固体废物的处理

固体废物的处理、处置和利用节能减排2008-06-1519:00:29阅读2205评论5字号：大中小订阅第一节概述一固体废物的定义固体废物（solidwastes）亦称废物，是指人类在生产加工流通消费以及生活等过程中提取所需目的成分之后，所丢弃的固态或泥浆状的物质随着人类社会文明的发展，人们在索取和利用自然资源从事生产和生活活动时，由于客观条件的限制，总要把其中的一部分作为废物丢弃另外，由于各种产品本身也有其使用寿命，超过了寿命期限，也会成为废物其实，一种过程的废物随着时空条件的变化，往往可以成为另一过程的原料，废与不废是相对的，它与技术水平和经济条件密切相关所以，废物也有放在错误地点的原料之称二固体废物的来源和分类固体废物的来源大体上可以分为两类：一类是生产过程中产生的废物（不包括废气废水）；另一类是产品在流通过程和消费使用后产生的固体废物固体废物分类方法很多，可以根据其性质状态和来源等进行分类如按其化学性质可分为有机废物和无机废物；按其形状可分为固体废物（粉状粒状块状）和泥状废物（污泥）；按其危害状况可分为有害废物（指有易燃性易爆性腐蚀性毒性传染性放射性等废物）和一般废物应用较多的是按其来源进行分类，分为工业固体废物矿业固体废物农业固体废物城市垃圾和有害废物五类，见我国从固体废物管理的角度出发，将其分为工业固体废物危险废物和城市垃圾等三类工业固体废物（industrialsolidwastes）是指在工业生产加工过程中产生的废渣粉尘碎屑污泥，以及在采矿过程中产生的废石尾砂等2．危险废物危险废物（hazardouswastes）是指对人类动植物现在和将来会构成危害的，没有特殊的预防措施不能进行处理或处置的废弃物，它具有毒性（如含重金属的废物）爆炸性（如含硝酸铵氯化铵等的废物）易燃性（如废油和废溶剂等）腐蚀性（如废酸和废碱）化学反应性（如含铬废物）传染性（如医院临床废物）放射性（如核反应废物）等一种或几种以上的危害特性3．城市垃圾城市垃圾（municipalwastes）是指来自居民的生活消费商业活动市政建设和维护机关办公等过程中产生的固体废物，包括生活垃圾城建渣土商业固体废物粪便等本章重点讲述工业固体废物和城市垃圾的处理处置和利用三固体废物对环境的危害固体废物对人类环境的危害很大一方面，固体废物是各种污染物的终态，特别是从污染控制设施排出的固体废物，浓集了许多污染物成分，而人们对这类污染物却往往产生一种稳定污染慢的错觉；另一方面，在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分会转入大气水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的长期的危害性因此，对固体废物，特别是有害固体废物处理处置不当，会严重危害人体健康固体废物对环境的危害主要表现在以下方面：冶金交通机械金属结构等工业金属矿渣砂石模型芯陶瓷边角料涂料管道绝热和绝缘材料黏结剂废木塑料橡胶烟尘各种废旧建材等橡胶皮革塑料等工业橡胶皮革塑料布线纤维染料金属等造纸木材印刷等工业刨花锯末碎木化学药剂金属填料塑料等石油化工化学药剂金属塑料橡胶陶瓷沥青油毡石棉涂料等电器仪器仪表等工业金属玻璃木材橡胶塑料化学药剂研磨料陶瓷绝缘材料等建筑材料业金属水泥黏土陶瓷石膏石棉砂石纸纤维等居民生活食物垃圾纸屑布料木料金属玻璃塑料陶瓷庭院植物修剪物燃料灰渣碎砖瓦废器具粪便杂品等商业机关管道碎砌体沥青及其它建筑材料，废汽车废电器废器具，含有易燃易爆腐蚀性放射性的废物，以及类似居民生活栏内的各种废物市政维护管理部门碎砖瓦树叶死禽畜金属锅炉灰渣污泥脏土等农林稻草秸杆蔬菜水果果树枝条糠秕落叶废塑料人畜粪便农药等核工业核电站，放射性医疗单位科研单位含有放射性的金属废渣粉尘污泥器具劳保用品建筑材料等其它有关单位含有易燃性易爆性腐蚀性反应性有毒性传染性的固体废物1．