城市生活及工业固体废弃物处理技术思考分析

师 杰

（1.开封大学土木建筑工程学院，河南 开封 475004；2.开封市建筑固体废弃物再生利用技术重点实验室，河南 开封 475004；3.开封市固体废渣资源化与无害化工程技术研究中心，河南 开封 475004;4.开封市海绵城市工程材料技术研究中心，河南 开封 475004；5.开封大学新型节能建筑材料协同创新中心，河南 开封 475004）

1 城市固体废弃物的来源和分类

城市中的固体废弃物主要来自人们生产、生活以及工作中，其主要形态分为固态和半液化固体垃圾。因为我国各地区的气温环境及生活习惯不同，所以垃圾的处理方式也各不相同，这也是困扰垃圾处理技术应用的重要因素。目前，城市固体废弃物主要包括三类，即工业固体废物、生活垃圾以及危险废物，见图1。

图1 固体废物分类体系

1.1 工业固体废物

工业固体废物主要指工业部门生产活动中产生的废弃物，其主要分为燃烧厂灰渣、化学固体废弃物、石油固体废弃物以及食品加工中的固体废弃物等。其中，燃烧厂灰渣主要包括各种冶金高炉渣、冶金不锈钢炉渣等；化学固体废弃物就是碱性物质中含有硫酸渣、废渣和化学石膏；石油固体废弃物主要指酸性废弃物中的石油渣和废酸性碱渣等。

1.2 城市生活垃圾

城市生活垃圾指的是居民在日常生活中产生的各种废弃物，其中包括家庭垃圾、厨余垃圾、市场垃圾和街道建筑垃圾。一般情况下，城市居民日常生活中垃圾产量的多少取决于城市规模、经济水平、居民日常生活品质和地理位置等众多因素。

2 城市固体废弃物的危害

2.1 对水的污染

由于城市固体废弃物的危害比较大，因此，垃圾一旦进入到水资源中，会对水中生物的繁殖造成影响。例如，在地面上裸露的废弃物或是垃圾场填埋中的垃圾，在经过雨水的浸淋后，无论是渗出液还是滤出液均会直接流入到地表层和水源中，对水生生物、动植物的生长产生不利影响。

2.2 对大气的污染

固体废弃物在室外强风的吹打下，其粉末会随风飘散在大气中，造成大气污染，降低大气中的能见度。同时，气体污染物主要有甲烷等有害物质，很有可能会产生各类传染病，危害人们的身体健康。

2.3 对土壤的污染

城市固体废弃物堆放需要占据大面积的土地，据了解，现阶段我国固体废弃物所占的土地面积已超过5亿m2。但这些固体废弃物因为处理技术比较落后，所以导致长时间的堆积，在长期雨雪浸湿下，其有害物质最终会渗透到土壤中，既对有机微生物产生了威胁，又会改变土质和土壤结构，最终土壤中的微生物也会受到连带影响。此外，有毒物质依托农作物富集效应通过食物链也会进入到人体当中，威胁人类健康。

3 城市生活及工业固体废弃物处理技术

3.1 城市生活垃圾处理技术

3.1.1 填埋技术

填埋作为生活垃圾处理的一种方法，具体做法：首先，选择一个比较合适的生活垃圾储藏场；其次，针对现有的垃圾实施渗漏与覆土处理；最后，对垃圾进行填埋。填埋技术虽然有可取之处，不需要投入过多的资金，又可以处理大量的垃圾，但也存在着一定的危害，例如垃圾长期埋放在地下就会导致重金属和有害物质等元素产生，久而久之对地下水源也会带来比较大的影响。此外，垃圾场产生的气体回收利用率也比较低，所以在进行垃圾填埋工作时应严格把关，避免对周围环境产生不良影响。

