外,还富集了垃圾中的大部分重金属元素(Pb、Cd、Cr等)和易溶盐类.因此,需将垃圾焚烧飞灰作为危险固体废物进行处置,配套建设危险废物处理场.目前对垃圾焚烧飞灰主要采取直接密封填埋、水泥固化后填埋、熔融固化后填埋和化学稳定化后再填埋等处置方式.倪文等提出了"烧制陶粒"、"作为凝石成岩剂的原料"和"作为UASB、EGSB废水处理装置的生化反应促进剂同时回收重金属"三种资源化利用垃圾焚烧飞灰的方案,值得深入研究和进行产业化推广.
3.3垃圾焚烧渗滤液垃圾焚烧渗滤液与垃圾填埋场的水质特征不同,具有COD高(可达70000mg/L)、BOD5/COD高、NH3-N高、金属离子含量高、水质变化大、毒性大、难处理等特点.垃圾焚烧厂渗滤液的排放标准《污水综合排放标准》(GB8978-1996)远高于垃圾填埋场渗滤液的排放标准《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB1688-1997)[13].目前对垃圾焚烧渗滤液尚无成熟完善的系统处理工艺,处理研究主要集中在膜生物反应器、电解、催化湿式氧化(CWAO)、人工湿地处理等方法,但处理费用较高.因此,寻找经济高效的处理工艺就成为解决垃圾焚烧渗滤液二次污染问题的当务之急.
中图分类号:TU993 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)052-091-01
1 垃圾围城
作为发展中国家,近年来中国的垃圾量正以10%的年增长速度向人们的生活圈不断逼近,城市生态系统是自然界众多生态系统中最独特的一个,人在其中起着主导作用,我国人口众多加之国民,环保意识薄弱,导致每天大量的垃圾随意地出现在大街小巷,高速发展中的中国城市,正在遭遇“垃圾围城”之痛。
2 城市垃圾的处理方式及困境
固体废物的混合体构成了城市垃圾,它包括工业垃圾,建筑垃圾和生活垃圾。
由于城市垃圾的排放量庞大,且源源不断、垃圾的构成复杂等因素致使垃圾处理非常困难。而且如若处理不当则会影响卫生,污染环境。目前国内外应用最普遍的垃圾处理方法是卫生填埋、高温堆肥、焚烧。我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。
2.1 卫生填埋
目前国内大多垃圾填埋的方式为:先由推土机把垃圾推平,再由压实机压实,在上面覆盖一层土,土上再倒垃圾,再推平、压实、覆土,如此反复。操作起来简单、方便,但是从可持续发展的角度来看,这种方式只不过是解一时之渴,众所周知垃圾的分类在我国并没有落到实处,如果防渗技术不当,富含重金属、有机污染物及致癌物的渗滤液则会污染地下水系统,此外渗滤液中还含有大量的病原菌及致病微生物,例如沙门菌属等。在非法填埋的医院垃圾中,还可能引起传染性疾病的病毒。对人类的健康构成极大的威胁;其次垃圾填埋产生的填埋气中含有硫化物、氨气和氮气等,会造成垃圾填埋场周边大气恶臭。
2.2 高温堆肥
高温堆肥也是常见的处理与利用垃圾的一种方法,是利用垃圾或土壤中存在的细菌、酵母菌、真菌和放线菌等微生物,使垃圾中的有机物发生生物化学反应而降解(消化),形成一种类似腐蚀质土壤的物质,用作肥料并用来改良土壤。城市生活垃圾高温堆肥处置方式由于具有技术可靠、工艺简单、管理方便、投资相对较省、运行费用低、适用范围广、对生活垃圾成分无严格要求、能完全消纳进场垃圾等一系列优点。在许多地区和国家都得到了广泛的运用。但是为了保证堆出的有机肥重金属含量不超标需要对垃圾进行分类处理,不能堆肥的垃圾还要进行掩埋等处理。而且建立稳定的堆肥市场比较困难。
2.3 焚烧
近年来伴随着中国国民经济的发展和人民生活的日益富足,我国城市垃圾的构成也发生了变化。垃圾中易燃物品、可燃物所占的比例已明显增加,热值增大,尤其是经过分类、筛选等初步处理后,热值已经临近发达国家。我国部分经济发达地区已经拥有发展热焚烧处理垃圾的能力。焚烧炉表面的高温能将热能转化为蒸汽,可用于暖气、空调设备及蒸汽涡轮发电等方面,焚烧过程中产生的残灰约占焚烧前生物垃圾重量的5%,一般为优质磷肥。
虽然热焚烧技术的应用能够减少垃圾占用土地的面积,但是这种技术需要大量资金的投入,并且有可能加大对环境的二次污染。垃圾焚烧会产生毒性相当于砒霜900倍的二嗯英,他是国际公认的一级致癌物。即使从技术上已经可以把垃圾焚烧产生的二噁英控制到国家标准范围内,但是民众还是对垃圾焚烧持强烈反对态度。
3 垃圾分类回收利用
其实无论采用填埋还是焚烧,都是对资源的浪费。我们的盲目无知不断地把有限的地球资源变成了无限的垃圾,又来把他们埋掉或烧掉污染环境。我们不能只考虑到当代的利益,应该为子孙后代着想,从源头出发将垃圾分类投放,并通过分类的清运和回收使之重新变成资源。
3.1 垃圾分类回收利用的好处
垃圾分类的益处是显而易见的。垃圾分类后被直接节省了填埋场占用的土地,又避免了填埋或焚烧所产生的污染,还增加了资源的重复利用。
据了解,生活垃圾进行分类处理后,35%-45%是可以利用的资源,具有很好的经济价值,每回收1吨废旧书纸可造纸0.85吨,节省木材300千克,比等量生产减少污染74%;回收食品废物等有机垃圾1吨,可生产0.6吨有机肥,也可生产垃圾燃料,作为发电、供热燃料每回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨,比利用矿石冶炼节约成本47%,减少污染75%,减少水污染和固体废物97%。
分类后的垃圾,既避免了垃圾公害,又为工农业提供了原料。因此进行垃圾分类收集可以减少垃圾处理量和处理设备,降低处理成本,减少土地资源的消耗,具有社会、经济、生态三方面的效益。良性的能源利用回收是一件利国利民的重大科技项目。
所以对城市生活垃圾进行源头分拣,是成本最为低廉而且安全卫生的处理方法。将城市垃圾变废为宝,用以造福全人类,并通过科学回收方法,使地球环境不断得到改善。
3.2 分类回收应该注意的问题
我们知道,气态和液态垃圾直接排放到我们的生存环境中,固态垃圾在地球生物圈中发生腐烂、分解、转化并释放有害气体与组分,再进一步迁移和扩散到生活环境的各个角落,从而导致疾病的发生与蔓延,危及人的生存。
根据世界卫生组织估计:约10亿以上的人缺乏安全饮用水。
工业污水,特别是含镉、钴、铅等有害离子和有害有机物污水的直接排放,会导致海洋、江河、湖泊及其流域水系(包括饮用水)与土质污染。
医学专家的最新研究结果表明:人类呼吸道、消化道疾病、癌症及难以治愈的各种疾病均与空气污染和食用被农药与化肥污染了的动植物有直接关系。由微量元素含量超标造成的地方病也与垃圾污染有一定联系。
垃圾大战
面对城市生活垃圾产生的态势,全球各国都在努力探索垃圾处理技术,目前主要采取焚烧、填埋、堆肥3种较为常见的处理技术。然而,这3种处理方式又各有利弊。
填埋技术
填埋是最原始、最常见的城市垃圾处理技术,一般采用露天堆放、自然填沟和填坑等方式。将垃圾倾倒在某一规划选定地域,然后分单位作业,层层压实,用土等材料加以覆盖,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。填埋最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加,适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾处理费用。