侵占土地固体废物不加利用时，需占地堆放，堆积量越大，占地越多据估算，每堆积1万吨废物，占地约需1亩（666.6m2）截止1994年，我国仅工矿业固体废物的累计堆存量就达66亿多吨，占地90多万亩随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的很大提高，矿山废物和城市垃圾占地与人类生存和发展的矛盾日益突出，例如，根据对北京市高空远红外探测的结果显示，北京市区几乎被环状的垃圾堆群所包围废物堆放和没有采取适当防渗措施的垃圾填埋，经过风化雨雪淋溶地表径流的侵蚀，其中的有害成分很容易产生高温和有毒液体并渗入土壤，杀灭土壤中的微生物，破坏微生物与周围环境构成的生态系统，甚至导致草木不生其有害成分若渗流入水体，则可能进一步危害人的健康例如，在20世纪80年代，我国内蒙古包头市的某矿尾砂堆积如山，造成尾砂坝下游的大片土地被污染，一个乡的居民被迫搬迁固体废物若随天然降水或地表径流进入河流湖泊，或随风飘迁落入水体，则使地面水受到污染；若随渗沥水进入土壤，则使地下水受到污染；若直接排入河流湖泊或海洋，则会造成更大的水体污染不仅减少水体面积，而且还妨害水生生物的生存和水资源的利用例如，德国莱茵河地区的地下水因受废渣渗沥水污染，导致当地自来水厂有的关闭，有的减产固体废物一般通过如下途径污染大气：以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸，扩散到远处；运输过程中会产生有害的气体和粉尘；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下会被微生物分解，释放出有害气体；固体废物本身以及在对其处理（如焚烧）时散发的毒气和臭气等典型的例子是曾在我国各地煤矿多次发生的煤矸石的自燃，散发出大量的城市的生活垃圾粪便等若清运不及时，就会产生堆存，严重影响人们居住环境的卫生状况，对人们的健康构成潜在的威胁四固体废物的处理原则固体废物处理（treatmentofsolidwastes），是指通过物理化学生物等不同方法，使固体废物转化成适于运输贮存资源化利用以及最终处置的一种过程随着对环境保护的日益重视以及正在出现的全球性的资源危机，工业发达国家开始从固体废物中回收资源和能源，并且将再生资源的开发利用视为第二矿业，给予高度重视我国于80年代中期提出了无害化减量化资源化的控制固体废物污染的技术政策，今后的趋势也是从无害化走向资源化1．无害化固体废物无害化（innocuity）处理是指将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康不污染周围自然环境的目的目前，固废无害化处理技术有：垃圾焚烧卫生填埋堆肥粪便的厌氧发酵有害废物的热处理和解毒处理等其中高温快速堆肥处理工艺高温厌氧发酵处理工艺，在我国都已达到实用程度，厌氧发酵工艺用于废物无害化处理的理论已经成熟，具有我国特点的粪便高温厌氧发酵处理工艺在国际上一直处于领先地位2．减量化固体废物的减量化（minimization）是指通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积这需要从两方面着手，一是减少固体废物的产生，二是对固体废物进行处理利用首先从废物产生的源头考虑，为了解决人类面临的资源人口环境三大问题，人们必须注重资源的合理综合利用，包括采用经济合理的综合利用工艺和技术，制定科学的资源消耗定额等另外，对固体废物采用压实破碎焚烧等处理方法，也可以达到减量和便于运输处理的目的3．资源化固体废物资源化（resourcerecovery）是指采取适当的工艺技术，从固体废物中回收有用的物质和能源近40年来，随着工业文明的高速发展，固体废物的数量以惊人的速度不断增长，而另一方面世界资源也正以惊人的速度被开发和消耗，维持工业发展命脉的石油和煤炭等不可再生资源已经濒于枯竭在这种形势下，欧美及日本等许多国家纷纷把固体废物资源化列为国家的重要经济政策世界各国的废物资源化的实践表明，从固体废物中回收有用物资和能源的潜力相当大，表9-2是美国资源回收的经济潜力，由此可见固体废物资源化可观的经济效益废物料我国虽然资源总量丰富，但人均资源不足而且我国资源利用率低，浪费严重据统计，在我国的国民经济周转中，社会需要的最终产品仅占原材料的20%～30%，即70%～80%成为废物另一方面我国的废物资源利用率也