人类的垃圾

【专家解说】：城市垃圾处理的对策 一、前言 我国改革开放以来，城市数目和城市人口有了很大的发展，人民的生活水平也有了很大提高，因此，作为城市公害的生活垃圾发生量及其组成也有了很大变化。处理城市生活垃圾，实现无害化、减量化和再资源化，消除城市生活垃圾的污染已成为我国必须解决的重大问题。 随着政府对城市垃圾处理的重视和科学技术的发展，坑填焚烧和堆肥等技术已经得到普遍采用。80年代以来，垃圾生产能源和回收再生技术也得到发展。 上海市的土地面积约为全国土地面积的0.06%，人口约为全国人口总数的1%，但上海市每年生产的垃圾量约占全国城市垃圾总量的5%，全年产垃圾量约为600万吨，每年人均垃圾发生量还以10%的速度增长。这就给垃圾的收集、清运和最终处理带来了巨大压力。 上海市是一座现代化的特大城市，浦东是我国对外开放的重点。上海市人民政府历来重视城市的环卫工作，曾先后提出了有关上海市垃圾处理措施。“八五”开始试行垃圾全量焚烧技术，2000年以后重点发展垃圾全量焚烧。在此同时，努力稳妥地发展堆肥资源。上海市有计划、有重点地依靠科技进步实现城市生活垃圾的处理。 二、填埋、焚烧和堆肥处理垃圾的利弊 1.填埋处理 填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法，目前，我国普遍采用直接填埋法。 所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。 天津市在水上公园南侧用垃圾堆山，营造人工环境，变害为利，工程占地近80万平方米，以垃圾与工程废土按1:1配合后作为堆山土源，对于渗滤液和发酵产生的沼气和山坡的稳定性等，都采取了必要的措施。 美国堪萨斯城(Kansas City)是一个不大的城市，人口不多，城市周围是广阔的乡村，在远离城市的一块丘陵山地的低洼处选建填埋场，为了防止二次污染，采取如下措施: (1)在底部和周围铺有防渗层; (2)分层铺放，即堆放一层垃圾，而后盖土压实，根据介绍，有些垃圾堆放层还安装导气和导水管道，并利用产生的沼气。 日本东京都江东区有一片树林浓密，花草繁茂的土地，人们称之为“梦岛”，梦岛全部都是用垃圾填海造成的。 但是，我国许多城市的垃圾仍有大多采取露天堆放，没有任何防护措施。每一个垃圾堆放场都成了一个污染源，蚊蝇孽生，老鼠成灾，臭气漫天，大量垃圾污水由地表渗入地下，对城市环境和地下水源造成严重污染。沈阳市曾经对35处填埋场中的10处进行钻探取样，分析垃圾断层样品和地下水质，分析结果发现: 1、地下水质恶化，污染严重，水混浊发臭，水中均检出厌氧大肠杆菌; 2、垃圾断层样品均检出有毒有害物质。上海市每天有万吨垃圾运往郊区海边堆放，一座座高达二三十米的垃圾山拔地而起，造成周围环境的严重污染。 填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法，它的最大特点是处理费用低，方法简单，但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加，靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少，开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用，这样高昂的费用甚至无法承受。 2.焚烧处理 焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。美国西屋公司和奥康诺公司联合研制的垃圾转化能源系统已获成功。该系统的焚烧炉在燃烧垃圾时可将湿度达7%的垃圾变成干燥的固体进行焚烧，焚烧效率达95%以上，同时，焚烧炉表面的高温能将热能转化为蒸汽，可用于暖气、空调设备及蒸汽涡轮发电等方面，美国部分焚烧厂的主要技术指标列于表1。 我国石家庄市建造了焚化站、沈阳市环境科学研究所引进日本垃圾焚烧装置对医院等单位的特殊垃圾进行无害化处理，焚烧过程中产生的残灰约占焚烧前生物垃圾重量的5%，一般为优质磷肥。近几年我国对垃圾焚烧发电产生再生能源技术越来越给予重视。 焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上，重量减少80%以上)，处理彻底。