固体废物的资源化和综合利用研究

2022-01-01云南省生态环境科学研究院刘畅

区域治理 2021年18期

云南省生态环境科学研究院刘畅

随着我国科学技术水平的提高，环保技术也为废物的处理和回收提供了强有力的保障。为全面符合环保要求，相关部门重视固体废物的综合管理，利用资源化技术和回收技术，对固废实施高效处理，科学地回收和利用资源，对于环境保护工作作出必要的贡献。

一、固体废物的资源化概述及特点

社会资源开发和工业生产是保障社会正常运转的主要活动。但是，在社会资源开发和工业生产中，会产生大量的废物，即有用产品消费后产生的固体废物。就目前的工业发展而言，固体废物可分为农业、城市和工业。普通废物还可以根据破坏进行分类，分为有毒、无害和危险固体废物等。固体废物的资源化是将废弃物中有用的物质回收利用，同时减少其他有害部分对环境的污染。固体废物回收利用可以有效地做到物尽其用，防止资源的不断浪费，并有效减少了固体废物造成的污染。同时，也可以提高社会经济效益。由于我国人口众多，国内资源消耗大，但基于目前发展来说资源二次利用效率低，导致资源出现了大量的流失。对于生活垃圾的资源化是将生活垃圾变废为宝，借助生活垃圾处理，回收部分得到利用，去除生活垃圾和固体垃圾中有毒有害垃圾，可避免对环境造成污染。我国国民经济建设对资源的消耗非常大，但二次资源开发利用相对缓慢。因此，应重视废物的再利用，利用综合回收技术，提高二次固化废物的利用效率，提高节能减排能力。固体废物资源利用的特点是保证固体废物的二次利用效率最大化，综合提高资源利用效率。严防固体废物的进一步污染，大力实施环境保护工作。根据资源利用分析资源利用经济效益，落实资源利用经济效益最大化计划。鉴于目前固废建设的发展水平，需要不断研究二次资源转化技术，以有效提高环境保护和资源利用效率。

二、固体废物的资源化和利用技术

（一）热裂解技术

热裂解技术是通过高温加热对固体废物进行分解，以达到裂解的目的，使固体废物中的大分子转化为小分子。传统的方法，往往采用明火对生活垃圾进行热分解，但在实践中会产生大量的烟雾和有毒气体，造成了大气环境的进一步污染。热裂解技术会在缺氧的环境中进行，因此该技术的应用更加环保，并且固体废物分解效果更好。固体废物可能含有重金属物质，因此可采用先进的化学方法或物理方法，有效利用资源综合回收有价值的重金属。由于我国热裂解技术比较落后，热裂解技术应用不太广泛，目前来说也没有得到广泛普及。因此，要在实际工作中对该技术进行进一步研究和优化，以简化该技术应用操作，提高相关设备的自动化程度，降低固体废物处置成本，提高工艺的稳定性。

（二）厌氧消化技术

在固体废物在成分含量中，大部分有机物可以被有效分解。一般来说，生物有机物含有大量的有机能和生物质能，这为厌氧处理在加工中的应用提供了质的前提。进一步分离处理方法，固体废物的生物处理包括厌氧和好氧堆肥。好氧堆肥在堆肥中需要氧气，而厌氧处理则不需要氧气，可以有节省最多的资源，又可以生产新型清洁能源，例如可以生产沼气。沼气具有广泛的应用，可以最大程度减少工业生产对环境的影响。产生的沼气经过脱臭和脱硫，可以用作燃料，有助于能源的多样化，可促进我国经济和环境的可持续发展。

（三）堆肥方法

堆肥就是利用土壤中的有机体来分解固体废物有机物质，并将其转化为提高土壤肥力的物质。在固体废物发酵温度较高的条件下，会对固体废物中所含的有害物质产生破坏，防止有毒物质进入土壤。从实用的角度来看，堆肥的原料包括生活垃圾和粪便。从实际来看，不同城市垃圾的成分和含量有较大差异。一般来说，堆肥方法分为户外堆肥法、快速堆肥法和半快速堆肥法。由于生产生活水平的提高，城市垃圾量也有所增加。因此，堆肥处理方法是有效解决废物问题的合理的选择。作为无害化处理方法，堆肥生产在很多领域都在取得了一定的进展。在农村堆肥普遍难以自给，无机肥对土地有一定的影响，导致农村对优质堆肥的需求大幅增加。好氧堆肥法在我国农村得到了广泛应用，并且好氧堆肥法易于机械化，而且具有发酵周期较短的应用优势。但这种方法普遍具有现场卫生环境条件不佳，具有较高的运行成本，因此在选择该技术时应综合考虑相关因素，合理使用。

