垃圾處理方式 (利用垃圾(生物質)生產木炭、焦油和煤氣) 國內外廣泛采用的城市生活垃圾處理方式主要有衛生填埋、高溫堆肥和焚燒等,這三種主要垃圾處理方式的比例,因地理環境;垃圾成份、經濟發展水平等因素不同而有所區別,表2-1為三種處理方式的比較。
由於城市垃圾成份復雜,並受經濟發展水平、能源結構、自然條件及傳統習慣等因素的影響,所以國外對城市垃圾的處理壹般是隨國情而不同,往往壹個國家中各地區也采用不同的處理方式,很難有統壹的模式(表2-1)。但最終都是以無害化、資源化、減量化為處理目標。從應用技術看,國外主要在填埋、焚燒、堆肥、綜合利用等方式,機械化程度較高,且形成系統及成套設備。從國外多種處理方式的情況看,有以下趨勢:⑴工業發達國家由於能源、土地資源日益緊張,焚燒處理比例逐漸增多;⑵填埋法作為垃圾的最終處置手段壹直占有較大比例;⑶農業型的發展中國家大多數以堆肥為主;⑷其它壹些新技術,如熱解法、填海、堆山造景等技術,正不斷取得進展。
焚燒是世界各國廣泛采用的城市垃圾處理技術,大型的配備有熱能回收與利用裝置的垃圾焚燒處理系統,由於順應了回收能源的要求,正逐漸上升為焚燒處理的主流。國外工業發達國家,特別是日本和西歐,普遍致力於推進垃圾焚燒技術的應用。國外焚燒技術的廣泛應用,除得益於經濟發達、投資力強、垃圾熱值高外,主要在於焚燒工藝和設備的成熟、先進。世界上許多著名公司投入力量開發焚燒技術與設備,且主要設備與附屬裝置定型配套。國外工業發達國家主要致力於改進原有的各種焚燒裝置及開發新型焚燒爐,使之朝著高效、節能、低造價、低汙染的方向發展,自動化程度越來越高。
中國城市垃圾處理起步較晚,截止1992年底,全國垃圾、糞便清運量已達11264萬t,而垃圾、糞便無害化處理廠僅有371座,處理總能力71501t/d。近幾年各地根據實際情況,從對策和規劃著手,對城市垃圾處理技術進行了有益的探索。杭州、常州、天津、綿陽、北京、武漢等城市在學習國外城市垃圾處理技術經驗的基礎上,自行設計了具有中國特色的垃圾機械化堆肥處理生產線;深圳、樂山等城市建設垃圾焚燒廠的成功,也為各城市應用焚燒技術提供了經驗;沈陽、鞍山等城市對醫院垃圾實行統壹管理,集中焚燒,也走出了特種垃圾處理的新路。 中國城市垃圾處理的技術對策是:以衛生填埋和高溫堆肥技術為主,提倡有條件的城市特別是沿海經濟發達地區發展焚燒技術。近幾年各城市開始進行垃圾焚燒處理的基礎研究和應用研究工作,開發了包括NF系列逆燃式、RF系列熱解式、HL系列旋轉式小型垃圾燃燒爐及壹批醫院垃圾專用焚燒爐,並建設了壹批中小型城市簡易焚燒廠(站)。1985年,深圳引進日本三菱公司焚燒成套技術與裝備,建成了中國第壹座大型(300t/d)現代化垃圾焚燒發電壹體化處理廠,為中國開展城市垃圾焚燒裝置國產化工作打下了基礎。
關於城市垃圾的處理方法
客觀分析近幾年中國城市垃圾構成變化,可以說,隨著中國經濟的發展和人民生活水平的提高,城市垃圾中可燃物、易燃物含量明顯增加,熱值顯著增大,壹般經過分類、分選等預處理後,垃圾熱值已接近發達國家城市垃圾的熱值。因此中國壹些城市,特別是沿海經濟發達地區等已具備了發展焚燒技術的基礎。
國家有關部門與部分專家學者擬定了在中國各城市中心實施垃圾焚燒處理的方案。壹石激起千層浪,掀起了壹場處理城市垃圾“焚燒”與“反焚燒”的爭議,在民眾中引發了很大的轟動。政府擬在各大城市建立城市垃圾焚燒處理廠的問題,遭到了廣大市民的激烈反對,在城市中心及邊緣建立垃圾焚燒區域弊大於利。關於城市垃圾的,各國大部分采用的是焚燒和掩埋的處理方法。但是,問題並不這麽簡單,世界綠色環保組織最為關註的人類垃圾處理問題是壹件很棘手的事。人類垃圾的最佳處理方式已不是我們以往采用的最簡單的焚燒和掩埋辦法。當今,人類不得不重新思考自己生產的垃圾應該如何消納處理,掩埋和焚燒都不是最佳的方案。
