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[关键词]城市生活垃圾,现状,处理技术,未来发展方向
中图分类号:U284.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0296-01
一、引言
在城市生态系统中人是主体,在整个系统的循环过程中人充当着多重的角色―生产者、消费者以及分解者。城市生活垃圾是城市生态系统的必然产物,如何处理这些产物需要城市建设者们能够参照自然生态物质循环规律以及经济杠杆作用,运用人工生态系统的维持方式最大程度的实现城市生活垃圾的转化与循环利用,让城市生活垃圾能够安全、快速的归还给生态系统。人类的生存、经济的发展与社会的稳定其基础在于资源的循环利用,否则这些生存、发展与稳定将会被破坏,人类社会发展到今天我们应当充分的认识到资源的有限性,如果不能够树立科学的发展观以及循环经济的可持续发展,那么我们的家园将很快走到尽头。当前,对于城市人工生态系统的可持续发展还需要我们进行深入的思考与研究,如何进行城市生活垃圾的处理是其中的关键,城市生活垃圾是什么、城市生活垃圾的处理现状以及技术展望都是下文重点进行研究、探讨的内容。
据相关数据显示,仅仅06年一年我国的660个城市的生活垃圾清运量高达1.5亿吨,且按每年4%的速度激增,各地统计报告数据显示城市生活垃圾无害化处理率达五成,但是实际的调查分析显示我国城市无害化处理设施仅四分之一达标,使得实际无害化处理率不到五分之一。城市生活垃圾的堆放已经严重的影响到了人们的生活环境,危害人们的健康。针对这些现状,我国近年来也加大了相关政策的支持等一系列措施,城市生活垃圾处理虽然得到较大的发展,但是总体而言还存在着发展方向不明朗的现象,适合我国国情的技术路线还未形成,同时却显现出了一些倾向性的问题,严重影响该行业的发展[1]。
2.1填埋处理比例过大,难以满足可持续发展和循环经济的要求。
当前垃圾填埋仍在垃圾处理中占较高比例,高达85%,相应带来以下四点问题:第一,填埋方式消耗了大量的土地资源,长此以往城市很难再找到新的填埋场;第二,填埋易产生大量渗滤液产生严重污染;第三,填埋气体不仅污染大气,还存在安全隐患,且能够进行填埋气资源化利用的填埋场极少;第四,大部分可回收利用资源也进行填埋,无法进行循环利用,此外,对于无害化填埋场的建设存在成本较高的问题。
2.2焚烧处理发展迅猛,一些项目存在隐患和风险。
欧美国家以及日本主要使用垃圾焚烧发电进行垃圾处理,我国也紧随其后,现在已有约50垃圾焚烧厂,同时还有近百个垃圾焚烧项目在建设规划当中。就垃圾焚烧而言在垃圾减量以及热能利用上有明显的优势,但也存在一些倾向性问题:第一,投资及运行成本高,针对1000吨的垃圾日处理量就需投资4-6亿元人民币;第二,较高的上网电价。垃圾发电上网电价要超过每千瓦时0.5元,而燃煤火力发电仅需约0.3元,导致有些企业为收益而过量加煤的现状;第三,焚烧的飞灰没有妥善处理,飞灰含有大量超标的有毒有害物质,必须进行相应的处理,但处理费用较高,每吨处理费达十元至上百元不等。除此之外,我国生活垃圾发热量较低,仅为发达国家的三分之一,不适合进行垃圾焚烧,同时热利用效率方面的技术也有待进一步研究与提高[1,2]。
2.3生物堆肥技术良莠不齐。
我国运用生活垃圾堆肥已经有很长一段时间,但是其效果却不尽如人意。其中较为突出的问题主要是:肥料质量较差、垃圾的分选效率低以及无市场销路。我国对于垃圾的处置管理工作起步的较晚,且长期以来的垃圾清扫等一系列的工作也都由政府一手包办。但是伴随着城市化脚步的加快以及人口的不断增加,使得政府这种一手包办的管理模式的弊端越来越明显,城市生态环境问题正是由于城市垃圾的暴露而显现出来。混合收集垃圾一直以来都是我国大多数城市进行城市垃圾收集的主要方式,仅仅有极少数的城市推行并实施分类垃圾的收集。就分类收集的实施本身而言,受到诸如资金、公众意识以及政策等因素的严重影响,导致分类收集无法真正实施,使得无害化的垃圾处理程度低,垃圾的循环利用低。虽然早在上世纪八十年代以来,我国就开始形成城市生活垃圾管理体制,但是就实施情况而言仍然是一种对于计划经济管理体制的延续而已,因此时至今日仍然还存在着一些有待解决的问题[3]。
三、城市生活垃圾处理技术的展望
3.1城市生活垃圾的四种处理方式的比较。
