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垃圾焚燒發電廠的危害:
焚燒煙氣中的酸性氣體氯化氫是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體,氯化氫氣體對人體有較強的傷害性;氯化氫氣體在一定條件下與重金屬反應生成低沸點的金屬氯化物,加劇重金屬的揮發,導致重金屬在飛灰上的富集,增加飛灰毒性;焚燒煙氣的有機類污染物毒性很大,直接危害人類健康的是二惡英類化合物,其主要成分為多氯二苯并二惡英和多氯二苯并呋;焚燒煙氣中的顆粒物及重金屬垃圾焚燒過程中會產生大量的細小顆粒物,垃圾中原有的顆粒物在爐膛內被氣流揚起并隨焚燒氣排出,垃圾中可燃組分因燃燒不完全會形成黑煙,黑煙中含有大量的碳粒子,顆粒物的粒徑越小越容易進入肺泡,危害會越大。
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【摘 要】農村生活水平的提高,垃圾產生量也日益增加,大部分垃圾未得到有效處理,已對農村生態環境造成威脅。本文簡要總結農村生活垃圾的特點、危害、處理技術及存在問題,給出了相關建議,為農村生活垃圾處理與處置提供參考。
【關鍵詞】生活垃圾;農村地區;處理技術
Progress in Contamination Control of domestic waste from Rural Areas
Fu Ya-wei
(Environmental Monitoring Station of Xinyang City Henan Xinyang 464000)
【Abstract】With the improvement of living standards in rural areas, refuse production is increasing, most of the garbage is not been effectively treated, which has had a threat to the ecological environment in rural areas. The characteristics, hazard, treatment technology and existing problems of rural domestic waste were briefly summarized in the paper, which provided a reference for disposal of waste from rural domestic waste.
【Key words】 domestic waste; rural areas; treatment technology
我國農村經濟快速發展和農村城鎮化水平的提高的同時,農村生活水平及生活方式也發生了重大變化,生活垃圾產生量也日益增多,這些垃圾大部分未經處理隨意堆放,已造成村鎮環境衛生狀況惡化、形成面源污染負荷的重要污染源,生活垃圾問題已成為政府和環境保護領域亟待解決的問題。因此,本文總結目前農村生活垃圾特點、垃圾的危害及治理技術,以供參考。
1. 農村生活垃圾的特點 生活垃圾一般指人類在日常生活及為日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物。其特點主要表現以下幾個方面:(1)產生量逐年增大。隨著農民生活水平的不斷提高,農村生活垃圾的產生量和堆積量均在逐年增加,目前農村生活垃圾年產生量接近3億噸。(2)農村生活垃圾的產生源分散,且不同地區的產生量差別也相對較大。這主要由農村分布特點所決定;(3)農村生活垃圾的成分復雜,垃圾組分不固定。(4)垃圾產量受季節性因素影響較大。(5)農民環境保護意識薄弱,農民對垃圾的處理缺乏積極主動性,給垃圾治理帶來了難度。
