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生活有机垃圾处理新工艺的改进研究

  北极星固废网讯:摘要:以绿色、节能、高效为原则建立新型有机废物处理系统,已成为当今有机废物处理技术的发展趋势。超临界水氧化技术作为近年新兴的处理技术,逐渐成为发展改进现阶段有机废物处理技术的主要选择,大力发展超临界水氧化技术显得尤为重要。

  面对不断的发展,生活垃圾的处理水平如未得到有效地提高,势必会对城市的环境造成严重的影响,因此,生活垃圾减量化是城市当面需要面临的巨大挑战。

  现阶段我国主要的有机废物按照来源主要分为三个部分:分别是工业有机废物、农业有机废物和市政有机废物。工业有机废物是指在工业生产中排出的含有有机成分的废弃物的统称。包含高浓度有机废水、有机废渣。具有成分复杂、可生化性差、有毒等特点。来源集中在生产有机物制品的糖厂、啤酒厂、食品厂、药剂厂、制革厂、造纸厂、印染厂、木材厂等。包括在有机和专用化学产品制造业、印染业、化肥制造业中产生的含氮有机废物(主要成分是胺类、氨类、胍类、硝基化合物、含氮杂环化合物),在基本有机合成中产生的含硫有机废物(主要成分是硫醇、硫醚、硫酚、二硫化合物、磺花物等)以及工业残渣等含钙废物(包括电石渣、废石、造纸白泥、氧化钙等废物)。农业有机废物是指在农村农民生活和农业生产过程中产生的有机类废物的总称。包括植物性来源有机废物(包括稻草、玉米、豆类等农作物秸秆,林业生产过程中残余树枝木、落叶、杂草等,农作物秸秆中含有氮、磷、钾、碳、氢元素及有机硫等),我国年产生量约为1.0×109t ;动物性来源有机废物(主要指禽畜粪便等,含有大量未被消化吸收的有机物、无机物、病菌等),我国年产生量约为 2.7×109t ;农副加工业产生的有机废物(甘蔗渣、土豆渣、甜菜渣,肉食加工工业产生的屠宰污血等废物);农民日常生活废物(包括居民粪便和生活垃圾)。市政有机垃圾多指生活餐厨垃圾及处理其废水后所得的产物,其含水量大,易腐,有强烈刺激性气味,并且含有大量有害微生物。餐厨垃圾作为市政有机垃圾的重要组成部分,其在我国城市垃圾中的含量达到了30%-50% ,具有含水量、有机质含量、油脂含量、盐分含量高及营养元素丰富的特点。主要成分包括塑料、橡胶、皮革、织物、纸、木材、庭院废料和食物等可燃物及玻璃、金属等不可燃物。

  生活垃圾作为直接影响人类生产生活的重要因素,若不能处理妥当,不仅会危害环境,还会浪费大量资源。例如:若随意堆放生活有机垃圾会滋生大量病菌,严重污染土壤及地下水资源,威胁人类健康。尤其是餐厨有机垃圾具有易腐、易生物降解、脱水性差,如果不进行无害化处理就可能通过动物传播等途径致使人类感染疾病。若与其他垃圾混合填埋处理则易产生恶臭气体,生成的渗滤液等对环境仍有较高危害。同时有机垃圾的主要成分毒性强烈,可严重腐蚀皮肤粘膜等组织,破坏人体,且会造成血液、肝、肾中毒,严重时会造成死亡。

  垃圾填埋是我国目前解决生活垃圾的最主要的途径。 2005年底全国共有300座以上的生活垃圾填埋场, 80%以上的城市生活垃圾采用填埋处理。虽然也可通过焚化、堆肥或分选回收等方法进行处理,但部分无法处理的剩余物仍需通过填埋处理。合理利用坑洼地带填埋城市垃圾,处置废物的同时还可以覆土造地,有利于保护环境。填埋方法主要分为三类:包括卫生填埋、压缩垃圾填埋和破碎垃圾填埋。卫生填埋是倾倒并压实一层城市垃圾,并用一定厚度的土、沙等覆盖,进行反复操作,最后使用90-120厘米的表层土覆于其上。压缩垃圾填埋是压缩垃圾后进行回填,具有防火性强,防蚊虫的特点,但分解较缓慢。破碎垃圾填埋可防火,有利于好氧菌繁殖。

