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0.前言
本文根據對城市生活垃圾進行探討,分析了垃圾填埋場滲濾液處理的情況,同時,根據對各個先進技術工藝進行深入了解,分析出先進的工藝技術能夠更好的進行垃圾處理,使其適合我國經濟的發展與環境的保護。文章還探討了對于生活垃圾填埋場滲濾液問題的處理及解決,為我國環境保護提供資料參考。
1.垃圾填埋場滲濾液特征
1.1滲濾液來源
(1)降水。由于氣候的變化,經常產生降雨或者降雪的天氣,雨水或者雪融化形成的水分滲入到地表,形成降水滲漏。(2)地表水流滲入。地表水主要包括對于地層表面的灌溉,使地表上的水流入地下,滲入到填埋垃圾中。(3)地下水滲入,填埋垃圾產生空缺會使地下水滲入。(4)自身水分。生活垃圾中,自身自帶的水分。(5)分解。垃圾經過分解變化形成水分。
1.2滲濾液水質特征
(1)水分滲入量小,大但是存在不同類型的水質。與城市中廢水、污水的胖放量來說,量比較小,但是收到土質及各個渠道的影響水質不同,同時水質變化也很大。(2)污染物濃度高。垃圾滲濾液中的污染物主要BOD、COD有機污染以及N污染等等,污染物濃度與垃圾中含有的易腐有機物呈正比例關系;氮物質越多,垃圾滲濾液的NH3N含量就越高;(3)金屬含量高。垃圾填埋場中產生的垃圾滲濾液含有十多種金屬離子,如鐵、鉛、鋅、汞等等;(4)可生化性。在垃圾填埋場,垃圾不斷填埋、不斷增加,隨著垃圾的堆積,早期垃圾因為積壓產生降解,受到空氣的流通有機物質會出現變質現象。在填埋完成后降解幾率會逐漸減小。在變質過程中,一些不容易降解的有機物質會隨著時間的增加而在填埋區域占主要位置,使滲濾液的可生化性降低。
1.3主要成分
垃圾的來源渠道較廣,由此導致的垃圾組成成分十分復雜多樣,既含有有機物,也含有無機物,還含有大量的重金屬。
2.垃圾填埋場滲濾液處理方法
目前,垃圾滲濾液的處理方法主要是生化法、物化法,以及新的一些技術和方法。
2.1物化法
物化法主是對垃圾滲濾液進行預處理和深度處理。其主要功能是要去.圾滲濾液中的SS、NH-N、色度以及那些難以降解的有機物。當前,物化法主要有化學沉淀法、吹脫法、電化學氧化法、電催化氧化法、光助Fenton法、臭氧催化氧化法等等多種方法,當COD為2000-4000mg/L時,物化法可以將COD濃度去掉50%-87%。而且,經過物化法處理后,出水水質也將為穩定,尤其對生物處理難度較大的低值COD、BDO有較為理想的處理效果。但物化法也有一些弊端,主要表現在處理的成本較高,不適合對那些大水量的垃圾滲濾液的處理。
2.2生化法
生化法則通常擔負起垃圾滲濾液處理系統中的主體工藝的角色,用于去除垃圾中的大部分可以生化降解的有機物和營養物。目前,使用較多的生化法主要有厭氧一好氧法、SBR法、MBR法等等。目前,國內外多數的垃圾滲濾液的處理工藝選擇r以生化法為主體,生化法的經濟性、易管理等特點使得該類方法得到了普遍應用
2.3其他技術
經濟的發展以及科學技術的不斷提高,在垃圾滲濾液的處理方面也在不斷的創新,研制出污染性小、有效的分解垃圾的技術,同時應用到實踐生活當中,為省市環境保護與人類健康提供基礎工藝。
3.廢水處理工藝
3.1工程概況及工藝流程
3.1.1工程概況。
某垃圾填埋場主要接受縣城周邊20萬人口的日常生活垃圾,平均填埋量為500rid,滲濾液的產生量約為20-120m3/d,設計處理能力為150m3/d,執行《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)標準。
3.1.2工藝流程。
考慮垃圾填埋場建設初期,滲濾液的生化性較好,可以通過將調節池中的滲濾液用泵進行提升,進入到UASB厭氧中,在去除大部分有機物之后,出水再流入到A/O-MBR池中,通過好氧生物的進一步作用后達到去除滲濾液中有機物的目的,最后經過硝化和反硝化達到去除滲濾液中的氨氮的效果。出水經過增壓泵的增壓,進行納濾處理后以達到進一步去除氨氮和有機物的目的,最終達到出水達標排放。對于那些后期進入填埋場的垃圾,由于滲濾液生化性較差,滲濾液中的碳氮含量濃度較低,可以直接進入A/O-MBR處理系統。
3.2高效節能管理。
對于垃圾滲濾液中水分的質量及水量容易發生變化,因此,為垃圾的處理與滲濾液的處理措施中增加了管理難度,因此,在處理垃圾滲濾液過程中,必須將滲濾液的水質及水量進行控制,控制機械設備的工作效率,有效改善垃圾填埋場的污染。在機械設備管理中,首先要進行機械質量的檢查,注意各個結構設計及材料質量的標準,應用先進技術,保證機械運行的高效性與穩定性。其次,要注意對機械進行良好的管理與監督,加大管理力度,將一些新技術應用到垃圾滲濾液的改善中,其中(1)需要專門的人員進行監督,定期檢查垃圾量,控制垃圾的投放;(2)提高創新意識,加大科技投入,將先進的技術應用到垃圾管理的運行中,使新技術得到利用同時良好的控制垃圾滲濾液的問題;(3)引進專業人才進行管理,提高管理人員素質,采取培訓的手段將管理人員進行管理,并且提高人員素質與職業道德,使工作人員認真對待垃圾處理問題,提高其環境保護意識。
4.結論與建議
(1)不同處理方案的選擇,應在對填埋場滲濾液進行分析預測后,考慮處理系統運行的穩定性和可靠性及耐沖擊負荷能力,進行技術經濟以及環境效益分析后慎重選擇;(2)滲濾液回灌技術因其技術、經濟優勢,可以作為合并處理和單獨處理工藝方案的預處理,達到削減水量和污染物,并加速滲濾液水質穩定化的作用;(3)對滲濾液回灌技術應加強對水量平衡的研究,在解決滲濾液惡臭污染物對大氣環境質量影響等問題的條件下,應采用蒸發量大的回灌技術;(4)對滲濾液生化出水中難降解的腐殖質類物質,從目前來看,采用高級氧化去除技術也存在經濟性的問題。除在超臨界水氧化技術等高級氧化技術方面深入研究外,還應對滲濾液膜處理技術進行研究。
【參考文獻】
關鍵詞:廚余垃圾;資源化;潛力分析
中圖分類號:X705 文獻標識碼: A 文章編號:1001-828X(2015)010-000-02
引言
隨著城市化發展以及城市人口的急劇增長,城市生活垃圾排放問題日益嚴重。目前,我國城市人均日產垃圾達0.73公斤[1],這些垃圾如果處理不當,不僅給城市市容帶來影響,且其所含有害成分將通過多種途徑進入環境和人體,對生態環境和人體健康造成多方面的危害。
廚余垃圾是指居民在食品加工和消費過程中所產生的一種固體廢棄物,包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉、果皮等食品類廢物。廚余垃圾具有含水量高、有機物質含量豐富、容易出現腐爛變質的問題、易引發二次污染等特點[2],是生活垃圾排放量的一個重要源頭,占到30%~40%的比重[3]。傳統的垃圾混收方式使得廚余垃圾是作為生活垃圾進入垃圾填埋場進行處理,這種處理方式一方面導致資源浪費,另一方面也由于廚余垃圾易腐蝕和發臭等特點,使得這類填埋污水量大、污水處理困難、堆體穩定性差等問題。隨著環境污染和資源短缺問題的加劇,城市生活垃圾分類處理處置,從無害化處理逐步向資源化利用成為趨勢。本文基于此,論述廚余垃圾的資源化的必要性和意義,重點分析了廚余垃圾主要資源化技術,并對資源化技術的前和潛力進行了分析。