城市垃圾掩埋會導致嚴重的地質性水土汙染。因為人類的生活垃圾包括很多有毒有害物質和病菌、病毒以及各種重金屬元素,極易危害人類和生物的正常生存繁衍。
輻射處理用γ射線和電子束照射城市固體廢物,以達到殺菌、消毒作用的壹種無害化處理方法。
汙水處理廠排出的汙泥等廢棄物內含有大量病菌、病毒、寄生蟲卵等病原體,活力很強,采用普通加溫或投加石灰等殺菌方法難於完全殺滅。這些固體廢物作為肥料施於農田,有些病菌能在土壤中生存數月之久,造成土壤和水源汙染,威脅人類和牲畜的健康。
20世紀70年代初,農業領域在應用放射性技術的基礎上形成“廢物輻射處理”新技術。歐洲農業核技術學會(ESNA)已成立“廢品輻射處理組”。1977年在瑞典召開了第二次國際“廢物輻射”會議。
廢物輻射處理方法比之化學、生物以及發酵處理法有許多優點,它的設備簡單,操作方便,用泵或其他傳送工具把廢物送進輻射處理設備,經放射線照射後即可達到殺菌目的,而且放射線穿透力強,殺菌較徹底。汙泥經過照射,顆粒還會由小變大,從而使汙泥具有良好的脫水和沈澱性能。
美國和德國建有這種處理廠。美國設在波士頓鹿島的汙泥輻射處理廠,日處理量為375m?。其設備如圖所示。汙泥傳送鼓材質為不銹鋼,長度132厘米,直徑45厘米。采用的最小輻射劑量為40萬拉德(rad),電子束能量為850千電子伏。
德國設在萬德爾的汙泥輻射處理廠,每小時處理量為6m?,廠房占地面積400㎡,高9米,采用的最小輻射劑量亦為40萬拉德。
實踐經驗證明,汙泥的輻射處理設備的電子束的能量越高,通過電子束輻射區的汙泥層厚度也可以越大。壹般,汙泥層厚度為1.5~5毫米時,電子束的能量相應為750千電子伏至 1.5兆電子伏;汙泥層的寬度以1.2米,流速以2米/秒為宜。
輻射法處理汙泥的費用並不高。德意誌聯邦***和國壹個廠房面積為150㎡的處理廠,可處理20萬至100萬人口的城市汙水處理廠排出的汙泥,其處理費用為每噸汙泥2.70西德馬克。
由於廢物中所含病原體的種類和數量不同,故有效的輻射劑量也不壹樣,壹般安全劑量在 100萬拉德以下。常用的輻射源有60鈷、137銫、90鍶、85氪等。利用廢放射性同位素是經濟可行的方法。
進行輻射處理時,只要把輻射源密封好,如放置在壁厚為1.5米的混凝土或其他貯器內,以及輻射劑量不超過上述安全值,就不會產生放射性汙染,不存在消除放射性吸收量的後處理問題。
另外關於農村的垃圾處理也是壹個亟待,解決的問題。 垃圾處理的壹般方法可概括為物質利用、能量利用和填埋處置三種方法。
物質利用,又稱物質回收利用,指通過物理轉換、化學轉換(包括化學改性及熱解、氣化等熱轉換)和生物轉換(包括微生物轉換、昆蟲轉換和動物轉換等),實現垃圾的物質屬性的重復利用、再造利用和再生利用,包括傳統的物質資源回收利用和易腐有機垃圾轉換成高品質物質資源。
能量利用,又稱能量回收利用,指將垃圾的內能轉換成熱能、電能,包括焚燒發電、供熱和熱電聯產。
填埋處置,指對不能進行資源化處理(包括物質利用和能量利用)的無用垃圾進行填埋處置。
如果從垃圾生命全周期來看,垃圾處理還應包括源頭減量與排放控制環節,嚴格意義上的減量化系指源頭減量,通過改變產品設計習慣、改變原料采購習慣、改變消費者購買與消費習慣、改變商業模式等方法,減少生產生活過程的資源浪費與廢棄物產量。壹般而言,
垃圾處理應堅持先源頭減量和排放控制、再物質利用、後能量利用和最後填埋處置的分級處理與逐級利用理念,均衡發展垃圾處理的各個環節,充分發揮各種垃圾處理方式的作用,尤其要加強分類垃圾的物質利用,減少垃圾的產生量,並減少每級處理後的垃圾排放量 。