2. 農村生活垃圾的危害 傳統上,受經濟條件限制,農村居民產生的垃圾量相對較少,垃圾成分簡單,主要以廚余和灰渣為主,處理方式主要是簡單填埋或還田,對環境影響較小。近年來,隨著農村經濟的快速發展,生活水平日益提高,農村生活垃圾產生量逐年增加,垃圾成分也發生了較大的變化,大量的垃圾未得到有效處理,隨意露天堆放,或受雨水沖刷進入河流,導致水體富營養化,危害了生態環境,直接或間接地威脅了居民的身體健康。
農村垃圾危害生態環境主要表現以下幾個方面:(1)占用土地,污染土壤。(2)影響農村的生活環境衛生。(3)造成水體和大氣環境污染。另外,隨意堆放的生活垃圾,其中的有機成分在適當的條件下會發生生物降解釋放出沼氣或硫化氫等氣體,在一定程度上污染大氣環境,危害人們身體健康。
3. 農村垃圾處理技術現狀及存在問題
3.1 焚燒。焚燒是將收集的、有一定熱值的生活垃圾放置于焚燒爐中,經烘干、引燃、焚燒三個階段后將其轉化為殘渣和氣體(主要是CO2、SO2等),同時焚燒過程中產生的熱量可用于發電或者供暖。這一處理方式可以迅速有效的實現生活垃圾的減量化和無害化。
焚燒技術在應用中也受到許多因素的限制。(1)焚燒技術要求垃圾量在一定數量之上、含水率不能太高,可燃成分比較多,且通常要求生活垃圾低位熱值不低于 5000 KJ/kg 時才可以焚燒;但實際中生活垃圾的成份復雜,穩定性差,垃圾的產生量及成分組成都有變動性,不利于焚燒技術的運用。(2)焚燒生活垃圾產生的廢氣,尤其是產生SO2和二惡英等有害氣體,有可能造成二次污染。(3)焚燒處理技術所需設備費用和運行費用較高,且操作較為復雜,要求的技術水平較高,從而使其推廣與應用較難。
3.2 堆肥。堆肥主要是利用自然界廣泛分布的細菌、真菌和放線菌等微生物對垃圾中的有機物進行發酵、降解使之變成穩定的有機質,并利用發酵過程產生的熱量殺死有害微生物達到無害化處理的生物化學過程。堆肥處理技術要求的經濟投入相對較少,操作比較簡單,對技術要求低,而且對周圍環境的污染較小。
但在堆肥處理中,也存在很多問題,主要表現為:堆肥主要是對垃圾中的有機物進行發酵,對不可腐爛的無機物無法處理;農村生活垃圾成分復雜,通常含有石塊、金屬、玻璃、塑料等物質無法被微生物分解,因此,在對垃圾進行堆肥處理之前需要對垃圾進行分揀;堆肥處理需要的周期長,占地面積大,而且衛生條件差;堆肥處理后產生的堆肥物肥效低、成本高,與化肥的銷售相比,經濟效益差。
3.3 衛生填埋。衛生填埋的原理是采取防滲、鋪平、壓實、覆蓋等措施將生活垃圾埋入地下,經過長期的物理、化學和生物作用使其達到穩定狀態,并對氣體、滲瀝液、蠅蟲等進行治理,最終對填埋場封場覆蓋,從而將垃圾產生的危害降到最低。
衛生填埋技術工藝簡單、管理方便、建設費用和處理成本較低,是一種適合經濟發展落后、土地資源較豐富、生活垃圾無機含量高的地區的生活垃圾處理方式,在我國采用該方式填埋垃圾占80%。但衛生填埋技術也有一定的局限性,需要占用大量的土地,且其建設要求必須保證有充分的填埋容量和較長的使用期,且能保證不會受洪水、滑坡等的威脅。因此,在我國土地資源越來越緊張的情況下,垃圾衛生填埋技術越來越與我國國情不相適應;另外生活垃圾中的可回收物以及有毒有害物質一起被填埋,資源化程度較低,對處理場周圍的環境造成威脅和破壞。
4. 建議 由于廣大農村地區經濟發展水平參差不齊,不同的處理技術各有自身的優缺點,必須根據農村的實際情況因地制宜。總體上,農村生活垃圾處理應遵循可持續發展的觀點,將農村生活垃圾盡可能地資源化利用,以減少對大量新資源的利用,且能從源頭上有效地防止垃圾對農村環境的破壞及其生態的污染。同時增強農村的環境意識,大力宣傳和推廣垃圾分類回收工作,實現廢物利用最大化。這樣可降低垃圾總量和體積,減少垃圾轉運中耗費的人力和物力及大量垃圾堆放對環境造成的污染,減少垃圾填埋和焚燒的負擔。
參考文獻
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關鍵詞:有害城市垃圾;熱處理技術;焚燒工藝
中圖分類號:X799.3
文獻標識碼:A
文章編號:1674-9944(2012)02-0121-02