一、廚余垃圾資源化的必要性
(一)減量化、無害化、資源化要求
根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》中固體廢物防治的“三化”原則,垃圾在處理處置過程當中要減量化、資源化、無害化。以廣州市為例,按照統計數據顯示,2008年~2011年[1]廣州市市區(十區中心城區)生活垃圾平均排放338.32萬噸,生活垃圾年均增長率為3.35%,按廚余垃圾30%來算,平均年排放量為101.5萬噸。如果全部的垃圾都用填埋法處理,將占用大量的空地,而且由于廚余垃圾易腐蝕和發臭等特點,使得這類填埋污水量大、污水處理困難、堆體穩定性差等問題。
(二)低碳城市發展要求
低碳城市、綠色發展是近幾年來提得很熱的一種發展模式及方向,也是是實現城市可持續發展的必由之路。餐廚垃圾具有高含水率、高有機質含量、易腐爛、營養豐富等特點,因此具有很大的回收利用價值,對其進行資源化回收利用有著深遠的意義。但目前往往由于餐廚垃圾產生量分散、難以收集和處理,所以經常簡單的作為生豬飼料或者與其他垃圾一起混合處理,不僅危害了環境,也造成了不小的食品安全問題,最重要的是浪費了大量資源,這與建設低碳型經濟社會背道而馳。
(三)垃圾分類的要求
對垃圾綜合處理來說,垃圾分類回收是首個環節,這是根治垃圾污染必須要走的環節,也能為開發再生資源打下基礎。目前,我國很多城市都在推行生活垃圾分類收集工作,分類是做好垃圾綜合處理工作的基礎,只要分類好了,才能針對性的進行處理,簡化垃圾處理工藝,同時還能大大簡化垃圾運輸成本,提高垃圾處理效果。廣州市從2011年4月1日起,率先全國施行《廣州市城市生活垃圾分類管理暫行規定》,將垃圾分為可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾,并在獵德街、廣衛街、沙園街等試點地區開展廚余垃圾專袋投放的試點。然而,隨之垃圾分類進行,對垃圾后續處置技術和工藝也提出了更高要求,如果若后續垃圾分類處置技術跟不上,民眾看不到垃圾分類的切實意義,則會喪失分類的積極性,也失去了垃圾分類的意義。
二、資源化處理技術
傳統的廚余垃圾處理以填埋處理為主,也是現階段我國垃圾處理的主要方式。但這種方式不僅需要占用大量的土地資源,而且極易造成大氣污染、水污染等二次污染嚴重。隨著餐廚垃圾資源化處理技術的研究發展,目前,歐盟許多國家已明文禁止將餐廚垃圾填埋,好氧堆肥、厭氧發酵制氣和飼料化等資源化技術成為主要研究處理技術。
(一)家居堆肥
堆肥是人類最早開始進行資源循環利用的方式之一,一直到現在還保留這樣的傳統,家居堆肥是一種微生物轉化過程,是借助自然界廣泛的細菌、真菌等微生物,人為地將促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質生化轉化的微生物過程。20世紀30年代起,現代化的堆肥技術開展發展起來,到現在已經形成了比較完備的工藝系統和成套設備。廚余垃圾因含有較高的有機物,存在很大的利用潛力。早在1986年,美國西雅圖固體廢物公用事業局的第一次實施堆肥大師計劃,標志著家庭堆肥的開始。堆肥大師計劃主要是用堆肥技術處理家庭廢棄物和食品廢物。1995年,41%西雅圖居民家庭實行了家庭堆肥,分流了約8300噸庭院廢棄物,其中的82%堆肥用于庭院綠化。家庭堆肥具有顯著的優點:費用低和固體廢物源頭減量化。
(二)厭氧發酵
餐廚垃圾厭氧發酵近年來國內興起的一種處理方式,厭氧發酵是在無氧條件下,借厭氧微生物的作用來進行的。餐廚垃圾中的蛋白質、脂肪、糖類等有機物質通過生化反應最終被分解成CH4和CO2。國外對餐廚垃圾厭氧發酵技術進行了較多研究[4]。德國是較早應用厭氧技術處理廚余垃圾,到20世紀90年代,厭氧技術的工程使用日益成熟,厭氧沼氣工程開始在德國及整個歐洲大規模投入使用。如英國廢棄物處理公司在2011年斥巨資建立了全球最大的厭氧發酵處理餐廚垃圾的發電廠,每年可以處理4 380萬t餐廚垃圾,發電量約為5.5億kW?h,滿足了數萬戶家庭用電的需求。厭氧發酵的資源化產品主要為動物飼料、肥料和土壤添加劑,此外通過厭氧消化設施生產沼氣還可以作為一種重要的清潔能源使用。
(三)飼料化
廚余垃圾因為含有豐富的蛋白質、脂肪、纖維素、淀粉等有機物,經過高溫干化滅菌、高溫壓榨、烘干除鹽等預處理后制成動物詞料或動物蛋白。廚余垃圾飼料化處置在一段時期內被認為是資源化處置的良好方式,目前,國外這方面的技術相對比較成熟,在韓國、新加坡以及我國臺灣地區多有應用。但廚余垃圾作飼料對同源污染風險,且對進料純度要求高,對餐廚垃圾存放時間要求嚴格,生化制蛋白處理工藝也需要進一步提高。
(四)其他技術
除了上述幾種處理技術之外,在廚余垃圾的資源化利用中較為常用的還有制取生物柴油技術與熱解技術。制取生物柴油則主要是利用餐廚垃圾中的大量油脂,動植物油脂進行酯交換反應,對反映產物進行分層和反復清洗后,蒸發掉甲醇再干燥除水后,得到生物柴油產品,控制的關鍵在于原料處理、提純以及中間產物的處理方面。熱解技術主要是通過借助于高溫高熱的條件,將廚余垃圾熱解為可燃氣體、焦油染料以及焦炭等物質,進而實現餐廚回收垃圾的高效回收利用。由于餐廚垃圾的熱解區間主要集中在165-500℃,高溫高熱的條件可以充分的回收餐廚垃圾中生物質中的能量,同時產生的焦油焦炭的熱值也較高,因此運用價值非常高。此外,還可以通過發酵可以產生乳酸,進而合成聚乳酸生產可降解性塑料制降解性塑料,不過這中技術尚處于起步階段。
三、廚余垃圾資源化潛力分析與建議
從國內外廚余垃圾資源化技術的綜合研究來看,廚余垃圾的厭氧發酵處置不僅能夠獲得一定物料產物,而且能回收能源,利用沼氣發電,且這項技術較成熟,在我國具有相當的發展潛力。另外,廚余垃圾的厭氧發酵規模可大可小,便于就地處置或分區處置,具有經濟可行性和環境友好性。但在工藝技術上,還必須根據廚余垃圾的特點,進行工藝系統的研究和處理技術的完善,以利于進行大規模的推廣應用。
總體而言,餐廚垃圾的資源化利用對于城市生活垃圾的減量化、無害化和資源化發展具有極大的推動作用,我國廚余垃圾的資源化技術雖然還處于起步階段,推進垃圾分類的效果也不是特別好,至今國內仍沒有真正運行很好的范例,但是其發展潛力巨大。隨著垃圾分類的推廣,傳統的以填埋為主的處理方式將逐步減少,而以堆肥、厭氧發酵、飼料化等資源化技術,既能解決垃圾圍城的問題,又可以緩解資源能源與城市發展的矛盾,具有巨大的能源效益和環境效益。對于我國循環經濟的建設和社會、經濟的可持續發展具有重要意義。
參考文獻:
[1]廣州市環境保護局《廣州市固體廢物污染環境防治情況》.
