無廢城市的固廢處理與資源化利用途徑思考

王雅茜

（安徽環(huán)境科技研究院股份有限公司，安徽 合肥 230093）

引言

近年來，我國逐步推進城市化，但是伴隨而來的是水體污染、土壤污染、固體廢物污染等問題越來越嚴重。在這些污染問題中，尤以固廢污染問題對城市的可持續(xù)發(fā)展影響最為巨大，其不僅會加劇人類發(fā)展與資源之間的矛盾，還會對城市居民的身體健康造成威脅。如何妥善處理固體廢物，提高固體廢物的資源化利用率，成為相關(guān)人士思考的重點。

1 城市固體廢物的產(chǎn)生原因及危害

1.1 城市固體廢物產(chǎn)生的原因

在我國持續(xù)推進城市化建設(shè)的過程中，越來越多的農(nóng)村人口涌向城市，隨著城市發(fā)展水平的提高，城市居民的生活條件也得到了明顯改善。但是生活方式與生活習(xí)慣的調(diào)整，使得人們在日常生活中產(chǎn)生了更多垃圾。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，我國每年會產(chǎn)生超過2億噸的固體廢物，其中尤以建筑垃圾占比最大。在城市化建設(shè)進程中，城市建筑工程的施工規(guī)模與施工數(shù)量明顯擴大，由此而產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量也越來越多，這些建筑垃圾中摻雜著大量的建筑材料和工程渣土，如果不能妥善處理這部分建筑垃圾，必然會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染并產(chǎn)生嚴重的資源浪費現(xiàn)象。目前，很多人還不具備較強的資源回收利用意識，很多資源的利用價值還沒有得到充分發(fā)揮，就已經(jīng)被填埋或丟棄處理了。

1.2 固體廢物對生態(tài)環(huán)境的危害

固體廢物中存在大量的重金屬、有機污染物和有害物質(zhì)。表1為固廢物質(zhì)的主要物理構(gòu)成。

表1 固廢物質(zhì)的主要物理構(gòu)成

1.2.1 重金屬物質(zhì)

固體廢物中的重金屬物質(zhì)，如果沒有得到及時、妥善地處理，并逐漸滲透到土壤環(huán)境中，不僅會對土壤環(huán)境造成污染，還有可能繼續(xù)滲透到地下水系統(tǒng)當中，對地下水質(zhì)產(chǎn)生影響。當?shù)叵滤晃廴?，周圍的生態(tài)環(huán)境也會受到相應(yīng)的影響。

1.2.2 有機污染物

固體廢物中的有機污染物，會對植物的健康生長產(chǎn)生影響，使農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量大幅度下降。如果這些有機污染物進入水體環(huán)境中，必然會污染水體生態(tài)，破壞水生態(tài)的平衡。

1.2.3 粉塵物質(zhì)與有害氣體物質(zhì)

固體廢物中的粉塵物質(zhì)與有害氣體物質(zhì)，如果不經(jīng)處理就直接排放到空氣中，必然會對周圍的大氣環(huán)境產(chǎn)生影響，并對處于大氣環(huán)境中的人類和動物產(chǎn)生影響。

2 無廢城市的固廢處理技術(shù)

2.1 焚燒處理技術(shù)

在處理固體廢物的過程中，焚燒處理技術(shù)的應(yīng)用頻率非常高。在應(yīng)用焚燒處理技術(shù)時，相關(guān)人員需要先對固廢物質(zhì)進行初步分析，然后將具有燃燒性質(zhì)的固體廢物分揀出來，投放到高溫爐中進行焚燒處理[1]；并利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，對廢物燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳和其他尾氣進行篩選、處理和排放；最后再對經(jīng)過焚燒的垃圾進行填埋，或者應(yīng)用到水泥等建筑材料的制作當中，發(fā)揮其二次利用價值。焚燒處理技術(shù)可以快速分解固廢物質(zhì)，將固廢物質(zhì)的體積減少到原來的84%。目前，很多城市在對固廢物質(zhì)進行焚燒處理時，直接將焚燒處理技術(shù)與水泥技術(shù)等其他技術(shù)進行結(jié)合，既保證了城市固廢物質(zhì)的處理效率，又提高了經(jīng)濟效益。需要注意的是，應(yīng)用焚燒處理技術(shù)，需要提前對固廢物質(zhì)進行分類處理，而這不僅會讓整個焚燒環(huán)節(jié)變得異常復(fù)雜，還會增加固廢物質(zhì)的焚燒處理成本。

