无废城市背景下固废处理与资源化利用研究

无废城市背景下固废处理与资源化利用研究

吴兵兵 ,夏俊

武汉理工大学  湖北武汉  430000

摘要：无废城市是以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领，通过推动绿色发展方式和生活方式的形成，持续推进城市固体废物（MSW）的源头减量和资源化利用，从而将MSW对环境的影响降至最低的一种城市发展模式，也是一种先进的城市管理理念。MSW是一种异质的废物流，日常生活不可避免，它会严重损害生态环境和人体健康。我国是世界上最大的发展中国家，城市固体废物值得特别关注。要了解MSW的物理特性和物理组成，妥善处理废物并实现资源化利用。根据废物产生量、堆积密度和含水量，专业治理机构可以科学设定参数，合理选用MSW资源化利用技术。

关键词：无废城市;固废处理;资源化利用

引言

我国经济快速发展的同时，环境污染问题也日益突出，例如：水体污染、土壤污染、大气污染、固体废弃物污染等，都已成为我国乃至全球亟待解决的问题。在这些污染之中，城市固废污染与社会的可持续发展理念冲突日渐显著。随着国家对城市固废的重视，大量资金投入到城市固废处理技术的研发。据有关数据了解到，近年来我国城市固废的增长速度已达到15%，这使得人与资源之间的关系日益紧张。因此，解决城市固废处理处置技术的问题已迫在眉睫，只有提高城市固废处理技术，才能够有效确保人类和资源的可持续发展。

1城市固体废物的处置与利用

研究人员已经开发了许多废物转化能源（WTE）技术，这些技术正在世界各地广泛使用，以工业规模生产能源。尽管如此，仍要进一步改进WTE技术，使其更可靠、更稳定、更经济、更环保。热解被认为是一种革命性的替代方法，与其他WTE技术相比，它是一种简单、清洁的垃圾处理技术。热解技术可以产生多种形式的化学物质和燃料。热解通常是在没有氧气（或氧气供应受限）的情况下对废弃物进行热降解，生成生物油、生物炭和合成气等能源产品。城市固体废物的处置方式多种多样，如填埋、堆肥、回收、焚烧、热解和气化。要结合废物来源、废物类型和废物处理能力等因素，选择适当的城市固体废物处置方法。制备能源是城市固体废物循环利用的一种有效方法。研究表明，从城市固体废物中回收能源是经济可行和可持续的。各种形式的能量都可以回收，如热、电或燃料。回收技术可分为两大类。一是生物转化技术，这种技术可以生产氢气、甲烷和其他气体燃料。二是热转换技术，包括焚烧、气化和热解。

2物理组成

2.1餐厨垃圾

餐厨垃圾产生于食物的加工、分配和消费等环节，饮食习惯可能导致食物浪费。餐厨垃圾的平均湿度大，碳含量高，氮含量低。餐厨垃圾含有大量水分，挥发性固体与总固体的比率为80%～97%，碳氮比为14.7～36.4。餐厨垃圾富含蛋白质、矿物质和糖，可用作为堆肥和厌氧消化的原材料。充足的曝气、适当的碳氮比和特定的粒径是堆肥需要考虑的关键参数，温度也会影响最终堆肥效果。预处理方法会影响厌氧消化系统的稳定性和可持续性，进而影响沼气产量。

2.2臭气污染

一是臭气来源角度。通常情况下，臭气治理受到诸多因素干扰，主要是由于臭气来源具有较高的广泛性，这就使得臭气的内部结构存在。显著差异。比如：对于氮类化合物来说，常见的恶臭污染不仅有氨气，还有酰胺化合物以及各类型的氨类化合物等。此外，还有硫化物，这些物质是水源出现恶臭的主要来源之一。二是由于臭气来源较为广泛，这就使得各浓度和组分之间存在较大差别。在臭气治理过程中，选择的工艺方法是不同的。水和污泥产生的臭气，最主要的成份就是硫化氢。常见的格栅井产生的硫化氢浓度达到100mg/m3，而对于过滤池和沉淀池产生的则是挥发有机物，因此在具体的操作过程中，要根据抽屉的组分以及含量浓度进行分析，严格参照恶臭污染物排放标准，综合选择有效的除臭技术。