[2]李琳.餐廚垃圾的資源化利用研究[J].環境與生活.2014(69): 168-169.
[3]馬磊,劉肅.城市餐廚垃圾的厭氧消化處理研究[J].環境衛生工程,2012(4):12-14.
【關鍵詞】餐廚垃圾;無害化處理
1.項目建設背景及必要性
1.1項目建設背景
2012年4月19日,國務院辦公廳印發了《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃的通知》([2012]23號),明確了“到2015年,直轄市、省會城市生活垃圾全部實現無害化處理,城市生活垃圾無害化處理率達到90%以上,全國城鎮新增生活垃圾無害化處理設施能力58萬噸/日”的主要目標,并進一步提出了“在已啟動餐廚垃圾處理工作的基礎上,繼續推動餐廚垃圾單獨收集和運輸,以適度規模、相對集中為原則,建設餐廚垃圾資源化利用和無害化處理設施”的建設任務。
1.2項目建設必要性
在相當長的一段時期內,國內餐廚垃圾主要作為城市近郊養豬的飼料。由于其來源復雜,極有可能引起疾病的傳播,現已被政府明令禁止。城市垃圾處理處置方法通常有焚燒和填埋,如果將城市生活垃圾進行焚燒,由于餐廚垃圾的水份含量常常高達90%左右,發熱量為2100~3100kJ/kg,和其它垃圾一起焚燒,不但不能滿足垃圾焚燒發電的發熱量要求(即5000kJ/kg以上),反而會導致燃燒爐燃燒不充分而產生二英;如果將生活垃圾進行填埋,同樣因為混入的餐廚垃圾水分含量高而不宜處理。因此餐廚垃圾有必要進行單獨無害化處理。
2.處理工藝確定
2.1XX市餐廚垃圾物理、化學性質分別見表。
以上數據分析表明,XX市餐廚垃圾具有以下特性:
a)含水率高,混合測試樣含水率高達87.07%。
b)易腐性,富含有機物,混合測試樣有機干物質高達92.8%。
c)油脂及鹽分含量高。
2.2餐廚垃圾處理工藝選擇
目前,餐廚垃圾處理工藝主要有填埋、焚燒、厭氧消化、好氧堆肥等,各處理方式的優缺點對比分析見表3。
根據表中各種餐廚垃圾處理方式優缺點的比較,結合XX市餐廚垃圾的特性,對XX市餐廚垃圾處理方式的選擇做出如下分析:
(1)高含水率的餐廚垃圾,往往成為填埋場垃圾滲濾液的主要來源;餐廚垃圾黏度大,分散性差,也不利于在填埋場攤鋪和壓實;此外餐廚垃圾有機物含量較高,填埋方式未對其進行有效的資源化利用,因此餐廚垃圾不適宜采取填埋工藝。
(2)高含水率的餐廚垃圾不宜采用焚燒工藝,因為含水率高會增加焚燒燃料的消耗;餐廚垃圾中含有的大量脂類物質在重金屬催化條件下生成二英,若處理不當易對環境造成嚴重的二次污染。
(3)堆肥適合于處理易腐有機質含量較高的垃圾,高含水率的餐廚垃圾在堆肥的過程中易將整個堆垛全部空間填死,空氣無法進入內部,致使微生物處于厭氧狀態,使降解速度減慢并產生硫化氫等臭氣。
(4)結合我國國情及XX市具體情況,相對其它餐廚垃圾處理方式,厭氧消化方式具有突出的優勢,主要體現在以下幾個方面:
① 厭氧消化后產生的沼氣是清潔燃料。
② 固體物質被消化以后,可以得到高質量的有機肥料或土壤改良劑。
③ 在有機物質轉變成甲烷的過程中實現了垃圾的減量化。
④ 厭氧消化產生的沼氣可以利用進行發電,減少了溫室氣體的排放量。
⑤可實現分離油脂資源化,厭氧微生物耐鹽毒性較強,且節省能耗。
以上分析表明:應用厭氧消化技術處理餐廚垃圾在生態環境方面具有突出的優勢,從能量需求、排放產物和運行過程對周圍環境衛生影響的角度看,厭氧消化技術能夠實現環境、社會和經濟效益的協調統一,對環境和經濟的可持續發展都具有重要的意義。
基于上述技術分析,推薦XX市餐廚垃圾無害化處理處置工程采用厭氧消化處理技術。
2.3厭氧消化工藝的選擇
按照厭氧發酵反應罐的操作條件,餐廚垃圾厭氧消化處理技術可分為以下幾類:
(1)按照固體含量可分為:濕式、干式。
(2)按照溫度可分為:中溫、高溫。
濕式厭氧消化和干式厭氧消化的對比分析見表4。
根據以上濕式和干式厭氧消化的對比分析,結合XX市餐廚垃圾含水率較高的特點,本項目適宜采用濕式消化工藝。
中溫厭氧消化和高溫厭氧消化的對比分析見表5。
關鍵詞:餐廚垃圾 ;餐廚垃圾處理方法;餐廚垃圾管理辦法
中圖分類號: X799.3 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/ki.jlny.2015.22.100
隨著經濟社會不斷進步,經濟全球化不斷深入發展,人們的飲食文化日益多樣化,食品衛生與安全成為備受關注的熱門話題?!疤K丹紅事件”、“三鹿奶粉事件”以及“上海福喜事件”無一不牽動著廣大民眾的心。食品安全已成為全民關注的重大問題,涉及到每個人的身體健康和生命安全,食品安全問題已經上升到國家公共安全的高度,要得以解決必須加大對食品安全的監管力度、健全和完善食品安全監管體系。維護流通領域食品安全,是全社會的共同責任,政府及行政執法部門負有監管責任,廣大消費者負有社會監督責任。
由“地溝油”、“泔水豬”等餐廚垃圾引發的各類食品安全問題越來越受到人們的關注,成為亟待解決的一大難題?!暗販嫌汀币话愣际莵碓从诰频瓴宛^的排污管道、餐廚垃圾以及病死畜禽,制作過程注定了它的不衛生,含有的洗滌劑等化學物質和腐敗油脂對人身體有一定傷害。用泔水喂豬是過去我國農村比較普遍采用的一種喂養方式,泔水中由于含有大量的蛋白和油脂,喂養出的豬膘肥體壯,但同時,由于泔水的不衛生,有的甚至腐敗變質,致使其中含有大量的致病菌,用這種方法喂養的豬發病率明顯增加,各種病原體在豬的體內繁殖,還可造成多種人畜共患病的發生,對人體健康構成威脅?!暗販嫌汀焙汀般锼i”問題的發生,歸根結底是由于餐廚垃圾的無序管理造成的。
2010年7月,國務院辦公廳下發了《關于加強地溝油整治和餐廚廢棄物管理的意見》(〔2010〕36號)。并于同年啟動了餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理城市試點工作,至2014年我國餐廚垃圾試點城市數目已達83個。國家發改委陸續于2011年、2012年、2013年、2014年分別確定了四批餐廚垃圾資源化利用和無害化處理試點城市,其中首批試點城市33個,第二批16個,第三批17個,第四批17個。餐廚垃圾資源化、無害化處理試點城市審批工作進展迅速,范圍逐漸向全國蔓延,從《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》中不難看出,至2015年,我國將有50%的設區城市初步實現對餐廚垃圾分類收運處理,國家對于餐廚垃圾專項工程的投資也將達到109億元。但是,就目前我國試點城市的項目進程而言,效果并不盡如人意,進展比較緩慢。造成這種局面的原因也是多方面的。