收稿日期:2012-01-11
作者簡介:蘇麗清(1973―),女,山西孝義人,助理工程師,主要從事城市環境保護工作。
1 引言
隨著工業,特別是化學工業的發展,人們日常生活中使用和被廢棄的工業產品越來越多,城市生活垃圾的成分也變得更復雜,不僅是廚余、紙張、破布、雜草,城市生活垃圾中諸如廢電池、廢舊日光燈管、有機化學品殘余物(殺蟲劑、洗滌劑、化妝品)、廢舊電器、涂料和樹脂等有害垃圾的類型和數量都在不斷增加。這些垃圾的混入不僅直接污染和破壞環境,而且也影響城市生活垃圾的資源化利用。
城市垃圾是指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物,主要包括廚余、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃、陶瓷碎片、磚瓦、土沙、庭院垃圾、廢舊家具、電器等。主要產自城市居民家庭、商業、餐飲業、旅館業、服務業、交通、文教、衛生等企事業單位的生活廢物。生活垃圾雖然會嚴重污染環境,也可能含有少量有害廢物,但幾乎所有國家都把生活垃圾排除在有害廢物之外。目前一些國家正在通過管理將城市垃圾中的有害成份分離出來,或者通過分類收集以減少垃圾中的有害成分,被分離出來的這部分垃圾通常稱為有害城市垃圾,必須單獨處理。
2 有害城市垃圾分流處理的作用
有害城市垃圾分流的處理是指有害城市垃圾與一般城市垃圾的分流和有害城市垃圾根據各成分的危害程度的分流。有害廢物的有害特性不盡相同,且成分也很復雜,對有害廢物任意混合、隨意收集與運輸,不僅會在收集運輸過程中發生燃燒、爆炸、有害物的泄漏等危險,而且也會增加在處理、處置場的事故發生率,增加后續處理的復雜性和難度,因此有害城市垃圾分流處理是十分必要的。應該禁止混合收集、儲存、運輸、處理性質不相容而未經安全性處置的危險廢物;禁止將危險廢物混入非危險廢物中,經過明確分類的廢物比沒經過分類的廢物相對來說比較好處置。
3 有害城市垃圾的熱處理技術
危險廢物是當今世界面臨的較嚴重的環境問題之一。據聯合國環境規劃署估計,全世界每年產生的危險廢物中約有50%是有機危險廢物,這些有機危險廢物通常可以用熱處理(熱解、高溫焚燒、濕式氧化)等方法,改變廢物的化學、物理、生物和生理特征、物質組成來進行處理。
熱處理可以有效破壞廢物中有害成分的組成結構,消滅病原性污染,使其轉化為化學性質穩定的無害化渣及小分子無機物(主要是水和二氧化碳);熱處理可以達到大量減量的效果,大大減少廢物的體積和質量;熱處理對廢物內潛在的能量可以回收利用,特別適合于量大的高熱值廢物處理;熱處理可以回收有價值的化學藥品,但熱處理技術設施投資較大,運行費用昂貴,操作管理要求高,處理成本高。
不同的危險廢物要求的處理條件不同,各種熱處理技術對千變萬化的廢物流都有各自特點和局限,各種工藝和設備都有各自的使用范圍,因此,必須根據廢物的特點,合理選擇合適的熱處理方法。
4 有害城市垃圾的焚燒
焚燒是高溫熱氧化過程,高溫燃燒或熱解使有害成分破壞,達到無害,高溫可消滅病原性污染,焚燒將有害有機物完全氧化成二氧化碳和水蒸氣,無害化最徹底,并可使有害廢物大量減量。廢物焚燒發出大量的熱,通過廢熱回收,可回收其熱能或進行發電,焚燒對多種復雜有機物的處理優于其他處理技術,因此焚燒是當前有害廢物處理的主要方法之一。
4.1 有害城市廢物的焚燒工藝
有害城市垃圾焚燒與一般垃圾焚燒原理上是基本相同的,但有害城市垃圾焚燒又有其特殊性,與一般垃圾焚燒又有不同之處。有害垃圾焚燒必須保持有害成分的徹底破壞,因此焚燒工藝參數必須嚴格控制。焚燒產生的氣體除二氧化碳、水、過剩空氣外,還可能有鹵代化合物,硫、氮、磷的氧化物,揮發性金屬氧化物,灰分中也可能混有重金屬氧化物,因此必須嚴格控制其二次污染。
4.1.1 廢物預處理系統
對被焚燒廢物的種類、數量熱脂、水份等必須清楚了解,需嚴格驗證來料的準確性,焚燒進料必須保證廢物配伍得當和杜絕配伍禁忌,以確保安全運行。
4.1.2 焚燒系統
