几种固体废物处理处置技术比较

几种固体废物处理处置技术比较

固体废物是指日常生产、生活中所产生的固体与泥状物质以及源自废水、废气的固体颗粒物，按照理化性质可将固体废物划分为工业固体废物、生活垃圾以及伴有毒害的危险固体废物[1]。

目前国内对于生活垃圾、工业垃圾等固废的治理主要采用传统的“末端治理”方法，主要方式有填埋、焚烧、堆肥等，这些处置方式虽然比较简单，但都存在着二次污染的问题，已不满足我国经济发展和生态安全的要求。如何有效的防治固体废物造成的污染，无害化处置固体废物成为亟待解决的重要问题。该文分析并比较目前几种固废处理处置技术的优劣，积极探寻清洁处理处置固体废物的新工艺及新技术，以此缓解固废污染与经济发展、资源循环利用、环境保护之间的多重压力，进而全面落实我国可持续发展战略。

1国内固体废物现状

随着我国城市现代化进程的加速，城市固体废物总量呈爆发式增长，其中尤以生活固体废物和工业固体废物的堆存量增长显著，曾造成“固废围城”的困境。固体废物的产量日益增多，种类愈加复杂，污染事件逐年增加，资源浪费严重，已成为社会公众关注的焦点问题[2，3]。

目前我国平均每人每天产生0.9～1.2kg垃圾，而且每年以9%

的速度增长，全国主要城市年产生活垃圾1.9亿t[4]，产生量惊人，已成为破坏环境、危害公众身心健康的重要污染源。据全国大、中城市固体废物污染环境防治年报统计，仅2015年，工业固体废物产生量达19.1亿t，较2005年激增5.8亿t，综合利用率不足62%，还处于利用率相对较低的阶段[5]。为实现固废无害化、减量化、资源化的目标，解决当前固体废物污染环境问题，研究合适的固体废物处理处置技术已迫在眉睫。

2固废处理处置传统技术

我国通过多年的实践经验总结以及不断借鉴发达国家的固体废物管理经验和治理技术，对固体废物实施全过程管理，以逐步实现其“三化”的目标。固体废物无害化处理处置技术是固体废物最终处置的技术[6]。

固体废物经过分选，破碎，压实和固化等预处理工艺，进行填埋、焚烧和堆肥等最终处置措施，实现有用资源回收，降低固体废物对环境的污染。

2.1土地填埋

土地填埋法是大量消纳固体废物的有效方法，也是最终的处理办法[7]。它是将固体废弃物存储在相对封闭的设施内，且该设施经过防渗处理操作，通常设置在陆地上面。

土地填埋法处理量大、管理方便易行、处理成本低及适应性强，对于经济相对落后且土地资源宽裕的地区而言优势显著。在我国城市固体废物处理中一直占最主要的地位，处理的固体废物占总

量的60%以上[8]。但由于固体废物中常混有金属、塑料和其他有机废物，在填埋过程中将会产生重金属和其他污染物质[9]。同时，固体废物渗滤液也是一个严重的污染源，其中有机污染物及重金属含量较高，严重威胁着土壤环境及人体健康[10]。

2.2固废焚烧

在我国，焚烧是一种应用范围最广的固体废物高温处置技术，也是处理固体有机废物最有效、最彻底的方法。它是将固体废物置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化，最终转换成水与二氧化碳，经由净化操作后直接排入大气。该技术常采用全封闭模式，以规避污染物泄露，全面控制生活垃圾的气味与渗滤液，这与填埋与堆肥法相比具有一定优势。焚烧技术可使固废减容85%以上，不仅节约土地资源，而且焚烧热量可回收用于发电和供暖等[11]，适用于人口密集、土地资源紧张的区域。

但对焚烧技术水平、人员素质和技术管理有较高的要求，经济成本较大;垃圾预分选困难;焚烧的过程中不仅会产生焚烧残渣，还有硫氧化物、氮氧化物等大气污染物，而且产生的飞灰中还携带了Hg，Pb等重金属和多环芳烃等污染物，这些都极大地威胁着环境安全和居民健康[12，13]。

2.3固废堆肥

堆肥是指生物质有机物在微生物的作用下，进行生物化学反应，最终形成一种类似腐殖质的过程。产物可用作肥料或土壤改良剂[14]。堆肥技术处理成本小、操作简单、能实现废物资源化利

用。堆肥用于农田，改善土壤中微量营养元素构成，同时增强土壤涵水能力和离子交换能力[15]。该方法主要适用于固废中可腐有机物含量高以及待处理生活垃圾产品的消纳能力强的地区。

但是由固废处理而来的肥料仍存在一些问题，如在堆肥过程中重金属的累积和污染，这些重金属可在土壤中长期存在并通过食物链逐级富集进入人体，危害人类健康[16]。简而言之，固废堆肥技术虽能实现“资源化、减量化”目标，但长期严重的环境风险仍不可避免。

3固废处理处置新技术

我国对固体废物污染控制起步较晚，近些年在固体废物的治理与利用方面虽然取得一定进展，但与欧美日等发达国家相比，固体废物治理整体水平偏低，处理处置技术还远不能满足公众对良好生态环境的需求[17]。为此，研究并开发费用低、处理彻底、无二次污染的新型清洁固废处理处置技术成为环境保护领域的重要课题。在固体废物的处理处置技术研究中，已经涌现出许多高新技术如：热解法、厌氧沼气工程技术、共处置法、等离子体技术等。

3.1热解法

有机固体废物具有热不稳定性，热解法正是利用这一特点使有机固体废物在无氧或缺氧的条件下受热分解。因其温度较焚烧法低很多，所以可以从有机固体废物分解产物中直接回收燃料油和燃料气等[18]。

热解法主要适用于处理有机废渣、油泥、有机污泥等有机物，

虽然对设备要求较高，但热解可以产生无菌废渣，且热解后的气体能与煤气混合使用;热解原料可以是固态废物、液态废物、油或含塑料垃圾等;热解工艺不易发生机械故障，与焚烧技术相比，具有处理范围更广、针对性更强、更环保以及可以得到更具有价值的副产品等优点。

固废热解技术的研究开始于20世纪60年代，欧美发达国家在积极地进行研究，且已形成许多成熟的工艺和操作方法[18]。目前国内已有对废旧塑料、有机污泥、废轮胎等固废采用流化床热解工艺制取燃气及燃料油的研究[19，20]。

3.2厌氧沼气工程技术

厌氧沼气工程是在温和条件下利用厌氧微生物对生物质有机组分进行分解，消化后的残渣和沼液是优质的有机肥料，可用于农田土壤的改良，尤其是同步产生大量高热值含甲烷的沼气，能明显降低温室气体排放量，是最有前景的生物质能源利用技术之一[21]。

20世纪90年代，厌氧沼气工程技术应用日益成熟，开始在德国及整个欧洲大规模投入使用[22]。目前国内对厌氧沼气工程技术的研究还处于起步阶段，主要集中在对餐厨垃圾的厌氧消化处置上，但投入实际运行的餐厨垃圾厌氧处置工程较少[23]。

厌氧消化技术具有能耗低、二次污染少、可产生清洁能源等优点，因此与其它处理技术相比，具有明显的环境优势和更高的投入产出效益。随着高效预处理技术、特效菌种的研发以及过程控制技术的提高，传统过程存在的技术问题逐步被克服[24-26]，其优势和