生活固体垃圾（共8篇）
生活固体垃圾 篇1
目前, 农村的污染情况十分严重, 而造成污染的主要因素是生活固体垃圾的排放。根据我国环境状况公报显示, 农村饮水质量、垃圾处理水平低于城市, 这主要是因为受我国经济发展、农民收入提高等因素的影响, 导致了工业废弃物逐渐增多, 垃圾自降解能力下降。在科学发展、可持续发展政策下, 解决土壤、空气、水资源污染问题已经成为农村、社会建设的核心问题。鉴于此, 需要先解决农村生活固体垃圾排放、处理问题。在此过程中, 需要有关部门开展农村调查, 了解农村生活固体排放、处理现状, 分析主要的影响因素, 进而寻找合适的解决措施。
1 农村生活固体垃圾排放、处理问题
随着经济的发展, 人们的生活发生了翻天覆地的变化, 进而导致环境的变化。简要分析了我国当前农村的环境状况——生活固体垃圾排放量增加, 并且呈现逐年上升的趋势, 具有高污染性、复杂性。受工业发展的影响, 农村也开始使用越来越多的工业用品、塑料生活用品和化学用品等, 比如有毒的塑料、过期的药品和废旧的电池等, 都会破坏环境。从固体垃圾的构成情况来看, 我国农村生活固体垃圾主要包括厨余类垃圾、金属类垃圾、纺织品垃圾、纸质类垃圾和玻璃类垃圾等。由于固体垃圾的构成复杂, 农村人口众多, 农村民众环保意识不强, 再加上固体垃圾排放量大, 所以, 很难有效控制环境污染问题。
作为传统的农业国家, 我国传统的农村农民回收、利用生活垃圾, 但是, 在工业发展的冲击下, 固体垃圾回收率下降, 垃圾处理面临着新问题和挑战。在农村生活固体垃圾处理方面, 存在着垃圾处理不受重视、处理设施滞后、处理方式不科学等问题。例如, 政府部门并没有制订相关的农村固体垃圾处理规范, 不重视农村垃圾处理问题, 甚至将一些城镇垃圾转移到农村, 进一步破坏了农村的生态环境。同时, 在固体垃圾处理方式方面, 多采用掩埋、燃烧的方式, 并且管理分散, 多为村集体、农民个人管理, 缺乏专门的管理组织, 管理状况不理想, 垃圾处理造成的污染较为严重。
2 农村生活固体垃圾处理的影响因素
2.1 当地经济状况、劳动力非农就业机会
随着经济的发展, 农村人们生活水平的提高, 其消费水平也在不断提升。这样, 农村居民购置的工业产品、塑料产品也会不断增加, 进而增加生活固体垃圾的排放量。在农村居民收入普遍增加、地方经济水平较高的情况下, 农民会对购置固体垃圾处理设备产生积极性, 帮助当地建设固体垃圾处理场地, 进而提高当地垃圾处理能力。同时, 在劳动力非农业就业机会方面, 因为农村环境卫生条件对不经常在村里居住的村民影响不大, 所以, 他们就不会很关心村里的垃圾排放、处理和环境情况, 从而对固体垃圾处理的要求也不高, 村民对固体垃圾处理的积极性也会降低。反之, 长期居住在村里的村民, 在非农机会少的情况下, 村民越来越关注村里的环境卫生状况, 对垃圾处理的需求也越来越大, 进而提升了当地垃圾处理服务水平。
2.2 政策因素、生活燃烧来源
政策是行动的引导, 如果政府高度重视当地的垃圾处理情况, 制订相关的垃圾处理规范, 并将此纳入各村建设评价标准中, 就会在一定程度上加大各乡镇、村领导对当地生活固体垃圾处理、环境治理的重视度, 使各地领导将当地垃圾处理列入日常工作中, 进而采取有效的措施加强垃圾护理场的建设和相关设施的购买等。同时, 分析了不同地区政府领导、村民的教育状况后可以发现, 村领导受教育的程度越高, 农民接受固体垃圾处理方面的相关培训就越多, 村领导对当地生活固体垃圾处理的意识也会越强, 村民每天的垃圾排放总量也会相应减少。因此, 在日常工作中, 要加大对村民培训的力度, 使村民意识到环境保护的重要性和垃圾污染的严重性, 并指导其循环利用垃圾, 减少垃圾排放量。
3 总结与建议
农村生活固体垃圾的大量排放, 会使土壤、水资源被污染, 进而破坏生态环境, 严重影响了人们生活和经济的可持续发展。简要分析了当前农村生活固体垃圾排放、处理现状和生活固体垃圾处理的影响因素后, 为固体垃圾处理、农村环境污染治理提供参考。通过本文的分析可知, 农村生活固体垃圾处理与当地经济状况、劳动力非农就业机会、政策因素、生活燃烧来源等息息相关。因此, 在实施垃圾处理措施的过程中, 当地政府应从多方面入手, 加强当地经济建设, 为农民提供更多的就业机会, 加大生活固体垃圾处理设施、场地建设的资金投入, 实现固体垃圾专业化、集中化处理。同时, 政府还应加大对各村领导、农民的政治教育力度, 多举办一些与垃圾处理相关的培训, 以提高农民的环境保护意识、垃圾循环利用意识, 从小事做起, 整体提高当地的生活固体垃圾处理水平, 促进当地经济的可持续发展。
参考文献
[1]王金霞, 李玉敏, 黄开兴, 等.农村生活固体垃圾的处理现状及影响因素[J].中国人口·资源与环境, 2011, 21 (6) :74-78.
[2]蔡焕媛.农村生活固体垃圾的排放特征、处理现状与管理[J].新农村 (黑龙江) , 2014 (4) :230.
[3]赵正彬, 唐婧.固体废物产生、危害与处理[J].新农村 (黑龙江) , 2010 (10) :114-115.
[4]黄开兴, 王金霞, 白军飞, 等.我国农村生活固体垃圾处理服务的现状及政策效果[J].农业环境与发展, 2011, 28 (6) :32-36, 75.
