淺談城市固體廢物資源化處理

摘?要：本文主要介紹城市固體廢物的產(chǎn)生現(xiàn)狀及如何實現(xiàn)資源化利用，重點介紹城市固體廢物資源化利用中存在的問題及解決辦法，并且對城市固體廢物的二次污染防治提出針對性建議。

關(guān)鍵詞：城市固體廢物;污染;分類回收;資源化

隨著社會發(fā)展，城市固體廢物產(chǎn)生量越來越多，但人們對城市固體廢物的處理能力與技術(shù)卻顯得捉襟見肘。城市固體廢物處理問題已經(jīng)上升到全球性的問題，發(fā)達國家在此問題上處于較為領(lǐng)先的水平，而我國作為一個世界上最大的發(fā)展中國家，城市固體廢物處理技術(shù)較為落后，處理任務(wù)也較為緊迫。由此，城市固體廢物的減量化，資源化及無害化成為我們目前急需研究及踐行的任務(wù)。資源化處理具有有效益、可持續(xù)等突出優(yōu)點，發(fā)展前景非常好。本文將著重介紹城市固體廢物的資源化處理。

1 城市固體廢物的產(chǎn)生現(xiàn)狀及污染途徑

1.1 產(chǎn)生現(xiàn)狀

城市固體廢物大體分為生活垃圾，工業(yè)生產(chǎn)固廢，醫(yī)療廢物，給排水處理污泥，建筑垃圾等。經(jīng)統(tǒng)計，2018年全國大、中城市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為13.1億噸，工業(yè)危險廢物產(chǎn)生量為4010.1萬噸，醫(yī)療廢物產(chǎn)生量為78.1萬噸，生活垃圾產(chǎn)量為20194.4萬噸[1]。城市固廢產(chǎn)量不僅總量巨大、種類繁多，同時也呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢，雖有危害性但也有可利用的相對性。

1.2 污染途徑

城市固體廢物對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在土壤，水體，大氣等方面。在土壤方面，城市固體廢物中的有毒有害物質(zhì)通過水的溶解下滲到土壤中，具有危害性和難修復(fù)性，有害物質(zhì)并可能隨著生物鏈逐步危害到人類。在水體方面，城市固體廢物中含有的大量有機物在經(jīng)過腐爛分解和發(fā)酵后，隨水流侵入江河湖泊海洋系統(tǒng)，造成富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水華爆發(fā)，水體發(fā)臭等嚴重不良反應(yīng)。其次，固體廢物中含有的有毒有機物及重金屬元素可導(dǎo)致水中生物大范圍死亡。此外，水體污染經(jīng)過灌溉農(nóng)田導(dǎo)致土壤和水體交叉污染，最終下滲危害到地下水，具有隱蔽性，難以修復(fù)性，對人類健康造成極大威脅。對大氣的危害主要表現(xiàn)在城市固廢經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的氮氧化物，硫化物等，對環(huán)境造成極大危害，更為可怕的是對動物具有顯著致癌性。

2 城市固體廢物資源化利用及存在的問題

2.1 城市固體廢物的分類回收

城市固體廢物中含有大量可回收資源，如塑料制品，紙質(zhì)物品，金屬等，經(jīng)過分類回收又可以重新為人們服務(wù)，并且創(chuàng)造價值，既減少對環(huán)境的污染，又降低了固廢的占地面積。分類回收方法可分為手工分選，磁選分類，風(fēng)力分選。[2]

2.1.1 金屬的分類回收

在城市生活垃圾方面，從源頭規(guī)范垃圾分類，人工分選往往起到很大作用，在垃圾預(yù)處理廠，經(jīng)過磁選，帶有磁性的金屬很容易被選出。建筑垃圾中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中含有大量的鋼筋，在當(dāng)?shù)亟?jīng)過破碎，裁剪，收集即可達到再回收的目的。

2.1.2 塑料制品的分類回收

塑料制品具有品種多，密度各異，不易降解，可回收的特點，在源頭通過手工分揀，大部分的塑料制品被回收，在分選廠可采用風(fēng)力分選，其中質(zhì)量輕體積大的塑料袋，膜等易于回收，通過不斷震蕩，可加快輕質(zhì)塑料的回收。

2.1.3 紙質(zhì)物品的分類回收

紙質(zhì)物品易于降解，方便回收，但由于其污染環(huán)境的特性，回收或燃燒是其主要的處理方式，紙制品經(jīng)過回收，二次加工可制成再生紙，可用于報紙，外封包裝紙等。從源頭篩選仍是紙制品回收的主要方式，紙箱，大批的書本，報紙都可直接回收利用。在分選廠中由于濕度，紙制品已經(jīng)不再容易回收，烘干再回收成本增加，所以一般焚燒處理更具優(yōu)勢。

