有機(jī)垃圾是垃圾中最重要的污染源,如果是混合投放,一方面是在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生環(huán)境污染,另一方面也給填埋場地帶來了嚴(yán)重的污染,在填埋過程中污染了可回收的資源,使之喪失了利用的價值。因此,城市垃圾資源化處理是我國城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。
當(dāng)前我國城市有機(jī)垃圾處理方法多種多樣,主要有: 填埋、堆肥、焚燒三種方法,都不同程度存在各種各樣的問題。垃圾衛(wèi)生填埋不僅占地面積大,也是威脅土壤圈、地下水和大氣圈的重要污染源。焚燒投資成本較高,易產(chǎn)生煙塵和劇毒二惡英污染物,對于高含水量低熱值城市有機(jī)垃圾在焚燒過程也需要大量的能量。好氧堆肥是一個耗能過程 ,并極大地浪費(fèi)了城市有機(jī)垃圾中所含的生物質(zhì)能源。因此, ?采用新型 、 高效的城市生活垃圾源頭處 理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)城市可 持 續(xù)發(fā)展的必然途徑 。
我國現(xiàn)有的城市生活垃圾處理技術(shù)
1、熱分解技術(shù)-熱分解技術(shù)的主要處理對象包括橡膠類廢物、油 漆涂料等特殊垃圾。具體操作是通過加熱一個放油有 機(jī)垃圾的完全 密 閉 的 爐 膛 至450℃—750℃,在 高 溫 及 缺氧條件下,促使有機(jī)垃圾分解成固態(tài)和氣態(tài)兩部分。 固體垃圾包括垃圾中的礦物質(zhì)及碳化物。冷 卻 清 洗 后 可分離出固體垃 圾 中 的 金 屬,產(chǎn)生的焦炭也可重復(fù)利用。氣態(tài)廢物,可將可凝結(jié)部分轉(zhuǎn)化為油脂,而剩余部分會用于加熱爐壁。
2、等離子體技術(shù)-等離子體技術(shù)是新型的垃圾處理技術(shù),主要分為高溫等離子體技術(shù)和低溫等離子體技術(shù)。高溫等離子體技術(shù)是用高溫高能粒子去碰撞有毒物質(zhì),破壞其化學(xué)結(jié)構(gòu),使其轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),比較適用于處理固態(tài)廢物。低溫等離子體技術(shù)則是通過電子束、微波及交流電場,作用于有機(jī)廢氣,生成許多自由基,與分子相互吸引,通過化學(xué)碰撞,自由基吸附 到 分 子 上,使其最終變得很不 穩(wěn)定,分解為無毒分子,比較適用于處理氣態(tài)廢物。
3、昆蟲轉(zhuǎn)化處理技術(shù)-利用昆蟲轉(zhuǎn)化處理技術(shù)轉(zhuǎn)化處理城市有機(jī)垃圾是垃圾資源化處理的一個新方向。 首先, 該技術(shù)具有投資少、收益高的特點(diǎn), 處理成本小于收益, 實(shí)現(xiàn)了真正意義上的垃圾資源化。 其次, 沒有其它處理方法所產(chǎn)生的環(huán)境污染物, 該方法垃圾利用 率達(dá)到 100%, 不產(chǎn)生任何廢棄物, 對土壤、大氣、水等不構(gòu) 成任何污染。 該技術(shù)發(fā)展產(chǎn)品之一是蛋白飼料。 全球蛋白質(zhì)短缺已經(jīng)成為越來越急迫的世界性難題, 世界魚粉產(chǎn)量也因近海污染、過度捕撈、休漁期延長等原因而急劇下滑。 尋求新型蛋白來源是一個目前亟待發(fā)展的研究領(lǐng)域。 昆蟲 脂肪體可以吸收富集重金屬等物質(zhì), 并且終生不排泄, 經(jīng)過 脂肪提取, 可以加工成生物柴油, 不進(jìn)入食物鏈循環(huán)。 該技術(shù)發(fā)展產(chǎn)品之二是是生物強(qiáng)化有機(jī)肥, 即以昆蟲糞沙為主 要原料的蟲糞沙有機(jī)肥。
4、傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵技術(shù)-即濕法厭氧發(fā)酵工藝:依靠細(xì)菌在缺氧環(huán)境下分解可生物降解的液體垃圾,有機(jī)物厭氧條件下可產(chǎn)生沼氣,沼氣可用于熱電聯(lián)產(chǎn)和提純生產(chǎn)生物燃?xì)?,發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣經(jīng)過渣水分離系統(tǒng)脫水后,添加輔料,通過混配/造 粒、篩分、烘干、冷卻等工序制成固體有機(jī)肥;沼渣脫水分離出的沼液和物料清洗產(chǎn)生的污水送污水處理系統(tǒng)處理,達(dá)標(biāo)后再利用。
5、干法消化工藝是歐洲近 30 年前開發(fā)的,為市政廢 物的處理、龐大粘稠的工業(yè)有機(jī)殘余物包括大量的雜 質(zhì)的處理提供技術(shù)解決方案。它是相對于濕法提出的 概念,根據(jù)進(jìn)入消化池物料的干固體濃度來劃分。
(1)濕法消化:干固體濃度 小于 15% DS。
(2)干法消化:干固體濃度 大于 15% DS 。 干法消化的工藝流程如下圖所示
消化器通常采用臥式推流式,用混凝土結(jié)構(gòu)建 造。消化器、后消化器、根據(jù)需要的預(yù)水解和最終貯存 的攪拌過程,對于設(shè)備的有效運(yùn)行和相關(guān)基質(zhì)的水力 處理是必要的[4]。所需的特定的混合要求和功率輸入 可以由技術(shù)上不同類型的攪拌器來完成。
6、有氧-厭氧聯(lián)合發(fā)酵工藝:采用有氧發(fā)酵裝置底部通過滲濾液收集管與一個厭氧發(fā)酵裝置相連,且厭氧發(fā)酵裝置用于發(fā)酵從有氧發(fā)酵裝置收集的滲濾液,有氧發(fā)酵裝置上側(cè)連接有臭氣收集管,所述臭氣收集管另一端連接一個臭氣處理裝置,臭氣處理裝置通過導(dǎo)管一與厭氧發(fā)酵裝置相連,原生垃圾有氧發(fā)酵產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)厭氧發(fā)酵裝置處理后制備出沼氣,并利用沼氣燃燒有氧發(fā)酵產(chǎn)生出的臭氣,同時解決了原生垃圾有氧發(fā)酵的滲濾液和臭氣處理的難題,并且臭氣和沼氣燃燒產(chǎn)生的高溫氣體通入有氧發(fā)酵裝置后,還能為原生垃圾的有氧發(fā)酵保溫,促進(jìn)有氧發(fā)酵的進(jìn)行,提高衍生燃料的制備效率。
我國沼氣工程技術(shù)仍然 存在較多問題,主要表現(xiàn)在:系統(tǒng)運(yùn)行和管理自動 化平臺水平不高;產(chǎn)氣率較低;沼氣工程綜合利用 配套設(shè)備不成熟等;但這并不意味著我國可以放棄 厭氧消化技術(shù),隨著中國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,社會公從 的環(huán)保意識逐漸的提高,相信在不久的未來,我國的 有機(jī)垃圾厭氧消化技術(shù)會達(dá)到世界先進(jìn)水平。
作者簡介:
張雙齊 1985.7 男 漢族 河南項(xiàng)城 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心 ?430070
(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心機(jī)械發(fā)明審查部 ?430070)