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        城市生活垃圾生產(chǎn)現(xiàn)狀及處置方式的研究進(jìn)展

        2020-07-26 06:02:00馬盛偉施沈杰
        四川建材 2020年7期
        關(guān)鍵詞:生活

        馬盛偉,朱 磊,李 彬,施沈杰

        (1.蘇州市吳江區(qū)松陵街道建設(shè)管理辦公室,江蘇 蘇州 215200;2.蘇州大學(xué) 軌道交通學(xué)院,江蘇 蘇州 215131)

        0 前 言

        隨著改革和對(duì)外開(kāi)放的深入,我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速地發(fā)展,人民也從貧困走向了小康和富裕,但是不可避免地帶來(lái)了一些負(fù)面問(wèn)題,例如MSW產(chǎn)量的逐年增加。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示我國(guó)城市平均每人每年產(chǎn)生400 kg以上的MSW,并且該數(shù)值每年正在以8%~10%的漲幅速度在提升,若保持該增長(zhǎng)速度至2030年時(shí),MSW產(chǎn)量可能會(huì)突破4億t[1]。

        面對(duì)城市生活垃圾造成的一系列問(wèn)題,黨的“十九大”報(bào)告中明確提出:需加強(qiáng)垃圾的處置同時(shí)要強(qiáng)化對(duì)土壤的管控防止其被污染,建設(shè)青山綠水美麗國(guó)家。1960年至今,美國(guó)、日本、德國(guó)、波蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)結(jié)合理論和實(shí)踐,針對(duì)城市生活垃圾無(wú)害化和減量化處理問(wèn)題進(jìn)行了深入和系統(tǒng)的研究,形成了衛(wèi)生填埋處理、堆肥處理、焚燒處理這三種比較有效對(duì)MSW進(jìn)行減量和低污染或者無(wú)害的處置方法[2]。

        1 衛(wèi)生填埋

        垃圾填埋運(yùn)行成本較低、垃圾處理量較大、技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)易,被我國(guó)各地廣泛使用。圖1所示為國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的十幾年內(nèi)我國(guó)生活垃圾的年清運(yùn)及填埋總量,以2004年和2016年為時(shí)間節(jié)點(diǎn),MSW清運(yùn)量從2004年的1.55億t增加到2016年的2億t,相應(yīng)的填埋總量也在逐漸增加,所占比例從2004年的44.4%至2016年的58.3%,與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距依然較大。

        圖1 我MSW年清運(yùn)及填埋總量

        通過(guò)全國(guó)污染源普查可以發(fā)現(xiàn),大量天然垃圾堆場(chǎng)及早期建設(shè)的填埋場(chǎng)結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)易并且設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量較差,場(chǎng)底一般為天然土層而且沒(méi)有實(shí)施防滲防污的有效措施。北京市依然有3 000余處的垃圾天然堆場(chǎng),這些天然堆場(chǎng)及早期填埋場(chǎng)已成為重大環(huán)境隱患,甚至已經(jīng)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成了惡劣影響。在2001-2008年的7年間,平均每年有55次的突發(fā)性環(huán)境污染事件是由垃圾填埋場(chǎng)引起的,人民的生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境不可避免地受到影響,社會(huì)經(jīng)濟(jì)也直接和間接地被大量損耗[3]。

        為改善并解決這些問(wèn)題,我國(guó)在衛(wèi)生填埋技術(shù)方面做了許多努力,近年來(lái)建設(shè)的填埋場(chǎng)中,高密度聚乙烯膜在垃圾填埋場(chǎng)里被廣泛用作防污和防滲材料,由此提高防滲垃圾填埋場(chǎng)地防滲性能,從而防止?jié)B濾液的泄漏。而為了對(duì)垃圾填埋場(chǎng)中的甲烷等氣體投入市場(chǎng)再次使用,一些垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)通過(guò)氣體收集井和集氣柜等一系列的收集系統(tǒng)對(duì)這些氣體進(jìn)行了回收[4]。當(dāng)前,我國(guó)垃圾填埋處理的主要研究發(fā)展趨勢(shì)為生態(tài)填埋場(chǎng)即生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)的技術(shù)。和傳統(tǒng)填埋場(chǎng)只起到基本的容納和低微的處理效果不同,為了提高場(chǎng)內(nèi)微生物的生物活性,生態(tài)填埋場(chǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)場(chǎng)內(nèi)的相對(duì)濕度、養(yǎng)分條件,使垃圾填埋場(chǎng)演變成一個(gè)可控制并且穩(wěn)定的類似有機(jī)生物反應(yīng)器的場(chǎng)所,這項(xiàng)研究能夠縮減垃圾填埋場(chǎng)的穩(wěn)定時(shí)間以及減少垃圾填埋過(guò)程中滲濾液[5-6]。由此可見(jiàn),生態(tài)填埋場(chǎng)在我國(guó)有著非常關(guān)鍵的社會(huì)意義并且具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

