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新时期探索固体废弃物资源化发展路径

陶彧佶
  
电子企业
2023年14期
浙江显泰环保科技有限公司 314100

摘要:碳达峰政策的出台要求相关部门除了要做好固体废弃物处理工作,还要结合区域的实际发展情况积极探索固体废弃物资源化发展路径。社会经济水平的进步和公众生活水平的不断提升,增加了固体废弃物的排放量和待处置量,但是从我国的固体废弃物处理和综合利用能力来看却相对薄弱。鉴于此,本文首先简单阐述固体废弃物的基本概念,然后对固体废弃物的危害进行了系统分析,最后分别从技术和政策两个层面入手提出了固体废弃物资源化发展路径。

关键词:固体废弃物;资源化;发展

引言:社会生产力不断提升推动了我国经济高质量发展,但是固体废弃物排放量却与日俱增,固体废弃物随意排放不仅会严重破坏自然生态环境,还会对人体健康构成威胁,我国针对固体废弃物的处理能力和技术相对欠缺,虽然已经有很多城市控制了固体废弃物的迅速排放,但是却没有对固体废弃物进行资源化利用,我国的固体废弃物资源化利用还有很长的一段路要走[1]。

一、固体废弃物概述

(一)固体废弃物的基本定义

固体废弃物主要是指人类在生活、工业生产和消费等活动中产生的呈固态或半固态的废弃物。固体废弃物的产生和人类活动有着非常密切的关系,工业生产、土地资源使用、公众的日常生活和建筑工程施工等均会产生固体废弃物。固体废弃物虽然具有一定的污染性,但是也兼具社会性和资源性特征。固体废弃物的污染性和其资源性以及社会性特征呈反比例关系。简言之,固体废弃物的资源化效率越高,其污染性会随之降低,固体废弃物的污染性越高,则充分说明固体废弃物的资源化效率较差[2]。

(二)固体废弃物的分类

针对固体废弃物进行分类的过程中,可以将其分为城市生活垃圾、一般工业固体废物、有害固体废物以及其他废物这四大类。其中城市生活垃圾主要是指人类在城市生活过程中产生的固体废弃物,常见的有建筑垃圾、生活垃圾、商业垃圾等。一般工业固体废物主要是指工业生产中产生的无毒无害固体废物。有害固体废物主要是指对人体、环境构成严重威胁以及损伤人体健康的固体废弃物,如放射性固体废弃物。而其他固体废弃物则主要是指农业生产、畜牧养殖过程中产生的固体废弃物,常见的包括动物粪便、秸秆等。

二、固体废弃物的危害分析

虽然固体废弃物的种类较多,但是随意堆积和排放固体废弃物会产生很多危害。

(一)污染自然水体

当固体废弃物被随意排放进入水体后,一方面会减少水体面积,另一方面还可能加重水体污染。部分固体废弃物中含有大量的汞、铬、铅、砷、镉等重金属元素以及酚类化合物和有机物,一旦这类物质进入地下水后,会造成地下水污染,产生难以预计的后果[3]。

(二)污染大气

垃圾处理厂堆放的垃圾被填埋后会发酵,进而产生大量的有害气体,这类气体中含有二氧化碳和甲烷,部分气体中还检测出含有重金属、硫和二硫化碳等物质。固体废弃物中的微粒和粉末会产生扬尘,进而加剧大气环境污染。举例来说,一些粉煤灰以及尾矿堆放场地遭遇四级风时产生的灰尘飞扬高度可达50米。固体废弃物的随意堆放还会加剧污染物分解,产生更多的有害气体。

(三)侵占土地资源

城市化进程的加剧不仅增加了垃圾排放量,也导致垃圾场占用土地面积不断增加。结合大量的案例分析可知,我国的生活垃圾一直未能实现全量处理,国内的生活垃圾堆放量高达70亿吨,占地面积约80万亩,垃圾堆放场占用了全国大量的耕地资源。