城市生活垃圾的四种处理方式分别是:卫生填埋法、堆肥法、焚烧法以及综合处理法,它们有各自的显著特点。卫生填埋法的优点是投资小、成本低,其缺点在于占地面积大,选址要求严格,存在二次污染对水资源以及大气具有一定的隐患;堆肥法的优点是运营成本低且技术成熟,缺点在于只可处理易腐的有机物,针对当前城市生活垃圾的多样性,可以将此法与其他技术结合使用可以更好的发挥它的作用;焚烧法优点是垃圾减量以及热能利用,其缺点是投资大、成本高,实际的热能回收技术不成熟,生产运营经济负担较大;综合处理法是事先将城市生活垃圾按照易腐物、易燃物等进行有效的分类,然后再将分类后的易腐物进行堆肥处理、将可燃物进行焚烧处理、将剩下的进行填埋处理,这样一来垃圾就可以得到最大程度上的充分处理,达到了垃圾处理的资源化、无害化以及减量化[3]。
3.2城市生活垃圾处理技术展望。
当前我国在城市垃圾处理上还是以卫生填埋法为主要处理方法,其他的三种处理方法还未得到较好的发展。但是近年来我国经济发展迅速、城市化步伐加快,加上人口的快速增长使得城市生活垃圾也急剧增长,卫生填埋法由于对选址要求苛刻以及占地面积大等问题,使得其已经无法再满足人们生活垃圾的增长速度与巨大的垃圾处理需求量了。上面通过四种垃圾处理方法的比较可以明显看出它们的特点,我们发现在诸多垃圾处理方式中综合处理法的效果最好,虽然它还存在着投资大、成本高的问题,但是它能够实现垃圾处理的资源化、无害化以及减量化。未来的城市生活垃圾处理方法中综合处理法也必将成为我国城市垃圾处理的发展重点,由于国家的重视和人民的环保意识的不断提升,垃圾处理技术会不断的提高,在综合处理法下的城市会展现出它经久不衰的美丽与健康[3,4]。
四、总结
总而言之,随着我国城市不断的发展以及人口的不断增加,城市生活垃圾的产生并逐年增长的现状是无法改变的。但如何进行城市生活垃圾的处理却是可以改变的,我们应当不断的提升自己的环保意识,同时运用先进的垃圾处理技术,那么我们的城市会依然保持美丽、健康。
参考文献
[1] 张乐观,朱新锋.我国生活垃圾的处理现状及发展趋势.工业安全与环保,2006,32(9):37-40.
关键词:垃圾处理技术;循环经济;优化
中图分类号:R124.3 献标识码:文章编号:2095-2104(2013)1-0020-02
前言
目前,随着社会的进步发展我国垃圾的堆存总量也呈现出迅猛的增长趋势,全国大多数城市都陷入了垃圾的包围圈之中,而且这些垃圾正以每年8%-10%的速度继续增长着。尤其是我国的大型城市,垃圾日产量已经突破上万吨。迄今为止,我国大多数城市的垃圾依然以填埋和露天堆放为主,不仅占用了大量的土地资源,也对我们的生存环境造成了二次污染,因此,使用什么样的垃圾处理技术来妥善处理垃圾问题成为当前环卫建设的头等大事。本文主要运用循环经济理念对现如今使用的垃圾处理技术进行比较分析,并针对这些技术的不足之处进行优化,一起为我国环卫事业的发展尽一份绵薄之力。
1我国垃圾处理技术现状
目前我国的垃圾处理技术主要有三种:堆肥技术、填埋技术和焚烧技术。具体来说:首先,堆肥技术。堆肥技术主要是在适宜条件下,利用自然界广泛存在的微生物的新陈代谢作用进行自我殖质。这一技术比较适合处理容易腐烂变质且可降解的有机物质含量高的垃圾。堆肥技术实际上就是对垃圾的一种资源回收利用,而且处理成本也不高,具有资源化和无害化的特征,是当前处理易分解的有机垃圾最适宜、最有效的技术手段之一。但是,堆肥技术也有明显的缺点,其不能够处理无机物和不可腐烂的有机物,堆肥技术减容、减量以及无害化的程度比较低。因此,如果仅仅依靠堆肥技术来处理生活、生产中产生的垃圾是无法彻底解决垃圾问题的。目前我国广东省一些地方正在使用一些简单的垃圾堆肥技术,也产生了一定的效益,但是与真正意义上的垃圾堆肥技术仍有很大差距。其仅仅是将生活、生产垃圾填埋,然后自然发酵,等若干年后,将不易腐烂的物质从发酵物里面筛出去,然后做肥料。事实上,这样发酵过后的肥料对农作物、树木以及蔬菜等是具有很大危险性的。虽然很多不易腐蚀的物质已经剔除出去,但是在垃圾中有机重金属含量会很高,这些是很难从垃圾中筛出去的。如果这类物质与易腐蚀有机物一起埋于地下,发酵出的有机肥必定有很高含量的重金属,如果用于施肥,种出的食物必定会危害人们的身体健康。