從政策層面看:隨著我國餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點城市逐漸增多,各地紛紛出臺了餐廚垃圾管理辦法。目前已經批復的多個試點城市中,很多城市出臺的管理辦法可操作性不強,如有新聞報道“四川江油市一餐廚垃圾處理企業投資幾千萬建成的餐廚垃圾處理系統僅運行了12天就被迫停產”的尷尬事件發生,原因是沒能很好地捋順收集、運輸、管理、資金等方方面面的各職能部門的關系。但是也不乏出臺了較好的餐廚垃圾管理辦法的城市,如上海市政府頒布的《上海市餐廚垃圾處理管理辦法》具有較好的可操作性,其中上海就制定了嚴格的規定,餐飲行業剩余的餐廚垃圾必須交由指定的單位集中處理,同時還要繳納一定的餐廚垃圾處理費,任何單位和個人如違反規定,私自處理或販賣給不法商販作為他用都將被處以3000元至3萬元不等的高額罰款。正是有嚴格的管理辦法做支撐,上海作為全國較早進行餐廚垃圾處理的城市起到了很好的示范作用,為其作為全國先行試點餐廚垃圾處理的示范城市發揮了重要作用。
從技術層面看:國外的餐廚垃圾處理思路偏向于減量化、無害化,我國餐廚垃圾蛋白含量、油脂含量非常高,在處理思路上還應尋求資源化循環利用。餐廚垃圾處理方法有很多種,各城市應根據自身實際情況,選擇適合的餐廚垃圾處理工藝,不可盲目照搬照抄。
目前國內的餐廚垃圾處理方法主要有以下幾種:
一是粉碎直排法:這是一種清潔、方便的廚房食物垃圾處理方法,安裝于家庭廚房洗菜盆的排水口處,垃圾處理機上的粉碎部件,通過錘、切、撕、磨等動作粉碎垃圾,將菜頭菜尾、剩菜剩飯等食物性餐廚垃圾粉碎后排入下水道,這種方法適用于少量的家庭餐廚垃圾處理,具有一定的局限性。由于直排,勢必造成資源上的浪費,同時也容易造成城市下水堵塞和增加城市污水處理系統的負荷。
二是填埋法:填埋法處理餐廚垃圾,是利用厭氧消化處理,將餐廚垃圾中的有機物分解,最終達到將垃圾完全處理、無殘留的目的。這種技術簡便,是我國大部分地區過去普遍采用的一種處理方式,將餐廚垃圾與普通垃圾一起進行填埋處理,這種方法雖然能夠達到餐廚垃圾的無害處理,但卻是以消除垃圾為目的,并不能實現餐廚垃圾的回收再利用,也造成資源上的浪費。隨著對環境保護認識的加強,我國及歐美等發達國家,對于餐廚垃圾的填埋處理率正在呈逐年下降的趨勢,我國的一些發達城市已明令禁止對餐廚垃圾進行填埋處理。
三是利用餐廚垃圾生產肥料的處理方法:餐廚垃圾的肥料化處理方法主要是利用微生物處理技術,將餐廚垃圾中的有機物進行分解,包括好氧堆肥和厭氧消化兩種處理方式,達到消滅病原菌,提高肥效的目的,產品可用于生產有機復合肥料。
四是利用餐廚垃圾生產飼料的處理方法:餐廚垃圾的飼料化處理方法主要是使餐廚垃圾經過高溫、滅菌、粉碎、干燥、油脂分離提純等工藝過程,轉變成可利用的動物蛋白飼料和油脂產品,達到資源的循環利用。目前我國餐廚垃圾生產飼料設備很多,處理技術也比較成熟。
五是焚燒法:這種處理方法是將餐廚垃圾進行焚燒,以達到減量的目的,焚燒過程中產生的熱量可用于發電,達到資源的利用。焚燒法處理餐廚垃圾效率較高,能夠達到減量90%的處理效果,但焚燒過程中也產生大量的有害氣體,不能達到無害化處理。同時,由于處理規模不夠,發電量有限,使得發電后并入國家電網具有一定的難度,這也是這種處理方法的局限性。
六是利用化學方法處理餐廚垃圾生產,如生物柴油,發酵法處理餐廚垃圾生產,如生物農藥、燃料酒精等正成為新的餐廚垃圾處理的研究方向。
總之,餐廚垃圾的處理工藝正隨著國家對于餐廚垃圾處理問題的重視,經過不斷研究和探索日益成熟。
解決餐廚垃圾帶來的食品安全問題,技術層面只是其中的一方面,嚴格規范的餐廚垃圾管理政策是另一個必不可少的方面,兩者相輔相成。現就全國而言,餐廚垃圾的處理率還很低,要實現全國大中城市餐廚垃圾的無害化處理還需要一個相當長的過程,在這方面仍需要各級政府做大量的引導和規范管理工作。隨著餐廚垃圾處理技術工藝的逐步成熟、各級地方政府規范的管理措施的出臺以及人們認識的逐步提高,餐廚垃圾造成的公害必將會得到解決。
參考文獻
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2、可回收垃圾指適宜回收利用和資源化利用的生活廢棄物??苫厥瘴镏饕贩N包括:廢紙、廢棄塑料瓶、廢金屬、廢包裝物、廢舊紡織物、廢棄電器電子產品、廢玻璃、廢紙塑鋁復合包裝等。
3、廚余垃圾(上海稱濕垃圾)包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉、果皮等食品類廢物。經生物技術就地處理堆肥,每噸可生產0.6~0.7噸有機肥料。
4、有害垃圾含有對人體健康有害的重金屬、有毒的物質或者對環境造成現實危害或者潛在危害的廢棄物。包括電池、熒光燈管、燈泡、水銀溫度計、油漆桶、部分家電、過期藥品及其容器、過期化妝品等。這些垃圾一般使用單獨回收或填埋處理。
北京市朝陽循環經濟產業園(以下簡稱“循環經濟產業園”)位于北京市朝陽區金盞區南部,占地面積4636畝,主要負責朝陽區固體廢棄物無害化處理和綜合利用項目的規劃、建設和管理工作,是北京市第一批循環經濟園區類試點單位、國家循環經濟示范單位。園區建設堅持科學發展觀,以循環經濟理念為指導,以可持續發展為方向,通過科學規劃、精心實施,引進技術先進的固體廢棄物處理和綜合處理設施。園區現已成為環保達標、環境優美的綠色生態園區以及具備環保教育功能的青少年教育基地。
一、園區設施有效運行,確保各項指標達標
循環經濟產業園建于2002年,原高安屯地區整體征地拆遷正式揭開了園區建設發展的序幕,至此,朝陽區結束了垃圾無序填坑、簡易堆放的歷史,實現了垃圾無害化處理率“零”的突破。十余年,生活垃圾、醫療垃圾、餐廚垃圾等無害化處理設施紛紛落戶園區,充換電站、物資回收中心等資源利用項目的建設日趨完善。
