城鎮(zhèn)生活固體廢棄物循環(huán)再利用探討

郭翔宇 吳廣芬 曲兆鵬 趙鎮(zhèn)東 沈俊芳

摘要：國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶來的環(huán)境問題日益顯著，固體廢棄物的處理與處置也成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)之一。為了實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”的全民理想，政府出臺一系列相應(yīng)的環(huán)境治理政策的同時(shí)，全民環(huán)保意識也有了很大提高。本文以煙臺市為例，進(jìn)行相關(guān)生活廢棄物污染的防治與處理工作的方法及循環(huán)利用情況的調(diào)研，以此提出進(jìn)一步提高廢棄物資源再循環(huán)利用的建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：固體廢棄物;固廢治理;資源循環(huán)利用

中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.025

Abstract：With the rapid development of national economy，environmental problems are increasingly prominent， and the treatment and disposal of solid waste has become one of the focuses of public attention.In order to realize the national ideal of “ Lucid waters and lush mountains are invaluable asset”.While the government has issued a series of corresponding environmental governance policies， the environmental awareness of the whole people has also been greatly improved.This paper takes Yantai as an example，through the investigation and analysis of the methods of prevention and treatment of domestic waste pollution and its recycling，in order to improve the recycling of waste resources， some suggestions are put forward for reference.

Key words：Solid waste;Solid waste treatment;Resource recycling

1 固體廢棄物

固體廢棄物是人類活動(dòng)中產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)?？煞譃楣I(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物和生活廢棄物三大類。其具有污染性、資源性和社會(huì)性三大特性[1]。

固體廢棄物的產(chǎn)生以及排放具有廣泛的社會(huì)性。主要是在社會(huì)生活的每個(gè)成員都會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物，其次固體廢棄物產(chǎn)生就意味著不可再生資源的消耗，而且固體廢棄物的排放、處理處置都會(huì)影響到人民的利益。而平衡固體廢棄物社會(huì)影響有時(shí)也是新一輪的固體廢棄物的產(chǎn)生、排放和處理的過程，是其污染性和資源性的體現(xiàn)[2]。

固體廢棄物往往是富集多種污染成分的終態(tài)，某種程度上也是污染環(huán)境的源頭。飄塵或有害氣體，通過特殊的治理，最終形成固體廢物;廢水中的一些懸浮物和有害溶質(zhì)也通過治理，從而被分離出來成為污泥殘?jiān)裙腆w廢物;含重金屬的可燃固體廢物，能夠通過焚燒處理形成灰燼，濃集著有害金屬。這些“終態(tài)”物質(zhì)中含有害成分，在經(jīng)過一系列的作用下，最終會(huì)轉(zhuǎn)化到大氣、水體土壤中，成為污染“源頭”。從一些角度可以理解，固體廢物對環(huán)境造成的危害可能要比水、氣造成的危害嚴(yán)重很多[3]。

同時(shí)固體廢物可以說是在錯(cuò)誤時(shí)間放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的資源，具有鮮明的時(shí)間和空間特征。現(xiàn)在人們已經(jīng)開始通過廢棄物回收、物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換等途徑來實(shí)現(xiàn)固廢的資源化。比如處理廢棄物時(shí)，從中回收可二次利用的物質(zhì)，如紙、玻璃、金屬等;也可以把廢棄物當(dāng)原料來提取新形態(tài)的物質(zhì)，如利用廢玻璃或者廢橡膠生產(chǎn)鋪路材料，使用高爐礦渣、粉煤灰等生產(chǎn)水泥和其他建筑工程上使用的材料，利用有機(jī)垃圾和污泥堆肥等;從廢物處理過程中回收熱能和電能，如通過焚燒有機(jī)廢棄物回收熱能，還可以通過焚燒來發(fā)電，通過厭氧消化使垃圾或污泥產(chǎn)生沼氣，然后作為能源向各行業(yè)或者居住區(qū)供熱或發(fā)電，廢塑料可以用來熱解制取燃料油和燃料氣等[4，5]。

2 煙臺市生活垃圾固體廢棄物的組成

城市的生活固體垃圾廢棄物指的是居民在生活中或城市在正常運(yùn)轉(zhuǎn)下，所產(chǎn)生的固體廢棄物。

通過資料收集和走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，煙臺市的生活固體廢棄物主要是由居民生活垃圾、集貿(mào)市場垃圾、街道垃圾、商業(yè)垃圾、機(jī)關(guān)學(xué)校廠礦垃圾、公共場所垃圾等等。其構(gòu)成主要有廢紙、廢塑料、廢家具、廢玻璃制品、廢瓷器、廚房垃圾等。此類生活垃圾構(gòu)成的基本特點(diǎn)是含水量較高、有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜、隨季節(jié)性變化等。并且數(shù)據(jù)顯示，生活垃圾中有機(jī)物的含量高達(dá)41.23%，可回收物中，紙類占比11.09%，塑料橡膠占比7%，而金屬僅占0.34%。

