生活垃圾好氧堆肥技术的研究论文

浅论~~市生活垃圾资源化 摘 要：通过对~~市生活垃圾产量、成分及处置现状的分析，提出生活垃圾的资源化，并阐述了~~市生活垃圾资源化的潜力，给出生活垃圾资源化措施的见意，对~~市生活垃圾资源化处理方案的制定具有一定的参考及指导意义。 关键词： 城市生活垃圾；资源化；分类收集 城市生活垃圾是人们日常生活中的或为日常生活服务过程中所产生的废弃物，若处理得当，可以是一种资源。城市生活垃圾资源化就是将生活垃圾变废为宝，使其转化为肥料、能源等造福于人类[1]。~~市自1992年建成洪河特种垃圾焚烧厂，其垃圾无害化处理工作已全面实施，至2004年成都市生活垃圾无害化率达到97.51%，中心城区为99.18%[2]，只是资源化至今仍是空白。~~是我国著名的历史文化名城，西南地区重要的商贸、金融、科技中心、交通和通讯枢纽，研究与推广生活垃圾的资源化，对于其环境保护和经济发展都具有重要的现实意义。 1~~市生活垃圾的现状 1.1~~市生活垃圾的产量 城市生活垃圾是城市的代谢产物，随着经济的发展，人民生活水平的提高，~~生活垃圾产量呈现出逐年增加的态势。至2005年未[2]-[3]： ~~市生产总值是2371.01亿元，在全国15个副省级城市中，仅次于广州、深圳、杭州，居第四位；~~市总人口为1082.03万人，市区总人口为482.07万人，在全国特大城市中，人数仅次于重庆、北京、上海，居第四位；中心城市垃圾产量为3400吨／日。与1996年相比，十年间GDP增长了207.01％，总人口增长了10.33％，市区人口增长了52.02％，中心城区垃圾日产量增长了80.08％。平均每年垃圾日产量增长了8.08％左右。 1.2~~市生活垃圾的成分 随着垃圾产量的变化，~~市生活垃圾成分也发生了很多变化。以下给出了~~市中心城区近十年内生活垃圾成分曲线图[2]。 从图1可以看出，~~市生活垃圾的特点是：有机物成分含量高、特别是可燃烧有机物含量至2004年已达到78.04％[2]，无机物逐渐下降，可回收物逐年增加，这些变化特点为成都市生活垃圾资源化带来了机遇。 图1 ~~市生活垃圾各成分历年所占比例 1.3~~市垃圾的处置现状 ~~市现行的垃圾收运模式是混合收集。除医院、涉外宾馆等产生的大约30t特种垃圾被运往洪河特种垃圾焚烧厂焚烧处理外，其余全都生活垃圾被运至距市区34.5公里的~~固体废弃物卫生处置场作卫生填埋处理[2]。该填埋场一期工程于1993年建成，投入使用至今已经饱和，二期工程2003年峻工。两期工程共耗资2.72亿元，设计库容3209万立方米，计划使用30年。由于处置场距市区远，运管费用高，且垃圾产量大，处理方式单一，对~~市这样一个人口密度大、用地紧张的特大城市来说，当填埋场库容再次饱和时，又不得不寻找新的用地来消纳与日俱增的生活垃圾。因此，生活垃圾资源化处理是其唯一出路。 2~~市生活垃圾资源化处理的潜力 城市生活垃圾的资源化处理是指对城市生活垃圾进行仔细分类，然后根据分类后的垃圾的不同性质分别采用适宜的方法处理，使不同种类的垃圾均能加以利用，从而真正做到城市生活垃圾的减量化、地害化和资源化[4]。对于分类后垃圾的处理，最有效的资源化途径是堆肥、焚烧以及卫生填埋的沼气回收利用。~~市生活垃圾资源化技术研究在国内起步较早，对分类收集、焚烧、堆肥、卫生填埋方面都有一些自已的经验、研究成果及总结，另外关于生活资源化有国家相关政策的支持[2]。所以~~市走生活垃圾资源化处理道路有巨大潜力。 ~~市早在64年就开始进行生活垃圾分类收集的尝试，83年11月又在市内四个文明街区试行分类收集，为~~市以后的生活垃圾分类收集的研究积累了宝贵的经验。 焚烧处理是指在高温条件下[5]，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而稳定的固体残渣。其中燃烧气可作为热源回收利用热能。