城市生活垃圾再循環使用問題
更新時間:2011-11-17 10:02
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序:垃圾,顧名思義,就是沒有用的東西,這是大眾化的觀念。如果一類物品用上了“垃圾”的這個詞,就是沒有用了。不過,古人云:“天生我材必有用”,說明這個世界就沒有沒用的東西,“垃圾是放錯位置的資源”,關鍵是我們如何利用罷了。對于城市生活垃圾而言,如何分類,有效的分類是再循環使用的基礎。
一. 城市生活垃圾的特性
城市生活垃圾,一直是全人類最頭痛的事情,因為它的特性就是生活中不需要的東西堆在一起,特別是在我們國家,人們將不需要的物品混合丟棄,形成混合型生活垃圾,再利用是不可想象的,它們不像工業垃圾,成分還比較單純,再利用比較容易實現。
由于缺乏有效的垃圾處理方法,人們一直提倡分類收集,以利于資源化利用。在發達國家,人們的整體素質比較好,加上政府的有效引導,分類收集工作做得比較好。而在欠發達國家和發展中國家,由于各種各樣的原因,垃圾的原始分類工作基本沒有,自己認為沒用的東西都放在一起了,扔進了垃圾桶,成為了垃圾分類和處理困難的根源。在我國,由于再回收利用有很大的市場,造就了一大批拾荒大軍,經過他們的精心挑選,垃圾堆里能挑的都挑走了,留下來的就是垃圾中的垃圾了,這部分直接利用無任何價值,這也是讓政府最頭痛,而又不得不每天面對的現實。
由于缺乏有效的垃圾處理方法,人們一直提倡分類收集,以利于資源化利用。在發達國家,人們的整體素質比較好,加上政府的有效引導,分類收集工作做得比較好。而在欠發達國家和發展中國家,由于各種各樣的原因,垃圾的原始分類工作基本沒有,自己認為沒用的東西都放在一起了,扔進了垃圾桶,成為了垃圾分類和處理困難的根源。在我國,由于再回收利用有很大的市場,造就了一大批拾荒大軍,經過他們的精心挑選,垃圾堆里能挑的都挑走了,留下來的就是垃圾中的垃圾了,這部分直接利用無任何價值,這也是讓政府最頭痛,而又不得不每天面對的現實。
以華南地區為例,垃圾的基本成分如下:
廚余 % |
泥沙等無機物 % |
塑料袋類包裝物 % |
高熱值長條物 % |
其他 % |
50-70 |
8-15 |
10-15 |
15-20 |
3-5 |
廚余類大家很熟悉,就是瓜皮、菜葉、剩飯剩菜等;泥沙等無機物是指沙土和沒法回收利于的大小玻璃瓶等;塑料袋類包裝物指大家丟垃圾時的包裝物,這類物品比較骯臟,雖有利用價值,但拾荒大軍撿起來后還要清洗,劃不來,所以還留著;高熱值的長條物,大部分是鞋子、衣服、籮筐等,這些部分撿起來也賣不掉;其他部分就是拾荒大軍沒撿到的,如一些小的飲料瓶、啤酒蓋、短小的電線,說不定還有些廢銅爛鐵的。
二. 目前采用的處理方法
人們一開始處理垃圾都是采用填埋方式,后來有些地方發現土地值錢或者土地越來越少了(污染問題很多當地政府都沒有認真考慮),經濟發達的地區就采用焚燒處理,經濟不發達的地區就硬撐著采用填埋方式。后來看到焚燒發電帶來的問題也是多多,而且資源又越來越缺乏時,又想起了資源化利用,如堆肥等綜合處理。但是,不管采用何種方法,問題還是多多,可以說,目前處理生活垃圾所采用的方法,都是沒有辦法的辦法,不得已而為之,在新方法出來之前,大家也只好在普通方法上探索了,也可以說是在矮子里比高低而已。
下面簡述目前采用的幾種方法的特點:
(一)填埋
目前有大約90%的生活垃圾采用的是這種方法,大一點的城市由于土地值錢和管理相對比較完善,大部分采用衛生填埋,但少之又少;小一點的城鎮,土地價值還體現不出來,況且資金也跟不上,只好采用簡單填埋,這占大部分。
填埋的優點就是簡單,看上去省錢,但后遺癥比較多,而且造成的后果還是不可逆的。在填埋時要達到真正的環保標準,處理費用還是比較高的。所帶來的問題,有以下三方面:
1. 水源污染: 主要是由滲濾液造成的,滲濾液是由廚余部分造成的,如果沒有衛生填埋的保護層,這些滲濾液經過土壤進入地下水,會造成更多的污染,特別是重金屬和病原體的污染,可以使周邊地區人群處于亞健康狀態;全國的城鎮都是相連的,特別是南方地區,人口密度更加大,每一個鎮級都有填滿場,可想而知,對一大片人們的身體影響有多大!
