固廢處置技術(shù)與回收再利用的有效途徑分析

史會瑩，韋 輝，孫 磊

（1.臨沂沐之韻環(huán)?？萍加邢薰荆綎| 臨沂 276000；2.臨沂市環(huán)境保護科學(xué)研究所有限公司，山東 臨沂 276000）

固體廢物處理技術(shù)是指將固體廢物轉(zhuǎn)化成適于運輸、利用、貯存或最終處置的技術(shù)[1]。當前的固體廢物處理技術(shù)主要包括化學(xué)處理、物理處理、熱處理、生物處理、固化處理等幾種類型。固廢處理技術(shù)的類型不同，其原理和方法也有所不同?；瘜W(xué)處理技術(shù)是利用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分，實現(xiàn)固體廢物無害化。物理處理技術(shù)是以濃縮或其它方式，改變固體廢物結(jié)構(gòu)，使固體廢物更適于運輸、存貯、利用或最終處置。生物處理法是利用微生物對固體廢物中可分解的有機物進行分解，實現(xiàn)固體廢物無害化或再利途。

1 固體廢物的來源與危害

固體廢物來源于多個行業(yè)，如化學(xué)藥品與原藥制造行業(yè)、煉焦制造業(yè)、造紙業(yè)、生物生化制品制造業(yè)、制革行業(yè)、獸用藥品制造業(yè)、印刷業(yè)等。固體廢物來源復(fù)雜，成分也復(fù)雜，對人與環(huán)境的危害較大[2]。固體廢物的危害性主要來自于其所含的有毒有害成分。固體廢物的危害性包括反應(yīng)性、易燃性、毒性、腐蝕性及感染性等?，F(xiàn)實生活中固體廢物很多，如醫(yī)療廢物、廢有機溶劑、重金屬以及廢酸、堿等[3]。

固體廢物對人、環(huán)境、動物等都會產(chǎn)生影響。如鉻渣會刺激并腐蝕人體皮膚和消化道；含鉻廢水會影響玉米、小麥等作物生長；鉻蓄積在魚類組織中對水體中的動物和植物也產(chǎn)生影響。氰渣會損害人體健康，引起人心悸、頭痛頭暈、甲狀腺腫大等；大量氰渣作用于人體時會直接引發(fā)急性中毒，使人出現(xiàn)呼吸衰竭而死。無機鹽廢渣會對人的消化系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生影響，導(dǎo)致人的肝、腎等臟器中毒，使人的身體健康與生命安全受到嚴重威脅。含砷化合物具有致癌作用，鋅鹽對皮膚和黏膜有刺激和腐蝕作用；重金屬對動植物、微生物有明顯的危害作用，重金屬進入土壤后在土壤中累積，最終會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)、組成、功能等發(fā)生變化，微生物活動受到抑制。酸、堿渣中含有大量的金屬離子與鹽類，會刺激人體黏膜、眼睛以及皮膚，造成人體皮膚與內(nèi)部器官的損傷。

2 固體廢物的處理原則

固體廢物因種類、性質(zhì)及對環(huán)境的污染程度不同，采用的處理手段與處置方式也應(yīng)有所不同。我國《固廢法》中明確規(guī)定，固體廢物處理要遵循三化原則，即減量化、資源化與無害化[4]

2.1 減量化

減量化是指應(yīng)用相關(guān)技術(shù)手段，減少固體廢物的排放量、產(chǎn)生量。按照減量化原則，在開展一些生產(chǎn)活動時，需選用合適的生產(chǎn)原料，并不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高資源利用率，以減少固體廢物的產(chǎn)生。另外，要想實現(xiàn)減量化目標，可在生產(chǎn)時盡量采用無廢或低廢工藝，將生產(chǎn)過程中的固體廢物產(chǎn)生量降到最低。最后是通過提高產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命，以及科學(xué)處理固體廢物與最大限度回收利用固體廢物來實現(xiàn)減量化目標。目前我國開始研發(fā)和利用清潔生產(chǎn)工藝，以減少固體廢物的產(chǎn)量[5]。