        2 堆肥處理

        生活垃圾中有機(jī)質(zhì)含量高、易腐熟的部分常被用堆肥來(lái)處理[7]。好氧堆肥就是通過(guò)改變廢棄物的碳氮比、含水率等條件來(lái)創(chuàng)造一個(gè)符合多數(shù)微生物生長(zhǎng)的環(huán)境。在這種條件下,降解的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)生化反應(yīng)會(huì)逐漸成為腐殖質(zhì),且堆肥化是在良好的通風(fēng)狀況、適宜的溫度、濕度和pH值等條件下,雜草、污泥、垃圾和人畜糞尿等一些可以生物降解的有機(jī)廢物通過(guò)人為地加速轉(zhuǎn)變成性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的腐殖質(zhì)和小分子物質(zhì)等的微生物學(xué)過(guò)程[7-9]。圖2為好氧堆肥過(guò)程示意圖。

        圖2 為好氧堆肥過(guò)程示意圖

        堆肥的工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,并且和焚燒處理與填埋處理相比,其處置成本更低,目前主要應(yīng)用于農(nóng)村地區(qū)。根據(jù)我國(guó)居民的消費(fèi)和飲食習(xí)慣,生活垃圾中常帶有易腐有機(jī)物成分,堆肥對(duì)該類垃圾具有良好的處理效果。另一方面,堆肥無(wú)法處置不能生物降解的有機(jī)物以及無(wú)機(jī)物,對(duì)這部分的處置難以起到減量的作用并且不能夠消解垃圾的有害物質(zhì)[10]。同時(shí),生活垃圾中可能混雜有重金屬等有害物質(zhì),在制作成堆肥產(chǎn)品后通過(guò)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)對(duì)人體健康會(huì)造成嚴(yán)峻的后果。

        由此可知,在堆肥處理的應(yīng)用和推廣之前,首先需要做的是將垃圾進(jìn)行準(zhǔn)確的分類、收集及運(yùn)輸,進(jìn)而對(duì)易腐的有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵。這樣,在生產(chǎn)和使用有機(jī)肥料的過(guò)程中盡可能地避免重金屬對(duì)農(nóng)作物和土壤的滲入,真正實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理。除此之外,由于生活垃圾堆肥產(chǎn)品的肥效和成本等問(wèn)題,農(nóng)戶難以信任該類產(chǎn)品,現(xiàn)實(shí)中產(chǎn)品市場(chǎng)難以真正打開(kāi),因此,政府需要對(duì)該產(chǎn)業(yè)進(jìn)行必要的質(zhì)量監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)支持。

        3 焚燒處理

        焚燒是廢物的熱破壞過(guò)程。通過(guò)該過(guò)程,部分有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為氣體,另一部分通過(guò)高溫氧化的熱分解轉(zhuǎn)化為固體。表1所示為垃圾焚燒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)[11]。

        表1 焚燒處理的優(yōu)勢(shì)

        現(xiàn)代焚燒技術(shù)首先起源于國(guó)外,1874年英國(guó)制造并使用了全球上第一座垃圾焚燒爐[12]。相對(duì)來(lái)看,我國(guó)MSW焚燒技術(shù)的研發(fā)開(kāi)始時(shí)間比較遲,直到1980年以后,我國(guó)第一座垃圾焚燒廠才在廣東省深圳市被建立起來(lái)。和歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的自主制造不同,在我國(guó)焚燒技術(shù)發(fā)展的早期階段,焚燒處理設(shè)備都是通過(guò)進(jìn)口獲得,例如在1988年,深圳市為了興建垃圾焚燒廠,從日本進(jìn)口了一款焚燒爐,該焚燒爐屬于德國(guó)馬丁式爐排型[13]。通過(guò)數(shù)十載的發(fā)展,直到2015年為止,大約220座生活垃圾焚燒處理廠于全國(guó)建成并投入了運(yùn)營(yíng)。并且,當(dāng)前我國(guó)MSW焚燒處理采用的主要爐型多樣:旋轉(zhuǎn)窯型焚燒爐和機(jī)械爐型排爐以及流化床型焚燒爐等[14]。其中,機(jī)械爐排爐有一個(gè)缺點(diǎn):當(dāng)焚燒的垃圾熱值過(guò)低時(shí),垃圾不能與空氣完全充分接觸,因而部分垃圾難以充分燃燒,進(jìn)而容易產(chǎn)生二噁英等有毒有害物質(zhì),從而可能破壞生態(tài)系統(tǒng)并影響人體健康。當(dāng)前,我國(guó)大部分MSW熱值已經(jīng)達(dá)到可以充分燃燒的標(biāo)準(zhǔn),因此,垃圾焚燒處理可以在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的應(yīng)用和推廣[15]。

        4 總結(jié)與展望

        對(duì)于MSW的處置方式較為多樣,然而并不完善。衛(wèi)生填埋方式中的滲濾液和有害氣體的泄露從而污染周邊生態(tài)環(huán)境,由于垃圾分類實(shí)施困難導(dǎo)致難以有效收集有機(jī)垃圾,從而使堆肥方式的推廣受到局限,焚燒處理會(huì)得到有毒物質(zhì)(飛灰)。為了解決上述問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化、減量化處理,仍需對(duì)垃圾的處置方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。

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