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城市垃圾新兴处置技术现状及前景展望

张一帆
  
安家(建筑与工程)
2022年22期
上海环境卫生工程设计院有限公司 上海 200232

摘要:随着城镇化的加快,垃圾的问题明显的被关注,因此,我国对垃圾分类的关注越来越多,城市垃圾处置效果却远没有达到人们的预期,城市垃圾爆发式增长与垃圾长期粗犷式处理的矛盾日益尖锐,垃圾污染对环境的影响日益严重。城市垃圾中有大量可以回收再利用的资源,如何减少垃圾的产生、如何充分利用垃圾资源是解决城市垃圾的主要途径。垃圾分类和针对不同种类的垃圾采用不同的垃圾处理技术是实现垃圾无害化和资源化的关键。

关键词:城市垃圾;新兴处置;现状;展望

引言

现阶段,城市生活垃圾进行处理的主要方式是通过利用物理以及生物化学等方式,将固体废弃物进一步转化,进而能够为后续的运输、存储以及处置等方面创造更多的便利条件,最主要的目的则是能够最大程度地降低生活垃圾所带来的危害问题,让城市生活垃圾的总量进一步减少,提高资源利用率。

1城市生活垃圾的主要成分及处理现状分析

城市生活垃圾主要以人们生活中所产生的固体废弃物为主,目前国内大多数城市对生活垃圾均是混合收集,并进行统一处理,因此其成分情况较为复杂,有塑料、灰土、厨余等多种种类,并且其成分受到自然环境、居民生活习惯等多方面因素的影响而有所差别。通常情况下,我国城市生活垃圾中有机物约占42%的比例,主要是居民厨余生活垃圾,无机物约占40%左右,来自于城市生活中的灰土、石块等杂物,此外生活垃圾中还含有一定量的铅、锌、铜、铬等重金属元素,以及一些可回收的塑料、玻璃、橡胶等物质。垃圾含水量受气候影响较大,夏季雨水充足季节,含水量能达到70%左右。成分复杂且数量巨大的生活垃圾,使得城市垃圾处理压力极大,当前多数城市在垃圾处理方面都表现出明显的力不从心情况,存在一定的处理不到位的问题,不仅城市生活垃圾的数量未能得到有效的减少,甚至还进一步引起了空气污染、水体污染等其他形式的环境问题,给城市卫生环境以及人们的生活质量都带来了不利的影响。

2城市垃圾新兴处置技术

2.1建筑垃圾处置技术

据统计,城市垃圾总量中建筑垃圾的占比已经达到30%~40%。建筑垃圾主要包括建筑渣土、废砖瓦、废混凝土、部分散落的砂浆以及少量的废弃钢材、木材、玻璃、塑料及各种包装材料等。建筑垃圾主要通过两级破碎和三级筛分对垃圾进行分类和分选,通过该工艺可以最大限度地提高建筑垃圾的利用率。建筑垃圾经过检测后,物料首先通过一级筛分,初步筛分建筑垃圾的粒径,可筛分为0~5mm和5mm~40mm粒径的两种产品。粒径大于40mm的垃圾需要通过一级破碎进行粉碎,再通过磁选机和分选机,去除垃圾中的废铁、木材和塑料,剩余的物料进入二级筛分和三级筛分,筛分出不同粒径要求的骨料,通过这种工艺可以充分地利用建筑垃圾,为建筑垃圾资源化创造条件。建筑垃圾资源化利用,可减少50%的一氧化二氮、9.3%的氮化物和28%的一氧化碳排放,还可以生产出再生粗骨料、细骨料和地面砖、透水砖、再生墙体材料等产品,节约大量天然原材料和煤炭等资源能源。

2.2餐厨垃圾处置技术

2.2.1直接填埋

餐厨垃圾直接填埋处理技术在国内没有应用,主要原因是餐厨垃圾直接填埋将导致土地资源被大量占用,地下水和土壤被餐厨垃圾的渗滤液严重污染,空气被餐厨垃圾产生的臭气严重污染,餐厨垃圾资源没有得到充分利用。