生活固体垃圾 篇2
船舶固体垃圾处理方法及对策研究
摘要：在分析现有船舶固体垃圾处理方法的基础上,提出采用水泥窑处置船舶固体垃圾的新方法.该方法不仅能做到船舶固体垃圾资源化和无害化,且可部分取代传统建材工业原料,并符合我国近海航行船只以中小型为主的特点.作 者：郭毅 于春令 王磊 高亮 作者单位：宁波大学,海运学院,浙江,宁波,315211 期 刊：中国水运（下半月） Journal：CHINA WATER TRANSPORT 年，卷(期)：2010, 10(6) 分类号：X736 关键词：船舶固体垃圾 污染 处理 生态水泥
生活固体垃圾 篇3
随着人们生活水平的提高, 生活垃圾中固体废弃物越来越多, 正呈逐年上涨的趋势, 因此对固体废弃物进行破碎非常必要。而固体废弃物的处理是垃圾处理中的一项难题, 固体废弃物的破碎是处理垃圾必不可少的预处理工艺, 是后续处理与处置必须经过的过程。破碎技术五花八门, 而找到一种适合于处理破碎生活垃圾中固体废弃物的技术非常必要。因此, 研发一套适合破碎固体废弃物的技术迫在眉睫。
生活垃圾中固体废弃物的破碎是利用外力克服固体废弃物之间的内聚力使大块固体废物分裂成小块的过程。固体废弃物经破碎, 从而达到缩容, 提高处理效率。经过破碎后固体废弃物密度减少, 容量减少、便于压缩、运输和存储, 便于高密度填埋和加速复土还原等;原来不均匀的固体废弃物经过破碎后容易均匀一致, 更容易进行焚烧、厌氧发酵、热解、热熔等处理, 从而提高处理效率。
2 破碎方式
破碎方式可分为干式破碎、湿式破碎、半湿式破碎三类。干式破碎即通常所说的破碎。按所用的外力即消耗能量形式的不同, 干式破碎可分为机械能破碎和非机械能破碎两种方法。机械能破碎是利用工具对固体废弃物施力而将其破碎。非机械能破碎则是利用电能、热能等对固体废弃物进行破碎的新方法, 如低温破碎、热力破碎、热压破碎和超声波破碎等。机械能破碎技术是比较成熟, 并在实际应用中比较广泛。
机械能破碎常用的方法有压碎、劈碎、剪碎、磨碎、冲击等破碎作用方式。压碎是将固体废弃物放置到挤压设备两个坚硬的物体表面的中间来碾碎废弃物。劈碎需要刃口, 适合破碎机械强度较小的废物, 如生活垃圾、秸秆、塑料等。剪碎是指切开或割裂废弃物, 特别适合于二氧化硅含量低的松软废弃物。磨碎是在两个坚硬物体表面中间来碾碎废弃物。冲击有重力冲击和动冲击, 重力冲击是物体落到一个硬表面上, 在自重作用下废弃物被撞碎的过程;动冲击是指废弃物碰到一个比其硬的快速旋转的表面进行破碎。一般的破碎机同时兼有多种破碎方法, 通常是破碎机的组件与要被破碎的物料间多种作用力混合作用。机械能破碎技术在处理固体废弃物方面比较成熟, 并在很多垃圾处理技术中得到应用。
固体废弃物的机械强度特别是废弃物的硬度, 直接影响到破碎方法的选择。对于脆性的废弃物宜采用劈碎、冲击、挤压破碎等;对于柔韧性废弃物宜利用其低温变脆的性能而有效地破碎, 或是采用剪切、冲击破碎和磨碎;而当废弃物体积较大不能直接将其放置到破碎机时, 需先将其切割到可以放入破碎机装料口的尺寸, 再送入破碎机内;对于含大量废纸的城市垃圾, 近年来国外已采用半湿式和湿式破碎。
3 破碎机类型
常用破碎机有颚式破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、辊式破碎机、粉磨机及特殊破碎设备等。
(1) 颚式破碎机属于挤压型破碎设备, 广泛应用于冶金、建材和化学工业部门, 适用于坚硬和中硬废弃物的破碎。根据可动颚板的运动特性分为简单摆动型、复杂摆动型和综合摆动型。复杂摆动型颚式破碎机破碎粒度较细, 破碎比可达4~8, 简单摆动型只能达3~6;规格相同时, 复摆型比简摆型破碎机的生产率高20%~30%。
(2) 锤式破碎机按转子数目不同可分为单转子和双转子两种。单转子锤式破碎机根据转子的转动方向不同又可分为可逆式和不可逆式。按破碎轴安装方式不同可分为卧轴和立轴锤式破碎机, 常见的是卧轴锤式破碎机, 即水平轴式破碎机。破碎固体废弃物的锤式破碎机还有:Hammer Mills式锤式破碎机、BJD型锤式破碎机和Movorotor型双转子锤式破碎机等。
锤式破碎机主要用于破碎中等硬度且腐蚀性弱、体积较大的固体废弃物, 还可用于破碎含水及含油的有机物、纤维结构物质、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料、石棉纤维和金属切屑等。
(3) 冲击式破碎机大多是利用冲击作用进行破碎的设备, 主要有Universa型和Hazemag型。冲击式破碎机适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等固体废弃物。
(4) 剪切式破碎机根据活动刀的运动方式, 剪切式破碎机可分为复式和回转式。广泛使用的主要有Von Roll型往复剪切式破碎机、Lincle-mann型剪切式破碎机、旋转剪切式破碎机等。剪切式破碎机适用于处理松散状态的大型废物, 剪切后的物料尺寸可达30mm;也适用于切碎强度较小的可燃性废弃物。
(5) 辊式破碎机根据棍子的特点, 可将辊式破碎机分为光棍破碎机和齿辊破碎机。光棍破碎机可用于破碎硬度较大的固体废弃物的中碎和细碎。齿辊破碎机可用于破碎脆性或黏性较大的废弃物, 也可用于堆肥物料破碎。按齿辊数目的多少, 可将齿辊破碎机分为单齿辊和双齿辊两种。
(6) 粉磨机是进行破碎废弃物的最后一项破碎, 使其中各种成分单体分离, 为下一步分选创造条件。常用的粉磨机主要有球磨机和自磨机两种。球磨机由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成。自磨机又称无介质磨机, 分为干磨和湿磨两种。球磨机在破碎生活垃圾中的有机物效果很好, 并在很多做联合厌氧发酵的垃圾处理厂得到广泛的应用。干式自磨机给料粒度一般为350mm左右, 一次磨细到0.1mm左右, 粉碎比可达3500左右, 比有介质磨机大数十倍。
(7) 特殊破碎设备主要有低温破碎、湿式破碎和半湿式破碎等。低温破碎是利用物料在低温变脆的性能对一些在常温下难以破碎的固体废弃物进行有效破碎的过程, 也可利用不同废弃物脆化温度的差异在低温下进行选择性破碎。低温破碎与常温破碎相比, 动力消耗可减至1/4以下, 噪音降低4dB, 振动减轻1/4左右。湿式破碎是利用特制的破碎机将投入破碎机内含纸垃圾和大量流水一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。半湿式破碎是利用不同物质在一定均匀湿度下的强度、脆性不同而破碎成不同粒度的过程。
4 结论
使生活垃圾中的固体废弃物缩容, 减少废弃物的转运趟数, 降低转运成本, 减少转运过程中的二次污染, 同时在破碎的中间可以进行一些垃圾的分离, 一部分废弃物可以填埋、一部分废弃物可以回收, 一部分废弃物进行发酵、一部分废弃物焚烧等, 从而提高固体废弃物的处理效率。因此, 研制一套适合破碎生活垃圾中固体废弃物的技术相当必要, 中国科学院生态中心鄂尔多斯固废研究所研制出一套专门针对生活垃圾中固体废弃物处理的破碎设备, 并在当地垃圾处理厂应用, 效果显著。
摘要：指出了随着社会的不断发展, 人们丢弃的固体垃圾不断增加, 超过了环境承载能力, 因此找到一种科学的垃圾破碎技术十分有必要, 从破碎机类型入手探讨了生活垃圾中固体废弃物的破碎技术。
关键词：生活垃圾,固体废弃物,破碎
参考文献
[1]宁平.固体废物处理与处置[M].北京:高等教育出版社, 2008.
