固體廢物的資源化和綜合利用研究

云南省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院 劉暢

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的提高，環(huán)保技術(shù)也為廢物的處理和回收提供了強(qiáng)有力的保障。為全面符合環(huán)保要求，相關(guān)部門重視固體廢物的綜合管理，利用資源化技術(shù)和回收技術(shù)，對(duì)固廢實(shí)施高效處理，科學(xué)地回收和利用資源，對(duì)于環(huán)境保護(hù)工作作出必要的貢獻(xiàn)。

一、固體廢物的資源化概述及特點(diǎn)

社會(huì)資源開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)是保障社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要活動(dòng)。但是，在社會(huì)資源開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢物，即有用產(chǎn)品消費(fèi)后產(chǎn)生的固體廢物。就目前的工業(yè)發(fā)展而言，固體廢物可分為農(nóng)業(yè)、城市和工業(yè)。普通廢物還可以根據(jù)破壞進(jìn)行分類，分為有毒、無害和危險(xiǎn)固體廢物等。固體廢物的資源化是將廢棄物中有用的物質(zhì)回收利用，同時(shí)減少其他有害部分對(duì)環(huán)境的污染。固體廢物回收利用可以有效地做到物盡其用，防止資源的不斷浪費(fèi)，并有效減少了固體廢物造成的污染。同時(shí)，也可以提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。由于我國人口眾多，國內(nèi)資源消耗大，但基于目前發(fā)展來說資源二次利用效率低，導(dǎo)致資源出現(xiàn)了大量的流失。對(duì)于生活垃圾的資源化是將生活垃圾變廢為寶，借助生活垃圾處理，回收部分得到利用，去除生活垃圾和固體垃圾中有毒有害垃圾，可避免對(duì)環(huán)境造成污染。我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)資源的消耗非常大，但二次資源開發(fā)利用相對(duì)緩慢。因此，應(yīng)重視廢物的再利用，利用綜合回收技術(shù)，提高二次固化廢物的利用效率，提高節(jié)能減排能力。固體廢物資源利用的特點(diǎn)是保證固體廢物的二次利用效率最大化，綜合提高資源利用效率。嚴(yán)防固體廢物的進(jìn)一步污染，大力實(shí)施環(huán)境保護(hù)工作。根據(jù)資源利用分析資源利用經(jīng)濟(jì)效益，落實(shí)資源利用經(jīng)濟(jì)效益最大化計(jì)劃。鑒于目前固廢建設(shè)的發(fā)展水平，需要不斷研究二次資源轉(zhuǎn)化技術(shù)，以有效提高環(huán)境保護(hù)和資源利用效率。

二、固體廢物的資源化和利用技術(shù)

（一）熱裂解技術(shù)

熱裂解技術(shù)是通過高溫加熱對(duì)固體廢物進(jìn)行分解，以達(dá)到裂解的目的，使固體廢物中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子。傳統(tǒng)的方法，往往采用明火對(duì)生活垃圾進(jìn)行熱分解，但在實(shí)踐中會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒氣體，造成了大氣環(huán)境的進(jìn)一步污染。熱裂解技術(shù)會(huì)在缺氧的環(huán)境中進(jìn)行，因此該技術(shù)的應(yīng)用更加環(huán)保，并且固體廢物分解效果更好。固體廢物可能含有重金屬物質(zhì)，因此可采用先進(jìn)的化學(xué)方法或物理方法，有效利用資源綜合回收有價(jià)值的重金屬。由于我國熱裂解技術(shù)比較落后，熱裂解技術(shù)應(yīng)用不太廣泛，目前來說也沒有得到廣泛普及。因此，要在實(shí)際工作中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究和優(yōu)化，以簡(jiǎn)化該技術(shù)應(yīng)用操作，提高相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化程度，降低固體廢物處置成本，提高工藝的穩(wěn)定性。

（二）厭氧消化技術(shù)

在固體廢物在成分含量中，大部分有機(jī)物可以被有效分解。一般來說，生物有機(jī)物含有大量的有機(jī)能和生物質(zhì)能，這為厭氧處理在加工中的應(yīng)用提供了質(zhì)的前提。進(jìn)一步分離處理方法，固體廢物的生物處理包括厭氧和好氧堆肥。好氧堆肥在堆肥中需要氧氣，而厭氧處理則不需要氧氣，可以有節(jié)省最多的資源，又可以生產(chǎn)新型清潔能源，例如可以生產(chǎn)沼氣。沼氣具有廣泛的應(yīng)用，可以最大程度減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過脫臭和脫硫，可以用作燃料，有助于能源的多樣化，可促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