  填埋场地最低处较地下水位应高出 3米以上,并做好相应的防渗及排气工作。同时,填埋场封闭后可作为绿化场所。该方法技术发展成熟、成本较低等优点,是目前我国处理有机垃圾的主要方式。其投资较少、工艺简单、处理量大,对地表的污染较小。但该技术并没有对有机垃圾进行无害化处理,保留了大量的有害微生物,还有着产生沼气的隐患,其垃圾渗漏液还会对地下水资源造成长期污染。

  热分解技术的主要处理对象包括橡胶类废物、油漆涂料等特殊垃圾。具体操作是通过加热一个放油有机垃圾的完全密闭的炉膛至450℃ — 750℃ ,在高温及缺氧条件下,促使有机垃圾分解成固态和气态两部分。固体垃圾包括垃圾中的矿物质及碳化物。冷却清洗后可分离出固体垃圾中的金属,产生的焦炭也可重复利用。气态废物,可将可凝结部分转化为油脂,而剩余部分会用于加热炉壁。若使用焚化炉处理垃圾,炉内温度通常要求加热至 850℃ ,所需温度较热解炉更高,且在焚化过程中易生成大量有害物质,特别是毒性强烈的致癌污染物二噁英。

  微生物处理技术主要是利用微生物降解菌产生多种酶,对分类后的有机垃圾(以餐余垃圾为主,包含蔬菜废弃部分、废纸、食品残渣等)进行快速降解,从而使96%的有机垃圾转变成热能、二氧化碳、水及少量的氨气。该技术的主要优势是菌种的分解能力强,对某些顽固性的物质具有较高的分解效率,并且菌种的更换时间长,降低了有机垃圾的处理成本,同时设备具有使用简便,安全可靠,不产生二次污染等优势。但是发酵工艺污染大,特别是通过气体对居民的潜在危害难以控制。运输途中餐厨垃圾易滋生大量有害病菌,病菌代谢出大量的毒素如果被高温(60℃ — 120℃ )加热,危害性会更大,这种方式在人口密集的城市风险极高,人体一旦感染有机垃圾滋生的病菌或吸入真菌的孢子,会造成难以控制的病情。同时大量麦麸、玉米皮等辅料的添加及对能源的高需求极大提高了成本。

  等离子体技术是新型的垃圾处理技术,主要分为高温等离子体技术和低温等离子体技术。高温等离子体技术是用高温高能粒子去碰撞有毒物质,破坏其化学结构,使其转化为无毒物质,比较适用于处理固态废物。低温等离子体技术则是通过电子束、微波及交流电场,作用于有机废气,生成许多自由基,与分子相互吸引,通过化学碰撞,自由基吸附到分子上,使其最终变得很不稳定,分解为无毒分子,比较适用于处理气态废物。等离子体技术可以处理毒害性强的危险及非危险废物包括有机及无机的气体、液体及固体,能够在保证安全的前提下彻底地将有毒废料转化成无毒且具有一定价值的产品。排放量少,减容率高。许多不能焚烧的有毒物质很难利用传统方法处理,例如 PCBs 、农药、杀虫剂等等,等离子处理技术则可以安全处理并且可以控制反应的开始停止。但是由于设备较为特殊,其制造和运营成本较高。

  目前,关于城市中生活垃圾处理措施的发展现状,由于社会群众对于生活垃圾的处理意识以及目前现有的技术水平、资金投入等相关问题,导致城市生活垃圾的减少量变化并不明显。相关管理要不断地通过研究、实践提升对生活垃圾的处理能力,保证生活垃圾的处理项目能够不断发展、创新。

  [3]王富林.中小型生活垃圾填埋场库存垃圾资源化利用的思考[J].环境与发展,2017,29(10):55+57.

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