[2]龚柏勋.环保设备设计手册-固体废物处理设备[M].北京:化学工业出版社, 2004.
[3]赵由才.可持续生活垃圾处理与处置[M].北京:化学工业出版社, 2007.
[4]刘克鑫.城市生活垃圾综合处理的实践与探讨[M].北京:化工出版社, 2002.
生活固体垃圾 篇4
论文题目：广州市固体垃圾处理现状调查及资源化利用
课程名称：学院：应用数学学院
姓名：_曾美君
专业班级：信息安全2班
编号：_16
5指导教师：_李磊_
广州市固体垃圾处理现状调查及资源化利用
作者：曾美君指导老师：李磊
摘要：随着社会经济的快速发展，城市人口的不断增加以及市民消费水平的提高，广州市环境
压力越来越大，发达国家在一百多年时间内遇到的问题，广州市将在短时间内遇到。由于历史欠账，环境与社会经济发展之间的差异和不平衡性日益凸现，环境质量已成为广州市可持续发展的重要制约因素之一。固体废物的大量产生和不安全处置，正在污染水体、大气环境和生态系统；同时，也在浪费资源；随着污水处理规模的扩大和处理程度的提高，部分水污染物正在转化为固体废物；随着大气污染控制规模的扩大，固体废物也越来越多地产生，这些固体废物的安全处置实际上是废水和废气控制的继续。因此，固体废物的污染控制非常重要。为了保持广州社会经济的可持续发展，我们要了解目前广州固体垃圾处理的现状，然后结合当今世界固体废物处理和资源化的发展水平和广州市具体实际，建立先进的生活垃圾收集运输处理体系，完善相应的管理运行机制和管理法规，实现有效的资源化利用。
关键词：固体废物 现状调查 垃圾处理 资源化利用
城市固体废物
固体废物是指人们在生产建设、日常生活和其他活动中产生的、对产生着来说是不能用或暂时不能用要抛弃的污染环境的固体、半固体的废气物质。按照城市固体废弃物的产生的原因，可分为以下四类：
一、工业固体废物
工业固体废物是在工业生产和加工过程中产生的，排入环境的各种废渣、污泥、粉尘等。工业固体废物如果没有严格按环保标准要求安全处理处置，对土地资源、水资源会造成严重的污染。
二、危险固体废物
危险固体废物特指有害废物，具有易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、毒性、放射性等特性，产生于各种有危险废物产物的生产企业。从危险废物的特性看，它对人体健康和环境保护潜伏着巨大危害，如，引起或助长死亡率增高；或使严重疾病的发病率增高；或在管理不当的时候会给人类健康或环境造成重大急性（即时）或潜在危害等。
三、医疗废物
医疗废物，是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性毒性以及其他危害性的废物。主要有五类：
1、感染性废物；
2、病理性废物；
3、损伤性废物；
4、药物性废物；
5、化学性废物。
四、城市生活垃圾
城市生活垃圾指在城市日常生活中或者城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。包括：有机类，如瓜果皮、剩菜剩饭；无机类，如废纸、饮料罐、废金属等；有害类，如废电池、荧光灯管、过期药品等。
固体废物对环境的危害
固体废物对环境的危害很大，其污染往往是多方面的、多环境要素的。其主要污染途径有下列几个方面。(1)侵占土地。随着生产的发展，工业固体废物的产生量日益增加，固体废物不加利用时，需占地堆放。由于治理率较低，侵占了大量的土地。(2)污染土壤。固体废物长期露天堆存，其中有害成分经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，产生高温和有毒液体渗入土壤。(3)污染水体。固体废物随天然降水流入江、河、湖、海，污染地表水；废物中的有害成分随渗滤水浸出渗入土壤，迁移至地于水使其受污染；较小的颗粒可随风扬散，落入地表水，使其污染；固体废物直接倒入江、河、湖、海，使之造成更大的污染。(4)污染大气。在适宜的温度条件下，由固体废物本身的蒸发、升华及发生生化反应而释放出有害的气体污染大气；废物中的细粒、粉末随风扬散，加重大气的粉尘污染；在废物运输、处理、利用和处置过程中产生有害的气体粉尘污染大气。（5）影响环境卫生。城市的生活垃圾、粪便等由于清运不及时，便会产生堆存现象，严重影响人们居住环境的卫生状况，对人们的健康构成潜在的威胁。
固体垃圾处理现状调查
一、城市生活垃圾现状
据统计，2011年，广州市生活垃圾清运处理总量为504万吨，日均清运处理量为1.3804万吨/日，人均约1.01公斤/日。增长率为-2.8%，资源回收率为36.3%，无害化处理率为91.98%，粪便无害化处理21.8万吨，死禽畜卫生处理2208吨。生活垃圾处理资源化水平明显提高；再生资源回收240.4万吨（其中可回收物量为74.8893万吨）；垃圾焚烧33.6万吨，发电1.43亿度（每焚烧一吨垃圾约发电420度），灰渣资源化利用6.7万吨，回收废旧金属823吨；卫生填埋393.1万吨，沼气发电3300万度；餐厨垃圾生化处理2.3099万吨，生产肥料1500多吨绿化垃圾堆肥处理3.1203万吨，制成植物生长改良剂1917吨。
二、医疗固体废物现状
根据1999年10月由广州市卫生局和环保局联合下发的《关于我市医疗垃圾集中处置的通知》，要求医疗单位将产生的医疗废物统一送到医疗废物集中处置单位——广东生活无害化处理中心处置，医疗废物100%集中无害化处置。解决了医疗废物分散处置带来的污染问题和偷排问题，取得了良好的效果。根数据显示2011年广州市医疗废物产生量和处置量均为11390.00吨，全部交由广东生活环境无害化处理中心集中焚烧处理(见下表)
医疗废物处置情况
三、危险固体废物现状（工业危险废物）
据统计，2011年广州市工业危险废物产生量为30.30万吨，综合利用量11.82万吨，处置量18.48万吨，处置利用率100%。其中危险废物产生量最大的是计算机通讯和其他电子行业，占29.68%，黑色金属冶炼和压延加工业占24.19%，原油加工及石油制品制造占20.23%，化学原料和化学品制造品业占4.63%。综合利用量最大的是计算机通讯和其他电子行业（相关数据详见表
1、表2）。
表1工业危险废物产生及处置情况
四、工业固体废物（一般工业固体废物）
根据数据显示2011年广州市工业固体废物产生量为659.34万吨，其中粉煤灰
所占比例最大，占38.85%，炉渣占18.04%，冶炼废渣占13.29%，脱硫石膏占4.93%，其他固体废物占24.89%。综合利用量625.53万吨，粉煤灰的综合利用量最大，占全部综合利用量的40.18%。综合利用往年贮存量0.64万吨，处置量29.84万吨。（相关数据详见表
3、表4）。
工业固体废物产生量最大的是电力、热力的生产和供应业，占41.35%，其中大部分（占71.71%）为粉煤灰。从固体废物综合利用情况看，电力、热力的生产和供
应业和化学原料和化学制品制造业的综合利用率比较高，分别达到99.92％和97.43％。
表3一般工业固体废物产生及利用情况
资源化利用
固体废物的资源化即废物的再循环利用，以回收能源和资源。工业生产的发展，固体废物也随着增加。在这种情况下，如果能大规模地建立资源回收系统，必将减少原材料的采用，减少废物的排放量、运输量和处理量。这样可以保护和延长原生资源寿命，降低成本，降低环境污染，保持生态平衡，具有显著的社会效益。