其次,填埋技术。这一技术可以处理所有的垃圾,然而垃圾填埋会占用很多土地,也会造成二次污染。例如,垃圾堆放后产生的臭气会对周围造成空气污染;垃圾渗出液会对地下水和土壤造成水污染和土地污染;发酵过后的甲烷气体为火灾、爆炸带来隐患,气体排放到大气中也会造成温室效应。近些年来,我国许多城市已经发现了垃圾处理的重要性,纷纷建立了具有较高水平的卫生填埋场,对解决二次污染问题取得了一定的成效,但是填埋场的投资量大、运行费用高、处理能力有限,一旦服务期满以后需要投入更多的资金建设新的填埋场,对土地资源也是一种浪费。而且,远离城市的填埋场也会增加更多的运输费用。随着我国垃圾填埋处置标准的逐步提高,垃圾填埋成本也会越来越大。
最后,焚烧技术。这一技术是符合无害化、稳定化、减容化等垃圾处理原则的有效方法。垃圾焚烧过程分为三个阶段:干燥、燃烧、烧透。在燃烧过程中产生的热量可以用来发电,从而实现垃圾能源化处理。但是,如果不能很好的把握焚烧条件,就会存在烟气污染的可能性,而且焚烧技术需要很大的资金和设备投入。目前,经常采用的焚烧技术是流化床焚化炉,其内壁采取水墙式结构,具有物料焚烧彻底、焚烧稳定以及良好的热回收等特点。不仅能够适当的解决能源危机问题,也能够减少不必要的占地。当前世界上许多工业发达的国家都广泛采用焚烧技术,但是许多氮化氢、氰化氢等有害气体随烟尘排出到空气中,对垃圾焚烧厂周围造成了严重的大气污染。
2 循环经济理论下,垃圾处理技术的优化方式
循环经济模式是以资源的高效利用和循环利用为目标,以能量梯次使用和物质闭路循环为使用特征,以“资源化、减量化、再利用”为原则,按照自然生态系统物质循环的经济模式。盲目的使用不同类型的垃圾处理技术只会造成二次污染,通过上述对各个垃圾处理技术特点的分析,比较理想的处理方式是利用各种技术的优势,综合配套。在对垃圾进行分类收集的基础上,将可利用的垃圾回收再利用;将不可回收利用且不宜制肥,但是可以焚烧的垃圾直接焚烧;将不宜制肥且不宜焚烧的垃圾直接填埋;将经过发酵处理后可以制肥的垃圾生产成肥料产品。垃圾处理已经开始由单项处理向综合处理方向发展。
2.1垃圾分类收集是优化垃圾处理技术的前提
垃圾处理之前,首先要做的是将垃圾分类,不同的垃圾有不同的处理方式。混合处理会对原本可以回收利用的垃圾造成污染。垃圾一般要按照成分、利用价值、属性以及对环境的影响等因素进行分类。这可以为垃圾回收与后续处理带来方便。我国可以通过磁分离、重介质分离、风力分离以及光分离等多种分离技术设计和制造分选设备,将不同类型的垃圾分离开。
2.2 大胆开发和采用堆肥新技术
经过多年的努力,我国堆肥技术已经从传统经验型向现代化垃圾堆肥处理技术转变。在堆肥发酵过程中,要合理的调配垃圾原料成分,增加锅炉灰、粪便、有机物垃圾等,将垃圾充分发酵,并提高垃圾肥的肥效。与此同时,可以采用“破袋彻底筛分出肥料”的思路,在进料的环节安装破袋设备,在粗肥以后的筛分工序中增加破碎机器设备,以解决肥料的粒度问题。
2.3 填埋技术要不断向高、新标准看齐
卫生填埋处理技术作为垃圾处理最传统的一种方法,在目前的垃圾处理中依然占有很大的比例。因此,如何让填埋更加环保、减少污染成为了填埋技术最需要考虑的事情。例如,我们可以将垃圾填埋场旧场的垃圾内部埋管收集沼气,然后通过焚烧进行发电;在垃圾填埋场新场使用 HDPE 膜覆盖垃圾填埋地的底部,以防止垃圾渗沥液渗入到地下,污染地下水;新场区内建设垃圾渗沥液处理站,将收集来的渗沥液集中进行处理等。实行填埋新技术的最终目标:不仅能够尽快恢复填埋场周边生态环境,更能够提高土地附加值。
2.4 垃圾焚烧技术的选择
目前,世界各地不同规格、不同型号的垃圾焚烧炉不下百种,笔者认为,符合循环经济理念的焚烧方法有两种:高温焚烧法、流化焚烧法。高温焚烧法主要应用于固定床焚烧炉,其主要使用的设备是焚烧炉排,在实际操作过程中,可选用的炉排形式有很多种,其中包括顺推阶梯式炉排、逆推式炉排等。流化焚烧法则主要是利用劣质煤洁净燃烧技术,采用内循环流化床或者异重流化床焚烧处理垃圾的新技术。对与炉排炉和流化床这两个在焚烧发电工艺中极具竞争力的技术,炉排炉工艺技术十分成熟,而且单炉处理规模比较大,流化床垃圾焚烧设备为国内研发,项目投资费用相对会比较低。对于大型城市来说,如果财力允许,垃圾焚烧发电可以采用目前比较成熟的炉排炉焚烧技术。
3 总结
