廢棄物循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

廢棄物循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢Documentnumber：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

廢棄物循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢Documentnumber：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT廢棄物循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢廢棄物是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他社會活動中產(chǎn)生的，在一定時間和空間范圍內(nèi)基本或者完全失去使用價(jià)值，無法回收和利用的排放物。廢棄物主要包括城市垃圾、工業(yè)和城市建筑工程排出的廢渣及少量廢水。其分類有多種：按來源分為礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)廢物和放射性廢物等；按形狀分為固體的（顆粒狀廢物、粉狀廢物、塊狀廢物）和泥狀的（污泥）；按化學(xué)性質(zhì)分為有機(jī)廢物和無機(jī)廢物；按危害程度分為有害廢物和一般廢物。下面主要針對固體廢棄物以及網(wǎng)絡(luò)信息時代以來新出現(xiàn)的電子廢棄物展開討論。隨著工業(yè)的高速發(fā)展和城市人口的不斷增長,全世界每年排放的固體廢物約為80-100億噸,我國約為6億噸,其中的危險(xiǎn)廢物約占5%-7%。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和礦物資源的日趨枯竭,昨天的廢物可能成為明天的資源；在某一生產(chǎn)工藝過程沒有使用價(jià)值的廢物往往是另一生產(chǎn)過程的原料。固體廢棄物處理的目標(biāo)是：無害化、減量化、資源化。對于不同成份的廢棄物,要綜合考慮各種因素,并通過分析、論證,才能確定采用某種符合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和具有社會效益的處理方法。固體廢棄物處理由來已久。在以期,由于城市規(guī)模小,廢物量少,故一般就近掩埋或堆放。隨著社會的發(fā)展,消費(fèi)水平提高和環(huán)保要求的嚴(yán)格限制,這種廢棄物的處理技術(shù)也得到了很快的發(fā)展。在充分利用資源,,無害化和減量化各方面度得到了顯著的成果。現(xiàn)代較有代表性的處理技術(shù)有：衛(wèi)生填埋法、

廢棄物循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢廢棄物是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他社會活動中產(chǎn)生的，在一定時間和空間范圍內(nèi)基本或者完全失去使用價(jià)值，無法回收和利用的排放物。廢棄物主要包括城市垃圾、工業(yè)和城市建筑工程排出的廢渣及少量廢水。其分類有多種：按來源分為礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)廢物和放射性廢物等；按形狀分為固體的（顆粒狀廢物、粉狀廢物、塊狀廢物）和泥狀的（污泥）；按化學(xué)性質(zhì)分為有機(jī)廢物和無機(jī)廢物；按危害程度分為有害廢物和一般廢物。下面主要針對固體廢棄物以及網(wǎng)絡(luò)信息時代以來新出現(xiàn)的電子廢棄物展開討論。隨著工業(yè)的高速發(fā)展和城市人口的不斷增長,全世界每年排放的固體廢物約為80-100億噸,我國約為6億噸,其中的危險(xiǎn)廢物約占5%-7%。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和礦物資源的日趨枯竭,昨天的廢物可能成為明天的資源；在某一生產(chǎn)工藝過程沒有使用價(jià)值的廢物往往是另一生產(chǎn)過程的原料。固體廢棄物處理的目標(biāo)是：無害化、減量化、資源化。對于不同成份的廢棄物,要綜合考慮各種因素,并通過分析、論證,才能確定采用某種符合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和具有社會效益的處理方法。固體廢棄物處理由來已久。在以期,由于城市規(guī)模小,廢物量少,故一般就近掩埋或堆放。