人们最初采用这种处理垃圾的方法,使垃圾从表面上消失,但并未意识到填埋的垃圾不但侵占了宝贵的土地资源(据统计,全国每年用于填埋垃圾的土地约75万亩),浪费了垃圾中宝贵的可回收资源,而且对环境也造成了危害。填埋的垃圾在腐烂、分解过程中释放有害组分和气体,通过渗透、扩散与迁移作用污染人们赖以生存的水源、土壤及其中的动植物。直到今天垃圾的大量出现,人们才意识到填埋的危害性。
沈阳市曾经对10处填埋场进行钻探取样,分析垃圾断层样品和地下水质,分析结果发现:地下水质恶化,污染严重,水混浊发臭,水中均检出厌氧大肠杆菌;垃圾断层样品均检出有毒有害物质。上海市每天有上万吨垃圾运往郊区海边堆放,一座座几十米高的垃圾山拔地而起,造成周围环境的严重污染。
达到国家部颁标准的卫生填埋场要求填埋场底层要有防渗工程;要有渗滤液导排及收集、处理系统;要有密度足够大的填埋气体收集系统及再利用措施;要有特殊的重型设备对作业场地进行分层碾实;要有对地下水、土壤气体等环境的监测设施。
美国中西部工、商业中心――堪萨斯城,由于地处美国农牧区的中心地带,大量牲畜、小麦和其他农产品在此集散和加工,有巨大的谷物仓库和地下天然冷藏仓库。人口不多,城市周围是广阔的乡村,在远离城市的一块丘陵山地的低洼处选建填埋场,为了防止二次污染,他们采取的措施包括:在底部和周围铺有防渗层;分层铺放,即堆放一层垃圾即盖土压实,有些垃圾堆放层还安装导气和导水管道,对产生的沼气进行利用。
日本东京都江东区有一片花草繁茂的土地,人们称之为“梦岛”,整个梦岛全部都是用垃圾填海造成的。
天津市在水上公园南侧采用垃圾堆山,营造人工环境,变害为利,工程占地近80万平方米,以垃圾与工程废土按1:1配合后作为堆山土源,对于渗滤液和发酵产生的沼气和山坡的稳定性等都采取了必要的措施。
堆肥技术
堆肥技术是将生活垃圾堆积成堆,保温至70℃储存、发酵,借助垃圾中微生物分解的能力,将有机物分解成无机物,使有机垃圾稳定化的过程。经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质,既解决垃圾的出路,又可达到再资源化的目的。但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模也不宜太大。自20世纪80年代起,我国应用“二次发酵工艺”使堆肥生产趋向于工厂化。堆肥产品可作肥料或土壤改良剂。
堆肥包括好氧发酵及厌氧发酵,好氧发酵工艺周期短、无害化效果好;厌氧发酵周期长、发酵气对环境影响不利。这种垃圾处理技术应以垃圾分类为前提。因为从垃圾处理和利用角度看,未经分拣的垃圾成分相当复杂,仅仅靠机械筛分的办法,许多有害物质就会随着堆肥产品进入土壤,造成二次污染。
焚烧技术
垃圾焚烧指在远离居民居住区对可燃性垃圾进行焚烧,以消除其对居民产生直接危害的处理方法。垃圾中的可燃成份在高温(800℃~1000℃)下经过燃烧而充分氧化,最终成为无害、稳定的灰渣,这种方法一般可使垃圾减量90%,并可回收热能用于取暖和发电。
由于垃圾的组成成分比较复杂,在开放系统中焚烧垃圾极易造成更加严重的环境二次污染。垃圾在燃烧的过程中,不仅释放二氧化碳、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、氟化氢等有害气体和粉尘,同时在含氯塑料存在的条件下还会生成成分更加复杂、污染程度及毒性更强的多氯二苯并二恶英、多氯二苯并呋喃、烃类及芳香烃类等有机污染物质。二恶英是毒性最大的化合物之一,它具有强致癌性、生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性,其毒性相当于氰化钾的1000倍、砒霜的900倍,国际癌症研究中心已将其列为一级致癌物。除了剧毒之外,二恶英之所以可怕是因为它溶于脂肪,难以降解,半衰期时间长,属于持久性污染物,一旦进入人体,7~10年都很难排出,而一旦累积到一定程度,就会致人死地。加上如果垃圾分类不完善,垃圾中含水量极高,且无辅助措施,焚烧过程中炉膛内的烟气很难始终维持在不产生二恶英所要求的850℃~900℃。所以,如何控制焚烧垃圾时产生的二恶英成为世界性难题。这些有害物质在焚烧地随着大气、水的循环,污染人类生存空间和与人类息息相关的水、空气、土壤、动植物等,从而危及人类。
但是随着城市垃圾逐渐向我们逼近,填埋和堆肥都无法高效处理大量垃圾的情况下,垃圾焚烧开始受到了人们的青睐。焚烧是发达国家普遍采用的一种垃
圾处理方法,目前看来是一种建立在政府向居民高额收费、政府大量补贴、垃圾源头严格分类、垃圾热值较高情况下的一种较为理想的处理方式。瑞典、日本等国已将垃圾焚烧制能作为开发新能源的一种途径。从整体上看,我国采用焚烧技术尚处于起步阶段。焚烧的设备、工艺和技术比较复杂,一次性投资巨大,而且如果解决不好排烟净化问题,很容易使得垃圾这种固体污染转化成气体污染。
目前,比较先进的技术已经达到将焚烧垃圾产生的热量用于发电和供暖。美国西屋公司和奥康诺公司联合研制的垃圾转化能源系统已获成功。该系统的焚烧炉在燃烧垃圾时可将湿度达7%的垃圾变成干燥的固体进行焚烧,焚烧效率达95%以上,同时,焚烧炉表面的高温能将热能转化为蒸汽,可用于暖气、空调设备及蒸汽涡轮发电等方面。
美国矿务局将厨房垃圾在密闭高压釜内加热到380℃,经过20分钟蒸馏,每吨垃圾可得32千克低硫燃料油。
我国某些城市引进日本垃圾焚烧装置对医院等单位的特殊垃圾进行无害化处理,焚烧过程中产生的残灰约占焚烧前生物垃圾重量的5%,一般为优质磷肥。
垃圾处理路漫漫
纵观国内外对垃圾的处理方法,我们发现无论哪种处理垃圾的方法,都不能有效地处理和利用垃圾资源。难道我们就这样任凭垃圾围城了吗?其实,在垃圾处理问题上,垃圾分类是关键的一步。一些国家提出过垃圾分类处理法,在源头将垃圾分类投放,在实现垃圾的分类收集基础上通过综合处理,实现垃圾减量化、无害化、资源化的思路,并已建立起相当完备的垃圾分类收集和处理体系。垃圾混合收集会增大垃圾资源化、无害化的难度。首先,垃圾混合收集容易混入危险废物如废电池、日光灯管和废油等,不利于我国对危险废物的特别环境管理,并增大了垃圾无害化处理的难度。其次,我国人均资源和能源并不十分丰富,垃圾混合收集造成极大的资源浪费和能源浪费。垃圾混合收集不利于垃圾中可利用物质的回收和循环利用,降低了可用于堆肥和焚烧的有机物资源化和能源化价值。混合收集后再利用(分选)又浪费人、财、物力。
Abstract: In recent years, city garbage continued to increase, the problem of environmental pollution is particularly prominent, study on waste treatment method of growing concern, the widely used method of garbage landfill, incineration, composting, but each has its advantages and disadvantages, according to treatment shall comply with the principle of harmless, reduction and resource waste incineration, economic and effective disposal of garbage, is a general trend of our country at present city garbage disposal.