2.2 堆肥處理技術(shù)

堆肥處理技術(shù)是將固體廢物中的有機質(zhì)作為原材料，與人畜糞尿和其他植物殘體混合在一起，通過堆制腐解形成有機肥料的處理技術(shù)。堆肥處理技術(shù)應(yīng)用中使用到的堆制原理、堆制材料及其肥分組成與性質(zhì)，與廄肥有著較高的相似度，所以又被叫做人工廄肥。雖然堆肥處理技術(shù)的應(yīng)用工藝比較簡單，但是依然需要持續(xù)進行完善。例如，相關(guān)單位可以使用厭氧微生物和好氧微生物，對固廢物質(zhì)進行發(fā)酵處理。需要注意的是，在城市的現(xiàn)代化發(fā)展過程中，產(chǎn)生的固廢物質(zhì)種類非常多，并不是所有的固廢物質(zhì)都能使用同一種微生物進行發(fā)酵，所以為了保證堆肥處理技術(shù)的應(yīng)用效果，需要提升堆肥處理的針對性。工作人員需要分析固廢物質(zhì)的特點，并在此基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的微生物種類和堆體，確保微生物能夠分解固廢物質(zhì)中的有機物。

2.3 填埋處理技術(shù)

針對城市居民日常生活中產(chǎn)生的生活垃圾，可以將其做好分類處理后進行無害化填埋處理。固廢物質(zhì)中的廚余垃圾經(jīng)過填埋處理后，會發(fā)生發(fā)酵和腐化反應(yīng)，為土壤質(zhì)量的改善打好基礎(chǔ)。固廢物質(zhì)中的建筑垃圾存在大量的棄土和棄料，這些建筑垃圾可以填埋到地基、路基當中；鋼架結(jié)構(gòu)則能夠以廢鐵的方式被回收利用；裝飾裝修的廢棄塑料也具有較高的回收利用價值。填埋處理技術(shù)的應(yīng)用，主要包含三種填埋方式，即傳統(tǒng)填埋方式、生態(tài)填埋方式和衛(wèi)生填埋方式[2]。其中傳統(tǒng)填埋方式對土壤環(huán)境的污染比較嚴重，目前已被市場所淘汰。衛(wèi)生填埋方式雖然是對傳統(tǒng)填埋方法的優(yōu)化，但是填埋場內(nèi)的氣體、顆粒物和滲濾液等也會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成污染，所以這種填埋方式僅適用于無害無毒物質(zhì)的處理。另外這種填埋方式還會占用較大的土地面積，存在嚴重的土地資源浪費現(xiàn)象。而生態(tài)填埋方式則是對衛(wèi)生填埋方式的進一步完善，其既需要對填埋場進行封頂處理，使填埋場中的差異沉降得到控制，還不影響相關(guān)土地資源的有效應(yīng)用，如在填埋場上方進行其他建筑或者公園等的建設(shè)。與前兩種填埋方法相比，這種填埋技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出了安全、經(jīng)濟、高效以及環(huán)保等優(yōu)勢。圖1為現(xiàn)代垃圾衛(wèi)生填埋場的系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1 現(xiàn)代垃圾衛(wèi)生填埋場的系統(tǒng)構(gòu)成

3 無廢城市的固廢資源化利用策略

3.1 做好固廢物質(zhì)的預(yù)處理

要想將無廢城市發(fā)展理念落到實處，我們需要利用物理方法、化學(xué)方法或熱處理方法等，對固體廢物進行無害化處理，防止固廢物質(zhì)中的有害物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境、人類健康以及動植物的健康生長產(chǎn)生影響[3]。但是要想保證固廢物質(zhì)的無害化處理質(zhì)量，相關(guān)人員不僅要對原生垃圾進行預(yù)處理，篩選出其中的無機物和碳水化合物，還要根據(jù)垃圾分解后的物質(zhì)及用途，選擇后續(xù)的處理技術(shù)，例如焚燒技術(shù)、堆肥技術(shù)或填埋技術(shù)等。