随着我国社会主义建设的不断推进,对城市环境卫生以及市容市貌建设也提出了更高的要求。然而,伴随社会进步而来的是越来越多的城市垃圾,从而造成了生态环境的严重恶化。现如今如何处理城市垃圾,优化城市环境卫生成为了人们广泛关注的话题。
参考文献:
[1] 倪娜.城市生活垃圾资源化存在的问题与对策探讨[J]. 中国环境管理丛书. 2009(01)
[2] 雷秉亚,安沁生.我国城市生活垃圾处理现状和规划应对[J]. 规划师. 2010(S1)
[3] 江信冬.全面贯彻落实科学发展观 综合处理成都市生活垃圾[J]. 成都行政学院学报. 2008(06)
关键词:城市生活垃圾 现状 无害化处理 措施
前言
在经济的带动下,人们的物质文化生活水平了有了明显的提高,随之所产生的生活垃圾也不断的增加,对环境的污染和人们的健康产生了较严重的影响,同时也制约了社会经济发展的步伐。在社会快速发展的大背景下,城市生活垃圾的处理已远远不能满足当前社会发展的需求,成为一个十分薄弱的环节,所以针对当前城市的生活垃圾,应加大处理的力度,采取各项措施,提高城市生活垃圾无害化处理的水平,保证城市人民的健康和促进城市的可持续性发展。
1 城市生活垃圾无害化处理的现状
随着城市发展速度的加快,城市生活垃圾数量的增加,近些年来,国家出台了若干的法规和政策在城市中具体的贯彻执行,使城市生活垃圾无害化处理的设施及水平都有了较为明显的提高,但由于多方面的因素影响,我国城市生活垃圾的无害化处理水平带处于较低的水准,对城市环境的污染还是十分严重的。
1.1近年来,我国城市生活垃圾无害化处理的设施建设取得了较好的成绩,但对于快速发展的城市来讲,还处于滞后的状态,无法满足对城市持续增长的大量垃圾处理的需要,城市每年仍有较多的垃圾无法得到处理,这些无法处理的垃圾被处置在城市的边缘地带,从而导致整座城市被垃圾所包围,对城市的水源及环境产生了较为严重的影响。
1.2城市生活垃圾集中处理率提高,但无害化处理水平较低。
目前我国大部分城市都相继建立了城市生活垃圾集中处理场,但很大一部分处理场都没有达到合格的标准,无害化处理率还相对较低,同时处理场还存在着没有防渗措施,这样对地下水体及土壤都造成了严重的污染。对于焚烧的垃圾在处理过程中所排放的烟气还没到达到国家规定的排放标准,对大气形成严重的污染,即使部分用于农田施肥用的垃圾,虽然有效的促进了农作物的生长,但在一定程度上对土壤产生了重金属的污染,影响农产品的安全。造成我国城市垃圾无害化处理程度较低的水平有多方面的原因,如历史方面的原因、处理标准严重滞后、没有自主知识产权的无害化处理技术及资金短缺导致的设施不足等。
1.3城市生活垃圾无害化处理水平较低
我国城市生活垃圾无害化处理虽然取得了一定的进展,如能够对于国外的技术和工艺进行消化吸引,循环流化床焚烧炉及堆肥工艺技术的研制成功等都为垃圾的无害化处理起到了关键的作用。但在技术和设施上还较为落后,如许多设施都为国外引进的,在焚烧方面还没有成熟的技术、堆肥方面的技术自动化程度还较低,垃圾处理中的填埋和堆放对土地占有量大,垃圾没有得以很好的利用等。
1.4城市生活垃圾收费政策落实得不够好。
近年来,在城市化发展的带动下,生活垃圾处理也开始向产业化方向发展,为此国家制定了具体的垃圾处理收费政策,但却没有得到很好的落实,真正实现垃圾收费制度的城市还是占有极少一部分,在相当多的城市中还没有开始征收垃圾处理费。造成垃圾收费制度难以落实的原因主要有环卫市场没有形成,对收费的性质无法确定,同时收费标准低,收缴存在较大的困难。
1.5环卫体制改革仍不能适应形势发展需要,产业化发展缓慢。我国的环卫体制改革的推进,在很在程度上使垃圾处理向产业化和市场化方向迈进,但仍无法适应当前社会发展的需要。目前我国城市生活垃圾收集、运输和处理等工作都是由环卫部门来进行的,同时环卫部分又是垃圾处理的主管理部分,这样就存在着政企不分的情况,造成垃圾无害化处理的监管体系不健全,不仅使收费制度难以得到落实,从而还在很大程度上存在着垄断经营,这样就严重的制约了城市生活垃圾无害化处理的产生化发展进程。
2 对城市生活垃圾无害化处理的具体对策
2.1制定相关的城市生活垃圾无害化处理规划
垃圾处理设施建设要坚持减量化、资源化、无害化原则,按照发展循环经济的理念,通过预处理实现水份和有机物的减量,通过分类、分捡、分选等回收利用垃圾中各种有用物质,减少垃圾最终处置量;有条件的地区,垃圾处理设施建设要逐步向资源化方向发展;城市生活垃圾处理设施建设必须达到无害化的要求。各城市政府要组织编制本辖区内城市生活垃圾无害化处理发展规划,结合本地区的资源、环境状况和经济发展水平,在国家政策指导下,因地制宜,多种途径,经济实用选择城市生活垃圾无害化处理工艺技术。