隨著社會的發(fā)展,消費(fèi)水平提高和環(huán)保要求的嚴(yán)格限制,這種廢棄物的處理技術(shù)也得到了很快的發(fā)展。在充分利用資源,,無害化和減量化各方面度得到了顯著的成果?，F(xiàn)代較有代表性的處理技術(shù)有：衛(wèi)生填埋法、高溫?zé)峤夥?、焚燒法、堆肥法、制沼氣法和流化床制可燃?xì)夥?。它們各有特點(diǎn),以下分別給以分析：一、衛(wèi)生填埋法：填埋技術(shù)即是利用天然地形或人工構(gòu)造，形成一定空間將固體廢物填充、壓實(shí)、覆蓋達(dá)到貯存的目的。該方法的實(shí)質(zhì)是將固體廢物鋪成一定厚度的薄層后加以壓實(shí)并覆蓋土層的處置技術(shù)。土地填埋并不是簡單意義上的填與埋，而是經(jīng)過科學(xué)的選址、必要的場地防護(hù)處理和具有嚴(yán)格管理制度的工程體系。由于土地填埋具有技術(shù)成熟、投資少、處理量大、運(yùn)行費(fèi)用低、管理運(yùn)輸方便、能處理多種類型的廢物、填埋場產(chǎn)生的沼氣可作為能源利用等諸多優(yōu)點(diǎn)而在我國城市廢物處理得到廣泛應(yīng)用。土地填埋是固體廢物最終歸宿或最終處置并且是保護(hù)環(huán)境的重要手段，對于危險(xiǎn)廢物可能需要進(jìn)行固化，穩(wěn)定化處理，對填埋場則需要做嚴(yán)格的防滲構(gòu)造。二、高溫?zé)峤夥ǎ菏澜缧允臀C(jī)使得熱解技術(shù)開始用于固體廢物的資源化處理。它的優(yōu)點(diǎn)是:可以將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣和炭黑為主的貯存性能源；因?yàn)槭侨毖醴纸?排氣量少,有利于減輕對大氣環(huán)境的二次污染；廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中；Cr3+不會轉(zhuǎn)化為Cr6+；NOx的產(chǎn)生量少。三、焚燒法：焚燒是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù),以一定的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng),有毒有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時實(shí)現(xiàn)廢物三化的處理技術(shù):焚毀廢物,使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o害和最大限度的減容,盡量減少新的污染物產(chǎn)生,以及回收利用焚燒產(chǎn)生的熱。焚燒的方式主要根據(jù)廢物種類、形態(tài)、燃燒性能和補(bǔ)充燃料的種類來決高溫?zé)峤夥?、焚燒法、堆肥法、制沼氣法和流化床制可燃?xì)夥?。它們各有特點(diǎn),以下分別給以分析：一、衛(wèi)生填埋法：填埋技術(shù)即是利用天然地形或人工構(gòu)造，形成一定空間將固體廢物填充、壓實(shí)、覆蓋達(dá)到貯存的目的。該方法的實(shí)質(zhì)是將固體廢物鋪成一定厚度的薄層后加以壓實(shí)并覆蓋土層的處置技術(shù)。土地填埋并不是簡單意義上的填與埋，而是經(jīng)過科學(xué)的選址、必要的場地防護(hù)處理和具有嚴(yán)格管理制度的工程體系。由于土地填埋具有技術(shù)成熟、投資少、處理量大、運(yùn)行費(fèi)用低、管理運(yùn)輸方便、能處理多種類型的廢物、填埋場產(chǎn)生的沼氣可作為能源利用等諸多優(yōu)點(diǎn)而在我國城市廢物處理得到廣泛應(yīng)用。土地填埋是固體廢物最終歸宿或最終處置并且是保護(hù)環(huán)境的重要手段，對于危險(xiǎn)廢物可能需要進(jìn)行固化，穩(wěn)定化處理，對填埋場則需要做嚴(yán)格的防滲構(gòu)造。二、高溫?zé)峤夥ǎ菏澜缧允臀C(jī)使得熱解技術(shù)開始用于固體廢物的資源化處理。它的優(yōu)點(diǎn)是:可以將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣和炭黑為主的貯存性能源；因?yàn)槭侨毖醴纸?排氣量少,有利于減輕對大氣環(huán)境的二次污染；廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中；Cr3+不會轉(zhuǎn)化為Cr6+；NOx的產(chǎn)生量少。