3.2 加強對固廢物質(zhì)的綜合管理

針對固廢物質(zhì)的資源化利用，需要先做好對固廢物質(zhì)的綜合管理。首先，相關(guān)部門需要引導(dǎo)企業(yè)改造生產(chǎn)技術(shù)，以減少固廢物質(zhì)的產(chǎn)生量，從根源上加強對固廢物質(zhì)的控制。例如，可以利用厭氧沼氣工程進行糞污處理；利用等離子體技術(shù)對金屬類固廢物質(zhì)進行處理；利用熱裂解綜合粗粒技術(shù)對工業(yè)固廢進行處理；利用建筑垃圾再生利用技術(shù)對建筑垃圾進行處理等。其次，可以在城市中建立垃圾分揀中心，對垃圾進行分類處理，借此提高一般固廢物質(zhì)的利用價值，加強對混合垃圾處理的成本控制。再次，相關(guān)人員應(yīng)對科研院所和大型企業(yè)進行引導(dǎo)，使其將新型材料和新型技術(shù)應(yīng)用到一般固廢的處理當中，加大對固廢二次利用新項目的孵化扶持力度。例如，針對淤泥、污水處理形成的污泥，可以在對其進行重金屬脫除處理后充當堆肥；還可以將微生物分解技術(shù)與堆肥技術(shù)結(jié)合在一起，使固廢物質(zhì)形成與腐殖質(zhì)有著較高相似度的物質(zhì)，從而在有效處理固廢物質(zhì)的同時，改善土壤環(huán)境。最后，相關(guān)部門還要強化監(jiān)管技術(shù)手段的使用，并引導(dǎo)城市居民參與到對固廢物質(zhì)的處理與監(jiān)管當中。

3.3 有效應(yīng)用分選技術(shù)

在處理固廢物質(zhì)的過程中，應(yīng)用分選技術(shù)能夠?qū)⒐虖U物質(zhì)中具有可回收利用價值的物質(zhì)篩選出來，以及將后續(xù)處理難度較大或處理工藝要求較高的物質(zhì)篩選出來。分選技術(shù)主要包含人工分選技術(shù)和機械分選技術(shù)。人工分選技術(shù)的應(yīng)用不僅容易影響工作人員的身體健康，還無法保證分選的有效性[4]；而機械分選技術(shù)的應(yīng)用，則存在分選效率低、垃圾纏繞以及破袋等問題。將人工分選技術(shù)與機械分選技術(shù)結(jié)合在一起，即先利用機械分選方式將垃圾分成大件垃圾和小件垃圾，利用過濾篩將塑料、橡膠等固廢物質(zhì)進行篩選處理，然后再利用人工方式進行進一步分揀，最后對具有回收利用價值的固廢物質(zhì)進行加工。需要注意的是，要想合理利用分選技術(shù)，提高資源的共享程度，相關(guān)單位需要引入相對先進的機械化設(shè)備。

3.4 將固廢物質(zhì)應(yīng)用到水泥制造領(lǐng)域

水泥制造是一個能源非常密集的領(lǐng)域，水泥材料也是當今時代應(yīng)用非常廣泛的建筑材料，水泥材料在制作過程中會產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體和其他溫室氣體。將工業(yè)固廢物質(zhì)應(yīng)用到水泥、水泥混凝土等水泥替代品的制造當中，不僅可以顯著提高固廢物質(zhì)利用的有效性，還可以緩解我國建筑材料資源緊缺的現(xiàn)象，為環(huán)境保護工作的開展和城市經(jīng)濟發(fā)展水平的提高打好基礎(chǔ)。固廢物質(zhì)中的很多物質(zhì)都能作為水泥、水泥混凝土等建筑材料的生產(chǎn)原材料，并且應(yīng)用這些固廢物質(zhì)不僅可以減少水泥、水泥混凝土等生產(chǎn)過程中的碳排放量，還可以降低水泥、水泥混凝土等建筑材料對生態(tài)環(huán)境的影響。目前，我國已經(jīng)開始利用各類工業(yè)固體廢棄物，生產(chǎn)無水泥熟料或少水泥熟料凝膠材料。