Key words: city garbage; problems; measures
中图分类号:R124.3 文献标识码:A文章编号:
一、引言
目前在我国无论是经济发展速度还是城市化速度或是居民的生活水平都在不断提高,与此同时城市垃圾量也在不断的增加。我国现有城市600多座,城市垃圾量增长速率基本保持在7%左右,而垃圾的处理量却不到总量的1/3,能达到能源再利用以及无害化处理的比例更低,在城市周边寻找其他适宜的垃圾填埋的场地也越加困难,因此,我国城市垃圾处理问题已相当严重。以下将由城市垃圾处理思路与方法进行分析。
二、城市垃圾概述
城市垃圾是人们在生活以及工业生产中产生的固体废渣,种类繁多,包括有机物与无机物是固体废物的混合体,主要有家庭生活废物和来自商店、市场以及办公室等具有相似特性的废物,例如厨房垃圾、树叶以及废纸等;市政维护管理中丢弃的固体废物;工业垃圾;建筑垃圾。城市垃圾应进行分类,收集,清运和处理。城市垃圾的成分虽然很复杂,但大致可分为有机物、无机物和可回收废品等。
城市垃圾不仅会污染环境,破坏农田,侵占土地,而且还可能产生垃圾的爆炸现象,由此可见,城市垃圾对环境会产生比较大的潜在的和即时的危害性。
三、城市垃圾问题的处理现状
目前我国人民的经济、文化以及生活水平正在不断的提高,城市垃圾的产量也与之成正相关,那么由此而引发的环境污染问题变得日益严重自然就不足为奇了,作为已成为影响城市建设、人民生活和可持续发展的主要因素的城市垃圾处理,其处理真正达到无害化和循环利用的比率较低。大多数的城市垃圾只采用简易填埋甚至露天堆放的处置方式,其后果是对环境造成了巨大的危害。目前我国的城市垃圾处理体制还不是很完善,而且在城市垃圾处理问题上很容易局限在对处理方式自身进行讨论和分析上,以下就城市垃圾处理的问题谈一下现在国内现有以及新兴的垃圾处理方法。
四、城市垃圾处理的思路
目前我国城市垃圾处理的一般思路为:以垃圾填埋和焚烧为主,堆肥为辅,综合利用为补,改革合理体制,健全相关法规,提高环境意识,加大投入力度,优选处理方式,形成良性循环格局,以实现垃圾处理无害化、减量化、资源化的总体目标。
五、现有的城市垃圾处理措施
1.填埋法
填埋法是一种为我们大众所熟知的方法,它主要是将垃圾填埋入地下的污染处理方法,填埋时首先选用废弃的粘土坑、采石场、矿坑等,主要是我们要考虑对生态环境的影响,将垃圾填埋在这些废坑之中,有利于恢复地貌,维持生态环境。填埋技术经过多年的不断发展已经从无控制的填埋,发展到了以保证避免二次污染、回填场地安全以及节省投资等为目的的卫生填埋,目前由卫生填埋衍生而出的新方法主要有沥滤循环填埋以及压缩垃圾填埋等。
周启星曾在接受采访时提到卫生填埋这种方法以后还会持续存在并且会又重大的发展,其原因在运用填埋法可以降低建厂的费用以及运行的费用,并且运用卫生填埋也是对垃圾的最终也是唯一的处置方法,由于垃圾填埋需要占用土地资源,那么对那些土地资源比较丰富的国家和地区,垃圾填埋方式的优点也就得以彰显。
占地面积大是填埋法的主要缺点,对一些土地资源比较少的国家而言占地面积大这一缺点是有尤为致命,特别是现在各国对自身以及世界的环境保护工作越来越重视,对垃圾填埋所产生的渗沥水以及沼气对土壤以及水体等生态环境可能造成污染的防范意识的提高,垃圾填埋占地面积大的弊病也就逐渐曝露了出来。填埋场场址难选的问题,也影响了建场投资、运行费用。另外,众所周知垃圾在填埋过程之中会进行发酵,而在其进行发酵这一化学反应过程中甲烷气体的产生是在所难免的,对于作为火灾及爆炸隐患以及产生温室效应的帮凶的甲烷,应该尽量减少其产生的来源。其实,每一个填埋场都有其处理能力的极限即垃圾填埋场都有其相应的服务期,在服务期满后我们不得不再投资重建一个新的填埋场,如此循环将会有更多的土地资源将会被占用,因此一些国家也不得不做出一些相应的举措例如禁止原始垃圾直接在填埋场处理等。
2.堆肥法
是指用于处理有机垃圾的一种方法。其原理是利用微生物对垃圾中的有机物进行代谢分解,在高温下进行无害化处理,并能产生有机肥料。堆肥法不仅具有悠久历史而且也是不失为一种经济有效的方法。为什么堆肥法有利于资源的回收再利用呢?其主要原因在于在实现对垃圾无害化的同时,也生产出含有叫高含量腐殖质的有机堆肥。
堆肥处理是一个利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。垃圾经自然通风式和发酵式堆肥,氧气、有机物和细菌三者之间相互作用,形成复合肥。为使堆肥过程达到一个稳定的状态,我们需要提供一个适合微生物活跃生长的环境,以加速细菌分解过程。
以废物中的养分、温度、湿度、pH等为主要控制因素的堆肥技术在国外起步较早,目前在有些国家的应用已经达到了工业化的水平。根据堆肥原理,堆肥法由厌氧分解与好氧分解两种方法组成。由生物工程我们了解到厌氧微生物分解生长较为缓慢慢,故在严格缺氧条件下进行的为厌氧分解的方法并不多用。因为在好氧分解过程中高温伴随着微生物的分解生长而产生,在这样的高温下就相当于高温消毒,我国目前主要采用的方法为好氧分解法。对于易腐有机质含量较高的垃圾我们可以采用堆肥处理,因为堆肥技术的工艺较为简单,同时我们也可以回收利用垃圾中的一些资源,而且与其他的处理方法相比处理相同质量垃圾的投资比大大降低。
堆肥处理法的缺点是不能处理不可腐烂的有机物和无机物,对于垃圾中一些废弃物不能为微生物分解,比如塑料、金属、石块、玻璃等。由于我国尚未实施城市垃圾的分类收集,这些废弃物须分捡出来,另行处理;此外,堆肥处理设备技术水平还比较低,特别是机械化操作方面存在的技术问题还不成熟,从而影响堆肥效率以及堆肥的周期,而且虽然与填埋法相比占地面积有所减少但是还是比较大的。堆肥卫生条件也相对较差,这也决定了保证有机肥产品达到国家的标准的困难大小,经堆肥处理后所产生的肥料成本高、肥效低,堆肥产品受市场制约较大,其产品的经济服务半径与化肥相比较小,所以其销售也比化肥销售相对难一些。为了有效的防止重金属的渗入,堆肥技术必须先将新鲜的垃圾进行分类,然后再对其易腐有机组分进行发酵。
3.焚烧法
焚烧法已成为工业发达国家广泛采用的并且卓有成效的主要方法之一。将垃圾用焚烧法处理之后,在减量化以及节省用地的同时还可消灭各种病原体,将有毒有害物质转化为无害物。现代的垃圾焚烧炉皆配备有良好的烟尘净化装置,可减轻对大气的污染。在我国一些大的城市和经济繁荣的地区,垃圾的组成成分也受到了不断发展的经济和不断提高的人民生活水平的影响,发生了很大的变化,其中含有很高热值的垃圾有了很大的增长,有的垃圾的热值甚至超过了维持焚烧炉正常的燃烧所需要的能量的数值;垃圾填埋场由于土地资源日益紧张也越来越难以寻找其合适的场所,如果我们仍然沿用填埋法处理垃圾,将会大幅度的提高建场以及运行的费用,因此如果在这些地区运用焚烧法也就比运用填埋法有了更加现实的意义。