有害垃圾焚燒要最大限度地消除有害成分和所產生的灰分及殘余物。焚燒一般采用兩級焚燒系統,初級燃燒室為適應固體、液體、污泥等多種廢物的燃燒,多選用回轉式焚燒爐。大部分有機物在初級燃燒室氣化、分解和燃燒。產生的煙氣進一步在二級燃燒室燃燒,二級燃燒室溫度一般高于1 300℃,以消除產生劇毒物的可能性。
4.1.3 煙氣處理系統
由熱回收、急冷和酸性氣體吸收設備組成。煙氣處理系統遠比一般垃圾焚燒復雜和昂貴。由于不同的有害廢物對焚燒要求的處理條件不同,目前焚燒處理的工藝和設備很多,使用范圍各不相同。從大的類別來說,有專用焚燒爐焚燒工藝與利用現有高溫工業設施共焚燒。專用焚燒爐制有回轉窯、流化床焚燒爐、液體噴射爐、多室爐、敞口窯等;現有高溫工業設施有工業鍋爐、水泥窯、高爐等。
4.2 回轉窯焚燒系統
回轉窯是臥式的可回轉的圓柱形鋼筒,內襯耐火材料,回轉軸與水平線呈一定的角度,一般為3°~5°,角度的大小可控制物料在爐內停留時間。廢物從高端進行,經加熱、干燥、氣化、燃燒,殘渣從低端排出,回轉窯能處理各種類型的廢物,操作簡便,可回收熱能,因此是目前焚燒有害物的主要手段,是較理想的技術設施。
城市是最大的資源消耗地,如果處理不妥,也是最大的污染源。城市規模的擴大在促進經濟發展和社會繁榮的同時也給地球造成了巨大的壓力,能否解決城市內部能量的循環利用問題直接關系到可持續發展觀念能否真正的落實,關系到經濟發展能否真正做到既滿足當代人的需要,又不對后人滿足其需要的能力構成危害。實現這一目標的最基本途徑是應保證城市周邊地區的生態安全,為城市的可持續發展建立穩固的物質基礎。
參考文獻:
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關鍵詞:飛灰;重金屬;浸出毒性;生物可利用性
中圖分類號:X705
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2017)10000303
1 引言
生活垃圾焚燒處理憑借其設施占地少、減量效果明顯等特點,在土地資源稀缺的大背景下,已成為城市垃圾處置的主要方式。但其燃燒過程中會產生含有二f英類和易于浸出的Pb、Zn、Cr、Cd等多種重金屬有害物質的飛灰,其污染問題也引起了廣泛的關注。由于焚燒飛灰中含有對周圍環境和人體健康具有潛在危害,《國家危險廢物名錄》已將生活垃圾焚燒飛灰列為危險廢物。飛灰在滲濾液或酸雨作用下,會導致重金屬浸入土壤或水體中,不僅會污染周圍環境,而且會被植物或動物吸收,通過食物鏈在各個營養級上富集、放大,造成對動植物的巨大傷害,而評價重金屬對生物的危害,就涉及到對其生物可利用性的相關研究。筆者對垃圾焚燒飛灰的污染特性進行了說明,對現有飛灰內重金屬浸出影響因素進行了探討,對其生物可利用性的研究方法進行了對比和總結,可為控制焚燒飛灰中重金屬的浸出和探究浸出重金屬對生物的危害提供參考依據。
2 生活垃圾焚燒飛灰的污染特性
城市垃圾焚燒過程中會產生相當于原垃圾質量3%~5%的垃圾焚燒飛灰,生活垃圾焚燒飛灰的粒徑基本分布在10~50 μm,比表面積為4.08 m2/g[1]。飛灰中除了含Ca、K、Si、Al、Mg等金屬元素的氧化物及氯化物和含硫化合物等其他復雜組分外[2],還富集了二f英和呋喃等有機污染物。
2.1 重金屬
焚燒飛灰中重金屬含量一般占飛灰總量的0.5%~3%,有的甚至達到了9.3%,其中Zn、Pb、Cu和Cr的含量較高[3],主要來源于廢舊電池、電器、鍍金材料等原件。我國典型生活垃圾焚燒飛灰中Zn一般范圍為2088~14129 mg/kg;Pb為782.6~9901 mg/kg;Cu為728.0~2162 mg/kg;Cr為232.0~716.23 mg/kg[4]。重金屬不能被生物降解,一旦進入動植物體內,在食物鏈的生物放大作用下,成倍進行富集,最后進入人體,與人體內的酶及蛋白質等發生反應,使其失去活性,或在人體某器官內積累,引起慢性中毒。
2.2 二f英