（三）堆肥方法

堆肥就是利用土壤中的有機(jī)體來分解固體廢物有機(jī)物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為提高土壤肥力的物質(zhì)。在固體廢物發(fā)酵溫度較高的條件下，會(huì)對(duì)固體廢物中所含的有害物質(zhì)產(chǎn)生破壞，防止有毒物質(zhì)進(jìn)入土壤。從實(shí)用的角度來看，堆肥的原料包括生活垃圾和糞便。從實(shí)際來看，不同城市垃圾的成分和含量有較大差異。一般來說，堆肥方法分為戶外堆肥法、快速堆肥法和半快速堆肥法。由于生產(chǎn)生活水平的提高，城市垃圾量也有所增加。因此，堆肥處理方法是有效解決廢物問題的合理的選擇。作為無害化處理方法，堆肥生產(chǎn)在很多領(lǐng)域都在取得了一定的進(jìn)展。在農(nóng)村堆肥普遍難以自給，無機(jī)肥對(duì)土地有一定的影響，導(dǎo)致農(nóng)村對(duì)優(yōu)質(zhì)堆肥的需求大幅增加。好氧堆肥法在我國農(nóng)村得到了廣泛應(yīng)用，并且好氧堆肥法易于機(jī)械化，而且具有發(fā)酵周期較短的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但這種方法普遍具有現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生環(huán)境條件不佳，具有較高的運(yùn)行成本，因此在選擇該技術(shù)時(shí)應(yīng)綜合考慮相關(guān)因素，合理使用。

（四）焚燒處理

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，農(nóng)業(yè)發(fā)展水平和工業(yè)水平也得到了迅速提高，單純依靠單一的固體廢物處理方法，已不可能在短時(shí)間內(nèi)回收和處理大量的固體廢物。固體廢物本身的成分相對(duì)復(fù)雜，并且成分多樣，包括有害重金屬和有機(jī)物等，隨著技術(shù)的更新，會(huì)在固體廢物處理中對(duì)內(nèi)部環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。在信息化發(fā)展時(shí)代，我國社會(huì)發(fā)展加快，固體廢物產(chǎn)生高于回收水平，這導(dǎo)致一些地區(qū)的大量固體廢物未經(jīng)有效處理就進(jìn)入自然環(huán)境，對(duì)自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。除了對(duì)居住的不利影響以外，對(duì)于焚燒的方法也應(yīng)運(yùn)而生。焚燒處理方法可以在最短的時(shí)間內(nèi)減少垃圾的產(chǎn)生量，可以處理垃圾中含有的有害物質(zhì)，并且可以回收再利用。對(duì)于一些固體廢物中含有有價(jià)值的元素，有害物質(zhì)可以通過焚燒處理，再結(jié)合化學(xué)或物理技術(shù)進(jìn)行資源化利用。

（五）高溫熔融技術(shù)

固體廢物的成分比較復(fù)雜，含有大量的重金屬等物質(zhì)，這些物質(zhì)影響環(huán)境，并且還影響到可再生資源。因此，在優(yōu)化固體廢物處理技術(shù)的同時(shí)，有必要采取合理措施實(shí)施固體廢物管理，減少有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。高溫精煉技術(shù)可以有效處理重金屬和有毒廢物。高溫處理技術(shù)處理效率高，可快速減少和處理固體廢物中的有害物質(zhì)，并且高溫技術(shù)具有利用資源的潛力。但在現(xiàn)階段發(fā)展來看，我國技術(shù)資源相對(duì)有限，并且一些地區(qū)的發(fā)展水平不高。采用高溫熔煉技術(shù)處理固體廢物時(shí)，固廢可以無害化處理，但無法實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的有效回收和再利用。該技術(shù)在實(shí)際固體廢物處理中，存在操作溫度高和處理運(yùn)行成本高的特點(diǎn)，并且該設(shè)備有、操作復(fù)雜、工藝管理要求高等問題。目前行業(yè)內(nèi)采用這種方法的項(xiàng)目很少，該方法主要是處理醫(yī)療廢物。因此，高溫熔煉技術(shù)在后期的推廣應(yīng)用中需要解決運(yùn)行成本高和有價(jià)元素有效提取和利用的技術(shù)問題。