3.5 加強對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)

要想對固廢物質(zhì)進行資源化利用，還需要加強對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。首先，相關(guān)部門應(yīng)將技術(shù)管理人員組織在一起，進行外出考察學(xué)習(xí)，或者通過參加各種固廢資源化利用技術(shù)學(xué)術(shù)會議的方式，提高技術(shù)管理人員的技術(shù)素養(yǎng)和管理水平，確保其可以對固廢物質(zhì)的資源化利用進行規(guī)范化管理。其次，相關(guān)部門應(yīng)做好固廢物質(zhì)資源化利用與處置類科技項目的立項工作，并與教育部門聯(lián)合，鼓勵并支持大學(xué)生在固廢物質(zhì)的資源化利用方面進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；同時還要對大宗固廢物質(zhì)的綜合處理予以關(guān)注，做好針對性技術(shù)的研發(fā)與推廣，然后借助階段性經(jīng)費下?lián)苤贫群酮剟羁冃е贫鹊膶嵤?，為各類科技項目的順利完成提供保證。再次，相關(guān)部門可以從社會上引入一批優(yōu)秀的固廢物質(zhì)資源化利用專業(yè)人才和科技人才，然后整合企業(yè)、政府、高校、科研院所以及社會資本的力量，打造“產(chǎn)學(xué)研用”的一體化創(chuàng)新模式，相關(guān)固廢處理企業(yè)也要設(shè)置專門的固廢物質(zhì)資源化利用技術(shù)研究中心。最后，企業(yè)應(yīng)淘汰過于落后的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，從根源上減少固廢物質(zhì)的產(chǎn)生；研發(fā)現(xiàn)代化的固廢處理技術(shù)、處理設(shè)備以及處理工藝，對原本傳統(tǒng)、落后的固廢資源化利用產(chǎn)業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級，提升固廢資源化利用產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展價值，防止在固廢物質(zhì)處理過程中出現(xiàn)嚴重的二次污染問題。

3.6 完善固廢物質(zhì)處理監(jiān)管制度

首先，相關(guān)部門應(yīng)對固廢集中收運體系進行完善，對固廢集中收運平臺進行升級，促進小微產(chǎn)廢企業(yè)廢物資源化利用技術(shù)的發(fā)展；對現(xiàn)有的固廢產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進行創(chuàng)新，以種類、成分和性狀等特征為標準，對固廢物質(zhì)進行分類，提升固廢產(chǎn)業(yè)發(fā)展的精準性與針對性。其次，相關(guān)部門應(yīng)對固廢產(chǎn)業(yè)企業(yè)的實際情況進行實時評價，并采用差異化的監(jiān)督管理制度，根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況和固廢資源化利用行業(yè)的發(fā)展趨勢，制定有針對性的固廢物質(zhì)綜合管理措施，提高固廢物質(zhì)資源化利用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平。最后，相關(guān)部門還應(yīng)優(yōu)化和完善固廢資源化利用產(chǎn)業(yè)集中收運體系，完善固廢物質(zhì)再生新產(chǎn)品的標準化利用、行業(yè)化利用以及質(zhì)量化利用體系；設(shè)置剛性約束指標體系，對所有的固廢物質(zhì)資源化利用環(huán)節(jié)進行嚴格的考核與監(jiān)督，為固廢物質(zhì)資源化利用產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，在城市發(fā)展水平不斷提高的形勢下，城市運行中產(chǎn)生的固廢物質(zhì)也越來越多。目前，常用的固廢物質(zhì)處理技術(shù)主要有填埋處理技術(shù)、焚燒處理技術(shù)和堆肥處理技術(shù)三種。要想提高固廢物質(zhì)的處理質(zhì)量，實現(xiàn)固廢物質(zhì)的資源化利用，我們不僅要做好固廢物質(zhì)的預(yù)處理、分揀等工作，還要根據(jù)實際情況將其應(yīng)用到水泥制造等領(lǐng)域中。另外，為了促進我國固廢物質(zhì)資源化利用產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)部門還需要加強對固廢物質(zhì)的綜合管理，完善相關(guān)的監(jiān)管制度，加大對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度。