城市生活垃圾再循環(huán)使用問題
更新時間:2011-11-17 10:02
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序:垃圾,顧名思義,就是沒有用的東西,這是大眾化的觀念。如果一類物品用上了“垃圾”的這個詞,就是沒有用了。不過,古人云:“天生我材必有用”,說明這個世界就沒有沒用的東西,“垃圾是放錯位置的資源”,關(guān)鍵是我們?nèi)绾卫昧T了。對于城市生活垃圾而言,如何分類,有效的分類是再循環(huán)使用的基礎(chǔ)。
一. 城市生活垃圾的特性
城市生活垃圾,一直是全人類最頭痛的事情,因為它的特性就是生活中不需要的東西堆在一起,特別是在我們國家,人們將不需要的物品混合丟棄,形成混合型生活垃圾,再利用是不可想象的,它們不像工業(yè)垃圾,成分還比較單純,再利用比較容易實現(xiàn)。
由于缺乏有效的垃圾處理方法,人們一直提倡分類收集,以利于資源化利用。在發(fā)達(dá)國家,人們的整體素質(zhì)比較好,加上政府的有效引導(dǎo),分類收集工作做得比較好。而在欠發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家,由于各種各樣的原因,垃圾的原始分類工作基本沒有,自己認(rèn)為沒用的東西都放在一起了,扔進(jìn)了垃圾桶,成為了垃圾分類和處理困難的根源。在我國,由于再回收利用有很大的市場,造就了一大批拾荒大軍,經(jīng)過他們的精心挑選,垃圾堆里能挑的都挑走了,留下來的就是垃圾中的垃圾了,這部分直接利用無任何價值,這也是讓政府最頭痛,而又不得不每天面對的現(xiàn)實。
由于缺乏有效的垃圾處理方法,人們一直提倡分類收集,以利于資源化利用。在發(fā)達(dá)國家,人們的整體素質(zhì)比較好,加上政府的有效引導(dǎo),分類收集工作做得比較好。而在欠發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家,由于各種各樣的原因,垃圾的原始分類工作基本沒有,自己認(rèn)為沒用的東西都放在一起了,扔進(jìn)了垃圾桶,成為了垃圾分類和處理困難的根源。在我國,由于再回收利用有很大的市場,造就了一大批拾荒大軍,經(jīng)過他們的精心挑選,垃圾堆里能挑的都挑走了,留下來的就是垃圾中的垃圾了,這部分直接利用無任何價值,這也是讓政府最頭痛,而又不得不每天面對的現(xiàn)實。
以華南地區(qū)為例,垃圾的基本成分如下:
廚余 % |
泥沙等無機物 % |
塑料袋類包裝物 % |
高熱值長條物 % |
其他 % |
50-70 |
8-15 |
10-15 |
15-20 |
3-5 |
廚余類大家很熟悉,就是瓜皮、菜葉、剩飯剩菜等;泥沙等無機物是指沙土和沒法回收利于的大小玻璃瓶等;塑料袋類包裝物指大家丟垃圾時的包裝物,這類物品比較骯臟,雖有利用價值,但拾荒大軍撿起來后還要清洗,劃不來,所以還留著;高熱值的長條物,大部分是鞋子、衣服、籮筐等,這些部分撿起來也賣不掉;其他部分就是拾荒大軍沒撿到的,如一些小的飲料瓶、啤酒蓋、短小的電線,說不定還有些廢銅爛鐵的。
二. 目前采用的處理方法
人們一開始處理垃圾都是采用填埋方式,后來有些地方發(fā)現(xiàn)土地值錢或者土地越來越少了(污染問題很多當(dāng)?shù)卣紱]有認(rèn)真考慮),經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地區(qū)就采用焚燒處理,經(jīng)濟不發(fā)達(dá)的地區(qū)就硬撐著采用填埋方式。后來看到焚燒發(fā)電帶來的問題也是多多,而且資源又越來越缺乏時,又想起了資源化利用,如堆肥等綜合處理。但是,不管采用何種方法,問題還是多多,可以說,目前處理生活垃圾所采用的方法,都是沒有辦法的辦法,不得已而為之,在新方法出來之前,大家也只好在普通方法上探索了,也可以說是在矮子里比高低而已。
