发布时间:2024-03-07 14:53:32
绪论:一篇引人入胜的生活垃圾的处理及利用,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
中图分类号:C35 文献标识码: A
一、前言
城市生活垃圾随着我国城市化的进展极大在逐渐的增多,而城市生活垃圾的处理是随着我国城市化的发展不得不面临的问题,因此对于城市生活垃圾的处理技术是目前很多人关注的重点,采用水泥窑对城市生活垃圾进行处理的相关问题是本文论述的重点、
二、国内外水泥窑协同处理生活垃圾的现状
1、国外采用水泥窑处理垃圾的现状
发达国家利用水泥窑对垃圾进行处理的起步比较早,自20世纪70年代起,德国、日本、美国、瑞士、等一些发达国家已开始利用水这项技术对垃圾废物进行处理。经过30多年的探索,目前已经积累了非常丰富的经验,逐步建立起贯穿于废物产生、分选、收集、运输、处理等一系列的技术流程、在垃圾处理的过程中,水泥和混凝土质量安全等级也建立起了一系列的制度,是一种基于全生命周期考虑的系统。发达国家目前在采用水泥窑处置废弃物的技术处于世界的顶尖行列,法规和标准体系比较完备,水泥厂处理不同的垃圾也有不同的规定,根据不同的用途(替代燃料、替代原料、混合材料)以及废物中各种重金属的含量也采用不同的技术进行处理,并制定了焚烧危险废物的水泥窑大气污染物排放标准。
以垃圾代替可燃物的燃料为例,水泥窑协同处置废弃物代替燃料发电或者作为其他用途这项技术已经成熟,成为发达国家水泥行业节能减排的重要手段之一。随着这项技术的发展,使用替代燃料在这项技术的运用已经越来越广泛,主要包括废塑料、废轮胎、生物质燃料、生活垃圾等。根据统计,目前发达国家已经有2/3的水泥厂采用水泥窑燃烧替代燃料的燃烧,这项技术欧洲始终站在世界的巅峰,欧洲水泥厂的替代燃料比例达到18%,比上个世纪90年代整个提高了90%。其中,荷兰是世界上水泥行业使用燃料替代率最高的国家。荷兰也成为了水泥窑处理垃圾的代表。
2、我国水泥窑协同处置废弃物现状
我国已经基本上掌握了水泥窑无害化协同处理生活垃圾等有害废弃物的关键技术,并逐步形成了完整的具有自主知识产权的技术体系,而一批国产自主研发的设备也在逐步的启动。北京水泥厂、海螺水泥、越堡水泥、华新水泥等企业在研发这项技术对生活垃圾的处理上已经取得了不错的成果。除从事水泥窑协同处置废弃物的工业实践外,天津水泥、青海水泥等一些企业企业也先后获得了危险废物的经营许可,目前也在进行有害废弃物采用水泥窑的基础研究,部分工程已形成一定的处置规模。除此之外,更多的水泥企业也逐渐尝试进入这个行业。
但是和发达国家相比,由于我国缺乏相应的政策以及在技术上依然和发达国家有一定的距离,各类标准、技术、监督等方面的政策仍然没有建立,主要表现为以下方面:
首先,水泥窑的利废水平处于粗放型的初级阶段,过多偏重于多掺混合材。将矿渣、粉煤灰等掺入熟料中一并粉磨是较为简便粗放的利废方式,2010年我国吨水泥的混合材用量为366千克,远高于德国、日本和美国的掺入水平。为鼓励水泥企业利废,我国规定利废率超过30%可获得奖励的政策无形中把水泥混合材掺入量提高到了30%左右,造成了超标烂掺混合材的现象。
其次,替代燃料水分高,热值低。当前我国消纳的城市垃圾和下水污泥的平均水分高达30%左右,扣除其中水分蒸发所需的热耗,用作替代燃料的热值为5000-7000kJ/kg,吨固废用量为0.09千克,按热量计的替代率仅为0.04%,远远低于德国、日本和美国的替代水平。