“资源化”应遵守的原则是：“资源化”技术是可行的；“资源化”的经济效益比较好，有较强的生命力；废物应尽可能在排放源就近利用，以节省废物在存放、运输等过程的投资；“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准，因而具有与之相竞争的能力。
“资源化”途径：
1、废物回收利用：包括分类收集、分选和回收。
2、废物转换利用：即通过一定技术，利用废物中的某些组分制取新形态的物质。如利用垃圾微生物分解产生课堆腐有机物生产废料；用刻塑料裂解生产汽油或柴油等。
3、废物转化能源：即通过化学或生物转换，释放废物中蕴藏的能量，并加以回收利用。如垃圾焚烧发电或填埋气体发电等。
一、城市生活垃圾资源化处理途径：焚烧发电、餐厨垃圾生化处理、堆肥处理、灰
渣资源化利用及回收废旧金属、卫生填埋及沼气发电、再生资源回收。
二、医疗固体废物资源化处理途径：无害化处理
三、危险固体废物（工业）资源化处理途径：制成水泥、混凝土骨料、砖瓦、纤
维、铸石等建筑材料；提取铁、铝、铜、铅、锌等金属和钒、铀、锗、钼、钪、钛等稀有金属；制造肥料、土壤改良剂等。此外，还可用于处理废水、矿山灭火,以及用作化工填料等。加工成建筑材料，或从中回收能源和工业原料。
四、工业固体废物（一般工业固体废物）资源化处理途径：电石渣可制水泥或代
替石灰作各种建筑材料、筑路材料等，还可用来生产氯酸钾等化工产品。磷渣可烧制磷酸；甲醇废触媒可生产锌-铜复合微肥；溶剂厂母液可生产二甲基甲酰胺等；染料废渣制硫酸铜等产品；胶片厂的废胶片和废液可回收银。铬渣可代替石灰石作炼铁熔剂，等等。
结论
广州市是广东省的重点城市，人口密集，环境问题也受到各界的相关重视，要实现广州的可持续发展，建设文明和谐社会，我们要坚持科学发展观，按照建新型城市化发展道路的决策部署，围绕建设幸福广州和创建全国文明城市的工作大局，以固体废物“减量化、无害化、资源化”为原则，对固体废物从产生到处理实施监管，强化环境执法，贯彻落实固体废物申报登记、危险废物经营许可证、危险废物转移计划报批和转移联单等各项管理制度，对全市危险废物产生和处理企业实施了规范化管理，深入推进广州市废弃物安全处置中心建设和《广州市固体废物污染防治规划》实施。并且结合广州市的实际情况，力争建立形成了一套关于垃圾收运处理的比较完整的制度体系。努力实现广州市垃圾收运处理的依法管理，实现垃圾收运处理的市场化、社会化、产业化发展。让固体垃圾不再成为阻碍城市发展道路上的障碍，让它们变废为宝，实现资源化利用。我们每个人必须尽自己最大的能力来保护环境，保护美丽的广州，保护我们可爱的地球。
参考文献
【1】广州市环保局http:///view/8028529.htm<<广州市城市生活垃圾分类管理暂行规定>>
城市固体垃圾的压缩沉降模型研究 篇5
关键词：固体垃圾,沉降,数学模型
1 引言
全球很多国家每年都要处理成千上万吨的城市固体垃圾(MSW)。最近,为了减少或消除MSW对周围环境的影响,新建了很多现代的MSW填埋场。填埋场封顶后,通常可以循环使用,比如可以在上面修建公园等娱乐休闲场所。填埋场的现场全过程沉降非常复杂且要经历很长的时间。全过程沉降的主要研究问题是要建立一个寻找一个沉降时间函数。一个好的函数模型应该能够全面体现沉降的动态性质。很多学者在这方面做了深入的研究,建议采用指数曲线和逻辑曲线模型来模拟全过程沉降,目前得到了广泛的应用。但是,很多现场实测表明上面两个传统模型具有一定的局限性且通常产生较大的模拟误差。本文揭示了传统模型产生误差的本质原因,提出了一个新的沉降预测模型,该模型在垃圾填埋场的管理、设计、重新利用等方面具有重要的工程意义和丰富的学术价值。
2 全过程沉降机理分析
根据现场实测,整个沉降过程可以划分为四个阶段,即瞬时沉降阶段、初始沉降阶段、发展阶段和稳定阶段。垃圾刚开始填筑时,通常会发生一个突然的瞬时沉降。而后,沉降速率逐渐加大,但沉降加速度较小。随着垃圾填埋高度的增加,沉降加速度达到最大值,沉降速率继续增大,这一阶段通常称为沉降发展阶段。在这一阶段,沉降主要有物理化学及生物分解引起。在稳定阶段,加速度逐渐减小并变为负值,沉降速率也逐渐衰减为零,沉降达到一个稳定值。当时间趋向无穷大时,达到最终沉降阶段。需要说明的是,沉降过程的四个阶段并没有明确的时间点划分,只是大致的机理描述。
3 传统沉降模型
指数模型,最早应用于太沙基固结理论描述软土的沉降过程,最近被用来预测填埋场的沉降时间效应,其表达式为:
其中,t表示时间,se表示t时刻的沉降,S表示最终沉降,a是待定参数。该模型中瞬时沉降为零。该模型的沉降速率和沉降加速度逐渐衰减至零,但其不能反应瞬时沉降。
逻辑模型,最早应用于生物界。后来被用来描述填埋场沉降过程:
其中,t表示时间,sL表示t时刻的沉降,b和c是待定参数。该模型的瞬时沉降不等于零;随着时间的增加沉降加速度由正值逐渐变为负值,这就使得沉降速率先增大后减小,最终等于零。尽管逻辑模型能够与沉降机理相吻合,但仍然存在较大的模型误差。数学分析表明,在逻辑模型中,反弯点处的沉降量与最终沉降的比值是定值,与模型的其它参数无关。实际上,由于不同的垃圾组成和不同的垃圾填埋速度,这个比值不是定值,而是一个变化的数值。逻辑模型的这个性质与沉降过程机理矛盾。理想的沉降模型中,这个比值应该能够随着其它模型参数的变化而变化。
4 基于Weibull曲线的沉降模型
根据现场实测分析,我们建议采用Weibull曲线模型预测填埋场的沉降过程,该模型的表达式如下:
其中,d和k是两个待定参数。数学分析表明:(1)该模型的瞬时沉降不是固定为零;(2)随着时间的增长,沉降加速度先为正后为负;(3)沉降速率开始增大,而后逐渐衰减至零;(4)反弯点处的沉降与最终沉降的比值可以随模型参数的取值而改变。所以,该模型完全满足理性模型的数学要求。
根据模型参数的取值,Weibull模型可以退化成3种模型。(1)当d=S时,该模型退化成过原点的模型;(2)当n=1时,该模型退化成不过原点的指数模;(3)当n=1,k=a且d=S时,该模型将退化成式(1)中的指数曲线模型。
5 全过程沉降的实测验证
为了验证Weibull模型、逻辑模型、指数模型的正确性,进行了实验室试验。试验装置如图1所示。
试验用垃圾逐层填筑,每天的填筑厚度为5cm。垃圾组分的平均组成为:木屑5%,碎纸5%,塑料20%,纤维5%,玻璃2%,石子10%,胶接粘土等53%。图1中的P点为沉降观测点,试验盒由玻璃做成,边上可有刻度。以上3模型对实测数据的模拟方程分别为:
根据模拟方程与实验室实测的对比,我们可以看出指数模型和逻辑模型的拟合误差偏大,而Weibull模型的拟合误差相对小的多。
6 结论
本文对MSW填埋场的全过程沉降进行了详细的研究,主要工作如下:
(1)通过研究沉降过程的机理,揭示了传统指数模型和逻辑模型的缺陷,分析了理想沉降模型应具有的性质。
(2)建立了基于Weibull曲线的沉降模型,该模型满足了理想模型数学性质,指数模型是他的一个退化形式。Weibull模型的模拟结果与实测结果吻合良好。
参考文献
[1]Ling Hoe I.Estimation of municipal solid waste landfill settlement[J].Journal Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,1998,124(1):21-28.