下面簡述目前采用的幾種方法的特點:
(一)填埋
目前有大約90%的生活垃圾采用的是這種方法,大一點的城市由于土地值錢和管理相對比較完善,大部分采用衛(wèi)生填埋,但少之又少;小一點的城鎮(zhèn),土地價值還體現(xiàn)不出來,況且資金也跟不上,只好采用簡單填埋,這占大部分。
填埋的優(yōu)點就是簡單,看上去省錢,但后遺癥比較多,而且造成的后果還是不可逆的。在填埋時要達(dá)到真正的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),處理費用還是比較高的。所帶來的問題,有以下三方面:
1. 水源污染: 主要是由滲濾液造成的,滲濾液是由廚余部分造成的,如果沒有衛(wèi)生填埋的保護(hù)層,這些滲濾液經(jīng)過土壤進(jìn)入地下水,會造成更多的污染,特別是重金屬和病原體的污染,可以使周邊地區(qū)人群處于亞健康狀態(tài);全國的城鎮(zhèn)都是相連的,特別是南方地區(qū),人口密度更加大,每一個鎮(zhèn)級都有填滿場,可想而知,對一大片人們的身體影響有多大!
2. 易燃廢氣: 垃圾中的廚余堆放在一起,經(jīng)過厭氧發(fā)酵后,產(chǎn)生成分復(fù)雜的廢氣,這些氣體的主要成分是甲烷和二氧化碳,容易造成填埋場存在燃?xì)獗ǖ乳L期安全隱患,如果這些氣體沒有收集使用,進(jìn)入大氣中可造成大氣的污染和產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
3.土壤污染: 一方面,滲濾液污染土壤,特別是重金屬的污染;另一方面,塑料等不可降解的成分使這片土地永遠(yuǎn)無法使用,即使填埋場封場后采用諸如植樹等生物方法還原生態(tài),也沒有辦法降解那些部分。
(二) 焚燒發(fā)電
焚燒發(fā)電是將一種能量轉(zhuǎn)化為另外一種能量,但用到處理城市生活垃圾時,如果是全部生活垃圾都要進(jìn)行焚燒處理,用資源化利用這個詞是比較勉強的,應(yīng)該說是浪費資源的同時回收一部分資源,因為生活垃圾中有50%左右是水,10%左右的無機物,它們是無熱值或者是負(fù)熱值,再先進(jìn)的焚燒爐也需遵循能量守恒定律,無可奈何之。
焚燒發(fā)電的關(guān)鍵難題就是廚余垃圾,如果能將廚余垃圾分離出去,焚燒發(fā)電是可行的。不分離廚余垃圾,又要使焚燒能比較順利進(jìn)行,就必須進(jìn)行生活垃圾的預(yù)處理,目前大約有以下幾種方法:
1.添加燃油,不過由于燃油比較貴,比較少用;
2.添加煤炭或者高熱值的工業(yè)垃圾,目前大部分使用這種方式,使垃圾發(fā)電變?yōu)樾』鹆Πl(fā)電;
3.將原生垃圾堆放一段時間,發(fā)酵后的垃圾水分減少了很多,然后再添加適當(dāng)?shù)拿禾浚@樣能節(jié)省費用,不過大型化就比較困難了;
4. 有人說,垃圾填埋幾十年后再來焚燒發(fā)電,說是新工藝,還有諸多優(yōu)點,或許是吧。但哪里有那么多的土地給你填埋幾十年由于土地非常昂貴,如果要將垃圾運送到很遠(yuǎn)的地方去填埋,涉及到運輸費用和土地資源的問題,焚燒發(fā)電對發(fā)達(dá)的大城市來說,也是一個不錯的選擇。但在我們國家,目前焚燒發(fā)電也存在諸多問題:
