城市垃圾处理方法的研究环境保护论文随着经济的发展、城市化进程的加快和人民生活水平的提高,垃圾的排放量迅速增加。每年新增垃圾100亿t。对垃圾泛滥成灾的现实,世界各国的视线已不再仅仅停留在如何控制和消毁垃圾这一老问题上,而是采取积极的态度和有力的措施,着手科学地处理、利用垃圾,将垃圾列为维持经济持续发展的“第二资源”,向垃圾要资源、要能源、要效益。目前,我国历年垃圾堆存量已达60亿t,占用耕地5亿m2。全国为660个,城市中有200个城市陷入垃圾包围之中。以城市人口亿为例,如每人每年产生440 kg垃圾计算,年产生垃圾量为亿t。东莞市厚街镇现有人口7万3千多,是人口大镇。八十年代初期,由于整体经济落后,厚街镇的经济发展状况极差。由于政府管理体制滞后,招商引资的路子越走越窄,根本就没有什么工业,因而就无所谓工业垃圾。况且农村剩余劳动力没能找到一个出路,农村经济水平非常之低令人难以想象。经济是文化意识发展的基础,经济搞不上,人民的意识,特别是卫生意识也是同样的落后,同时政府宣传缺位,投入不足,管理架空等多种原因导致农村生活垃圾处理混乱、随意。九十年代初期,厚街大道上那堆积如山的垃圾曾被报纸曝光过。临溪两旁的居民把垃圾直接倒在溪流里边,公路两旁的斜坡上,到处是随便倒放的垃圾……至于在偏远山区等落后的地方,垃圾随便堆放房前屋后,死鸡死鸭更是随意丢入河中,农药瓶、卫生所的废弃物也是胡乱丢入路旁溪里。在某乡下,有一个顺口溜:“垃圾垃圾随便倒,不用拐弯不用绕,不行就来随地烧,省得拿它到处跑。”这就是当地人们处理垃圾方式的生动写照。后来,虽然政府把垃圾处理承包给了个人,但由于疏于管理,承包者没有真正落实责任,还是无法改变乱放垃圾的现状,东江上游的水资源的质量正经受着前所未有的考验,残酷的事实拷问着人们的道德良心。在此,我们就以厚街这个具有代表性的农村小镇为研究对象,来分析农村生活垃圾处理现状与对策。20世纪50年代到60年代中期,是垃圾污染矛盾激化的年代。60年代中期以后,大体形成了填埋、焚化、堆肥等一系列处置方法。如在美国,垃圾用填埋法处理的占85%,焚化法处理的仅占10%。日本国土不大,填埋法处理的只占,而焚化法处理占的61%。瑞士也是以焚化法为主,占53%。西欧几个国家以填埋法为主,并多为有控制的填埋法。20世纪70年代以来,日、美、英、法等国,由于受资源和能源危机的影响,对废物采取了“资源化”的方针,垃圾、粪便的处理不断向“资源化”的方向发展。尤其对于废物,日本已有的城市开展了从垃圾中分选回收物品的活动,1976年回收废物达3900万t,占当年废物排量的。近年来,有些国家还发展了无机垃圾堆山法,并在垃圾山的表面上种植树木、花草,发展街心公园,起到美化城市的作用。农村生活垃圾的处理问题固有它的历史原因,它受到当地的经济、文化、风俗习惯等方面的制约和影响,,这个问题决不是一朝一夕就能解决的。我们小组共同分析了它的原因:首先是受当地经济发展的落后严重制约,经济是一切的基础,一个大型的垃圾场,要投入几百万,上千万,这就十分需要当地财政的大力支持。其次它还深受当地人们生活习惯的左右,比如,在达山等农村,认为病死的牲畜一定要把尸体投到小溪中,才能把霉气也带走,他们就是不愿把尸体科学的埋在地下啊。第三政府的宣传力度不够或者说根本就没有这方面的宣传,才导致人们卫生意识的落后,因而这与政府领导的重视也密不可分。第四,政府对乱倒垃圾者的处罚力度不够。一些良好的行为习惯最初多是靠罚出来的,如新加坡对随地吐痰的处罚高达500新元,相当于人民币近3000元,谁会愿意为一口痰再花3000元呢?我们相信重罚之下必有好果。其他如政府领导的重视,上级的督促,能否借鉴外地经验等原因这里就不在累述了。原因找到了,就好对症下药。经济方面的原因固然重要,但它不是我们可以讨论和解决的,我们姑且不去考虑。但人们的行为习惯,则是可以通过政府等部门的宣传、教育和强制执行来得以保证。政府可以利用宣传车、广告牌、广播电视等形式来对民众进行宣传、教育、鼓励人们敢于与乱倒垃圾的人和现象做斗争,只有发动全民参与,才能取得较好的效果。此外,良好的习惯还应该从小时候开始抓起,因此,在幼儿园、中小学对孩子尽早的教育,效果肯定是最好的,至于一些不自觉和一些道德败坏者,该绳之以法的,政府和有关部门应决不手软!1 现有城市垃圾处理方法解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。目前主要有填埋、堆肥及焚烧处理三种方法。 填埋处理垃圾填埋历史久远,是普遍采用的处理方法。因为该方法简单、省投资,可以处理所有种类的垃圾,所以世界各国广泛沿用这一方法。从无控制的填埋,发展到卫生填埋,包括滤沥循环填埋、压缩垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。采用填埋处理法,首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位 m以上,并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘土、沥青、塑料薄膜等不透水层。