(四)污染土壤

我国针对固体废弃物采取填埋作业方式,固体废弃物经过雨水冲刷后,其产生的液体中存在大量的有害物质和无机质,对土质和土壤结构均会产生影响。尤其是固体废弃物渗滤液体中的无机质,会对土壤中微生物的活动产生影响,也会对地表植物的健康生长产生负面影响。举例来说,金属冶炼厂附近的土壤中含有大量的铅、汞等重金属,这类重金属存在于土壤中不仅会被地表植物吸收,也会对农作物产生毒害,有毒的农作物被食用后继而危害人体健康。

(五)危害人体健康

固体废弃物的排放、堆积、处理和利用过程均会排放出一些危害人体健康的物质,这类物质通过土壤、水体、食物等途径最终为人体吸收,严重威胁人体健康。举例来说,20世纪70年代,日本富士山某化工公司将含有铬元素的工业废渣随意排放,导致周围居民铬元素中毒。再比如,美国的拉夫运河污染事件导致大量的工业废气和粉尘被随意排放,其中的二噁英物质含有剧毒,导致多人死亡。

(六)传播疾病

固体废弃物堆放场是蚊虫、鼠害和各类病原体传播肆虐的源头,潜藏着难以预测的疫情风险。如果不对固体废弃物堆放场的病虫害进行处理,会对人体健康构成严重威胁。

(七)诱发安全事故

堆放固体废弃物的堆放场存在填埋气体,这类气体中含有甲烷,如果空气中的甲烷体积分数达到燃烧限值后,一旦遇到火种极易发生火灾和爆炸事故。举例来说,我国云南某城市的垃圾场就发生过爆炸事故,火势严重,对周边建筑和山林构成严重威胁。

三、固体废弃物资源化利用建议

为了更好地提升我国的固体废弃物资源化利用效率,分别从技术和政策两方面入手展开分析:

(一)技术建议

第一,做好固体废弃物填埋技术优化工作。要从改进固体废弃物的填埋方式入手,摒弃原始的惰性填埋方式。惰性填埋主要是指将已经腐熟化或性质相对稳定的固体废弃物堆积在填埋场,然后在其表层覆土。这类原始的填埋方式会加剧环境污染,建议相关部门改变传统的惰性填埋方式,让固体废弃物填埋方式朝着卫生化和安全性方向发展[4]。例如,针对固体废弃物进行卫生填埋时,可以借助防渗、摊铺、压实等作业流程对城市生活垃圾进行处理,再辅以填埋气体无害化处理、蝇虫防治技术。卫生填埋方式可以对一般工业固体废弃物和城市生活垃圾进行有效处理。垃圾填埋场可以充分利用卫生填埋技术的废物储存、隔断以及土地利用优势完成固体废弃物处理。安全填埋主要是指将一些存在危害的固体废弃物填埋在具有一定抗压能力和多层防渗系统的构筑空间之内,相关部门在开展安全填埋作业的过程中,可以在构筑空间内增设污染物渗漏监测系统和地下水水位监测设备。安全填埋作业对象主要是具有危害的固体废弃物,垃圾填埋场要充分发挥安全填埋技术的储存、阻断以及处理优势。

第二,提升固体废弃物填埋场的防渗处理能力。有关部门在建设垃圾填埋场的过程中,要做好填埋场地基平整和夯实作业,保障填埋场地基平整、无裂缝。在施工建设的过程中,还要确保基础层无积水和杂质。在建设防渗系统的过程中,要严格按照施工图纸设置填埋场基础层的纵横坡度,尽量保障坡面平缓,基础层的土层压实度要大于90%。针对防渗层的边坡进行施工作业的过程中,要确保边坡基础层结构稳定,边坡压实度要大于90%,若边坡坡度较大,还要对边坡稳定性进行分析和研究。除此之外,还要做好填埋场的场底平整工作。对表层植被、耕植土进行整理,通过场底平整可以有效提升软土地基的防渗性能。场底平整工作结束后,要及时堵塞场底裂缝和坑洞,然后做好渗滤液收集系统设置工作。以上工作结束之后,要对场底进行压实作业,压实度要大于93%。

