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城市生活垃圾资源化利用综合研究

浏览次数: 日期:2018-1-17 11:53:51

摘要:城市生活垃圾的处理一直是我国在环境保护和可持续发展中的难题。本文重点讨论了城市生活垃圾的“减量化、无害化、资源化”处理方法和相关工艺。从多角度分析了垃圾资源化利用的优势及可行性。

关键词:生活垃圾;综合处理;垃圾分选;资源化

1绪论

随着城市人口的不断增长,城市化步伐逐渐加快,经济的发展和人们生活水平的提高,带来了城市的繁荣的同时也产生了相应的社会问题,其中生活垃圾的产生与垃圾处理的矛盾日益突出。目前我国处理生活垃圾的主要方式为在没有分捡的情况下进行卫生填埋,少数地方实现了焚烧发电。而在没有分捡的条件下直接倾倒填埋或焚烧,不仅容易造成直接和间接的环境污染,也不利于资源的再生循环利用。

我国每年产生将近1.5亿吨生活垃圾,年平均增长率达到10%[1]。并且城市生活垃圾按照组成特点及性质主要分可分为三大类:可腐有机物(以厨余为主)、可燃有机物(塑料、废纸、橡胶、皮革、竹木、布类等)、无机物(煤渣、砖瓦、地灰、玻璃、金属等)。如果在分捡的前提下能够实现垃圾的资源化综合利用,不仅能够实现垃圾的减量化处理还能够带来可观的经济效益。

2城市生活垃圾分选

垃圾的资源化、处理的合理化,运转成本的降低,经济效益的提高等等,实现这一切的关键技术是垃圾的分选。分选技术的依据是垃圾中个组分的物理性质的差异。如密度、颗粒大小、磁化率、光电性质等,利用这种性质差异,选用适当的设备,可将垃圾分成性质相近的若干类。城市生活垃圾的分选是将生活垃圾脱水烘干后,通过输送带或铲车直接输送到垃圾分选机料槽上,根据各类垃圾的特殊性质通过机械自动分选可把生活垃圾分选为五种:金属垃圾、可燃垃圾(包括废纸、厨余垃圾、纺织物、橡胶)、塑料垃圾、有机质垃圾、无机垃圾(包括玻璃、电池、煤灰、砖石)。大致工艺流程如下:

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3生活垃圾综合处理

3.1可燃垃圾热解气化

可燃垃圾是一种优质的生物质能源,有史以来都没有很好的处理方式,污染非常严重。热解法则很好地解决了这一问题,其是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。此种方法是近10年多年间研制出来的,属于一种全新的焚烧理论。由于此种装置结构简单,无运动件,设备技术投资成本较低,因此很有发展前途[2]。垃圾气化装置将物料一次性或连续性加入垃圾制气发生器内,进行热解气化。燃烧方式采用厌氧燃烧法,生成可燃气体为混合气体,主要含有一氧化碳、氢气、甲烷等。同时气体在转化过程中无废气和废水排放,产生的少量灰渣亦是良好的钾肥,可用作农作物的肥料。过滤下来的焦油可添加在原料内进行二次气化。清洗用水经五级净化处理后,循环利用,不需排放。

3.2有机质垃圾堆肥

与分选法相结合,将垃圾中的有机成分进行好氧堆肥,是目前国内采用较多的一种有机质垃圾处理方式。堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。在生物化学反应过程中,有机物、氧气和细菌相互作用,析出二氧化碳、水和热并且生成腐殖质。堆肥法在消除其环境污染的同时,能够杀灭垃圾中的病菌,具有无害化和资源化特征。堆肥处理是针对垃圾中可被微生物分解的有机物,所以堆肥处理是垃圾中有机成分的处理技术,而不是全部垃圾的最终处理技术[3]。目前诸多国家政府正在大力支持垃圾堆肥技术,堆肥销售有市场,因而堆肥法特别是在发展中国家比较受欢迎[4]。

工程实例:延庆县垃圾综合处理项目位于北京市延庆县小张家口村,处理能力350t/d,占地面积约为2.8公顷。该垃圾综合处理项目主要目标是将收集来的生活垃圾和餐厨垃圾进行有效的生化处理,通过较为先进的罐式好氧发酵技术将有机物转化成品质优良的营养土,达到垃圾资源化利用的目的。

3.3塑料垃圾再生处理

塑料再生利用是国家解决资源短缺的一个重大战略课题。我国石油资源消费缺口很大,塑料原料大量依赖进口的状况没有根本性改变,再生塑料便成为解决原料紧缺的捷径,而且来源丰富、成本低廉。目前废旧塑料垃圾的再生利用主要包括机械再生利用与化学再生利用。其中机械再生利用的塑料再生颗粒技术属于比较成熟的塑料再生技术,得到了广泛的推广应用。塑料再生颗粒技术是把分选出塑料垃圾经粉碎、清洗、热熔、切割再生为塑料颗粒原料,用于工业可再生塑料原料[5]。

3.4建筑及焚烧垃圾处理

分选出的碎石、玻璃、砖块等可直接用于建筑材料的生产。垃圾焚烧产生的主要是炉渣和飞灰,占焚烧比重的20%。灰渣中含有熔渣、玻璃、陶瓷、铁(占5%-8%)和重金属如铅、铬等。从资源利用和环境影响两方面考虑, 灰渣必须进行一定的无害化处理,一般采用洗涤,风化去除大部分有毒物质,再进行磁选回收铁。经过预处理的灰渣多用作筑路骨料,用于路基、堤坝填充。目前利用研究较多是水泥生产和装饰砖[6~8]。

3.5金属垃圾处理

城市生活垃圾中通常含有一定比例的金属垃圾,例如一些日常用品或电子产品中的金属原件。在被废弃时不能够被很好的回收。通过城市生活垃圾的综合处理,经过分选后能够得到有效的收集。分选之后产生的金属垃圾可以直接进行出售,并经过相关厂家加工后投入到生产使用当中。

4结论与展望

城市垃圾综合处理实现了资源的再生循环利用, 大大减少了物质能源的浪费和污染。近年来的大量研究及工程示范表明, 分选回收在技术上可行, 在经济上合理。垃圾综合处理是实现垃圾资源化处理的有效途径。垃圾的综合处理是当今世界,垃圾处理的最先进技术,并且代表发展方向。随着生产力发展水平的提高, 科学技术的进步, 作为城市垃圾的综合处理发展模式, 在我国未来垃圾处理方案的选择过程中,必将会起到越来越重要的作用。

虽然我国目前普遍采用生活垃圾混合收集模式,但分类收集对于垃圾处理、资源回收等的重要意义已经得到了广泛认知,全国很多大中城市开展了分类收集的试点工作,并制定了城市生活垃圾分类收集规划。随着经济实力的增强,生活垃圾收运处理设施的完善,分类收集和综合处理系统将互相促进,得到更为广泛的推广。


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