[2]Durmusoglu E,Corapcioglu M,Tuncay K.Landfill settlement with decomposition and gas generation[J].Journal Geotech.and Geoenviron.Engineering,2005,131(9):1311-1321.
[3]Sandro L,Miriam F,Orencio M.Constitutive model for municipal solid waste[J].Journal Geotech.and Geoenviron.Engineering,2002,138(11):940-950.
生活固体垃圾 篇6
在垃圾的环保焚烧中, 炉排式垃圾焚烧炉以其适应性强, 经济性好, 环保性能高的优点逐渐成为了垃圾环保焚烧处理中的主要炉型。然而, 由于炉排炉特有属性、垃圾成分的复杂性、运行方式的不合理性, 导致燃烧后的炉渣中生料含量经常会很高, 同时炉渣量和飞灰中的含碳量也随之上升, 大大降低了垃圾焚烧工艺的整体效率。而且, 这一情况对锅炉效率的具体影响数值一直是困扰广大工程人员的问题之一。笔者将以SLC—400/4.0混合式炉排炉就其固体不完全燃烧损失进行分析计算, 并结合运行管理经验在运行方式上提出一些解决方案。
2. 正文
固体不完全燃烧热损失是由于进入炉膛的燃料中, 有一部分没有参与燃烧或未燃尽而被排出炉外引起的热损失[2]。通常来说, 垃圾特性、燃烧方式、炉膛结构、炉排形式和运行工况都会影响固体不完全燃烧损失。对于垃圾焚烧炉而言, 笔者认为应该以同种垃圾不同燃烧调整和不同种垃圾相同燃烧工况进行综合计算分析。
2.1 固体不完全燃烧损失数值计算
2002年清华大学王伟等人通过查询相关图表及经验估算, 认为固体不完全燃烧热损失为10.7%[3]。然而此数据随着垃圾焚烧设备的日益完善、运行调整的越发科学, 已经有了很大的变化。
2.1.1 同种垃圾的固体不完全燃烧损失的数值计算
根据某垃圾焚烧发电厂3年的生产日报及中核设计院部分设计资料进行综合分析, 选取了最典型的运行工况进行分析。所需的主要数据如表2-1:
对入炉垃圾进行取样进行热值分析, 其燃料元素分析结果如表2-2:
对固体不完全燃烧损失进行计算的主要公式:
炉渣中灰量占垃圾总灰量份额:
漏料中灰量占垃圾总灰量份额:
飞灰中灰量占燃料总灰量份额:
固体不完全燃烧热损失:
五组数据计算结果如表3:
2.1.2 不同种垃圾的固体不完全燃烧损失的数值计算
由于入炉垃圾的成分和热值绝对不会像燃煤锅炉所烧的煤一样稳定。因此, 笔者以相同的蒸发量、燃烧工况对同一台锅炉进行数据选取, 详见表2-4。垃圾A为秋季发酵时间较长的入炉垃圾, 垃圾B为夏季发酵时间较长入炉垃圾, 垃圾C为冬季发酵时间较短的入炉垃圾。
三种垃圾的热值分析, 其元素分析如表2-5:
对此3组数据进行固体不完全燃烧损失进行计算的主要公式:
炉渣中灰量占垃圾总灰量份额:
漏料中灰量占垃圾总灰量份额:
飞灰中灰量占燃料总灰量份额:
固体不完全燃烧热损失:
三种垃圾计算结果如表2-6:
2.2 综合分析数据
对于同种垃圾的不同燃烧工况而言, 总结的现象主要包括以下三方面:
(1) 炉渣量、飞灰量、炉渣和飞灰中的含碳量之间的关系在线性上一致, 而且均为影响固体不完全燃烧损失的重要因素。
(2) 垃圾燃烧后的炉渣量大, 炉渣中的含碳量也就会高, 同时飞灰量和飞灰中的含碳量也处于比较高的水平。显而易见, 此时的锅炉处于一个比较差的运行工况。
(3) 炉渣、飞灰、含碳量对固体不完全燃烧损失的影响并非按照固有比例加以影响, 而是随着炉渣、飞灰、含碳量的增加, 对固体不完全燃烧损失的影响越来越大。
对于不同垃圾的同种燃烧工况而言, 总结的现象主要是:
在三组垃圾中, 为达到同种工况, 也要求炉渣中的含碳量相同 (不出生料) , 热值越低的垃圾, 每小时的入炉垃圾量越高, 相应产生的炉渣量、飞灰量就越高, 相应的固体不完全燃烧损失就比较高。所以越是热值高、发酵充足的垃圾, 越容易控制把固体不完全燃烧损失降到比较低的水平。
值得一提的是, 炉渣中的含碳量过高, 即炉渣中未燃烧完全的垃圾过多, 还有另外两层危害。
(1) 未完全燃烧的垃圾过多会造成炉渣在燃烬炉排和落渣竖井处于250—400℃时段持续过长, 而二噁英类化合物的生成温度为180~400℃[5], 所以会大量的增加二噁英类化合物的生成量。垃圾焚烧企业为了杜绝二次污染的发生, 只能进一步增加环保处理成本。
(2) 炉渣中未完全燃烧的垃圾过多还造成了炉渣运送、处理的成本大大增加, 降低垃圾焚烧单位的整体效益。
2.3 解决方案
针对上述现象, 笔者从运行管理方面提出以下方案:
炉渣中的未完全燃烧的垃圾过多处理方案:
第一:运行人员需勤于到现场看火, 加强调整, 尽可能的避免燃烬炉排上带有明火的垃圾进入落渣竖井。
第二:对于热值较低、水分高的垃圾要尽可能的提高一次风和二次风的温度。
第三:对于炉排燃烬段的配风进行优化, 保证垃圾能够燃烧完全。
第四:垃圾吊车岗位加强对垃圾的翻松, 避免大的块状、团状垃圾进入炉膛。
垃圾发酵不足、热值过低处理方案:
第一:优化垃圾池的使用方式, 提高垃圾的有效堆积密度, 以加强发酵。
第二:垃圾池做好封闭措施, 有条件的可安装暖汽以提高垃圾池内的温度, 加强垃圾的发酵。
第四:加强垃圾吊车岗位的管理, 及时清出渗沥液排水沟。
第五:进一步优化自动燃烧控制ACC系统, 根据时刻变化的投入炉内垃圾的性质, 在确保额定的焚烧量的情况下, 以余热锅炉的出口蒸发量为目标, 通过控制、调节炉排速度和燃烧用风量, 最终达到最佳燃烧工况, 将燃烧室温度和热灼减率控制在要求范围内。
第六:加强生物质和垃圾的合理配比。冬季垃圾虽然热值低、发酵困难, 但正是棉杆的收获期, 目前棉杆大约是150—260元/吨, 以吨垃圾上网电量为240来算, 从经济性而言完全在可承受范围内。因此可以考虑将棉杆作为提高热值、优化焚烧工况的理想生物质[6]。