2.2加大资金投入,加快设施建设。
我国各城市对垃圾无害化处理属于公益性事业,这就需要政府加大对城市生活垃圾无害化处理的资金投入,从而使垃圾无害化处理设施的建设有足够的资金支持。所以在现阶段城市生活垃圾无害化处理中,各级政府都应加大投入的力度,从而加快对垃圾处理设施的建设,实行特许经营制度,通过收取城市生活垃圾处理费解决运行费用,逐步实现垃圾处理产业化发展。国家利用中央资金对城市生活垃圾无害化处理设施建设项目给予支持,以调动地方政府的积极性。资金主要用于:城市生活垃圾无害化处理设施建设,包括收集、运输和处理设施等;符合国情的先进处理技术示范工程建设;现有垃圾处理设施技术改造和污染防治设施的完善,提高无害化处理水平;环境监测和环境管理能力建设。各城市政府要切实承担垃圾无害化处理的职责,逐年增加财政投入,以吸引银行贷款和引导社会投资。
2.3组织技术开发、示范,解决关键技术问题。
针对城市生活垃圾处理存在的关键技术问题,组织技术开发、示范和推广,不断提高城市生活垃圾无害化处理水平。重点研究垃圾综合处理技术路线、研究开发垃圾分捡和预处理工艺技术,充分回收生活垃圾中的可用资源,减少最终处置量。组织实施关键技术与装备国产化示范工程,一是垃圾填埋工艺中高性能防渗膜、压实机、渗滤液处理及沼气发电等关键技术与设备(产品)的消化吸收和创新,提高填埋场防渗能力和渗滤液处理比例,有效防止填埋工艺对地下水的二次污染。二是焚烧工艺中炉排炉液压控制技术和炉排生产技术的完善化示范,同时加大垃圾焚烧工艺污染物控制技术的开发,确保烟气、废水等达标排放;在有条件的地区加大循环流化床垃圾焚烧处理工艺的推广力度。三是垃圾生化堆肥无害化处理技术示范,重点解决堆肥恶臭和垃圾肥料的质量问题,最大限度降低垃圾肥料中有毒、有害成分,推广垃圾肥料用于城市园林绿化和速生林生长。
【关键词】垃圾填埋;渗滤液;处理现状;趋势
1 前言
目前卫生垃圾填埋是我国城市垃圾的主要处理方式;其中70%以上都是采取简易填埋方式处理的,这些处理方式对地下水产生一定的污染和潜在的危害。在城市垃圾填埋过程中,由于填埋场的运行和封场等问题,将会从一定程度上导致大量垃圾渗滤液的产生。这些垃圾渗滤液是世界上目前公认的性质复杂、难于处理的高浓度废水,如果不加以处理而进入环境,将会对环境产生重大的污染。
2 垃圾渗滤液的组成及性质
2.1 垃圾渗滤液的组成成分
垃圾渗滤液由于垃圾的种类繁多导致其的成分复杂,根据其主要组成成分大致可分为三大类:
(1)无机污染物,如重金属元素、无机盐离子以及微量元素等,如Cd、Pb、Mg、Mo、Cu等;
(2)有污染物机物,如高浓度的有机酸、醇等有机废液,常以CODcr(化学需氧量)、BOD5(5日生化需氧量)、TOC(总有机碳)等指标来计量。
(3)微生物,垃圾渗滤液中具有着丰富的C、N营养和微量元素,导致大量的微生物产生,如大肠杆菌的有害微生物等。
2.2 垃圾渗滤液的性质
垃圾渗滤液中的有机污染物负荷较高、水质成分复杂,其水质会随着垃圾的组成成分,垃圾含水率,垃圾内部的温度,垃圾埋时间、规律、工艺,以及外界水文、气象条件的变化而变化,尤其是填埋时间和降雨量的影响,随着填埋时间和降雨量的增加,垃圾渗滤液的浓度将渐渐下降。垃圾渗滤液的pH值一般在4~9之间波动,CODcr一般在2000~62000mg/L的范围内变化,BOD5一般在60~4500mg/L的范围波动,重金属浓度等无机污染物和市政污水中重金属的浓度基本相当,微生物等则远高于市政污水中的微生物含量。
3 垃圾渗滤液的处理技术
3.1 物理化学法
物理化学法是指通过物理化学的方法去除垃圾渗滤液中的COD、SS、色度、重金属等影响水质的因素。近年来,国内外的物理化学法主要包括化学沉淀法、吸附法、化学氧化法、反渗透法等。其多用于垃圾渗滤液的预处理或与其他方法联用。
3.1.1 反渗透法
反渗透是一种离子/分子水平的物理分离技术。反渗透是指与自然渗透过程相反的现象,即在外界压力作用下。使溶剂通过半透膜析出的过程。反渗透法处理垃圾渗沥液的原理是利用压力使渗沥液中的水分子透过反渗透膜,把所有污染物质包括氨氮等大于1nm的分子及离子截留。由于截留物质大大增加,反渗透一般经过预处理之后进行,常用混凝絮凝方法作为预处理。反渗透法对COD以及NH3-N的去除可达95%以上,处理后渗沥液的容积减少75%~80%,从而达到处理渗沥液的目的。