三、水泥窑协同处置城市生活垃圾的工艺设备
垃圾储存必须在完全封闭以及在负压的状态下进行,这样能够防止周边的环境受到破坏以及减少对环境异味的释放,所抽取的空气入水泥窑进行高温焚烧。对于废弃处理系统而言,应采用高效布袋除尘器。输送系统也有相应的要求,输送系统采用密闭的箱式拉链机或者采用带式输送机。破而破碎系统虽然近些年来国产设备已经取得了一定的进步,但是为了在燃烧的过程中有较好的效果,建议选择美国或者是德国所使用的斯瑞德,属于剪切式破碎机的一种,能够将袋装的垃圾瞬间的破破开,也不会出现缠绕的现象。
焚烧炉是整个水泥窑垃圾处理技术的重点,也是关键的设备,目前国内主要有以下四种:机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、热盘炉。
1、机械炉排焚烧炉
炉排主要分为三个区域,干燥区、燃烧区、燃烬区,炉排通过交错运动为主要的工作方式,垃圾依次通过这三个区域,直至燃烬从焚烧炉排出。炉排的下部是空气的进入位置,高温烟气在产生热量的同时,也能够瞬间达到冷却的效果,烟气最终由废气处理系统在处理后进行排放。这类焚烧炉虽然效果好,但是结构较为复杂,另外维护的费用较高,造价成本也较高。
2、流化床焚烧炉
此焚烧炉也称作气化热解炉,主要在焚烧炉内是由分布板组成,在炉内加入了大量的石英砂,这些石英砂在工作的时候,温度能够达到600℃以上,一方面从焚烧炉下部进燃烧空气,石英砂能够达到沸腾的状态,随后将垃圾放入焚烧炉中。垃圾很快就燃烧沸腾起来,燃烧后的垃圾会产生非常大的密度,落到炉底,而没有燃烧的垃圾密度较小,继续燃烧沸腾。设备使用时间越长,内部石英砂会产生较严重的磨损,因此设备维护和运行的费用较高,并且这种焚烧炉在操过程中需要有较高的技术要求。
3、回转式焚烧炉
炉体水平放置并倾斜3%~5%,焚烧炉通过回转在不停的进行转动,炉体内的垃圾由加热、烘干一直到垃圾会逐步的燃烧,并在燃烧的过程中焚烧炉会出现一定的移动,会向着转动的方向进行移动,直至最终燃烬排出炉体。由于炉体无运动机械,因此在运行的过程中费用也相对而言较低,并且运行可靠,对不同生活垃圾的适应性也较强,但是由于燃烧不充分,因此在实际使用的过程中,会出现非常多的问题。
4、热盘炉
热盘炉是由丹麦史密斯公司研发并推向市场的。垃圾经过计量后将送入到焚烧炉的内部,在炉盘上与上方吹来的热空气和垃圾进行接触,生成的灰渣随炉盘的转动由炉盘尾部不断卸出,灰渣细粉随着空气释放出来,而粗颗粒则直接入水泥回转窑中。由于炉盘转速可调,这样能够保证垃圾在焚烧炉内有充分的时间进行燃烧。热盘炉的运行过程中维护的费用也较低,同时对垃圾的适应性也好,因此很多中国垃圾处理企业都采用的是这种焚烧炉。
四、利用水泥窑处置垃圾的原则和基本原理
1、水泥窑处理垃圾的基本原理
在利用水泥窑炉处置城市生活垃圾的过程中,应该根据来及的形态以及来及的类别分别处理,已确保不影响水泥生产系统能够正常的工作,垃圾能够彻底的得到消解,而且在处理的过程中不会产生新的污染,实现资源的合理利用以及环保的要求。在水泥工业处置生活垃圾方面,必须注意以下几个方面的原则: 政府应该合理的对水泥窑处理垃圾进行合理的监管,水泥企业提供合适的政策职称条件。而在处理垃圾的过程中不应该影响到水泥的正常生产,也不影响水泥孰料产品质量。在处理垃圾的过程中不能产生新的污染(如:重金属、二嗯英、臭气、其他有害的物质等),水泥后续工程施工的过程中、再生以及废弃处置过程不会涉及到重金属污染,不会给人类的健康带来负面的影响。水泥企业应该根据自身的情况进行针对性的生产,确定合理的垃圾接纳量和接纳半径,并在处理过程中获得一定的经济利益。处理过程需要有详细的记录,不易被水泥生产过程固化的污染物需限制其浓度。
