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固体废物污染治理

有449人浏览 日期:2012-08-13放大字体  缩小字体

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,使固体废弃物的排放量猛增,据估计,全球每年新增固体废弃物大约100亿吨,人均2吨。日益增长的固体废弃物给环境带来很大危害。已成为影响环境污染的主要因素之一。
 
      (一)固体废弃物的概念及分类
 
      固体废弃物,通常指人类在生产与生活过程中所扬弃的各类固体物体和泥状物质。事实上,废弃物是一个相对概念,不存在任何绝对的废物。往往一种过程中产生的废弃物,可以成为另一个过程的原料。随着时间的推移和技术的进步,人类所产生的废弃物将愈来愈多地被转化为新的原料。固体废弃物可以按不同的方式进行分类。按其组成可分为有机废物和无机废物;按其形态可分为固体(块状、粒状、粉状)和泥状的废弃物;按其来源可分为工业废弃物、矿业废弃物、城市垃圾、农业废弃物和放射性废弃物等;按其危害特性可分为有害和无害废弃物。就拿城市垃圾城市的污染来说吧,在18世纪中叶,世界人口仅有3%住在城市。到1950年,城市人口比例占29%。1985年,这个数字上升到41%。预计到2025年,世界人口的60%将住在城市或城区周围。这么多人住在或即将住在城市,而城市又是人口高度集中、环境被大大人工化的地区,城市垃圾所产生的污染极为突出。产生垃圾一般是指城市居民的生活垃圾、商业垃圾、市政维护和管理中产生的垃圾,而不包括工厂所排出的工业固体废物。产生垃圾的数量在全球范围内是惊人的。1980年,美国处置的城市垃圾为160×106吨,日本处置的城市垃圾为43.9×106吨,原联邦德国为32.6×106吨,英国为16.0×106吨,法国为15.5×106吨,意大利为14.0×106吨,加拿大为12.6×106吨。一般来说,城市生活水平愈高,垃圾产生量愈大。在低收入国家的大城市,如加尔各答、卡拉奇和雅加达,每人每天产生0.5-0.6千克垃圾,在中等收入国家的大城市,这个数字是0.5-0.8千克,在工业化国家的大城市,每人每天产生的垃圾通常在1千克左右,表4-2反映了这种情况。垃圾是人类活动的产物。人们在享受衣食住行的同时产生了生活垃圾,在生产社会需要的产品的同时产生了工业垃圾。最新统计表明,发达国家每人每日生活垃圾产生量竟高达1.5千克。
 
城市垃圾产生量表
 
城市或国家                   〔kg/人·d〕 
工业化国家的城市
纽约(美国)                        1.80 
汉堡(德国)                         0.85 
罗马(意大利)                      0.69 
中等收入国家或地区的城市 
新加坡                               0.87 
香港                                  0.88 
突尼斯(突尼斯)                    0.56 
麦德林(哥伦比亚)                 0.54 
卡诺(尼日利亚)                    0.46 
马尼拉(菲律宾)                    0.50 
 
    这么多的城市垃圾每天产生出来,如果它们得不到充分和有效的收集和处理,便会产生种种恶果。垃圾随意弃置,会严重破坏城市景观,造成人们心理上的不快。更为严重的是,未收集和未处理的垃圾腐烂时会滋生传播疾病的害虫和昆虫,如苍蝇、蚊子、蟑螂、老鼠大量滋生,肆虐成灾,居民就无法继以为生。如果污染海港、河
流、湖泊、池塘和地下水,香港就会变成臭港。 垃圾中的干物质或轻物质随风飘扬,会对大气造成污染。如果垃圾随意堆积在农田上,还会污染土壤。此外,垃圾中含有汞(来自红塑料、霓虹灯管、电池、朱红印泥等)、镉(来自印刷、墨水、纤维、搪瓷、玻璃、镉颜料、涂料、着色陶瓷等)、铅(来自黄色聚乙烯、铅制自来水管、防锈涂料等)等微量有害元素,如处理不当,就有可能随雨水渗入水网,流入水井、河流以至附近海域,被植物摄入,再通过食物链进入人的身体,影响人体健康。
 
