分析固體廢物的資源化和綜合利用技術

劉鵬

摘 要：隨著傳統(tǒng)能源日益緊缺和環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，人們對于固體廢物的資源化和綜合利用越來越關注。怎樣有效利用生活中的固體廢物，將沒有用的廢料轉化成有用的物質，已成為現(xiàn)在社會各界關注的焦點。由于我國在這方面的研究起步相對較晚，在近幾年雖然也取得一定的成就。但是，根據(jù)調(diào)查分析可以知道，目前的技術還是無法滿足現(xiàn)在社會和經(jīng)濟的發(fā)展需求。因此，該文將對固體廢物的資源化和綜合利用技術進行一定的分析，通過相應的分析來保證固體廢物的有效利用，從而給我們現(xiàn)在的環(huán)境保護和能源節(jié)約做出一定的貢獻。

關鍵詞：固體廢物 資源化 綜合利用技術

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（a）-0077-03

隨著信息時代的到來，人們的生活質量在逐步提高，但是在發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了很多環(huán)境問題。在這些環(huán)境問題中，亟待解決的一個問題就是固體廢物的污染。固體廢物對于環(huán)境污染影響是很廣泛的，例如：固體廢物直接倒進水里或河流中，將嚴重污染水源，降低水的質量。同時這些污染經(jīng)生物鏈的傳遞，給水中的動物和人類帶來了嚴重的危害。因為固體廢物污染問題的嚴重性，人們需對固體廢物的資源化和綜合利用進行不斷地研究，期望能找到適合的技術來處理這一污染問題，減少固體廢料對環(huán)境的污染。

1 資源化的概論

所謂資源化就是將廢物中有用的物質及能量進行再回收和利用，同時降低廢物中其他有害部分對環(huán)境的污染。廢物資源化可以做到物盡其用，防止資源浪費，降低固體廢物對環(huán)境的污染。同時，還能提高整個社會的經(jīng)濟效益。因為我國人口基數(shù)大和技術相對落后的原因，國內(nèi)資源消耗數(shù)量很多，但是資源二次利用的效率偏低，這就造成了資源的很大浪費。據(jù)相關資料統(tǒng)計，我國每年的國民生產(chǎn)總值所消耗的資源是發(fā)達國家的3～4倍，而二次利用率相對發(fā)達國家只有1/4～1/3。從這些數(shù)據(jù)可以看出，我們國家對于固體廢物資源化和綜合利用有待提高，需要加強技術研究才能保證廢物資源的有效利用。

2 固體廢物資源化的相關技術

2.1 固體廢物焚燒處理技術

固體焚燒處理技術就是將固體廢物進行燃燒，將廢物中的資源釋放出來進行再一次的利用。在固體廢物中，通過仔細的觀察可以發(fā)現(xiàn)，在眾多的固體廢物中存在著很多的紙、木、塑料等可燃性固體廢料。這些可燃性固體廢料具有較高的熱值，為了使資源能夠得到充分運用，許多人們出現(xiàn)了將這些可燃性固體廢料代替日常生活中煤的想法。焚燒處理技術是將固體廢料進行高溫溶解和高溫氧化的過程。它具有快速和最大限度降低固體廢料的容納面積的特點，可以做到有效地殺菌和消毒功能。而且在焚燒的過程中，可以將熱能進行再一次的利用，達到了廢物二次利用的效果。在國內(nèi)外，利用焚燒的余熱是能源回收的主要的途徑，也是二次利用重要體現(xiàn)。余熱的用途非常廣泛，可以用來發(fā)電、供熱等。在國內(nèi)，每年垃圾焚燒廠都提供了充足的電量，據(jù)相關資料統(tǒng)計，每噸固體廢物的焚燒可以為我們提供240°電。假設每天焚燒廠每天焚燒800 t的固體廢物燃料，那么每天所能夠提供的就是192 000°電，整年下來所提供的電能是非常充足的。同時，垃圾焚燒廠還具有占地面積小、固體廢料處理快速、對環(huán)境危害較小的優(yōu)點。因此，在國內(nèi)的許多地方都在建設垃圾焚燒處理廠，如，上海、北京、廣州等地方。在國外，如日本，單單只有東京的一個城市就有20多座的垃圾焚燒廠，每年發(fā)電的總量就達到了822億度。所以，縱觀國內(nèi)外，固體焚燒技術在處理固體廢料方面占有著獨特的優(yōu)勢。

