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固体废弃物的处理方法及固体废弃物资源化利用研究

2021-11-22 10:18:01

1固体废物的危害


固体废物是指在生产生活和其他人类活动中丧失原有使用价值或被抛弃放弃的固体、半固体和置于容器中的气态物品,以及根据法律和行政法规包含在固体废物管理中的物品和物质。固体废弃物对环境的危害很多很大,主要体现在以下几个方面:(1)侵占土地:如果固体废物不能及时处理和处置,将占用大量土地,从而破坏地貌,植被,自然景观和农业生产。(2)污染土壤:如果固体废物处理不当,有害成分很容易通过地表径流入土壤,杀死土壤中的有益微生物,破坏土壤结构,从而导致土壤条件恶化。(3)污染水体:固体废物可通过自然降水、随风漂移等方式进入地表径流,从而进入河流和湖泊等水体,造成地表水污染。(4)破坏大气:有些固体废物由于化学反应产生大量有害气体,如二氧化硫等,有些固体废物由于发酵而释放出大量易燃,有毒有害气体。这些气体都会直接扩散到大气中并污染大气。(5)有毒有害:一些固体废物也可能造成特殊损坏,如燃烧,爆炸,接触中毒和腐蚀。(6)毒害人类:固体废物还可以通过植物和动物间接损害人类健康,例如食物链中的重金属污染。


2固体废弃物处理方法


2.1传统处理方法


2.1.1土地填埋


土地填埋法是在地面上建造经过特殊防渗透工艺处理的相对封闭的设施内贮存固体废弃物,防止其污染土壤或水体。土地填埋法的优点是处理量大、便于管理、成本低廉及适应性强,常用于经济不够发达而土地资源丰富的地区。但在填埋过程中可能会产生重金属或其他环境污染物,填埋后产生的渗滤液也是一个不可忽视的污染源,其中含有高浓度的有机污染物及重金属。


2.1.2焚烧法


焚烧法是使固体废物与空气发生化学反应,最终生成水、二氧化碳与灰烬,经过净化后排入大气。焚烧法处理后,残余灰烬仅占原体积的5%,可以有效减小占地面积。而且焚烧可产生大量热,可用于发电和供暖等,多用于人口稠密、土地资源不足的区域。但对焚烧法会产生大气污染物,同时产生的飞灰中还存在多环芳烃等有毒有机污染物,因此需要加装尾气处理装置。


2.1.3好氧堆肥法


好氧堆肥法是指微生物在有氧条件下中通过生物化学反应对固体废弃物进行分解,将有毒物质转变为无毒物质,最终将固体废弃物转化为类腐殖质物质的方法。堆肥法常用于处理城市生活垃圾,产物可用于农业耕作中作肥料或土壤改良剂,优点是成本低、易操作,能实现固体废弃物的资源化利用。但堆肥过程中存在重金属的积累与富集,可能使重金属元素通过食物链进入人类体内,从长远角度看会带来不可忽视的环境风险。


2.2新式处理方法


2.2.1热解法


热解法是在无氧或缺氧的条件下对固体废物进行加热蒸馏,使其高温裂解,冷凝后生成新的固体、液体、气体物质,并从中提取可燃气体、液态油、固体燃料的方法。


热解法处理后残渣较少,可有效降低固体废弃物的体积,且由于反应条件为无氧或缺氧[1]。因此,向大气中排放的污染物较少,同时重金属、S等有毒元素被固定在炭黑等固体产物中,防止它们在环境中转移从而对人体造成危害。

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2.2.2蚯蚓处理技术


蚯蚓处理技术一般用于处理生活垃圾、农林废弃物与畜禽粪便。蚯蚓通过砂囊和消化道对有机物进行研磨、破碎,一方面可以通过自身的同化代谢将有机物降解,另一方面可以释放出N、P、K等营养元素促进植物生长。蚯蚓处理技术的优点是环境影响小,对有机物消化彻底;使大量农业副产品得到有效利用,避免了资源浪费。但它同时要考虑到如何选择喜好有机物质且耐高温的蚯蚓品种并为蚯蚓提供适宜的生存条件。


3固体废物资源化利用措施


固体废物种类众多,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,大致可将固体废物分为城市生活垃圾、工业固体物和危险废物。


3.1城市生活垃圾资源化利用


在城市化进程中,固体废物的产生不可避免,针对产生的生活垃圾等固体废物进行资源化利用方式也多种多样。例如,通过焚烧回收热量,通过热解回收燃料和气体,通过厌氧发酵回收沼气,并产生生物肥料。(1)通过收集高热量固体废物经受高温热处理,固体废物中的可燃成分与氧气反应释放热量,再以热能形式将固废垃圾处理公司这些热量进行回收,作为城市供热使用。(2)热解是利用固体废物中的热不稳定性使其在缺氧或厌氧条件下热分解以产生可燃气体,油和固体碳[2]。(3)生物发酵则是将城市垃圾等有机物进行厌氧发酵,经过产酸阶段和产甲烷阶段,进而生成沼气,可作为照明、热源等资源使用。


3.2工业固体废弃物资源化利用


工业固体废弃物资源化的利用是实现中国经济健康发展的重要途径之一。目前,我国工业固体废物资源化利用主要包括以下几种方法:(1)生产建材;(2)回收或利用其中的有用成分,开发新产品,以取代某些工业原料;(3)筑路、筑坝与回填;(4)生产农肥和土壤改良。例如:工业固体废物中的塑料,树脂,橡胶等可通过热解产生可燃气体如氢气。纯碳或聚合的聚合物碳质材料,以及甲醇等燃料油;高炉渣、煤灰等固体废物可以作为建筑原材料或吸附材料等实现资源再利用;大力回收旧家用电器和电子废物,将其重新拆解利用,从源头以尽量减少废物的发生[3]。

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3.3危险废物资源化处理


一直以来,危险废物的处置一般都采用安全填埋、固化法、化学法以及高温焚烧等方式,综合利用效率很低。随着我国固体废物综合利用技术的不断发展,危险废物资源化的利用技术也得到空前发展,在重金属、污泥、电子废弃物方面都有长足发展。在电子废弃物方面,随着我国电子经济的飞速发展,越来越多的电子产品生产,也越来越多的电子废弃物产生,将电子废弃物进行拆解、物理分选后,采用超声协同技术进行浸出回收,将有效利用电子废弃产品。在危废污泥方面,采用水泥窑协同处置是近年广泛使用的一种技术[4]。污泥通过不同方式的前处理,固废的处理进入水泥窑高温煅烧,不仅可以去除粉煤灰中的二恶英,还可以固化重金属。飞灰经过处理后能够代替水泥原材料,从而能够循环利用废物。在重金属方面,利用热等离子技术和熔融技术,将重金属富集和分离,起到回收利用的目的。



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