固体废物的资源化和综合利用技术研究

杨飞行，朱美丽，周 勇

（1.浙江天川环保科技有限公司，杭州 310015；2.绍兴市环球环境保护科学设计研究院有限公司，浙江 绍兴 312000）

1 固体废物及资源化的界定

1.1 固体废物的基本内涵

资源开发与产品制造是人们生活生产的两个重要环节，产品制造过程中，一旦资源的应用效率不高，就会导致废品、垃圾的产生。同时，在有用产品消费后，也会产生一定的固体废物。目前，工业废物、城市垃圾和农业废弃物是固体废物的三种表现形态。根据废弃物危害程度的不同，其又可分为危险废物和无毒无害废物。

1.2 资源化的基本内涵

资源化是对废弃垃圾二次处理的过程，其将废弃物中有用的材料和能量进行回收，同时对其他有害位置进行去除，降低有害部分对环境的污染。从应用效果来看，资源化的应用具有以下三个特征：其一，确保基础物质应用的最优化，实现资源利用效率提升；其二，注重固体废物的污染控制，实现生态环境保证；其三，从资源化结果来看，资源化有助于社会整体经济效益的提升。就目前而言，我国废弃物质资源化发展尚不成熟，其资源化技术应用尚不完善，这就导致二次利用效率较多和资源消耗总量的增加。据统计，国民生产建设中，我国基础资源的消耗总量为发达国家的3 ～4 倍，然而在资源二次利用方面，其有效利用量仅能达到发达国家的1/4 ～1/3。故而急需进行二次资源利用技术的进一步优化，确保其综合利用效率的提升。

2 循环经济理论下固体废物资源化的价值

新经济形态下，绿色化、节能化、生态化的发展理念要求人们实现经济建设的循环可持续。固体废物资源化是循环经济发展的重要环节，从应用过程来看，其有效地满足了循环经济减量化、再利用、再循环的发展原则。

2.1 循环经济理论的发展模式

循环经济理论是基于传统经济发展而产生的一种现代发展模式。从本质上讲，传统经济发展以效益增收为根本目的，其经济增长模式忽略了经济和生态之间的统筹，整体的物质循环关系较差，由此导致了污染严重、资源枯竭的全球性生态问题[1]。

与传统经济发展模式相比，减量化、再利用和再循环是循环经济发展模式的基本原则，如图1所示。其中，减量化原则是经济生产的事前控制，其在少量资源投入的基础上实现了生产技术的优化，确保了生产效率提升和废弃物排量的控制。再利用注重事中运行中的效率优化，与实现控制相比，事中运行在废弃物排量控制的基础上，更加注重新产品的生产，其是资源利用效率提升的关键所在。此外，再循环是经济发展的事后处理，其以产业链下游废弃物为对象，进行了废弃物的循环应用和技术处理。

图1 循环经济发展模式

2.2 固体废物资源化的价值

循环经济理念下，实现固体废物的资源化处理是其基本的发展要求。就固体废物资源化技术应用实践而言，其价值体现在以下层面。

其一，从本质上讲，循环经济发展理念是对当前产业发展模式的优化，其是我国产业经济可持续发展的必经之路。就目前而言，固体废物的不断增加使得工业生产效率难以得到有效提升，一方面，产业前端不断地进行基础资源开发，进而满足实际生产的应用需要，另一方面,大量固体垃圾的排放使得资源应用效率较低，直接阻碍了产业发展模式科学性、合理性的提升。新时代，循环经济实现了固体废物的二次利用，其有助于我国经济产业发展模式的生态化发展和优化。

其二，伴随着经济的快速增长，环境污染和资源枯竭现象日益严峻。当前环境下，实现环境污染问题的有效治理已经成为全球性的话题。循环经济发展理念下，减量化、再利用和再循环的发展原则有助于这些问题的合理解决，从而确保生态与发展的系统协调。

其三，现阶段，国际之间的竞争愈发激烈，资源应用是产业发展的基础，同时也是国际竞争的重要影响因素；通过循环经济理念的应用，固体废物被作为二次能源得以创新利用，其有效地缓解了国际经济中的资源短缺压力，从而在产业化发展中实现经济效益与生态效益的统筹，提升国家的竞争实力。

3 循环经济理论下的固体废物资源化应用

生态化发展理念下，固体废物资源化应用的技术愈发成熟。就目前而言，卫生填埋处理技术、堆肥技术和焚烧处理技术是其常见的三种应用形态。

3.1 固体废物的卫生填埋

卫生填埋是当前固体废物资源化应用过程中最常见的技术。与其他处理技术相比，固体废物的卫生填埋具有以下应用优势：其一，填埋过程整体成本不高，然处理规模较大，其能实现固体废物的批量化处理。其二，填埋过程的技术应用较为成熟，通过该技术应用，大部分的固体废物能够实现无害化快速处理。

就目前而言，卫生填埋技术在国外应用较为广泛，德国固体废物的卫生填埋率高达90%；而在我国固体垃圾处理中，以上海为代表的大中型城市都有卫生填埋基地的建设。需要注意的是，为确保卫生填埋技术应用的规范化，固体废物处理人员还应注重以下要点规范：其一，制定卫生填埋标准，确保固体废物的填埋处理具有严格、有效的支撑准则，避免有毒有害废物的混入而引发二次污染。其二，卫生填埋过程中应对填埋物质进行系统归类，并且注重填埋基地的合理布置，避免其对周围环境产生较大影响。其三，注重填埋后的表层处理，在生态技术应用下，实现填埋区的有效绿化和处理，避免填埋废物散露现象发生。

