生活垃圾渗滤液催化氧化处理技术
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1 生活垃圾渗滤液概述

1.1 生活垃圾基本知识

1.1.1 生活垃圾的概念和分类

近十几年来,随着世界上工业化国家城市化速度的加快和居民生活消费水平的不断提高,生活垃圾的增长非常迅速。生活垃圾包括城市生活垃圾和农村生活垃圾。城市生活垃圾是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,以及法律、行政法规规定视为城市垃圾的固体废物,如菜叶、废纸、废玻璃制品、废陶瓷、废家具、废塑料、厨房垃圾和建筑垃圾等,但不包括工厂排出的工业固体废物。

生活垃圾包含的废物种类多、数量大、成分复杂,如果不能有效地分类处理,将污染环境,危害人类健康。例如,废打火机、废旧电池、废涂料、废日光灯管等,都具有潜在的危害,需要在相应的法规特别是管理工作中逐步制定和采取有效措施进行分类收集和恰当的处理。目前,我国没有完善的垃圾分类体系,城市生活垃圾多以集中处理为主,并没有详细的分类标准。而发达国家的垃圾分类很详细,并采用分类收集和分类处理的方式。以下是日本的垃圾分类标准,在发达国家的垃圾分类中具有代表性,对我国垃圾分类有一定的借鉴意义。

(1)生活垃圾(可燃垃圾)

包括食品残渣、吸油纸、贝壳、蛋壳、破损纺织品、吸尘器的灰卷、女性的“生理用品”、绷带、创可贴、草木以及其他任意边长不超过40cm的可燃物等。

(2)不可燃垃圾

包括金属、陶瓷、橡胶、小型废旧电器、传统钨丝电灯、CD、雨伞、化妆品的瓶子以及其他任意边长不超过40cm的不可燃物。干电池、天然气炉灶及气罐(作用类似国内的酒精炉,日本用的都是天然气)不属于此类。

(3)有害物

包括干电池、荧光灯、水银体温计等。不能用塑料袋包裹,扔时直接放到垃圾点的铁桶里。

(4)资源类

包括塑料、发泡饭盒、洗洁用品的塑料瓶等。用透明或半透明塑料袋包裹。塑料衣架、塑料桶、录像带、录音带、塑料雨伞不属于此类。饮料瓶不属于此类,但是饮料瓶的瓶盖属于此类。

(5)纸

包括旧报纸、书籍、杂志、纸壳包装箱、名片等,需整齐捆扎好,用纸袋盛装。

(6)纺织品

包括旧衣服、毛巾等。用透明或半透明塑料袋包裹。雨天不进行此类垃圾收集。

(7)瓶罐

包括饮料、调理用的玻璃瓶、金属罐、带PET标记的塑料瓶。塑料瓶盖不属于此类。化妆品的瓶子不属于此类。

(8)大型废旧物

任意边长超过40cm的废旧物,从枕头到自行车。需提前电话预约,并到指定地点购买大型废旧物处理劵,将该劵贴在废弃物上。

(9)环卫不负责处理的废弃物

电视、冰箱、空调、洗衣机、电脑、显示器等电器以及摩托车。

(10)装牛奶的纸盒

这是很重要的资源,洗干净之后剪开晾干,送到指定回收地点。

1.1.2 生活垃圾的处理方法

生活垃圾的处理方法主要有卫生填埋法、焚烧法和堆肥法,还有热解法等。

(1)卫生填埋法

卫生填埋法是在科学选址的基础上,采用必要的场地防护手段和合理的填埋场结构,以最大限度地减缓和消除垃圾对环境,尤其是对地下水污染的垃圾处理技术。卫生填埋法具有成本低廉、适用范围广、无二次污染、环保效果显著和处置彻底等优点,但同时也有占地面积大、产生填埋气体和渗滤液污染等诸多环境问题。