~~市环卫科研所从1988年开始进行城市垃圾焚烧实验及焚烧炉研制工作，并自行建成LTF-03垃圾焚烧炉，于93年用于洪河特种垃圾焚烧厂试行至今，运行状况良好。1998年，市环卫部门开始了《~~市生活垃圾焚烧发电技术研究》课题，在LTF-03的基础上，完成了SHNB垃圾焚烧发电锅炉技术方案。该技术在国内处于领先水平，与引进国外同类设备相比，可减少投资60％以上，节约资金，适合成都这样一个资金并不充沛的西部大开发城市。 堆肥技术是将有机垃圾送入机械消化机中[6]，利用自然界广泛存在的微生物，在好氧和厌氧条件下降解垃圾中的有机质，并发酵转化产生可被农作物吸收的腐殖质，成为农作物的营养，变废为宝。~~市环卫部门于1986年8月承担了《城市有机生物质垃圾系统处理工程技术》的研究课题。该项课题在发酵工艺、沼气利用、肥料试制及肥效实验方面取得了显著成果，并将这些先进工艺、技术在~~等地的垃圾处理工程中也得到了实际应用，被国家环保总局定为国家环保示范工程项目的都~~垃圾堆肥处理厂就是该工艺技术的继承和发展。1999年4月，市环卫部门又进行了《~~市200T/d生活垃圾制有机肥示范工程可行性研究》课题的研究，该研究达到了国内先进水平，报告中提出的采用堆肥、磷矿为原料生产有机肥的方案，为垃圾堆肥出路提供了新的选择，有利于促进垃圾堆肥的发展，为~~市生活垃圾堆肥资源化方面提供了强有力的技术支持。 八十年代以来，~~市根据本地得天独厚的自然资源条件，在城区大力提倡使用清洁能源，使我市城区居民生活用气普及率居全国首位，2004年未已达到94.9％[2]。城区垃圾中易腐有机物含量增大，2004年未城区生活垃圾中有机物达50.31％，热值在5631.65KJ/Kg，另外成都市土壤的特点是富氮贫磷，因此~~市已具备作焚烧和焚烧处理的基础条件[2]。结合以上两种垃圾处理方式的技术研究水平，所以在实施生活垃圾分类收集基础上，~~市生活垃圾焚烧发电和堆肥的资源化技术前景广阔。 关于卫生填埋，~~市目前已建成了国内较高水平的固体废弃物填埋场。若将填埋垃圾产生的沼气进行回收，可以得到一种宝贵的能源。针对卫生填埋技术，考虑到传统的厌氧填埋方式存在种种弊端，所以~~市环卫科研所与西南交通大学于2003年9月开始研究目前世界上比较先进的、在国内还没正式应用的垃圾填埋技术——准好氧填埋技术。该项技术完全符合我国有关城市垃圾处理“减量化、资源化、无害化”的原则，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，改善环境卫生条件，大大加速了垃圾的降解，垃圾降解稳定时间大约在2年左右，而一般厌氧填埋的稳定时间在10年以上，甚至长达几十年，又由于准好氧填埋是通过自然通风来达到垃圾快速降解之目的，所以节约处理成本，每吨垃圾的处理费用仅为传统厌氧填埋的83％[2]。所以~~市目前已具备填埋产沼的各项配套技术、设施，卫生填埋产沼资源化处理方式前景也是广阔的。 2.3政策支持 中央实施西部大开发政策，是建国以来西部地区面临的前所未有的发展机遇。国家拟继续增加对基础设施建设项目投入，并制定了向西部地区倾斜的政策和措施，还将进一步研究、制定有关垃圾资源化利用的价格、投资、财政、信贷等方面的优惠政策。~~市作为西部中心城市，在全国经济发展战略位置上居于“三中心、两枢纽”的重要地位，可以优先享受国家有关加快西部地区发展的各项优惠政策。