2、水泥窑工作基本原理
立窑又称竖窑,用于煅烧水泥熟料以及煅烧高铝熟料,黏土,石灰石,白云石,镁石等。其大小以容积来划分,常用立窑的容积为100-300立方米。他是连续操作的高温窑炉,熟料烧成的化学反应,物理过程均在窑内进行。它是小水泥厂的关键设备,合理的选用窑衬材料的品种和质量,可以延长起使用寿命,提高运转率,增加经济效益。
3、垃圾焚烧工艺流程
运输进厂的生活垃圾进入储存库,经过粉碎以后随后进行气化处理,气体进入水泥窑后进行煅烧,产生的可燃气体可以作为水泥生产过程中燃料的提供,因此可以替代一部分的燃料。不可燃的固体则进入水泥原料堆场,作为水泥生产的原料。装置的关键不是把垃圾放到水泥窑炉里烧,而是专门建个炉子,不需要任何燃料,然垃圾能够在约600摄氏度的温度中燃烧,气化和翻滚。气化之后,把热解气体打到窑炉里去,气体有热量,可减少水泥窑的能耗,利用水泥窑内的高温,随后将垃圾进行处理。气化分解产生的二氧化硫、二f英等有毒气体进入水泥生产线原有的碳酸钙高温分解炉内,在850摄氏度至900摄氏度的空气中停留时间达5秒,在此期间,二f英的苯环断裂,剩下的氯离子就被高浓度、高细度的碱性物料石灰石粉充分吸收,实现了酸碱中和。
五、水泥窑处理生活垃圾技术控制内容
现在国内比较成熟的垃圾处理技术,一是焚烧炉与水泥窑联合焚烧系统,如铜陵海螺生活垃圾处理示范线;二是垃圾破碎后直接入窑尾烟室焚烧,如秭归华新水泥三峡漂浮物处理;但是两项技术也不是完全成熟的,其中主要是氯过高、重金属离子迁移问题及垃圾堆存转运过程中的气味、处理量偏小等问题。
首先生活垃圾中还有较多氯离子,进入水泥窑后会造成系统不稳定、熟料氯离子超标等。虽有部分公司采用脱氯技术等一系列手段尽可能的降低氯离子含量,但目前技术来说,还没有从根本上解决这个问题。
其次是进入水泥熟料的重金属离子。通过各种渠道进入水泥窑煅烧的重金属,有三个流向:固结在水泥熟料中;与窑灰一起排出;和烟气粉尘等一起排出。其中随着烟气一起排出的重金属离子,还有对环境的潜在威胁。水泥制成品在使用过程中,由于老化、风化等因素影响,重金属会发生迁移现象,虽然经过研究发现,金属离子的浸出率非常低,但这也势必也会对周边环境造成一定影响。
国外发达国家已经建立从重金属产生源头到水泥产品中重金属含量的测量方法,相关的法规及标准也比较完善。国外经验证明,只要控制得当,重金属的浸出、迁移对环境的影响会很小,甚至没有。但是我国还没有针对水泥材料中重金属浸出行为的试验方法及评价标准,垃圾分类也不如国外彻底,所以在水泥制品中重金属离子控制方面,还有很多工作要做。
第三就是垃圾转运及储存过程中的气味问题。尤其夏天气候炎热,垃圾变质较快,转运过程中不可避免的出现恶臭。现在尽量避免垃圾的储存,收取垃圾后马上进入水泥厂进行处理。虽然采用的全封闭车间、系统负压、除臭喷雾等方法来限制,但是气味问题仍然严重。
第四就是垃圾处理量问题。由于水泥窑系统主题是水泥熟料的生产,而且熟料中各种化学成分都是有指标控制的,所以处理过程中生活垃圾掺加量不宜过多,否则会影响熟料性能。而且垃圾掺加量过大,会造成热工系统紊乱,影响生产稳定。
