生活垃圾的处理与措施

生活垃圾的处理与措施

摘要:随着经济的迅速发展、人口的不断增长和人民生活水平的日益提高，垃圾

的产生量也急剧增加，目前我国城市生活垃圾年产生量在1.5亿t左右，每年还在以10%的速度增长。这无疑给环境造成了很大的负担，影响了可持续发展的基础，制约了国民经济的进一步发展。如何遵循无害化、资源化和减量化的原则和目标对这些垃圾进行处理，从根本上解决其对环境的危害，成为目前人们十分关注的问题。

关键词：填埋，堆肥，焚烧，二噁英，飞灰

城市生活垃圾是指城市居民日常生活中或城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物.其主要成份包括废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃片、砖瓦渣土、粪便、废家具电器及庭院废物等.目前，我国城市生活垃圾的处理技术主要以填埋、堆肥和焚烧为主.其中，填埋约占全部处置总量的70%以上，堆肥约占20%以上，焚烧量甚微.

1有价值组分的回收利用

生活垃圾组成复杂，其中可利用的成分很多，特别是随着地球资源有限这一意识逐渐深入人心，综合利用已是大势所趋。综合利用不但能实现废物减量化、环境的保护和对有限的资源和能源的节约，而且能大大降低处理成本。综合利用的方法一般是根据其化学成分、排出的工艺特征、处理工艺的复杂程度和能力、综合利用的价值、投资、效果和工业布置等因素来制定的。

2 填埋

填埋处理是城市生活废弃物最基本的处理方法，它是将残渣埋入地下，通过长期的微生物分解作用，使之分解为无害的化合物。它分为简易填埋、卫生填埋、压缩填埋、破碎填埋4种。填埋必需满足以下要求:填埋的残渣应为惰性物质，或者能经过微生物分解而变成无害化的固体物质。填埋场地远离水源，不得穿入地下水层，填坑底上要充分夯实，不得透水;填埋时，须将废物分层平铺，分层夯实，当天用土掩盖;填埋后，要在场地树立标记，以便日后检查，将来可将填埋场地改造成公园、绿地或农田。

在填埋的几种方式中，简易填埋是简单埋入填埋场中。卫生填埋是使掩埋的固体废弃物对地下水、地表水、土地、大气及周围环境不造成污染。其工艺是一层土一层垃圾以“夹板”式结构交错填埋，总深度为0. 6—— 4. 5m，灾，不易孽生虫蛆，不产生恶臭，渗沥水对水质污染轻，废弃物场址多选用坑地，坑底经加工成不透水层以防地下水遭受污染，并设导气管以便导出有害气体。压缩填埋工艺是将废弃物压缩之后再填埋，其优点是可以防止火运输费用低。破碎填埋是将废弃物破碎到小于8 cm再填埋。其优点是不会发生由厌氧细菌分解产生的沼气等引起的持续性燃烧，即使起火，碎片可自动下塌，将火压灭。

垃圾填埋容易产场垃圾渗滤液，其产生有以下五个方面:

(1)降水的渗入。降水包括降雨和降雪，降雨的淋溶作用是渗滤液产生的主要来源。

(2)外部地表水的流入。包括地表径流和地表灌溉。

(3)地下水的渗入。当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内。

(4)垃圾本身含有的水分。这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量，当垃圾含水为47%时，每吨垃圾可产生0.0722 t渗滤液[1l

(5)垃圾填埋后，微生物的厌氧分解产生的水。垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。

垃圾渗滤液的处理方法有多种，将现有的水处理工艺有机组合，有效的减少其对环境的影响。

3堆肥法

堆肥法是使垃圾中的有机质，在微生物作用下进行生物化学反应，最后形成一种类似于腐植质的物质，可以作为肥料或土壤改良剂。堆肥法是一种古老的城市生活废弃物处理技术，在城市生活废弃物的处理中所占比例很小，它主要用于有机固体废物的处理。堆肥处理工艺可分为土法堆肥(既长形料堆)和机械堆肥(即反应器或槽)。长形料堆占地面积大，且易散发恶臭，但可通过人工通风或经常翻转使堆肥物料充分混合，防此恶臭产生。机械堆肥采用与分选、粉碎、精制工艺相结合，在产品质量和环境要求上都优于土法堆肥。堆肥处理方式有好氧和厌氧两种，以好氧居多。

堆肥法是城市垃圾处理成本最为低廉和垃圾资源化处理的技术措施之一，它在消纳城市垃圾的同时还能产生出很好的土壤改良剂，起到腐植源和向植物提供各种基本微量元素的作用，并减少化肥使用量。堆肥主要用于公园、运动场的建设和公路的养护。

4焚烧

4.1焚烧的影响

焚烧是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在800C ——1200C的高温下氧化、热解而被破坏[2].垃圾焚烧产生的高温燃料气可作为热能回收利用，性质稳定的残渣可直接填埋处理。经过焚烧处理后，垃圾中的细菌、病毒能被