很低，与发达国家的差距很大，因此，固体废物资源化及开发再生资源，更应该成为我国应对资源危机解决生存与环境问题的国策固体废物资源化的优势很突出，主要有以下几个方面：生产成本低，例如用废铝炼铝比用铝矾土炼铝可减少资源90%～97%，减少空气污染95%，减少水质污染97%；能耗少，例如用废钢炼钢比用铁矿石炼钢可节约能耗74%；生产效率高，例如用铁矿石炼1吨钢需8个工时，而用废铁炼1吨电炉钢只需2～3个工时；环境效益好，可除去有毒有害物质，减少废物堆置场地，减少环境污染可见，推行固体废物资源化，不但可节约投资降低能耗和生产成本，而且可减少自然资源的开采治理环境，维持生态系统的良性循环，是保证国民经济可持续发展的一项有效措施固体废物处理（treatmentofsolidwastes），如前所述，是指通过物理化学和生物的方法，使固体废物转化成适于运输贮存资源化利用以及最终处置的一种过程按其处理过程可分为预处理和资源化两个阶段，按其处理方法可分为物理处理化学处理和生物处理等一固体废物的预处理固体废物预处理（pretreatment）又称前处理，是资源化前的预处理，主要包括收集运输压实破碎分选等工艺过程预处理常涉及固体废物中某些组分的分离与浓集，因而往往又是一种回收材料的过程固体废物的收集（collection）是一项困难而又复杂的工作，尤其是城市垃圾的收集更加复杂由于产生垃圾的地点分散在每条街道每幢住宅和每个家庭，且垃圾的产生不仅有固定源，还有移动源，因此给垃圾的收集工作带来许多困难一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集运输工作由工厂负责零星分散的固体废物（工业下脚料及居民废弃的日常生活用品）则由商业部门所属废旧物资公司负责收集此外，有关部门还组织城市居民农村基层供销合作社收购站代收废旧物资回收的品种有黑色金属有色金属橡胶塑料纸张破布玻璃机电五金化工下脚料等16大类1000多个品种城市垃圾包括生活垃圾商业垃圾建筑垃圾粪便及污水处理厂的污泥等在我国，它们的收集工作是分开处理的：商业垃圾及建筑垃圾原则上由产生单位自行清除；粪便的收集按其住宅有无卫生设施分成两种情况，具有卫生设施的住宅，居民粪便的小部分进入污水厂作净化处理，大部分直接排入化粪池没有卫生设施的使用公厕或倒粪站进行收集，并由环卫专业队伍用真空吸粪车清除运输，一般每天收集一次，当天运出市区我国对城市生活垃圾的收集，一般是由垃圾发生源送至垃圾桶（箱），统一由环卫工人将垃圾桶（箱）装入垃圾车，再运至中转站，最后由中转站运到最终处理场或填埋场处置，形成了一套固定模式的收集中转集中处置系统城市生活垃圾的收集频率应由季节气候垃圾数量和民众需求等因素决定医院垃圾则由医院自行焚烧处理，再送至处置场所在有些发达国家，垃圾的收集和加工处理系统已经成为拥有现代化技术装备的重要部门美英法和瑞士等国，由居民从垃圾中分出玻璃黑色金属织物废纸纸板等，分装入不同的垃圾箱或不同颜色的垃圾袋，进行垃圾分类收集，这样就可以将不同成分的垃圾直接运往垃圾处理厂目前，在我国的个别城市也正进行垃圾分装和上门收集的试验比较先进的垃圾收集和运输方法是采用管道输送在瑞典美国和日本的有些城市就是采用管道输送垃圾的，并已取代了部分垃圾车，这是最有前途的垃圾输送方法利用气流系统，可将垃圾从多层住宅运出20公里之外收集和运输垃圾的费用很大，在发达国家已达到处理总费用的80%左右运输费用与焚烧填埋或处理厂的距离成正比，由于处理厂必须与居民区保持足够的距离，必然会增加运费；但是，如果对垃圾收集和运输线路进行优化，并采取垃圾分类方法，所需运输费用会有所降低压实又称压缩（compressing），是一种采用机械方法将固体废物中的空气挤压出来减少其空隙率以增加其聚集程度的过程其目的一是为了减少体积增加容重以便于装卸和运输，降低运输成本；二是制作高密度惰性块料以便于贮存填埋或作建筑材料大部分固体废物（除焦油污泥等）都可进行压实处理压实技术最初主要用来处理金属加工业排出的各种松散废料，后来逐步发展到处理城市垃圾如纸箱纸袋和纤维制品等一般固体废物经过压缩处理后，压缩比（即体积减少的程度）为3～5，如果同时采用破