固體廢棄物處置技術(shù)(文檔)

《科學(xué)社會主義的理論與實踐》結(jié)課論文淺談改革開放后中國特色社會主義理論與實踐探索的主要成果學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝學(xué)號：學(xué)生姓名：中國·新疆·石河子二〇一一年一月固體廢棄物的處置技術(shù)摘要：隨著社會的發(fā)展，環(huán)境的污染也日趨嚴(yán)重，固體廢棄物在環(huán)境污染中占有很大成分。本文簡要介紹了固體廢棄物的分類和其對環(huán)境的污染，以及固體廢棄物的處理方法，概述了我國固體廢棄物存量現(xiàn)狀和再利用技術(shù)。如此一來，就可對癥下藥，治理環(huán)境。關(guān)鍵字：固體廢棄物處置技術(shù)再利用技術(shù)一、固體廢棄物簡介固體廢棄物是指在社會的生產(chǎn)、流通、消費等一系列活動中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀而存在的物質(zhì)。固體廢棄物的產(chǎn)生有其必然性。這一方面是由于人們在索取的利用自然資源從事生產(chǎn)和活動時，限于實際需要和技術(shù)條件，總要將其中一部分為廢物丟棄；另一個方面是由于各種產(chǎn)品本身有其使用壽命，超過了一定期限，就會成為廢棄物。1.1固體廢棄物分類通常按照固體廢棄物的來源分為城市生活固體廢棄物、工業(yè)固體廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物。1.1.1城市生活廢棄物城市生活固體廢棄物主要是指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢棄物，即城市生活垃圾，主要包括居民生活垃圾、醫(yī)院垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾。一般來說，城市每人每天的增圾量為1-2公斤，其涉及成分與居民物質(zhì)生活水平、習(xí)慣、廢舊物資回收利用程度、市政建筑情況等有關(guān)，如國內(nèi)的垃圾主要為廚房垃圾。部分城市生活固體廢棄物每年的產(chǎn)量十分驚人。據(jù)估計到2025年，世界人口的60%將住在城市或城區(qū)周圍。這么多人住在或即將住在城市，而城市又是高度集中、環(huán)境被大大人工化的地區(qū)，城市垃圾所產(chǎn)生的污染將極為突出。1.1.2工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物是指在工業(yè)、交通等生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的采礦廢石、選礦尾礦、燃料廢渣、化工生產(chǎn)及冶煉廢渣等固體廢物，又稱工業(yè)廢渣或工業(yè)垃圾。依廢渣的毒性可分為有毒與無毒廢渣兩類，凡含有氟、汞、砷、鉻、鉛、氰等及其化合物和酚、放射性物質(zhì)的均為有毒廢渣。1.1.3農(nóng)業(yè)廢棄物農(nóng)業(yè)廢棄物也稱為農(nóng)業(yè)垃圾，主要來自糞便以及植物秸稈類。1.2固體廢棄物污染未經(jīng)處理的工廠廢物和生活垃圾簡單露天堆放，占用土地，破壞景觀，而且廢物中的有害成份通過刮風(fēng)進行空氣傳播，經(jīng)過下雨侵入土壤和地下水源、污染河流，這個過程就是固體廢棄物污染。(1)污染水體。固體廢物未經(jīng)無害化處理隨意堆放，將隨天然降水或地表徑流入河流、湖泊，長期淤積，使水面縮小，其有害成份的危害將是更大的。固體廢物的有害成分，如汞（來自霓虹燈管、電池等）、鎘（來自印刷、纖維、搪瓷、玻璃、涂料等）、鉛（來自鉛制自來水管、防銹涂料等）等微量有害元素，如處理不當(dāng)，能隨溶著水進入土壤，從而污染地下水，同時也可能隨雨水滲入水網(wǎng)，流入水井、河流以至附近海域，被植物攝入，再通過食物鏈進入人體，影響人體健康。我國個別城市的垃圾填埋場周圍發(fā)現(xiàn)，地下水的濃度、色度、總細菌數(shù)、重金屬含量等污染指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。(2)污染大氣。固體廢棄物中的干物質(zhì)或輕質(zhì)隨風(fēng)飄揚，會對大氣造成污染。