其次,填埋场应设置排气口,使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出,避免发生爆炸。回填后的场地,一般在20年内不宜在其上修建房屋,避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏,但可作绿地、农田、牧场等使用。填埋处理用地,尽量选用天然的或人工挖出的洼地,开发资源后的废粘土坑、废采石场、废矿坑等。将垃圾填埋于坑中,有利于恢复地貌,维持生态平衡,但如果在大面积的洼地、港湾、山谷等回填,则需考虑是否会破坏生态平衡。 堆肥处理堆肥是我国、印度等国家处理垃圾、粪便、制取农肥的最古老技术,也是当今世界各国均有研究利用的一种方法。堆肥是使垃圾、粪便中的有机物,在微生物作用下,进行生物化学反应,最后形成一种类似腐殖质土壤的物质,用作肥料或改良土壤。堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。在生物化学反应过程中,有机物、氧气和细菌相互作用,析出二氧化碳、水和热,同时生成腐殖质。堆肥的关键,在于提供一种使微生物活跃生长的环境,以加速其致菌分解过程,使之达到稳定。堆肥主要受废物中的养分、温度、湿度、pH等因素的控制。根据堆肥原理,可分为厌氧分解与好氧分解两种。厌氧分解需在严格缺氧条件下进行,厌氧微生物分解生长较慢,故不多用。好氧分解过程可同时产生高温,可以杀灭病虫卵、细菌等,我国主要采用好氧分解法。堆肥技术的工艺比较简单,适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理,可对垃圾中的部分组分进行资源利用,且处理相同质量垃圾的投资比单纯的焚烧处理大大降低。堆肥技术在欧美国家起步较早,目前已经达到工业化应用的水平。 焚烧处理焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。热能要回收,烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。焚烧处理技术的特点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,因此是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术。通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解,达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物,如果有机物是有毒有害物质,一般也最好采用焚烧法处理。焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾。采用焚烧法,必须注意不造成空气的二次污染。日本以及欧洲的瑞士、瑞典等国在一般焚烧法基础上,还发展了高温与中温分解,使垃圾在1650 ℃以上的高温下基本或完全燃烧,并回收释放的能量作为能源。焚烧是销毁垃圾利用热能的一种垃圾处理技术。但是,只有对那些不能回收有价物,只能回收热能的垃圾,垃圾焚烧处理才是科学、合理的。2 现有城市垃圾处理方法的局限性 填埋处理的局限性填埋处理埋掉了可利用物,填埋场地的选择越来越困难,运输、填埋、管理等费用也不断提高。填埋场占地面积大,同时存在严重的二次污染,例如垃圾渗出液会污染地下水及土壤,垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量,另外,垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患,排放到大气中又会产生温室效应。而且填埋场处理能力有限,服务期满后仍需投资建设新的填埋场,进一步占用土地资源。以北京为例,如果采用现在的技术,将北京市12000 t/d的垃圾进行卫生填埋处理,单是建设投资就高达亿元人民币(不含征地费用),而且填埋场的寿命也只有12 a。基于以上原因,国外从80年代以来,卫生填埋设施有逐渐减少的趋势,成为其他处理工艺的辅助方法,用来处理不能再利用的物质。 堆肥处理的局限性堆肥处理不能处理不可腐烂的有机物和无机物,垃圾中的石块、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解,这些废弃物必须分捡出来,另行处理,因此减容、减量及无害化程度低;堆肥周期长,占地面积大,卫生条件差;堆肥处理后产生的肥料肥效低、成本高,与化肥比销售困难,经济效益差。引进国外技术投资巨大,不适合我国国情。