彻底消灭，各种恶臭气体得到高温分解，烟气中的有害气体经过处理达标后排放，而且固体废物经过焚烧，一般体积会减少80 %——90%。可见，焚烧处理是实现垃圾无害化、减量化和资源化的最有效途径之一[3]。

城市垃圾成分复杂，在其焚烧处理过程中会产生多种污染物。比如城市垃圾中纸张(含碳化物)、塑料(含氯化物)、纺织品、木制品、食物残渣等经过铜、钴等金属离子的催化作用，在温度不高于800℃时，易于产生二噁英等强致癌物。

二噁英随烟雾扩散到大气中，通过呼吸进入人体的是极小部分，更多的则是通过食品被人体吸收。以角类为例，二噁英粒子随雨水落到江河湖海，被水中的浮游生物吞食，然后在食物链过程中慢慢积淀浓缩，聚到最后，大鱼体内的二噁英浓度将达到水中的3000多倍，而处于食物链顶峰上的人类体内则会吸收到更多的二噁英。

二噁英(dioxin)，属于氯代二环芳烃类化合物，是由200多种异构体、同系物等组成的混合体。其毒性以半致死量(LD50)表示，为人类己知的毒性最强，非常

稳定又难以分解的一级致癌物质。它还具有生殖毒性、免疫毒性及内分泌毒性。其毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有世纪之毒之称。

除了剧毒之外，二噁英最可怕的地方在于它溶于脂肪，难以降解，半衰期时间长，属于持久性污染物，一旦进入人体，7到10年都很难排出，而且累积到一定程度，就会致人于死地。即使不致死，也会严重威胁后代的健康。

在固体废物焚烧工艺中，控制二噁英的形成源，切断二噁英的形成途径以及采取有效的二噁英净化技术是最为关键的问题。当固体废物燃烧时，如果没有达到分解破坏二噁英分子的温度，停留时间等条件，这些二噁英就会随烟尘排放。破坏反映可能会直接裂解或涉及催化脱氯和氧化，二噁英可通过活性炭的吸附作用被去除。

根据二噁英在固体废物焚烧过程中形成的机理，在固体废物焚烧时可通过对焚烧前对原声固体废物进行预分拣;焚烧中投加有效的抑制剂；焚烧后对烟气急速冷却等措施有效的减少二噁英的形成。

4.2垃圾焚烧技术类型及特点

4.2.1层燃炉技术

这种焚烧方式不需对入炉垃圾作严格的预处理，活动炉排的机械运动能实现对垃圾的搅动与混合，可防止垃圾进炉后遇到强热产生表而固化，进而影响垃圾内部传热和气体流动，以致延长垃圾的燃烧时间，导致不完全燃烧。垃圾的干燥、着火、燃烧及燃烬等一系列过程都在炉排上进行，故处理效率高;垃圾层均匀，燃烧较稳定、完全，飞灰量少。

4.2.2回转炉技术

回转窑焚烧炉[4]通常包括废弃物接纳贮存、进料、炉体、废热回收和二次污染控制等部分。窑身为一微倾斜布置、低速回转的圆筒，垃圾从高端送入，在筒内翻转燃烧，直至燃烬从下端排出。有水冷壁式和耐火砖衬式两种。其中，前者有水冷壁沿回转筒周向排列，以吸收焚烧后放出的热量，降低筒体温度。筒体下部设置风室，空气由水冷管进入，穿过底部料层，混合较均匀。耐火砖衬式的筒内壁用耐火砖衬里，蓄热量大，燃烧温度高，但其空气由筒体一端送入，致使筒中心空气过剩，而筒底部得不到应有的空气，同时因其筒体重、惯量大、转速低，因而垃圾的翻动和搅拌不充分，燃烧速度和效果不如水冷式

4.2.3流化床技术

流化床焚烧炉物料处于悬浮状态，空气与垃圾充分接触，烟气流速高，燃烧效果好，分级燃烧有效降低氮氧化物的排放、低成本脱硫、灰渣易于综合利用、负荷调节范围大、燃烧稳定。但是，流化床一般难以焚烧大块垃圾，因此对垃圾的前分选和破碎工序要求严格，由此限制了其在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。另外，由于垃圾和砂粒在炉内呈流化状态，加上补充燃煤，所以烟气中的粉尘含量较大，除尘器负担加重，飞灰量增多，处理费用增加。近年来，由于煤价的上涨，飞灰量大、需要预处理等原因，使得流化床垃圾焚烧炉在我国的应用和发展受到一定的制约。

4.3垃圾焚烧飞灰无害化处理技术

4.3.1填埋法

填埋法是目前常用的危险固体废弃物处理方法，是垃圾焚烧飞灰处理应用最多的技术。经过简单处理后，垃圾焚烧飞灰送入安全填埋场被包容和隔离起来，

使其对健康、环境的危害降到最低程度[5]。在中国，垃圾焚烧飞灰处理主要采

用填埋法。

但是，填埋法只是一种暂时的延缓性措施，垃圾焚烧飞灰中的重金属和二噁英等污染物不能被彻底消除。另外，填埋厂在选址和保持长期稳定性方面有较高的要求，需要很高的建设投资和运行维护费用。因此，从长远来看，填埋法会逐渐被其他技术所取代。

