固体废物处置与资源化技术

固体废物处置与资源化技术

0固废处置的基本方法最终处理废物是为了将废物与生物圈尽可能分离，这对预防和控制废物污染起到了非常重要的作用。固废处理不同于固废处置。处理只是固废最终处置前进行的一系列预处理,包括物理处理、化学处理、生物处理、热处理、固化处理。进行预处理的目的只是为了便于最终处置或进行运输、利用、贮存等。而本文只对其最终处置(简称处置)方法进行讨论。固废处置的总目标是确保废物中的有毒有害物质,无论现在和将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害。其基本要求是废物的体积应尽量小,废物本身无较大危害性,处置场地适宜,设施结构合理,封场后要定期对场地进行维护和监测,即“无害化、减量化、资源化”。固体废物处置的基本方法是通过天然屏障或人工屏障的多重屏障实现有害物质同生物圈的有效隔离。传统的处置方法有海洋处置和陆地处置两种。随着生产的不断发展,一方面固体废物产量加大,另一方面原料紧缺,从而促使科技不断进步,提出新的固废处置方法。经多年的探索研究,固废处理处置有以下可行的方法:土地填埋、焚烧、热解、堆肥处理(好氧堆肥、厌氧堆肥)、湿式氧化处理法、化学处理法,利用固废制造废弃物复合材料(又称环境材料,是一种固废资源化新技术,按其性质可分为:聚合物基、硅酸盐基或陶瓷基、金属基三类),仿生群落体(一种模拟食物网食物链功能建立的资源化处理方法)等。1固体和固体处理方法的比较1.1海洋处理海洋处置可分为海洋倾倒和远洋焚烧两种。1.1.1研磨法近自然城市海洋倾倒的依据是海洋是一个庞大的废物受体,对污染物有极大的稀释能力。优点:操作简便,仅需一个投弃平台或投弃船只等器械,成本低,适用于近海城市。缺点:超过水体自净能力或投弃的废弃物难于在水体中净化,会造成严重的生态问题,并且该方法的负效应又具有长期潜伏性、难以预测性、影响范围广大性。实质上该法除了有部分污染物得以水体净化外,大部分污染物质只是位置上进行了全球转移,因此当人们开始重视生态问题的时候,该法就被新的处置方法所取代。实践证明,该法污染海洋水体相当严重,导致水生动植物毒化、畸型化,破坏海洋生态平衡,甚至威胁整个生物圈。1.1.2含路径有机物远洋焚烧指以高温破坏为目的在海洋焚烧设施上有意地焚烧废物或其他物质的行为。该法适用于处置各种含卤素有机物,例如PVBs。其过程中产生的HCl气体冷凝后可直接排入海中,焚烧残渣无需处理,也可直接排海。优点:空气净化工艺较简单,处理费用较陆上焚烧便宜,但又大于海洋倾倒,每吨约为50～80美元。缺点:资源消耗大,且配备不易,而且存在着相当严重的生态问题。1.2难物质处理适用性:适用于有机和无机物的气、液、固三态。但必须灌注前都形成真溶液、乳浊液、液固混合体的流体状物质。主要用于处置“三难”物质:难于破坏,难于转化,难于采用其他方法处理处置或其他方法处置费用昂贵的废物。主要适用于化学、石油化工和制药工业、炼油和天然气厂、金属公司。缺点:假若深井一旦产生裂隙,可能导致蓄水层的污染,从而波及整个地下含水层,因此不提倡该方法,特别是水溶性危险废物。1.3产水驳岸方式--生物处理技术应采用流程工艺不同土地填埋处置是从传统的堆放和填埋处置发展起来的一项最终处置技术。目前国际上对固体废物填埋处置有两种观念,即包容方式和反应堆方式。优点:工艺简单、成本较低,适于处置多种类型固体废物。缺点及存在的问题:如若防渗衬里系统不合格,一旦破坏很难修复,因而可能会严重威胁地下水质。其次,现用的防渗衬里高密度聚乙烯土I膜(HDPE膜)造价昂贵且不易获得。又次之,在未达到覆土高度前处理场卫生问题严重,占用土地面积大。1.4堆肥场温度a有机物堆肥处置技术基于微生物的新陈代谢作用,可使有机物无机化(异化)或转化为机体组织(同化),利用微生物对有机物进行发酵,降解等作用使之变成稳定的有机质或无机质,并利用发酵过程产生的能量提高堆肥场温度,从而杀死有毒有害微生物,如病原菌等,达到无害化卫生指标的处理技术。该法适于处理生活垃圾、粪便及与农林畜产业相关的有机废物。根据需氧程度分为:好氧型、厌氧型、准好氧型和兼性细菌处理型。优点:可实现有机固体废物的无害化和资源化。缺点:其肥份不高,不能作为农肥,只能作为土壤调节剂。即使如此,也有扩散有害元素的危险,而且设备投资大、成本高、与化肥相比无竞争力。1.5垃圾焚烧能回收利用焚烧是一种高温热处理技术,有毒有害物质在高温下氧化、解热而被破坏。优点:是一种可同时实现废物减量化、无害化、资源化的处理技术,可回收利用焚烧产生的热能。缺点:设备一次性投资大、运转成本高、耗能大,产生有害气体二恶英能引发癌症、皮肤病等。1.6有机物的热不稳定性世界性的石油危机迫使人们从“废物”中寻找资源,于是热解技术开始用于固体废物的资源化处理。热解是利用有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下受热分解的过程,是一个复杂的化学反应过程。优点:可将固废中的有机物转化为以燃料气和炭黑为主的贮存性能源。由于是缺氧分解,排气量小,有利于减轻对大气环境的二次污染。废物中的硫、重金属等有害成份大部分被固定在炭黑中。缺点:工艺流程受垃圾成份影响,应用有限。1.7仿生群落体系传统的固废资源化技术研究极为被动,基本都限于单种废弃物的利用。最近又提出一系列资源化的新技术:废物复合材料(环境材料)。按其性质可分为:聚合物基材料、硅酸盐基或陶瓷基材料、金属基材料三类。应“无废生产”的要求,人们又仿效自然的食物链关系原理,把各个企业根据其产生的废物特性与所需原料性质连成一体,把各种“生产——消费——三废利用”通过优化选择,组成一个相互制约,相互依存的“工业作业食物网食物链”,称之为仿生群落体系,即环境综合治理体系。优点:工业废物和生活垃圾作为二次原料返回到工业生产中去,从而达到无废排放,实现了原料资源——生产消费——二次原料资源这种最高层次的物质流的闭路循环。同时,在满足热力学第二定律的前提下,最大可能的利用能源资源的潜能。在加工过程中不产生污染环境的废物,且少占用农田。2固废处置的技术影响固体废物处置技术,应根据当地的经济技术发展水平、能源资源分布、交通运输、人文地质环境条件等因素综合考虑选择最佳方法,设计最优方案,施行最好操作管理。