(二)固体废弃物的处理
 
    固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。目前采用的主要方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。
(1)压实技术 压实是一种通过对废物实行减容化,降低运输成本、延长填埋场寿命的预处理技术。压实是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法。如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。适于压实减少体积处理的固体废弃物还有垃圾、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理,某些可能引起操作问题的废弃物,如焦油、污泥或液体物料,一般也不宜作压实处理。
(2)破碎技术 为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形尺寸减小,预先必须对固体废弃物进行破碎处理。经过破碎处理的废物,由于消除了大的空隙,不仅使尺寸大小均匀,而且质地也均匀,在填埋过程中更容易压实。固体废弃物的破碎方法很多,主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等,此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。
(3)分选技术 固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段,通过分选将有用的充分选出来加以利用,将有害的充分分离出来;另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离。分选定基本原理是利用物料的某些性质方面的差异,将其分选开。例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离;利用粒径尺寸差别进行分离;利用比重差别进行分离等。根据不同性质,可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选。分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。
(4)固化处理技术 固化技术是通过向废弃物中添加固化基材,使有害固体废弃物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程。理解的固化产物应具有良好的抗渗透性,良好的机械特性,以及抗浸出性、抗干─湿、抗冻─融特性。这样的固化产物可直接在安全土地填埋场处置,也可用做建筑的基础材料或道路的路基材料。固化处理根据固化基材的不同可以分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶质固化等。
(5)焚烧和热解技术 焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。好处是把大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加,采用焚烧方法处理固体废弃物,利用其热能已成为必然的发展趋势。以此种处理方法固体废弃物,占地少,处理量大,在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效
果。欧洲国家较早采用焚烧方法处理固体废弃物,焚烧厂多设在10万人口以上的大城市,并设有能量回收系统。日本由于土地紧张,采用焚烧法逐渐增多。焚烧过程获得的热能可以用于发电。利用焚烧炉发生的热量,可以供居民取暖,用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点,例如,投资较大,焚烧过程排烟造成二次污染,设备锈蚀现象严重等。
热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(500-1000C)加热,使之分解为气、液、固三类产物。于焚烧法相比,热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建投资少。
(6)生物处理技术 生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化。种种技术可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料,还可以用来从废品和废渣中提取金属,是固体废物资源化的有效的技术方法。目前应用比较广泛的有:堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。
 
    对于因技术原因或其他原因还无法利用或处理的固态废弃物,是终态固体废弃物。终态固体废弃物的处置,是控制固体废弃物污染的末端环节,是解决固体废弃物的归宿问题。处置的目的和技术要求是,使固体废弃物在环境中最大限度地与生物圈隔离,避免或减少其中的污染组成对环境的污染与危害。
    终态固体废弃物可分为海洋处置和陆地处置两大类。
(1)海洋处置 海洋处置主要分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。海洋倾倒是将固体废弃物直接投入海洋的一种处置方法。它的根据是海洋是一个庞大的废弃物接受体,对污染物质能有极大地稀释能力。进行海洋倾倒时,首先要根据有关法律规定,选择处置场地,然后再根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、处置废弃物的种类及倾倒方式进行技术可行性研究和经济分析,最后按照设计的倾倒方案进行投弃。远洋焚烧,是利用焚烧船将固体废弃物进行船上焚烧的处置方法。废物焚烧后产生的废气通过净化装置与冷凝器,冷凝液排入海中,气体排入大气,残渣倾入海洋。这种技术适于处置易燃性废物,如含氯的有机废弃物。
(2)陆地处置 陆地处置的方法有多种,包括土地填埋、土地耕作、深井灌注等。土地填埋是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项处置技术,它是目前处置固体废弃物的主要方法。按法律可分为卫生填埋和安全填埋。卫生土地填埋是处置一般固体废弃物使之不会对公众健康及安全造成危害的一种处置方法,主要用来处置城市垃圾。通常把运到土地填埋场的废弃物在限定的区域内铺撒成一定厚度的薄层,然后压实以减少废弃物的体积,每层操作之后用土壤覆盖,并压实。压实的废弃物和土壤覆盖层共同构成一个单元。具有同样高度的一系列相互衔接的单元构成一个升层。完整的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的。在进行卫生填埋场地选择、设计、建造、操作和封场过程中,应该考虑防止浸出液的渗漏、降解气体的释出控制、臭味和病原菌的消 除、场地的开发利用等问题。安全土地填埋法是卫生土地填埋方法的进一步改进,对场地的建造技术要求更为严格。对土地填埋场必须设置人造成或天然衬里;最下层的土地填埋物要位于地下水位之上;要采取适当的措施控制和引出地表水;要配备浸出液收集、处理及监测系统,采用覆盖材料或衬里控制可能产生的气体,以防止气体释出;要记录所处置的废弃物的来源、性质和数量,把不相容的废弃物分开处置
 
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