焚燒法是處理固體廢棄物目前較為流行的方式，但是焚燒將產(chǎn)生大量的有害氣體和粉塵，一些有機固體廢棄物長期堆放，在適宜的溫度和濕度下會被微生物分解，同時釋放出有害氣體。(3)污染土壤。土壤是許多細菌、真菌等微生物聚居的場所，這些微生物在土壤功能的體現(xiàn)中起著重要的作用，它們與土壤本身構(gòu)成了一個平衡的生態(tài)系統(tǒng)，而未經(jīng)處理的有害固體廢物，經(jīng)過風(fēng)化、雨淋、地表徑流等作用，其有毒液體將滲入土壤，進而殺死土壤中的微生物，破壞了土壤中的生態(tài)平衡，污染嚴(yán)重的地方甚至寸草不生。(4)侵占土地，影響環(huán)境衛(wèi)生。不斷增加的廢物產(chǎn)生量相當(dāng)迅速，許多城市利用大片地城郊邊緣的農(nóng)田來堆放它們，科學(xué)家從衛(wèi)星拍回的地球照片上，圍繞著城市的大片白色垃圾是那么顯眼。1.3固體廢棄物污染控制固體廢物它們往往是許多污染成分的終極狀態(tài)。一些有害氣體或飄塵，通過治理，最終富集成為廢渣，一些有害溶質(zhì)和懸浮物，通過治理，最終被分離出來成為污泥或殘渣，一些含重金屬的可燃固體廢物，通過焚燒處理，有害金屬濃集于灰燼中。這些“終態(tài)”物質(zhì)中的有害成分，在長期的自然因素作用下，又會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，故又成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭”。固體廢物這一污染“源頭”和“終態(tài)”特性表明，控制“源頭”、處理好“終態(tài)物”是固體廢物污染控制的關(guān)鍵。二、固體廢棄物處置技術(shù)固體廢棄物處理通常是指通過物理、化學(xué)、生物、物化及生化方法把固體廢物轉(zhuǎn)化為適于運輸、貯存、利用或處置的過程。固體廢棄物處理的目標(biāo)是無害化、減量化、資源化。要達到上述目標(biāo)，首先要控制其產(chǎn)生量，例如，逐步改革城市燃料結(jié)構(gòu)控制工廠原料的消耗，定額提高產(chǎn)品的使用壽命，提高廢品的回收率等；其次是開展綜合利用，把固體廢棄物作為資源和能源對待，實在不能利用的則經(jīng)壓縮和無毒處理后成為終態(tài)固體廢棄物，然后再填埋和沉海。目前采用的主要方法包括壓實、破碎、分選、固化、焚燒、生物處理等。(1)壓實技術(shù)：壓實是一種通過對廢物實行減容化，降低運輸成本、延長填埋場壽命的預(yù)處理技術(shù)。壓實是一種普遍采用的固體廢棄物預(yù)處理方法。如汽車、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用壓實處理。適于壓實減少體積處理的固體廢棄物還有垃圾、松散廢物、紙帶、紙箱及某些纖維制品等。對于那些可能使壓實設(shè)備損壞的廢棄物不宜采用壓實處理，像某些可能引起操作問題的廢棄物，如焦油、污泥或液體物料，一般也不宜作壓實處理。(2)破碎技術(shù)：為了使進入焚燒爐、填埋場、堆肥系統(tǒng)等廢棄物的外形尺寸減小，預(yù)先必須對固體廢棄物進行破碎處理。經(jīng)過破碎處理的廢物，由于消除了大的空隙，不僅使尺寸大小均勻，而且質(zhì)地也均勻，在填埋過程中更容易壓實。固體廢棄物的破碎方法很多，主要有沖擊破碎、剪切破碎、擠壓破碎、摩擦破碎等，此外還有專用的低溫破碎和濕式破碎等。(3)分選技術(shù)：固體廢物分選是實現(xiàn)固體廢物資源化、減量化的重要手段，通過分選將有用的充分選出來加以利用，將有害的充分分離出來；另一種是將不同粒度級別的廢棄物加以分離。分選定基本原理是利用物料的某些性質(zhì)方面的差異，將其分選開。例如利用廢棄物中的磁性和非磁性差別進行分離。根據(jù)不同性質(zhì)，可以設(shè)計制造各種機械對固體廢棄物進行分選。分選包括手工撿選、篩選、重力分選、磁力分選、渦電流分選、光學(xué)分選等。(4)固化處理技術(shù)：固化技術(shù)是通過向廢棄物中添加固化基材，使有害固體廢棄物固定或包容在惰性固化基材中的一種無害化處理過程。理解的固化產(chǎn)物應(yīng)具有良好的抗?jié)B透性，良好的機械特性，以及抗浸出性、抗干濕、抗凍融特性。這樣的固化產(chǎn)物可直接在安全土地填埋場處置，也可用做建筑的基礎(chǔ)材料或道路的路基材料。