1 社会主义与谐社会必然是人与自然与谐的社会人与自然与谐相处是社会主义与谐社会的基本特征之一, 构建社会主义与谐社会, 要正确处理人与自然的关系。如果无限制地掠夺自然, 会造成资源的枯竭, 森林的破坏与减少, 土地的退化、荒漠化与沙漠化,水资源的减少与污染, 最终导致人类生产与生活环境的恶化, 这样不仅实现不了发展的目标, 还会使地球变得不再适合人类生存,最终引发人与人之间的矛盾与冲突, 人与人、人与社会的与谐也就无从谈起, 构建社会主义与谐社会更无从谈起。所以人与自然的与谐, 是与谐社会的必然要求, 确保人与自然的与谐, 是构建未来与谐社会的重要价值理念。2 可持续发展是实现人与自然与谐的保障人与自然与谐要求在人与自然之间保持平衡与协调, 倡导人与自然的与谐发展,将促使人类重新审视自我、重新评估历史、重新定义幸福, 认识到仅仅发展生产与扩充财富并不等于就是对人类命运的终极关怀,更不等于与人类的进步方向相一致。发展是实现社会与谐的根本之道, 只有最大限度地消除贫困, 才能有效防治许多社会弊端与弥合社会裂痕, 才能实现社会的健康与与谐。但是, 发展生产力, 必须以尊重客观规律为前提, 不能以牺牲资源与环境为代价, 可持续性发展是被当代社会所公认的最佳的发展模式。(1) 可持续发展概念的由来。。。。。。。。。。。。。。。看着铁道旁一串串“白色风景”，小道边一堆堆“众星捧月”，你是否还不以为然、无动于衷呢。其实，垃圾问题已经日益严重，并且开始威胁人类的生存环境。随着经济的迅速发展与城市化进程加快，我国大多数城市承受着城市垃圾带来的巨大的环境压力。中国有668座城市，1998年产垃圾1.4亿吨，且以每年10%的速度增长。而且，还有历年的存量城市生活垃圾60亿吨。绝大多数的城市已经陷于垃圾的包围之中，泛滥的垃圾对城市环境造成严重污染，社会每年要消耗大量的人力物力用于垃圾的清运与处理。以北京为例，每天产生的生活垃圾达1.2万吨，1年产生的生活垃圾约500万吨。如果按北京现有人口1000万计算，平均每人拥有垃圾500公斤；如果500万吨垃圾按照5米高×1米宽的规格沿着北京三环路堆放开去，那么全长48公里的三环路将被这些垃圾整整围绕20多圈。据统计，北京每天扔掉废纸1500吨，废塑料1500-2000吨，快餐盒80万个；废玻璃1500吨。我们似乎已经生活在了垃圾设下的圈套中，垃圾日复一日的包围我们，总有一天，我们将会亲身体验坐井观天的生活。垃圾不仅污染环境，还会堵塞交通，甚至造成事故。因此，垃圾处理刻不容缓。目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分类回收、填埋、堆肥与焚烧4种。1．生活垃圾填埋填埋处理需占用大量土地。同时，垃圾中有害成份对大气、土壤及水源也会造成严重污染，不仅破坏生态环境，还严重危害人体健康。2．生活垃圾堆肥堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类，要求垃圾的有机含量较高。而且堆肥处理不能减量化，仍需占用大量土地。3．生活垃圾焚烧焚烧的实质是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物与无机不可燃物，以形成稳定的固态残渣。首先将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，然后余热回收可供热或发电。烟气净化后排出，少量剩余残渣排出、填埋或作其它用途。其优点是迅速的减容能力与彻底的高温无害化，占地面积不大，对周围环境影响较小，且有热能回收。因此，对MSW实行焚烧处理是无害化、减量化与资源化的有效处理方式。随着人们环境意识的不断增强与热能回收等综合利用技术的提高，世界各国采用焚烧技术处理生活垃圾的比例正在逐年增加。有了这4样法宝，垃圾问题是否便彻底解决了呢？不然！生活垃圾的处理方法还受垃圾组成、自然环境、经济状况等诸多因素的影响。以对城市生活垃圾、粪便等常规垃圾的处理为例。由于该措施直接关系到城市人民的生活，城市的发展，目前已经受到国家与各地政府的高度重视。对常规垃圾处理方法有焚烧发电、卫生填埋、堆肥三种，但是受我国经济水平、垃圾特性等的制约，这三种方法都不适宜在我国大力推广。