我国城市生活垃圾处理技术的探究
2014-09-15陈迪辉
唐 杰 陈迪辉 吴 迪
(河海大学,江苏 南京210000)
我国生活垃圾卫生填埋技术发展较晚,目前我国的城市生活垃圾处理主要采用卫生填埋、焚烧和高温堆肥,与传统的垃圾堆填相比,卫生填埋选址科学,需要建设符合环保要求的工程设施,需按技术规范填埋。
卫生填埋即对垃圾渗滤液和填埋气体进行控制的垃圾填埋方式。需要在填埋场底采用人工衬层,四周采用防渗幕,形成独立水系,防止污染地下水。但传统填埋场在使用时和封场后相当长时间会产生大量渗滤液和填埋气,如不加以妥善处理,将对周围大气、水和土壤环境造成数年甚至数十年的持续污染, 难以完全实现垃圾处理无害化的要求;同时填埋最大的缺点就是占地大,且传统填埋场达到稳定的时间又相当长,填埋场的土地效益得不到充分利用。
焚烧可以减少固体废弃物的体积,并达到杀灭细菌的目的。 但焚烧存在以下问题:1)垃圾难以充分燃烧。 2)焚烧产生的气体对环境有污染。 3)焚烧产生的酸性气体会损坏焚烧设备。
高温堆肥分类较多,我国采用的是静态敞开式堆肥,处理成本低,但对环境的污染较大。
由于垃圾的填埋处理技术可靠,处理成本和单位投资低,管理水平要求不高以及适用范围广泛等一系列特点,目前仍为许多国家优先采用。 目前,我国垃圾仍以填埋方式为主。 从发展趋势来讲,由于填埋方式成本优势的缩小以及填埋场的选址难度的加大,填埋处理垃圾方式将逐渐被边缘化。焚烧是最接近减量化、资源化和无害化原则的,大型城市普遍已将焚烧作为未来主流方向。堆肥技术在我国城市垃圾处理中的地位逐渐下降,但由于成本优势显著以及对垃圾中有机物进行堆肥处理要优于焚烧, 处理前端分选+后端堆肥的综合处理模式在二线城市仍极具吸引力,是目前最为绿色环保的处理工艺。近年来,我国填埋处理能力和处理量稳中有降,填埋场数量则明显减少,填埋场平均处理能力则稳步提高;焚烧方式呈迅速上升趋势,堆肥方式呈下降趋势。
厌氧填埋是我国目前广泛采用的城市生活垃圾处置方法,此方法是将垃圾填埋体独立于周围环境,经过漫长的厌氧发酵使垃圾实现最终稳定化、无害化。厌氧填埋法具有投资省、处理成本低、工艺简单、管理方便、对垃圾成分无严格要求等优点。 但厌氧卫生填埋也存在着占用土地多、稳定化时间长、渗滤液处理难等缺点。 并且,厌氧填埋技术也存在着缺陷:1)渗滤液难于处理;2)填埋场稳定化时间长;3)填埋气体利用差;4)填埋场选址困难。由于这些缺陷的存在,欧美等发达国家陆续研制了一些新型填埋技术,如生物反应器填埋技术、准好氧填埋技术、循环式准好氧填埋技术。 这些新型填埋技术弥补厌氧填埋的不足,为我国的垃圾填埋处置研究工作提供了新思路。
日本固体废物处理专家提出了准好氧填埋的概念,与传统填埋技术相比,准好氧填埋具有投资经济,能够加速填埋场垃圾稳定等优点,是可持续发展填埋技术的一个重要的发展方向。准好氧填埋主要设计思想是不用动力供氧,而是利用渗滤液收集管道的不满流设计,在垃圾堆体发酵产生的温差推动下,空气自然通入,可以使得在填埋场内部存在一定的好氧区域,特别是在渗滤液收集系统和气体导排系统周围存在好氧区域,抑制沼气和硫化氧等气体的产生,利用好氧微生物的增长,有益于垃圾有机物的生物降解.降低渗滤液的污染强度,是传统填埋场可持续发展的一个必然趋势。准好氧填埋技术加速了垃圾的降解,容易达到稳定状态;渗滤液中有机物浓度尤其是氨氮在短时间内可达到较低水平,并趋于稳定,减少了垃圾渗滤液处理费用,具有独特的优势。
我国的准好氧填埋技术实验研究还处于起步阶段。尽管我国对于准好氧填埋场的研究取得了一定的进展,但是大部分研究仅局限于对实验现象的分析总结,缺乏对准好氧填埋场垃圾降解机理与降解规律的深入研究,并且多数准好氧填埋试验研究结果具有一定的局限性。我国新建填埋场许多采用准好氧填埋结构,大量老填埋场的改造可以朝准好氧填埋的方向发展,准好氧填埋具有广阔的发展空间。 需要指出的是我国发展准好氧填埋场,在借鉴国外经验的同时也需要考虑自身特点。 我们要根据我国自己的实际情况,发展具有我国特色的准好氧填埋技术。 准好氧填埋场具有巨大优势,符合可持续发展的需要。
另外,垃圾厌氧发酵产沼气是一种资源化发展方向。 沼气发电技术是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废物,经厌氧发酵处理产生的沼气,驱动沼气发电机组发电,并可充分将发电机组的余热用于沼气生产,使综合热效率达80%左右,大大高于一般30%至40%的发电效率,经济效益显著。站在可持续发展战略高度上,沼气发电技术在我国未来垃圾处理中将占重要地位,农村沼气的推广,不仅处理了农村大量的废物,而且产生了绿色能源,是一种新的处理技术。
综上,我国垃圾填埋技术还有很长的一段路要走。 我国垃圾填埋场为保护我们的生存环境发挥了重大作用,但由于起步较晚,目前还存在不少问题。 我们要加强与各国间的科技交流,尽我们最大的努力解决城市垃圾问题,创造一个环境美好的生活空间。
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