高安屯衛生填埋場是北京市第一家實現全密閉作業的大型垃圾填埋場,投資1.5億元,總占地面積41.64公頃,總庫容量892萬立方米,設計日處理能力1000噸,于2002年底投入使用。配套設施滲瀝液收集利用車間于2005年建成,水質達到北京市水污染物排放三級限值標準,用于園區綠化及道路降塵。填埋氣收集利用系統于2007年投入使用,為園區生產及辦公供電、供暖,2012年發電并網,進一步實現了節能減排和資源循環利用。該廠于2011年2月實現原生垃圾零填埋。
高安屯垃圾焚燒發電廠是北京市第一座現代化大型生活垃圾焚燒項目,也是目前亞洲單線處理規模最大的處理廠??偼顿Y10億元,占地面積4.6公頃,設計日處理生活垃圾1600噸,年額定發電量2.2億度,相當于每年節約7萬噸標準煤。采用中水作為循環冷卻水,每年節省160萬噸市政供水資源,有效實現了資源綜合利用。經過不斷的實踐摸索,該設施實現了安全穩定運行8400小時左右的良好工況,2012年被評為《生活垃圾焚燒廠評價標準》3A等級。成為全國各地環保行業學習的標桿。
高安屯餐廚垃圾處理廠是國內規模最大的餐廚廢棄物資源化處理設施,日處理能力達400噸,能夠處理近400萬城市人口產生的餐廚廢棄物,極大地解決泔水豬、地溝油帶來的食品安全隱患問題。項目采用高溫發酵生化處理技術,年處理能力13.2萬噸,年產8萬噸生化腐植酸,用于有機農業和清潔養殖業,可替代8萬噸化肥,年減排二氧化碳達15萬噸。
高安屯醫療廢物處理廠是當前北京市唯一投入運行的醫療廢物集中處理設施,日處理能力30噸,自2006年3月正式投入運行以來,承擔著北京市5000余家醫療機構產生的醫療廢物安全處置工作。
電動汽車充換電站是北京市東部地區電動環衛車輛的集中中轉站及動力電池更換中心,集國內所有充換電模式于一站,可服務北京市現有電動環衛車所有車型,同時具備電動大巴車的換裝條件,每天能滿足400輛純電動環衛車的充換電需求,年累計換電服務能力可達14.6萬次,居全國之首。
二、強化園區功能建設,促進園區持續發展
以保障環境安全為前提,以提升無害化、資源化、產業化水平為重點,實現園區水、電、氣、熱綜合循環利用,提高了園區內各設施之間物質能量循環利用率。
加快推進重點設施建設。生活垃圾綜合處理廠焚燒中心建設規模為日處理生活垃圾量1800噸,由市、區政府投資建設,采用爐排爐焚燒工藝,利用焚燒余熱發電量每年可達2.47億度,于2013年底開工建設。生物處理中心建設規模為日處理300噸(其中廚余垃圾200噸,可回收物100噸),針對前端垃圾分類收集的廚余垃圾,采用預處理、厭氧發酵工藝,產生的沼氣用于發電上網;分選項目規模為日處理100噸,針對垃圾分類可回收物采用人工分選、渦流分選、近紅外線分選等工藝,實現資源再利用和再分配。
水資源循環利用。對填埋堆體20多萬米進行雨污分流工程,把填埋堆體的雨水輸送至雨水收集池集中,用于園區綠化,道路沖刷、降塵等。
電力資源循環利用。為充分利用填埋堆體中的填埋氣,先后分四期建設填埋氣處理車間,一、二期實現填埋氣發電供園區內部使用及供暖供熱;三、四期實現并網發電,將綠色電力輸送至萬家萬戶。
熱力資源循環利用。焚燒廠、餐廚廠、醫療廠等在生產運行進程中都會不斷產生余熱,園區將計劃將這些資源統籌協調、合理開發,實現園區內余熱系統的綜合利用。
三、提升對外交流力度,彰顯示范平臺作用
園區作為環境友好型窗口,始終堅持社會效益與經濟效益并重,積極履行社會責任,開展垃圾處理知識科普宣傳、搭建固廢處理環保技術平臺,與國內外同行業開展廣泛的交流合作。園區依托技術和固廢處理綜合資源優勢,承接了大批高校生實習和社會實踐活動。2009年以來,先后被中國農業大學、中科院研究生院、清華大學環境科學與工程系、北京大學環境科學與工程學院列為“教育科研實踐基地”。
2009年7月8日,園區垃圾處理設施率先在北京市同行業中實現了對外開放。截至2013年底,園區共接待社會各界人士33500余人次。2010年被北京市文明委、北京市市政市容委列為“綠色旅游”和“垃圾文明一日游”專線。2013年朝陽循環經濟產業園科普展廳正式落成,為市民了解垃圾處理環保知識、參與垃圾分類做出了積極貢獻。
關鍵詞:餐廚垃圾;處理技術;資源化
中圖分類號:R124.3文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國城市化進程步伐的加快,工業化的不斷發展,人口聚居度的密集和城市流動人口的劇增,以及人們生活水平的不斷提高、消費觀念的變化,都會使餐廚垃圾大量產生。我國餐廚垃圾的產生量要比發達國家高。據有關資料統計,目前我國城市每年產生的生活垃圾已達到1.5億噸,其中餐廚垃圾約占我國城市生活垃圾一半左右。例如,北京37%,,廣州57%,濟南42%,天津54%,上海59%,沈陽62%,深圳57%等[1]。
一、餐廚垃圾的性質及危害
餐廚垃圾,俗稱泔腳,它的成分非常復雜,是居民在生活過程中形成的廢棄物。餐廚垃圾非常容易腐爛變質、傳播細菌和病毒并且散發出惡臭。餐廚垃圾是包括廢舊的餐具、食物殘渣、動植物油、動物肉骨、塑料和紙巾等多種物質的混合物。餐廚垃圾的以淀粉、動物脂肪、蛋白質等為主,糖類含量和鹽、油脂的含量較高[2],隨著人們生活水平的不斷提高,餐廚垃圾中的有機營養成分呈遞增趨勢,因此餐廚垃圾具有很高的開發和利用價值。
餐廚垃圾如果處理不當會對人們身體的健康、食品的安全、環境污染甚至糧食安全造成極大的危害。第一,餐廚垃圾極易滋生病毒等微生物而發生腐爛變質,同時會產生刺激性的氣味以及污水等。餐廚垃圾不經處理任意排放,不僅會大面積的釋放有毒有害物質,而且還可能會堵塞城市管網;第二,如果用餐廚垃圾直接飼養畜禽,畜禽的脂肪和肌肉等組織里就會積蓄有大量的有毒有害物質,同時還可能會含有多種病菌,人食用后,會造成人畜之間的交叉感染;第三,大量廢棄的食用油脂經過一定工序后(如加熱、過濾和蒸餾)提煉出 “地溝油”,最后再流回到人們的餐桌上?!暗販嫌汀敝泻悬S曲霉素、苯等有毒有害物質,如果人食用后會提高慢性疾病的發生率甚至可能致癌,對人們的身體健康造成很大的危害。
二、餐廚垃圾的處理技術
目前餐廚垃圾的處理技術主要有焚燒法、厭氧發酵法、濕熱法、生產生物飼料、生產生物柴油等方法。
焚燒法
