我国现阶段垃圾处理在科学技术方面的困难

山东省惠民梦天木门 2024-05-18 01:16:10

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近年来，随着社会、经济的迅速发展，垃圾围城的现象备受关注。预计到2010年，我国城市生活垃圾的年排放量将高达2.1亿吨[1]。急剧增加的城市垃圾的排放已成为制约经济发展的重要因素，对人类的生存环境也构成了威胁，如何经济有效地治理这些垃圾，防止污染，也日益成为全社会关注的迫切需要解决的热点问题。 1 城市生活垃圾处理技术研究现状城市生活垃圾按其产生源的不同分为七类：生活居住废物，商业废物，公共机构废物，建设和**废物，农业和畜牧业废物，工业废物及特殊废物，其组分主要由煤灰、纸张、塑料、砖瓦、厨渣、毛骨等组成[2]。这种分类方法尤其适用于发展**家。1996年以前，奥地利、比利时、加拿大、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、日本、卢森堡、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国和新加坡等一些**的生活垃圾处理方法以填埋法为主。此后，随着经济的发展，越来越多的**采用焚烧法。目前，日本、瑞士、比利时、丹麦、法国、卢森堡、瑞典、新加坡等国采用焚烧法处理垃圾的比例，都接近或超过填埋法，而堆肥法在国外已较少使用。对于生活垃圾中可利用物质的回收利用率，在发达**中平均为25%左右，有的高达50%以上。垃圾处理技术最常用的为卫生填埋，焚烧和堆肥，此外还有厌氧消化，热解气化，高温高压液化等。国外形成的垃圾处理方法基本上是卫生填埋、焚烧和堆肥3种，其中以前两种应用最广泛[3]。 1.1 卫生填埋技术卫生填埋是垃圾处理必不可少的最终处理手段，也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。是指对垃圾处理厂按照环境卫生工程技术进行施工，不使掩埋的垃圾对地下水，地表水，土地，空气及周围环境造成污染[4]。美国于1940年开始采用生活垃圾卫生填埋技术——即有控制的生活垃圾填埋技术。国外从20世纪80年代开始在垃圾填埋场防渗处理中使用人工合成材料作为衬底，逐步成为一项成熟的技术得到广泛的应用。通常采用约2mm厚的高密度聚乙烯(hdpe)作为衬底材料，其渗透系数可达10-12～10-13 cm/s。目前，人工合成衬底材料已形成了系列产品，并制定了相应设计和施工标准。垃圾填埋场作业一般由垃圾推土机和垃圾压实机操作，既可提高场地利用率，又可以减少雨水对垃圾的冲刷[5]。现代化大型生活垃圾卫生填埋场大多采用单元填埋法，并对垃圾进行分层压实和每日覆盖。 1.2 焚烧处理技术垃圾焚烧法是一种比较有效的垃圾处理方法。它的减量化、资源化和无害化效果都比较理想。垃圾焚烧技术经过几十年的发展现在已经比较成熟，机械炉排焚烧炉的类型已经基本定型。国外垃圾焚烧发展较早，目前世界年焚烧处理量达1.3亿吨，日本、丹麦垃圾焚烧的比例分别高达95%、56%。我国城市垃圾焚烧技术始于80年代末，在90年代得到了迅速发展，但垃圾焚烧技术在我国使用还不是很广泛。日本的垃圾焚烧率在1981年就已达到85%，垃圾焚烧厂已发展到1983座；法**有垃圾焚烧处理厂50多座，约有90座焚烧炉，每年焚烧垃圾250万～300万吨；意大利罗马市41.7%生活垃圾实行焚烧处理，产生的蒸汽作能源利用，每年可节省上万吨燃油[6]。而在我国，深圳市垃圾焚烧厂是我国引进国外关键技术及主要设备建成的第一座现代化焚烧厂，为我国发展自己的垃圾焚烧技术提供了宝贵的经验。 