建厂投资高、设备比较复杂、操作运行费用较高是此法最为关键的问题;而且对垃圾进行焚烧处理,为了保证垃圾能够正常的燃烧,垃圾的热值必须大于3.35MJ/kg。而且像一些含有可利用资源的垃圾,经过焚烧处理这些可利用资源很可能会一并消失,虽然我们回收了焚烧过程中产生的热能,但这也只是对废物的一次性再生,却而违背了对资源多次回收利用这一要求。此外,焚烧产生的大量烟气所带走的一些热量也是一种相当大的浪费,不仅这些我们还要对产生的烟气进行净化处理,而净化技术对于目前的科技发展仍然有些难度的,尤其是其运行成本较高。除了净化技术,还有焚烧设备的一次性投资成本也相对很大,它的运行投资成本也相对较高。
4. TBS生活垃圾处理技术
继前三种城市垃圾处理方法之后我国又研发出了更加科学的第四种垃圾处理方式即TBS化学催化水解法的处理技术。TBS生活垃圾处理技术不仅资源化程度高而且二次污染小,同时还能生产出和堆肥法相类似的有机肥,这种有机化肥大自然的生态循环有很大帮助。与前三种方法相比,TBS生活垃圾处理技术具有生产成本低以及产出大的特点,是目前我国处理城市垃圾获得综合效益最好的方法,可以说TBS生活垃圾处理技术的出现,对我国城市垃圾处理来说是一个新的方向和机遇。
TBS生活垃圾技术可以用IT垃圾生产出约300kg的TBS有机肥。这是堆肥等技术不能达到的,TBS技术不仅弥补了好氧堆肥法在发酵降解过程中损失大量“碳”元素这一缺点而且还使得一些有机质参与生化反应而被利用。因此,TBS要比其他堆肥技术的产出率高很多,如果以有机质含量来衡量的话,用等量的垃圾TBS的产物是其它技术的一倍之多。
六、总结
其实无论怎样,目前我们都暂时不能做到完美的处理城市垃圾,但是我们可以运用一些综合治理的方法弥补其中的不足,使其不断的完善,如完善相关法规、加大前期的准备力度、积极学习采纳国外的先进方法、加大设备的投资以及做好长期的城市规划等。总之,只有采用多方面相结合的方法,不断的开拓创新,坚持无害化、减量化以及资源化的原则不改变就够取得很好的环境效益和经济效益。
参考文献:
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对于我国现在的环境治理来说,很多工作都开始拨开污染的表象转到污染治理的实际中,从根源上解决污染问题,这就需要通过绿色化学的应用,根据污染情况研发出适合污染问题的解决方案。
一、环境污染治理
随着科学技术的不断发展,对绿色化学的研发水平也逐渐走向成熟,对于绿色化学在环境治理方面的应用也开始越来越明朗。绿色化学在环境中的应用就是要在污染的源头把问题解决,保证把环境污染降到最低,而这种方式的利用对于社会的发展来说也是节约成本、降低能源的表现,这也符合我国走集约化经济和可持续发展道路的实际要求。绿色化学的应用主要是把我国解决环境问题的方式从原来的“先污染后治理”的粗放形式转到现在从污染的源头解决问题。虽然,绿色化学对于环境污染的治理有很好的效果,但是,绿色化学与环境治理并不能等同而语,环境污染是要对已经被污染的环境进行整治,让其恢复到原来的环境要求下,而绿色化学则是在源头上解决环境污染问题,杜绝任何污染情况的发生,一种是对环境的治理,另一种是对污染的预防工作。
二、绿色化学技术的应用
1.在大气污染控制中的应用
北方的很多城市在秋冬季节往往会出现雾霾。出现雾霾的主要原因除了汽车尾气对空气的污染之外,还有一个缘由就是煤炭的不完全燃烧。煤炭在燃烧的过程中产生二氧化硫排放在大气中,就会给空气造成非常大的污染,而现在治理煤炭的脱硫方式往往就是在煤炭燃烧之前还有燃烧的过程中进行脱硫的处理。绿色化学主要是在煤炭的脱硫技术方面做出指导,然后指引今后的脱硫技术走向正规的发展方向。
绿色化学在煤炭脱硫方面的应用主要是利用一种生物浸泡的方式,把煤炭在燃烧之前进行脱硫处理,这样在进行燃烧的过程中就会减少二氧化硫的排放,而且通过培养一种微生物菌种,然后利用菌种对煤炭进行脱硫的处理,也会比其他方式有更加明显的效果。
2.在水污染控制中的应用
我国一些重工业发展的城市都有一个共同的污染问题――水资源的污染,这种污染主要是由于工业排放的废水没有经过处理或者是处理不当就排放出来,从而造成非常严重的水污染问题。绿色化学在水污染方面的治理就是在排放水的终端进行处理,在污水排放之前会进行一个冷却水的处理,在污染水经过终端的过程中,会把污染物进行转化,然后进行再次利用,对于排放出来的水资源已经可以达到零污染的程度。在一些先进的国家中,排放出来的废水可以经过处理之后直接达到饮用水的标准,我国在这个方面还有待提升,在进行污水排放的过程中,还需要多经过几道工序,保证水在过每一个工序的时候,都能够达到清洁的效果。
3.在固体废弃物处理中的应用
(1)城市对于垃圾的处理主要有两种方式,一种是进行填埋,还有一种是进行焚烧,这两种方式都各有利弊。首先,对垃圾进行填埋,这种方式虽然暂时不会对环境造成污染,并且还不会占用过大的场地,也没有多大的危害性,但是,垃圾长时间不被清理,在地下就会形成垃圾黑液,这种黑液的清理是现在仍然没有解决的重大问题。垃圾焚烧过程中由于物质不同,所以会产生很多的污染气体和有毒气体,这些气体在大气中长期存在对人的身体有巨大的伤害,所以,也是不容乐观的清理垃圾的方式。绿色化学在城市垃圾处理的问题中研发了热分选煤气化技术还有固体废弃物电离气化技术,这两种技术的交替利用不仅能够解决城市垃圾占地的问题,还能防止在解决垃圾的过程中产生空气污染的问题,从而减少在垃圾处理上进行的投资,降低成本。
(2)在快节奏的时代中,很多一次性的餐具应运而生,并且大受欢迎,但是,很多一次性的器具在使用之后没有经过合理的处理就会造成非常大的危害,这种白色污染如果用焚烧的方式就会对大气造成特别大的污染,用填埋的方式几百年都不会被分解,这时候进行绿色化学的处理就会显得格外重要,也是绿色化学在环境保护上的一个重大追求目标。
总之,绿色化学在环境保护以及环境污染的治理方面有非常大的帮助,不仅能够保证环境走可持续发展的道路,还能够为社会节约大量资金,然后从源头杜绝环境的污染问题,从根本上让社会走绿色的可持续发展道路,保证我国走绿色的能源化的道路。绿色化学的应用是一种可以从源头上改善环境质量的方式,可以满足我国实际的经济和环境的发展需求,保证我国在环境发展上走可持续发展道路。
中图分类号:X705 文献标识码:A
一、引言
随着国民经济的不断发展,人民的生活更加丰富,更加快捷,但与此同时城市生活垃圾量也在大幅度增加,城市垃圾已成为一个污染环境,困扰人类发展的社会问题。目前我国应对垃圾的方法主要是填埋,其次是焚烧和堆肥,但各有利弊,均不能很好地从根本上解决垃圾带来的困扰,相比之下,城市垃圾的资源化利用是较好的出路。
二、我国城市生活垃圾的成分特点
城市生活垃圾是由多种物质混合而成的复杂体,由灰土、砖瓦、厨余等废弃物和纸类、玻璃、金属等可回收物组成,其构成主要受气候条件、城市发展规模、居民生活习惯、居民生活水平等方面的影响。因此,全国各城市、甚至同一城市的不同地区产生的城市生活垃圾的组成都不尽相同。按照通常的分类,我们将城市生活垃圾分为灰土、砖瓦、纸类、织物、玻璃、金属、木竹、食品等。据统计灰土、砖瓦类垃圾明显减少,纸类、塑料等可回收废物的比重显著提高。