3.2 固体废物的堆肥应用

固体废物处理过程中，堆肥处理是将废物进行集中收集，然后在生物技术应用下，实现废物中有机物发酵和降解的过程。具体而言，固体废物堆肥处理中，工作人员需要将堆腐的有机物和填充料按照一定比例进行混合，并在水分、通风条件控制的基础上，实现微生物的繁殖和有机质降解。

通过堆肥技术应用，废物中的有机物均被转化为有机质，同时较高的温度使得有害微生物得以高效清理，确保了固体废物处理的无害化、标准化。目前，露天堆肥、快速堆肥和半快速堆肥是固体废物的堆肥应用的三种基本形态。其中，露天堆肥可以实现大量固体废物的快速处理，因而应用范围较为广泛。

3.3 固体废物的焚烧处理

焚烧处理是基于填埋和堆肥而产生的一种新型废物处理方式。其应用过程包含了干燥阶段、焚烧阶段和燃尽阶段三个基本环节，三个环节相互关联，没有明显的节点区分。实践过程中，固体垃圾规模不断扩大，垃圾种类也有所丰富，这就使得常规的方式很难实现这些垃圾的有效处理，对城市垃圾清理效率和质量造成较大影响。基于此，垃圾焚烧技术得以推广和应用。与渣土、泥沙、易腐物相比，纸、木、塑料等物质具有较高的可燃物含量和热值，对其进行燃烧处理，可以实现固体垃圾占地面积的有效缩小。需要注意的是，垃圾焚烧会产生一定的尾气污染，如一氧化碳、炭黑、烃、硫氧化物、氮氧化物等。

4 循环经济理论下的固体废物综合利用技术应用

新时期，人们对于固体废物的利用提出了较高的质量要求，在废物填埋、堆肥和焚烧应用的基础上，热裂解技术、厌氧消化处理技术、高温熔融处理技术和非高炉炼铁技术得以广泛应用，其具体应用过程如下。

4.1 固体废物的热裂解应用

固体废物热裂解技术是目前废物综合应用的主要形式之一，其在热能的支撑下实现了大分子有机物的高效斩断，从而使其转化为低分子量物质，实现污染物的高效处理。从本质上讲，热裂解技术与废物焚烧技术具有相似之处，其都是将碳氢化合物降解转化为少量碳分子。不同的是，焚烧处理技术容易对环境造成二次污染，而在热裂解技术应用过程中，缺氧环境的把控使得其气体排放量较小，故而大气污染危害较低。

4.2 固体废物的厌氧消化处理

可降解性是有机物的主要特性，同时其也是固体废物厌氧处理的基本前提。从处理过程来看，厌氧消化处理和好氧堆肥处理都属于生物处理的范畴，所不同的是，厌氧消化不用消耗较多的能源，同时其还能生产一定容量的沼气资源，提升固体废物的二次利用效率。而在好氧堆肥处理中，充足的氧气环境使得较多的能源被消耗，故而利用效率较低。现阶段，通过厌氧消化处理技术的应用，仅一吨的有机固体废物就可产生130 m3的沼气，从而为人们生产生活提供清洁、有效的动力支持。需要注意的是，与好氧堆肥处理相比，厌氧消化处理效率较低，故而急需对该工艺进行优化。

4.3 固体废物高温熔融处理

高温熔融处理是重金属和有毒害固体废物处理的有效方式。从应用过程来看，固体废物高温熔融处理具有以下应用优势：一方面，高温熔融具有较高的处理效率，其能实现固体废物的快速化减量处理。另一方面，高温熔融技术拥有潜在的再生资源化功能。具体而言，在固体废物处理过程中，部分有毒有害物质得以净化处理，并转化为无毒无害物质，其为资源的高效率应用提供了有效途径。就目前而言，固体废物高温熔融处理的应用尚不规范，要进一步提升其整体应用效率。

4.4 固体废物的非高炉炼铁应用

非高炉炼铁技术又被称为熔融还原炼铁，其是固体金属废物处理的一种有效方式。与传统废物处理方式相比，这种处理工艺在污染控制和处理效率上具有较为突出的应用优势，其是我国传统企业向环境友好型企业转变的有效途径。具体而言，非高炉炼铁应用中，固体废物的无害化和资源化目标得以实现，其有效地确保了固体废物的减量化循环利用，对于生态化建设具有重大影响。实践过程中，实现其处理规模的扩大是废物处理技术水平提升的关键所在。

5 结论

固体废物的资源化综合应用对环境污染控制和资源节约具有重大影响。实践过程中，环境工作人员只有充分认识到固体废物的资源化应用的必要性，在经济循环理念的指导下，进行热裂解技术、厌氧消化处理技术、高温熔融处理技术和非高炉炼铁技术的规范应用，并在固体废物填埋、堆肥和焚烧过程中注重减量化、再利用和再循环原则的充分把控，才能确保固体废物二次利用效率的提升，进而在解决环境污染和资源短缺问题的同时，实现现代生产生活的可持续发展。