3 煙臺市生活固體廢棄物處理現(xiàn)狀

3.1 生活固體廢棄物排放量

在2013-2018年間，煙臺市的生活固體廢棄物總量由123.954萬噸增長到208萬噸，增長了68%。處理方式也由2013年的100%無害化填埋逐漸向資源化轉(zhuǎn)型。在2018年度，用于焚燒發(fā)電的生活固體廢棄物量已達(dá)到生活固體廢棄物總量的65%，并且這一比例有望持續(xù)上升。

3.2 生活固體廢棄物處置方法

目前，生活垃圾焚燒、垃圾填埋和垃圾堆肥是煙臺垃圾處理的主流工藝。

垃圾焚燒：城市固體廢棄物可以通過焚燒的方法，使可燃性固體廢物在焚燒過程中分解為新的化合物，并在此過程中回收能量、去除原固體廢棄物的毒性及副產(chǎn)品。絕大部分有機(jī)性廢物都能被焚燒法處理，使生活垃圾實(shí)現(xiàn)減量化、資源化、無害化和循環(huán)化處置。

垃圾填埋：填埋處理使固體廢棄物和其中可被二次利用的物質(zhì)都一并被處理，循環(huán)利用的比例較小;并且填埋場需要使用大面積的土地，增加了土地的使用負(fù)擔(dān);運(yùn)輸、填埋、管理等價(jià)格也在逐漸增加，無害化程度較低，容易造成二次污染。

垃圾堆肥：堆肥是使垃圾廢棄物中的有機(jī)物通過微生物攝取吸收之后，形成的類似腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì)，這種物質(zhì)可以用作肥料來改良土地的性質(zhì)。城市生活垃圾堆肥處理方式的技術(shù)性能穩(wěn)定、易于操作、容易普及、且對生活垃圾成分要求不高。故而得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3 生活固體廢棄物處理工藝及其循環(huán)利用

煙臺市依托各大環(huán)境治理企業(yè)對生活固體廢棄物進(jìn)行處理處置，本次共調(diào)研了5個(gè)單位（煙臺潤達(dá)、萊陽光大環(huán)保、蓬萊蔚陽余熱、煙臺環(huán)衛(wèi)處、煙臺固廢循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)），其具有代表性的處理工藝如下。

3.3.1 RD濕解綜合處理

在RD濕解綜合處理工藝中，生活垃圾由抓斗進(jìn)入原始垃圾上料系統(tǒng)，大塊無機(jī)物和鐵質(zhì)金屬在磁選系統(tǒng)中被去除，通過輸送設(shè)備進(jìn)入RD消解罐中，在消解罐中注入蒸汽，并且同時(shí)添加催化劑，在消解反應(yīng)進(jìn)行到90分鐘后減壓排放。垃圾組分中的有機(jī)物包括廚余部分的消化降解、滅菌、脫水、脫臭、減容都可以在消解過程中可完成。污水廠對后續(xù)垃圾消解反應(yīng)中產(chǎn)生的消解液進(jìn)行統(tǒng)一處理。消解處理后的垃圾噴放進(jìn)入排料緩沖系統(tǒng)。消解后的垃圾經(jīng)過分選系統(tǒng)的篩分、磁選后形成篩上可燃物、篩下營養(yǎng)土及金屬類。篩上可燃物最終被焚燒處理，產(chǎn)生的蒸汽通過能量回收的方式回用到系統(tǒng)中供熱或發(fā)電。

這種處置垃圾方法用地面積小，運(yùn)營費(fèi)用低，一次性投資少。經(jīng)處理后的廢水、廢氣可全部達(dá)標(biāo)排放，能有效控制二噁英類有害氣體的產(chǎn)生;焚燒所產(chǎn)生的爐渣量較少;同時(shí)焚燒產(chǎn)生的熱量可用于廠區(qū)內(nèi)供暖或發(fā)電，節(jié)能減排效果明顯;篩下土經(jīng)進(jìn)一步腐熟發(fā)酵可制成生物有機(jī)肥用于園林綠化、改良土壤。

3.3.2 垃圾分級熱解氣化技術(shù)