三、我国城市垃圾处理现状及存在的问题
(一)填埋。
填埋通常是在填埋场每铺设40-75cm厚废物,即采取压实处理,压实后在覆以15-30cm土层,如此下去,当达到最终设计标高后,在填埋层上覆盖90-120cm厚的土壤,压实后封场。填埋是从垃圾露天堆放和垃圾填坑发展而来,可分为填坑、填海和造山等处理方法,填埋它采用了先进的填埋工程技术,是垃圾处理的一大进步。填埋以其处理量大、方便、处理费用低等特点,在世界范围内被广泛地采用,是大量消纳城市生活垃圾的最有效也是最终的处理方法。
(二)堆肥。
堆肥是依靠自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,并在人工控制的条件下将可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的化学技术。堆肥处理占土地较少,工艺简单,投资少,运行费用低,但同时也存在很多不足,堆肥不能处理不可腐烂的有机物和无机物,进行对肥前应将垃圾中的石块、金属、玻璃等不可分解的废物和有毒废物分离出来,否则垃圾的减量化、减容化无法实现,堆肥产品也无法真正实现垃圾的无害化和资源化。
(三)焚烧。
焚烧是将垃圾直接或混入少量燃料后送入垃圾焚烧炉中燃烧,放出热量,转化成可以利用的热能和量少而性质稳定的固体残渣。经过焚烧,垃圾中的病毒,细菌等被消灭,有机质废气被高温分解,垃圾的体积也可减少89%-90%,能达到处理量大,减容性好,无害化彻底,处理速度快等特点。但我国的垃圾未分类,低位热值低,加上我国焚烧处理工艺还存在诸如热量损失大,烟气净化技术难度大,运行成本高,一次性投资大等特点而未大量采取焚烧的方法。
四、垃圾资源化前提—垃圾分类
要想垃圾实现真正的资源化,首要条件就是将垃圾进行分类,相比之下垃圾源头分类更为方便,所以我们应该在管理好源头环节时也充分考虑到后续收运处理等环节的问题,将生活垃圾从产生到消纳的所有环节作为一个整体加以考虑,建立一个可行性的垃圾管理、处理体系,实现垃圾的最优化管理,这样才能真正做到垃圾的资源化。纵观国内外,要实现垃圾的资源化,必须将垃圾做分类处理,并建立循环经济管理模式,首先我们得思考如何实现垃圾的分类收集,可资源化的垃圾又该如何资源化的问题。
(一)垃圾分类收集的可行性分析。
垃圾分类收集是人们一直提倡的垃圾处理方法,但至今我国除了几个示范城市外均未实行垃圾的分类收集,分类收集到底能否在我国的国情下实现,从以下几个方面来看,我觉得可以实现。
1、垃圾中可回收比例逐渐增加。
众所周知,垃圾的成份复杂,且受多方面因素的影响,随着我国国民经济的发展,垃圾中可资源化的比例增加。据调查统计,早先我国有机成分占总量的60%,到2000年下降到43%,无机物早先占总量的40%,现也呈下降趋势,而垃圾中可回收物所占的比例由1995年的11.79%上升到2000年的26.62%,这种趋势显示出垃圾回收是可行的。
2、 国家政策、法律、资金的支持。
党的十七大报告强调要建设生态文明,国家也制定了一些法律法规,如2000年颁布了《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》;2004年颁布了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等,由此可见,环境保护作为基本国策进入了国家经济和社会生活的主干线。
3、垃圾资源化技术日渐成熟。
现在世界一体化、经济全球化正在不断加强,越来越多外来厂家投入垃圾的“淘金”行业中,我们可积极引进和吸收先进的技术,为我所用。
4、有先进的经验可循。
国内试点城市及国外垃圾分类的技术和经验教训,我们均可借鉴学习,为我所用。还可采用多种宣传手段,加强公民的环保意识。
(二)促进垃圾分类收集的措施。
1、将垃圾简明分类。
分析各地垃圾的特点,将垃圾中的代表物品列出,分类要简单明了,易实行,并将其印制成册,免费发放至每家每户。
2、做好宣传教育工作。
在各企事业单位,小区生活委员会宣传垃圾分类的重要性、混合收集带来的危害和分类收集的重要性。宣传时应以学校,企事业单位开始,落到实处,以点带面进行推广。
3、制定奖罚制度。
制定城市生活垃圾分类收集的法律法规,对居民的行为进行规范,对按要求分类的居民以免收垃圾处理费作为奖励,而对不按要求分类的居民进行罚款,对屡次不分者进行公示,发挥群众的监督作用。
4、建立垃圾分类配套设施。
在公共场合摆放不同颜色的垃圾桶,在垃圾桶上印上代表物品的图案,如纸类可印包装图案,金属则可印易拉罐,电池等图案,便于人们辨识和回收。
5、进行体制改革。
目前垃圾管理与处理均由政府包揽,政府部门既是管理者、处理者、又是监管者,这不利于政策的实行 ,应将这几项职责分由不同的部门执行,有利于相互监督。
五、城市垃圾资源化的主要手段
开发垃圾资源化技术也是垃圾资源化必不可少的环节,否则,即使垃圾分类工作做的再完美,没有垃圾资源化技术,垃圾也无法真正实现资源化。资源化的主要手段可以大致分为两大类:(1)通过机械或物理的方法对垃圾进行处理,实现再利用;(2)通过生物、化学的方法对垃圾进行转换利用。
(一)废旧橡胶、塑料制品的资源化处理。
在垃圾中有大量的橡胶制品,这些橡胶制品无论是天然的还是合成的,都可以经过再生处理,获得再生胶,使其恢复塑性和粘性。这些再生胶与树脂清配合可作建材或工业包装材料,与生胶混合、硫化后可重新应用于橡胶工业,高温裂解后可制成橡胶油等等。
(二)废旧电池的资源化处理。
废旧电池对环境的危害众所周知,但只要好好处理他就可将危害大大减小甚至是消除。
六、资源化与循环经济
资源化与循环经济是两个相辅相成的概念,只有做到了资源化,才能实现经济的循环,才能实现可持续发展,而循环经济又有助于资源化的开展。目前我们应在循环经济型综合管理模式下做到在基本完成卫生填埋无害化基础上,以减少废物的产生,实现废物资源循环使用,物资再生利用为原则,以垃圾分类收集为手段,以政策、服务收费等为导向,减少垃圾产生量,发展垃圾资源化,逐步实现可循环、可再生利用、可持续发展的垃圾处理格局。
七、展望
要坚持可持续发展战略,尽可能避免垃圾的产生,实现垃圾的源头减量。首先最优方案是避免垃圾的产生,如果无法避免,则尽量做到产生量最小,其次是按实际情况最大可能地进行回收利用,然后处理的目标应当是能源回收和减少最终处置量。中国应在垃圾管理经验中充分认识到,垃圾末端处理的对策是被动的,只有对垃圾采取源头减量和有效的资源化利用,才是解决垃圾问题的关键所在。
(作者:华中科技大学文华学院城建学部09级环境工程专业学生)
参考文献:
[1]郑连勇.城市生活垃圾处理无害化、资源化、减量化目标.2001.4.134.