发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平,因此靠堆肥只能处理15%左右的垃圾组分,这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。堆肥技术必须是将新鲜的垃圾首先进行分类后再将易腐有机组分进行发酵,才能有效地防止重金属的渗入,从而保证有机肥产品达到国家标准,真正实现无害化和资源化。 焚烧处理的局限性焚烧处理对垃圾低位热值有一定要求,不是任何垃圾都可以焚烧的。垃圾中可利用资源被销毁,是一种浪费资源的处理方法,即使回收热能也只能做到废物一次性再生的目的,无法实现资源的多次循环利用。焚烧产生的大量烟气,带走的热能又是一种很大的损失。产生的烟气必须净化,净化技术难度大、运行成本高。焚烧产生的残渣还必须消化。还有,焚烧设备一次性投资大,运行成本高。3 城市垃圾处理方法的综合利用表1为美国垃圾处理方式及各年所占比重。综合利用应包括以下几个方面的内容:(1)可用物资(废纸、金属、玻璃等)的回收再生利用;(2)易腐有机物的堆肥处理;(3)高热值不易腐有机物的能量利用;(4)灰渣的固化处理,实现灰渣的材料化。许多国家垃圾处理实践表明,其中的 70% 可以回收,成为再生原料供重复利用。城市垃圾被誉为“城市矿藏”,是唯一在增长的资源。世界上已有几十座回收有用成分的垃圾处理工厂在运转。这些处理厂是近 10 年来在工业发达国家相继建成的。实践证明了他们为合理地经济地利用垃圾资源开辟了新途径,开创了垃圾处理领域的新天地。从消极地局限地销毁垃圾阶段,走向积极、合理地利用垃圾的崭新阶段。农村生活垃圾的现状与处理之不容乐观,不仅仅表现在区区一个厚街镇,在东江上游的许多地方,由于诸多方面的原因,都或多或少存在这样那样的问题,作为学生,作为一些热爱环境保护事业的有识之士,我们只能做的只有很少很少,但我们想做的还有很多很多,我们多么希望越来越多的人们来关心我们的环境,来关心我们的地球,因为:我们的星球已经不能承受太多了!我国采用的垃圾处理技术,没有一种方法能够独立地实现垃圾资源化、无害化、减量化的总目标。随着社会的进步,人们生活水平的提高,垃圾成分愈发复杂,有机物、人工合成材料增多。这种现状要求垃圾处理技术,应由单一销毁方法向多种方法、互助配合、共同处理的综合处理转变。只有这样,才能实现垃圾的变废为宝,为社会提供可利用资源。
1. 1 对污水的认识 养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水, 直接排放养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水, 直接排放进入水体或存放地点不合适,受雨水冲洗进入水体, 将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。 由于畜禽粪尿的淋溶性很强, 粪尿中的氮、 磷及水溶性有机物等淋溶量很大, 如不妥善处理,就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。 对地表水的影响则主要表现为, 大量有机物质进入水体后, 有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧, 使水体发臭; 当水体中的溶解氧大幅度下降后, 大量有机物质可在厌氧条件下继续分解,分解中将会产生甲烷、 硫化氢等有毒气体, 导致水生生物大量死亡; 废水中的大量悬浮物可使水体浑浊, 降低水中藻类的光合作用, 限制水生生物的正常活动,使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡, 从而进一步加剧水体底部缺氧, 使水体同化能力降低; 氮、 磷可使水体富营养化, 富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高, 人畜若长期饮用会引起中毒, 而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中, 导致水生动物的大量死亡, 从而严重地破坏了水体生态平衡; 粪尿中的一些病菌、 病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。 1. 2 对农田及作物的影响 畜禽养殖业废水中含有较多的氮、 磷、 钾等养分, 如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力, 改良土壤的理化特性, 促进农作物的生长。 