3.1.2 焚烧技术

焚烧处理是我国城市居民生活垃圾处理中比较有效的途径之一，焚烧处理技术简单来讲就是将一定量的过剩空气和固体废弃物在焚烧炉中进行氧化反应。焚烧后的垃圾的残渣量只有原垃圾量的5%~20%，同时这种技术还可以消灭各种病原体，将有毒有害物质经过转化成为无害物，比较适合可燃物含量比较高的生活垃圾。但由于资源焚烧并不是实现资源化综合利用的唯一方法，因此，只有对于那些根本没有直接回收利用价值、可以直接回收利用热能的废弃物进行资源焚烧才更科学合理。

3.1.3 堆肥处理

堆肥处理方式可分为好氧堆肥和厌氧堆肥，其中好氧堆肥的主要原理是以有氧条件为背景，依托好氧微生物作用促使有机物质被微生物快速吸收。通常，好氧堆肥是在50℃~60℃下进行的，部分时候温度可高达90℃，因此，好氧堆肥也被称为高温堆肥，存在于垃圾中的病原体、虫卵等也可以被消灭，堆肥无害化也由此实现。目前采用堆肥的环境条件好，不会产生臭气。但是，由于好氧堆肥必须维持一定的氧浓度，因此运转费用较高。

厌氧堆肥是处于无氧环境下，以厌氧微生物作为辅助来实施的，生产工艺简单，主要依托堆肥自然发酵对有机物进行分解，不需要依赖外界获得能量。当一种有机物开始进行厌酸氧化分解时，通常会经过两个阶段，分别是弱碱酸性氧化和强酸性氧化。在初期，微生物分解酸性产物主要是有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氢等；同时，有机酸会大量酸化积累pH阳性数值，所以也被叫作有机酸发酵产物。其次，在发酵后期，由于所分解产生的酸和氨中的pH值不断上升，因此，一种叫细菌酸性甲醇和醇细菌的酸性微生物群开始快速分解有机酸和醇，产物主要成分是甲烷和二氧化碳。随着厌氧甲烷菌和细菌的快速繁殖，如果对所产生的二氧甲烷和废气处理得当，还有被再利用的可能。但是厌氧堆肥有机物分解具有速度慢、周期长等特征，所以常出现恶臭等情况，且会占据较大的土地面积，在大面积废弃物处理时并不适用。

3.2 废旧轮胎等老化橡胶的处理

就废旧轮胎等老化橡胶处理工作来讲，其难度和复杂程度都相对较大，但随着优质活性炭技术的问世，废旧轮胎等老化橡胶的处理也开始迈进了一个新的阶段，同时，在香烟生产过滤嘴上也得到了较为广泛的应用。近年来，工业生产快速发展，活性炭需求也逐步提升，烟气脱硫脱硝、液体有害物质的脱除都离不开活性炭的使用。

3.3 危险固体废弃物的处理技术

危险废弃物处理时可以应用的处理技术相对较多，通过处理达到转变废弃物物理及化学性质的目的。例如，对废弃物进行解毒处理，或者提取有害成分予以分离和浓缩处理等。具体而言，主要包括下述几点：

3.3.1 化学处理

此种处理方式在无机废物（酸、碱、氰化物）中应用较多，主要采用的处理方法包括中和、沉析、氧化。

3.3.2 物理处理

物理处理主要可以细分为相分离和固化技术。以后者为例，通常应用于在经过其他处理过程后的残渣物或不能应用焚烧进行处理的废弃物当中，尤其是对于含重金属污泥、含重金属废渣的废弃物而言，其适用性较强。

3.3.3 生物处理

若土壤被有机物所污染，那么可以采用生物处理的方式。

纵观危险废弃物处理可以看出，稳定化及固化技术是其中重要的技术形式，尤其是在区域性集中管理系统中，其重要地位不言而喻。

4 结语

我国城市垃圾处理现状并不乐观，各城市的日常生活垃圾处理及工业垃圾处理方式也各不相同，很难完全形成一个统一的城市垃圾处理方案，所以不管是城市的生活垃圾还是工业废弃物处理都是以后着重探索的方向。现阶段，可以按照各地的实际情况来展开处理，最好先对城市垃圾进行统一分类，并逐步完善整个垃圾处理体系，这样在垃圾处理的过程中可能会更加方便，也能提升垃圾的回收利用效率，使城市拥有一个较好的环境。