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淺析固體廢棄物資源化技術(shù)

   2015-11-10 中國節(jié)能網(wǎng)2750
核心提示:固體廢棄物包括工業(yè)固體廢棄物和生產(chǎn)生活建設(shè)等固體廢棄物。這些固體廢物有工業(yè)生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的廢料、廢渣、粉塵和污泥以及生活生產(chǎn)中的

固體廢棄物包括工業(yè)固體廢棄物和生產(chǎn)生活建設(shè)等固體廢棄物。這些固體廢物有工業(yè)生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的廢料、廢渣、粉塵和污泥以及生活生產(chǎn)中的產(chǎn)生的粉煤灰以及建設(shè)產(chǎn)生的水泥渣等。固體廢棄物量增多,污染種類越來越復(fù)雜,對(duì)于人類的生活以及生態(tài)的平衡造成了嚴(yán)重的威脅,而隨著工業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展,固體廢棄物的危害已成為嚴(yán)重的環(huán)境問題和社會(huì)問題。我國在20世紀(jì)80年代初期提出了"資源化無害化和減量化"作為控制固體廢棄物污染的技術(shù)政策。但目前固體廢棄物的資源化做的并不是很好,如何使得固體廢棄物最大資源化是我們研究的主要問題,本文針對(duì)這一問題簡單的分析了固體廢棄物的資源化技術(shù)。

一、城市建設(shè)及生活固體廢棄物現(xiàn)狀對(duì)于城市所產(chǎn)生的固體廢棄物有很多,如污泥、煤渣、生活垃圾、建筑垃圾等。而污泥主要來自于水處理場合城市下水道,在處理中存在的難點(diǎn)在于干燥和收集以及二次處理污染的控制過程環(huán)節(jié)等,其最終的處理與生活垃圾處理相同。而這種處理方式難以起到資源化的作用。

對(duì)于城市垃圾的處理主要有填埋法、熱分解、焚燒法、堆肥法等,填埋法存在著占用土地資源的問題,而且還產(chǎn)生了二次污染問題。這種方法投資巨大,使用期限也有限,許多可回收資源被浪費(fèi)了。熱分解法雖然控制了有害氣體的排放,但填埋量仍然巨大也存在著二次污染的問題,在投資上也較大。堆肥法有利于垃圾中有機(jī)物的利用,但所處理的垃圾要求較高,垃圾中存在的重金屬等有害物質(zhì)成分會(huì)污染土壤和地下水,從而進(jìn)入食物鏈,其中的殘留物與病菌、病毒的控制是相當(dāng)棘手的。焚燒法使用垃圾供熱或發(fā)電,其作為城市垃圾減量的重要手段,但其焚燒設(shè)備投資巨大而且運(yùn)行成本高,在焚燒過程中往往會(huì)產(chǎn)生氯化氫、氧化氮、氧化硫和有劇毒的二惡英等有害氣體,焚燒后還會(huì)有垃圾會(huì)需要填埋。雖然這些方法存在著一定的問題,但經(jīng)過改良后依然對(duì)處理固體廢棄物使其資源化有一定的可實(shí)施性。

建材行業(yè)產(chǎn)生許多固體廢棄物,建筑所用材料等產(chǎn)生更多的固體廢棄物。建構(gòu)筑物無論是在新建設(shè)還是階梯拆遷中都會(huì)產(chǎn)生大量的含有混領(lǐng)土、木材、金屬、塑料等成分的建筑固體廢棄物。傳統(tǒng)的建材大量廢棄以及建材產(chǎn)生大量污染制約著建材行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。在處理這些廢棄上就需要慎重考慮,已得到一種合理的處理方法以使得這些固體廢棄物實(shí)現(xiàn)資源化。

二、工業(yè)固體廢棄物現(xiàn)狀工業(yè)固體廢棄物的來源很多,它是工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)加工中以及燃料燃燒,礦物開采,交通運(yùn)輸,環(huán)境治理中產(chǎn)生的固體廢棄物。這些固體廢棄物包括煤炭工業(yè)生產(chǎn)的煤炭矸石,燃料電廠和城市集中供熱系統(tǒng)煤粉燃燒鍋爐產(chǎn)生的粉煤灰、爐渣,黑色冶金工業(yè)產(chǎn)生的高爐渣、鋼渣,有色金屬冶金渣和赤泥等,還包括化工業(yè)及其他生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的化學(xué)石膏、硫鐵礦渣、電石渣、堿渣、燒堿鹽泥等以及開采金屬礦石產(chǎn)生的廢石和尾礦等。

工業(yè)固體廢棄物的種類是很多的,產(chǎn)量也是相當(dāng)巨大的。由于工業(yè)固體廢棄物分布面積廣,常年均衡排放,其可作為可利用資源加以利用。大多數(shù)工業(yè)固體廢棄物的物相組成較為穩(wěn)定,化學(xué)成分與建材原料相近,存在著潛在的活性,適合做建筑的原料。從化學(xué)成分上來看可做墻體材料的原料。而煤矸石、粉煤灰、爐渣等可用于筑路、生產(chǎn)燒結(jié)磚等。有些工業(yè)廢渣含有一定的熱值,作為低熱值燃料用于生產(chǎn)建筑材料有顯著節(jié)能的效果。工業(yè)固體廢棄物雖然相當(dāng)大但其資源化的可行性還是相當(dāng)巨大的。