2. 易燃廢氣: 垃圾中的廚余堆放在一起,經過厭氧發酵后,產生成分復雜的廢氣,這些氣體的主要成分是甲烷和二氧化碳,容易造成填埋場存在燃氣爆炸等長期安全隱患,如果這些氣體沒有收集使用,進入大氣中可造成大氣的污染和產生溫室效應。
3.土壤污染: 一方面,滲濾液污染土壤,特別是重金屬的污染;另一方面,塑料等不可降解的成分使這片土地永遠無法使用,即使填埋場封場后采用諸如植樹等生物方法還原生態,也沒有辦法降解那些部分。
(二) 焚燒發電
焚燒發電是將一種能量轉化為另外一種能量,但用到處理城市生活垃圾時,如果是全部生活垃圾都要進行焚燒處理,用資源化利用這個詞是比較勉強的,應該說是浪費資源的同時回收一部分資源,因為生活垃圾中有50%左右是水,10%左右的無機物,它們是無熱值或者是負熱值,再先進的焚燒爐也需遵循能量守恒定律,無可奈何之。
焚燒發電的關鍵難題就是廚余垃圾,如果能將廚余垃圾分離出去,焚燒發電是可行的。不分離廚余垃圾,又要使焚燒能比較順利進行,就必須進行生活垃圾的預處理,目前大約有以下幾種方法:
1.添加燃油,不過由于燃油比較貴,比較少用;
2.添加煤炭或者高熱值的工業垃圾,目前大部分使用這種方式,使垃圾發電變為小火力發電;
3.將原生垃圾堆放一段時間,發酵后的垃圾水分減少了很多,然后再添加適當的煤炭,這樣能節省費用,不過大型化就比較困難了;
4. 有人說,垃圾填埋幾十年后再來焚燒發電,說是新工藝,還有諸多優點,或許是吧。但哪里有那么多的土地給你填埋幾十年由于土地非常昂貴,如果要將垃圾運送到很遠的地方去填埋,涉及到運輸費用和土地資源的問題,焚燒發電對發達的大城市來說,也是一個不錯的選擇。但在我們國家,目前焚燒發電也存在諸多問題:
1. 采用BOT方式建設的焚燒發電廠,大部分采用處理量來結算垃圾處理費,建設方為了得到更多的處理費,往往垃圾還沒有燒完就推出來去填埋了。所以在建設焚燒發電廠時,填埋場的建設往往同步甚至超前的,政府成為冤大頭。
1. 采用BOT方式建設的焚燒發電廠,大部分采用處理量來結算垃圾處理費,建設方為了得到更多的處理費,往往垃圾還沒有燒完就推出來去填埋了。所以在建設焚燒發電廠時,填埋場的建設往往同步甚至超前的,政府成為冤大頭。
2. 由于垃圾發電有優惠政策,垃圾發電往往就變成小火力發電,基本上不處理或者少處理生活垃圾,垃圾還是送到填埋場。
3. 尾氣處理需要比較高的成本,很多運營商都會在這方面下工夫省錢,致使排放往往達不到標準,成為污染大戶。事實上,焚燒發電變成雙重污染,既有填埋的污染,又有焚燒的大氣污染。
4. 政府給的補貼往往不夠或者不到位,使焚燒發電廠運轉困難。最終還是選擇填埋。
5. 技術難題造成效益、利益和管理等諸多問題,終將部分焚燒發電廠變成擺設。
如果要讓垃圾焚燒發電達到理想的要求,在我們國家,最好的途徑就是政府運營,焚燒發電廠是政府的,花多少錢也是政府的,而且嚴格按照企業管理的角度去管理,只有這樣才能使焚燒發電廠達到真正的目的,但當地政府要很有錢,我們國家目前還是沒有條件。
三、資源化利用