第三,做好填埋气体收集、净化以及再利用工作。固体废弃物填埋气主要是指废弃物填埋以后,废弃物在自然降解过程中被微生物分解产生的甲烷、硫化物以及二氧化碳等气体。相关部门可以在填埋场布设导气装置。常见的导气装置布设方式由水平布设和垂直布设两种,现场技术人员可结合实际情况综合应用两种布设方式。一般情况下,建议将水平导气管布设在填埋工作平台上,应用该布设方式可以为垃圾填埋场日常运营阶段收集填埋气体提供便利。在布设垂直导气装置的过程中,可以将垃圾填埋至一定的高度后先进行钻孔作业,然后完成装置布设。在净化填埋气的过程中,要求应用先进技术和设备净化填埋气体中的水分、二氧化碳以及硫化物等。常见的填埋气体净化方式有固体吸附、液体吸附以及化学物质吸收等。对固体填埋气进行资源化利用的过程中,建议采取以下方式:①直接燃烧填埋气,收集填埋气燃烧后产生的蒸汽,利用填埋气产生的蒸汽作为发电或运输设备的动力来源。②对填埋气进行脱水处理,用于生产管道煤气资源。③收集填埋气中的二氧化碳物质用于工业生产制造。④将处理后的填埋气用于制作甲醇原料。

第四,优化和完善固体废弃物焚烧处理技术。针对固体废弃物进行资源化处理的过程中,为减少固体废弃物燃烧时产生的污染,可以用超高温彻底分解固体废弃物中的有机质和有机物,这样一方面可以有效减少固体废弃物燃烧后的最终处置数量,另一方面还可以减少堆积场的固体废弃物存量。经过高温分解后,可以有效消除固体废弃物中的病毒和细菌,也可以减少臭气排放量,最大限度减少固体废弃物燃烧产生的危害。考虑到固体废弃物长期堆积在土壤中,会对地下水资源、地表自然水体以及周围土壤产生危害,建议我国各大垃圾堆放场引入固体废弃物焚烧处理技术。该技术不仅可以有效降低固体废弃物处理时间,还可以降低固体废弃物存量,其无害化处理效果较好,更符合我国当前的生态环境保护要求。

第五,做好固体废弃物焚烧废热的回收和再利用处理工作。对固体废弃物焚烧产生的废热可以有效收集结合利用,这样可以实现对固体废弃物的能源化利用,符合碳循环政策要求。①可以将固体废弃物燃烧产生的废热供给焚烧设备自用。如果垃圾焚烧厂处理的固体废弃物含水量高,热值低,可以利用燃烧产生的蒸汽预热助燃空气,将燃烧前温度提高150摄氏度,借此来有效提升固体废弃物的燃烧效率。②固体废弃物燃烧产生的蒸汽还可以作为汽轮发电机发电动力,固体废弃物焚烧厂所在工业园区可构建汽电共生系统,用蒸汽产生的电力作为工业园区生产和生活用电进行使用,在节约能源的同时还可以降低工业园区的能源成本[5]。③可以将垃圾焚烧产生的蒸汽应用于垃圾焚烧厂附近医院或工厂的供热或消毒。燃烧生成的蒸汽可以供周围的医院或工厂取暖设备进行取暖,取暖产生的冷凝水则可以回流循环使用。④固体废弃物燃烧产生的蒸汽可以作为固体废弃物焚烧发电厂发电机辅助蒸汽。⑤供应周边的休闲娱乐设施生产热水和蒸汽。例如,可以将固体废弃物燃烧产生的蒸汽有偿提供给公共浴池、游泳池等休闲娱乐设施使用。

第六,做好焚烧污染控制工作。垃圾焚烧厂燃烧固体废弃物的过程中,会产生大量的一氧化碳、重金属、粉尘等有毒有害物质,要重点做好焚烧污染控制工作,改善垃圾焚烧厂的污染,降低区域的环境压力,促进可持续发展。①针对一氧化碳进行控制时,由于燃烧烟气中的一氧化碳浓度和燃烧物的燃烧状况有关,可以根据排放烟气中一氧化碳的浓度来判断固体污染物是否被充分燃烧,由于一氧化碳和氮化合物有关,因此要合理设计固体废弃物燃烧设备。②在控制固体废弃物燃烧时产生的粉尘时,可以借助大功率除尘设备进行处理,可用惯性除尘器、静电除尘器及布袋除尘器等装置处理粉尘。