2.2 資源化

所謂資源化就是重新挖掘固體廢物中可利用的部分，將固體廢物回收利用，使其重新發(fā)揮作用。將固體廢物進行資源化處理需要用到資源再利用技術(shù)。

固體廢物資源化處理需經(jīng)過物質(zhì)回收、物質(zhì)轉(zhuǎn)換及能量轉(zhuǎn)換。物質(zhì)回收是將物質(zhì)從固體廢物中進行二次提取和回收；物質(zhì)轉(zhuǎn)換就是利用固體廢物制取新形態(tài)的物質(zhì)；能量轉(zhuǎn)換指的是回收廢物處理過程中產(chǎn)生的能量，并將其轉(zhuǎn)換為電能或熱能再加以利用。在處理固體廢物時遵循資源化原則，可大大提高整個處理工作的環(huán)境效益，從而提高資源利用率。

2.3 無害化

無害化也是固體廢物處理中需要遵循的一大原則，按照這一原則對固體廢物做無害化處理，可大大降低固體廢物對環(huán)境以及人體的危害程度，從而保護環(huán)境與人體健康。固體廢物無害化處理需用到多種技術(shù)，如焚燒技術(shù)、填埋技術(shù)、生物降解技術(shù)、熱處理技術(shù)、有機物熱解氣化技術(shù)等。在對固體廢物進行無害化處理時要考慮處理成本[6]。

3 固體廢物處理技術(shù)分類

3.1 物理處理法

物理處理法主要是通過濃縮或相應(yīng)變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，但不對固體廢物產(chǎn)生破壞的一種方法。當前常用的蒸發(fā)、干燥、破碎、壓實、分選等方法都屬于物理處理法。物理處理技術(shù)在預(yù)處理環(huán)節(jié)有著廣泛應(yīng)用[7]。

3.2 化學(xué)處理法

化學(xué)處理法也是當前比較常用的處理方式?；瘜W(xué)處理法的原理及過程是：先破壞固體廢物中的有害成分，使固體廢物無毒無害，再對固體廢物進行進一步處理或利用。當前最常用的化學(xué)處理法有固化、中和、還原、氧化及化學(xué)沉淀等。在應(yīng)用化學(xué)處理法時需注意，由于化學(xué)反應(yīng)條件比較復(fù)雜，影響因素較多，所以化學(xué)處理法的應(yīng)用范圍有限，比較適用于對所含成分單一或含有幾種化學(xué)成分特性相似的固體廢物進行處理，不適用于對混合廢物的處理。

3.3 生物處理法

生物處理法主要是利用微生物的分解、降解作用，對固體廢物中的可降解有機物進行處理，最終達到無害化，使固體廢物能被綜合利用。生物處理法會改變固體廢物的組成、形態(tài)及容積等，使固體廢物更適于運輸、貯存或利用。當前的兼性厭氧處理、厭氧處理及好氧處理等幾種生物處理法都適用于固體廢物處理。生物處理法的優(yōu)點是清潔無污染、安全環(huán)保、處理成本相對較低，缺點是處理時間較長，處理效率不是十分穩(wěn)定[8]。

3.4 焚燒處理法

焚燒處理法的原理簡單，操作過程也比較簡單。焚燒處理法主要是通過對固體廢物中的可燃性物質(zhì)進行燃燒，在燃燒過程中發(fā)生氧化反應(yīng)，使固體廢物的體積減小，同時利用燃燒過程中產(chǎn)生的熱能。該方法效率高，成本較低，但處理不當可能會造成局部大氣顆粒物濃度增加，引發(fā)二次污染。因此在應(yīng)用時要科學(xué)選擇焚燒設(shè)施與焚燒場地，并做好污染控制。

3.5 熱解處理與固化處理法

熱解處理法是指通過固體廢物中的有機物在高溫下裂解，獲得輕質(zhì)燃料。而固化處理法是將固體廢物用一種固化基材料包裹，然后將固體廢物運到安全位置或做進一步處理。固化處理方式能有效降低固體廢物對環(huán)境及人體的危害。