通过上述措施降低固体不完全燃烧损失, 不仅仅是提高了锅炉效率, 还大大降低了吨垃圾处理成本, 提高了吨垃圾上网电量, 增加了企业的环保性, 可谓一箭三雕。当然, 从发电的角度而言, 垃圾焚烧发电厂和火力发电厂确实有很大的相似之处, 但二者有着本质的区别。火力发电厂的目的是通过发电生产高品位能源以满足生产生活的基本需求, 其基本指标是发电量。垃圾焚烧发电厂则是以处理垃圾为根本目的, 并利用余热发电, 基本指标是垃圾处理量[7]。因此, 将垃圾环保处理是垃圾焚烧企业的生命线。
3. 结语
随着我国垃圾环保焚烧行业的进一步发展, 如果每一家垃圾电厂都能降低0.5%甚至是0.05%的固体不完全燃烧损失, 都将是非常巨大的数字, 必然对我国的环保事业做出更大的贡献。与此同时, 逐渐提高的公民素质以及分类垃圾的推广, 必然进一步促进垃圾环保焚烧行业的健康发展。
参考文献
[1]龚培峰.垃圾焚烧发电技术探讨[J].绿色科技, 2012 (5) .
[2]吴味隆.锅炉及锅炉房设备[M].中国建筑工业出版社, 2006年5月第四版.
[3]王伟, 周健, 蒋建国.城市垃圾焚烧发电系统热平衡分析与优化方案[J].《城市环境与城市生态》, 2002 (6) .
[4]保利协鑫徐州再生能源发电有限公司.锅炉设备运行标准[M].2011年2月修编.
[5]李建政.环境毒理学[M].化学工业出版社, 2010年6月第二版.
生活固体垃圾 篇7
一、同位素示踪技术在垃圾填埋场污染监测中的应用
将城市垃圾填埋场及周围环境样品的常规化学监测技术结合高精度同位素测试技术, 用来区分和示踪垃圾填埋场对环境的污染, 将成为我国监测填埋场污染状况的新型途径, 将为城市垃圾环境污染的预防、控制和治理提供更为精确缜密的依据。
国外已有许多应用同位素技术示踪垃圾渗滤液对周围环境的污染的案例, 如Jessica等人就曾于2004年对新西兰达尼丁市Kaikorai河口的绿岛垃圾填埋场对环境的污染即采取了该研究方法。他们通过对垃圾填埋场渗滤液、Kaikorai河口上、下游水样和植物中的C、N同位素进行了细致的分析, 发现在垃圾渗滤液中, N-NH4的δ15N、N-NO3的δ15N和溶解无机碳的δ13C具有明显的特点。在垃圾渗滤液中, N-NH4的δ15N同位素偏高, 而N-NO3的δ15N同位素偏低;地下水中, N-NH4的δ15N同位素偏低, 而N-NO3的δ15N同位素偏高;在渗滤液排污口的下游, C、N同位素检测的特点类似于渗滤液。渗滤液与下游水的样本中, 溶解无机碳的C同位素13C较高, 而上游水的样本检测显示含较低的13C。将同位素分析结合常规的如氨浓度结合等化学监测项目, 揭示出Kaikorai河口的污染源为绿岛垃圾填埋场渗滤液。同时, 对Kaikorai河口沿岸的植物C、N同位素分析结果表明, 下游植物的氮污染源是圾填埋场渗滤液。
二、研究微量重金属在垃圾渗滤液中的分布和积累情况
垃圾场渗滤液中的微量重金属元素具有不易自然分解或降解的特点, 因此会在地表水径流中大量沉积, 其污染隐患不容忽视。通过对渗滤液排污口及其下游地表水底泥中的重金属元素和难溶有机物进行分析, 调查污染元素在水-土环境系统的循环演化过程。
三、有机物对土壤重金属有效性的影响
根据垃圾场周边土壤受垃圾渗滤液影响有机物含量增加的特点, 调查垃圾渗滤液中的有机物对周边土壤重金属有效性的影响。掌握土壤中有害重金属存在形态及其分布特征并评价其生物可利用性及生态风险。
夏立江等 (2002) 对北京西郊某垃圾填埋场周边的土壤进行采样分析, 结果显示, 经渗滤液进入土壤的大量有机物与金属Fe、Mn共存时能形成可溶性的稳定Fe (Mn) ———有机络合物, 使土壤铁锰大量溶出, 增强了其在土壤中的迁移能力。
四、垃圾填埋场对环境污染研究所面临的问题
国内已开展的垃圾填埋场对环境污染的研究, 基本上都是基于《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》 (CJJ/T3037-9) , 来监测和研究垃圾渗滤液对地表水、地下水的环境污染。分析了垃圾渗滤液对周围环境的污染特点、污染范围、迁移转化规律等。为城市垃圾环境污染的预防、控制和治理提供依据。但综合起来, 还存在如下几方面的明显不足:
1) 在国内已开展的垃圾填埋场对环境污染的研究中, 基本上只监测和研究了垃圾渗滤液对周围地表水、地下水的环境污染。而渗滤液中的微量重金属元素的不易自然分解或降解的特点, 使之大多沉积于地表水径流的底泥中, 具有较大的潜在性危害。相关性的报道在国外较少, 而国内尚未见。
2) 国内对垃圾渗滤液造成周围土壤和植物污染的相关报道甚少, 仅有少数几篇研究垃圾渗滤液对周边土壤中重金属元素生物有效性等地球化学行为影响。因此, 加强垃圾渗滤液对周边土壤和植物的污染调查、研究垃圾渗滤液对土壤中重金属元素生物有效性等地球化学行为影响, 对城市地球化学的调查和研究具有重要意义, 它既是使我们的调查、研究工作水平与国际接轨的需要, 亦是城市地球化学的调查和研究工作成果能更好地为城市健康发展服务的迫切需要。
3) 已有的城市垃圾填埋场环境污染的研究通常采用常规的方法来监测垃圾场周围的污染状况。在实际工作中, 经常会因本底数据信息量不足, 使常规指标的监测较难区分其污染来源。国外已有研究显示碳、氮同位素能够很好的示踪垃圾渗漏液对水体污染的贡献, 而国内尚未见相关性的报道。
五、垃圾填埋场污染控制的措施
1) 垃圾填埋场的选址是否适合对填埋场运行及运行结束后的污染状况有较大影响, 所以, 在建设垃圾场的前期, 场址的选择尤为重要。选择场址必须进行详细地调查研究, 经过多方反复论证后, 最终确定最优化的方案。垃圾填埋场的选址, 要考虑到的问题包括:地下水文条件、场地工程地质条件、地形地貌条件、自然气象条件等等, 要综合考虑整个周边环境的自然循环条件。