1. 采用BOT方式建設(shè)的焚燒發(fā)電廠,大部分采用處理量來結(jié)算垃圾處理費,建設(shè)方為了得到更多的處理費,往往垃圾還沒有燒完就推出來去填埋了。所以在建設(shè)焚燒發(fā)電廠時,填埋場的建設(shè)往往同步甚至超前的,政府成為冤大頭。
1. 采用BOT方式建設(shè)的焚燒發(fā)電廠,大部分采用處理量來結(jié)算垃圾處理費,建設(shè)方為了得到更多的處理費,往往垃圾還沒有燒完就推出來去填埋了。所以在建設(shè)焚燒發(fā)電廠時,填埋場的建設(shè)往往同步甚至超前的,政府成為冤大頭。
2. 由于垃圾發(fā)電有優(yōu)惠政策,垃圾發(fā)電往往就變成小火力發(fā)電,基本上不處理或者少處理生活垃圾,垃圾還是送到填埋場。
3. 尾氣處理需要比較高的成本,很多運營商都會在這方面下工夫省錢,致使排放往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),成為污染大戶。事實上,焚燒發(fā)電變成雙重污染,既有填埋的污染,又有焚燒的大氣污染。
4. 政府給的補貼往往不夠或者不到位,使焚燒發(fā)電廠運轉(zhuǎn)困難。最終還是選擇填埋。
5. 技術(shù)難題造成效益、利益和管理等諸多問題,終將部分焚燒發(fā)電廠變成擺設(shè)。
如果要讓垃圾焚燒發(fā)電達(dá)到理想的要求,在我們國家,最好的途徑就是政府運營,焚燒發(fā)電廠是政府的,花多少錢也是政府的,而且嚴(yán)格按照企業(yè)管理的角度去管理,只有這樣才能使焚燒發(fā)電廠達(dá)到真正的目的,但當(dāng)?shù)卣苡绣X,我們國家目前還是沒有條件。
三、資源化利用
資源化利用是目前最流行的用語,但任何資源再利用的首要條件是物品單一或者是性質(zhì)相近,對于生活垃圾的資源化利用,其首要條件是原生垃圾的分類。目前為止,還沒有有效的分類方式正式投入使用,所以資源化利用也只是在簡單分類的基礎(chǔ)上盡量利用罷了。人類要完全資源化利用生活垃圾,就要完全分類它們,這是人類垃圾處理技術(shù)的一個門檻,跨過這個門檻,就是一個質(zhì)的飛躍,垃圾就是廉價的高值原材料了。
三、資源化利用
資源化利用是目前最流行的用語,但任何資源再利用的首要條件是物品單一或者是性質(zhì)相近,對于生活垃圾的資源化利用,其首要條件是原生垃圾的分類。目前為止,還沒有有效的分類方式正式投入使用,所以資源化利用也只是在簡單分類的基礎(chǔ)上盡量利用罷了。人類要完全資源化利用生活垃圾,就要完全分類它們,這是人類垃圾處理技術(shù)的一個門檻,跨過這個門檻,就是一個質(zhì)的飛躍,垃圾就是廉價的高值原材料了。
人類在不斷的摸索垃圾分類的方法,在簡單分類基礎(chǔ)上的資源化利用也有不少示范點,但真正成功的例子很少,不過,經(jīng)過人們的不斷探索,資源化利用的路上已經(jīng)邁出了一大步。
目前的資源化利用,包括二個方面:
1.對已有的垃圾填埋場的利用
l 沼氣發(fā)電
就是將垃圾填埋場的沼氣收集后發(fā)電,有比較成功的先例,并且也成功申請CDM項目,對生活垃圾填埋場的后處理有比較好的借鑒作用。
l 堆肥
填埋場使用一段時間后,將堆肥化的有機物篩分出來使用。不過這樣堆出來的肥料有比較大的局限性,包括肥料不干凈(含有玻璃石塊等細(xì)小無機物)和重金屬方面一般都會超標(biāo),只能用于植樹造林或者城市綠化。
2. 處理現(xiàn)有的原生垃圾
