固体废物生物处理新技术及进展

固体废物生物处理新技术及进展

摘要本文简要介绍了固体废物的分类及其危害，几种常见的固体废物的处理方法，以及机械生物处理技术。阐述了机械生物处理技术在固体废弃物治理方面的应用研究概况, 并对机械生物处理技术在固体废弃物治理中的应用作出了展望。

关键词固体废物；机械生物处理技术；生物处理；

New technology and development of biological treatment of solid waste

Abstract: This paper briefly introduces the classification and hazard of solid waste, several common solid waste treatment methods and mechanical biological treatment technology. We describe the application and research of mechanical biological treatment technology for solid waste management aspects, and the application of mechanical biological treatment technology in solid waste treatment is prospected.

Key words: Solid waste；Mechanical biological treatment technology；biological treatment；

随着科技的进步，城市化进程不断扩大，人们生活水平的不断提高，固体废弃物的数量逐年递增。据有关报道，中国城镇居民每年人均产生垃圾约450kg，全国城市垃圾的年产生量为1.8～2 亿t，并以平均年增长率8.98%的速度增加。2006 年，美国产生了2.51 亿t 城市固体废弃物[1]，而欧盟的15 个国家产生了2.19 亿t 城市固体废弃物[2]。固体废弃物的处理问题越显严重，如何处理固体废弃物已经成为目前当务之急[3]。

1. 固体废物的分类

固体废弃物是指人类在生产、加工、流通、消费以及生活过程中利用完其实用价值后向环境排出的固体或泥状的物质[4]。固体废物种类繁多，按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态的废物、半固态废物和液态（气态）废物；按其污染特性可分为有害废物和一般废物等[5]。在《固体废物污染环境防治法》中将其分为城市固体废物、工业固体废物和有害废物。

1.1 城市固体废物

城市固体废物是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废物[6]，一般分为以下几类：

1.1.1 生活垃圾：城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，我国城市垃圾主要由居民生活垃圾、街道保洁垃圾和集团垃圾三大类组成[7]。居民生活垃圾数量大、性质复杂，其组成受时间和季节影响大。街道保洁垃圾来自街道等路面的清扫，其成分与居民生活垃圾相似，但泥沙、枯枝落叶和商品包装较多，易腐有机物较少，含水量较低。集团垃圾指机关、学校、工厂和第三产业在生产和工作过程中产生的废弃物，它的成分随发生源不同而变化，但对某个发生源则相对稳定。例如，来自农贸市场的垃圾以易腐性有机物占绝大多数；旅游、交通枢纽的垃圾以各类性质的商品包装物及瓜果皮核为主；制衣厂、制鞋厂及电子、塑料厂的垃圾一般以该厂主要产品下脚料为主。

1.1.2 城建渣土：城建渣土包括废砖瓦、碎石、渣土、混凝土碎块（板）等。

1.1.3 商业固体废物：商业固体废物包括废纸、各种废旧的包装材料、丢弃的主（副）食品等。

1.1.4 粪便：工业先进国家城市居民产生的粪便，大都通过下水道输入污水处理场处理。而我国的城市下水处理设施少，粪便需要收集、清运，是城市固体废物的重要组成部分。

1.2 工业固体废物

工业固体废物是指在工业、交通等生产过程中产生的固体废物。工业固体废物主要包括冶金工业固体废物、能源工业固体废物、石油化学工业固体废物、矿业固体废物、轻工业固体废物、其他工业固体废物。

1.3 有害废物

有害废物又称危险废物，泛指除放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。

世界上大部分国家根据有害废物的特性，即急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性，均制定了自己的鉴别标准和有害废物名录。联合国环境规划署《控制有害废物越境转移及其处置巴塞尔公约》列出了“应加控制的废物类别”共45类，“须加特别考虑的废物类别”共2类，同时列出了有害废物“危险特性的清单”共13种特性。

根据1998年1月4日由中华人民共和国国家环境保护局、国家经济贸易委员会、对外贸易经济合作部和公安部联合颁布，于1998年7月1日实施的《国家有害废物名录》中，我国有害废物共分为47类。其中规定，“凡《名录》所列废物类别高于鉴别标准的属有害废物，列入国家有害废物管理范围；低于鉴别标准的，不列入国家有害废物管理。”

固体废物的类别，除以上三者之外，还有来自农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活所产生的废物，如农作物秸秆、人畜禽排泄物等。这些废物多产于城市外，一般多就地加以综合利用，或作沤肥处理，或作燃料焚化。在我国的《固体废物污染环境防治法》中，对此未单独列项作出规定。

2. 固体废物的危害

废弃物不当堆放不但会影响到环境的美观，还会对周围的大气、水体造成污染。它会向大气中散发臭不可闻的气体、扬尘，当经雨水冲刷后，其中的一些易溶物会随水一起渗入地下或流到周围的水源，经一步污染土壤、水源。从而进一步影响人们正常的生产生活。还会为一些细菌、病毒提供繁殖的空间，其潜藏的危险更大[8]。所以对于固体废弃物的处理至关重要。

3. 常见固体废物处理方法

固体废弃物的处理是以资源化、减量化、无害化为目的，经过分选, 破碎, 压实和固化等预处理，对固体废弃物进行填埋、焚烧和堆肥等最终处理[9]，高效回收有用资源，降低固体废弃物对环境的污染。

3.1 卫生填埋

卫生填埋是选择合理的堆放场地，经过防水渗漏、复土等措施而进行垃圾处理的一种方式，在世界上许多国家得到广泛应用[10]。我国80% 以上的垃圾采取卫生填埋，其优点是投资少、处理费用低、处理量大、操作简便。其缺点是占地面积大，而且随着人类生活垃圾的不断增多，其占地面积也会随之而不断增多, 地处偏僻，运距较远, 选址困难,固废中的有害物质渗漏可能会对地下水造成污染，会造成二次污染[11]。

3.2 堆肥

堆肥法就是将固体废弃放在特定的条件下，经过自然或菌种作用，发酵升温降解有机物，实现无害化,经筛分处理后产生有机肥或深加工为有机复合肥的处理方法[12]。堆肥法分为好氧堆肥法和厌氧堆肥法。目前堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工业废弃物等。但有机物的分解难完全，无量化难彻底，堆肥时间长，占地面积大，且有机肥的肥力较差。在国内垃圾处理总量中，堆肥占到l0％~20％，这几年来其比例有明显下降[13]。

3.3 焚烧

垃圾焚烧是利用高温将垃圾中的有机物彻底氧化分解，在燃烧过程中将碳及氢元素转化为CO2及水，高温下杀死病毒和细菌，有效地减量和减重的一种方式，燃烧后的残渣量只有原垃圾量的5％~20％,适合于可燃物含量较高的生活垃圾[14]。焚烧法是世界各个发达国家普遍采用的垃圾处理技术。目前等离子焚烧法和两段式气化焚烧法在国内也渐渐地普及[15]。垃圾焚烧法占地少、污染小，热能可以利用,但投资和运营成本高，焚烧产生的气体（如二恶英）[16]和灰烬可能会造成二次污染。目前在我国城市垃圾处理中焚化法占比仅为5％。

3.4 热解

固体废弃物热解是指在无氧或缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气体、油、