城市垃圾处理的方法和新技术

主讲：杨俊兰天津城建大学要点城市垃圾现状介绍垃圾处理的原则垃圾处理的方法垃圾卫生填埋处理准好氧填埋技术工程实例一、城市垃圾现状简介食品垃圾：指人们在买卖、储藏、加工、食用各种食品的过程中所产生的垃圾。这类垃圾腐蚀性强、分解速度快，并会散发恶臭。普通垃圾：包括废弃纸制品、废塑料、破布及各种纺织品、废橡胶、破皮革制品、废木材及木制品、碎玻璃、废金属制品和尘土等。普通垃圾和食品垃圾是城市垃圾中可回收利用的主要对象。建筑垃圾：包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、废木材、废管道及电器废料等。这类垃圾一般由建设单位自行处理，但也有相当数量的建筑垃圾进入城市垃圾中。清扫垃圾：包括公共垃圾箱中的废弃物、公共场所的清扫物、路面损坏后的废物等。危险垃圾：包括干电池、日光灯管、温度计等各种化学和生物危险品，易燃易爆物品以及含放射性物的废物。这类垃圾一般不能混入普通垃圾中。据统计，中国每年产生垃圾上亿吨，城市人均垃圾年产量达440公斤，全国600座城市堆放80亿吨垃圾。近年来，中国的高速工业化和城镇化进程带来了生活垃圾的迅猛增长，“城内干干净净，城外垃圾成堆”已经成了见怪不怪的现实。全世界每年生产4.9亿吨垃圾。其中，中国城市垃圾就占到1.3亿吨，并在以每年10％的速度增长,仅北京市，日产生活垃圾总量就达2.09万吨，相当于两座半景山的体积。全国垃圾存占地累计达75万亩，我国668座城市中已有三分之二被垃圾带所包围。垃圾无序的胡乱堆放，导致了周围地区生态环境的严重恶化。垃圾灾害是21世纪的最大公害之一。我国城市垃圾面临的严峻形势生活垃圾的危害：城市垃圾不仅污染环境、破坏了城市景观，而且传播疾病，威胁人类的生命安全。-侵占大量土地-污染水体-污染大气-污染土壤及农作物-影响环境卫生-易引起其它灾害生活垃圾中的主要污染物：-有害微生物：病毒、病菌、寄生虫卵、害虫等。-无机污染物：主要是重金属如汞、铅、隔、锌等，也包括一些金属离子-有机污染物：碳氢化合物、洗涤剂、致癌物等-其它：如氮、磷等营养成分、放射性物质以及产生色、臭的物质等。城市生活垃圾的危害饮用水的污染，对以此为生的居民造成极大的伤害，救救孩子！（长期饮用含砷量严重超标的地下水造成砷中毒）Soilpollution●1942年，美国一家电化学公司购买了这条大约1000米长的废弃运河，当作垃圾仓库来倾倒工业废弃物。●1953年，这条已被各种有毒废弃物填满的运河被公司填埋覆盖好后转赠给了当地的教育机构。●从1977年开始，这里的居民不断发生各种怪病，孕妇流产，儿童夭折，婴儿畸形，癫痫、直肠出血等病症也频频发生。●1987年，这里的地面开始渗出一种黑色液体，引起了人们的恐慌。这种黑色污液中含有氯仿（CHCL3）、三氯酚（C6H3CL3O）、二溴甲烷（CH2BR2）等多种毒物质，对人体健康会产生极大的危害。1977年美国腊夫运河事件腊夫运河事件是典型的固体废弃物无控填埋污染事件。固体废弃物可对环境造成多方面的污染，其危害从腊夫运河事件可见一斑。如果把固体废弃物直接倾倒入江河湖诲，会造成对水体的污染；如果露天堆放固体废弃物遇到刮风，其尘粒就会随风飞扬，污染大气；固体废弃物在焚化时也会散发含有二噁英等有毒致癌物的毒气和臭气污染大气环境；堆放或填埋的固体废弃物及其渗出液会污染土壤，并通过土壤和水体在植物机体内积存，进而进入食物链，影响人类健康。1990年前，全国城市垃圾处理率不足2%，九十年代以后，城市垃圾处理水平不断提高。根据城市建设统计年报的统计资料，1994年全国30个省、自治区、直辖市设622个城市，全国垃圾产生量为9952万吨，有垃圾处理厂（场）609座，垃圾处理率为35.8%，东部地区城市垃圾处理率高于全国平均水平约10个百分点。2000年全国31个省、自治区、直辖市设663个城市，有660座垃圾厂（场），垃圾处理率为60.23%。而浙江的垃圾处理率除杭州、宁波等少数城市外，低于东部地区平均74.8%垃圾处理率。