但如果未经任何处理就直接、 连续、 过量的施用, 则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响, 如引起作物徒长、 返青、 倒伏, 使产量大大降低, 推迟成熟期, 影响后续作物的生产等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积, 虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、 真菌、 细菌等提供营养物质和适宜的环境, 但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生; 此外, 大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性, 而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长, 而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放; 大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害。 1. 3 矿物元素和重金属污染 一方面, 在畜禽饲料中大量添加的无机磷约 75%为植酸磷, 由于植酸磷不能被动物吸收利用而直接排出体外, 引起污染。 另一方面, 各饲料厂和养殖场均普遍采用高铜、 高铁、 高锌等微量元素添加剂, 由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低易随粪便排出体外进入环境, 已成为我国的一大环境公害。 1. 4 残留兽药的污染 在畜禽养殖过程中, 为了防治畜禽的多发性疾病, 常在饲料中添加抗菌素和其他药物, 这些药物随饲料进入动物消化道后, 短时间内进入动物血液循环, 最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外, 只有极少部分的药物和抗菌素残留在动物体内。 大量研究表明, 大多数饲料用抗菌素都有残留, 只是残留量大小不同。 随着科技水平的不断提高, 人们发现抗生素作为饲料添加剂使用, 对养殖环境已造成了严重的负面后果。 首先, 使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生并不断向环境中排放; 其次, 畜禽不断向环境中排泄这些抗生素或其代谢产物, 使环境中的耐药病原菌与变异病原菌不断产生。 这两者反过来又刺激生产者增加用药剂量、 更新药物品种, 这就造成了“药物污染环境→耐药或变异病原菌产生→加大用药剂量→环境被进一步污染” 的恶性循环。 另外, 畜禽产品中药物残留进入环境后, 可能转化为环境激素或环境激素的前体物, 从而直接破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。 1. 5 微生物污染 畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外, 通过养殖场废物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。 如果对这些粪污不进行无害化处理, 大量的有害病菌一旦进入环境, 不仅会直接威胁畜禽自身的生存, 还会严重危害人体健康。 国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。 综合利用是生物质能多层次利用、 建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径。 但是, 目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后, 加上综合利用前厌氧处理的不到位, 常使畜禽粪水在综合利用的过程中产生许多问题, 如废水产生量大、成分复杂、 处理后污染物浓度仍很高、 所用稀释水量多和受季节灌溉影响等。 对于处理达标排放的来讲, 虽然国内外所用的工艺流程大致相同, 即固液分离-厌氧消化-好氧处理。 但是, 对于我国处于微利经营的养殖行业来讲, 建设该类粪污处理设施所需的投资太大、 运行费用过高。 因此, 探寻设施投资少、 运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法, 已成为解决养殖业污染的关键所在 。 2. 1 固液分离 无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理, 都必须首先行固液分离, 这是一道必不可少的工艺环节, 其重要性及意义主要在于: 首先, 一般养 殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高, 最高可达 160000mg/L, 相应的有机物含量也很高, 通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低; 其次,通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节, 防止设备的堵塞损坏等。