固化處理根據(jù)固化基材的不同可以分為水泥固化、瀝青固化、玻璃固化、自膠質(zhì)固化等。(5)焚燒和熱解技術(shù)：焚燒法是固體廢物高溫分解和深度氧化的綜合處理過程。好處是把大量有害的廢料分解而變成無害的物質(zhì)。由于固體廢棄物中可燃物的比例逐漸增加，采用焚燒方法處理固體廢棄物，利用其熱能已成為必然的發(fā)展趨勢。以此種處理方法固體廢棄物，占地少，處理量大，在保護環(huán)境、提供能源等方面可取得良好的效果。但焚燒法也有缺點，例如，投資較大，焚燒過程排煙造成二次污染，設(shè)備銹蝕現(xiàn)象嚴(yán)重等。熱解是將有機物在無氧或缺氧條件下高溫加熱，使之分解為氣、液、固三類產(chǎn)物。與焚燒法相比，熱解法則是更有前途的處理方法，它的顯著優(yōu)點是基建投資少。(6)生物處理技術(shù)：生物處理技術(shù)是利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化。種種技術(shù)可以使有機固體廢物轉(zhuǎn)化為能源、食品、飼料和肥料，還可以用來從廢品和廢渣中提取金屬，是固體廢物資源化的有效的技術(shù)方法。目前應(yīng)用比較廣泛的有堆肥化、沼氣化、廢纖維素糖化、廢纖維飼料化、生物浸出等。三、我國固體廢棄物存量現(xiàn)狀和再利用技術(shù)3.1我國固體廢棄物存量分析3.1.1(1)廢舊建筑塑料方面。在我國，2000年建筑塑料生產(chǎn)總量已超過630萬t，當(dāng)年產(chǎn)生的廢建筑塑料約為250萬t，其中填埋占93%，焚燒占2%，回收率僅占5%，與發(fā)達國家比較，建筑塑料廢棄物的資源化率極低。(2)廢舊防水卷材方面。我國20世紀(jì)90年代防水卷材的生產(chǎn)量大概在3000m2/年左右,進入21世紀(jì)防水卷材的生產(chǎn)量將逐步增加到5000萬m2/年～8000萬m2/3.1.2據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)固體廢棄物中40%是由建筑業(yè)排出的，其中廢棄混凝土是建筑業(yè)排出量最大的廢棄物。在我國，僅上海每年產(chǎn)生的廢棄混凝土就有2000萬t之多，除此之外還有建筑施工中產(chǎn)生的大量廢棄混凝土。全國每年產(chǎn)生的廢棄混凝土超過1億t。3.1.3我國的住宅中，砌體結(jié)構(gòu)占大多數(shù)。我國大中城市的許多老建筑以及小城鎮(zhèn)的大多數(shù)建筑都是單層或多層的磚砌體結(jié)構(gòu)，隨著這些建筑服役期的結(jié)束而拆除，將產(chǎn)生大量的廢棄磚瓦。對些廢棄磚瓦應(yīng)進行合理再生利用，否則一方面將對環(huán)境造成危害，另一方面廢棄磚瓦作為一種可利用資源也將白白浪費。3.1.4目前,我國有相當(dāng)部分的秸稈資源沒有得到合理開發(fā)利用,秸稈綜合利用率約為33%，經(jīng)過技術(shù)處理后利用的僅約占2.6%。3.1.(1)粉煤灰。是火力發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢渣。到2000年,年排灰量已達到約1.6億t。大量的粉煤灰如果任其排放到灰場，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，還占用了大面積的土地。(2)礦渣。是冶煉鋼鐵時，由鐵礦石、焦碳、廢鋼及石灰石等造渣劑通過高溫反應(yīng)排出的副產(chǎn)品。我國是鋼鐵生產(chǎn)大國，2000年產(chǎn)生鋼渣和鐵礦渣約6200多萬t。(3)稻殼灰。我國是世界上主要的水稻生產(chǎn)國，稻殼是大米生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品。我國每年稻殼產(chǎn)量約5400萬t。由于合成飼料的發(fā)展，原來可用作飼料的稻殼失去了市場，大量的稻殼只能采用簡單焚燒的方法處理，排放的煙塵污染環(huán)境。(4)煤矸石。是我國排放量最大的工業(yè)廢渣之一，每年的排放量相當(dāng)于當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的10%左右，年排放量達到1億多t。(5)淤泥。