我国城市生活垃圾的处理状况02.335.857.360.163.460.2344.867.799.52109.8113114.2118.190204060801001201985199019941997199819992000垃圾清运量(%）垃圾处理率（百万吨）1985年～2000年中国城市垃圾清运量及处理率二、城市生活垃圾处理原则二、城市生活垃圾处理原则垃圾处理的基本原则是“三化”:(1)无害化：通过一定的技术对垃圾进行处理，使其不产生污染，不致对人体健康产生影响。(2)减量化减少固体废物的排出量；建设固体废物容量(3)资源化从固体废物中回收有用的物质和能源要消除垃圾和垃圾对环境及人的危害，就必须:源头减量，分类回收，综合处理，重复使用。在源头减少垃圾的产生量。对垃圾中可回收的废物分类回收，剩下的垃圾进行综合处理：可堆肥的用于堆肥；把有毒有害的废物检出后，可焚烧的焚烧；剩下的渣土填埋。这时，填埋的垃圾量已经大大地减少了。三化垃圾处理的原则1、以人为本原则。从生活垃圾的收集、运输到最终处理实施全过程管理，防止对环境造成二次污染，切实保障人民群众的身体健康。2、可持续发展原则。以建设生态城市为目标，大力推进生活垃圾的减量化、资源化、无害化，最大限度地降低垃圾填埋数量，实现保护生态环境、合理利用资源和防治环境污染的统一。3、城乡一体化原则。改变城乡结合部、乡镇村垃圾处理的无序状态，有计划地将其纳入环境卫生管理体系，实现城乡统一规划、协调发展。4、社会参与原则。鼓励境内外各类资本参与垃圾处理设施的建设和运营，实现投资主体多元化、运营主体企业化和垃圾处理产业化。加快建立社会参与机制和监督机制。垃圾的分类与回收1、垃圾回收的重要意义垃圾分类：是指按照垃圾的不同成分，属性，利用价值以及对环境的影响。并根据不同处置方式的要求，分成属性不同的若干种类。垃圾分类收集：是指垃圾按其可处置的性能或可利用的价值而分别收集的方式，其目的是为资源回收和后续处置带来便利。2、垃圾分类的方法及其类型六个粗分的一级类别八个细分的二级类别无害化减量化资源化你真的做到分类扔垃圾吗？我们国家真的实现分类处理垃圾了吗？三、城市生活垃圾处理方法三、城市生活垃圾处理方法(1)卫生填埋(2)堆肥(3)焚烧法垃圾的“四化”：资源再生化，能源化，无害化，减量化生活垃圾处理可回收材料有机物可燃物其余废物分捡回收堆肥（发电）焚烧安全填埋余烬垃圾的资源化分类处理全组分处理垃圾处理的总原则：无害化、减量化、资源化城市垃圾的处理的主要流程垃圾处理方法及其比较方法优点缺点-投资适中，占地少-只处理有机成分堆肥-无害化程度高-运行费用高-有农用价值-销售受限制-减量、无害化程度高-投资及运行费用高焚烧-热能可利用-工艺和设备复杂-使用年限长，占地少-垃圾的热值含量高-处理量大，价格低-场地受限多安全填埋-工艺相对简单-占地量大-是最终的处理方法-管理水平要求高国别填埋堆肥焚烧美国60525日本329.265德国72325英国85-15法国502030荷兰502030瑞士151470瑞典75233国外垃圾处理方法（%）垃圾处理方法的优缺点利用自然界的微生物对垃圾中的有机物进行分解，使之形成肥料，作为农作物的营养，从而达到垃圾处理，净化城市环境，又提高土壤肥力的目的。堆肥技术的缺点：不能处理不可腐烂的有机物和无机物，减容、减量及无害化程度低，而且堆肥中的重金属有可能对土壤造成污染。因此仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。堆肥处理：将生活垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。垃圾堆肥技术按生物发酵方式，可分为厌氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所处的状态分，可分为静态堆肥和动态堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥和敞开式堆肥。