三、焚燒法：焚燒是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù),以一定的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng),有毒有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時實(shí)現(xiàn)廢物三化的處理技術(shù):焚毀廢物,使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o害和最大限度的減容,盡量減少新的污染物產(chǎn)生,以及回收利用焚燒產(chǎn)生的熱。焚燒的方式主要根據(jù)廢物種類、形態(tài)、燃燒性能和補(bǔ)充燃料的種類來決定。固體廢物焚燒法是目前世界各國普遍采用的固體廢物處理技術(shù),但固體廢物焚燒技術(shù)有其局限性。除了焚燒設(shè)備一次性投資大,運(yùn)轉(zhuǎn)成本高外,它通常要求固體廢物有比較高的熱值。而且,焚燒過程中產(chǎn)生的二惡英等有害氣體,能引發(fā)癌癥、皮膚病等。四、堆肥法：堆肥是利用微生物分解固體廢棄物中的有機(jī)成分的生物化學(xué)過程，主要是用發(fā)酵降解，使之成為穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)，并利用發(fā)酵過程產(chǎn)生的高溫殺死有害微生物以達(dá)到無害化衛(wèi)生指標(biāo)。好氧堆肥，在有空氣的條件下，利用好氧微生物分解垃圾中的有機(jī)物，此過程又包括露天堆肥和機(jī)械化堆肥。堆肥是固體廢棄物資源化處理技術(shù)的一種，該方法能將固體廢物中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為農(nóng)用有機(jī)肥，而有機(jī)肥是優(yōu)良的土壤改良劑，能夠明顯地改善土壤性能和提高作物產(chǎn)量，而且摒棄了化肥對土壤的不良影響，所以堆肥技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。五、制沼氣法：這種方法的原理是在廢棄物中分選出生物質(zhì),作適當(dāng)處理之后送入沼氣池經(jīng)7-15天后制出可供使用的沼氣,其殘余物可作肥料和魚飼料。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是基本無污染且?guī)砀咂肺坏目扇細(xì)怏w和肥料,有危害的滲液亦可給以統(tǒng)一處理,但弱點(diǎn)在于處理量極小且周期時間長,因此亦不適應(yīng)大規(guī)模的廢棄物處理的要求。六、流化床制可燃?xì)夥ǎ浩涮幚磉^程為,廢棄物-分選-破碎-烘干-破碎-投入流化床氣化爐制可燃?xì)庖划a(chǎn)渣可制磚。制氣原理是:物料在高溫的流態(tài)化的爐內(nèi)與給定配比數(shù)量氣化劑接觸經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制得可燃?xì)?。氣化劑的特性可以改變可燃?xì)獾臒嶂灯肺?。采用此法處理時,廢物料經(jīng)850-1200℃固體廢物焚燒法是目前世界各國普遍采用的固體廢物處理技術(shù),但固體廢物焚燒技術(shù)有其局限性。除了焚燒設(shè)備一次性投資大,運(yùn)轉(zhuǎn)成本高外,它通常要求固體廢物有比較高的熱值。而且,焚燒過程中產(chǎn)生的二惡英等有害氣體,能引發(fā)癌癥、皮膚病等。四、堆肥法：堆肥是利用微生物分解固體廢棄物中的有機(jī)成分的生物化學(xué)過程，主要是用發(fā)酵降解，使之成為穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)，并利用發(fā)酵過程產(chǎn)生的高溫殺死有害微生物以達(dá)到無害化衛(wèi)生指標(biāo)。好氧堆肥，在有空氣的條件下，利用好氧微生物分解垃圾中的有機(jī)物，此過程又包括露天堆肥和機(jī)械化堆肥。堆肥是固體廢棄物資源化處理技術(shù)的一種，該方法能將固體廢物中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為農(nóng)用有機(jī)肥，而有機(jī)肥是優(yōu)良的土壤改良劑，能夠明顯地改善土壤性能和提高作物產(chǎn)量，而且摒棄了化肥對土壤的不良影響，所以堆肥技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。五、制沼氣法：這種方法的原理是在廢棄物中分選出生物質(zhì),作適當(dāng)處理之后送入沼氣池經(jīng)7-15天后制出可供使用的沼氣,其殘余物可作肥料和魚飼料。