填埋场是垃圾各种处理方式的最终归宿,也是消纳生活垃圾最经济便捷的方法。根据建设情况,通常可分为正规生活垃圾填埋场和非正规生活垃圾填埋场。正规生活垃圾填埋场是指符合国家相关标准和规范建设并运营的垃圾填埋场,通过相应的二次污染防治措施,可以避免因露天堆放而引起的环境问题。非正规生活垃圾填埋场包括简易填埋场和受控填埋场,其中简易填埋场是指利用地形随意填埋、无任何二次污染防护措施的垃圾堆场;受控填埋场是指场内无垃圾渗滤液或填埋气体的收集、导排或处理设施,或无封场、防渗等二次污染防护措施不足的填埋场。

参照2019年《中国统计年鉴》数据,全国无害化垃圾卫生填埋场已建663座,卫生填埋量11706万吨,占城市生活垃圾无害化处理总量的51.9%。考虑到各城市还存在未统计的大量非正规生活垃圾填埋场,可知实际填埋垃圾总量远不止于此。

(2)焚烧法

焚烧法就是利用高温燃烧,使垃圾中的有机物转换成无机废物,并减少废物体积,便于填埋的方法。经焚化后未燃尽的垃圾残余通常是无生命的,可用作合适的填料。焚烧还可消灭垃圾中的各种病原体,把一些有毒有害物质转化为无害物质并回收热能进行发电。垃圾焚烧处理具有节约占地、减量化显著、无害化处理较彻底、可转化为能源等优点,但也具有投资大、运行复杂、管理费用高、焚烧过程产生烟气等局限性。

目前全球正在运行的生活垃圾焚烧发电厂主要分布在发达国家和地区,所占比例逐年增加。其中,日本垃圾焚烧处理在垃圾处理中所占比例更是高达80%。我国垃圾焚烧发电产业布局与地区城市人口密度、经济发展程度息息相关,垃圾焚烧发电项目主要集中在华东、华南地区。近年来,北京、上海、广州、深圳等各大城市纷纷提出生活垃圾零填埋全焚烧目标。对于土地资源紧张、人口密度大的广州市来说,垃圾焚烧处理已经成为垃圾无害化处理的首选技术。

(3)堆肥法

堆肥法是利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程,堆肥法制得的产品称为堆肥。堆肥主要分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥优点是工艺相对成熟和先进,机械化效率高,有机质可以得到完全降解,无害化效果明显;缺点是能耗大、费用高。厌氧堆肥优点是工艺简单,费用较低;缺点是堆肥时间较长,对环境污染较大,降解不充分。

由于我国城市垃圾中不可降解的成分含量较高,增加了分选成本;堆肥产品与有机肥相比肥效较低,缺乏市场竞争力;生活垃圾产生的连续性和堆肥产品销售的季节性存在矛盾,增加了堆肥处理成本等原因,致使我国生活垃圾的堆肥处理比例呈不断下降的趋势。

(4)热解法

热解在工业上也称为干馏,广泛应用于生活垃圾、生物质、废旧橡胶的资源化利用等领域。热解是指有机化合物在缺氧或绝氧的条件下,利用热能使得有机化合物的化学键断裂,将有机化合物由大分子量的有机物转化成小分子量的燃料气、液状物(油、油脂等)及焦炭等固体残渣的过程。与焚烧相比,热解具有以下特点:热解的产物是气体、液体或固体能源,其过程为吸热过程;由于热解是缺氧分解,其排气量少,有利于减轻对大气环境的二次污染;固体废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中;热解设备相对简单。

有研究表明,热解所产生的烟气量是焚烧的1/2,NOx排放量是焚烧的1/2,HCl排放量是焚烧的1/25,灰尘产生量是焚烧的1/2。但也存在一些缺陷,例如在垃圾处理过程中会产生大量的职业安全隐患,造成一定程度上的职业病威胁。

对比上述各种垃圾处理方法,再结合我国经济发展水平欠发达,国土面积辽阔,人口基数大,科技水平以及人民文化素质还不够高等实际国情,卫生填埋法将会在很长一段时间内继续作为垃圾处理的主要方式。