三、資源化處理技術(shù)生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn),為從根本上解決環(huán)境問題提供了希望,因而越來越受到人們的青睞。生物技術(shù)將成為21世紀(jì)治理環(huán)境污染的優(yōu)選技術(shù)。它區(qū)別于其它技術(shù)的最根本特點(diǎn)是消除污染物而不是分離轉(zhuǎn)移污染物。

堆肥技術(shù)是典型的生物處理方法之一。堆肥可以分為一般堆肥和高溫堆肥兩種,前一種的發(fā)酵溫度較低,后一種的前期發(fā)酵溫度較高,后期一般采用壓緊的措施。高溫堆肥對(duì)于促進(jìn)農(nóng)作物莖稈、人畜糞尿、雜草、垃圾污泥等堆積物的腐熟,以及殺滅其中的病菌、蟲卵和雜草種子等,具有一定的作用。高溫堆肥可以采用半坑式堆積法和地面堆積法堆制。前者的坑深約1m,后者則不用設(shè)坑。兩者都是需要通氣溝,以利于好氧微生物的生活。兩者都需要鋪一層農(nóng)作物秸稈等,再鋪一層人畜的糞尿,并潑一些石灰水,然后蓋一層土。一般發(fā)酵56℃以上5~6天,高溫50~60℃持續(xù)10天即可。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新型的生物處理技術(shù)也相繼誕生。

填埋是城市垃圾最基本的處置方法。填埋的方法主要有三種:一、衛(wèi)生填埋。傾倒一層城市垃圾(厚60厘米),將其壓實(shí),上覆厚15厘米的土、沙或粉煤灰,如此反復(fù),最后覆以90-120厘米的表層土。二、壓縮垃圾填埋。將垃圾壓縮后回填,可防火,防孳生蚊蟲,分解緩慢。三、破碎垃圾填埋。可防火,有利于需氧菌繁殖。城市垃圾的填埋場地最低處應(yīng)高出地下水位3米以上,填埋場應(yīng)采取防滲和排氣措施。填埋場封閉后可作綠化場所使用,不可在上面建永久性建筑物。

許多農(nóng)業(yè)廢棄物富含淀粉和纖維素, 這些廢棄物可通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生氫氣。纖維素類的農(nóng)業(yè)廢棄物需要先通過機(jī)械或化學(xué)手段進(jìn)行脫木質(zhì)素處理,才能作為生物制氫的原料,其原因是木質(zhì)素的存在會(huì)影響酶的水解效率。廢棄物制氫具有眾多優(yōu)點(diǎn), 一方面大大減少了固體廢棄物的排放量, 減輕固體廢棄物對(duì)環(huán)境造成的壓力,提高了資源利用率,保護(hù)環(huán)境; 另一方面, 變廢為寶,使固體廢棄物中的有用物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源及對(duì)環(huán)境有益的二次產(chǎn)物, 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益,是實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢物“3R原則”的有效的途徑。雖然現(xiàn)在利用有機(jī)固體污染物制氫技術(shù)還不成熟,管理不完善,存在許多限制因素,如:溫度、pH、氧化還原電位(ORP)和金屬離子。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),新型先進(jìn)的生物制氫處理工藝及設(shè)備將被發(fā)明并應(yīng)用于實(shí)踐,從而真正實(shí)現(xiàn)由“廢物”變“財(cái)富”的夢(mèng)想。

城市污泥這種固體廢棄物經(jīng)過加工處理, 既可作為新型墻材的原材料,又減少了廢棄物的占地和環(huán)境污染。工業(yè)灰渣, 包括煤矸石可作為輕集料、細(xì)集料和微集料; 經(jīng)加工成為人造輕集料, 如用煅燒煤矸石、粉煤灰、污泥、淤泥制陶粒等。一些帶有不同顏色的集料, 如銅渣、錳渣、硫渣、煤矸石、玻璃等還可作為色質(zhì)集料生產(chǎn)裝飾性墻體材料, 如裝飾混凝土砌塊。焚燒垃圾可作集料以及作陶粒, 用以生產(chǎn)加氣混凝土、市政用的隔離墩、路面砌塊以及小型空心砌塊。有的灰渣,如:冶金渣、高鈣粉煤灰、油母頁巖灰渣等含有CaO、MgO 或其水化物, 本身就具有自硬性。粉煤灰既是細(xì)集料又是膠凝材料組分,還可以利用粉煤灰制備微晶玻璃。農(nóng)業(yè)廢棄物, 像麥稈、稻草、竹、鋸末、谷殼等可用于增強(qiáng)膠凝材料的抗拉性能。

四、結(jié)束語隨著社會(huì)的發(fā)展,各個(gè)方面固體廢棄物越來越多,污染也越來越大,但環(huán)境污染問題已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn),我們?cè)诖藛栴}上作出相應(yīng)的探討為環(huán)保做出我們應(yīng)該做的。在環(huán)保問題上首先要沖源頭上加強(qiáng)控制,然后開發(fā)研究新的固體廢棄物處理技術(shù),使得生態(tài)逐漸恢復(fù)。

 
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