[2]李多松.浅议城市垃圾分类收集及综合处理.2010.1.
综合十七大和十的成果,生态文明是指为了保护和建设美好的生态环境,人类在物质、精神和制度方面取得的成果总和。在尊重自然的前提下,生态文明建设通过可持续生产和可持续消费,引导人类走可持续发展的道路,实现人和自然的和谐统一。生态文明的重点是尊重和保护生态环境,强调在认识自然、改造自然的同时,人类必须尊重自然规律,自觉、自律地树立生态观念,约束自己的开发行为。
2.农村生活垃圾现状和存在问题
农村生活垃圾是指村民在日常生活服务过程中产生的固体废物,在农村垃圾中所占的比重居于首位,对农村生态环境造成严重的影响。自2012年以来,邢台市借鉴多地经验,结合当地实际,开展农村环境整治,使得农村的人居环境有了很大的改善,但在农村生活垃圾处理方面仍存在较多的问题。
2.1生活垃圾产生量庞大
据有关资料显示,在我国农村地区,生活垃圾日均产生量为0.86kg/人,其中随意堆放量为0.32kg/人[1,2]。按照邢台市农村人口654万人计算,一年内产生生活垃圾200多万t,其中约80万t垃圾属于随意堆放。生活垃圾的产生量、堆放方式成为影响农村人居环境的直接因素,可见,如果没有合适规范的堆放场所,农村生活垃圾的产生量越大,其随意堆放量所占的比例越大,对农村生态环境造成的影响越严重。
2.2农村生活垃圾分类和回收利用系统不完善
目前农村生活垃圾的分类回收尚处于分类收集的初级阶段,村民只是把能变卖的废弃物收集起来。据调查,邢台市农村有65.3%的村民能把生活垃圾堆放到固定垃圾池,17.1%的村民选择随意丢弃,而进行分类集中后处理的只占到17.6%。可见,农村生活垃圾分类、回收系统不完善,生活垃圾综合利用率较低,导致资源浪费。
2.3农村生活垃圾处理能力不足
农村生活垃圾的年增长率日趋升高,但生活垃圾的处理能力却不及增长速度,目前城市生活垃圾的主要处理方法为焚烧、高温堆肥和卫生填埋,农村生活垃圾还没有达到城市规范处理生活垃圾的能力。邢台市处理农村垃圾的主要形式是填埋和焚烧,垃圾的贮存场或填埋场大部分选用村庄废弃的坑塘或洼地,不符合垃圾填埋场科学设计要求和技术标准,属于简单填埋。垃圾焚烧也只是采取简单的方式,易造成二次污染。
2.4农村生活垃圾的成分日趋复杂,造成新的污染
随着居民生活水平的提高和消费方式的改变,农村的生活垃圾的成分日趋多样化,其特性也发生了较大的变化。据调查,同以前的以厨余垃圾为主相比,邢台市农村生活垃圾的成分中具有毒害性的垃圾比例在增大,比如金属、电子废物、塑料等废弃物的产生量约占生活垃圾产生量的30%。
3.农村生活垃圾问题的根源分析
生态文明的指导思想是可持续发展,是生活垃圾处理设施处于良性循环状态,对生活垃圾的处理能力大大超过产生量,此文明状态下,村民人人树立节能环保意识和绿色消费观念,显然目前农村生活垃圾的现状不能满足生态文明建设的需要,其根源主要是:
3.1农村居住方式分散,垃圾集中处理的成本高
农村地区的人口居住较分散,尤其是在偏远的山区,这种分散居住的方式决定生活垃圾设施购置和系统运行的成本高。垃圾桶、中转站、运输车辆等环卫设施的人员配置数量大,垃圾收集、运输路程远,交通成本高,环卫人员数量多,劳动力成本也高。多方面的因素限制了农村生活垃圾的集中处理。
3.2村镇经济承受能力弱,垃圾处理缺乏资金投入
生活垃圾处理设施的建设与正常运行取决于经济承受能力的高低。虽然农村经济水平有了极大的提高,但大部分农村没有专门治理生活垃圾的资金和上级政府的财政扶持。近3年来,邢台市加大投入农村环境综合整治资金,但无法全面、彻底解决农村生活垃圾污染问题。农村生活垃圾集中处理的成本要远远高于城市,随着生活垃圾产生量持续增长,治理负担加重。
3.3缺少成熟有效的生活垃圾处理技术
目前,成熟且常用的生活垃圾处理技术主要用于城市生活垃圾的处理,且利弊各异。卫生填埋法虽部分地解决了简单填埋法造成的二次污染,但存在投资大、占地多的缺点。高温堆肥法需要有完整的处理设施,规模大,建设和运行的成本也高。焚烧技术要求垃圾的平均低位热值不小于5000KJ/kg,因投资建造的费用很大,目前只在极少数城市规范采用。因此,在现有经济技术条件下,没有有效、适用的生活垃圾处理技术供农村地区选择。
3.4环境教育缺失,村民环保和消费知识欠缺
近年来,虽然农民的素质有了较大的提升,但环境教育的相对缺失和受传统习惯的影响,农民在环境保护和绿色消费方面的意识仍相对淡薄,同时思想观念的更新也难以追赶生活质量水平的提升程度,农村居民为了方便,追求眼前利益和自身利益,有许多做法造成了环境污染和破坏。同时,村民并不理解消费领域的“意义”消费,在认识上带有很大的主观性和多变性,很大程度上导致了一次性生活用品的增加,造成资源的极大浪费。
4.生态文明背景下农村生活垃圾处理的途径探讨
农村生活垃圾造成的困局有其产生的根源,生活垃圾的现状不符合农村生态文明建设的要求,要彻底解决这些问题,就需要从管理、技术、经济手段等方面多层次寻找出一条科学发展的道路。
4.1完善法规和技术标准,保障生态文明建设
因地制宜,制定技术标准,完善相关的法规体系,建立健全农村生活垃圾处理的长效机制,是农村生态文明建设的重要保障。首先,建立完善的农村生活垃圾管理法规体系,依据地方需要,丰富细化国家有关防治固体废物污染的实施细则,加强在农村的可操作性和实用性;其次,针对农村小型的垃圾贮存场和填埋场,完善相关的技术标准,满足农村生活垃圾处理处置的需要;最后,注重长远和实效,建立农村生活垃圾处理的长效机制。成立专业化环卫机构,强化生活垃圾的监督管理,对乡镇进行公开考核,采取多元化投资方式,多渠道筹集环保资金,保障农村生活垃圾处理设施的建设和运行。
4.2树立节能环保意识,倡导生态文明理念
乡镇领导干部和村民作为农村生活垃圾处理的主体,其生态文明理念和环保意识的强弱是农村生活垃圾处理管理体系成败的关键所在。生态文明目标是构建环境友好型社会,实现经济、社会和环境效益三者的和谐统一,而和谐统一的关键在于人类环境意识的主动性。这就需要坚持从农村的实际出发,有关环保机构和新闻媒体等单位下基层,运用多种形式开展环保知识和生态文明观念的宣传工作,与此同时,政府机构需要积极组织多种环保知识培训班,不断提升干部、群众的环境资源保护意识和能力,提高全民生态意识。
4.3推行农村生活垃圾分类,践行生态文明理念