4 固體廢物處理技術(shù)的應(yīng)用

4.1 預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用

在進行固體廢物預(yù)處理時，通常需要用到壓實、破碎、分選、脫水及干燥等技術(shù)。壓實處理技術(shù)也稱為壓縮處理技術(shù)，是利用機械重力壓縮固體廢物，降低固體廢物的孔隙率，增加物料聚積程度與密度，使固體廢物更便于運輸、貯存及再處理。研究與實踐證明，經(jīng)過壓縮處理的固體廢物，非常有利于制取高密度的惰性材料或建筑材料，便于儲存或再次利用。但壓實技術(shù)具有一定的局限性，含水廢料、剛性材料、含易燃易爆成分的廢料，不適合使用壓實技術(shù)。生活中常見的玻璃、塑料、金屬、大塊木材等也不適用于壓實技術(shù)，因為這些廢料可能會損毀壓實設(shè)備。在對固體廢物進行壓實處理時，可將整個壓實過程看作是消耗一定的壓力能，提高廢物容重的過程。固體廢物在受到機械等施加的壓力后，顆粒就會被擠壓，顆粒間的間隙會變小，一些顆粒會破碎或變形，物質(zhì)內(nèi)部的顆粒就會重新組合，這樣固體廢物的體積、形態(tài)等也會發(fā)生改變，使固體廢物更便于運輸與儲存。如一只易拉罐，壓扁后其體積與容積就會減小，占地面積也會減小，因而更便于運輸[9]。

4.2 電化學(xué)氧化技術(shù)的應(yīng)用

電化學(xué)氧化技術(shù)是當前一項比較先進的固體廢物處理技術(shù)，該技術(shù)是通過在電極表面發(fā)生的催化作用或由于電場作用而產(chǎn)生氧化劑，氧化劑再與廢物中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，促使污染物質(zhì)與固體廢物分離，達到降低固體廢物毒性與污染性的目的。電化學(xué)氧化原理如圖1所示。

圖1 電化學(xué)氧化原理示意圖

電化學(xué)氧化技術(shù)經(jīng)過幾年發(fā)展已相對成熟，固體廢物處理效果也比較可靠。相較于化學(xué)沉淀與物理吸附等比較傳統(tǒng)的固體廢物處理方法，電化學(xué)氧化技術(shù)清潔環(huán)保、綠色高效、占地面積小，工藝設(shè)備維護簡便，并且還能與其他固體廢物處理技術(shù)結(jié)合使用，因此該技術(shù)在當前的固體廢物處理工作中發(fā)揮著十分重要的作用。近年來，電化學(xué)氧化技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷拓寬，其在環(huán)境領(lǐng)域的重要性不容忽視。隨著電力技術(shù)的進一步發(fā)展及實踐經(jīng)驗的不斷豐富，電化學(xué)氧化技術(shù)在未來會有更好的發(fā)展與應(yīng)用前景。

5 固體廢物處理與循環(huán)利用的建議

5.1 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少固體廢物排放

近幾年，我國在加快推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源結(jié)構(gòu)改革，雖取得了一定成果，但與部分發(fā)達國家相比，我國多地的能源結(jié)構(gòu)與工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍比較落后，再加上一些行業(yè)的工藝設(shè)備落后，所以固體廢物的產(chǎn)生量仍然較大。在此情況下，必須持續(xù)推進工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源轉(zhuǎn)型，從根本上減少固體廢物的排放，提高固體廢物的治理成效。有關(guān)部門要在保證地區(qū)經(jīng)濟不受過大震蕩的情況下逐步淘汰一些高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè)。在加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時，也要全面實施清潔生產(chǎn)技術(shù)改造，制定完善的固體廢物排放標準，規(guī)定重點地區(qū)的固體廢物排放上限，執(zhí)行污染物專項排放限值標準。