六、水泥窑处理生活垃圾的展望
1、政策上的支持
现在很多水泥企业都在上水泥窑协同处置生活垃圾项目,除了更好的处理城市生活垃圾,减少垃圾处理压力的社会责任外,还有就是为了利润。水泥窑协同处置生活垃圾可以部分免税,还有垃圾处理补助,所以利润还是比较可观的,但是前提是地方政府的支持。
很多地方不是很倾向于建垃圾处理项目,主要是对于水泥窑处理生活垃圾工艺系统并不熟悉,认为会造成二次污染,所以项目在立项和审批上有很大难度。水泥窑协同处置生活垃圾项目的生产成本和折旧成本非常高,包括生产成本、电能消耗、冷却费用、热能损失费用、人工成本、运输、日常检修维护费、折旧、管理费等多项费用。尤其是夏天处理含水量较高的生活垃圾,更使得热耗加大,给企业带来明显成本压力。
目前很多企业还面临着生活垃圾处置资金难以落实的问题。目前很多国内生活垃圾处置费用都是由市政部门提供。国内垃圾处理补助不明确,各地标准也不统一,没有形成完善的补贴扶持机制。因此,全国推广水泥窑炉协同处置生活垃圾亟待政策“开口”。
2、群众认知
水泥窑协同处置生活垃圾技术现仍被很多人所误解,从认识上就比较抵制此类项目,所以很多项目在建设过程中遭到了当地群众的强烈反对而延期或搁浅。其实此类处理技术有很多技术优势,只是不为广大人民群众所了解。
首先水泥窑协同处置生活垃圾基本不用对垃圾做任何分类,不需要复杂的垃圾分类设备,这也符合中国人处理生活垃圾的习惯。很多工艺都是采用破碎后入窑焚烧的方法来处理。垃圾中含有轻飘物质很大多数为可燃物,可以通过在水泥窑中燃烧处理,由于窑中温度高达1400℃,不会产生二f英之类的有毒气体对环境造成二次污染。我国于2001年颁布《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2001),其中明确要求,焚烧炉中烟气出口温度≥850摄氏度环境下,烟气停留时间需≥2秒,在在≥1000摄氏度环境下,烟气停留时间需≥1秒,窑尾烟室温度一般在1000~1100摄氏度之间,分解炉温度在850~900摄氏度之间,停留时间均超过2秒。由此可见,利用水泥窑窑尾烟室或分解炉来处置生活垃圾,完全符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定要求,无需另外增加焚烧炉。
处理过程中不产生其他固体废料及液体废料。除了使用新鲜垃圾外,也可将以前填埋的陈旧垃圾作同样处理。在水泥窑燃烧垃圾时产生的多余热量一是用来烘干湿法处理垃圾过程中的固相沉淀物,二是可以用来余热发电,同样也可利用其它燃烧温度高于1000℃以上锅炉焚烧垃圾的可燃部分,燃烧后所产生的渣子可直接作为水泥混合材料使用。
由以上可以看出,水泥窑协同处置生活垃圾技术现在已经日趋成熟,应多增加此类技术的宣传,使群众认知到水泥窑协同处置生活垃圾不会给生活带来再次污染,认识到处理生活垃圾的重大意义,我想群众在完全了解的情况下,没有理由反对建此类项目。
七、结束语
综上所述,目前我国通过水泥窑这项技术对生活垃圾的处理已经得到了阶段性的成果,但是目前我国在技术的运用上依然和国外有非常大的差距,因此政策的支持,以及群众的理解和技术的研发室目前城市生活垃圾处理面临的巨大问题,未来还有更大的挑战。
参考文献
[1] 陈必鸣, 卢欢亮, 陈伟锋. 利用水泥窑处置城市生活垃圾的技术研究[J]. 环境卫生工程, 2011, (1):41-42.