城市垃圾加工、分选破碎、筛分轻组分重组分有毒有害废物配料、制浆水污泥与粪便加热厌氧发酵池沼气沼气柜剩余污泥脱水干燥作为农肥或处置城市垃圾厌氧发酵工艺流程厌氧消化处理与沼气回收配料制浆预处理垃圾生产沼气沼气池脱臭戽斗式翻堆机贮槽定量给料器一次发酵仓家畜尿回转振动筛二次发酵仓杂质污水池土壤脱臭装置干净气体堆肥系统流程图焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后，释放出热能，同时产生烟气和固体残渣。热能要回收，烟气要净化，残渣要消化，这是焚烧处理必不可少的工艺过程。垃圾焚烧法是一种比较有效的垃圾处理方法，它的减量化、资源化和无害化效果都比较理想。垃圾焚烧技术经过几十年的发展现在已经比较成熟，机械炉排焚烧炉的类型已经基本定型。制约垃圾焚烧技术发展的主要因素是二次污染（燃烧放出二噁英）防治技术特别是废气处理技术的成败。占地少，能大大减少排放量，使垃圾体积缩小50%～95%；焚烧温度高；能彻底消灭病原体；对垃圾进行焚烧处理减容、减量及无害化都很高，焚烧过程产生的热量用来发电，可以实现垃圾的能源化，是一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染，设备投资巨大，而且烧掉了可回收的资源，并释放出有毒气体,如二噁英、电池中的汞蒸汽等,并产生有毒有害炉渣和灰尘。另一方面，垃圾焚烧电厂的发电装机容量都很小，而且由于腐蚀问题，目前垃圾焚烧发电的效率一般不超过１５％，远低于燃煤发电的水平。垃圾焚烧的特点焚烧处理焚烧法是将垃圾置于高温炉中,使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。垃圾焚烧流程垃圾焚烧厂布置图垃圾焚烧厂（发电）垃圾发电厂卫生填埋是目前世界上处理垃圾量最大的方法之一,也是垃圾处理的最终手段。因为对垃圾不管采用哪种处理方法,最终都将产生不可回收和处理的物质,这些废物只能通过填埋的方法进行处理。填埋技术的特点是操作简单，可以处理所有种类的垃圾。投资费用相对较低，是目前国内普遍采用的方法。卫生填埋法要求：填埋物的含水量小于20％～30％，无机成分大于60％，密度大于0.5t·m-3。含水量过大会产生渗透液，污染地下水。三种垃圾处理方式比较内容卫生填埋焚烧堆肥操作安全性较好好好技术可靠性可靠可靠可靠，国内有相当经验占地大小大选址较困难，要考虑地形、地质条件，防止地表水、地下水污染，一般远离市区，运输距离较远。易，可靠近市区建设，运输距离较近较易，仅需避开居民密集区，气味影响半径小于200m，运输距离适中。适用条件无机物60%含水量30%密度0.5t/d垃圾低位热值3300kJ/kg时不需添加辅助燃料。从无害化角度，垃圾中可生物降解有机物≥10%，从肥效出发应40%。最终处置无仅残渣需作填埋处理，为初始量的10%。非堆肥物需作填埋处理，为初始量的20~25%。产品市场可回收沼气发电。能产生热能或电能。建立稳定的堆肥市场较困难。建设投资较低较高适中资源回收无现场分选回收实例，但有潜在可能。前处理工序可回收部分原料，但取决于垃圾中可利用物的比例。同左三种方式的影响比较内容卫生填埋焚烧堆肥地表水污染有可能，但可采取措施减少可能性。在处理厂区无，在炉灰填埋时，对地表水有污染。有地下水污染有可能，可采取防渗措施灰渣中没有有机质等污染物，仅需填埋时采取固化等措施可防止污染。重金属等可能随堆肥制品污染地下水大气污染有，但可用覆盖压实等措施控制可以控制，但二恶英（Doxlin）等微量剧毒物需采取措施控制。有气味土壤污染限于填埋场区。无重金属对土壤有污染。国内三种方式的投资比较无害化处理填埋处理堆肥处理焚烧处理单位建设投资(万元/吨)8～1515～4050～100单位处理成本(元/吨)20～4030～5050～100四、垃圾卫生填埋处理卫生填埋处理的优点一次性投资较低，运行较为经济；适应性广，对生活废物的种类、性质和数量均无苛刻要求；是一种相对完全、彻底的最终处理方式；运行管理相对简单。垃圾卫生填埋的发展第一个城市填埋于1904年在美国伊利诺伊斯州的香潘市建成；20世纪30年代，美国加利福利亚洲首次提出“卫生填埋”技术，到80年代发展成为成熟技术；1985年立项，1988年建设、1991年运行的杭