2.2 固體廢物堆肥處理

所謂的固體廢物堆肥處理就是微生物的形式將固體廢物進行長時間的有機物發(fā)酵和降解。在這過程中，固體肥料中的有機物經(jīng)過化學反應轉變成為穩(wěn)定的有機質，同時過程中伴隨著高溫的產(chǎn)生，可以進行有效地殺菌和消毒。這些特點的存在，使固體廢物堆肥技術成為了一種沒有危害的衛(wèi)生標準處理技術。一般用來堆肥的固體廢料往往是城市中產(chǎn)生的垃圾和食品廠等場所產(chǎn)生的污泥、下水和糞尿消化污泥等。這種堆肥技術根據(jù)堆肥的方式，可以分為三大類：第一類就是露天堆肥的方法，這種堆肥的方式較簡單，適合那些產(chǎn)生垃圾較快和較多的地方。第二類就是快速堆肥方法，這種相對第一種，在使用范圍的上并沒有第一種使用的那么廣泛。第三類就是半快速堆肥方法，這種堆肥方法介于前面兩種方法之間，可以適當進行推廣和應用。在國內(nèi)，隨著人們生活水平的逐步提高，城市產(chǎn)生的垃圾也在逐漸增多。例如：在2014年時候，我國產(chǎn)生的城市垃圾產(chǎn)量就高達1 000多萬噸，糞便產(chǎn)量為7 000多萬噸。這些固體廢物需要進行堆肥無公害的處理，起到保護環(huán)境的目的。在我國很多地方都實行了堆肥方法，如，北京、天津等一些大中型城市，用途非常廣泛。

2.3 固體廢物衛(wèi)生填埋處理技術

由于近年來人們產(chǎn)生的垃圾數(shù)量在逐步增加，每年產(chǎn)生的城市垃圾都是上千萬噸，單單依靠固體廢料焚燒和堆肥兩種方法，已經(jīng)是遠遠不能滿足現(xiàn)在垃圾處理的需求。為了更快地進行固體廢料的處理，需尋找到一種更加高效的處理技術。衛(wèi)生填埋技術就是在這種背景下誕生了。衛(wèi)生填埋技術相對于其他兩種方法，具有生產(chǎn)成本低且處理量大等優(yōu)點。同時，在環(huán)境污染問題上，處理技術也相對于其他兩種更具成熟性。而且，衛(wèi)生填埋技術能夠促進有機物的分解，對沼氣等技術應用相當成熟。因此，相對于其他兩種的處理方法，這種固體廢物衛(wèi)生填埋技術的應用變得更加廣泛?，F(xiàn)在國內(nèi)外，有很多國家將這種方式當成了主要處理垃圾的方式。例如：在德國，全國大部分的固體廢料都是經(jīng)此方式進行處理。在國內(nèi)，這種垃圾處理方式是近幾年發(fā)展起來的，相對于國外的成熟，國內(nèi)在這種處理方式上，還存在這一定的問題。如，缺少完善的監(jiān)督機制、沒有一定標準和不能進行有效分類，將有毒廢料進行填埋，從而造成更大的環(huán)境污染。這些問題的出現(xiàn)，都需要進行密切關注和分析，從中提高和完善這種衛(wèi)生填埋技術。