此外, 在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性, 减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间, 降低设施投资并提高 COD 的去除效率。 固液分离技术一般包括: 筛滤、 离心、 过滤、 浮除、 沉降、 沉淀、 絮凝等工序。 目前,我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备, 其设备类型主要有筛网式、 卧式离心机、 压滤机以及水力旋流器、 旋转锥形筛和离心盘式分离机等。 2. 2 厌氧处理 由于养殖业废水属于高有机物浓度、高 N、P 含量和高有害微生物数量的“三高” 废水。 因此厌氧技术成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。 对于养殖场这种高浓度的有机废水, 采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物, COD 去除率达 85%~90%, 而且能杀死传染病菌, 有利于养殖场的防疫。 如果直接采用好氧工艺处理固液分离后的养殖业废水, 虽然一次性投资可节省 20%, 但由于其消耗的动力大, 电力流水消耗是厌氧处理的 10倍之多, 因此长期的运行费用将给养殖场带来沉重的经济负担。 目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多, 其中较为常用的有以下几种: 厌氧滤器(AF) 、 上流式厌氧污泥床(UASB) 、 复合厌氧反应器(UASB+AF) 、 两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器(USR) 等。 近年来, 厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中, 到 2002 年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到 2000 余处, 是世界上拥有沼气装置数量最多的国家之一。虽然, 在我国的沼气工程建设中也不乏失败的例子, 工程建设成功率仅为 85%,但这一技术不失为解决畜禽粪便污水的无害化和资源化问题的最有效的技术方案。 畜禽粪便和养殖场产生的废水是有价值的资源, 经过厌氧消化处理既可以实现无害化, 同时还可以回收沼气和有机肥料, 因此建设沼气工程将是中小型养殖场粪便污水治理的最佳选择。 好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。 好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。 天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法, 亦称自然生物处理法, 主要有水体净化和土壤净化两种。 前者主要有氧化塘(好氧塘、 兼性塘、 厌氧塘) 和养殖塘等; 后者主要有土地处理(慢速渗滤、 快速法滤、 地面漫流) 和人工湿地等。 自然生物处理法不仅基建费用低, 动力消耗少, 该法对难生化降解的有机物、 氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理, 部分可达到三级处理的效果。 此外, 在一定条件下, 该法配合污水灌溉 可实现污水资源化利用。 该法的缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。 但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时, 应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。 人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。 该方法主要有活性污泥法、 生物滤池、 生物转盘、 生物接触氧化法、 序批式活性污泥法(SBR) 、 厌氧/好氧(A/O) 及氧化沟法等。 就处理效果来讲, 接触氧化法和生物转盘的处理效果要好于活性污泥法, 虽然生物滤池的处理效果也很好, 但易于出现滤池堵塞现象。 氧化沟、 SBR 和 A/O 工艺均属于改进的活性污泥法。 氧化沟出水水质好、 产生泥量少, 也可对污水进行脱氮处理, 但其处理的 BOD 负荷小、 占地面积大、 运行费用高。 SBR 法自动化控制程度高, 能够对污水进行深度处理, 但其缺点是 BOD负荷较小, 一次性投资也大。 A/O 体是一种兼有去除 BOD 和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺, 其投资虽然偏大, 但经该法处理后的水易于达标排放。 