生活垃圾的分类收集是垃圾资源化的关键,是农村生活垃圾资源化的重点,也是难点。建议根据当地条件,在农村配备能对生活垃圾进行分类收集的设施,并进行严格的监督和管理,对垃圾分类不到位的村民进行教育和引导。另外,乡镇的环保机构要进一步宣传绿色生态环保的理念,引导村民从自身的垃圾分类做起,积极投身农村环境的提升和生态文明的建设,可以通过农村的告示栏、橱窗、与村民面对面沟通等形式向村民传播有关垃圾分类的知识,推广有毒有害垃圾回收的活动信息,促使生态文明理念付诸日常生活实践。
4.4转变消费方式,适应生态文明的发展要求
中图分类号:X71 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2012.03.037
Envisagement of Operation Mode in the System of Reduction, Hazard-free and Resource of Rural Living Garbage Disposal
LI Yan, GAO Xian-biao, LIANG Hai-tian, ZHAO Lin-na, LI Yu-hua, QIAN Shan
(Tianjin Institute of Agricultural and Environmental Sciences,Tianjin 300192,China)
Abstract: The garbage status of suburb area was analysed. The main problems of garbage collection and processing was pointed out. The advantages and disadvantages for garbage sorting in suburb area were discussed. The operation mode of garbage sorting and collection and disposing was proposed.
Key words: rural living garbage;garbage sorting;operation mode
农村垃圾问题是多年来困扰农村发展的重要问题之一。日益突出的农村垃圾问题已引起社会各界高度重视和密切关注。
天津是全国发展程度较高的城市化地区,处于大都市郊区的天津农村是国内最发达的农村地域之一[1]。近年来,天津市农村环境总体已有所提升,但问题仍十分严峻,由于农村环境基础设施还比较薄弱,农村生活垃圾等收集处理设施还很欠缺,相应的管理体系还未建成,农民随意乱泼乱倒的恶习难改,农村卫生环境依然存在脏、乱、差现象。目前,天津乡镇总数为135个,乡村人口总数约407.8万人[2],按农村人均每天垃圾产生量为1 kg计算[3-4],每天将产生4 078 t的生活垃圾。2008年,农村地区的新城和中心镇的垃圾无害化处理率仅为55%,对于广大农村地区,生活垃圾仍以坑埋、堆放方式为主。在垃圾组成上由于近年来废旧电器和不可降解塑料制品的增多,已成为垃圾处理新的难点,导致农村面源污染急剧加速,不仅严重威胁着农村群众的身体健康,还制约了农村经济的进一步发展,影响了生态文明村的建设[5]。
研究者就农村生活垃圾的综合处理进行了广泛探讨,认为农村生活垃圾处理是一项综合系统工程,必须要建立一套适合农村生活垃圾综合处理模式,并保证该模式的可操作性及可持续性,才能为农村生活垃圾处理的实践提供理论依据。
1 农村生活垃圾的主要特征
农村生活垃圾与城市生活垃圾有所差别,垃圾特征反映了当地生活习惯、人文特征、经济条件等多种信息。笔者走访了天津市西青区、武清区等村庄,将农村生活垃圾的特征归纳为以下两点。
1.1 垃圾成分组成仍以可堆腐垃圾为主,塑料类垃圾次之
所谓可堆腐垃圾,即可以进行堆肥发酵的固体废弃物。田春英等[6]对农村地区的生活垃圾调查显示:农村地区居民生活垃圾灰土成分较高,为40%,厨余垃圾约占30%,纸类、塑料、玻璃、金属等占10%以上。由于近年农村居民生活水平的提高,农民在日常生活上发生了许多转变:(1)农村逐步以电取暖取代燃煤,因此灰土成分大幅度降低;(2)与城市居民一样,塑料制品充斥生活中的方方面面,塑料类垃圾含量占生活垃圾总量的10%以上;(3)由于在农村,水果蔬菜等食物价格低廉,农民随意丢弃。经分析,可堆腐垃圾、庭院灰土及不可分出物等垃圾总量达到75%以上。
1.2 水分含量较高
由于农民生活水平提高,相比于城市居民,农村居民的生活垃圾里餐厨余垃圾及自家生产丢弃的果蔬所占比重较大。还有些村民将粪尿排泄物混合到垃圾中,使得垃圾的水分含量增加,总体水分含量在60%~70%左右。
2 农村垃圾处理存在的主要问题
2.1 基础环卫设施建设投入不足,基础条件差
大多数农村没有建设垃圾容器、垃圾转运、处理设施,没有配备专门的垃圾运输车。即使在经济条件较好的村落,也显现出垃圾容器规格与承载垃圾量不符的情况,有些村落建设固定式水泥垃圾池,到了夏季,成了滋生蚊蝇的场所。农用三轮车是农村垃圾运输的主要工具,由于缺少必要的防漏措施,在运送途中难免会发生泄漏,造成污染的扩散。
2.2 生活垃圾随处堆放,公共意识差
由于受到思想、教育等诸多因素的限制,延续几千年的农村生活习惯很难改变,农民环保意识差,对“脏、乱、差”的生活环境习以为常,门前、屋后、沟边等都是垃圾堆放的场所,只要不是堆放在自家门前,村民们都会置之不理。
2.3 缺乏专业的环卫队伍
一般的乡村会按照人口规模配备一定数量的村民负责垃圾收集运输,由于工资较低、工作环境恶劣,这些人员均未经过专业培训,缺乏环卫操作、安全、健康等相关知识,存在较大的安全隐患。
2.4 资金投入严重不足
垃圾处理是一项长期的公益性投入。乡、村是垃圾处理的主体,理应由其承担相应的投入。但多数乡镇财力有限、村集体经济薄弱,垃圾处理资金筹措十分困难,从而导致运转很难持续。
2.5 处理方式过于简单,缺少专业性技术支持
目前,大部分农村垃圾处理基本采取集中坑埋、堆放和露天焚烧3种方式。而这3种方式未采取任何的污染防治技术措施,无法从根本上解决垃圾的去向问题。
2.6 管理机制仍不健全
在广大农村地区,乡镇中无明确专门负责的领导机构,导致职责不明确。对农村的人员管理、垃圾处理的相关管理体系仍不健全。
3 农村开展垃圾分类处理的可行性