但是，根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下，这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属，焚烧具有很高的毒性，产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg，否则，必须添加助燃剂，这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。 3.堆肥处理 将生活垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后，生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路，又可达到再资源化的目的，但是生活垃圾堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏，所以，堆肥的规模不易太大。 不论城市生活垃圾的填埋、焚烧或堆肥处理，都必须要有预处理。 预处理程序首先要求居民将生活垃圾按可回收物质、有机物质和无机物质分别装袋，然后，垃圾处理公司按垃圾分类收集和运送，分类处理和利用。 表1美国部分焚烧厂的主要技术指标 城 市 主要 技术指标 新泽西州的Glouccster county 佛罗里达州 的Broward county 马里兰州 的 Baltimore 马萨诸塞州 的North Andover 新罕布什尔 州的 laremant 佛罗里达州 的St. petershurg 纽约的 Pee kskill 适用于人口(万人) 20 65 85 75 7 100 85 处理线个数 2 3 3 2 2 3 3 单线处理能力 287.5 750 750 750 100 1000 750 每天日处理 能力 575 2250 2250 1500 200 3000 2250 平均日处理量 460 1800 1800 1200 160 2250 1800 燃烧温度F 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 能量回收形式 电能和蒸气 电能和蒸气 电能 电能 电能 电能 电能 发电机容量(kW) 14×10 60×10 60×10 40×10 4.5×10 75×10 60×10 蒸气量(p/h) 1.2×10 5.1×10 5.1×10 3.96×10 4.6×10 7.02×10 残留物缩减量 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95% 回收材料 铁 铁 铁和聚合物 铁和聚合物 聚合物 铝铁聚合物 聚合物铁 三、美国城市生活垃圾与中国城市生活垃圾的差别 美国城市垃圾的成分与我国部分城市垃圾的成分对照见表2。由表2可知，我国的城市生活垃圾成分与美国的城市生活垃圾成分有明显的差别，美国垃圾的有机物质多，可回收或燃烧的成分高，我国的城市垃圾中无机物质占有很大比例，即使像上海、北京这类大城市，煤气的普及程度高，有机物质有一定的量，而无机物质所占的比例仍然很大。因此，这就决定了我国垃圾处理方法与美国的垃圾处理方法应该有较大的差别，要走自己的路。 表2美国城市垃圾的成分与我国部分城市垃圾的成分对照 国家 城市 成 分 美 国 中 国 全国统计 (%) Baltinore (%) 上海市(%) 北京市(%) 哈尔滨(%) 南宁市(%) 金属 8.50 8.90 0.53 0.80 0.88 0.47 玻璃陶瓷 12.00 8.40 2.05 10.75 2.56 4.52 厨余垃圾 13.00 29.00 42.70 49.77 16.62 14.58 纸张 51.00 36.40 1.61 4.17 3.60 1.83 纺织品 3.00 0.47 1.46 0.50 0.60 塑料 4.00 7.30 0.40 0.61 1.46 0.56 可燃其他 物质 3.00 - - - - 惰性物质 5.00 52.24 32.44 74.38 77.44 其他 10.00 四、矿物加工技术在城市生活垃圾处理中的应用 综上所述，城市生活垃圾采用填埋、焚烧的堆肥处理都有它们各自的优点，但也有不可回避的缺点。