固体废物处理方法及资源化利用现状

赵 洁，张晓佳，叶 红，张新功

（青岛惠城环保科技集团股份有限公司，山东 青岛 266555）

国家一系列关于生态环境保护的法律法规等相关政策的出台，足以看出环境保护问题尤为重要。固体废物问题也是环境问题中最亮眼的问题之一。由于我国人口众多，固体废物产生量具大，但综合利用率低。固体废物会对环境、人类产生多方面影响。固体废物处理已成为当今社会最为重要的热点问题之一。资源化利用是固体废物处理的一种手段，通过固体废物资源化技术等工艺，能够解决固体废物问题，起到减少环境污染，提高社会及经济效益作用［1-4］。

1 固体废物的类型

固体废物形式比较多样化，成分、特征也相对复杂。根据固体废物产生源的不同，国际和国内对固体废物的分类有所不同。国际上将固体废物分为矿山固体废物、工业固体废物、城市固体废物、农业废弃物，以及化工产业与放射工业废弃物等五类。国内将其分为三类，分别为工业固体废物、城市垃圾、农业废物。工业固体废物的种类多达16个，主要包括金属材料、废旧玻璃、管线等；城市垃圾种类同样繁多，主要包括厨余垃圾、塑料包装盒、废纸、一次性餐具等；农业废物主要包括农作物秸秆、果壳、人畜粪便等［5-9］。

2 固体废物的危害

固体废物种类繁多，许多固体废物中夹杂着有毒有害的物质，一旦处理不当，会通过一些不同的传播途径对土壤、大气、水体造成污染，影响环境卫生，危害人体健康［1，10］。

2.1 土壤污染

工业固体废物排放量大且很难充分的将其回收利用，个企业会将其掩埋至荒芜的野外，这些废物会对土壤造成直接或者间接污染；随着时间的推移，一些有毒有害物质下渗到土壤中，造成土壤的盐碱化，影响植物的生长，同时还会破坏生态环境；有些不易分解的工业固体废物数百年甚至更长时间都不能降解，将会影响几代人的生活环境。城市垃圾大量堆放的固体废物不仅会占用大量土地面积，造成资源浪费，而且还含有一些重金属等有毒有害物质，下渗到土壤中，会造成土壤中的结构和性质的改变。被污染的农作物一旦被人们食用，将影响身体健康，我国是农业大国，每年会产生大量的农业废物，畜禽的粪便利用率不高，导致过量的使用畜禽粪便加重了土壤的污染，影响农作物的生长［3，5，12-16］。

2.2 大气污染

工业固体废物也会对大气造成严重污染。在工业排放过程中会产生大量的氮氧化物、硫氧化物以及粉尘。酸性气体、粉尘被人体吸入后会对呼吸系统产生伤害。酸性气体与水蒸气结合成酸雨，也会对建筑物、农作物造成严重影响；城市垃圾在运输处理过程中，细小的粉末和粉尘随风吹散到空气中，长时间堆积或者填埋的废物会散发出有害气体，以及在生活、垃圾焚烧时散发的酸气等都能够严重污染大气环境；农村废物中秸秆的利用率低，区域发展不平衡，大量的秸秆焚烧或者废旧的农膜在露天焚烧时都会产生大量的烟气，污染大气环境［12-16］。

2.3 水体污染

工业固体废物同样也会对水体造成严重污染。工业固体废物排放到河流或者地下水，都会对水质产生改变：影响水体pH值，打破应有的酸碱平衡，影响水植物的生长发育。一些含有重金属离子的有毒有害物质，会同人们进食的水生物聚集到人体，造成人体伤害；当这些工业固体废物渗入地下水系统，会导致水体含有大量的重金属离子，被人们饮入后同样会对身体产生危害；城市垃圾流入河流或者露天垃圾被雨水冲刷进入河流，造成水质污染、水生物灭绝；由于我国各区域发展不平衡，大量的农村生活垃圾没有统一管理随意倒入河流、堆积大量垃圾随着雨水流入河流以及农药包装残余的农药也会渗入到河流造成污染，影响水质［12-16］。