国内外几十年的经验证明,不管是农村还是城市,垃圾要实现无害化、减量化和资源化,垃圾分类是最好的出路。
3.1 实现农村垃圾分类与处理的条件
研究者认为,在农村开展垃圾分类与处理工作,最需要解决的问题一个是管理问题,一个是资金问题,建立一个切实可行的农村垃圾处理模式就显得尤为重要。再者就是寻找一种切实可行的处理手段,农村垃圾分类处理费用要低成本、操作简单。具备以上条件才能实现垃圾处理的可持续性发展。
3.2 农村开展垃圾分类处理的优势
虽然在城市地区进行的垃圾分类试点工作尚存在一定的推广难度,但针对农村的调研发现,农村地区的特点使其具备开展家庭垃圾分类的条件和优势。
3.2.1 农村居民对生存环境的要求日益强烈 随着农村居民生活水平的提高,农村居民对居住环境的要求也日益提高。人们也向往城市居民干净、整洁的居住环境。笔者走访了天津西青、武清、宁河部分农村,村民们对长期以来恶劣的居住环境叫苦不迭。
3.2.2 农村居民聚居特点为开展垃圾分类提供一定的便利条件 城市高密度的高楼大厦,人与人之间缺少沟通交流,给垃圾分类收集带来很大的困难。而对于农村而言,村民们祖祖辈辈居住在此,彼此熟络,信息传播速度快,如采用一定的鼓励措施便会得到村民们的积极响应。
3.2.3 纯朴的民风为开展垃圾分类创造有利条件 虽然农村居民受教育水平普遍较低,但大都保持纯朴的民风,会积极响应、执行各种号召,容易进行集中管理。武攀峰等[7]研究表明,农民愿意支付垃圾处理处置费用,农民根深蒂固的思想观念正在悄然转变以适应社会的变迁。
4 农村生活垃圾分类收集模式设想
垃圾处理是一项系统工程,需要综合考虑以下几个方面:垃圾分类系统、收集系统、运输系统、处理系统、管理系统及运营系统。
4.1 垃圾分类系统
由于农村生活垃圾的组成特点,堆肥资源化处理是较适合于农村垃圾处理的一种技术手段。考虑在实施过程中的可操作性和可行性,对农村垃圾综合处理模式的设想可以概括为“两桶一网箱”和“两级分类法”。即在垃圾源头分类方法上,将生活垃圾分类为可堆腐物、可回收物及有毒有害物。需要特别指出的是,这里所说的可回收物包含的种类较多,农民日常生活中有积攒废品进行售卖的习惯,有些废物虽然不能卖钱,但也可以进行资源化利用。因此除了可堆腐物和有毒有害物,剩余的“垃圾”都可以作为资源进行再利用。另外还有一些特殊的建筑垃圾,作为单独的垃圾进行集中处理。经过第一级的源头分类后,将所有垃圾运送至第二级专门垃圾集中处理的生态处理站,对可堆腐物进行堆肥化处理,可回收物可根据需要进行二次集中分拣,即为“两级分类法”。
4.2 垃圾收集系统
由于村的规模、条件等各不相同,需要针对各自的情况确定垃圾收集容器、收集方法以及收集路线等相关信息。
收集方式:根据村落大小及生活习惯,可采用户收集或分散-集中收集的收集方式。
收集容器:户分类的垃圾桶,材质选择要结实、耐用,要有颜色区分,每个桶的容积在10~15 L左右。中转垃圾桶体积要足够大,按照辐射村民人口数量进行配置。崔兆杰等[8]根据垃圾负荷和日清理次数等参数计算提出农村生活垃圾收集点布设密度的计算模型,镇区农村生活垃圾收集点的布设密度以20个·km-2为宜。垃圾桶的体积可选用200 L容积的统一型号垃圾桶,以适用于有条件地配备垃圾专用运输车。
制定合理的收集路线,对于降低运行成本是非常重要的。不管是哪种收集方式,都需要经过反复的摸索和计算。
4.3 垃圾运输系统
主要取决于垃圾收集方式。需要有专业的垃圾收集运输队伍,同样需要制定合理的垃圾收集路线以降低运输成本。相连的村可采用联合收运方式。垃圾运输车要根据垃圾负载垃圾量进行选择,无论是农用运输车还是垃圾专用运输车,都需要保证运输过程不滴漏,以免造成二次污染。另外,运输人员都需要经过专业的技术培训,保证安全操作、安全行驶。
4.4 处理系统
如何处理分类后的垃圾是降低运行成本至关重要的因素。楼波等[9]分析了几种垃圾处理方式的成本-收益比较(表1)。对于农村而言,堆肥的低成本处理是最佳的选择,同时也是碳排放最为优化的模式[10]。但还需要进行堆肥产品技术提升,以获得市场认可取得一定的经济收入。可回收垃圾可在生态站内进行二级分拣,对于可变卖的进行收集、集中,不可变卖的可进行压缩,积攒至达到车辆运送量送至垃圾焚烧场或填埋场进行处理。有毒有害垃圾可按每季度收集1次,每年集中1次送往危险品处理中心进行后续处理。建筑类垃圾直接在村内进行填埋处理。
4.5 管理系统
目前,大部分乡村仍依赖于政府的资金支持。农村垃圾处理的可持续发展,应当突出政府职能,充分发挥村、企业、农民及社会等各方面的积极性,才能有效解决农村固体废物污染环境的问题。整个运行体系的综合管理,必须要有专门的组织领导机构,各有职责分工,保证整个体系的持续运行。可以用图1来表示农村垃圾处理的组织结构。政府相关职能部门起到至关重要的作用,必须要加强协调和领导、建立多元化的投融资机制、加大监督考核力度并加大农村社会宣传。总之,对农村垃圾治理工作要高度重视、认真总结和不断创新。
4.6 运营系统
农村生活垃圾综合处理主要由村(村民)和企业两大主体来完成。村负责村内垃圾的收集及指导、鼓励、促进村民进行垃圾分类。而村内垃圾的外运与分类处理则由企业来完成。企业将粗分类的生活垃圾送至垃圾生态处理站进行后续处理。对于不能处理的垃圾则积攒或压缩送至专业处理机构。生态处理站可由政府投资建设,采用转让、承包、租赁等形式由企业来运行管理。企业可以将有价值的废品进行售卖、垃圾堆肥产品化进行销售、以低价格向村收取垃圾处理费用、政府给予一定的费用补贴等多种形式来实现收支平衡并取得一定的经济效益。
5 结论和建议
农村生活垃圾不同于城市生活垃圾,更适合于开展分类收集的垃圾处理模式。采用“两桶一网箱”和“两级分类法”模式将能够解决垃圾消纳减量和无害化、资源化处理的问题。
笔者建议:(1)充分利用农村现有环境条件,“以奖代惩”,积极鼓励农民参与垃圾分类;(2)以2万人口规模或1个镇为1个运行单元,日产生活垃圾15 t左右可建立1个小型垃圾生态处理站;(3)提高乡镇、村干部的环境意识,拓宽垃圾治理改革思路;(4)吸收企业、研究院所参与农村垃圾整治队伍,弥补垃圾处理的技术与运营薄弱环节;(5)因地制宜,积极开展多种垃圾处理模式尝试。
参考文献:
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