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城市垃圾处理方法的研究

时间:2011-04-23  作者:秩名
(1)垃圾焚烧处理后,垃圾中的病原体被彻底消灭,燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理后达到排放要求,无害化程度高;

(2)经过焚烧,垃圾中的可燃成分被高温分解后,一般可减容80%~90%,减容效果好,可节约大量填埋场占地,经分选后的垃圾焚烧效果更好;

(3)垃圾焚烧所产生的高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽,用来供热及发电,垃圾被作为能源来利用,还可回收铁磁性金属等资源,可以充分实现垃圾处理的资源化;

(4)垃圾焚烧厂占地面积小,尾气经净化处理后污染较小,可以靠近市区建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离,对于经济发达的城市,可因地制宜,发展以焚烧、减容为主的综合处理。

(5)焚烧处理可全天候操作,不易受天气影响;

(四)垃圾综合利用

垃圾综合利用一般需要和垃圾卫生填埋或其它处理方法配合采用。

1、生产建材法

采用人工和机械方法将垃圾中的有机物和无机物进行分类,有机物可用于堆肥或焚烧,无机物经过干燥、粉碎并添加一定数量的粘合剂、强度剂和填充料即可制成各种建筑材料,如地砖、砌块等。这一方法国内目前尚处于起步阶段。由于此方法消纳的垃圾量大,发展前景广阔。它特别适合于垃圾中无机成份较高、建材市场较大的地区。

2、废塑料回收利用

塑料废弃物的回收利用已成为环境保护的重要课题。将废塑料作为垃圾进行填埋,但是,在操作运行中,势必造成塑料飞扬的现象,污染填埋场周边环境,因此将废弃塑料进行回收利用,是解决填埋场周边环境污染的有效措施之一。

塑料采用焚烧法处理的问题较多。将废弃塑料焚烧,产生很高的热量,不仅损害焚烧炉的炉体,而且还生成氯化氢、氰和NOX等有害气体。焚烧处理也有许多困难之处,从所谓充分利用资源的角度来看,今后这一处理方法也必须减少。作为再生原料再利用主要有以下两个方面:熔融再生加工利用;热分解回收油。

(1)热分解炼油:

废橡胶塑料生产汽油、柴油是近几年发展起来的环保新技术。其原理是通过催化剂在一定的工艺条件下将聚合物解聚成为较简单的碳氢化合物,即汽油、柴油的混合物,再经过分馏、重整等工艺制成符合国家标准的燃油。目前,废橡胶塑料提炼燃油的转化率在60%以上,提炼成本在1200~1300元/吨范围。但工艺不完整,产品质量不完全合格,废气排放造成二次污染等问题,国家主管部门要进行综合研究,待技术成熟后,再推广应用。

(2)熔融再生加工利用:

该方法主要原理是,通过将废弃塑料进行清洗、分类等一定的工艺处理后,进行熔融、拉丝、造粒,变成塑料制品的基本原料—塑料母粒。然后可以进行深加工成塑料袋或其它塑料制品。目前,我国废弃塑料的清洗分离处理技术水平较低,再制品的开发也是低档的制品,经济效益不可能很高。

二、卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式的局限性

(一)填埋处理的局限性

填埋处理埋掉了可利用物,填埋场地的选择越来越困难,运输、填埋、管理等费用也不断提高。填埋场占地面积大,同时存在严重的二次污染,例如垃圾渗出液会污染地下水及土壤,垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量,另外,垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患,排放到大气中又会产生温室效应。而且填埋场处理能力有限,服务期满后仍需投资建设新的填埋场,进一步占用土地资源。基于以上原因,国外从80年代以来,卫生填埋设施有逐渐减少的趋势,成为其他处理工艺的辅助方法,用来处理不能再利用的物质。

(二) 堆肥处理的局限性

堆肥处理不能处理不可腐烂的有机物和无机物,垃圾中的石块、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解,这些废弃物必须分捡出来,另行处理,因此减容、减量及无害化程度低;堆肥周期长,占地面积大,卫生条件差;堆肥处理后产生的肥料肥效低、成本高,与化肥比销售困难,经济效益差。引进国外技术投资巨大,不适合我国国情。发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平,因此靠堆肥只能处理15%左右的垃圾组分,这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。堆肥技术必须是将新鲜的垃圾首先进行分类后再将易腐有机组分进行发酵,才能有效地防止重金属的渗入,从而保证有机肥产品达到国家标准,真正实现无害化和资源化。

(三) 焚烧处理的局限性

焚烧处理对垃圾低位热值有一定要求,不是任何垃圾都可以焚烧的。垃圾中可利用资源被销毁,是一种浪费资源的处理方法,即使回收热能也只能做到废物一次性再生的目的,无法实现资源的多次循环利用。焚烧产生的大量烟气,带走的热能又是一种很大的损失。产生的烟气必须净化,净化技术难度大、运行成本高。焚烧产生的残渣还必须消化。还有,焚烧设备一次性投资大,运行成本高。

三、垃圾焚烧炉的种类

各国已投入运行的垃圾焚烧炉燃烧方式有:

(1)多级阶梯式链条炉排,倾斜往复式炉排和反送式的马丁炉排等炉排炉;

(2)流化床焚烧炉;

(3)旋转式燃烧--回转炉;

以下就上述三种焚烧处理技术做简单介绍,并进行比较分析。

(一)多级阶梯炉排炉

多级阶梯炉排是由往复移动部件组成,垃圾经由给料装置推送至倾斜之炉排上,在炉内高温加热,使得部份垃圾得以干燥,另经炉排的运动除将垃圾往前推送外,并将垃圾层松化及均能经历干燥、燃料及后燃等各阶段,以达完全燃烧。目前应用中的多级阶梯式有很多种,炉排设计大多属于设计厂商的专利,如我国深圳引进的新炉排即是德国专利。

不过转动式炉排炉排汽化容易堵塞,维修工作量大,大件物品夹住的可能性较大,移动式炉排占地面积大,风道系统复杂,对高水份、低值的垃圾焚烧还不完全,着火较为困难,使用较少。扇形反转式炉排由于燃烧不易控制,炉温较高,还处在不断完善阶段。

马丁炉排由于国内还未能自行制造,必须进口国外设备,造价昂贵。一般中小城镇无法承受其投资费用。我国仅有深圳市引进了日本的三台马丁炉运行较好,不过马丁炉排的燃烧工况较易受垃圾品位波动的影响。

炉排炉的优点是不需要对垃圾进行预处理。技术比较成熟,国外应用较广泛,其不足之处如下:

(1)炉排必须耐热,在长期连续运行期间,热应力必须不变,这样炉排对材质要求高,而且炉排加工复杂,由于炉排需转动,可靠性低及能耗高构成其问题。

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