焚燒法是燃燒餐廚垃圾中的可燃物,將燃燒后產生的熱量進行發電。該工藝的優點是處理量很大,且垃圾的減量效果明顯。但是焚燒法對垃圾的熱值要求比較高,但餐廚垃圾含水量很高(含水量通常在80%~90%之間)過高的含水量使餐廚垃圾的熱值很低,這將會增加垃圾的處理成本;而且由于餐廚垃圾的特殊性質,垃圾焚燒處理時會產生大量的有毒有害氣體,不能滿足資源無害化的要求。因此,從技術上看,焚燒法應用在餐廚垃圾處理上的可行性很低。但對于那些霉變和已經被化學污染的餐廚垃圾則應該采用焚燒法進行處理。
填埋法
填埋法是將餐廚垃圾填入山溝或預備好的坑中,然后蓋土壓實,使其發生化學、物理和生物變化,分解其中的有機物使其能達到減量化和無害化的目的。填埋法的最大特點是處理費用較低,且方法簡單。但由于餐廚垃圾中含有大量的水分和容易腐爛和變質的物質,填埋餐廚垃圾后,產生大量的滲濾液,滲濾液滲透地下后會污染土壤和地下水,容易造成二次環境污染,因此,一些發達國家和地區已經開始逐步禁止填埋餐廚垃圾。
濕熱法
濕熱法工藝是通過高溫蒸煮的方法,徹底消除餐廚垃圾中的病原體,并降低餐廚垃圾中過高的含鹽量和油脂的含量,同時改善營養成分的含量。然后將高溫蒸煮后的餐廚垃圾進一步通過微生物發酵、干燥、造粒等工藝制成粒狀飼料[3]。濕熱法工藝一般會和其他的微生物處理工藝(如好氧發酵、厭氧發酵等)聯合使用。與其他的方法相比,它不僅能夠實現資源化,而且達到了消毒滅菌的目的。
好氧堆肥
好氧堆肥是指餐廚垃圾中的有機物在有氧的條件下,利用好氧微生物將垃圾中的有機物轉化成無機物的過程。常用的方法是密封式容器堆肥,在密閉的容器內提供好氧條件,利用堆體自身產生的高溫來殺滅病菌。密封式容器堆肥能夠有效的減少因堆肥散發出的酸臭味和由此滋生的病菌,該方法是對周邊環境影響較小的一種堆肥方式。它常會連接生物過濾裝置,用來除去在堆肥的初期產生的揮發性脂肪酸,進一步降低垃圾對環境的影響。該工藝的優點是技術較為簡單,好氧堆肥后的產物可以用做農產品來使用,實現了垃圾的資源化和再利用。缺點是堆肥需要占地面積大、處理周期長。
厭氧發酵法
厭氧發酵系統主要是利用餐廚垃圾中的固體成分,在高溫且厭氧的環境下,通過多種生物細菌的新陳代謝,將餐廚垃圾分解轉化為甲烷、二氧化碳及發酵殘余物質,產生的甲烷可以經沼氣凈化系統凈化除去雜質后,采用熱電聯產利用;發酵的殘余物質通過厭氧堆肥穩定化后,最終成為高品質的有機肥料。餐廚垃圾的厭氧發酵能夠實現充分的資源化和再利用。
生化飼料技術
采用生化法制備飼料工藝是采用微生物發酵技術制成發酵飼料。該方法是餐廚垃圾先經過固液分離,其中含固率較高的部分需要經過高溫殺菌消毒,消毒后烘干,加入微生物將其中的有機物降解成生物飼料。飼料化技術處理的優點是機械程度較高、占地面積小。缺點是生化法制備飼料工藝周期長、且需要對菌種進行選擇和管理、工藝較為復雜。而且由于最后產物會重新進入食物鏈,且使得餐廚垃圾中原有的各種有毒有害物質,進入畜禽體內,從而間接造成了對人體健康的危害。
生物柴油技術
生物柴油工藝是餐廚垃圾先經過固液分離,然后利用餐廚垃圾中的液相成分,來制取高品質的生物柴油,使其變廢為寶。生物柴油可以作為替代燃料,替代石化柴油,且石化柴油和生物柴油以一定比例混合燃燒,還能夠改善石化柴油燃燒時產生的污染狀況,是一種情潔的可再生能源。生物柴油的制取原理是采用酸、堿催化轉酯化工藝,將進入系統的液相成分通過一系列復雜的化學和物理反應,最后生成生物柴油及副產品甘油和植物瀝青。
三、結論
餐廚垃圾處理是一個新生事物,在中國其相關的處理工藝和法規還并不成熟。經過本文分析焚燒法和填埋法應用在處理餐廚垃圾上并不適合;濕熱法一般和其他微生物處理工藝來聯合使用;好氧堆肥處理工藝方法較為簡單,且其堆肥的產品可以直接用于農業;厭氧發酵處理工藝能夠回收利用沼氣資源,有較高的經濟價值和環保價值。生化飼料技術用于其進入食物鏈,故處理餐廚垃圾存在潛在的危害。生物柴油技術能夠使餐廚垃圾變廢為寶,但是其工藝操作復雜,有待進一步的發展。
綜上所述,生物處理法從經濟方面來說,可回收能源;從環境方面來說,生物處理工藝對環境的影響較小。因此生物處理法具有廣闊的應用前景,將會成為實現餐廚垃圾減量化、資源化和無害化的主流處理方法。
參考文獻
[1]王向會,李廣魏,孟烘等,國內外餐廚垃圾處理狀況概述[J].環境衛生工程,2005,13(2):41-43
奧運會把數量龐大的人在短時期內集中到一個不大的區域內,產生的巨量生活垃圾是一件讓歷屆主力、方都非常頭疼的事情。
“垃圾是放錯了地方的資源”,道理好說,但如何把這些資源放到合適的地方,實在不是一件容易的事情。據專家預計,2008年奧運會期間,將產生1萬噸以上的垃圾。隨著奧運會一天天迫近,中國的奧運垃圾處理工作緊鑼密鼓地展開。
處理廠的新建與停用
人們日常生活中產生的垃圾主要是餐廚垃圾,餐廚垃圾的處理方法,主要是將收集的餐廚垃圾經過固液分離機,將大體積物料擠壓脫水并提出。在北京,污水得到處理可達到《北京市水污染物排放標準》規定的三級排放標準。由于分離出的固體物質有機物含量很高,可作為堆肥原料。處理餐廚垃圾,需要專門的垃圾處理廠。
根據《北京市生活垃圾治理》白皮書,北京將建設4座餐廚垃圾處理廠,日處理能力將達到1200噸,于奧運會前建成投入使用,力爭100%處理北京餐廚垃圾。2007年10月13日,由北京市人民政府投資2133.79萬元,歷時1年建成的北京市首座餐廚垃圾處理廠投入運行。
這座餐廚垃圾處理廠位于大興區贏海鄉南宮堆肥廠內,占地面積0.39公頃,年處理餐廚垃圾7.3萬噸。具有每天處理200噸餐,廚垃圾的設施,主要處理北京市122家奧運簽約飯店、31個奧運場館和部分餐飲單位的餐廚垃圾。2008年奧運會前,北京市部分大型餐館、學校、黨政機關、企事業單位的餐廚垃圾也將統一收集處理。據測算,北京市每萬人日產生餐廚垃圾約1.22噸,全市餐廚垃圾日產生量約為1200噸。
除了這些新型的餐廚垃圾處理廠,原有的焚燒、填埋等處理方法依然使用,但考慮到對環境的影響等原因,一些原有的垃圾處理廠在改造中。
昌平垃圾綜合處理廠位于昌平區東沙河上段東岸,屬于規劃昌平新城中部,是昌平新城的景觀建設中心。但因為這個垃圾綜合處理廠緊鄰2008年北京奧運會鐵人三項賽比賽場地,對環境造成了一定影響。昌平區關閉了垃圾綜合處理廠,將焚燒車間改為垃圾密閉轉運站。位于昌平衛星城范圍內的昌平垃圾綜合處理廠現已停用。
