固體廢棄物資源化綜合利用途徑

徐一蕾 俞卓瓊 丁佳煒

（浙江仁欣環(huán)科院有限責(zé)任公司，浙江 寧波 315000）

目前我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度驚人，城市化的建設(shè)不斷推進(jìn)，隨著帶來的環(huán)境問題也愈發(fā)凸顯。能源的過度使用將產(chǎn)生資源危機(jī)。國家必須提高固體廢棄物的使用水平，將廢棄物變成可以利用的原材料。當(dāng)前國內(nèi)的固體廢棄物利用現(xiàn)狀是產(chǎn)生量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于利用量，我國目前還處于發(fā)展中國家的階段，國家有關(guān)部門針對固體廢棄物處理的設(shè)施投入資金還稍顯遜色，處理水平也不是很突出，目前處于初始階段，還有很多的路需要不斷的探索。

1.固體廢棄物簡述

1.1 固體廢棄物涵義

固體廢棄物通常指的是人類在日常的生活以及生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生的大量的半固體、固體的廢棄物都稱作是固體廢棄物。目前固體廢棄物每個地方均會產(chǎn)生，只是量大量小的區(qū)別，分布非常分散，土地在使用過程中，工業(yè)日常生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)垃圾，居民的正常生活產(chǎn)生的生活垃圾，危險性廢物等這些方面均會有固體廢棄物產(chǎn)生。固體廢棄物的特點也比較明顯，資源性、污染性，當(dāng)前需要不斷提高國內(nèi)對固體廢棄物的利用程度，降低固體廢棄物的總量。

1.2 固體廢棄物分類

第一是城市生活垃圾，城市的生活垃圾在人類的日常生活中會大量產(chǎn)生，同時固體廢物的產(chǎn)量每年呈上升趨勢，具體包含有生活垃圾、建筑垃圾、商業(yè)垃圾等。第二是工業(yè)垃圾，工業(yè)固體廢棄物通常指的是不含有毒性的工業(yè)固體廢棄物，主要表現(xiàn)在礦企在生產(chǎn)中有大量的礦渣。第三是有害固體廢棄物，有害固體廢棄物指的是人和動物接觸廢棄物以后，直接會導(dǎo)致重大疾病甚至是死亡，通常這些有害的固體廢棄物內(nèi)含有一定量的放射性物質(zhì)。最后是其他固體廢棄物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜牧業(yè)的養(yǎng)殖中會產(chǎn)生植物秸稈和禽畜的糞便等，這些也需要進(jìn)行處理后進(jìn)行使用。

1.3 固體廢棄物傳統(tǒng)的處理方法

傳統(tǒng)固體廢棄物的處理辦法有焚燒法以及填埋法。焚燒法的優(yōu)點非常明顯，工藝簡單容易操作、處理速度比較快。但是缺點也很突出，就是會污染周圍大氣。大規(guī)模的秸稈焚燒，會產(chǎn)生煙塵和廢氣污染空氣降低空氣的能見度，對道路通行產(chǎn)生不良影響，甚至容易引起霧霾和火災(zāi)。

填埋法需要有較大面積的填埋場地，同時有儲存和運(yùn)輸?shù)淖饔?，在此過程中會有惡臭氣體和揚(yáng)塵現(xiàn)象產(chǎn)生，隨著時間推移，運(yùn)輸成本和場地建設(shè)花費(fèi)的費(fèi)用都會增加，廢棄物中含有有害物質(zhì)和重金屬物質(zhì)，掩埋處理也不是很好的處理方式。

1.4 固體廢棄物的危害

固體廢棄物產(chǎn)生后不妥善處理，隨著時間的推移對生態(tài)環(huán)境的破壞是愈發(fā)明顯的。固體廢棄物在產(chǎn)生過程中，危害的主要表現(xiàn)形式為以下的兩個方面：第一是對水體的污染。固體廢棄物不達(dá)標(biāo)直接向水中，導(dǎo)致有害物質(zhì)在水中不斷擴(kuò)散，最終導(dǎo)致水體污染，水質(zhì)受到影響。第二是對土壤的污染。固體廢棄物任意堆放在土地上，雨水沖刷將會導(dǎo)致廢棄物中的物質(zhì)隨著雨水向土壤內(nèi)部滲透，嚴(yán)重污染土壤的土質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。第三是對大氣的污染。固體廢棄物經(jīng)過適宜的溫度和濕度時，加快化學(xué)反應(yīng)速度，產(chǎn)生很多有害氣體和固體物質(zhì)，污染大氣的現(xiàn)象不容忽視。

2.固體廢棄物資源化利用的途徑

2.1 制造固體廢棄物復(fù)合材料

2.1.1 聚合物基廢棄物復(fù)合材料

將工業(yè)廢棄物中尾礦、廢砂、爐渣、玻璃纖維、下腳料等材料。依據(jù)其表面活化度、粒度等特點實行差別處理，形成的材料具有比較好的強(qiáng)度，將食品袋、舊農(nóng)膜、舊輪胎等廢舊材料，通過特殊的工藝處理以后，做成一定特點的基體材料，再加上一定量的添加劑，將兩種物質(zhì)進(jìn)行混合，制造成球球、球纖維作為砌體的復(fù)合型材料。固體內(nèi)含有的物質(zhì)有區(qū)別，使用的工藝和配方也不盡相同，產(chǎn)生不同的復(fù)合材料。這類材料溫度高具有可塑性，溫度低可以進(jìn)行加工，根據(jù)喜好能夠做出不同種類的新型產(chǎn)品以供使用，常見的產(chǎn)品包含代瓷制代木、代塑等。這些原材料通常來自于日常生活和生產(chǎn)中，比較常見，價格將低于同類產(chǎn)品。