5.2 優(yōu)化企業(yè)行為，減少固體廢物排放

為了降低固體廢物的排放量，提高固體廢物的治理成效，政府部門還需從企業(yè)著手提升固體廢物治理水平，實現(xiàn)最終的治理目標。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當前部分企業(yè)仍以發(fā)展經(jīng)濟為中心，不注重國家的一些環(huán)保政策、減排要求等，因此，相關(guān)職能部門有必要向企業(yè)宣傳環(huán)保知識、固體廢物處理知識等，使企業(yè)從意識層面提高對環(huán)保工作及固體廢物處理工作的重視，并在行為上有所轉(zhuǎn)變。相關(guān)部門還要督促、約束、激勵與引導(dǎo)企業(yè)以減少污染、保護環(huán)境等為目標，對企業(yè)現(xiàn)有的環(huán)境目標做出調(diào)整，并以調(diào)整后的目標為基礎(chǔ)組織開展各項生產(chǎn)活動與環(huán)境保護工作，改變企業(yè)原本落后的生產(chǎn)模式與發(fā)展理念，使企業(yè)更適應(yīng)當前的環(huán)保潮流。企業(yè)要根據(jù)其環(huán)保理念以及國家的減排要求，科學(xué)制定固體廢物排放的管控方案，劃分與落實管理責任，切實提高管理水平。

5.3 加強固體廢物排放與處置監(jiān)管

在當前背景下，應(yīng)運用現(xiàn)代信息技術(shù)，提高政府監(jiān)管水平，使政府能夠更好地開展“事前控制”。由于數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理編碼技術(shù)等具有強大的信息采集與處理功能，因而可以為政府提供真實、全面且及時的固體廢物信息，便于政府開展預(yù)防與管理工作。同時計算機處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等也能輔助政府更準確地收集信息、甄別信息篩選信息，使政府的決策更加準確，固體廢物監(jiān)管方案更加科學(xué)。有關(guān)部門可在固體廢物全流程監(jiān)管工作中運用現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)，大大提高固體廢物監(jiān)管工作的精準化與數(shù)字化程度，彌補傳統(tǒng)監(jiān)管模式的弊端。在傳統(tǒng)監(jiān)管模式中，人員檢查與巡視是最主要的手段，檢查結(jié)果的精確度會受多方因素的影響，監(jiān)管效能也比較遲緩。而在運用現(xiàn)代信息技術(shù)后，監(jiān)管人員可運用現(xiàn)代智能監(jiān)測設(shè)備、計算機信息系統(tǒng)等完成固體廢物信息的采集與處理工作，也可運用現(xiàn)代在線監(jiān)測技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的固體廢物信息進行自動監(jiān)測，這樣就能減少了人為失誤，提高固體廢物監(jiān)管的精準化與數(shù)字化程度。工作人員可利用現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的固體廢物排放信息、分布信息、處理信息及污染信息等進行調(diào)查與管理，為監(jiān)管方案的制定提供參考依據(jù)。工作人員可運用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)調(diào)查分析所轄區(qū)域的人口密度、工業(yè)結(jié)構(gòu)、工廠分布、固體廢物污染源分布與排污量等，把握區(qū)域環(huán)境監(jiān)管的重心與要求。在做好信息調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，梳理相關(guān)職能部門的職責與人員職責，完善固體廢物監(jiān)管細則。此外，還可以采用實時遠程監(jiān)控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)、定位技術(shù)、視頻識別技術(shù)等，捕捉和記錄固體廢物污染的現(xiàn)場情況，獲取真實數(shù)據(jù)，為固體廢物的處置提供參考。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著人們生活、生產(chǎn)活動的增加，我國固體廢物的產(chǎn)生量也在不斷加大，固體廢物污染性強，危害性高，若不及時、規(guī)范處理，就會對生態(tài)環(huán)境及人體健康造成嚴重影響。因此，針對固體廢物，要嚴格按照減量化、資源化與無害化原則，科學(xué)運用壓實、焚燒、生物降解等處理技術(shù)進行規(guī)范化處理，將固體廢物的污染性與危害性降到最低。此外，還要注重對固體廢物的回收利用，可應(yīng)用高溫熔融技術(shù)、厭氧降解技術(shù)、熱裂解技術(shù)、非高爐煉鐵技術(shù)等固體廢物綜合利用技術(shù)有效提高固體廢物利用率，使固體廢物能夠重新發(fā)揮作用。