[2] 蔡玉良, 杨学权, 辛美静等. 利用水泥窑协同处置城市生活垃圾技术[C]. //中国水泥协会环保和资源综合利用专业委员会成立大会. 2011.
[3] 李波, 蔡玉良, 杨学权等. 水泥窑处置城市生活垃圾后续产品中重金属的浸出迁移性研究[J]. 中国水泥, 2010, (3):45-48.
随着北京市城市规模的个断扩大,城市人口的日益增长,城市生活垃圾的排放量逐渐增大,其物理组成和化学营养特性随着经济发展和人民生活水平的提高发生着较大变化。传统地以垃圾填埋方式和简单堆放后再采用土地还原法处理垃圾的出路因土地的减少、运输费用的增长、环境污染和其他二次污染等问题日益严重而受到限制。据资料表明,北京近几年垃圾排放量呈明显的增长的趋势,但对于北京市垃圾排放总量、各区县分布状况。垃圾组成及其与各功能区的关系还不甚了解。因此,有必要对北京市城市生活垃圾处理与利用现状进行一次详细的调查,弄清北京市垃圾组成、性质、分布和时空的关系;为了解目前北京市垃圾排放量,处理方式,去向和环境容纳量。正确评价目前北京市垃圾处理与利用现状和存在的问题,指导北京市垃圾处理与利用提供科学依据。并在此基础上对北京市城市垃圾处理与利用提供科学依据。对北京市城市垃圾处理和利用技术政策与法律法规提出建议。
一、北京市城市生活垃圾的现状分析
1.垃圾产量
(1)垃圾总产量进入90年代,随着城市经济发展和居民生活水平的提高,北京市垃圾产量呈逐年增加的趋势[1,2],并且明显具有阶段性,在80年代中到90年代初(1986-1991),北京市垃圾产量增长比率较高,平均为7.85%,90年代中后期(1992-1997),北京市垃圾产量增长比率明显下降,平均为2.52%。两个阶段平均值为5.15%。
一般说来,城市垃圾产量的直接影响因素是城市人口和人均垃圾日产量,因此城市垃圾产量公式表示:G= Gi × M 式中:G--城市垃圾日产量(t·d-1) Gi--城市垃圾人均日产量(kg·人-1.D-1) M--城市人口数 1996年北京市人口达 1259万人(含暂住人口)[1];人均垃圾日产量与经济水平有关,根据资料[4],人均垃圾日产量与国民收入和人均工资收入2项指标有较好的线性关系,国民收入每增加 100元,人均年垃圾产量增加 408kg;人均年工资收入增加 100元,人均年垃圾产量增加 15.1kg。由此可见,人均收入增加对垃圾产量增加的影响比国民经济收入增加对垃圾产量的影响要大得多。我们不容易确定众多因素中哪一个对垃圾产量的增加贡献最大,但是垃圾产量的增长与经济发展的关系是非常密切的。
(2)垃圾的区县分布从1997年北京市牛活垃圾产量的分布情况可见,北京市18区县可划分3类区域,即城区、近郊区和远郊区县。城区垃圾清运量为183.8万t,近郊区为245.0万t,远郊区为58.83万1。居民人口聚集的近郊区是北京市垃圾的主要产区,其垃圾产量占当年垃圾总产量的50%,其次 37.7%,面积最大的远郊区仅占 12.1%。这与各区域人口数量和比例有明显的关系。
从北京市垃圾产量的变化可得出以下结论:北京市近郊区发展较快,已出现大量新兴的商业区,居民小区和文教行业(区),此外说明该区人口数量增长速度也较大,因此经济实力较强,发展速度快,垃圾产量也相应的高,例如海淀区和朝阳区垃圾产量占北京市18区县垃圾总产量的37%,占近郊区垃圾总产量的72. 7%。
2.垃圾成分