昌平轄區內有18個街道及鄉鎮,日產垃圾在1000噸以上,其中城區日產垃圾300噸,街道鄉鎮及農村地區日產垃圾量約990噸。全區將新建16座密閉垃圾轉運站對垃圾進行壓縮處理,然后送到阿蘇衛垃圾衛生填埋場填埋。
根據《北京市“十一五”時期環衛專業規劃》,北京在“十一五”期間將投資75.6億元,建設48個大型環衛基礎設施。其中,包括投資70.9億元建設27座生活垃圾處理設施、7座垃圾轉運站,投資2.8億元建設9座糞便銷納站,投資1.3億元建設4座建筑垃圾處理場。
高科技的運用
為了更好地解決垃圾處理問題,垃圾處理供作中引入了大量新技術。國內首套專門用于接收、處理已經居民分類過的垃圾精分選系統――小武基光譜分選系統開工建設,并將在奧運會期間投入使用。
光譜分選系統是根據不同物質對光譜形成的反射不同的原理,實現不同物質之間更為精細的篩分。僅塑料就能按原料不同分出8種,分類回收,更好地實現再利用,提高分選和處理效率,處理精度比現在大幅提高。該系統還能分辨紙張等輕質物質。
光譜分選系統是目前世界上最先進的垃圾分選技術之一。建成后,小武基大型固廢分選轉運站將成為中國第一家實現光譜分選的垃圾分選站。屆時,奧運中心區場館產生的大量分類垃圾將通過此系統進行精細分選,為北京實現“綠色奧運”提供技術保障。
據悉,該系統建成后還將配套建立全透明的空中參觀通道,屆時參觀者可以零距離觀看具有世界先進水平的垃圾分選設備運行過程。
由市政府投資建設的小武基分選轉運站滲濾液處理工程,已通過工藝驗收,進入試運行階段。該工程總投資550萬元,日處理滲濾液能力可達60ct方米。經過該工藝處理后的滲濾液和污水可達到國家二級排放水標準。
5種新型環衛車輛去年正式“上崗”,這些車輛具有道路清掃、吸掃、清洗以及餐余垃圾處理等功能,有的環衛車輛可自動吸掃落葉、樹枝、污水溝內雜物等垃圾。專門用于城市道路清洗的清洗車,其出水水壓較強,一次作業就可呈現道路本色,潔凈度可達到“席地而坐”的程度。這些新型環衛車輛效率可達目前同類設備的10倍左右。通過一段時間的摸索,將為奧運場館提供優質服務。
中國自主研發的餐余垃圾車,車箱體內采用推板壓縮方式,車身底部安裝有大容量的污水箱,在餐廚垃圾壓縮裝箱過程中,能將殘渣和液體初步分離。抵達南宮餐廚垃圾處理廠后,餐廚垃圾通過車輛后門,直接卸到處理設備處,能夠避免二次污染。這些餐廚垃圾收運車將主要用于奧運場館和簽約飯店的餐廚垃圾收集清運,然后將餐廚垃圾統一運送到環衛集團南宮餐廚垃圾處理廠進行無害化處理。
北京環衛集團稱,公司采購了30部多功能餐廚垃圾收運車,主要用于保障奧運場館和簽約飯店的餐廚垃圾收運處理。
奧運場館周邊將配置800多座移動公廁,大客車式的移動公廁也正在研究中。垃圾處理能力增強
隨著垃圾處理廠的興建和高科技的不斷應用,北京的奧運垃圾處理能力不斷增強。北京市的垃圾管理工作,也已經逐步從末端向源頭轉化,從被動的接受垃圾向主動的消減垃圾和資源化利用垃圾轉化。
去年,100多家奧運場館、奧運簽約飯店作為首批試點,餐廚垃圾開始啟動規范化管理,有關部門將建立起餐廚垃圾排入申報管理制度,試點單位將每天申報餐廚垃圾的日產量、委托收運單位及最終處理去向等。
在進行試點后,從今年起。北京市將在總結經驗和做法的基礎上,逐步擴大餐廚垃圾規范管理范圍,初步建立專業化收集、運輸和處理的管理運行體系。在今年6月前,所有奧運場館、奧運簽約飯店的餐廚垃圾都將實行單獨收集運輸和處理。122家奧運簽約飯店、31個奧運場館和部分餐飲單位的餐廚
關鍵詞:城市生活垃圾;衛生填埋;高溫焚燒;堆肥;處理
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2014)05018902
近年來,隨著社會經濟快速發展和城市化進程不斷推進,城市生活垃圾產量也不斷上升。生活垃圾處理的不當,不但浪費了潛在的資源,更重要的是會污染大氣、水和土壤,直接危害我們的環境和人們的健康。在對城市生活垃圾的處理過程中,許多國家和城市不斷實施和探索各種處理技術,為不同的地區和城市垃圾的處理和環境的改善發揮了很大的積極作用。本文以遼寧省城市生活垃圾為研究對象,在調研分析該省城市生活垃圾的現狀和對不同垃圾處理技術的比較分析基礎上,提出遼寧省城市生活垃圾處理技術的選擇與實施的建議。
1遼寧省城市生活垃圾的特征分析
1.1遼寧省城市生活垃圾產量
遼寧省下轄14個地級市、其中副省級城市2個(沈陽、大連),17個縣級市、19個縣城、8個自治縣。2012年遼寧經濟增長9.5%,GDP總量達到2.48萬億元,經濟總量位列全國第七位。城鎮的人口為2716多萬,占62.10%;生活垃圾產生量已超過1000萬噸/年,人均垃圾日產量1.1公斤,每天需要的垃圾運輸車輛就高達6576臺次。其中沈陽市生活垃圾平均日產生量為7013噸,大連市主城區(含旅順口區)現日產生活垃圾2000噸,正以5%的速度在逐年增加。目前城鎮生活垃圾無害化處理率初步達到85%;遼寧省范圍內,普遍采取混合收集的形式收集城市生活垃圾,最終處理中以填埋為主,占總處理量的95%以上,焚燒占0.5%,堆肥占3.62%。
1.2城市生活垃圾組分特征
由于城市生活垃圾的成分復雜,性質很不穩定。影響垃圾產生量、成分變化的因素很多,比如經濟的發展和居民生活水平的提高,使居民消費品數量與類別增加,相應垃圾產生量和成分都會增加;夏季瓜果梨桃大量上市,產生大量的易腐爛有機垃圾;公眾成員對生活垃圾的認識與處理方式、道德觀念等。總體來看,遼寧省居于北方,人均垃圾產量高于南方城市,城市生活垃圾中有機成分低于南方城市,無機成分尤其是煤灰、殘土、建筑垃圾含量比例大大高于南方各城市;垃圾中的紙張、塑料等可燃物、可回收物的比例相對大;從垃圾組分來看,由于采取集中供暖、拆掉很多煙囪等原因,城市生活垃圾中的煤灰等含量比例逐年下降。生活水平的提高,使有機垃圾的產量和比例明顯上升。
2城市生活垃圾處理技術的比較分析
從國內外對城市生活垃圾的處理實踐與探索中,可以總結出垃圾的處理技術主要有三種:衛生填埋、高溫焚燒、堆肥。不同的城市與垃圾處理單位又在這三種主要處理方式中進行了深入的探索和研究,采用了更深入細致的處理技術。
2.1填埋與衛生填埋
填埋與衛生填埋是遼寧省各城市乃至國內外普遍采取的最主要的城市垃圾處理方式。我國80%以上的城市生活垃圾都是通過填埋處理掉。早期的垃圾填埋處理僅是單純的填埋,選擇廢棄礦坑、沼澤、溝壑等地帶,將生活垃簡單堆放于此。這種單純的填埋方式沒有考慮到填埋氣、滲濾液的處理等問題,造成了比較嚴重的環境污染。