2.1.4 建筑垃圾的分類回收

建筑垃圾主要分為渣土和拆除物。渣土中含有大量土壤、砂礫，主要用于基坑回填和道路基礎(chǔ)。拆除物成分復(fù)雜，大部為鋼筋混凝土，磚，木材，玻璃，塑鋼等產(chǎn)品，主要分類回收方式為人工分揀，破碎分揀后，殘渣可制成骨料，經(jīng)添加矸石，水泥等，可制成再生磚。骨料經(jīng)篩選，除雜，又可用作建材原料。

2.1.5 分類回收存在的問題

（1）從源頭分離是重要的分類方式，但城市固廢往往不經(jīng)分類，有價固廢和無用固廢難以分離。（2）分離需要耗費大量人力財力，導(dǎo)致造價過高。（3）回收再造品由于安全問題不被市場及消費者認同。（4）源頭分離過程中居民不配合，不自主的問題。（5）國家對垃圾分類回收的法律并不健全，實行起來也非常困難，公民環(huán)保意識薄弱。

2.2 城市固體廢物的焚燒處理及資源化利用

城市固廢中含有的大量有機物經(jīng)過焚燒處理大都可以分解，焚燒后體積甚至可減少90%，具有處理量大，無害化，熱量可回收等特點。資源化利用表現(xiàn)在垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱量可用于發(fā)電，城市供熱，產(chǎn)生的爐渣既可以填埋，也可以制磚。垃圾中含有的大量可燃有機物是其焚燒的基礎(chǔ)，垃圾在經(jīng)過分揀后，含有大量有機物的城市垃圾適于投入焚燒爐中燃燒處理。一般要求，垃圾可燃成分為30%～40%以上，低位發(fā)熱值在6280kJ/kg以上，垃圾含水率50%以下，垃圾能夠自燃穩(wěn)定焚燒，不但可以滿足爐膛內(nèi)煙氣850℃/2s的要求，而且可以滿足工質(zhì)發(fā)電的需要，有效利用能源。目前循環(huán)流化床垃圾發(fā)電機組是垃圾發(fā)電的主流方式。[3]一般來說，焚燒發(fā)電廠依靠售電能實現(xiàn)運營，再加上國家補貼，完全可實現(xiàn)盈利。

城市固廢焚燒處理及資源化利用存在的問題。（1）燃燒產(chǎn)生有毒有害氣體，對大氣環(huán)境造成二次污染。（2）分類差或濕度高造成的燃燒經(jīng)濟效益低。（3）并不是所有城市固廢適合燃燒，難以達到國家預(yù)計的垃圾焚燒任務(wù)。（4）垃圾焚燒處理廠自身建廠的難題。

2.3 城市固體廢物的微生物處理及資源化利用

城市固廢微生物處理主要是對有機固廢進行微生物處理，基本包括好氧堆肥法和厭氧消化法兩大方面。這兩種方法的特點是都是利用微生物處理，有效降低垃圾容積，二次污染相對較小，資源浪費小節(jié)約能源，生成物穩(wěn)定，可利用程度高。

2.3.1 好氧堆肥法

好氧堆肥處理就是利用自然界中各種微生物，好氧條件下，加快對固體廢物中的有機物進行處理并轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。好氧堆肥處理后可使生活垃圾體積減少50%-70%，固形物含量約為55%-60%的，含有大量有機物的固廢適合此種處理方法。堆肥可用作農(nóng)作物的肥料。

2.3.2 厭氧消化法

厭氧消化處理，顧名思義就是在厭氧條件下，利用厭氧微生物對含有有機質(zhì)的廢物（包括液態(tài)和固態(tài)）進行處理，此法一般適合固形物含量較低的含有機物的固廢。厭氧消化資源化利用表現(xiàn)在產(chǎn)生的甲烷和發(fā)酵殘液可作為肥料。利用固體床酸化反應(yīng)器與液體床甲烷反應(yīng)器處理是較為好的選擇。

2.3.3 城市固體廢物微生物處理資源化利用存在的問題

（1）固廢中含有的重金屬處理難度大，對后續(xù)環(huán)境造成污染。（2）堆肥產(chǎn)物市場化存在難題，科學(xué)合理使用未提上日程。（3）污泥和廚房微生物處理后產(chǎn)物鹽分過高，進入土壤會引起鹽類的積累。[4]（4）堆肥帶入的硝態(tài)氨經(jīng)雨水沖刷和土壤滲瀝容易轉(zhuǎn)移，污染地下水。