垃圾焚燒過程中會產生二f英類及其他痕量有機污染物,飛灰對二f英排放的貢獻占總排放源的58%~88%[7],且二f英的形成起著重要作用,飛灰上吸附的各種金屬元素,及其氯化物和氧化物為二f英形成的所需物質及催化劑。二f英中主要污染物為多氯聯苯并二f英(PCDDs)和多氯聯苯并呋喃(PCDFs)[5],長期在人體內累積會對人體免疫功能和生殖功能造成巨大損傷。
3 焚燒飛灰中重金屬的浸出
焚燒飛灰堆積過程中,在浸出液或酸雨影響下,其中含有的重金屬會浸出,重金屬浸出過程受多種因素的影響,如pH值、飛灰粒徑、液固比、重金屬形態等。
3.1 浸提液pH值
飛灰中的大多數重金屬易在酸性條件下浸出,而且這種規律性與飛灰一般呈堿性有關,飛灰中重金屬的浸出受到浸提液pH值和飛灰本身的pH值二者間的共同作用。張喬等[6]改變浸提液的pH值,得到Cd、As、Cr等重金屬在浸取液pH值≤4.89時的浸出濃度遠遠大于pH值≥4.89時的,即在中性和堿性條件下均小于酸性條件下的浸出量。丁世敏等[7]使用水平振蕩法研究也得到了相似的結果,重金屬的浸出量隨初始pH值升高而減小。
3.2 焚燒飛灰粒徑
一般而言,飛灰孔隙率較高,比表面積越大,其重金屬吸附能力越強,所浸出重金屬量越多,而飛灰比表面積與粒徑呈現了一種相關性。鄺薇等[8]研究得到焚燒飛灰中含量較高的重金屬均呈現像小顆粒富集的趨勢,而含量較少的與粒徑未表現出明顯的相關性;王春峰等[9]通過TCLP實驗,得到Cu、Pb、Zn的浸出量隨飛灰粒徑增大先增大后p小,而As和V的浸出量逐漸增大;以歐盟標準進行實驗時,Cu和Pb的浸出量隨粒徑增大而減小,As和V隨粒徑增大而增大。
3.3 液固比
液固比也是影響重金屬浸出的因素之一,席北斗等[10]研究得到在醋酸緩沖溶液中,重金屬浸出質量濃度隨液固比的增加而先升高再降低,且均在液固比為40 L/kg時達到最大浸出量。譚中欣等[11]將液固比從10∶1上升至20∶1時,重金屬Cd、Cr、Pb、Cu、Hg、Mn的浸出率都呈現增加的趨勢。
3.4 焚燒飛灰中重金屬形態
焚燒飛灰中的重金屬形態會直接影響重金屬的浸出行為和自然界中的遷移轉化,一般將重金屬化學形態分成可交換態、碳酸鹽態、鐵錳氧化態、有機結合態、原生硫化態和殘渣態[12]。對焚燒飛灰中重金屬形態分析,不僅可以研究其浸出特性,還可以根據其中幾種主要重金屬的形態含量分布,對焚燒飛灰做出風險評價。當某種重金屬主要以可交換態存在時,代表此重金屬易于浸出,危險性高;飛灰中以殘渣態存在的重金屬不易在強酸性溶液中浸出,最為穩定、危害性最小[13]。
4 焚燒飛灰中重金屬的生物可利用性研究
焚燒飛灰中浸出的重金屬,會進入土壤和水體,土壤和水體中的動植物在進行生命活動時,會將重金屬吸收至體內,在食物鏈的作用下,最終進入人體,對人體產生不利影響。焚燒飛灰中重金屬的危害最終體現在對生物體的影響上,被生物利用吸收的部分為污染的有效部分,即重金屬的生物可利用性,焚燒飛灰中重金屬的生物可利用性研究方法主要有生物模擬法和植物指示法[14]。
4.1 生物模擬法
健康風險評價中,土壤或焚燒飛灰重金屬的生物可利用性通常是指經口無意攝入的污染物質中重金屬被消化道吸收的最大量,需要準確判定重金屬在胃腸階段不同A段的溶出動態。體外實驗方法操作簡單、費用低,結果較為準確,發展技術也相對較為成熟,常用的體外實驗方法包括PBET(physiologically based extraction test)、IVG(in vitro gastrointesinal method)、SBET(simplified bioaccessibility extraction test)、UBM(the unified bioaccessibility method )等[15](表1)。
表1 研究重金屬生物可利用性的幾種體外提取法
名稱胃液及腸液組分胃液及腸液pH 提取時間
PBET胃液中含有胃蛋白酶、蘋果酸鹽、檸檬酸鹽、乙酸等有機酸;腸液中含有膽汁鹽和胰液素胃液pH為1.3;腸液pH為7.02h,2hSBET胃液組分為甘氨酸胃液pH為1.51h
