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城市生活垃圾資源化利用綜合研究

瀏覽次數: 日期:2018-1-17 11:53:51

摘要:城市生活垃圾的處理一直是我國在環境保護和可持續發展中的難題。本文重點討論了城市生活垃圾的“減量化、無害化、資源化”處理方法和相關工藝。從多角度分析了垃圾資源化利用的優勢及可行性。

關鍵詞:生活垃圾;綜合處理;垃圾分選;資源化

1緒論

隨著城市人口的不斷增長,城市化步伐逐漸加快,經濟的發展和人們生活水平的提高,帶來了城市的繁榮的同時也產生了相應的社會問題,其中生活垃圾的產生與垃圾處理的矛盾日益突出。目前我國處理生活垃圾的主要方式為在沒有分撿的情況下進行衛生填埋,少數地方實現了焚燒發電。而在沒有分撿的條件下直接傾倒填埋或焚燒,不僅容易造成直接和間接的環境污染,也不利于資源的再生循環利用。

我國每年產生將近1.5億噸生活垃圾,年平均增長率達到10%[1]。并且城市生活垃圾按照組成特點及性質主要分可分為三大類:可腐有機物(以廚余為主)、可燃有機物(塑料、廢紙、橡膠、皮革、竹木、布類等)、無機物(煤渣、磚瓦、地灰、玻璃、金屬等)。如果在分撿的前提下能夠實現垃圾的資源化綜合利用,不僅能夠實現垃圾的減量化處理還能夠帶來可觀的經濟效益。

2城市生活垃圾分選

垃圾的資源化、處理的合理化,運轉成本的降低,經濟效益的提高等等,實現這一切的關鍵技術是垃圾的分選。分選技術的依據是垃圾中個組分的物理性質的差異。如密度、顆粒大小、磁化率、光電性質等,利用這種性質差異,選用適當的設備,可將垃圾分成性質相近的若干類。城市生活垃圾的分選是將生活垃圾脫水烘干后,通過輸送帶或鏟車直接輸送到垃圾分選機料槽上,根據各類垃圾的特殊性質通過機械自動分選可把生活垃圾分選為五種:金屬垃圾、可燃垃圾(包括廢紙、廚余垃圾、紡織物、橡膠)、塑料垃圾、有機質垃圾、無機垃圾(包括玻璃、電池、煤灰、磚石)。大致工藝流程如下:

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3生活垃圾綜合處理

3.1可燃垃圾熱解氣化

可燃垃圾是一種優質的生物質能源,有史以來都沒有很好的處理方式,污染非常嚴重。熱解法則很好地解決了這一問題,其是在隔絕空氣的條件下,垃圾在熱解裝置中受熱而使有機質分解,轉化成燃氣。此種方法是近10年多年間研制出來的,屬于一種全新的焚燒理論。由于此種裝置結構簡單,無運動件,設備技術投資成本較低,因此很有發展前途[2]。垃圾氣化裝置將物料一次性或連續性加入垃圾制氣發生器內,進行熱解氣化。燃燒方式采用厭氧燃燒法,生成可燃氣體為混合氣體,主要含有一氧化碳、氫氣、甲烷等。同時氣體在轉化過程中無廢氣和廢水排放,產生的少量灰渣亦是良好的鉀肥,可用作農作物的肥料。過濾下來的焦油可添加在原料內進行二次氣化。清洗用水經五級凈化處理后,循環利用,不需排放。

3.2有機質垃圾堆肥

與分選法相結合,將垃圾中的有機成分進行好氧堆肥,是目前國內采用較多的一種有機質垃圾處理方式。堆肥處理是利用微生物分解垃圾有機成分的生物化學過程。在生物化學反應過程中,有機物、氧氣和細菌相互作用,析出二氧化碳、水和熱并且生成腐殖質。堆肥法在消除其環境污染的同時,能夠殺滅垃圾中的病菌,具有無害化和資源化特征。堆肥處理是針對垃圾中可被微生物分解的有機物,所以堆肥處理是垃圾中有機成分的處理技術,而不是全部垃圾的最終處理技術[3]。目前諸多國家政府正在大力支持垃圾堆肥技術,堆肥銷售有市場,因而堆肥法特別是在發展中國家比較受歡迎[4]。

工程實例:延慶縣垃圾綜合處理項目位于北京市延慶縣小張家口村,處理能力350t/d,占地面積約為2.8公頃。該垃圾綜合處理項目主要目標是將收集來的生活垃圾和餐廚垃圾進行有效的生化處理,通過較為先進的罐式好氧發酵技術將有機物轉化成品質優良的營養土,達到垃圾資源化利用的目的。

3.3塑料垃圾再生處理

塑料再生利用是國家解決資源短缺的一個重大戰略課題。我國石油資源消費缺口很大,塑料原料大量依賴進口的狀況沒有根本性改變,再生塑料便成為解決原料緊缺的捷徑,而且來源豐富、成本低廉。目前廢舊塑料垃圾的再生利用主要包括機械再生利用與化學再生利用。其中機械再生利用的塑料再生顆粒技術屬于比較成熟的塑料再生技術,得到了廣泛的推廣應用。塑料再生顆粒技術是把分選出塑料垃圾經粉碎、清洗、熱熔、切割再生為塑料顆粒原料,用于工業可再生塑料原料[5]。

3.4建筑及焚燒垃圾處理

分選出的碎石、玻璃、磚塊等可直接用于建筑材料的生產。垃圾焚燒產生的主要是爐渣和飛灰,占焚燒比重的20%。灰渣中含有熔渣、玻璃、陶瓷、鐵(占5%-8%)和重金屬如鉛、鉻等。從資源利用和環境影響兩方面考慮, 灰渣必須進行一定的無害化處理,一般采用洗滌,風化去除大部分有毒物質,再進行磁選回收鐵。經過預處理的灰渣多用作筑路骨料,用于路基、堤壩填充。目前利用研究較多是水泥生產和裝飾磚[6~8]。

3.5金屬垃圾處理

城市生活垃圾中通常含有一定比例的金屬垃圾,例如一些日常用品或電子產品中的金屬原件。在被廢棄時不能夠被很好的回收。通過城市生活垃圾的綜合處理,經過分選后能夠得到有效的收集。分選之后產生的金屬垃圾可以直接進行出售,并經過相關廠家加工后投入到生產使用當中。

4結論與展望

城市垃圾綜合處理實現了資源的再生循環利用, 大大減少了物質能源的浪費和污染。近年來的大量研究及工程示范表明, 分選回收在技術上可行, 在經濟上合理。垃圾綜合處理是實現垃圾資源化處理的有效途徑。垃圾的綜合處理是當今世界,垃圾處理的最先進技術,并且代表發展方向。隨著生產力發展水平的提高, 科學技術的進步, 作為城市垃圾的綜合處理發展模式, 在我國未來垃圾處理方案的選擇過程中,必將會起到越來越重要的作用。

雖然我國目前普遍采用生活垃圾混合收集模式,但分類收集對于垃圾處理、資源回收等的重要意義已經得到了廣泛認知,全國很多大中城市開展了分類收集的試點工作,并制定了城市生活垃圾分類收集規劃。隨著經濟實力的增強,生活垃圾收運處理設施的完善,分類收集和綜合處理系統將互相促進,得到更為廣泛的推廣。


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