3 應(yīng)對措施及結(jié)論

3.1 預(yù)處理環(huán)節(jié)應(yīng)對措施

城市固廢不管是在回收，高溫處理還是微生物處理方面，前期的預(yù)處理是至關(guān)重要的一環(huán)，預(yù)處理就是在垃圾處理之前要做的工作，主要的工作就是垃圾分類，只要城市固廢分類分的徹底、詳細，后續(xù)將會減少一系列的麻煩，降低成本，容易處理，產(chǎn)物單一等都是經(jīng)過良好預(yù)處理帶來的好處。措施：（1）采取強制垃圾分類，按屬性分為可回收和不可回收及有毒有害垃圾三大類。目前上海、北京、深圳等一線城市已經(jīng)開始或正在試點，太原、鄭州、無錫等城市也在跟進。教育和法律方面并進，雙管齊下。使市民建立起習(xí)慣。（2）環(huán)衛(wèi)公司統(tǒng)籌組織人員進行收集時分類，環(huán)衛(wèi)工人在清掃垃圾時，小型垃圾車分為可回收倉和不可回收倉，從源頭分類，各級政府在財政方面要予以支持。（3）分類好的垃圾要壓實，方便預(yù)處理前運輸。（4）分區(qū)域就近建立垃圾預(yù)處理站及回收站，在建立完整的分班制度，降低垃圾預(yù)處理及運輸費用，打通垃圾回收和處理環(huán)節(jié)，從而形成一套完整的回收-運輸-預(yù)處理-運輸?shù)南到y(tǒng)。（5）預(yù)處理后依照規(guī)定按屬性進行分類，壓縮打包，輸送到指定的再處理廠。（6）建筑行業(yè)垃圾可參照工業(yè)固廢。（7）國家必須出臺相關(guān)法律法規(guī)進行規(guī)范，要讓整個行業(yè)有所參照，良性發(fā)展。

3.2 處理及市場化環(huán)節(jié)應(yīng)對措施

3.2.1 分類回收

分類回收處理的難題大部分在預(yù)處理階段，預(yù)處理解決后，對于再生物品市場難以接受的問題。首先企業(yè)要提高自己產(chǎn)品的質(zhì)量，小作坊式的違法生產(chǎn)要取締。其次政府機關(guān)要有所作為，制定政策，予以補貼，執(zhí)法要嚴，從官方給定一個態(tài)度。然后企業(yè)自身要加強宣傳，增加再生物品良好形象，實現(xiàn)跨行業(yè)發(fā)展，加大科研創(chuàng)新。

3.2.2 焚燒處理

城市垃圾焚燒產(chǎn)生的有有害氣體，通過一系列工藝可減少其排出量，主要任務(wù)是脫酸，脫硝，除塵，除二噁英、重金屬等致癌物。脫酸主要工藝是干法、半干法和濕法，目前半干法由于其良好的處理效果較為廣泛運用。除二噁英等致癌物及重金屬通常采用活性炭吸附法。除塵采用煙氣過濾法。脫硝可利用化學(xué)反應(yīng)（催化還原脫硝法）除去。整套流程可參照樊彥玲等人提出的“SDA半干法旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫酸技術(shù)+消石灰噴射+活性炭噴射+布袋除塵器+SCR脫硝（帶煙氣再熱系統(tǒng)）”[5]。

城市固廢過濕或有機物含量不達標(biāo)等問題，需要在預(yù)處理階段對垃圾進行烘干處理，并且在燃燒前摻入廉價的煤等燃料。預(yù)處理廠商根據(jù)成本可對發(fā)電廠商收取一定費用。流化床處理技術(shù)通過將垃圾吹脫也有助于降低垃圾濕度，提高燃燒率。

3.2.3 微生物處理

微生物處理問題集中于堆肥產(chǎn)物和發(fā)酵殘液作為肥料難以廣泛普及、污染土壤。

因此微生物處理產(chǎn)物要經(jīng)過開發(fā)深加工，提高肥效，像優(yōu)良化肥一樣便于被農(nóng)民接受及方便施灑，再進行一定的廣告營銷。污染問題也需要在深加工時將重金屬進行提取，達到國家的無害化標(biāo)準(zhǔn)。歸根結(jié)底是建立一套完整的處理鏈，不僅要將城市固廢微生物處理，還要將產(chǎn)物適應(yīng)市場進一步處理。該產(chǎn)業(yè)還需要政府的引導(dǎo)及扶持，可先在經(jīng)濟發(fā)達區(qū)進行。

4 結(jié)論

城市固體廢物的資源化利用，既減少對環(huán)境的污染，又造就了經(jīng)濟利益，為循環(huán)發(fā)展打下了基礎(chǔ)，符合科學(xué)發(fā)展觀中的可持續(xù)發(fā)展。就大行業(yè)來說，仍然有許多需要研究和改進的地方，還需政府加大投入，學(xué)者的研究，及企業(yè)對工藝實施改進，任重道遠。

參考文獻：

[1]環(huán)保部.2018年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報[N].2018.

[2]牛東杰，孫曉杰，趙由才.工業(yè)固體廢棄物處理與資源化[M].2007.

[3]科普中國.垃圾焚燒發(fā)電廠[OL].2019.

[4]周繼豪，沈小東，張平，師杰，趙志偉，張帥，麥正軍.基于好氧堆肥的有機固體廢物資源化研究進展[J].化學(xué)與生物工程，2017，34（2）：17-18.

[5]樊彥玲，祝文，鄭鵬輝.垃圾焚燒煙氣凈化工藝技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（9）：4328.

作者簡介：李運凱（1996-），男，漢族，河南偃師人，太原學(xué)院環(huán)境工程系，給排水科學(xué)與工程專業(yè)本科生，研究方向：環(huán)境保護和水處理。