我國地域遼闊，江河湖泊眾多，每年清淤會產(chǎn)生大量的淤泥。我國沿海地區(qū)還有大量的淤積海泥，并呈逐年上升趨勢，已對海洋環(huán)境和沿海地區(qū)的生態(tài)平衡造成一定影響。3.2我國固體廢棄物再生利用技術(shù)現(xiàn)狀3.2.1在廢棄塑料的回收利用技術(shù)方面，毫無疑問，再生法是最為科學(xué)合理的利用技術(shù)。就再生法而言，我國的技術(shù)水平還遠沒有達到國外先進水平，目前對廢棄塑料回收利用的工作進展緩慢，相關(guān)技術(shù)還亟待完善、開發(fā)。3.2.2我國在廢舊防水卷材回收利用方面尚沒有成熟的技術(shù)和設(shè)備，致使大量的廢舊防水卷材當(dāng)作垃圾堆放，污染環(huán)境，也造成這部分再生資源的浪費。3.2.3隨著社會文明的進步以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，我國對于廢棄混凝土等建筑垃圾的有效管理和資源化再利用越來越重視。我國政府制定的中長期發(fā)展戰(zhàn)略鼓勵廢棄混凝土等廢棄物的開發(fā)利用。3.2.4我國既有建筑中很大一部分是磚砌體結(jié)構(gòu)，由于城市改造，每年產(chǎn)生大量的廢棄磚瓦。廢棄磚瓦由于本身具有一定的強度，容重較輕,適合于生產(chǎn)輕質(zhì)建筑材料等產(chǎn)品,但是過去對于廢棄磚瓦基本上是采用填埋的方法進行處理,浪費了大量的可再生資源。3.2.5(1)粉煤灰?？捎米魉唷⑸皾{、混凝土的摻合料，并成為水泥、混凝土的組分，而且還可用作生產(chǎn)水泥的原料、制造燒結(jié)磚、蒸壓加氣混凝土、泡沫混凝土、空心砌磚、燒結(jié)陶粒，鋪筑道路;構(gòu)筑壩體，建設(shè)港口，農(nóng)田坑洼低地、煤礦塌陷區(qū)及礦井的回填;也可以從中分選漂珠、微珠、鐵精粉、炭、鋁等有用物質(zhì)，其中漂珠微珠可分別用作保溫材料、耐火材料、塑料、橡膠填料，用途越來越廣泛。(2)礦渣。目前在我國北京、上海、天津、浙江等地均建成礦渣微粉生產(chǎn)廠，但其產(chǎn)品遠遠不能滿足建筑工程的需要，許多冶金企業(yè)和建筑施工單位都在籌建礦渣微粉或鋼渣微粉生產(chǎn)廠，關(guān)鍵問題是選擇何種粉磨設(shè)備能達到產(chǎn)量大、粉磨產(chǎn)品細度高、電耗低的效果。(3)淤泥。大多數(shù)淤泥化學(xué)成分及礦物組成與一般粘土(泥)泥巖、粘土質(zhì)巖相似。例如，江河湖泊的淤泥其礦物成分一般是以高嶺土為主，其次是石英、長石及鐵質(zhì)，有機含量較少，淤泥的顆粒大多數(shù)在80μm以下，含有一定量的粗屑垃圾及細砂。就淤泥的成分來看，它完全可以作為建筑材料的原材料。(4)稻殼灰。是一種很有利用價值的資源，例如用稻殼灰來生產(chǎn)高純度炭黑等。(5)煤矸石。我國已經(jīng)開發(fā)了利用煤矸石發(fā)電、制造農(nóng)業(yè)微生物肥料、制造建筑磚等技術(shù)。1999年年底，國有重點煤礦煤矸石電廠115座，總裝機120萬kW,年發(fā)電量達80億kW·h，創(chuàng)經(jīng)濟效益12億元。由北京林業(yè)大學(xué)和潞安礦業(yè)集團等單位研制成功了煤矸石復(fù)合微生物肥料。我國煤矸石在建筑材料中的應(yīng)用技術(shù)也有一定發(fā)展，例如利用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚等，但是煤矸石的摻量并不高，燒結(jié)磚的質(zhì)量不穩(wěn)定。四、結(jié)束語總的來說，我國在固體廢棄物利用技術(shù)及利用率方面與發(fā)達國家相比還有很大差距，這是擺在相關(guān)行業(yè)的研究人員面前十分緊迫的艱巨任務(wù)。概括起來，目前在我國，一些大學(xué)和研究機構(gòu)一直在開展廢棄物在建筑材料中的應(yīng)用技術(shù)研究和推廣工作，已經(jīng)取得了很大進步。但是，還存在很多亟待解決的不足之處，主要表現(xiàn)在:a.這方面的工作多數(shù)屬于低水平重復(fù)性研究，研究和應(yīng)用工作缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)和系統(tǒng)性。b.