反渗透法处理高浓度、高盐份污水已得到广泛应用,在垃圾渗沥液的处理中也已有成熟的运行经验。如1988年德国的schwabach垃圾填埋场首次将反渗透技术运用到垃圾渗沥液的处理中,取得很好地处理效果。1989年在德国建立的1150吨/日的反渗透渗沥液处理系统,2002年扩增为1500吨/日。在韩国渗沥液处理多以反渗透处理技术为主。反渗透工艺因其稳定性、高效性、模块化和易于自动控制等优点,在我国的广州兴丰垃圾填埋场、重庆长生桥垃圾填埋场及北京安定垃圾填埋场都采用反渗透工艺,工程已正常运行,处理效果良好。
3.2 生物法
垃圾渗滤液的BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高、微生物营养元素比例失调等,比较难以处理。因为物理化学法成本比较高,不适合大规模的垃圾渗滤液处理,目前采用的比较多的还是生物法,主要包括好氧处理和厌氧处理。
3.2.1 好氧处理法
好氧生物法主要是利用好氧微生物来去除污水中的BOD、 COD、 氨氮以及一些重金属离子。近年来主要采用的好氧生物法有SBR法、曝气稳定塘法、氧化沟以及生物膜法。
(1)活性污泥处理法
活性污泥处理法分为鼓风曝气即采用一定的措施使空气溶渗滤液中,以供好氧微生物活动;纯氧曝气即采用一定的措施使氧气溶渗滤液中,提高好氧微生物的氧气利用率。运用曝气―活性污泥处理法处理垃圾渗滤液,对垃圾渗滤液中的BOD5、COD以及氨氮都有着较高的去除率。
(2)曝气稳定塘
曝气稳定塘是利用水中的微生物、藻类、水生植物等对渗滤液进行好氧或厌氧生物处理的天然或人工池塘。相对于活性污泥法,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,工程简单,在土地廉价的地区,处理成本极低,是好氧处理中最省钱的。
(3)生物膜法
生物膜法也是常用好氧生物处理法之一,它是指生物膜附着在填料(或滤料、载体)上在有氧的条件下起氧化、还原作用,降解垃圾渗滤液中的有机物。生物膜法过程中污泥量较少,有效解决污泥膨胀的问题,抗水质、水量冲击负荷的能力强,微生物可以在生物膜上长期生长。目前对于渗滤液处理的常用生物膜法主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等方法。
3.2.2 厌氧生物处理法
厌氧生物处理法是利用厌氧微生物对垃圾渗滤液中的有机物进行降解、净化,同时产生甲烷、二氧化碳等气体的过程。厌氧生物处理法通常包括厌氧-好氧生物氧化工艺、厌氧-氧化沟-兼性塘工艺、厌氧-气浮-好氧工艺、UASB-氧化沟-稳定塘等。其耗能少、污泥产生量少、可以降解一些难降解的高分子有机物,但厌氧生物处理过程中对温度和pH的要求比较高,难以达到理想效果。
3.3 物理化学法与生物法组合处理法
垃圾渗滤液由于水质复杂使得单一处理方法不能很好地达到理想的效果。所以宜采用组合处理方法(如MBR)对渗滤液进行处理。
MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统,用膜滤替代传统活性污泥法中的二沉池,可使生化反应器内的污泥浓度从3~5g/L提高到20~30g/L,使反应效率提高,出水无菌体及悬浮物。工艺流程为:渗滤液―调节池―筛网―MBR池―贮存池―出水。
垃圾渗滤液经MBR处理,一般能满足间接排放要求,根据不同情况,后续可用活性炭吸附或纳滤(NF)作深度处理,从而能使大部分盐随出水排出,避免盐的富集带来不利影响。相比物理化学法和生物法单独处理而言,MBR处理工艺获得了较好的处理效果。20世纪90年代在安大略省建成的日处理污水3800m3的MBR装置,运行期间的MLSS浓度为12 000~20000mg/L,MLVSS浓度仅为MLSS的55%~70%。运行9个月以来出水BOD和有机磷的去除率都接近100%。其次,我国峨眉山垃圾填埋场的MBR系统运行以来,通过污泥接种、培养、驯化,以及硝化细菌的强化培养,反应器内的微生物浓度为4 g・L-1,预计最终可稳定在6~10g・L-1范围内,反应器在高容积负荷下运行,无污泥产生。