第七,全面发展固体废弃物堆肥处理技术。由于固体废弃物在填埋时会产生垃圾渗透滤液,如果不能有效控制渗透滤液,可能会产生有毒有害气体,如二噁英等。鉴于此,相关部门可以充分利用固体废弃物中的有机质进行堆肥。例如,可以针对日常生活垃圾进行堆肥处理,经过堆肥处理后,既可以达到环境保护要求,也可以实现资源的循环再利用。目前,我国有很多地区已经开始从国外引入先进的生活垃圾堆肥处理技术,该技术在我国有着广阔的应用空间。

第八,引入固体废弃物热解技术。由于部分固体废弃物的热值较高,针对这类固体废弃物进行资源化利用时,可以引入热解技术来提升固体废弃物处理效率。例如,对于热值较高的塑料固体废弃物进行处理时,就可以采用该技术。废塑料主要包括热塑性塑料和热固性两种,前者的应用范围非常广泛,常见的热塑性塑料包括 PE、PP、PS、PVC、PSF、PTEF,这类固体废弃物塑料经过热解时可以分解为碳氢化合物且不会产生有害气体,废塑料的热解产物为C1-C4的燃料油及其固态残渣。但是PET、ABS这类树脂材料在热解过程中会产生有毒有害气体[6]。

第九,做好固体废弃物生物制气技术。固体废弃物还可以被制作成为燃气,常见的有秸秆、杂草等固体废弃物,对秸秆进行堆肥处理后可以产生沼气,该技术在固体废弃物资源化利用中有着广阔的市场前景。秸秆虽然属于其他固体废弃物,但是具有宝贵的利用价值。政府部门可以从科技创新入手,研发利用率较好的秸秆汽化炉设备,待项目经过测试后可以面向社会进行大批量推广,该设备可广泛应用于餐饮业、洗浴业以及家庭取暖等。

(二)政策建议

第一,制定和出台固体废弃物管理意见和建议。和其他国家相比,我国的固体废弃物资源化处理水平较低,国家虽然出台了固体废弃物排放管理意见,但是很多地方政府并没有出台相关的管理意见和建议。将固体废弃物作为一类资源进入市场必须由制度和政策进行托底,这样才能合理配置和利用固体废弃物资源。如果缺乏对应的文件和政策,则难以高效利用固体废弃物资源。鉴于此,地方政府部门要结合区域的实际情况,针对个人和单位的固体废弃物资源管理责任和义务作出明确说明,并出台相关政策深入贯彻落实固体废弃物资源化利用。

第二,制定固体废弃物收费制度。早在2002年,政府部门就出台了《实行城市生活垃圾处理收费制度促进垃圾处理产业化的通知》,要求全国必须实施城市固体废弃物处理收费制度,其后两年政府又出台了《固体废弃物污染环境防治法》,对企业的固体废弃物排放处理费用进行了调整和优化。相关法律法规出台以后,不仅改变了公众的环保意识,也让越来越多的人树立了公共环境责任意识,有效遏制随意倾倒固体废弃物和排放固体废弃物的现象发生。为了更好地提升固体废弃物资源化处理效率,要密切结合市场变化从市场机制入手健全和完善固体废弃物收费制度,用经济杠杆来撬动固体废弃物资源化产业发展,从根源上减少固体废弃物排放量,在节约能源的同时为政府开展固体废弃物处理提供资金支持。在建立固体废弃物收费制度的过程中,要秉承固体废弃物产生者支付费用的核心原则,结合当地的消费水平、市场经济发展情况要求单位和个人严格按照相关制度缴纳固体废弃物处理费用。

第三,倡导绿色消费,做好节能减排宣传教育工作。固体废弃物的资源化管理不是政府一个人的事情,和全体企业、居民有关,固体废弃物资源化利用需要全民和全社会参与其中。鉴于此,要从倡导绿色消费入手,做好节能环保宣教工作。为了进一步提升各方的环境保护意识,可以采取以下措施:第一,随着公众生活水平的不断提高,公众的节能环保意识会有所提升[7]。第二,外界环境宣传。在互联网时代背景下,可以充分利用自媒体平台、电视、多媒体等传播工具进行宣传,向公众科普固体废弃物资源化利用的价值和意义,向公众普及垃圾分类知识。对于环保先锋和典型要公开宣传和表扬,还要列举一些案例来让公众了解环境保护法律法规,只有提升公民的生态环保意识,才能为营造绿色、低碳、节能社会创造有利条件。政府部门要为公众反映环境污染问题提供平台和渠道,各企业要定期对外公布固体废弃物资源化利用情况,借此来为固体废弃物资源化利用营造良好的舆论氛围,让社会中的每个个体都能够深刻意识到固体废弃物资源化利用的突出价值和意义。