2.3可回收垃圾

可回收垃圾主要包括废纸、废服饰、废金属、废玻璃、废塑料和废橡胶等。废纸是MSW的主要类别之一，占比较大。随着网上购物的盛行，未来废纸产生量还会增加。纸张的C、H和O含量与其主要成分纤维素含量相似。部分废纸与水分含量较高的物料接触，水分含量偏高。大多数纸制品由低档混合浆制成，其中含有较多的不可用成分。随着回收率的提高，纸纤维多次重复使用后变得太短，不能用于造纸。

3固废处理与资源化利用

3.1生物降解处理技术

该技术主要是利用微生物的好氧或者厌氧对固废进行降解处理。根据微生物生长对含氧环境的不同要求，又可以进一步分为好氧生物降解处理和厌氧生物降解。其中，好氧生物降解处理主要指的是进行生物降解中的微生物，只有在有氧的环境下才能够存活和生长，并进行正常的生理生化反应。而厌氧生物降解处理主要指的是进行生物降解中的微生物，只有在无分子态氧存在的条件下，才能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。

3.2热解反应器

为了提高热解效率，反应器需要合理控制传热速率和原料停留时间。若传热速率低，原料停留时间长，则可产生大量生物炭和合成气。螺旋反应器可以通过热解城市固体废物，生产能源产品。螺旋反应器一般为管状，有一个螺杆，运行方式为连续式。螺杆旋转可以将原料输送到反应器中，热解所需热量通过反应器的管壁输送。螺杆实现了两个功能，一是混合原料，二是调节原料在反应器中的停留时间。热解产生的蒸汽被吸入冷凝器并压缩，以生产生物油。螺旋反应器设计得非常紧凑，这使得反应器可以在原料生产现场使用，降低原料运输成本。

3.3催化燃烧与热力燃烧

催化燃烧在应用过程中，主要是结合气体的具体需要，利用催化剂全面降低化学物质的活化性能，能有效地缩短化学反应的进程。在臭气治理过程中，即使不需要借助大量的时间或能量，也能够顺利的完成除臭工作。除了催化燃烧法，在臭气治理时UV光解催化除臭技术也得到了广泛发展。不管是二恶英、聚氯乙烯还是硫化氢，在大气环境中的浓度过大会影响人体的机体健康，UV光解催化技术在使用时脱臭效率高，治理效果好，能彻底分解目标气体中的有害成分，实现快速的消毒杀菌。在除臭工作进行过程中可以通过点燃方式，使臭气充分燃烧。

3.4采取堆肥技术，提升资源化再利用

堆肥技术主要是利用各种植物残体(作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等)、固体废弃物中的有机质等为主要原料，混合人畜粪尿经堆制腐解而成的有机肥料。由于它的堆制材料、堆制原理，和其肥分的组成及性质和厩肥相类似，所以又称人工厩肥。虽然堆肥技术的基本工艺步骤比较简单，但是依旧存在很大的完善空间。在完善的过程中，可以充分利用厌氧微生物和好氧微生物，对固态物质进行发酵。由于城市固废垃圾种类繁多，不是所有垃圾物质都适合用同一种微生物进行处理，因此，便需要有针对性的进行堆肥处理，根据不同的固体废弃物的特点、微生物的种类与堆体相结合，从而高效促进微生物对有机物质的分解，提高堆肥效率。

结束语

要完善垃圾处理收费制度，合理提高垃圾处理费，筹集资金新建垃圾处理设施。当前，我国城市存在明显的地区差异，各地必须因地制宜，探索合理的MSW收集和资源化利用途径，对MSW进行分类和回收，最终实现MSW的资源化、减量化和无害化。

参考文献

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