美國在此傳統的做法上,首先提出并實施了衛生填埋法。衛生填埋法是采取防滲、鋪平、壓實、覆蓋和導氣對城市生活垃圾進行填理,以及對填理氣體、滲濾液等進行治理并達標排放的處理方法,它是所有垃圾處理工藝剩余物的最終處理方法。在衛生填理過程中,利用大自然的力量和時間,使垃圾發生生物、物理、化學變化,達到最終徹底分解的無害化目的。關于填埋氣的處理問題,部分大型垃圾填埋場能夠對填埋氣體進行收集并用作發電等用途。
衛生填埋法的優點突出,主要有:技術比較成熟、操作管理簡單、處理量大、投資和運行費用較低、適用于所有類型垃圾。但此法的缺點也較為突出:占用大量土地資源,以致選擇新的垃圾填埋場困難,尤其對于土地緊張的大城市更顯突出;該法產生的垃圾滲濾液如未妥善處理,會對土壤及地下水等周邊環境造成污染,威脅到周圍居民的身體健康;填埋垃圾發酵產生的甲烷等氣體,既是火災及爆炸隱患,又加劇了溫室效應。
2.2焚燒
焚燒發電是將城市生活垃圾進行高溫熱處理,在800~1000℃的焚燒爐膛內,垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進行劇烈的化學反應,放出熱量,轉化為高溫的燃燒氣和少量而性質穩定的固體殘渣,燃燒氣可以作為熱能用于發電并網運行或供暖,殘渣可直接填埋。殘渣體積為垃圾體積的5%~10%,殘渣質量為原生垃圾質量的10%~25%。
焚燒法的突出優點是處理量大,減容量大,占地面積小,無害化徹底,而且能回收熱能。但該項技術要求初期巨大的投資,并且要求爐內溫度要控制在800℃~1000℃之內,進入垃圾焚燒爐的垃圾平均低位熱值應不低于5000kJ/kg,如果溫度或者焚燒時間不能保證,就會釋放有害物質(如二噁英等),嚴重影響環境和居民的健康。另外如果缺少政府財政補貼和有機垃圾源的保證,都會導致焚燒項目中斷或停用。
2.3堆肥
堆肥是通過生化處理達到垃圾無害化目的的較為有效的方法,在我國有悠久的歷史。堆肥法是利用自然界廣泛存在的微生物的新陳代謝作用,在適宜的條件下,進行微生物的自我繁殖,從而將可生物降解的有機物轉化為穩定的腐殖質。堆肥處理適合于處理易腐爛、可降解有機物質含量較高的垃圾,可以使其中的有機成分轉化為可供施用的肥效物質,同時消除其環境污染,殺滅垃圾中的病菌,具有無害化和資源化特征,是處理有機垃圾最有效,最適宜的技術手段之一。從生活垃圾的種類中,堆肥法適合于廚余類有機物垃圾,通過常溫或高溫堆肥使其轉化為穩定的有機肥料,實現碳物質的自然循環。
但堆肥法也有其弱點致使這種技術在部分地區被廢置。其一是城市垃圾大都采用混合收集的方式,這種方式難以實現堆肥(特別是無預處理的靜態堆肥)處理。理論上可以通過預分選處理將廚余類有機物分選出來,但一方面增加運行成本,另一方面難以保證堆肥產品的質量,此外單純的廚余類有機物由于水分高,需要添加骨料才適宜進行堆肥,這也是目前我國城市垃圾堆肥處理發展面臨困境的主要原因之一。對于廣大中小城市,低成本堆肥技術有廣闊的市場,如靜態倉式好氧堆肥技術。其二是產品肥效和成本與收益均不理想。堆肥中N、P、K混合含量通常都很低,很少有達到3%的,尤其在我國垃圾堆肥中的N、P、K含量均低于發展中國家和發達國家;如果采取厭氧發酵或高溫堆肥,在加速堆肥的結果也需要大的設備投資大,但處理量小,環境衛生差,堆肥肥效和成本都無法和化肥競爭,導致產品銷路不好。
2.4三種垃圾處理技術的優缺點總結
關于上述三種垃圾處理技術可以總結如表1所示。
3遼寧省城市生活垃圾處理技術的選用分析
遼寧省14個地級市由于經濟發展水平、生活水平、常住人口數量、產生的生活垃圾的種類和數量具有很大的差異,在選擇垃圾處理技術中,要因地制宜、因時制宜、因技術制宜、因財力狀況制宜。在近幾年的垃圾處理中,仍以衛生填埋為主,同時不同城市研究使用其他垃圾處理技術,滿足本城市可持續發展的要求。
3.1沈陽、大連副省級城市的處理技術選擇
沈陽和大連兩個城市從經濟發展速度和城市擴展、人口數量所帶來的土地緊張、垃圾量產生逐年快速增長,這兩個城市財力較為寬裕,要加大高溫焚燒和有機垃圾堆肥技術的研發、投資和使用。沈陽市和大連市生活垃圾的產生量很大,并且隨著集中供暖和生活水平的提高,該城市的不可回收垃圾(主要是煤灰等)比例下降,而有機垃圾比例快速提高,并且垃圾分類試點工作已在多個社區開展,在市民心中有了一定的認識,為后續的垃圾分類處理打下一定的基礎。面對這樣有利的形勢,在提高老虎沖、大辛、毛塋子、金州區、普蘭店、瓦房店、莊河垃圾填埋場的垃圾處理能力,還要提升垃圾填埋場沼氣發電的效率。此外,兩個城市為了滿足城市的快速發展需要,還要盡快調整和新建生活垃圾綜合處理場,兩市都要規劃和建設專門的餐廚廢棄物處理場、高溫焚燒處理場、可回收資源分揀中心等項目,積極吸引國內外社會企業參與生活垃圾項目的投資。
從政策和法規層面盡快出臺和完善生活垃圾源頭分類制度和文件,通過各種途徑、媒體、講座、宣傳欄,組織社區干部、志愿者廣為人心的宣傳垃圾分類的知識,提高市民垃圾分類的積極性,鼓勵市民投入到垃圾分類中,為各種垃圾處理技術的使用提供垃圾源頭上的保證。如果仍延續現在的垃圾混收混放行為,那高溫焚燒需要的垃圾低熱值、堆肥需要的有機垃圾仍然達不到要求,結果仍是以各種垃圾處理技術失敗而告終。
3.2其他中小城市的處理技術選擇
鞍山、錦州、營口、撫順等城市經濟發展、人口數量較多,這幾個城市在做好衛生填埋的基礎上,不斷總結現有的高溫焚燒、堆肥技術的經驗,努力擴大這兩種技術的優點,加大這兩種技術的覆蓋面,擴充兩種技術的垃圾處理量。其他中小城市還應致力于建設好和管理好衛生填埋場,從財力狀況而言填埋是省錢又有效的處理方式,而不應過多考慮堆肥和焚燒。在高溫焚燒或堆肥技術選擇上,各個城市間還應考慮共建共享性,如盤錦和營口市的兩個垃圾處理場完全可以合二為一,共建一個大型綜合處理場,這樣能夠實現經濟、環境、社會的多方共贏局面。另外為了保證新技術在實現環保目標外要保證成本與收益的平衡,還需要各級政府在垃圾處理的財政資金方面給與保證,爭取國家和省市相關的財政扶持,并進一步完善城市垃圾處理收費制度,并力爭在短期內實現收繳。
參考文獻
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