3 固体废物的收集处理技术及优缺点

随着近几年国家和社会对环境的问题越来越重视，人们对保护环境的意识也在不断提高。国内外各企事业单位对固体废物的收集处理方法更为关注。同时国内外按照处理固体废物的基本原则也在对固体废物的处理方法等进行不断的探索，并根据固体废物的种类、性质的不同选择合适的处理技术。目前工业固体废物、城市垃圾、农业废物三类固体废物中的工业固体废物是伤害最大的，处理难度也是最大的。

3.1 工业固体废物处理技术及优缺点

目前常用的工业固体废物的处理方法有垃圾填埋处理技术、集中焚烧处理技术、压实处理技术、破碎处理技术（冲击法、挤压法及混合法等）、分选处理技术（磁力分选法、重力分选法及光学分选法等）、固化处理技术（塑性固化处理方法、熔融固化处理方法及水泥固化处理方法等）、生物分解处理技术、热分解处理技术、快速碳酸化技术、等离子气化技术、超临界水氧化。工业固体废物的处理手段主要是垃圾填埋处理技术和集中焚烧处理技术［7，15］。

垃圾填埋处理技术是在坑洼的地带对工业固体废物进行填埋。填埋处理技术主要分为传统填埋处理技术、卫生填埋处理技术和生态填埋处理技术。随着科技的进步，传统填埋法技术已经落后，目前主要采用生态填埋法。生态填埋法是卫生填埋方法的一种改进，也是垃圾填埋处理技术未来重要的发展方向。优点：技术工艺简易、具有安全性、能够提高经济效益；缺点：需占用大量的土地，此种处理方法在发达的沿海城市会受到一定的限制［7，10］。

集中焚烧处理技术是将工业固体废物集中焚烧，将一部分能量转化为热能，达到废物减量化、无害化和资源化［10，17］。优点：此方法能够节约用地，可以进行供热，提高使用效率；缺点：焚烧过程会产生大量废气、废渣容易导致二次环境污染［10］。

3.2 城市垃圾处理技术及优缺点

目前常用的城市垃圾处理方法有：堆肥处理技术、填埋技术（卫生填埋法、压缩垃圾填埋法、破碎垃圾填埋法）、焚烧处理技术［18］。

堆肥处理技术是利用微生物将城市垃圾中的有机物进行腐蚀、降解，形成有用的有机肥料，达到无害化的处理技术［10］。优点：此方法技术比较可靠，资源化利用率高，能够将有机固废的体积减少50～70%［3，10，19-20］。缺点：此方法技术相对复杂，占用大量土地，处理量相对较小，处理周期长，卫生条件差，会有轻微气味，当有机固废中有毒有害物质进入土壤、地下水容易产生土壤、水质的污染，最终影响到人体［1，3，10，19，21］。

卫生填埋技术主要是采用一些工程技术手段，根据环境卫生填埋标准将城市垃圾在山沟、废坑进行堆填、压实［21］。优点：具有处理量大且效率高，便于操作，投资少的特点［19，21］。缺点：卫生填埋需占用大面积土地，还需要对城市垃圾进行分类后才能填埋，垃圾填埋的自然稳定化需要几十年的时间。期间所产生的有毒有害等贵金属严重破坏土壤，容易产生二次污染；在垃圾填埋场周围产生的重大气味，不仅会对大气环境造成影响，还会影响人体健康［19，21，22］。

焚烧处理技术采用高温热处理工艺，城市垃圾在焚烧炉内经过800～1000℃高温燃烧，充分氧化具有化学活性成分的物质使其排出含有无机成分的熔渣［21］。优点：所需占地少、运行周期相对较短，可回收焚烧余热可以进行再利用［3，19］。缺点：焚烧设备昂贵运行成本高、工艺复杂，焚烧产生大量有害气体导致大气污染［3，19，21］。