2.1.2 硅酸鹽基廢棄物復(fù)合材料

硅酸鹽基廢棄物的復(fù)合材料包含很多的種類，第一種是一些廢棄物中含有Al2O3、活性的SiO2，再加上一些添加劑，Ca2+與其中的物質(zhì)產(chǎn)生CAH、CSH。最終的水化產(chǎn)物包含Al(OH)3、CAH、CSH等物質(zhì)組成的氣溶膠，將其作為基體，將纖維狀、顆粒形狀的廢棄物成功包裹在一起，形成一種新型的復(fù)合性材料。廢棄物中的一些物質(zhì)也會參與水化反應(yīng)，形成新型的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合材料的強(qiáng)度會更高。另一種硅酸鹽基的廢棄物復(fù)合材料是將幾種不同的廢棄物進(jìn)行充分的混合，一些物質(zhì)中的氧化物成分經(jīng)過高溫作用，燒結(jié)成為陶瓷質(zhì)地的玻璃體，以它為基體，沒有進(jìn)行熔融的較硬的物質(zhì)當(dāng)作基質(zhì)中堅硬材料。

2.1.3 金屬基廢棄物復(fù)合材料

金屬廢棄物可以把牙膏皮、易拉罐、鋁合金等廢金屬可以做成基體，可以在基質(zhì)上加入碎玻璃、玻璃纖維等，可以制作成硬度高、剛度好的復(fù)合材料。將工藝中各個參數(shù)進(jìn)行微調(diào)可以實現(xiàn)多種不同類型的復(fù)合性材料，滿足生產(chǎn)的需求。新型材料能夠很好地實現(xiàn)揚(yáng)長避短，不斷可以保留金屬韌性的特點，同時保存了硬質(zhì)廢棄物硬度高的優(yōu)勢，可以將廢舊材料的價值增長得非常明顯。

2.2 重礦渣的使用

重礦渣又可以稱作為大塊渣，高爐在熔渣的過程中，將一些渣坑進(jìn)行自然冷卻或者是淋水冷卻，這樣就會有非常致密的礦渣產(chǎn)生，再經(jīng)過磁選、篩分等一系列過程形成一種特殊的石料礦渣。重礦渣單個塊體的強(qiáng)度均大于50MPa，這種強(qiáng)度比一般的巖石強(qiáng)度要高一些，重礦渣是鋪路的墊層或者是基層的良好材料。石灰：粉煤灰：重礦渣的混合比例是8：14：78，通過試驗路基能夠滿足日常的形成需求，重礦渣在瀝青碎石路以及混凝土路面上都適用。

2.3 鋼渣的使用

鋼渣是煉鋼的過程中將會排出一定數(shù)量的廢渣。鋼渣產(chǎn)生率將會成為粗鋼使用率的15-20%。將近一半用在筑路上，目前我國的鋼渣使用率還是比較低，需要提高鋼渣的使用率。鋼渣碎石在公路、鐵路、基坑回填、填海造田等建設(shè)工程中都可以得到很好地利用，可以代替天然碎石。天津港三號路的路基回填將淤泥擠出，遼河油田地面的多項工程回填地基等多個地方都是使用鋼渣當(dāng)作路基的填筑材料，很多工程都投入使用，使用效果良好。

2.4 堆肥和厭氧的發(fā)酵技術(shù)

垃圾的堆肥技術(shù)通常是用生物發(fā)酵的方式來降解廢棄物的過程。根據(jù)垃圾的狀態(tài)具體分為動態(tài)的堆肥方式以及靜態(tài)的堆肥方式，發(fā)酵的設(shè)備形式可以包括敞開形式堆肥以及封閉式堆肥。動態(tài)的高溫堆肥方式效率比較好，但是處理的成本比其他的要高一些，利用微生物分解有機(jī)成分，生化反應(yīng)中，細(xì)菌、氧氣、有機(jī)物等物質(zhì)共同作用可以產(chǎn)生二氧化碳、水、熱量、腐殖質(zhì)等。堆肥包含如下過程：首先放入一些底料，底料是堆肥主要的處理對象，包含一些固體的廢棄物：廢棄物、污泥、秸稈等。調(diào)理劑可以是能源的調(diào)理劑，可以提高生化降解的效率，提高混合物的總體熱量。第二步驟是實現(xiàn)熟化。高速堆肥是好氧反應(yīng)的過程，有機(jī)物的降解速度高、溫度比較高、臭味明顯等。目前的堆肥場地通常使用機(jī)械化操作，需要長時間堆肥，占有較大的面積，衛(wèi)生條件需要進(jìn)一步提高、肥效比較有限、銷路有待拓寬等，需要與其他的處理基礎(chǔ)結(jié)合在一起共同使用才能達(dá)到預(yù)期的處理效果。

結(jié)論

我國對固體廢棄物的資源化利用的研究和實踐工作目前均處于比較初級的階段。隨著國家逐步重視和推廣固體廢棄物的資源化利用的有關(guān)工作，利用效果提高得非常顯著。加大引進(jìn)國外先進(jìn)的工藝技術(shù)，在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷創(chuàng)新，提升行業(yè)總體的科研水平，從而增強(qiáng)我國的固體廢棄物資源化利用的總體水準(zhǔn)。