城市生活垃圾组成主要决定于城市的燃料结构。人民的生活水平和生活习惯以及城市发展水平。城市的不同功能区生活垃圾成分也存在着差异。 比较1991和1997年北京市各功能区垃圾物理成分湿基百分含量。平房区垃圾组成中灰土下降幅度较大,其次是食品类,而纸类和塑料类有明显增加。双气楼房则由于近年来居民小区面积不断扩大,内部装修和其他原因,灰土略有增加,增加最显著的是塑料和纸类,食品类有大幅度下降的趋势,而商业区灰土类下降,食品类、纸类和塑料类确有大幅度增加。高级住宅和医院各项指标变化较小。
垃圾中有机物质的含量是衡量垃圾质量的重要指标,它很大程度上决定了垃圾的处理方法,垃圾中有机物含量越高,则选择利用堆肥、焚烧等处理方法进行处理的可能性越大。在垃圾填埋厂设计和运行过程中,垃圾有机质的含量也是重要的参考指标。
统计1991年到1997年北京市各城市功能区垃圾湿基百分含量的数据(1997年数据见表3,其余各年功能达分类及垃圾成分相同,1993年数据缺),各城市功能区垃圾有机质(指食品、纸类、草木。织物等易堆腐成分)含量的变化。
北京市各功能区垃圾中有机质类含量在90年代呈下降趋势。双气楼区下降幅度最大,商业区和高级住宅区变化较小,而平房区经历了增加尔后下降的变换过程。由表5看出,双气楼区有机组分下降主要是食品类,说明居民由于生活水平提高,家用电器尤其冰箱普及,食品加工生产以及销售的发展,大大减少了食品的浪费和食品垃圾的产生量,而另外虽然纸张和塑料的增加,但不能抵消食品对有机物类明显下降的影响。而平房区在1995年以前,有机物增加主要由于食品废物增加引起,1995年以后到现在,受双气楼区同样原因的影响,使有机物总量减少幅度较大。
综合以上分析可以认为在北京市气化率逐渐增大过程中,灰土量迅速减少,有机质含量迅速增加。而当气化率达到较高水平后,生活垃圾中有机质的含量不忠随之增长。这主要是因为在气化率较低时,垃圾中灰土比例较大,造成有机质含量较低OH气化率达到较高水平以后,在双气楼区、高级住宅、医院和商业区基本无灰土产生,垃圾中有机质的含量更多地受居民的生活水平和膳食结构以及垃圾中其它组分的含量的共同影响。城市居民对含玻璃和金属产品的消费量升高,造成垃圾中玻璃和金属含量升高,这也是北京市垃圾有机质含量在增长到一定程度后有所下降的原因之一。
人们生活消费习惯的改变造成塑料含量迅速增加,其增长速度超过金属和玻璃,因此治理白色污染刻不容缓。 各功能区之间比较,6年内有机垃圾百分含量出最高到最低依次为:双气区、商业区、医院、企事业区、高级住宅区、平房区。
有机质含量呈下降的同时,垃圾中塑料、玻璃以及金属等成分增加,其中以塑料增K最快。
二、结论
1.北京市1997年垃圾总产量为487万t,主要分布在海淀、朝阳等近郊区,占垃圾总产量的50%。其次是城区,占37.7%,远郊区占12.1%。90年代北京市垃圾产量年平均增长率为3.5%,且增长率有逐年下降的趋势。
2.90年代北京市垃圾组成呈现如下变化:垃圾中灰土含量和食品含量呈下降趋势,塑料、纸类呈增加趋势。食品含量下降较明显的是双气楼区,从1991年的80%下降到至1996年的56%,1997年略有回升,纸类在双气楼区和商业区增加较快,塑料含量在除平房区外各功能区都有较大的增大幅度。
转贴于 参考文献
1.北京统计年鉴北京市统计局1997.9
2.北京年鉴,北京年鉴社,1996.9
