城市生活垃圾和农业固废处理的新技术

城市生活垃圾和农业固废处理的新技术随着我国社会经济的高速发展.城市化进程速度不断加快，城市生活垃圾产量急剧增加。据报道,垃圾产量正在以每年10％的速度增加。很多城市(北京、天津等)都已经陷入垃圾包围之中。虽然，这些垃圾已经经过处理，但是，其污染仍然非常严重，已经成为制约我国社会发展的瓶颈，对垃圾处理常用方法有填埋、生物处理、制沼气、热处理等，但是在处理过程中也暴露出很多的问题。因此，对垃圾处理的新技术研究显得尤为重要。一、城市生活垃圾常规处理技术1、卫生填埋技术所谓卫生填埋法，是指在选定的合适场所，将垃圾填埋到一定高度后，加上覆盖材料。经过长期的物理、化学和生物作用使其达到稳定状态。卫生填埋技术作为垃圾最终处理的方法，是目前解决生活垃圾的主要方法，我国城市垃圾95％以上为填埋处理。2、焚烧处理技术焚烧处理技术是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量与被处理的物质在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏的一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术.3、生物处理技术所谓生物处理技术，就是垃圾堆肥技术，指生活垃圾在一定温度、湿度氧气量等条件下，经过微生物的发酵、降解使之变为稳定的有机质，并同时利用发酵过程中产生的高温杀死有害微生物。最终达到无害化的生化处理技术。垃圾堆肥一般分为厌氧堆肥和好氧堆肥，好氧堆肥主要是利用专性好氧微生物和兼性好氧微生物对垃圾中有机物进行降解的过程；厌氧堆肥是利用专性和兼性厌氧细菌对有机物进行降解的生化过程.相比厌氧堆肥技术，好氧堆肥技术具有堆肥时间短，分解速度快,臭气发生量少的特点。二、城市生活垃圾处理新技术1、垃圾蠕虫堆肥法处理技术蠕虫堆肥法是将蚯蚓养殖与堆肥相结合。生产蚯蚓复合饲料，利用堆肥进行无公害蔬菜栽培等。该技术在国外研究较多,具有投资少见、效快的优点，我国近年来也开展了利用养殖蚯蚓处理垃圾的研究。蚯蚓的食量大，消化能力强，对垃圾的处理能力非常高。适于养殖且能消化生活垃圾的蚯蚓种类是爱胜蚓属（Eiseniafoetida)和黑蚯蚓(Lumbricusrubellus)。这两种蚯蚓的成虫质量平均为0.4g，每天可吞食相当于它自身质量一半以上的食物，并排泄等量的肥料同时，蚯蚓还可以作为饲养动物的蛋白质来源。其经济效益相当可观。然而，该技术也还存在一些问题，如蠕虫的生长需要温暖的气候条件，且会受到一些螨和其他蠕虫的威胁：堆肥过程中产生的气味会更加显著，有时还需要加投石灰来中和酸性的环境：清空旧堆肥时通常要用手将蠕虫挑出，再为蠕虫提供新料，否则在成品堆肥中会含有蠕虫网。2、垃圾气化熔融处理技术城市生活垃圾气化熔融技术是为解决上述问题而提出的新型垃圾处理技术，减量化程度高，二次污染小，尤其能将二嗯英含量限制在最小，接近于零排放；垃圾气化产生的气体可用于发电或供热；熔融的熔渣可用作建筑材料。该技术受到了欧美、日本等发达国的足够重视，被认为是焚烧处理的最有希望的替代技术。城市垃圾气化熔融处理技术，将垃圾在450600℃温度下的热解气化和灰渣在1300℃以上熔融两个过程有机地结合起来。城市垃圾先在还原性气氛下热分解制备可燃气体，垃圾中的金属没有被氧化，可回收利用。同时垃圾中的Cu、Fe等金属不易生成促进二恶英类形成的催化剂；热分解气体燃烧时空气系数较低，能大大降低排烟量、提高能量利用率、降低NO的排放量、减少烟气处理设备的投资及运行费；含碳灰渣在高于1300℃以上的高温下熔融燃烧，能扼制二恶英类毒性物质的形成。熔融渣被高温消毒可实现再生利用，最大限度地实现垃圾减容、减量。3、垃圾衍生燃料处理技术将城市生活垃圾变为可燃性垃圾固体燃料(RDF)，是国外发达国家较成熟的垃圾处理方式，日本、韩国等国家已普遍应用RDF燃料发电或供热。生产RDF燃料的生产工艺是：先用机械的方法将垃圾分类，按照不同的物料性质，把能回收利用的部分分离出来。期间要经过磁性分离、风力分离和非金属等筛选步骤，将垃圾中的废塑料、废纸屑、木屑、PVC等可燃性废弃物分离出来，经筛选、压碎、干燥、研磨、成型，形成无害颗粒状燃料。由于RDF在高温下挤压固化成为颗粒状，在制造过程中进行了灭菌，便于储存也可直接运到电厂发电。制成的RDF燃料，它为粉笔形状，直径15～20mm,长度50mm左右，水分控制在10％左右，发热量接近煤炭，可广泛应用于垃圾发电厂、水泥厂、各种工业锅炉等。