焚烧发电一次性投资太高，且运行费用高，只适合于经济高度发达国家；卫生填埋占用土地，如果不严格按国际标准实施，将在数年后造成二次污染，后果将更严重；堆肥周期长，肥效低，不能使垃圾彻底无害化，不易被农民接受。直到目前为止，我国仍是以填埋作为处理垃圾的主要方法，但此方法需要占用宝贵的土地资源，而在发达的大城市与沿海地区，人多地少，造成城市垃圾无处可填；堆肥化技术在我国虽有较长的运用历史，并可实现垃圾中可堆腐有机废物的资源化，但是由于我国垃圾采用混合收集，增大了垃圾堆肥的困难，因此导致成本过高质量较低，使用受到限制。有了方法用不了，也的确让人头疼。必须找一条适应我国经济状况的路子，才能彻底有效的打退我国的垃圾大军。就目前来看，只有焚烧技术是一种可同时实现城市垃圾减量化、无害化与资源化的垃圾处理技术。其为上上之选，较填埋，它占地少，效率高；较堆肥，它不会因垃圾的混合而影响到资源的产出。并且，我国已有部分公司掌握了该项技术。不禁有一疑问：是否我们只能用减容来缩小垃圾的影响范围呢？垃圾是否就一无是处呢?这个问题已经为许多人所重视，经过研究发现，垃圾原来也是宝藏。垃圾看似废弃物，其实并不简单。如果能适当的利用，其价值也是十分可观的。目前，我国已有部分公司在处理垃圾方面上入手，处理垃圾，提取资源，真正达到环保盈利两不误。人们利用生活垃圾现在主要有以下几个方面：一、 垃圾焚烧发电 垃圾焚烧处理是目前发达国家常用的城市生活垃圾处理方法之一。由于焚烧处理使得生活垃圾得以彻底的无害化与迅速的减量化，因此成为首选的处理方法。近些年来，热量回收利用技术的迅速发展，使垃圾焚烧时产生的热量可用来产生蒸汽，进而发电，为节约能源、利用再生能源开辟了一个新的途径。垃圾焚烧发电的技术已为北京钠锘环境工程有限责任公司掌握。二、 垃圾堆肥 有机固体废物的堆肥技术是一种最常用的固体废物生物转换技术，是对固体废物进行稳定化、无害化处理的重要方式之一，也是实现固体废物资源化、能源化系统技术之一。堆肥化是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程。北京钠锘环境工程有限责任公司已掌握了技术含量较高的好氧堆肥工艺技术，并在中国四川省宜宾市与中国福建省泉州市的生活垃圾处理厂设计中得到了应用。 在堆肥生产过程中，生活垃圾经过分选，选出其中的动物与植物的遗体及生活垃圾中的厨房剩余物，将其大致筛分破碎后，送入发酵仓，加入微生物菌种后，在富氧情况下进行发酵。发酵产生物经处理后加入适量的氮、磷、钾元素，并经干燥造粒，即得到优质的复合肥。此种肥料经高温发酵，因此符合无害化的要求。 堆肥的用途很广，既可以用作农田、绿地、果园、菜园、苗圃、畜牧场、庭院绿化、风景区绿化、农业等的种植肥料，也可以作蘑菇盖面、过滤材料、隔音板及制作纤维板等。 三、 制作建筑材料 利用垃圾焚烧处理后的残渣制作建筑材料，是垃圾处理资源化的一个重要方面。 在垃圾焚烧处理过程中，垃圾经高温氧化，其中有害的有机物全部转化成无害的、稳定的无机物。残渣中的矿物成分以二氧化硅(SiO2)与三氧化二铝(Al2O3)为主，而且其残渣灼减量小于5%。利用垃圾焚烧残渣可制作经济耐用而又美观的人行道砖，人行道边沿砌块、公路隔离墩，公路护坡砌块等公用事业用混凝土砌块，也可用作垒砌围墙或框架结构建筑的填充墙。将焚烧残渣破碎并按不同颗粒度予以筛分，然后加入一定量的水泥(约为20%)与水，经搅拌后压制成型，不需烧结，仅经自然养护或蒸汽养护即可产生混凝土砌块。调整水泥加入量以及不同颗粒度的组合可得到不同抗压强度的混凝土砌块；涂以彩色面层后，更可制作美观的彩色人行道砖等了。因此，垃圾并不是全部不可再次利用，大部分的垃圾被处理其实属于另一种资源被浪费的方式。在垃圾中，约50%是生物性有机物，约30%-40%具有可回收再利用价值。我国仅每年扔掉的60多亿只废干电池就含7万多吨锌、10万吨二氧化锰……而这么巨大的浪费却是由于个人的随意心理造成的，只是在不经意间，或许你就丢了几十斤的钢板，几吨的煤，几平方米的木材……现在就来看看从我们手指缝里轻易溜走的资源：1．