4 我国垃圾渗滤液的处理现状
我国垃圾填埋处理行业与国外相比起步比较晚,始于上世纪80年代末,垃圾渗滤液的处理工艺也历经了几个不同时期的发展。第一阶段是以北京阿苏卫垃圾填埋场为典型的考虑垃圾渗滤液的特殊水质特性的早期渗滤液处理工艺,主要是采用传统的好氧生物法,处理效果相对较差,效率低。第二个阶段是90年代中后期以深圳下坪垃圾填埋场为典型代表的针对渗滤液的特殊水质采用脱氮、厌氧、好氧相结合的处理工艺,处理、运行效果良好,效率较高,成本低廉。第三个阶段是21世纪后现阶段的各个填埋场所采用的以生物法和物理化学法深度处理相结合的渗滤液处理工艺,提高了渗滤液的排放标准要求,适当的增加了工程成本,处理效果大幅度提升。
5 展望
垃圾渗滤液是一种有毒有害的高浓度有机废水,其成分极其复杂,考虑到比较容易将产生二次污染,从降低工艺成本、提高运行、处理效率、达到国家排放标准。我国地域广阔,垃圾渗滤液的水质受垃圾成分、处理规模、降水量、气候、填埋工艺及填埋场使用年限等因素的影响,具有成分复杂、有机污染物浓度高、氨氮含量高、前后期水质变化大等特点,其可生化性前期较好、随后逐年下降,直至有机物含量降至零,这使得生化类型工艺的应用受到很大限制。为了使系统能在不同时期都稳定运行,最好推广采用物化工艺进行处理。膜生物反应器(MBR)是一种生物技术与膜技术相结合的高效水处理技术,特别适用于高负荷有机废水的处理,可用于垃圾处理厂的渗沥液处理。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内,可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,从而强化了活性污泥的硝化能力,并维持较低的F/M,使剩余污泥产率较小,系统运行也更加灵活和稳定。
工艺流程及特点:MBR处理系统由四部分组成,包括:① 预处理系统;②膜生化反应器MBR系统;③纳滤(NF)、反渗透(R0)系统;④剩余污泥、浓缩液处理系统。
(1)预处理系统。来自填埋场的渗滤液经收集后进人调节池,经回灌处理后提升至袋式过滤器(精度为400ttra),去除较大的颗粒物。
(2)MBR系统。渗滤液经预处理后进入MBR系统,MBR是一种分体式膜生化反应器,包括生化反应器和超滤UF两个单元。生化反应器包括前置式反硝化和硝化两部分,在硝化池中,通过高活性的好氧微生物作用,降解大部分有机物;氨氮一部分通过生物合成去除、大部分在驯化产生的高效的硝化菌的作用下转变成为硝酸盐和亚硝酸盐,回流到反硝化池,在缺氧环境中还原成氮气排出,达到生物脱氮的目的。为提高氧的利用率,采用特殊设计的曝气机构,保证氧的利用率高达35%。超滤uF采用孔径0.03p.m的超滤膜。膜生化反应器通过超滤膜分离净化水和菌体,污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度高达15―30g/L,经过不断驯化形成的微生物菌群,对渗沥液中难生物降解的有机物也能逐步降解。
(3)纳滤及反渗透系统。MBR出水进入纳滤系统,进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮,同时进一步进行脱盐处理,纳滤系统的核心是在通过抗污染浓缩分离膜(卷式有机复合膜),在13bar左右的压力下对污水进行浓缩分离。纳滤采用浓水内循环两段式系统,回收率保证在90%以上,出水COD去除率在75%左右。纳滤出水经清液罐调节后进人反渗透系统,反渗透膜是采用进口的抗污染膜(卷式有机复合膜),其工作压力为23bar左右,浓缩分离出水稳定达标,进人反渗透出水罐临时调节,其余自流排放到贮水池。反渗透同样采用浓水内循环二段式系统,回收率保证在8o%以上,出水COD去除率在80%左右。
(4)剩余污泥、浓缩液处理系统。系统运行中会产生一定量的剩余污泥和浓缩液,为避免引起二次污染,需对其进行无害化处理。剩余污泥定期定量排人污泥池,上清液回流至调节池,污泥经污泥泵回罐填埋场处理;纳滤、反渗透系统产生的浓缩液收集进入浓缩液池,通过液位控制浓缩液回灌泵进行回灌填埋区处理。
参考文献:
[1]李文斌.垃圾渗滤液处理工艺现状浅析[J].城市建设理论研究,2011(27).
[2]郑晓宁.等.垃圾渗滤液的现状及处理工艺[J].科技信息,2012(13).