虽然RDF具有热值高、能均匀燃烧、回收利用率高、烟气中重金属含量低、烟气净化成本低的特点，但是，高水分、高灰分的RDF燃料会导致锅炉能力的下降，含水量高会导致烟气体积增大，同时灰分高使锅炉容易积灰结渣，降低锅炉传热效率，致使排烟温度升高。4、垃圾电弧等离子体处理技术所谓垃圾电弧等离子体处理技术指的是在一个密闭的空间里，通过强大的电弧使空气电离产生等离子体，然后在另外一个缺氧密闭的空间里面对垃圾进行加热，其温度可到16000℃，在无氧的条件下，垃圾中的无机物很快被玻璃化，最后产生的无害熔渣可作为建筑材料；垃圾中的有机物被高温分解。在有氧条件下，分解能产生大量的二氧化碳；在无氧的条件下，固体废料中的有机物就会转化为氢气和一氧化碳的混和物，这种混合物可以像天燃气一样作为一般汽轮引擎的能源，其中的氢气经进一步纯化分离，则可以作为单独的燃料。对这种气体混合物做进一步的处理，降低其中污染物质的含量，如氮化物和二氧(杂)芑等可直接进入涡轮机或释放到大气层中。由于该技术能把垃圾转化为能源同时降低污染物的含量。因此有很大的发展前景。农业固体废物的资源化利用主要有2个途径：一是将其加工转化后再资源化利用；二是将其直接利用。一、秸秆类农业生物质废物资源化1、秸秆类农业废物秸秆在传统农业上应用范围小，仅用作燃料、饲料、盖房等。但是秸秆却是含有丰富的生物质能源可以供人类使用。此外，秸秆还可以开发成新型建筑材料，这种新型材料具有轻便、保暖、耐用等优点。因此，秸秆综合利用的潜力很大。2、制取生物絮凝剂过程农作物的秸秆经过粉碎、制浆，其中一部分经过过滤和沉淀后产生上清液，这种上清液含有少量可溶性有机物，经过废水处理后可作中水回用，亦可用于灌溉和冲洗畜禽养殖房；含有纤维素的部分可经微生物分解产生糖化液，以糖化液为基质接种产絮菌进行发酵，其发酵产物为絮凝剂可用作污水处理。糖化液也可用于生产饲料，饲养牲畜，从而实现了秸秆的资源化利用。制取生物絮凝剂的秸秆综合利用延长了资源产业链，生产了更多产品，提高了附加值，同时，循环利用也减少了环境污染。3、综合效益农作物秸秆综合利用生产的生物絮凝剂可以应用于污水处理中，其优点主要有成本低、污染少、市场价值高及前景好等优点。利用秸秆纤维素为发酵原料，在纤维素降解菌及产絮菌的作用下，经两段式发酵过程形成生物絮凝剂，据统计1吨秸秆可以生产价值约为800元的絮凝剂，这种资源化过程中不仅成本低廉，而且经济效益高，实现了秸秆的资源化利用。二、畜牧业固废资源化1、畜牧业固废畜牧养殖业日常会产生大量的动物粪便，不及时恰当的处理将会滋生蚊蝇，传播疾病，散发恶臭，降雨天气还会污染地下水。2、制取沼气通过建立沼气站将畜牧业动物产生的粪便用来制作沼气，供居民生活做饭取暖利用。与此同时，沼气站的副产物沼渣和沼液，可作为有机肥料用于有机农业发展使用。据有关统计，年产量1500吨沼渣和2800吨沼液可给666公顷有机青贮和400公顷有机水稻提供足够的肥力。3、环保效果沼气站的发酵系统将动物粪便、植物秸秆等农业固体废物转变为再生资源沼气和副产物有机肥。不仅做到了固体废物的减量化和资源化，减少了传统能源的消耗，同时，实现了畜牧业和农业的循环发展。三、城乡生活垃圾处理1、城乡生活垃圾城乡生活垃圾是城镇固体废物的又一个重要组成部分，其产生量大且较分散。城镇企业的发展带动了城乡居民的生活水平，生活方式的转变使得居民生活垃圾成分有所变化。生活垃圾由煤灰为主转变为包装、厨余垃圾为主。生活垃圾分散且管理弱极易导致环境恶化。2、处理方法处理方法分为3个步骤，分为分类收集、专门处理、最终处置。第1步分类收集与处理，转变收集方式由混合收集到分类收集，是实现“三化处理”的基础。第2步把量大且成分单一的固体废物专门处理，针对产量高的街道、养殖场和企业这3类垃圾产生源进行专门分化处理，减小后续处理难度。第3步根据垃圾的特点进行最终处置，属于有机垃圾的堆肥或发酵处理，无机固体废物焚烧或填埋。四、生态农业园区生态农业园区是将养殖和农业种植业结合在一起，实现资源循环使用的应用。某村将水稻种植和奶牛养殖作为园区主营项目，建立了生态农业示范园区。园区主要分为了6个规划区域，分别为有机蔬菜、有机粮食、畜禽养殖、植被修复、源化环保产业、文化景观。园区在种植和养殖开展的同时建立了粮食加工基地和肉类加工场地，资源化环保区建立了沼气站把人畜粪便垃圾发酵转化为可利用的沼气。生态农业园区的建立大大提高了资源利用率，实现了固体废物的资源化、减量化、无害化。开展农村的生态农业园区建设工作，加大了资源的利用率，减少固体废弃物产量，将传统的农业固废转变为可利用的沼气、絮凝剂等资源。这样不仅推动了农业从粗放资源消耗型转型到生态集约型，同时，也实现了资源的可持续发展。