因此对于那些养殖规模大、 废水产生量多且有较强经济能力的养殖场可选择 A/O 法, 而对于中等规模的养殖场可选择接触氧化和生物转盘等好氧处理工艺 ①要处理达标; ②要针对有机物、 氮、 磷含量高的特点; ③注重综合利用(资源化) ; ④考虑经济实用性, 包括污水处理设施的占地面积、 二次污染、 运行成本等;⑤注重生物技术与生态工程原理的应用; ⑥要与畜牧场主建筑物同时设计、 同时施工、 同时使用。 3. 1 固液分离技术与设施 无论畜牧场污水采用什么系统或综合措施进行处理, 首先都需进行固液分离, 这是一道必不可少的环节。 3. 1. 1 筛滤 以机械处理为主的筛滤乃是最常用的固液分离的方法, 这是一种物理分离方法。 它通常是根据固体颗粒大小的分级, 将固液分离。 筛滤是一种根据禽畜粪便的粒度分布状况进行固液分离的方法。 3. 1. 2 沉淀分离 沉淀分离法是利用污水中各种物质比重不同进行固液分离常用的方法。 3. 1. 3 化学沉淀和混凝技术 在污水中投加某些化学混凝剂, 它与污水中可溶性物质反应, 产生难溶于水的沉淀物, 或混凝吸附水中的细微悬浮物及胶体杂质而下沉。 3. 2 厌氧发酵处理工艺与设施 3. 2. 1 厌氧发酵的基本原理和过程 厌氧发酵是微生物在缺乏氧的状况下, 将复杂的有机物分解为简单之成分,最终产生甲烷和二氧化碳等。 厌氧发酵过程, 可分为二个阶段: 第一阶段由兼性细菌和厌氧细菌群将蛋白质、 碳水化合物、 脂肪等转化为以脂肪酸为主的中间产物。 第二阶段甲烷化细菌利用此中间产物形成最终产物甲烷及二氧化碳。 3. 2. 2 影响厌氧发酵的因素 除厌氧发酵必须保持发酵在厌氧状态以外, 还有如下因素影响厌氧发酵: 温度、 发酵液停留时间、 浓度、 有机负荷量、 酸碱度及是否含有毒之物质, 如重金属等。 3. 2. 3 厌氧消化工艺及设施 (1) 常规消化器 : 目前我国农村使用的常规消化器大多是沼气池。 (2) 上流式厌氧污泥床: 是微生物滞留型发酵工艺。 (3) 两步厌氧发酵: 基本过程是原料可以先经预处理或者不预处理, 然后进入酸相, 采用连续或间歇式进料, 进行完全混合式发酵。 (4) 厌氧序批操作反应器: 是近年来发展起来的新型悬浮生长反应器。 这种反应器, 除了固体分离是在反应器内而不是在反应器外部沉淀以外, 其运行方式与厌氧接触氧化反应器相似。
随着城市的迅速发展,固体废物已成为破坏城市景观和污染环境的重要污染物。下面我给大家分享一些固体废物处理技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
浅谈固体废物处理技术现状分析
【摘要】随着城市的迅速发展,固体废物已成为破坏城市景观和污染环境的重要污染物。其占有大量土地,其中的有害成分通过水、大气、土壤进入环境,给人类造成潜在、长期的危害。因此,搞好城市固体废物的处理对城市可持续发展有着重要的意义。
【关键词】固体废物;处理;可持续发展
环境是人类赖以生存与发展的基本条件,面对城镇居民改革,城市规模的扩大、人口增加、工业的迅速发展,固体废物排放量亦与日俱增,因此,城市固体废物处理已受到公众的关注而成为资源环境诸多问题的热点之一。
一、城市固体废物来源和分类
固体废物是生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。我国从其来源及管理的需求出发,分为以下三类:
1.工业固体废物
工业固体废物是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物,包括冶金固体废物(如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣等)、燃料灰渣(如粉煤灰、煤渣、烟道灰、页岩灰等)、化学工业固体废物(如硫酸渣、废石膏、盐泥废石、、化学矿山尾矿渣等)、石油工业固体废物(如碱渣、酸渣等)、粮食、食品工业固体废物等。
2.城市生活垃圾
城市生活垃圾是指城市日常生活中所产生的固体废物,以及法律、行政法规视为城市生活垃圾的固体废物。按来源可分为:家庭垃圾、食品垃圾、零散垃圾、市场垃圾、街道扫集物、医院垃圾、建筑垃圾及粪便。城市生活垃圾的构成主要受城市的规模、性质、地理条件、居民生活习惯、生活水平和民用燃料结构的影响。发达国家的城市居民粪便大都通过地下水道输入污水处理厂处理,而我国城市地下水下系统不完善及污水处理设施少,粪便需要收集、清运,是城市固体废物的重要组成部分;城镇居民改革促使城市周边区域生产的固体废物占很大比例,尤其建筑垃圾急剧增多,城市固体废弃物处理刻不容缓。
3.危险废物
危险固体废物是指具有易燃性、易爆性、化学反应性、腐蚀性、急性毒性、慢性毒性、生态毒性或传染性而对人类生活环境产生危害的废物,如冶炼渣、化学废物废料及母液、核燃料生产、加工产生的放射性废物,这类废物需要单独加以管理。
二、固体废物污染途径及危害