【关键词】生活垃圾处理;垃圾处理产业化;现状;对策
随着经济和社会的快速发展,我国城市生活垃圾问题变得越来越严重,垃圾围城形势也日益严峻。据统计资料显示,我国每年产生近1.5亿吨城市垃圾(全世界每年产生4.9亿吨垃圾),垃圾增长率达到10%以上(全世界垃圾年均增长速度为8.42%),是世界上垃圾围城最严重的国家之一,引起国家和政府对城市垃圾处理问题的关注和重视。尤其我省城市环境卫生基础设施水平整体上较落后,历史欠账较多,目前还存在许多问题。
一、我省城市生活垃圾处理现状与面临的问题
近年来,国家相继出台了一系列规范和鼓励垃圾处理的法律、法规和政策措施,部分省市还制定了配套实施办法,城市生活垃圾处理工作取得了长足的进步。但是,由于垃圾处理在我省还是一个新兴产业,各项配套的法律、法规和政策还不健全,目前城市垃圾处理仍面临着诸多问题:
1.政策、法律法规体系有待进一步完善。近几年,国家已明显强化了环境污染的立法和政策导向,如《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的修订和《城市垃圾处理及污染控制技术政策》等的出台。但是仍存在立法滞后,鼓励性、引导性政策较少,偏重于收费等问题,我省虽然出台了地方性法规和政策,如《河北省城市污水处理费收费管理办法》和《河北省城市生活垃圾处理费收费管理办法》,但执行力度差;垃圾填埋、垃圾堆肥、垃圾焚烧等技术标准不够完备,政府、企业和个人在垃圾处理中的作用不明确,专业化程度差。
2.垃圾处理基本依靠政府行为,体制本身有待进一步改进。长期以来,我省城市环境卫生行业处于垄断经营状态,政府统管包办,缺乏竞争与活力;加之垃圾处理属高投入、低产出,靠政府补贴维持运营,没有切实可行的产业配套政策,企业无利可图,社会资金和国外资金不愿投入城市垃圾处理设施建设和运营,大大限制了城市垃圾处理行业的发展。
3.垃圾处理技术落后。我省大部分城市垃圾处理的技术水平低,已建的垃圾处理设施大都是简易填埋,不能做到及时覆盖;不具备完善的渗滤液收集和有效处理的设施,填埋气体未加收集和利用,二次污染现象严重。
4.居民环境意识淡薄,思想认识没有根本转变。家庭垃圾随意处置和堆放,各种生活垃圾混装,公共场所即使有分类垃圾箱也往往无人遵守投放。同时,生产垃圾(医药、建筑、园艺、工业、装修等)与生活垃圾混放,垃圾收集设施不健全,垃圾运输工具落后,垃圾分类处理方式也十分粗放。另外,许多人至今仍认为城镇垃圾处理就是政府的事情, 应由政府投资、建设、运营管理, 由政府支付相应的成本。“谁污染、谁付费”的理念和意识还没有深入人心。
二、我省城市生活垃圾处理产业化发展的具体对策措施
基于城市垃圾处理的现状,应大力推进城市垃圾处理产业化的发展。垃圾处理的产业化是以市场为导向,把政府统管的公益转变成政府引导与监督、非政府组织参与和企业运营的企业行为,利用市场机制,调节资本、技术和管理在垃圾处理中的作用,把被分割成源头、中间和末端的垃圾处理产业链整合成一个完整的产业体系。实行垃圾处理产业化可以使政府有限的财力发挥最大的社会、经济、环境效益,并推动垃圾处理及相关产业的发展。当前,推进城市垃圾处理产业化发展,具体可从以下几个方面进行:
1.加快培育垃圾处理的市场化运行机制。建立政府主导,多元化投资,企业动作,环境监管的城市垃圾处理产业化发展机制。打破现行垃圾处理政企不分,垄断经营、非市场化运作的局面,把城市垃圾处理的投资、建设和经营管理的政府行为转变为企业行为。在市场运作的情况下,政府、企业和公众都对垃圾处理承担各自的责任。政府负责宏观的调控,制定促进垃圾处理产业化的法规、政策;企业在经济利益的驱动下处理生活垃圾;通过付费和其它经济手段,增强公众环境意识。
2.加快立法步伐,加大执法力度。推进垃圾处理产业化,不仅需要市场引导,更需要政策支持和国家法律、法规保障。目前我省还缺少财政、税收、建设、工商、环保等方面配套的政策,垃圾处理市场的准入和运行机制也不完善,政府应着力建立健全城市垃圾处理的法规政策体系,进一步明确城市垃圾处理的主体、责任、权力和范围,通过依法行政、科学行政,大力推进城市垃圾处理的规范化和法制化,为垃圾处理行业的自由竞争创造良好的环境。
3.全面推行垃圾处理收费制度,解决资金来源并刺激城市垃圾的减量。全面推行城市垃圾处理收费制度,建立城市垃圾处理投资补偿机制。明确接受服务的客体,政府、公众和所有企事业单位都是接受服务的客体,都应当承担相应的责任和义务,按照规定缴纳垃圾处理费用。并研究选用合理的垃圾收费方案,解决收费率低、收费成本高的问题,切实推行垃圾收费制度。
4.建立技术进步促进机制。积极引进国外先进的技术,并进行消化吸收和创新。各级政府要引导企业走出去,广泛开展技术合作,加强区域技术交流,逐步形成适应我省城市生活垃圾处理的、有自主知识产权的技术和工艺;还需加强专业技术队伍的建设,技术人员需要专业知识面宽,协调能力强。树立尊重人才,尊重知识的观念,允许技术入股,技术分红,对在技术创新、工艺创新、管理创新、体制创新等方面的有功人员实行重奖;对城市垃圾处理的技术改造和先进设备的研制提供财政和信贷的支持,提供税收和信贷优惠政策。
5.加强环保科普教育,提高公民环境保护意识。目前,人们的环保意识普遍不强,乱扔垃圾成为习惯,生活垃圾分类收集步履维艰。要加大宣传力度,加强对环保企业和环保管理人员的培训,提高全民环境意识,使社会公众和企业都能认识到垃圾污染的危害、垃圾处理的意义。
参考文献:
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