（四）焚烧处理

随着我国经济发展，农业发展水平和工业水平也得到了迅速提高，单纯依靠单一的固体废物处理方法，已不可能在短时间内回收和处理大量的固体废物。固体废物本身的成分相对复杂，并且成分多样，包括有害重金属和有机物等，随着技术的更新，会在固体废物处理中对内部环境产生一定的影响。在信息化发展时代，我国社会发展加快，固体废物产生高于回收水平，这导致一些地区的大量固体废物未经有效处理就进入自然环境，对自然环境造成了严重的影响。除了对居住的不利影响以外，对于焚烧的方法也应运而生。焚烧处理方法可以在最短的时间内减少垃圾的产生量，可以处理垃圾中含有的有害物质，并且可以回收再利用。对于一些固体废物中含有有价值的元素，有害物质可以通过焚烧处理，再结合化学或物理技术进行资源化利用。

（五）高温熔融技术

固体废物的成分比较复杂，含有大量的重金属等物质，这些物质影响环境，并且还影响到可再生资源。因此，在优化固体废物处理技术的同时，有必要采取合理措施实施固体废物管理，减少有害物质对环境的影响。高温精炼技术可以有效处理重金属和有毒废物。高温处理技术处理效率高，可快速减少和处理固体废物中的有害物质，并且高温技术具有利用资源的潜力。但在现阶段发展来看，我国技术资源相对有限，并且一些地区的发展水平不高。采用高温熔炼技术处理固体废物时，固废可以无害化处理，但无法实现有价金属的有效回收和再利用。该技术在实际固体废物处理中，存在操作温度高和处理运行成本高的特点，并且该设备有、操作复杂、工艺管理要求高等问题。目前行业内采用这种方法的项目很少，该方法主要是处理医疗废物。因此，高温熔炼技术在后期的推广应用中需要解决运行成本高和有价元素有效提取和利用的技术问题。

（六）塑料垃圾的处理

各种塑料在生活中都很常见，并且塑料袋的使用既方便又省事。随着塑料制品使用频率的增加，对于环境质量造成了不断的污染。部分地区出现的塑料袋也有所增加，塑料袋的结构往往含有大分子，而且结构非常稳定，不易被自然界降解。厂家在生产塑料袋时，会添加一些有毒的化学成分，将直接影响人体健康，并且也在不断污染环境。因此，在处理塑料的时候，无论用什么垃圾处理方法，都要明确塑料的特性。在低温下塑料垃圾会变成塑料制品的东西，因此，可以使用冷冻或低温储存来处理。

（七）废渣的处理

我国工业化进程加快，经济也在不断快速发展。但与此同时，工业发展产生的垃圾也在大量增加。冶金厂会产生钢铁废渣，化工厂产生化学废渣，钢铁废料通常是回收再利用，制成建筑所用的材料。由于技术限制和各种原因，传统的冶炼厂会产生四分之一的炉渣废料，这是一个比较大的数量。不过这些钢渣废料可以回收再利用，也是节约成本和保护环境的方法。对于有色金属渣通常含有有毒成分，但也含有其他金属元素，这也是最有用的元素之一。用废渣处理技术从有色金属和其他金属中有效去除熔渣[1]。

（八）垃圾填埋技术

垃圾填埋技术是最常用的固体废物技术之一。通过应用这项技术，在特定的垃圾填埋场填充废物，例如生活垃圾和工业垃圾。垃圾填埋技术的目标是最大限度地隔离固体废物，不会对环境和生态系统产生影响，这也是这项技术被称为固体废物的最终处置技术。目前，在固体废物处理中，垃圾填埋最为经济高效，并且完全可以满足环境保护的实际要求。填埋技术是固体废物综合利用的有效方法之一，该技术应用优点是使用成本低和处理效率高，并且对环境影响较小。由于该技术应用广泛，并且相关的应用技术相对成熟，垃圾填埋场机械设备在近些年发展也较快，固体废物填埋应用效果可以得到有效保证。此外，为发挥填埋技术的作用，必须建立全面透明的监测机制，严格控制填埋处理的固体废物，合理做好固体废物的资源化和利用效果[2]。

（九）提取固体废物生产建筑材料

建筑材料是工程建设中不可缺少的材料，随着城市化的加快和交通运输业的发展，对材料的需求越来越大。利用固废生产建材，可以实现固废利用，降低建材价格，具有重要的意义。可以从固体垃圾中转化为不同类型的材料。例如灰分和矿渣等，这些固体废物是火力发电厂常见的废物，可与石灰混合制造广泛使用的混凝土、墙体材料和骨料。矿渣可用于制砖，既降低了砖的生产成本，又提高了砖的性能。同时，建筑材料的使用寿命较长，有效降低了固体废物的转化率，这是固体废物资源化利用的重要举措[3]。

（十）能源回收

我国不同行业会产生不同性质和价值的固体废物，能源行业会产生具有能源价值的固体废物。煤炭开采和生产会产生煤矸石，煤矸石其热值低但也可以燃烧以获取少量的能源，它可以研磨并与木炭混合，以减少木炭使用量。对于回收后的塑料废料可用于生产汽油，其他固体有机废物发酵作为甲烷和其他燃料的原料，有效实现了能量转换和再利用[4]。