固体废物特别是有害固体废物,若处置不当,能通过不同途径危害人体健康。工、矿业固体废物所含化学成分能形成化学物质型污染;粪便及生活垃圾是各种病原微生物的孽生地合繁殖地,能形成病原体污染。
固体废物具有污染源多、污染原因复杂、危害范围广,管理比较困难等特点。其对人类环境的危害是多方面的,主要包括大量侵占土地,污染土壤;淤塞水道,污染水体;产生有害气体,污染大气;妨碍景观,影响市容环境卫生传播疾病,危害人体健康。
三、我国城市固体废物的特点
固体废物产生的途径与分类
社会物料流与固体废物产生的途径,维持人类社会一切活动的物料,都处于一种动态平衡的状态,并遵循质量守恒定律,人类的一切活动相对于外界环境而言,只不过是开发和利用了自然资源,而最终将资源以废物的形式等量回归于环境。在现代社会中,人类活动的每一环节均产生各种状态的废物,从环境中原料的开发直至产品的利用。城市固体废物指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。主要成分有厨房余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃、陶瓷碎片、砖瓦渣土、粪便。以及废家用什具、废旧电器、庭园废物等。
固体废物的分类,是依据其产生的途径与性质而定的。由于城市固体废物种类繁多,分类方法也不尽相同。其分类的不同,决定了固体废物处理的方法和手段。根据城市固体废物的来源可将其分为工业固体废物、生活垃圾以及其他固体废物;按照污染特性可将固体废物分为一般固体废物、危险废物以及放射性固体废物;按照化学性质分为有机固体废物和无机固体废物。
城市固体废弃物的污染及其危害
目前国内外大中小城市无一幸免地面临着固体废物的威胁。以我国为例,目前每年产生的工业固体废物为10多亿吨,累积量超过100亿吨,每年的生活垃圾发生量为6亿吨。环境的污染主要包括水体、大气、土壤等3个方面的污染。
水体污染:固体废物未经无害化处理任意堆放会造成城市地下水污染和降低水质和使用价值,其污染物质主要包括有机污染物、重金属和其他有毒物质。大气的污染:堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬,从而对大气环境造成污染。土壤的污染:固体废物任意露天堆放,占用大量的土地,破坏地貌和植被。固体废物经雨雪浸湿后渗出的有毒物质进入土壤会杀死土壤中微生物而破坏其生态平衡,改变土壤结构和土质。有毒物质也能够通过农作物的富集最终经食物链进人人体而危害人类健康。
四、城市固体废物处理现状及优缺点分析
固体废物处理指通过物理、化学、生物等不同方法,使固体废物适于运输、贮存、资源化利用,以及最终处置的过程。固体废物的物理处理法包括破碎、分选、沉淀、过滤、离心分离等处理方式;化学处理包括热解、固化等处理方式;生物处理包括厌氧发酵、堆肥处理等方式。鉴于固体废物对环境的严重污染,当前我国对城市固体废物的处理通常采用以下3种处理方式:
土地填埋
填埋技术即是利用天然地形或人工构造,形成一定空间将固体废物填充、压实、覆盖达到贮存的目的。该方法的实质是将固体废物铺成一定厚度的薄层后加以压实并覆盖土层的处置技术。土地填埋并不是简单意义上的填与埋,而是经过科学地选址、必要的场地防护处理和具有严格管理制度的工程体系。由于土地填埋具有技术成熟、投资少、处理量大、运行费用低、管理运输方便、能处理多种类型的废物、填埋场产生的沼气可作为能源利用等诸多优点而在我国城市废物处理得到广泛应用。土地填埋是固体废物最终归宿或最终处置并且是保护环境的重要手段,对于危险废物可能需要进行固化,稳定化处理,对填埋场则需要做严格的防渗构造。
焚烧
焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化分解反应,废物中的有毒有害物质在高温中氧化、热解而被破坏。固体废物焚烧处理的工作流程所示。利用焚烧技术处理固体废物,不仅减容性好,而且处理量大、无害化彻底,焚烧后的废渣无毒无害,是建材的优良原料,热能可以回收利用,是资源化的又一途径。焚烧处置技术对环境的最大影响是尾气造成的污染,为了防止二次污染,城市固体废物的处理执行该方法时,要提高工况控制和尾气净化,这是减少该方法污染控制的关键。
综上所述:固体废物是一种放错地方的资源,充分利用固体废物,既可以缓解环境压力,也可以节约资源。控制城市固体废物对环境污染和对人体健康危害的主要途径是实行对固体废物的资源化、无害化和减量化处理。土地填埋法、焚烧法、堆肥法可实现或部分实现对固体废物的无害化处置,从而使固体废物或其中的有害成分无法危害环境,或转化为对环境无害的物质。但在对城市固体废物进行处理时,还应注意资源的回收,利用对固体废物的再循环利用,回收能源和资源,实现废物的再资源化已成为固体废物处理新的趋势。
参考文献:
[1]郭东华.刘贤文.临南油田水质改性后的固体废弃物回注处理研究[J].污染防治技术.2004年03期.