（六）塑料垃圾的處理

各種塑料在生活中都很常見，并且塑料袋的使用既方便又省事。隨著塑料制品使用頻率的增加，對(duì)于環(huán)境質(zhì)量造成了不斷的污染。部分地區(qū)出現(xiàn)的塑料袋也有所增加，塑料袋的結(jié)構(gòu)往往含有大分子，而且結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，不易被自然界降解。廠家在生產(chǎn)塑料袋時(shí)，會(huì)添加一些有毒的化學(xué)成分，將直接影響人體健康，并且也在不斷污染環(huán)境。因此，在處理塑料的時(shí)候，無論用什么垃圾處理方法，都要明確塑料的特性。在低溫下塑料垃圾會(huì)變成塑料制品的東西，因此，可以使用冷凍或低溫儲(chǔ)存來處理。

（七）廢渣的處理

我國工業(yè)化進(jìn)程加快，經(jīng)濟(jì)也在不斷快速發(fā)展。但與此同時(shí)，工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的垃圾也在大量增加。冶金廠會(huì)產(chǎn)生鋼鐵廢渣，化工廠產(chǎn)生化學(xué)廢渣，鋼鐵廢料通常是回收再利用，制成建筑所用的材料。由于技術(shù)限制和各種原因，傳統(tǒng)的冶煉廠會(huì)產(chǎn)生四分之一的爐渣廢料，這是一個(gè)比較大的數(shù)量。不過這些鋼渣廢料可以回收再利用，也是節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境的方法。對(duì)于有色金屬渣通常含有有毒成分，但也含有其他金屬元素，這也是最有用的元素之一。用廢渣處理技術(shù)從有色金屬和其他金屬中有效去除熔渣[1]。

（八）垃圾填埋技術(shù)

垃圾填埋技術(shù)是最常用的固體廢物技術(shù)之一。通過應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，在特定的垃圾填埋場(chǎng)填充廢物，例如生活垃圾和工業(yè)垃圾。垃圾填埋技術(shù)的目標(biāo)是最大限度地隔離固體廢物，不會(huì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，這也是這項(xiàng)技術(shù)被稱為固體廢物的最終處置技術(shù)。目前，在固體廢物處理中，垃圾填埋最為經(jīng)濟(jì)高效，并且完全可以滿足環(huán)境保護(hù)的實(shí)際要求。填埋技術(shù)是固體廢物綜合利用的有效方法之一，該技術(shù)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)是使用成本低和處理效率高，并且對(duì)環(huán)境影響較小。由于該技術(shù)應(yīng)用廣泛，并且相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)相對(duì)成熟，垃圾填埋場(chǎng)機(jī)械設(shè)備在近些年發(fā)展也較快，固體廢物填埋應(yīng)用效果可以得到有效保證。此外，為發(fā)揮填埋技術(shù)的作用，必須建立全面透明的監(jiān)測(cè)機(jī)制，嚴(yán)格控制填埋處理的固體廢物，合理做好固體廢物的資源化和利用效果[2]。

（九）提取固體廢物生產(chǎn)建筑材料

建筑材料是工程建設(shè)中不可缺少的材料，隨著城市化的加快和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料的需求越來越大。利用固廢生產(chǎn)建材，可以實(shí)現(xiàn)固廢利用，降低建材價(jià)格，具有重要的意義?？梢詮墓腆w垃圾中轉(zhuǎn)化為不同類型的材料。例如灰分和礦渣等，這些固體廢物是火力發(fā)電廠常見的廢物，可與石灰混合制造廣泛使用的混凝土、墻體材料和骨料。礦渣可用于制磚，既降低了磚的生產(chǎn)成本，又提高了磚的性能。同時(shí)，建筑材料的使用壽命較長，有效降低了固體廢物的轉(zhuǎn)化率，這是固體廢物資源化利用的重要舉措[3]。

（十）能源回收

我國不同行業(yè)會(huì)產(chǎn)生不同性質(zhì)和價(jià)值的固體廢物，能源行業(yè)會(huì)產(chǎn)生具有能源價(jià)值的固體廢物。煤炭開采和生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生煤矸石，煤矸石其熱值低但也可以燃燒以獲取少量的能源，它可以研磨并與木炭混合，以減少木炭使用量。對(duì)于回收后的塑料廢料可用于生產(chǎn)汽油，其他固體有機(jī)廢物發(fā)酵作為甲烷和其他燃料的原料，有效實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和再利用[4]。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和工業(yè)發(fā)展水平的提高，固體廢物量在不斷增加，對(duì)自然環(huán)境造成不良的影響。因此，固體廢物處理必須實(shí)現(xiàn)變廢為寶并綜合利用。需要加強(qiáng)對(duì)固體廢物進(jìn)行研究，解決我國固體廢物的資源化難題。