3.3 农业废物处理技术及优缺点

目前常用的农业废物的处理方法有：焚烧处理技术、填埋处理技术、秸秆还田技术、秸秆固化与炭化技术、制备食用菌培养基技术、制备食用菌培养基技术、制备复合材料技术、畜禽粪便处理技术（堆肥法、快速干法、微波法、膨化法、充氧动态发酵法）［22］。

焚烧处理技术是将固体废弃物投放到焚烧炉中充分燃烧，焚烧过程产生的能量再利用［24］。优点：流程方便，处理量大。缺点：直接燃烧会对大气产生污染［24］。

堆肥处理技术是在合适的通风、温度和湿度条件下，通过细菌和真菌的发酵，完成有机废物的分解［24］。优点：技术可靠，资源化利用率高。缺点：周期长，会产生异味。

填埋处理技术首先对农业垃圾进行分类，将能够再次利用的保留下来，最后将处理好的废物通过不同的机器进行处理［24］。优点：便于操作，投资小，处理量大。缺点：占用大量土地。

秸秆还田技术是利用能够产生纤维素酶的快速堆肥剂，在相对短的时间内将秸秆堆制成有机肥堆，腐解还田或者通过田间直接焚烧，烧灰还田［22］。

制备复合材料技术是利用废弃物植物纤维性将其进行加工生产纸板、人造纤维板、轻质建材板等复合材料［22］。

4 固体废物资源化利用

4.1 工业固体废物资源化利用

随着我国工业化的发展，工业固体废物成为主要废弃物，同时也是目前种类最多、资源化利用难度最大的固体废物之一。焚烧、填埋等传统的工业固废处理技术很容易造成环境污染问题，甚至会威胁到人们的身体健康。其实，并不是所有的工业固废都没有用处，大部分工业固废进行相应技术处理可将其进行再利用［25］。

工业固体废物资源化利用主要采取两种手段，分别为原料回收利用和对废物进行循环再生，其目的是“变废为宝”，使其具有最好的经济价值，能够提高社会效益，使废物资源化，还能起到保护环境的作用。

将工业固体废弃物资源化利用的方法途径很多，可以将工业废物转变成肥料和建筑材料，也可以提炼工业废物中有价值的金属和非金属元素，充实我国的化工产品。可以将钢铁废渣中铁、锰等金属和非金属元素进行回收再利用。废渣中的有色金属，可以进行二次资源开发和利用。还可以将化工废渣中没有反应的部分原料制成砖、水泥等［3，10，16，25］。

4.2 城市垃圾资源化利用

随着我国城镇人口的越来越多，会产生大量的城市垃圾。如果不能采用及时恰当的处理方法会对人们的日常生活造成巨大影响。有些城市垃圾还是存在一定的价值，如果能够采用合适的方法进行加工处理，可以“变废为宝”。

随着垃圾的分类回收，可以将废纸、塑料瓶等，进行资源化利用。废纸可以成为造纸的再生原料。废弃食物可作为饲料的来源，能够提高农业经济效益［10，25］。

4.3 农业废物资源化利用

目前，大多数农业废物都能进行再利用。例如，在养殖业方面，养殖户可以建设沼气池，来分解大量的粪便，还能制取沼气。秸秆可以再利用，通过加工可以生产纸板、人造纤维板等；秸秆还可以利用堆肥法成为一种非常好的农业肥料等［25-26］。

5 结语

随着社会经济的发展，会产生大量的固体废物，固体废物不仅会对环境造成污染，还会对人类健康产生伤害。填埋、焚烧、堆肥等传统处理技术等级相对较低。城市垃圾分类回收、工业固体废物的原料回收利用和循环再生、农业废物还田、加工饲料等较高等级处理技术，能够有效节约资源。希望国家出台相关激励政策，让高等级资源化利用技术在中国具有广阔的发展前景，解决我国固体废物问题，实现可持续发展。