處理現(xiàn)有的原生垃圾,由于是及時處理,采用單一種方法處理存在很多弊端,無法實現(xiàn)資源化利用。目前采用比較多的是綜合處理的方法,一般綜合簡單分類、堆肥、焚燒發(fā)電或者氣化發(fā)電。對于還沒有方法可以將原生垃圾完全分類的情況下,這樣綜合利用已經(jīng)將垃圾處理技術(shù)前進(jìn)了一大步。有以下優(yōu)點:
l 將有機物和無機物大致的分離出來,有機部分發(fā)酵成肥料,對處理廠的運營有幫助,畢竟肥料可以增加收入。
l 有機物和無機物從垃圾中分離后,剩下的部分,其熱值大幅度提高,降低了焚燒發(fā)電或者氣化發(fā)電的成本,使垃圾發(fā)電基本可行。
不過,由于目前分離垃圾的方法有限,不可能將原生垃圾比較好的分離,在堆肥方面又帶來一定的困難,雖然說通過篩分新鮮垃圾后堆肥的肥料重金屬方面一般不會超標(biāo),但這些肥料有致命的特點:肥料不干凈,垃圾中的細(xì)小無機物基本上都進(jìn)到肥料里面去了,特別是有部分小塊玻璃和部分金屬,只能將這些肥料用于植樹和部分綠化,使用范圍太窄了。如果將這些肥料再次深加工,假如是簡單的篩分,效果不是很好;如果將其研磨成粉狀肥料,成本太高,沒有市場競爭力,又不值得,所以垃圾加工的粗肥料使用范圍很有限,也就限制了這個技術(shù)發(fā)展,只能適合于小城鎮(zhèn)的,而且是山地種植比較廣泛的地區(qū)。
但資源化利用還是以后發(fā)展的方向,起碼這一技術(shù)能回收部分能源,降低垃圾處理成本。采用這樣的技術(shù)處理原生垃圾,由于部分處理了垃圾中最致命的有機物,相對單獨填滿或者焚燒發(fā)電來說,也是一個飛躍。作為周轉(zhuǎn)用地?
四、理想處理生活垃圾辦法的探索-水分選法
垃圾是資源,這是全人類垃圾處理行業(yè)的共同觀點。不過,垃圾資源化利用的首要條件是原生垃圾的有效分類,簡單分類要實現(xiàn)資源化利用比較困難,就算資源化,也是比較勉強。
面對一堆垃圾,它們又沒有專門的特性,要分類它們,確實是一大難題,所以分類這個檻能跨過去的話,城市生活垃圾的處理問題就解決了,那個時候,垃圾就不是垃圾,而是資源,是產(chǎn)品的原材料。
這里以博羅垃圾綜合處理示范基地為案例進(jìn)行分析。
這是一種已經(jīng)進(jìn)入試運行的新技術(shù),工程坐落在廣東省博羅縣內(nèi),它是由中國科學(xué)院廣州能源研究所與廣州明亮環(huán)??萍加邢薰竟餐⒌膹U棄物綜合處理研發(fā)平臺基礎(chǔ)上建立起來的示范基地,正在運行此新技術(shù),這一新技術(shù)稱為WST(Waste Solution Teleology)。技術(shù)主體屬于明亮環(huán)保,研發(fā)時間超過10年。此技術(shù)是通過水作為介質(zhì),采用機械方法對原生垃圾進(jìn)行分類的一項新技術(shù)。
水是萬物之靈,有生命的物質(zhì),一刻也不能缺少水,無生命的物質(zhì),在水的作用下,也會展現(xiàn)出不同的特性。對于城市生活垃圾這種沒有規(guī)則的復(fù)合體,沒有水的作用,要想徹底分離它們,是萬萬做不到的。能夠想到用水去處理生活垃圾,一只腳就已經(jīng)進(jìn)入了這個門檻。
1. 水分選系統(tǒng)的基本原理
水是一種非常好的介質(zhì),任何組分的復(fù)合體,在水的作用下,基本上都是能夠?qū)崿F(xiàn)物理上的分離和歸類。就像我們?nèi)粘V械南床恕⑾匆路?、搞衛(wèi)生,目的都是要實現(xiàn)不同物體的分離,但都必須經(jīng)過水的作用才能實現(xiàn)。這個千百年來人人都懂的道理,應(yīng)用到生活垃圾的處理時,也有相同的結(jié)果。