3 固體廢物綜合利用技術

3.1 高溫熔融技術

高溫熔融技術應用高溫對固體廢料進行相關處理，該技術主要應用的對象是重金屬和一些有毒廢料。這種技術的特點是具有一定的再生資源化功能，從而可以實現(xiàn)對環(huán)境沒有危害的目的。高溫熔融技術對于固體廢料中的有害物質可以進行很好地掌控，并且可以有效地實現(xiàn)資源二次利用。但是，因為發(fā)展時間過短，這種技術在理論方面還是存在著一定的缺陷，無法對出現(xiàn)的一些問題和現(xiàn)象進行相關解釋和說明。并且在實際的操作過程中，采用這種技術進行固體廢料的處理需要很大的能源，生產(chǎn)成本較高。同時，這種技術使用的過程很復雜，一般人掌握起來都具有一定的難度。因此，這種技術雖然在處理固體廢料的某些方面有著很好的應用，但是也只是局限于一個小部分，不能大范圍進行推廣和使用。

3.2 厭氧降解處理

生物處理固體廢料一般有兩種方式：一種是采用好氧堆肥方式；另外一種是厭氧降解的處理。這兩種方式都是將廢料中有機物質經(jīng)過化學反應，降解成為無害的有機物質。相對于好氧堆肥方式，厭氧降解可以節(jié)省很大一部分能源損耗。因為好氧堆肥進行過程中，需要氧氣參與，這就相當于變相的消耗能源。而厭氧降解不僅不用消耗氧氣，在降解的過程中還會伴隨著新能源沼氣的產(chǎn)生。因此，厭氧降解技術在處理固體有機廢料方面具有良好的作用。據(jù)相關資料表明，利用1 t的固體有機廢料大概可以產(chǎn)生130 m3的沼氣，這些沼氣的產(chǎn)生為我們提供了充足的能源。同時再將這些沼氣進行處理，脫去其中的硫元素，就可以降低沼氣使用對空氣的污染。通過厭氧技術的處理，可以提高社會經(jīng)濟效益，促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，在未來的發(fā)展過程中具有重要的意義。但是這種技術也是存在一定局限性，如，厭氧降解的過程都比較漫長，經(jīng)歷的時間較長久。因此，在未來的發(fā)展過程中需要對這方面進行更多的研究，實現(xiàn)固體廢物綜合有效利用。

3.3 非高爐煉鐵技術

除了其他的兩種技術外，非高爐煉鐵技術也是建設環(huán)境友好型的一個重要途徑。它具有污染低，流程短等特點。非高爐煉鐵，即熔融還原煉鐵，在實際的操作過程中，通過使用高溫焚燒爐，從而實現(xiàn)了環(huán)境無污染及固體廢料資源化。但是相對于高爐煉鐵，非高爐煉鐵具有較低的效率，同時損耗的能量也較多，而且其規(guī)模程度也較小。因此，在某些領域，非高爐技術應用的并不是非常廣泛，只應用于某個行業(yè)，從而導致了現(xiàn)在熔融還原技術沒有得到有效利用。

3.4 熱裂解技術

因為固體廢料內(nèi)部結構是由很多的有機物質構成的，熱裂解技術就是應用很高的熱能將大分子量中的有機物轉變?yōu)楦〉牡头肿游镔|，從而達到固體廢料的裂解和綜合利用的一門技術。相對于焚燒技術會釋放大量的氣體，熱裂解是應用熱量進行裂解的，在這過程中沒有氧氣進行參與，只會排出少量的氣體。因此，熱裂解技術對環(huán)境造成的污染是很小的。同時，對于固體廢料中有害的物質，如，硫、重金屬等，經(jīng)過裂解都會轉變成為炭黑的一部分。只要將這些炭黑處理掉，就不會引起環(huán)境的污染。但是這種技術在處理固體廢料時所損耗的成本是非常巨大的，限制了這種技術的應用和發(fā)展。