2) 垃圾填埋技术需要进行转变, 即从传统的以贮留垃圾为主转向多功能方向发展, 也就是说整个垃圾填埋场同时要有贮留垃圾、隔断污染、生物降解和资源恢复等多种功能。近年来, 生物反应器型垃圾填埋技术逐步进入该领域, 垃圾填埋场的生物降解及资源恢复功能的影响力日益扩大。生物反应器填埋场, 通过回灌渗滤液, 强化填埋场内微生物降解过程。其设计控制理念是把被动的垃圾降解过程改进为由人类主动控制的加速降解过程, 使垃圾填埋场变成了生物反应器, 可明显提高垃圾的生物降解速度和效率, 提高垃圾的资源化, 无害化水平。
六、结语
垃圾填埋场对环境的污染, 主要表现为对大气、水环境、土壤和植物等生态环境的污染。通过对堆填垃圾及周围环境中有机物和重金属等的研究分析, 证明垃圾填埋场对周围环境确实存在二次污染和对人类存在潜在的健康威胁。我国在固体废物垃圾填埋场对环境污染的研究方面起步较晚, 但已经取得了很大的进展。与国外发达国家相比, 我国还需要在同位素示踪垃圾污染源、调查垃圾渗滤液中的有机物对周边土壤重金属有效性的影响和垃圾污水中重金属元素在地表水径流中底泥的积累这三个方面进行更加深入的研究。垃圾填埋场和我们的环境, 和人们的生活息息相关, 因此, 它的研究领域将会得到更大的开拓发展。
参考文献
[1]蒲炯.城市生活垃圾处理的GI持续性发[J].重庆建筑大学学报, 2003.
[2]张益, 陶华.垃圾处理处置技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社, 2002.
生活固体垃圾 篇8
餐厨垃圾含有大量的有机质, 具有较高的利用价值。对其进行适当的处理, 能得到社会效益、经济效益和环境效益三者统一。吕凡[2]等进行了餐厨垃圾高温好氧生物消化工艺研究, 实验结果表明, 在高温条件下 (55～65℃) , 可以达到废物的最大减量, 减容率达到40%以上。高温好氧工艺处理餐厨垃圾, 有机物转化率高, 反应残余可作为有机肥料。根据调查, 兰州市可回收利用的餐厨垃圾合计总量为208.9t/d。兰州市餐饮行业产生的餐厨垃圾中有很大一部分为水分, 真正的有机物部分约占总量的40%, 这些餐厨垃圾有一部分被直接倒入排水管道, 易造成管道阻塞;大部分被城郊“养猪户”有偿收集后毫无处理地喂饲“垃圾猪”, 甚至部分废弃油脂被回收、提炼后掺入食用油中非法出售给各类饮食店档;
餐厨垃圾的危害日益严重, 对餐厨垃圾污染实施有效控制和治理已刻不容缓, 为实现餐厨垃圾无害化、资源化利用, 变废为宝, 减少食品安全隐患, 采取“统一收运, 集中处理”的方式是解决兰州市日益严峻的餐厨垃圾危害的唯一出路, 也是实现可持续发展之路, 建立覆盖全市的统一餐厨垃圾收运网路, 对餐厨垃圾进行资源化处理十分重要和迫切。
1 兰州市餐厨垃圾的资源化处理工艺介绍
针对目前兰州市餐厨垃圾资源化处理的几种工艺技术, 通过对比分析并根据兰州市餐厨垃圾的成分分析, 建议采用湿式厌氧消化工艺作为兰州市餐厨垃圾资源化处理过程的主体处理工艺, 基于以下原因:
1) 常规的填埋、焚烧等方法, 不能充分利用餐厨垃圾, 不符合资源化的原则, 且餐厨垃圾的高含水率、高有机质含量和高氯含量的特性也不利于其进行填埋或焚烧处理。
2) 普通好氧堆肥对进料纯度要求高, 占地面积大;高温好氧堆肥需要大量热能, 运行成本高。且餐厨垃圾堆肥, 由于肥料的使用期带有季节性, 容易因供需失衡造成积压。
3) 厌氧干式发酵需要设置复杂的空气净化系统, 且进料水分含量要求60%～85%, 难以解决盐分问题。
4) 浆状好氧发酵需要能耗较高, 对进料纯度要求较高, 产品仅为肥料。
综合以上特性, 并针对兰州市餐厨垃圾含水率高、含盐量大等特点, 需要分选系统进行脱盐处理, 干式发酵采用水洗脱盐后脱水将大幅度增加前处理的难度, 难以解决高盐分问题;同时, Kwon[3]等人研究指出, 干式发酵工艺难以分选餐厨垃圾中常见的骨头、贝类等不适合厌氧处理的物体。在国外, 对物质成分单一的餐厨垃圾一般采取湿式发酵, 干式发酵工艺一般较多用于处理综合垃圾分选后的有机物。
基于以上分析, 并结合兰州市餐厨垃圾的特性, 资源化处理应采用湿式发酵工艺。Lay[4]等将垃圾在备料罐中与热水混合, 形成含水90%的浆液, 并利用湿式分选方式清除掉塑料、木头等杂质, 然后通过缓冲罐进入发酵罐。缓冲罐的作用是为了满足发酵罐连续稳定给料的要求。陈金钟等[5]指出, 发酵罐中配有气体搅拌系统, 经发酵消化后的垃圾残余物进入脱水装置进行脱水处理, 大部分污水加热后循环使用。Kelley[6]等进行了实验研究, 餐厨垃圾在发酵罐内的停留时间为18～21d, 工作温度为35～38℃。在发酵期间, 约50%以上的有机易腐物被转变为沼气。沼气可直接进行能源化利用。
He[7]等研究发现, 厌氧湿式发酵具有物料输送控制简单、气味轻, 停留时间短、占地面积小, 技术成熟稳定等优点, 最终产物为甲烷和肥料, 可实现资源和能源的回收。此外, 厌氧消化后的沼渣堆肥, 相对于直接好氧堆肥来说, 可减小厂区占地面积, 且肥料的数量少, 产品多元化。因此, 兰州市餐厨垃圾资源化处理采用厌氧湿式发酵工艺, 并对厌氧消化罐中产出的厌氧残渣进行二次发酵堆肥处理。
综上所述, 兰州市餐厨垃圾资源化处理采用单相、湿式、中温、连续进料厌氧消化工艺。
兰州市餐厨垃圾资源化处理的工艺流程主要包括计量收料、湿式预处理、厌氧发酵、热电联供、固液分离、控氧堆肥、废水处理、生物除臭与自动控制等工艺系统。餐厨垃圾被收运进处理厂后, 经计量后送入破碎机破碎后进入预处理池, 经过湿式预处理除去各类杂质和砂砾, 通过油脂分离系统处理后的固体物质被输送到水解反应器水解, 将降解后的液体输送到甲烷反应器进行厌氧消化产生沼气, 沼气脱硫处理后由热电联供装置发电并充分利用余热, 剩余的发酵残渣通过控氧堆肥处理生产出有机肥产品, 整个生产处理过程由计算机系统自动控制。处理过程中废水大部分在工艺中循环利用, 最终多余的废水与生产过程中的废气则通过生物工艺处理后达到相应的国家标准后再进行排放。具体工艺流程如图1所示。
2 兰州市餐厨垃圾资源化处理在固体废弃物方面的减排效益
2.1 兰州市餐厨垃圾中固形物成分分析
从表1可以看出, 餐厨垃圾固形物的有机碳、全氮、全磷、脂类及蛋白质的均值分别为550.99g/kg, 30.27g/kg, 3.14g/kg, 415.65g/kg和189.19g/kg。