在生活垃圾中,不管是什么樣的復(fù)合體,無非就是有機物、無機物、塑料袋、扁平物、玻璃瓶、飲料瓶、長條物等,雖然它們堆放在一起時會相互沾粘,在水的作用下都會自動分離和歸類。
2. 實現(xiàn)水分選的工作方法
雖然知道垃圾在水的作用下能分離,但要將它們真正分類還是一個龐大的系統(tǒng)工程,因為生活垃圾很復(fù)雜,也因為它的復(fù)雜性,才使這項成果花費了十多年的時間。
物理上的分離就要用物理的方法,破袋和篩分是要做的第一件事情,在水的作用下,泥沙通過細(xì)細(xì)的篩孔,分離了;長條物,通過中間收集桿,也收集了;重物,全部沉底,也收集了;第二件事情,就是將目前垃圾中含量還是比較多的扁平物用氣流吹走,因為它很輕,吹吹就走了;第三件事情,就是在水道水流的作用下,將有機物、塑料袋、瓶子等等物品再次分類。
這是一個綜合的系統(tǒng)工程,解決了垃圾處理的關(guān)鍵問題,將垃圾變成了資源,變成了產(chǎn)品的原材料。
3. WST應(yīng)用的配套技術(shù)
由于采用水作為介質(zhì),每分類1噸原生垃圾大約需要20噸的水,而且大約有40%的物質(zhì)在分類過程中會融入水中,水處理就是WST技術(shù)應(yīng)用中需要解決的配套問題。不過,此類污水處理的技術(shù)有相對完善的技術(shù)和設(shè)施,只是采用何種污水處理比較合適,才可以達(dá)到最大的資源化利用和降低運作成本,比如,采用沼氣的方式處理等等。這是個需要優(yōu)化銜接的課題。
最為理想的配套技術(shù),是將垃圾分類后,塑料類物品全部用于煉油,將其變成柴油和汽油,解決石化能源的危機;有機物類物質(zhì),產(chǎn)生沼氣后發(fā)電,既減輕了污水處理,又能將其直接變成能源,沼氣渣直接用于制有機肥;高熱值部分,用于氣化發(fā)電或者焚燒發(fā)電,或者直接供應(yīng)給發(fā)電廠等燃煤大戶使用。這樣就可以將垃圾完全資源化利用,實現(xiàn)整個資源的大循環(huán)。
4. WST技術(shù)的局限性
任何的技術(shù)都不是萬能的,WST技術(shù)也有它的局限性,表現(xiàn)對生活垃圾組分方面有要求,只能處理人們?nèi)粘I钪忻刻於紒G棄的生活中的垃圾,與部分人想象的生活垃圾有區(qū)別。對于偶爾丟棄的生活垃圾有局限性,如大石塊、電器、家具、樹枝、籮筐、棉胎等大件物品。
5. WST技術(shù)展望
任何一個難題,人類都能夠攻克,一旦跨過這個門檻,就不再是難題,水分選技術(shù)(WST)既然能夠?qū)⑸罾耆诸?,就能成為生活垃圾處理的通用?biāo)準(zhǔn)技術(shù),千百年來給人們生活帶來無限困惑的生活垃圾問題將會慢慢消失。
WST技術(shù)的誕生,將會給生活垃圾終極處理帶來一場徹底的變化!
五、城市生活垃圾的理想處理模式
資源化利用是城市生活垃圾處理的最理想模式,有效分類是資源化利用的前提,人類最理想處理城市生活垃圾模式如下:
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這里僅僅是個開始,在這和平年代,環(huán)保產(chǎn)業(yè)將推動社會的發(fā)展,城市生活垃圾處理的產(chǎn)業(yè)鏈也是非常龐大的,特別是采用了WST技術(shù)后,垃圾終將變成資源。
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