1.3 堆肥处理技术堆肥技术是实现城市垃圾资源化、无害化的一条重要途径。它不仅可以杀死垃圾中的病源菌，有效处理垃圾中的有机物，而且可生产有机肥料，特别适用农业为主的**，使用堆肥可以增加土壤中的有机成分，有利于增加农业产量。早在20世纪的七八十年代，许多发达**建设了大批机械化程度较高的垃圾堆肥厂，不少**还制定了垃圾堆肥产品的技术标准，并依据相关技术标准生产了多种用途的堆肥系列产品，以适应不同作物、不同土壤和不同用肥途径(如家庭养花、庭院苗圃、园林绿化、农业种植等)的需求[7]。同时也在提高垃圾堆肥产品质量，扩大垃圾堆肥产品销售和拓展垃圾堆肥产品使用范围等方面做了大量工作，有效地推动了垃圾堆肥技术的推广应用。城市生活垃圾堆肥处理是通过生化反应实现的，是一种符合生态要求的垃圾处理方法，而且投资相对较低，操作安全性好，能很好的实现垃圾资源化，是一种较好的垃圾处理方法。但也还存在着很多问题。与发达**相比,我国的垃圾处理技术依然落后。目前世界上垃圾处理技术很多,最常用的是填埋、焚烧和堆肥。此外还有厌氧消化、热解气化、高温高压液化、蚯蚓处理等。这些技术从单纯的垃圾处理发展到处理与资源回收利用相结合,使垃圾处理技术逐渐得到完善。城市垃圾采用工业方法处理是一次重大变革,它使垃圾向深度处理,向无害化、资源化处理迈进了一大步。经过多年的实践、试验和比较之后,国外形成的垃圾处理方法基本上是填埋、焚烧和堆肥3种,其中前两种应用更为广泛。一、垃圾焚烧处理与垃圾制能工业发达**的城市垃圾采用焚烧技术处理呈上升趋势。世界上垃圾焚烧制能居领先地位的是日本和西欧一些**,北欧几个**也在迅速发展。垃圾焚烧制能所以发展如此迅速,主要是垃圾中的**,尤其是纸和塑料大量增加,使垃圾发热量明显提高。如日本的垃圾发热量塑料为8000kcal/kg,纸类为4100-4200kcal/ks。而我国的垃圾发热量平均只有1200-1500kcal/kg。据估计,美国将城市垃圾变成能,可满足全国需能量的3%-5%;农业废弃物变成能,可满足全国需能量的6%;污泥变成能,可满足全国需能量的0.5%。这三者可使美国减少石油进口10%。联邦德国全年需能量的4%-5%靠焚烧垃圾获得,可节约该国2.5%的石油和煤。荷兰阿姆斯特丹市垃圾焚烧发出的电为该市耗电的6%。在当今地球资源日益减少的情况下,如果垃圾仍然采用填埋法处理,无疑是对资源的极大浪费,而垃圾焚烧制能则是社会发展的需要。目前垃圾焚烧制能除了发达**积极扶植和发展外,有些发展**家也建立了或正在筹建垃圾焚烧工厂。城市垃圾焚烧的发展促进了焚烧技术提高,现在大都采用流化床焚化炉,内壁用水墙式结构。新型垃圾焚烧炉具有焚烧稳定、物料燃烧彻底和良好的热回收性能。垃圾焚烧和其他处理方法一样,并非是十全十美的,也有它的缺点,如建设费用昂贵,垃圾焚烧过程中要排放大量烟气,特别是二恶英,对大气有污染;另外,垃圾焚烧厂的设备锈蚀较严重,维修困难。为了克服这些缺点,各国都在研制新型垃圾焚烧炉。1998年,日本研制的垃圾气化熔融炉投入使用,其燃烧温度可高达1500摄氏度,不仅提高了发电效率,而且使余热利用率显著增加。1998年,中科院广州能源研究所开发出了日焚烧生活垃圾15吨的气化焚烧炉,现又开发出日焚烧生活垃圾300吨的气化焚烧炉,采用低温热解气化,高温燃烧,燃烧温度在900摄氏度以上,高温区可达1300摄氏度,烟气在炉内滞留时间可达3秒。低温气化可大大减少对炉排的腐蚀,高温燃烧可防止二恶英的生成,这样气化焚烧炉将使我国垃圾焚烧技术达到国际先进水平。 20210311

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