4 固體廢料綜合利用

4.1 廢塑料的處理

因為一次性袋子有使用方便快捷的特點，其在社會中應用的范圍是很廣泛的。但是，塑料袋被拋棄的數(shù)量也在逐步增多。據(jù)相關調(diào)查，每年北京廢塑料袋占城市垃圾的比例為3%～4%，相當于每年北京會產(chǎn)生十幾萬的廢塑料袋。而且這些塑料袋的化學構成是聚合或者縮合大分子，化學結構穩(wěn)定，很難被降解。同時，在塑料袋生產(chǎn)的過程中，往往都添有其他的化學物質，這種化學物質或多或少都具有一定的毒性。因此，對于廢塑料帶的處理，無論是填埋或焚燒都需要考慮這些特性。另外，廢塑料還具有一個特點，就是在低溫的條件下，廢塑料會軟化成塑。通過利用這個特點，對廢塑料進行降解和再利用是可行的。目前，在國內(nèi)，對于廢塑料的處理方式，更多的是將廢塑料轉化制作成汽油。國內(nèi)對于這項技術的應用相對較成熟，期間的轉化率為80%左右。另外，部分單位也有將廢塑料制成涂料。這種生產(chǎn)工藝具有簡單、無污染等特點。

4.2 廢渣的處理

隨著近幾年工業(yè)化進程的推進，產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的廢渣數(shù)量也在增多。廢渣大致可以分為3大類：第一類是鋼鐵廢渣；第二類是有色金屬廢渣；第3類是化工廢渣。對于第一類鋼鐵廢渣的處理一般是進行回收做建筑和道路的材料。在我國，由于生產(chǎn)技術的原因，現(xiàn)在工廠煉鋼一般都會有150～200 kg的廢鋼渣產(chǎn)生，這些固體廢鋼渣具有很大的回收價值。針對鋼渣的回收利用，現(xiàn)在市面上主要有鋼渣熔融水泥、鋅渣制備氧化鋅等技術。對于第二類有色金屬廢渣，因為這種廢渣往往都含有其他的金屬成分?？梢詫⑦@些有色金屬廢渣進行提煉，從而獲得其中的稀有金屬，達到固體廢料的二次資源開發(fā)利用。針對第三種的化工廢渣，這種化工廢渣一般都帶有有毒、有害物質，對于它的處理具有很大的困難?？梢詫⑦@些廢渣進行分類，將沒有危害的化學廢渣用來制作磚、水泥等原料。將有危害卻含有貴金屬元素的化工廢渣進行提煉和分離，從中將這些貴金屬提取出來，提高社會生產(chǎn)效益。至于那些有毒且不含貴金屬元素的化工廢渣，則需要加強技術的研究，爭取做到固體廢料的有效綜合利用。

5 結語

通過該文的探析可以知道，固體廢物作為當今社會環(huán)境污染的主要原因之一，其存在的類型和數(shù)量都非常多，并且廢料組成機構和成分也都非常復雜。針對固體廢料的資源化和綜合利用，我國需要加強這一方面的技術研究。雖然在近幾年，國內(nèi)在固體廢料處理和利用方面取得了一定的成績。但是相對于發(fā)達國家來說，其發(fā)展還是存在著一定的差距。而且，固體廢物資源化作為當今具有廣闊發(fā)展前景的行業(yè)之一，對社會經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。因此，該文通過對固體廢物資源化和綜合利用的探究，期望在這方面提供一定的幫助，實現(xiàn)社會經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]陳應強，馮華軍，陳務江.浙江省典型行業(yè)含鈣類廢物特性調(diào)查及水泥資源化綜合利用可行性分析[J].浙江大學學報：理學版，2013（1）：76-82.

[2]高東峰，黃進，林翎，等.工業(yè)固體廢物綜合利用技術評價淺析[J].標準科學，2013（4）：16-19.

[3]孫堅，耿春雷，張作泰，等.工業(yè)固體廢棄物資源綜合利用技術現(xiàn)狀[J].材料導報，2012（11）：105-109.

[4]陶春霞，周硯屏，翁明啟.工業(yè)固體廢物資源綜合利用現(xiàn)狀及展望[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013（11）：37-38.

[5]劉建偉，夏曉華，劉賓，等.城市固體廢物綜合處理技術與工程實踐探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2011（6）：19-21.