杨占春[8]等研究提出, 餐厨垃圾中的油脂基本上分为两种形态, 一种是游离态与水分层存在, 二是由于餐厨垃圾中的蛋白质、氨基酸、脂肪酸, 都是乳化剂将油乳化形成水包油类型和油包水类型的乳化油, 显水乳状, 与水结合, 难分离, 这部分油脂多存在于餐厨垃圾固形物中。而油脂为脂肪酸只含碳不含氮, 因此餐厨垃圾固形物的几个指标中有机碳的含量明显高于其他几项指标的含量。从图2可以看出, 城关区餐厨垃圾的有机碳含量高于兰州市其他市区, 而全磷的含量略低于其他几个区。餐厨垃圾中全氮, 蛋白质及脂类的含量在不同的区变化不明显。
2可以看出, 餐厨垃圾固形物的有机碳、全氮、全磷、脂类及蛋白质的日均值分别为577.7g/kg, 29.19g/kg, 2.7g/kg, 424.57g/kg和182.44g/kg。
由于居民生活习惯及饮食习惯的差异。从图3可以看出, 有机碳及全磷的含量周二略高于平时, 其余几项指标三天基本持平, 无明显变化。
2.2 兰州市餐厨垃圾资源化处理在固体废弃物方面的减排效益
餐厨垃圾资源化处理工艺过程中采用湿式分选装置机对餐厨垃圾中的杂质进行分选, 通过湿式碎浆装置并组合分选装置, 可将垃圾中不能被降解的塑料、玻璃、石头、骨头、各类金属、贝壳、木头、丝织品等分拣出来。在分选的同时, 进行水力破碎, 加入工艺回用水与新鲜水, 将餐厨垃圾破碎制成浆料。在组合装置中, 垃圾中的杂质分为直径大于10mm的重杂质及轻杂质两大类。重杂质沉淀在装置底部, 通过疏水除渣装置自动分离输送到重杂质垃圾斗中。轻杂质 (塑料、纺织物、一些不可降解的复合材料、木头等) 漂浮在水表面, 用滤网耙捞装置可将它们捞出来, 然后通过压榨过滤除去水分, 输送到轻杂质垃圾斗中。除砂单元可将浆料中直径0.5mm的砂砾分离出来, 有效地避免砂粒等杂质对设备的磨损, 同时也避免了积砂将发酵罐罐体填实, 可保证整个处理系统长期有效地运行。为后续的发酵及堆肥工序提供了有效的质量保证。
通过分析, 餐厨垃圾中不能再被资源化利用的固体废弃物主要是原料分拣过程中分拣出的杂质。据调查, 每吨餐厨垃圾大约含62kg轻杂质、4.75kg重杂质、6.6kg砂砾, 合计残渣产生量为73.35kg/t。这些最终废物中没有任何有机物, 可直接外运到垃圾填埋场做填埋处理。
餐厨垃圾本身的特性决定了其资源化利用程度很高, 因此除去那些不能被降解的固体无机物外, 其余均可被资源化利用。餐厨垃圾初步分离的油脂可制成工业油脂和生物柴油, 做工业原料和交通工具燃料。利用单相湿式厌氧处理工艺可用来生产沼气, 厌氧发酵经固液分离后的沼渣可用来堆肥, 产生固态及液态有机肥。
综上所述, 兰州市餐厨垃圾资源化处理能很好地实现其在固体废弃物方面的减排, 大部分固体废弃物通过资源化处理, 变废为宝, 充分利用餐厨垃圾中的资源, 实现垃圾处理的资源化、无害化和减量化。
3 结论
餐厨垃圾初步分离的油脂可制成工业油脂和生物柴油, 做工业原料和交通工具燃料。利用单相湿式厌氧处理工艺可用来生产沼气, 厌氧发酵经固液分离后的沼渣可用来堆肥, 产生固态及液态有机肥, 餐厨垃圾本身的特性及工艺特点决定了其资源化利用程度很高。除去那些不能被降解的固体无机物外, 其余餐厨垃圾均可被资源化利用, 兰州市餐厨垃圾资源化处理能很好地实现其在固体废弃物方面的减排, 大部分固体废弃物通过资源化处理, 变废为宝, 充分利用餐厨垃圾中的资源, 实现垃圾处理的资源化、无害化和减量化。
参考文献
[1]Wang K.S, Chiang K.Y, Lin S.M, et al.Effects of chlo-rides on emissions of toxic compounds in waste incinera-tion:Study on partitioning characteristics of heavy meta1.Chemosphere, 1999, 38 (8) :1833-1849.
[2]吕凡, 何品晶, 邵立明, 等.餐厨垃圾高温好氧生物消化工艺控制条件优化[J].同济大学学报, 2003, 31 (2) :233-238.
[3]S H Kwon, D H Lee, Evolution of Korean food waste com-posting with fed batch operation I:using water extractabletotal organic carbon contents (TOCw) [J].Process Bio-chemistry, 2004 (39) :1183-1194.
[4]J J Lay, Y J Lee, T Noike.Feasibility of biological hydro-gen production from organic fraction of municipal solidwaste[J].Water Research, 1999, 33 (11) :2579-2586.
[5]陈金钟, 邬苏焕, 宋兴福, 等.泔脚与秸秆混合发酵法生产蛋白饲料的新工艺流程[J].上海环境科学, 2003, 22 (12) :998-1000.
[6]T R Kelley, P M Walker.Bacterial concentration reductionof food waste amended animal feed using a single screwdry extrusion process[J].Bioresource Technology, 1999 (67) :247-253.
[7]Y W He, Y H Inamori, M Mizuochi, et al.Measurement ofN2O and CH4 from the aerated composting of food waste[J].The science of the Total Environment, 2000 (254) :65-74.