解决的办法就是对城市生活垃圾分类收集后，采用矿物加工技术和设备回收再生大部分有用的物质(占50%~80%)，然后将剩余部分不能回收的物质(占50%~20%)分别送去填埋、焚烧或堆肥等。这样能将城市生活垃圾做到无害化、减量化和再资源化，并且，节省大量资金。城市生活垃圾处理流程如下图所示。 矿物加工技术和设备是矿山生产过程的重要环节，它起到回收有用矿物和提高品位的作用。在煤炭、有色金属、黑色金属、稀有金属和非金属等矿山应用很广，技术也成熟。 矿物加工技术包括物料的手拣、粉碎、筛分、分离、脱水、尾矿处理等方法。这些方法也可以用于城市生活垃圾的回收和再生。这样，可以从垃圾中回收有用物质，不仅减轻环境污染而且可以有较高的经济效益。 矿物加工技术回收垃圾中的有用物质，通常采用手选、机械和自动化分选，将无机物质回收再生。如用手选，靠人的感官按原料的物理特性预分离、分类，在手选输送带上手选工可将有用物质捡出，这是较经济、简单的办法，但劳动量较大。如用磁选法吸取废铁;利用光滤系统和光电管分选各种玻璃;利用弹跳振动分选软、硬物质;利用筛分和分极处理粒度不同的物质，利用重力选矿方法分选密度不同的物质等。例如，对塑料自动分选、粹碎、清洗和造粒等工艺以达到塑料制品再生，对废旧电缆要以采用粉碎、肃离和重力分选技术将橡胶、塑料和金属电线分离。东欧国家十分重视玻璃回收，波兰回收玻璃占玻璃容器的30%~35%，捷克、匈牙利为30%。在芬兰，人们将炉渣、麦秆、破布、硬纸等物分选出来，捣碎混合，经高温高压制成十分坚固的垃圾墙。如从废蓄电池和废干电池中回收再生有用金属。废玻璃可再生，或生产玻璃钢、马赛克和水磨石。废金属可分选、冶炼再利用。废纸可回收造纸。据报道常州市一年利用部分废品的加工工业产值突破2000万元，利润可保证环卫部门年正常经费，效益明显。 对金属、塑料、高分子聚合物进行加工，在制造业中回收。废塑料制品对环境的污染一直是个严重的问题。美国利用废旧塑料回炉生产与利用新原料相比，节省能源85%-90%，并获取了可观的热能，如熔化45公斤高密度聚氯乙烯可获得2000单位(英制)的热量。德国不仅开发“再循环原浆”技术回收多种废塑料，还使塑料垃圾分子结构在高温高压下发生氢化作用，将塑料还原成原油。大如船舶、机车、卡车、机床的折卸，中如加工行业中车、磨、刨、削产生的碎屑，以及社会中由回收站回收的碎金属，均需按其物理性质，及时而精确地手选分类、包装登记、存放，然后发运至金属冶炼厂。这是从废金属直接冶炼出单质金属及各种类型合金的重要保障，可大大缩短某些金属的再生周期。 城市生活垃圾经回收利用后不可用或无法利用的残渣，需要最终处理。一般有整体倾倒填埋、堆肥和焚烧等方法。整体倾倒最为简便，费用也少，但若倾倒量超出环境自净容量，会严重污染环境。 五、结束语 1、教育城市居民提高对城市生活垃圾处理的重要性的认识，并制定相应的法规，要求居民将生活垃圾分类袋装，做到分类收集、分类运送、分类处理利用。难度大，但必须这样做，不然城市垃圾无法解决。 2、减少城市生活垃圾的发生量的主要措施是:控制城市人口的增长，提高废品回收率，增加气体燃料的供应，增加半成品供应。 3、采用矿物加工技术和设备回收再生大部分有用的物质(占50%~80%)，将剩余的小部分不能回收的物质(50%~20%)分别送去填埋、焚烧或堆肥等，真正做到城市生活垃圾处理的无害化，减量化和再资源化，并节省大量的投资。 4、加大对城市生活垃圾处理的投资力度。实行垃圾管理制度化，成立垃圾处理公司，对市政府负责，保证垃圾处理后不污染环境，有关各方都要通过合同、法律条款对垃圾进行制度化的管理。对居民和企、事业单位衽吨垃圾收费制度，促进城市垃圾环卫制度的良性发展。 5、鼓励和支持个体有照经营者收购品种零星、价格低的废旧物资发牙膏皮、废蜡纸、鲜牛奶袋、饮料袋、物品包装袋等，并减少包装的纸类、塑料类等物，简化包装。重视二次资源的开发，不但可缓解原料和能源的不足，还可净化城市、保护环境，减少垃圾污染。 6、个体捡垃圾者队伍的发展，给城市环境卫生、社会治安都带来了麻烦和不利。为此，必须有组织有计划地进行资源开发和城市生活垃圾的处理。