纸篓里的新生命--随手丢弃的报纸、本子、包装纸。 回收利用1吨废纸可再造出800公斤好纸，可以挽救17棵大树，节省3立方米的垃圾填埋厂空间，少用纯碱240公斤，降低造纸的污染排放75%，节约造纸能源消耗40%-50%，而每张纸至少可以回收两次。另外，我们日常丢弃的废织物也可用于回收造纸等。 我国目前的废纸回收率仅为20-30%，每年流失废纸600万吨，相当于浪费森林资源100~300万亩。2．政府的头疼，环保的心病--塑料袋、塑料瓶、一次性塑料餐盒餐具。所有的废塑料、废餐盒、食品袋、编织袋、软包装盒等，利用将废塑料还原成汽油、柴油的技术都可以回炼为燃油；从1吨废塑料中能够生产出700-750公升无铅汽油或柴油。许多废塑料还可以还原为再生塑料，循环再生的次数可达十次。以废餐盒为例，回收后可制成建筑装修用优质强力胶；三只废餐盒就可以做一把学生用的尺子，20个废餐盒可以造出一个漂亮的文具笔筒。从塑料花盆到公园里的长凳，都可以用废餐盒作为原料来生产。 目前我国对塑料袋的回收率不到10%，大多数塑料由于与其他生活垃圾混在一起而无法分离，以致于将可回收的资源与不可回收的资源一起填埋，造成了巨大的浪费。3．破碎的依然可以还原--玻璃瓶与碎玻璃片。 废玻璃回收再造，不仅可节约自然资源，还可减少大约32%的能量消耗，减少了20%的空气污染与50%的水污染。1吨废玻璃回炉再制比利用新原料生产节约成本20%。回收一吨废玻璃对环境与资源的好处是：可以节约石英砂720公斤、纯碱250公斤、长石粉60公斤、煤炭10吨、电400度。回收一个玻璃瓶节省的能量，可使灯泡亮4小时。令人遗憾的是，我国目前的废玻璃回收再造也没能超过10%，其原因依然是玻璃与其他垃圾混合在一起，分离的费用远超过回收的经济价值。4．人们手中所谓的破铜烂铁--易拉罐、铁皮罐头盒、废电池 废罐溶解后可100%地无数次循环再造成新罐，而且，还可制成汽车与飞机等的零件，甚至家具。循环再造 铝罐可节省95%新造铝罐所需的能源，减少95%的空气污染。丢弃一个铝罐就等于浪费半个铝罐的石油。废电池中所含的汞、镉是污染性极强的有毒重金属，但回收电池可提取稀有金属锌、铜与二氧化锰。 目前中国的铁制品回收业相当发达，在专业人员的配合下，铁制品的回收率超过60%，但废旧电池的回收则不容乐观，由于电池中含有有毒金属，所以他的回收保管需要一定的条件，这就使得一些经济不发达地区出现了“集了电池无处送”的情况。5．古老也是一种光荣--落叶杂草、菜根果皮、鸡肠鱼肚、蛋壳鳞毛用于生产我们每天从家里扔出来的垃圾中有40%以上是果皮、蛋壳、菜叶、剩饭等厨房垃圾，这些垃圾是可以用堆肥、发酵的方法处理为有机肥料或饲料的。而这在中国广大的农村就成了一比不小的财富，这些“垃圾”所发酵 产生的沼气可以节约下大量的能源，这些节约下来的购买能源的金钱投入生产便又产生了新的收益。为什么发现了垃圾中的利用价值，我们却不能合理利用呢？目前我国每年可利用而未得到利用的废弃物的价值达250亿元，约有300万吨废钢铁、600万吨废纸未得到回收利用。废塑料的回收率不到3%，橡胶的回收率为31%。可以说大部分都浪费了，推究其原因有以下2点：1． 不是每家公司都能认识到垃圾处理的意义并拥有处理垃圾的技术条件，使得垃圾处理技术只能掌握在少数公司手里，达不到推广发展的效果。2． 现在大部分垃圾是混合垃圾，许多废弃物混于一潭，给提取其中的有利资源造成极大的不便，大大提高了成本，推广就更为困难。假使我们能够将垃圾分类丢弃，这样，就会给处理公司带来很大的方便，生活垃圾处理的普及发展也便不是难事。地球是我们共同的家园，她的环境要靠我们来保护。如果我们能珍惜地球上的每一份资源，并且尽量回收利用，那么地球的宝藏就不会被掏空，我们也就能够拥有一个美丽、干净的地球了！我们期待！我们努力处理生活垃圾！