我國的廢棄物在建筑材料中的應(yīng)用技術(shù)和利用率很低，與發(fā)達國家存在著相當(dāng)大的差距。c.我國現(xiàn)有的利用廢棄物生產(chǎn)的建筑材料，其產(chǎn)品的生態(tài)性能還存在很多不足，雖然利用了廢棄物，但是有些產(chǎn)品本身還會對環(huán)境或人身造成二次危害，這是不容忽視的問題。在日益強調(diào)社會可持續(xù)發(fā)展的今天，這種落后局面不僅會進一步加劇生態(tài)環(huán)境污染，將失去大量可利用的再生資源，而且在一定程度上制約著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。所以，我國在廢棄物利用方面還面臨著艱巨而緊迫的任務(wù)?？梢灶A(yù)見，隨著環(huán)保意識不斷增強和技術(shù)水平的不斷提高，我國廢棄物循環(huán)再生利用必將實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)保的目標(biāo)，為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施做出巨大貢獻。參考文獻[1]孫永明，李國學(xué).中國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2005，21(8):169-173[2]謝永霞，郭惠敏.安陽市固體廢棄物現(xiàn)狀調(diào)查及污染防治對策[J].黑龍江環(huán)境通報，2001(2):48-50[3]劉永德，何品屏，邵立明.太湖流域農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生特征及其影響因素[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報.2005，24(3):533-537[4]郭金峰，耿保江，杜玲枝，等.農(nóng)村固體廢棄物污染防治對策研究[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2009，16:61-63[5]孫躍躍，汪云甲.農(nóng)村固體廢棄物處理現(xiàn)狀及對策分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2007(4):89-90[6]房蓓蓓，殷鐘意，郭育銘，等.柑桔皮渣綜合利用技術(shù)研究進展[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2008(4):177-179[7]周建，丁愛芳.蘇中地區(qū)農(nóng)村固體廢棄物的處置現(xiàn)狀及治理建議[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2008，14(21):88-89[8]黃菊文，李光明，王華，等層次分析法評價固體廢棄物的資源化利用[J]．同濟大學(xué)學(xué)報：自科版．2007．35(8)：1090-1094．[9]劉海燕，韋新東．我國城市生活固體廢棄物處理現(xiàn)狀及措施[J]．吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報，2009，26(3)：71-73．[10]楊健，董珂．中國城市固體廢物管理現(xiàn)狀綜述[J]．環(huán)保前線，2009．3：36-37．[11]管冬興，邱誠.農(nóng)村生活垃圾問題現(xiàn)狀與對策探討[J].中國資源綜合利用，2008（8）：29-31.[12]顧文飛，張孝德.固體廢棄物資源化綜合利用的現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J].寶鋼技術(shù)，2005（3）.[13]李猛.淺析建筑垃圾的開發(fā)利用[J].山西建筑,2007，33(27):3402341.[14]LucianoMorselli，ClaudiaDeRobertis，JosephLuzi，etal．Environmentalimpactsofwasteincinerationinaregionalsystem(EmiliaRomagna，Italy)evaluatedfromalifecycleperspective[J]．Journalof