生活垃圾為原料，經(jīng)粉碎后采用分級熱解氣化爐進(jìn)行處理，熱解氣化爐產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)降溫和凈化處理后送入內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，熱解氣降溫和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組煙氣中的余熱回收產(chǎn)生蒸汽送入現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，氣化熱解爐產(chǎn)生的灰渣送至蓬萊蔚陽水泥有限公司水泥窯進(jìn)行協(xié)同處置。生產(chǎn)過程包括垃圾接收和貯存、運(yùn)輸、垃圾的分級熱解、熱解氣降溫與凈化系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)煙氣余熱回收系統(tǒng)、汽輪發(fā)電系統(tǒng)和灰渣處理系統(tǒng)等部分組成。

這種方法結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，焚燒室燃燒的是氣體，過量空氣系數(shù)較小，所以熱解法產(chǎn)生的煙氣量比直接焚燒法少，有利于降低治理成本;適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，運(yùn)行成本低。

3.3.3 機(jī)械爐排垃圾焚燒

生活垃圾在垃圾倉中發(fā)酵7天左右后，會(huì)產(chǎn)生垃圾滲濾液，污水處理中心將對產(chǎn)生的滲濾液進(jìn)行集中處理，其余的生活垃圾通過焚燒爐進(jìn)行焚燒處理，產(chǎn)生蒸汽用來發(fā)電。采用多級往復(fù)式順推爐排，垃圾經(jīng)過焚燒爐排的干燥段、燃燒段、燃盡段處理后，燃盡物經(jīng)出渣系統(tǒng)排入渣坑。垃圾焚燒處理過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)第一煙道、第二煙道、第三煙道及第四煙道后，進(jìn)入尾端煙氣凈化系統(tǒng)。項(xiàng)目工藝采用“SNCR+半干法+干法+活性炭噴射+袋式除塵器”處理措施進(jìn)行處理，處理后煙氣中污染物排放達(dá)到或優(yōu)于歐盟2000排放標(biāo)準(zhǔn)。滲濾液采取“預(yù)處理+調(diào)節(jié)池+厭氧反應(yīng)+兩級硝化反硝化+外置式MBR+化學(xué)軟化+MF（微濾）+RO（反滲透）+DTRO（碟管式反滲透）”工藝處理，達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》后回用。

機(jī)械爐排垃圾焚燒處理量大、運(yùn)行穩(wěn)定、處理周期短、減量化、無害化顯著以及可回收利用垃圾焚燒余熱等優(yōu)點(diǎn)，適宜大規(guī)模處理未經(jīng)分類處理的高熱量城市生活垃圾。

4 建議與結(jié)論

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)生活固體廢棄物采取焚燒，填埋，堆肥處理之后，能實(shí)現(xiàn)較大程度化的再循環(huán)利用。

（1）煙臺市近幾年在生活固體廢棄物的處理處置與資源循環(huán)利用方面都有質(zhì)的飛躍，不僅改變了最初單一填埋處理的固體廢棄物處置方式，還通過工藝技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了部分滲濾液、余熱及煙氣的再利用;

（2）采用處理后的垃圾填埋滲濾液清洗車輛。城市的垃圾運(yùn)輸車從中轉(zhuǎn)站轉(zhuǎn)運(yùn)至垃圾焚燒電廠在垃圾焚燒電廠卸下垃圾后需要進(jìn)行清洗后才能駛出。清洗垃圾車的水質(zhì)要求不高，是廢水回用的理想方法;

（3）處理后的垃圾滲濾液還可以用于鍋爐冷卻循環(huán)補(bǔ)充水。對滲濾液進(jìn)行處理后，可以達(dá)到冷卻循環(huán)水補(bǔ)充用水的標(biāo)準(zhǔn)。垃圾焚燒發(fā)電廠每天需要的一般不低于1.5×106m3/d，是很大的用水量。使用滲濾液最終處理后的出水作為循環(huán)冷卻補(bǔ)充用水，就可以達(dá)到廢水零排放的目標(biāo);

（4）固體廢棄物充分燃燒后的爐渣可制免燒磚。爐渣制免燒磚消耗掉大量的爐渣（在生產(chǎn)原料中占比80%），生產(chǎn)過程簡單、投資少、見效快，并且產(chǎn)品可用于道路鋪磚;

（5）固體廢棄物燃燒過程中產(chǎn)生的飛灰可部分替代生產(chǎn)水泥的原料，用于生產(chǎn)水泥。用飛灰替代部分水泥原料，不僅可節(jié)省資源也能減少溫室氣體的排放，同時(shí)水泥煅燒過程中也能降解飛灰中有機(jī)污染物。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-01-05

作者簡介：郭翔宇（1998-），男，漢族，本科在讀，研究方向?yàn)榄h(huán)境科學(xué)與工程。

指導(dǎo)老師：吳廣芬，女，漢族，研究生，副教授，研究方向?yàn)榇髿饪刂莆廴炯肮虖U污染。