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是基本無污染且?guī)砀咂肺坏目扇細(xì)怏w和肥料,有危害的滲液亦可給以統(tǒng)一處理,但弱點(diǎn)在于處理量極小且周期時間長,因此亦不適應(yīng)大規(guī)模的廢棄物處理的要求。六、流化床制可燃?xì)夥ǎ浩涮幚磉^程為,廢棄物-分選-破碎-烘干-破碎-投入流化床氣化爐制可燃?xì)庖划a(chǎn)渣可制磚。制氣原理是:物料在高溫的流態(tài)化的爐內(nèi)與給定配比數(shù)量氣化劑接觸經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制得可燃?xì)?。氣化劑的特性可以改變可燃?xì)獾臒嶂灯肺弧２捎么朔ㄌ幚頃r,廢物料經(jīng)850-1200℃的高溫處理,大量有害成份基本全部分解為可燃成份,產(chǎn)生的渣也基本完全燃灼透徹。因此對環(huán)境污染基本不存在,可以獲得無害化、資源化和減量化的最佳結(jié)果。流化床制可燃?xì)夥ㄌ幚淼奶攸c(diǎn)在于處理量大,速度快,一次投入費(fèi)比熱解法和焚燒法要少,但可以得到最佳的處理,不足之處在于處理要求高和操作技術(shù)要求較高,人們對其的了解不夠,故還需大力推廣。在傳統(tǒng)的垃圾處理方式中，衛(wèi)生填埋法因占地面積大、處理費(fèi)用高、浪費(fèi)大量土地資源，其適用范圍越來越小。堆肥法則因有機(jī)物的利用不完全、肥料成分復(fù)雜、減量化較小等因素，也在逐步淘汰。垃圾的焚燒法是城市生活垃圾無害化處理的主流。其特點(diǎn)是安全衛(wèi)生，無害化程度高，減量效果好，節(jié)約土地，但也存在投資規(guī)模大，能源消耗高，所需生活廢棄物數(shù)量巨大等問題，比較適合大城市應(yīng)用。而中小城市生活廢棄物的處理和利用技術(shù)研究，是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。日本TECHNOPLANT公司在中小城市生活廢棄物處理和綜合利用中，開發(fā)出世界領(lǐng)先水平的生活廢棄物碳化處理技術(shù)。采用該公司試驗(yàn)研究的技術(shù)，廢棄物經(jīng)低溫焚燒處理后，最終占廢棄物總量的18%～22%會轉(zhuǎn)變成炭素，其余衍生品是混合金屬塊、可燃油等可再利用資源，整個過程無污水、無CO2等有害氣體的排放，達(dá)到了100%無害化處理。炭素可廣泛應(yīng)用于電極、保鮮容器、建筑輔材、汽車輪胎內(nèi)壁等，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和附加值。昭和電工廢塑料氣化處理的核心技術(shù)是將廢塑料氣化，制成液氨，然后將氨變成各種衍生物后，成為各種產(chǎn)品的原料。該流程具有全新的4大特征：1、采用低溫氣化爐和高溫氣化爐的兩階段加熱；2、塑料在1400℃以上的高溫狀態(tài)將完全氣化，生成H和CO；3、不須區(qū)分乙烯塑料和聚乙烯塑料等塑料的種類，2境污染基本不存在,可以獲得無害化、資源化和減量化的最佳結(jié)果。流化床制可燃?xì)夥ㄌ幚淼奶攸c(diǎn)在于處理量大,速度快,一次投入費(fèi)比熱解法和焚燒法要少,但可以得到最佳的處理,不足之處在于處理要求高和操作技術(shù)要求較高,人們對其的了解不夠,故還需大力推廣。在傳統(tǒng)的垃圾處理方式中，衛(wèi)生填埋法因占地面積大、處理費(fèi)用高、浪費(fèi)大量土地資源，其適用范圍越來越小。堆肥法則因有機(jī)物的利用不完全、肥料成分復(fù)雜、減量化較小等因素，也在逐步淘汰。垃圾的焚燒法是城市生活垃圾無害化處理的主流。其特點(diǎn)是安全衛(wèi)生，無害化程度高，減量效果好，節(jié)約土地，但也存在投資規(guī)模大，能源消耗高，所需生活廢棄物數(shù)量巨大等問題，比較適合大城市應(yīng)用。而中小城市生活廢棄物的處理和利用技術(shù)研究，是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。日本TECHNOPLANT公司在中小城市生活廢棄物處理和綜合利用中，開發(fā)出世界領(lǐng)先水平的生活廢棄物碳化處理技術(shù)。采用該公司試驗(yàn)研究的技術(shù)，廢棄物經(jīng)低溫焚燒處理后，最終占廢棄物總量的18%～22%會轉(zhuǎn)變成炭素，其余衍生品是混合金屬塊、可燃油等可再利用資源，整個過程無污水、無CO2等有害氣體的排放，達(dá)到了100%無害化處理。炭素可廣泛應(yīng)用于電極、保鮮容器、建筑輔材、汽車輪胎內(nèi)壁等，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和附加值。昭和電工廢塑料氣化處理的核心技術(shù)是將廢塑料氣化，制成液氨，然后將氨變成各種衍生物后，成為各種產(chǎn)品的原料。