4.3.2固化/稳定化法

危险废物固化/稳定化技术是国际上处理垃圾焚烧飞灰等危险废弃物的一种

有效方法。它主要是指采用某种物理——化学方法，使危险废物中的污染组分固定或包容在惰性材料中的无害化处理过程。经过固化处理后的危险废弃物在后续运输及处理过程会更加安全。目前应用最多的是水泥固化法、药剂稳定化法和熔融固化法。

4.3.2.1水泥固化法

水泥固化法是一种将飞灰的单纯处理转到资源化处理利用方面上的处理技术。它主要是指水泥与垃圾焚烧飞灰混合，经水化反应后形成稳固的水泥固化体。飞灰中的重金属等被固化包容，渗透性大大降低，从而实现飞灰的无害化处理。

尽管水泥固化处理飞灰具有工艺设备成熟、操作简单、处理成本低、材料来源广等优点，但是仍存在一些问题:1)处理后增容比很大，增加了后续处理难度;2)福、五价铬、铝和锌等金属很难被稳定;3)二噁英类有机污染物并未被有效处理;4)水泥生产过程排放的大量C02气体会加速温室效应。此外，目前对水泥固化体在不同化学环境中的长期稳定性认识尚不全面，因此还需做进一步研究。

4.3.2.2药剂固化法

药剂固化法是指利用化学药剂将重金属离子转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的高分子络合物或惰性矿物质的过程。目前，发展较快的化学药剂主要有鳌合型有机重金属稳定化剂。实验已证明鳌合型有机重金属稳定化剂对垃圾焚烧飞灰内的多种重金属处理效果很好，不受微生物活动的影响，且具有很稳定的抗酸、碱性冲击能力。另外，一种新型的无机稳定性药剂一磷灰石逐渐进入重金属处理领域，相关研究表明磷灰石在作为稳定化药剂方面具有很好的发展前景，稳定化效果好，处理成本低，工艺相对简单[6]

药剂稳定化法在实现重金属稳定化处理的同时，可以达到少增容或不增容。但处理后产生的高浓度无机盐废水，需要进行二次处理;另外，药剂处理法不能

有效处理二噁英等持久性有机污染物物，稳定化法中采用沉淀技术得到的固化体在酸性和强碱性环境中不稳定，重金属极易浸出，会造成二次污染[7]。由于垃

圾焚烧飞灰内组分的复杂性及差异性，因此很难找到一种普遍适用的化学稳定剂，这也是药剂稳定化法没有实现工业化的主要原因[8].

4.3.2.3熔融固化技术

熔融固化技术具有减容显著(达2/3以上)、无害化彻底等优点，现在已受到广泛关注。客观上来说，它无害化处理焚烧飞灰效果最好，是处理二噁英类物质及重金属最先进的手段之一。经高温(通常1300-15000C)熔融后，重金属被固定

于玻璃体的致密结构中，二噁英等有机污染物在高温条件下裂解为CO, HZ等小

分子物质。炉底的玻璃态熔渣可作路基和混凝土等建筑材料。国内外学者研究证明，在高温熔融炉内保持1000℃以上的高温，垃圾焚烧飞灰中的PCDD/PCDFs

的降解率就能达到99%以上，并且灰渣中的重金属被固定在熔渣网状晶格结构中，毒性浸出特性((TCLP)低于EPA规定标准[9]

3.结束语

我国生活垃圾的特性决定了很难有一种垃圾处理技术能对其进行有效的处理，必须采取多种技术对其进行综合处理才能达到减量化、无害化和资源化。卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件，在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下，采用二种主要方法适当组合，便能取得更大的环境效益。

参考文献

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世纪国际城市污水处理及资源化战略研讨会与展览会，北京:2001.

[2]赵山才，牛东杰，柴晓利.固体废物处理与资源化〔M).北京:化学工业出版社，2006 .

[3]朱能武.固体废物处理与利用〔M).北京:北京大学出版社，2006 .

[4]黄涛.浅议城市生活垃圾焚烧技术[Jl.经济技术协作信息.2008.(21)：154

[5]胡滨海.浅谈垃圾焚烧发电厂飞灰处理技术[J].电站系统工程.2007, 23(2): 65-66

[6]张妍，蒋建国，邓舟等.焚烧飞灰磷灰石药剂稳定化技术研究环境科学[J].2006

27(1): 189-192

[7]张新辉，施惠生.垃圾焚烧飞灰资源化处理的研究状况与存在问题[[J].粉煤灰综合利

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[8]金重阳，崔涤尘.垃圾焚烧炉残渣处理技术探讨[[J].环境保护科学.2003, 29(2):

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[9]Jackson, Trevor. Plasma centrifugal furnace: Applications analysis report[R]. Retech, lnc.1992, EPA/540/AS-91/007