資源化利用是目前最流行的用語,但任何資源再利用的首要條件是物品單一或者是性質相近,對于生活垃圾的資源化利用,其首要條件是原生垃圾的分類。目前為止,還沒有有效的分類方式正式投入使用,所以資源化利用也只是在簡單分類的基礎上盡量利用罷了。人類要完全資源化利用生活垃圾,就要完全分類它們,這是人類垃圾處理技術的一個門檻,跨過這個門檻,就是一個質的飛躍,垃圾就是廉價的高值原材料了。
三、資源化利用
資源化利用是目前最流行的用語,但任何資源再利用的首要條件是物品單一或者是性質相近,對于生活垃圾的資源化利用,其首要條件是原生垃圾的分類。目前為止,還沒有有效的分類方式正式投入使用,所以資源化利用也只是在簡單分類的基礎上盡量利用罷了。人類要完全資源化利用生活垃圾,就要完全分類它們,這是人類垃圾處理技術的一個門檻,跨過這個門檻,就是一個質的飛躍,垃圾就是廉價的高值原材料了。
人類在不斷的摸索垃圾分類的方法,在簡單分類基礎上的資源化利用也有不少示范點,但真正成功的例子很少,不過,經過人們的不斷探索,資源化利用的路上已經邁出了一大步。
目前的資源化利用,包括二個方面:
1.對已有的垃圾填埋場的利用
l 沼氣發電
就是將垃圾填埋場的沼氣收集后發電,有比較成功的先例,并且也成功申請CDM項目,對生活垃圾填埋場的后處理有比較好的借鑒作用。
l 堆肥
填埋場使用一段時間后,將堆肥化的有機物篩分出來使用。不過這樣堆出來的肥料有比較大的局限性,包括肥料不干凈(含有玻璃石塊等細小無機物)和重金屬方面一般都會超標,只能用于植樹造林或者城市綠化。
2. 處理現有的原生垃圾
處理現有的原生垃圾,由于是及時處理,采用單一種方法處理存在很多弊端,無法實現資源化利用。目前采用比較多的是綜合處理的方法,一般綜合簡單分類、堆肥、焚燒發電或者氣化發電。對于還沒有方法可以將原生垃圾完全分類的情況下,這樣綜合利用已經將垃圾處理技術前進了一大步。有以下優點:
l 將有機物和無機物大致的分離出來,有機部分發酵成肥料,對處理廠的運營有幫助,畢竟肥料可以增加收入。
l 有機物和無機物從垃圾中分離后,剩下的部分,其熱值大幅度提高,降低了焚燒發電或者氣化發電的成本,使垃圾發電基本可行。
不過,由于目前分離垃圾的方法有限,不可能將原生垃圾比較好的分離,在堆肥方面又帶來一定的困難,雖然說通過篩分新鮮垃圾后堆肥的肥料重金屬方面一般不會超標,但這些肥料有致命的特點:肥料不干凈,垃圾中的細小無機物基本上都進到肥料里面去了,特別是有部分小塊玻璃和部分金屬,只能將這些肥料用于植樹和部分綠化,使用范圍太窄了。如果將這些肥料再次深加工,假如是簡單的篩分,效果不是很好;如果將其研磨成粉狀肥料,成本太高,沒有市場競爭力,又不值得,所以垃圾加工的粗肥料使用范圍很有限,也就限制了這個技術發展,只能適合于小城鎮的,而且是山地種植比較廣泛的地區。
但資源化利用還是以后發展的方向,起碼這一技術能回收部分能源,降低垃圾處理成本。采用這樣的技術處理原生垃圾,由于部分處理了垃圾中最致命的有機物,相對單獨填滿或者焚燒發電來說,也是一個飛躍。作為周轉用地?