該流程具有全新的4大特征：1、采用低溫氣化爐和高溫氣化爐的兩階段加熱；2、塑料在1400℃以上的高溫狀態(tài)將完全氣化，生成H和CO；3、不須區(qū)分乙烯塑料和聚乙烯塑料等塑料的種類，2可將幾乎所有的塑料都變?yōu)樵偕玫脑希?、包括灰燼在內(nèi)，全部可以再生利用，實(shí)現(xiàn)廢棄物零排放。意大利ECO-POL垃圾堆肥處理廠的建立亦得益于良好的垃圾分類收集制度。該廠主要處理有機(jī)質(zhì)含量較高的廚余垃圾（意大利廚余垃圾回收率達(dá)60%）和居民生活垃圾，通過堆肥實(shí)現(xiàn)垃圾綜合利用。該廠垃圾處理能力為100噸/天（生活廚余垃圾60噸+樹枝綠葉等綠色垃圾40噸），24小時不間斷運(yùn)行。每噸垃圾處理收費(fèi)80歐元。該廠處理工藝中，有機(jī)垃圾經(jīng)混合區(qū)—發(fā)酵區(qū)—成熟區(qū)—成熟區(qū)，最后形成肥料，具體如下：垃圾運(yùn)到工廠后，首先進(jìn)行混合，分別放入5個7m×7m×30m的生物處理池內(nèi)，通過有效控制溫度（65-可將幾乎所有的塑料都變?yōu)樵偕玫脑希?、包括灰燼在內(nèi)，全部可以再生利用，實(shí)現(xiàn)廢棄物零排放。意大利ECO-POL垃圾堆肥處理廠的建立亦得益于良好的垃圾分類收集制度。該廠主要處理有機(jī)質(zhì)含量較高的廚余垃圾（意大利廚余垃圾回收率達(dá)60%）和居民生活垃圾，通過堆肥實(shí)現(xiàn)垃圾綜合利用。該廠垃圾處理能力為100噸/天（生活廚余垃圾60噸+樹枝綠葉等綠色垃圾40噸），24小時不間斷運(yùn)行。每噸垃圾處理收費(fèi)80歐元。該廠處理工藝中，有機(jī)垃圾經(jīng)混合區(qū)—發(fā)酵區(qū)—成熟區(qū)—成熟區(qū)，最后形成肥料，具體如下：垃圾運(yùn)到工廠后，首先進(jìn)行混合，分別放入5個7m×7m×30m的生物處理池內(nèi)，通過有效控制溫度（65-70℃）、濕度和壓力（含氧量），生物發(fā)酵15天。生物處理池內(nèi)處理完的垃圾在第一個成熟區(qū)放置30-35天，第二個成熟區(qū)繼續(xù)放置30-35天進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)后的產(chǎn)品按照9mm粒徑的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，粒徑<9mm的可做肥料使用，其余重新進(jìn)入混合區(qū)，進(jìn)行再次處理。垃圾在堆肥過程中產(chǎn)生的HS等臭氣主要采用生物過濾法（1200m3木料存儲2池，木料碎屑厚2m）處理，處理能力為90000m3/h，木料每5年更換一次。通過此法處理的尾氣可實(shí)現(xiàn)完全無臭排放。固體廢棄物是一種放錯地方的資源，充分利用固體廢物，既可以緩解環(huán)境壓力，也可以節(jié)約資源?？刂瞥鞘泄腆w廢棄物對環(huán)境污染和對人體健康危害的主要途徑是實(shí)行對固體廢物的資源化、無害化和減量化處理。追求3R，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)循環(huán)綠色經(jīng)濟(jì)，即只用少量的自然資源就能滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需求。通過節(jié)約、回收和再利用廢舊資源，使其尚未被充分利用的價(jià)值得到重新開發(fā)和使用，產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)和社會效益。在21世紀(jì)，人類社會的發(fā)展方向，將不是建立在更多地消耗資源，而是更加節(jié)約、回收和再利用資源的基礎(chǔ)上。強(qiáng)調(diào)以環(huán)境友好的方式利用自然資源和環(huán)境容量,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動的生態(tài)化轉(zhuǎn)向的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建立依賴于3R原則,每一個原則對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的成功實(shí)施都是必不可少的。減量化原則屬于輸入端方法,旨在減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)流程的物質(zhì)量。換句話說,人們必須學(xué)會預(yù)防廢棄物產(chǎn)生而不是產(chǎn)生后治理。再