固体废物处理的方法及研究进展

我国固体废物处理的方法及研究进展

摘要本文从固体废物处理方法出发收集相关资料。对固体废物处理和综合利用加以总结。通过总结我国在处理固体废物时应立足于国情，进行合理的开发和科学研究。

关键词固体废物城市生活垃圾（MSW）工业固体废物有毒有害固体废物

据统计[1]全世界每年排放的固体废物约为80—100亿吨。我国1993年的工业固体废物产量约6.2亿吨，历年堆存量达59.7亿吨，堆存占地5.2平方千米，到2000年我国的工业固体产量达19.8亿吨[2]。1997年我国MSW累计堆存量60×106吨，2001年达到1.3×108吨，占世界总量的1/4，并且以每年8%—10%的增长率增加[3，4]。李全惠等[5]采用幂指数平滑时间序列分析法，预测我国在2010年固体废物产量将达到19.9亿吨（县、县以上和乡镇企业）。同时，由于认识比较晚，处理投资大，技术不配套，管理不完善，仍然有大部分的废物未经无害化处理而被直接排入环境，造成了严重的环境污染，使得对固体废物的控制成为环境治理的突出问题。

1．固体废物[6]通常指社会生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。它是多种固体废物的终态。在我国资源的利用率仅相当于发达国家1/4

—1/3，大量废弃物未能得到综合利用，在堆积或直接进入环境。当排入环境后，其中一些有害成分转入大气、水体、土壤，通过食物链参与生态系统的物质循环，长期潜在危害性。由于固体废弃物在另一条件下可转变成另类原料进行再生产，因此它推动和促进固体废物的处理、开发和利用。

根据固体废物理化性质可划分[7]为MSW，工业固体废物和有毒有害固体废物。它们各自具有其特征。在处理和综合利用过程中，处理技术具有各自的特点。本文就它们处理技术研究和成果进行总结。1.1城市生活垃圾在处理MSW时处理技术主要为焚烧、堆肥、填埋、固化处理等，其焚烧和堆肥是资源化的主要技术手段。

1.1.1焚烧法它的特点处理量大，减量化大，无害化较彻底，且有热能回收。MSW焚烧后的产物有重金属（Hg、Cd、Pb等），酸性气体（HCl、HF、SO2、NOx），多环芳烃（PCDD5、PCDF5等），二恶芙（DioXin）等化学物质[2，8]。如果没经过处理，将产生二次污染，故形成单独的焚烧、气化、热解等技术。处理固体废物焚烧炉主要有固定床、流化库、炉排炉、回转窑[9]。由清华大学研制的150t/d循环流化床生活垃圾焚烧炉各项焚烧污染物排放指标均达到或优于国家标准。同时，深圳、珠海、宁波建成焚烧发电厂（利用回收热能）。在日本焚烧的固体垃圾量占总量的65%—80%。西欧在焚烧固体垃圾量站总量的35%—55%，美国也达到16%—20%[10]。而在我国发展比较晚。马晓茜[11]通过对城市垃圾燃料特征分析表明：焚烧是一项可取的处理垃圾途径。胡庆新[12]报道热解气指首先在供氧不足条件下

依靠部分垃圾燃烧，控制温度在600—800℃使垃圾不可分解的物质变成可燃气体，然后供给充足的空气，使可燃气体完全燃烧，且是有毒有害物质完全分解，实现无害化处理。它能有效抑制二恶芙的产生。蔡九菊、罗光前等[13]实验表明：热解作为一种垃圾处理技术具有无害化彻底化、减量化大、二次污染小的特点。

1.1.2堆肥法它特点吃渣量大、见效快、堆肥后的产物可用作改良剂、有机化肥。高温堆肥在发达国家不足20%，甚至1%—2%。主要原因是MSW需要分类、且堆肥时间长、占地面积大，一直得不到很好的发展。但是农村建造一大批卫生户厕、粪便无害化逐年上升[14]。在农村、小城镇堆肥非常可取。刘远嵘[15]曾极力推荐城市家庭、宾馆厨房进行分类后，高温堆肥处理以达到综合利用。李国学[16]报道在堆肥中加入接种剂，有促发酵速度，促进堆肥化进展。缩短堆肥周期提高堆肥质量。同时汪玉花[17]为了提高堆肥的发酵速度，从发酵垃圾、淀粉厂污泥、腐烂枯杆等样品分离、纯化、诱变、筛选出对分解纤维素、淀粉能力较强的菌种。按最优比例配合出发酵剂，实验效果显著。张爱军[18]等人报道厌氧消化堆肥优于好氧堆肥发。它不仅不需要补充能源而且产生新能源（沼气），而对于废物中含大量的纤维素、木质素等难分解成分时，可以利用沉爆技术，将牢固的成分结构打开。美国CBS公司开发的CBS系统，也有利于堆肥化处理。该系统的核心是微生物反应罐，此罐为微生物提供最佳条件、最适温度、湿度和通风状况，使得微生物对MSW剧烈分解。在我国高温堆肥占20%[19]的情况下，发展堆肥法改善堆肥质量、提高堆肥效率将任重道远。

1.1.3填埋法它的特点技术成熟、费用低、机械化程度大。在发达国家卫生填埋比重比较大，英国高达90%的MSW是通过填埋法来处理的。在我国卫生填埋发展迅速，现在占固体废物总处理量的70%。由于管理体制等原因，一些有毒特殊垃圾混入一起填埋，极易造成二次污染[7，20]。1997年美国EPA对全美具有代表性的50个填埋场安全状况进行调查，结果显示，43个填埋场已经污染边界以外的地下水。1991年，来自univercity of Wisconsin 的一份报告表明某些常规物质稀溶液（二甲苯、甲苯）在1—3d内就能穿透HDPE（高密度聚乙烯）。渗透液的产生和处理增大了处理量和难度系数。由此MSW 填埋场设计的终极目标是切断废物与周围环境的联系，特别是与地下水之间的联系。使此最终设计目标转到如何防渗。邓周等人[21]阐述复合粘土防渗材料（GCL）在填埋场的应用。GCL具有低渗透系数、易于铺设、同时当防渗面破裂或渗漏时能够自动修复。杨明、邓飞跃等人[22，23]采用粘土固化注浆制成结石体研究对有害物质的阻滞作用。

4 cm厚的结石体在高浓度、高水头梯度的条件下，对重金属离子的阻滞效率达99%以上，对有机物的阻滞效率在85%以上。

1.2固体工业废物在固体工业废物中，其组分比较稳定它主要包括[24，25]尾矿13%、化工废渣14%、煤石19%、炉渣12%、粉煤灰14—18%、冶炼废渣10—11%、其他约为6%。我国工业固体废物综合利用率仅为44.7%，各组分的资源利用率都不是很高（除粉煤灰外）。而且大部分废物被露天存放，占用土地和污染环境。不同的工业固体废物有不同的处理方法。但大部分的是将其资源化。