2.2.2直接焚烧

餐厨垃圾的水分含量高(一般高于80%),热值低,直接焚烧困难,需要额外增加大量燃料助燃,燃料消耗大,处理成本高。

2.2.3厌氧消化

厌氧消化概况。餐厨垃圾厌氧消化是指在无氧环境中,在兼性厌氧微生物和厌氧微生物的作用下,将固态有机物中可生物降解的有机物转化为清洁能源——沼气,实现对固态有机废弃物的减量化、无害化、资源化处理。厌氧消化可去除有机废弃物中30%~70%的有机物。有机垃圾蕴含大量的生物质能,有效利用这类生物质能源,对实现环境和经济的可持续发展有重要意义。(2)厌氧消化的优缺点。厌氧消化工艺处理餐厨垃圾的主要优点是能够生产出清洁能源——沼气,固渣中的有机物厌氧消化后,剩下的残渣保存有较多的氮元素,能够生产出高质量的有机肥料和土壤改良剂。其缺点是工程投资较大,工艺流程较复杂,产生的沼液量较大且浓度高,处理难度大。

2.2.4生物降解技术

生物降解是餐厨垃圾转化为资源的有效途径。废物降解原理因微生物类型而异。例如,细菌表面积很大,在分解生活垃圾中的有机物时非常有效。当废弃物充足时,细菌会随着时间的推移而繁殖,总量呈指数级增加,废弃物降解率迅速提高。此外,温度是影响微生物降解率的重要因素。在室温(25-30℃)下,细菌活性较好,是一种理想的废物分解介质。餐厨垃圾用好氧微生物处理,可产生回收产品,如有机酸、沼气和乙醇。

2.3园林垃圾处置技术

2.3.1堆肥

园林垃圾堆肥,是指将绿地中产生的树枝、落叶、草末等废弃物经过一定的预处理和混合配比,在适宜的条件下经过有氧发酵,形成有机肥料或土壤改良剂的过程,达到无害化(无杂草、寄生虫等)、减量化、资源化的目的。园林垃圾堆肥分为独立堆肥与联合堆肥。目前,通过堆肥技术生产有机肥、栽培基质和土壤改良剂等,是国内外园林垃圾资源化处理的主要方式。

2.3.2厌氧消化

厌氧消化,是指在无氧条件下,由兼性细菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解为CH4、CO2、H2O和H2S等。厌氧消化不单独处理园林垃圾,而是将粪便、餐厨垃圾及其他有机垃圾混合进行处理。草坪修剪的草末、粉碎后的树叶树枝常采用这类处理方式。

3新兴技术对城市垃圾分类的前景展望

随着城市化进程的加速,建筑垃圾的产出量也在飞速地增长,建筑垃圾占城市垃圾的30%~40%,随着技术的发展,建筑垃圾的分类回收系统向着小型化方向发展。政府应改变管理思路,向垃圾资源化利用转变,通过小型化生产线就地处理建筑垃圾,既能避免收集和运输过程产生的污染和运输成本,也能最大限度地挖掘建筑垃圾的资源价值。园林绿化垃圾产量巨大,现有垃圾处理技术处理时间长,占地大,并不适合所有的园林垃圾。垃圾衍生燃料(简称RDF)对于园林垃圾这种主要由木质素组成的垃圾非常适合,可以消纳大量的园林绿化垃圾,成为非常优质的替代燃料。餐厨垃圾的特点就是含水量大,主要由有机质组成,现在的MBT和MYT等处理技术虽然处理量大,但是处理时间长,发酵后的沼渣难以处理。因此可以根据不同餐厨垃圾成分,将餐厨垃圾分类处理,高附加值的油脂类可以通过生物技术制成生物燃油或者通过等离子技术制成高纯度氢气,餐饮剩菜剩饭和厨余垃圾可以通过发酵工艺消解,其沼渣和一次性餐具等一起通过等离子技术热裂解制成高纯度合成气。

结束语

当前随着城市的不断发展,所产生的生活垃圾数量也与日俱增,极大的增加了城市生活垃圾的处理压力,在当前可持续发展战略深入实施的情况下,社会对城市生活垃圾处理的关注程度越来越深,选择合理的处理技术来实现城市生活垃圾的无害化处理、资源化处理、减量化处理,是非常重要的,这也是解决城市生活垃圾处理问题的重要途径,应当引起重视。

参考文献

[1]聂二旗,郑国砥,高定,等.中国西部农村生活垃圾处理现状及对策分析[J].生态与农村环境学报,2017,33(10):882-883.

[2]庄颖.城市生活垃圾处理技术现状与管理对策[J].工程技术研究,2020,5(13):279-280.

[3]张英民,尚晓博,李开明,等.城市生活垃圾处理技术现状与管理对策[J].生态环境学报,2011,20(02):389-390.

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