第四,构建固体废弃物回收利用体系。经济水平进步和发展导致固体废弃物的种类和数量不断增加,政府部门要积极构建固体废弃物回收利用体系,引入市场机制对固体废弃物进行处理。例如,相关部门可以将拥有回收价值的物品从垃圾中分离出来,借此来有效降低垃圾堆放体积和数量,降低后期的固体废弃物处理成本。例如,针对废旧玻璃、轮胎、电池等垃圾进行处理时,虽然其有回收价值,但是这类固体废弃物的回收处理成本较高,只能将其交由第三方机构进行回收处理,普通的公众只愿意对回收价值高的固体废弃物进行回收利用。政府部门要出台法律法规强制性推广法律及垃圾分类,进一步提升废旧物品的回收利用价值。除此之外,要积极探索符合我国国情的回收物品分离技术,常见的回收分离技术有人工分拣、机械分拣以及人机结合分拣这几种,但是我国多数地区依然采取人工分拣方式,一定程度上降低了固体废弃物回收利用效率,政府部门可以出台相关政策,鼓励回收公司进行机械分拣[8]。

第五,建立健全循环经济科技支撑体系。科技是助推固体废弃物资源化利用的关键要素,对促进可持续发展有着重要作用。固体废弃物资源化利用也要走循环化发展道路,在提升固体废弃物资源化利用效率的同时减少固体废弃物处理产生的危害。我国政府部门可以积极同科研单位展开合作,大力发展和研究高新技术,探索和研究符合我国国情的固体废弃物资源化利用技术,完善卫生填埋等技术,从科技层面入手,在减少固体废弃物排放量的同时实现资源化利用,在推动社会可持续发展的同时兼顾环境效益。

四、结束语

综上所述,随着经济的不断发展,国家对固体废弃物的资源化利用工作也愈发重视,固体废弃物资源化利用效率的不断提升,不仅符合当前的碳循环经济目标,也对推动社会可持续发展有着重要作用。固体废弃物资源化利用已经成为我国经济可持续发展的必然趋势,对构建资源节约型和友好型社会至关重要。我国要积极探索符合我国国情的固体废弃物资源化利用技术,应用先进技术和工艺来提升固体废弃物资源利用效率,减少固体废弃物排放量的同时弥补我国资源短缺的短板。

参考文献

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[2]矿山固体废弃物资源化利用指标及计算方法(中国地勘行业标准,报批稿)[J].石材,2022(08):34-37.

[3]肖凯,马燚.有机固体废弃物资源化利用进展[A].中国环境科学学会、同济大学、清华大学、湖南农业大学.2021年全国有机固体废弃物处理与资源化利用高峰论坛论文集[C].中国环境科学学会、同济大学、清华大学、湖南农业大学:中国环境科学学会,2021:155-157.

[4]闵超,安达,王月,徐海红,王刘华,康明,王劢博.我国农村固体废弃物资源化研究进展[J].农业资源与环境学报,2020,37(02):151-160.

[5]李建明,王志刚,王一峰,张长伟,刘晨曦,陈兰,孙宝洋,张平仓.基于固体废弃物资源化利用的“无废城市”建设初探[J].中国水土保持,2019,(07):25-29.

[6]肖建生,文相浩,刁云宇,顾林源.备煤炼焦中的固体废弃物资源化利用技术概述[J].燃料与化工,2019,50(02):50-52.

[7]项娟,王德芳,吴迪等.固体废弃物资源化的发展趋向分析[J].冶金与材料,2018,38(05):173-174.

[8]严辉,张森,陈佩东,郭盛,江曙,郝国强,段金廒.基于木塑产品开发的中药固体废弃物资源化利用研究[J].中国现代中药,2017,19(12):1677-1682.

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