3.北京市环境卫生管理局统计数据1998. 4
4.城市生活垃圾收运与处理重庆:重庆大学出版社,1991
5.北京环境总体规划研究(第3卷)北京市环境保护局1992-1996
6.苏昭辉北京顺义县垃圾处理厂可行性研究报告北京市环境卫生设计科学研究所,1993. 11
1、城市垃圾产生量
根据中国环境科学研究院的统计分析,大中城市人均生活垃圾产生量为0.8~1.1kg/(人·d)。目前,全球每年产生的垃圾量在激增,达到5亿吨,中国约1.5亿t,这就需要更多的土地堆放垃圾,需要更多的资金来处理垃圾。
2、城市垃圾主要成分
城市生活垃圾中有机成份占总量的60%,无机物约占40%,其中,废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20%。
3、城市垃圾危害
城市垃圾对人类生活和环境的主要危害是:第一、破坏农田。越来越多的城市的垃圾,不但侵占了城郊的大量农田,也影响了农田质量。第二、污染空气。在运输和露天堆放过程中,有机物分解产生恶臭,并向大气释放出大量的氨、硫化物、甲烷等污染物,其中含有机挥发气体达100多种,这些释放物中含有许多对人体有毒、有害的物质,污染了空气;第三、污染水体。垃圾中的有害成份易经雨水冲入地面水体,在垃圾堆放或填坑过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物,同时将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾直接弃入河流、湖泊或海洋,则会引起更严重的污染;第四、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物,而且能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所,也是传染疾病的根源。第五、影响城市形象。城市垃圾到处堆放,不但给空气、水源带来污染,而且还直接影响了城市的美观,影响了城市的形象。
二、城市垃圾处理现状
目前城市垃圾处理主要采取卫生填埋、焚烧、堆肥、发电等方式,但卫生填埋占地大、投资量大,很多没有做防渗处理,其渗出液对地下水污染很大;焚烧虽然占地小,但会产生二恶英有毒气体污染空气,而且玻璃、金属不能燃烧;堆肥则由于混杂有害、有毒物质,作为肥料会带来食品污染,目前也很少用;垃圾发电,虽然是比较理想的,但由于投资大,技术及设备要求高,目前全国推广的仅有几个。总之,对城市垃圾目前的几种处理方法比较,虽然各有一定的优缺点,但总体上说目前没有很理想的办法。
三、利用户用沼气技术处理城市垃圾优点及关键技术
1、沼气发酵原理
沼气发酵又称厌氧消化,是指各种有机物在厌氧条件下,被各类沼气微生物分解转化,最终生成沼气的过程。沼气发酵的原料包括所有光合作用的产物以及其他有机废物,这些原料中的碳水化合物、氨基酸和长链脂肪等,在一定的条件下经过一系列沼气微生物的共同作用下分解、合成转化为以甲烷(CH4)为主的可燃混合气体以及富含活性微生物和营养物质的分解产物(沼液)。
2、利用户用沼气处理城市垃圾的优点