[2]于永庆.固体废弃物资源化利用现状和措施[J].黑龙江科技信息.2009年17期.
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霉菌形成分枝菌丝的真菌的统称。不是分类学的名词,在分类上属于真菌门的各个亚门。构成霉菌体的基本单位称为菌丝,呈长管状,宽度 2~10微米,可不断自前端生长并分枝。无隔或有隔,具1至多个细胞核。在固体基质上生长时,部分菌丝深入基质吸收养料,称为基质菌丝或营养菌丝;向空中伸展的称气生菌丝,可进一步发育为繁殖菌丝,产生孢子。大量菌丝交织成绒毛状、絮状或网状等,称为菌丝体。菌丝体常呈白色、褐色、灰色,或呈鲜艳的颜色,有的可产生色素使基质着色。霉菌繁殖迅速,常造成食品、用具大量霉腐变质,但许多有益种类已被广泛应用,是人类实践活动中最早利用和认识的一类微生物。 霉菌是丝状真菌的俗称,意即“发霉的真菌”,它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方,很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落,那就是霉菌。 霉菌的菌丝。构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。菌丝是一种管状的细丝,把它放在显微镜下观察,很像一根透明胶管,它的直径一般为3-10微米,比细菌和放线菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝,许多分枝的菌丝相互交织在一起,就叫菌丝体。 根据菌丝中是否存在隔膜,可把霉菌菌丝分成两种类型:无隔膜菌丝和有隔膜菌丝。无隔膜菌丝中无隔膜,整团菌丝体就是一个单细胞,其中含有多个细胞核。这是低等真菌所具有的菌丝类型。有隔膜菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝体由很多个细胞组成,每个细胞内有1个或多个细胞核。在隔膜上有1至多个小孔,使细胞之间的细胞质和营养物质可以相互沟通。这是高等真菌所具有的菌丝类型。 为适应不同的环境条件和更有效地摄取营养满足生长发育的需要,许多霉菌的菌丝可以分化成一些特殊的形态和组织,这种特化的形态称为菌丝变态。 吸器。由专性寄生霉菌如锈菌、霜霉菌和白粉菌等产生的菌丝变态,它们是从菌丝上产生出来的旁枝,侵入细胞内分化成根状、指状、球状和佛手状等,用以吸收寄主细胞内的养料。 假根。根霉属霉菌的菌丝与营养基质接触处分化出的根状结构,有固着和吸收养料的功能。 菌网和菌环。某些捕食性霉菌的菌丝变态成环状或网状,用于捕捉其它小生物如线虫、草履虫等。 菌核。大量菌丝集聚成的紧密组织,是一种休眠体,可抵抗不良的环境条件。其外层组织坚硬,颜色较深;内层疏松,大多呈白色。如药用的茯苓、麦角都是菌核。 子实体。是由大量气生菌丝体特化而成,子实体是指在里面或上面可产生孢子的、有一定形状的任何构造。例如有三类能产有性孢子的结构复杂的子实体,分别称为闭囊壳、子囊壳和子囊盘。 霉菌有着极强的繁殖能力,而且繁殖方式也是多种多样的。虽然霉菌菌丝体上任一片段在适宜条件下都能发展成新个体,但在自然界中,霉菌主要依靠产生形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子,不过数量特别多,特别小。 霉菌的无性孢子直接由生殖菌丝的分化而形成,常见的有节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。 霉菌的孢子具有小、轻、干、多,以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点,每个个体所产生的孢子数,经常是成千上万的,有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说,孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作,对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。 由于霉菌的菌丝较粗而长,因而霉菌的菌落较大,有的霉菌的菌丝蔓延,没有局限性,其菌落可扩展到整个培养皿,有的种则有一定的局限性,直径1-2厘米或更小。菌落质地一般比放线菌疏松,外观干燥,不透明,呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状;菌落与培养基的连接紧密,不易挑取;菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。
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