四、理想處理生活垃圾辦法的探索-水分選法
垃圾是資源,這是全人類垃圾處理行業的共同觀點。不過,垃圾資源化利用的首要條件是原生垃圾的有效分類,簡單分類要實現資源化利用比較困難,就算資源化,也是比較勉強。
面對一堆垃圾,它們又沒有專門的特性,要分類它們,確實是一大難題,所以分類這個檻能跨過去的話,城市生活垃圾的處理問題就解決了,那個時候,垃圾就不是垃圾,而是資源,是產品的原材料。
這里以博羅垃圾綜合處理示范基地為案例進行分析。
這是一種已經進入試運行的新技術,工程坐落在廣東省博羅縣內,它是由中國科學院廣州能源研究所與廣州明亮環保科技有限公司共同建立的廢棄物綜合處理研發平臺基礎上建立起來的示范基地,正在運行此新技術,這一新技術稱為WST(Waste Solution Teleology)。技術主體屬于明亮環保,研發時間超過10年。此技術是通過水作為介質,采用機械方法對原生垃圾進行分類的一項新技術。
水是萬物之靈,有生命的物質,一刻也不能缺少水,無生命的物質,在水的作用下,也會展現出不同的特性。對于城市生活垃圾這種沒有規則的復合體,沒有水的作用,要想徹底分離它們,是萬萬做不到的。能夠想到用水去處理生活垃圾,一只腳就已經進入了這個門檻。
1. 水分選系統的基本原理
水是一種非常好的介質,任何組分的復合體,在水的作用下,基本上都是能夠實現物理上的分離和歸類。就像我們日常中的洗菜、洗衣服、搞衛生,目的都是要實現不同物體的分離,但都必須經過水的作用才能實現。這個千百年來人人都懂的道理,應用到生活垃圾的處理時,也有相同的結果。
在生活垃圾中,不管是什么樣的復合體,無非就是有機物、無機物、塑料袋、扁平物、玻璃瓶、飲料瓶、長條物等,雖然它們堆放在一起時會相互沾粘,在水的作用下都會自動分離和歸類。
2. 實現水分選的工作方法
雖然知道垃圾在水的作用下能分離,但要將它們真正分類還是一個龐大的系統工程,因為生活垃圾很復雜,也因為它的復雜性,才使這項成果花費了十多年的時間。
物理上的分離就要用物理的方法,破袋和篩分是要做的第一件事情,在水的作用下,泥沙通過細細的篩孔,分離了;長條物,通過中間收集桿,也收集了;重物,全部沉底,也收集了;第二件事情,就是將目前垃圾中含量還是比較多的扁平物用氣流吹走,因為它很輕,吹吹就走了;第三件事情,就是在水道水流的作用下,將有機物、塑料袋、瓶子等等物品再次分類。
這是一個綜合的系統工程,解決了垃圾處理的關鍵問題,將垃圾變成了資源,變成了產品的原材料。
3. WST應用的配套技術
由于采用水作為介質,每分類1噸原生垃圾大約需要20噸的水,而且大約有40%的物質在分類過程中會融入水中,水處理就是WST技術應用中需要解決的配套問題。不過,此類污水處理的技術有相對完善的技術和設施,只是采用何種污水處理比較合適,才可以達到最大的資源化利用和降低運作成本,比如,采用沼氣的方式處理等等。這是個需要優化銜接的課題。
最為理想的配套技術,是將垃圾分類后,塑料類物品全部用于煉油,將其變成柴油和汽油,解決石化能源的危機;有機物類物質,產生沼氣后發電,既減輕了污水處理,又能將其直接變成能源,沼氣渣直接用于制有機肥;高熱值部分,用于氣化發電或者焚燒發電,或者直接供應給發電廠等燃煤大戶使用。這樣就可以將垃圾完全資源化利用,實現整個資源的大循環。
4. WST技術的局限性
任何的技術都不是萬能的,WST技術也有它的局限性,表現對生活垃圾組分方面有要求,只能處理人們日常生活中每天都丟棄的生活中的垃圾,與部分人想象的生活垃圾有區別。對于偶爾丟棄的生活垃圾有局限性,如大石塊、電器、家具、樹枝、籮筐、棉胎等大件物品。
5. WST技術展望
任何一個難題,人類都能夠攻克,一旦跨過這個門檻,就不再是難題,水分選技術(WST)既然能夠將生活垃圾完全分類,就能成為生活垃圾處理的通用標準技術,千百年來給人們生活帶來無限困惑的生活垃圾問題將會慢慢消失。
WST技術的誕生,將會給生活垃圾終極處理帶來一場徹底的變化!
五、城市生活垃圾的理想處理模式
資源化利用是城市生活垃圾處理的最理想模式,有效分類是資源化利用的前提,人類最理想處理城市生活垃圾模式如下:
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這里僅僅是個開始,在這和平年代,環保產業將推動社會的發展,城市生活垃圾處理的產業鏈也是非常龐大的,特別是采用了WST技術后,垃圾終將變成資源。
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