我们在农村户用沼气建设的实践中,掌握了户用沼气对处理畜禽粪便的技术和作用,各地已非常普及,其成熟的技术和效果已被大家所认可。但利用户用沼气技术在处理城市垃圾方面应用的还很少。城市家庭中生活垃圾主要来源于日常生活产生的瓜果蔬菜的不可食部分(如果皮、菜皮等)及剩菜、剩饭,约占家庭垃圾总量的60%以上,为此我们开展了以户用沼气技术处理这类家庭生活垃圾的相关试验和一些技术改进,并取得了很好的处理和应用效果,这对减少城市垃圾的排放量,特别是对处理城市垃圾中容易变质发臭的有机废弃物,使城市的垃圾更容易处理,既可减少城市垃圾处理费用,同时又可产生沼气和沼肥,沼气供居民生活用能,沼肥经过厌氧发酵后变成一种腐熟、无害的优质有机肥,使城市垃圾变废为宝,是一种处理城市垃圾“减量化、无害化、资源化”的很好办法,成本低廉、技术成熟、容易推广、综合效益很好。
3、技术要点
(1)垃圾分类
利用沼气技术只能处理城市垃圾中的有机物成分,所以要求城市垃圾首先必须进行分类。在城市垃圾中,按分类可分为可降解的有机废弃物和不可降解的其他废弃物。可降解的有机废弃物包括剩菜、剩饭、果皮、烂水果、烂蔬菜,少数家庭里的庭院杂草等,这些都是光合作用的产物,也都是有机物。在进行垃圾发酵前须把这些有机物分开。
(2)沼气池改进
与处理畜禽粪便沼气池不同的是在户用沼气池(户用沼气池池容8m3)的基础上,在沼气池的边上增加一个体积约为1.5m3左右的预处理池(或称酸化池),预处理池底部比沼气池的进料口高些即可,在预处理池底部留一个出口,出口直径约7~8cm,并用PVC管道联结到沼气池的进料口,在离进料口的20cm处设置一个开关,以便控制浸出液的进料。预处理池顶部要有盖板,盖板下面用塑料薄膜把预处理池上口密封住。预处理池可以是圆形也可以是方形,用砖砌好,内外用水泥抹面,以防渗漏。
(3)试验地点及操作要点
试验地点设在明溪县城关汤柏清家里,建池时间2004年6月,开始启动使用时间2004年7月。第一次投料时,投入约1200斤的新鲜牛粪,之后就没有再另外加畜禽粪便或人粪尿。每天把已分离好的容易腐烂的有机物垃圾如剩菜、剩饭、果皮、烂水果、烂蔬菜,直接从沼气池进料口倒入沼气池,比较难腐烂的如花生壳、坚果核、贝壳等放入预处理池,加入一些水,并把开关关闭。预处理池内的有机物垃圾经过一段时间的预处理,在微生物的作用下会变质腐烂,产生一定量的浸出液,浸出液视沼气池的需要决定是否打开开关通过沼气池进料口流入沼气池。浸出液在沼气池内部进一步进行发酵产生沼气,沼气通过管道供家庭使用,沼肥供作物施肥。预处理池内的有机垃圾通过堆沤,大部分可以转变成腐烂物质并随着浸出液流入沼气池产生沼气,少数渣可定期打涝并作有机肥使用。
在将近9年的使用中从来没有出现异常现象,也没有出现过沼渣沉淀严重事项,在平时的使用中只是不定期用抽渣器从沼气池中抽一些渣;预处理池内也从未清理过。
四、成效
1、使用效果
自2004年建池使用以来,经过将近九年来的使用至今还在正常使用,原来一家三口每月用液化气1罐左右,一年用12罐,自使用沼气后一年平均用5罐,节约7罐,节约用气接近60%,年节约燃料费约800元。
2、垃圾处理效果
通过生活垃圾的沼气处理,家庭中的生活垃圾特别是可降解的生活有机物垃圾基本得到利用,大大地减少了生活垃圾的排放,是一项很好的处理方法。
五、结论
1、本试验虽然只是一个单独的试验,但由于户用沼气技术是一个成熟的技术,垃圾分类也是一个简单的过程,而且本试验经过这么多年的使用到现在还是正常的,说明此试验完全是成功的,也是值得推广的。
2、此技术的应用对城市垃圾的减量化排放、资源化利用有很好的借鉴作用,对探索城乡垃圾处理办法具有积极的意义。