IVG胃液中含有氯化鈉和胃蛋白酶;腸液中含有胰酶和膽汁;并整個過程中通入氬氣胃液pH為1.8;腸液pH為5.51h,1h
UBM胃相階段加入唾液( 包含氯化鉀、磷酸二氫鈉、尿素等),胃液( 包含粘液素、胃蛋白酶等;腸相階段加入腸液( 包括胰酶、脂肪酶、牛血清蛋白等),膽汁(包含氯化鈉、碳酸氫鈉、尿素、氯化鈣、膽汁鹽等)胃液pH為1.2;腸液pH為6.5 1h,4h
由于不同體外提取方法都是參考人體消化液組成設定的,而其模擬液組成存在很大的差異,每種方法都對不同的重金屬有較好的相關性,且試用于不同的環境。吳小飛等[17]使用SBET、PBET、IVG和UBM四種體外提取法,對不同酸堿度土壤中幾種主要重金屬的生物可給性進行了分析,得出IVG和PBET適用于酸性土壤,SBET和UBM適用于偏堿性土壤(表1)[16]。
4.2 植物指示法
為更好表現植物與土壤或焚燒飛灰中重金屬之間的相關性,可用植物指示法來驗證。植物指示法包括田間試驗法和植物盆栽法2 種,前者在田間條件下,以植物吸收土壤中重金屬的量來表示土壤中重金屬的生物有效性,其試驗結果能較客觀地反應大田的真實情況;后者是將供試土壤裝入試驗盆缽中,并植入試驗的植物,在控制溫度及濕度條件下進行培養,培養結束后,通過測定全株植物或植物不同部位的重金屬含量來判斷重金屬的生物有效性以及植物對它們的累積情況[14]。
植物指示法實驗周期長,易受周圍環境的影響,導致有許多不可控因素,而且不同植物對重金屬吸收種類有所不同,油菜容易吸收Cd,而對Zn、Cr的吸收卻較少;藕對Pb的吸收明顯,而對Cr、Cd和Zn的吸收相對較少[18]。對于重金屬的生物可利用性研究,不能只選用一種植物進行,其結果不具有代表性,并不適用于大多數的植物類型。
5 結論
(1) 浸出液pH值、飛灰粒徑、液固比和重金屬形態均會影響重金屬浸出,為使實驗更嚴謹,可以控制重金屬浸出的某些影響因素,根據飛灰的不同性質改變相應的浸提條件。
(2) 在選擇浸提液濃度和種類時,也需考慮焚燒飛灰本身的pH值,根據其調節浸出液pH值,以得到重金屬的最大浸出量;重金屬有向小顆粒飛灰富集的趨勢,故在進行重金屬浸出實驗時,最好選擇較小粒徑的焚燒飛灰;液固比的改變,實際上也是浸出液pH值的間接改變,在進行浸出實驗時,液固比和pH值兩者可作為協同因素。
(3) 研究焚燒飛灰中重金屬的生物可利用性,使用較多的方法為生物模擬法和植物指示法。體外模擬胃腸法是模擬將含有重金屬的土壤或焚燒飛灰直接由口攝入,進入胃腸的吸收過程,但和真實通過食物鏈進入人體的過程有所差別。在用植物指示法研究重金屬的生物可利用性時,不同植物對于不同種類的重金屬吸收能力有所差異,需考慮到研究的重金屬和選擇的植物種類。
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危險廢物是指除了放射性以外的具有化學反映性、毒性、易爆性、腐蝕性等能或可能引起對人類健康或環境危害的廢棄物,它們的任意排放會嚴重污染和破壞環境,其處理與處置一直受到各級政府、科技界、產業界和環境保護企業界的重視。根據《國家危險廢物名錄》,危險廢物包括醫療垃圾、醫藥廢物、廢樹脂、廢酸和廢堿、染料涂料廢物和含重金屬廢物等腰三角形,有毒有害廢物處理。凡含有氟、汞、砷、鉻、鎘、鉛、氰等及其化合物和酚、放射性物質的,均為有毒廢渣。他們可通過皮膚、食物、呼吸等渠道侵犯人體,引起中毒,我國環保產業發展“十五”規斟中,根據工業發達國家采用高溫氧化法處理:工:業有毒有害廢棄物的成功經驗,重點發展有毒有害廢物密閉式貯運技術和設備、專用高溫氧化焚燒技術和成套設備,建設若干個有毒有害廢物處理中心。
二、典型危險廢物的處理
針對我國特有的危險固廢典型性,特舉出兩種來談談自己的意見。
1、 醫療廢物
醫療廢物帶有大量的病菌,如果處理不當不僅會對環境造成嚴重污染,還可能引起疾病流行,醫療廢物主要包括手術過程中產生的人體組織器官、血制品殘余物、動物試驗與生物培養余物、一次性的醫療用品及敷料、廢水處理的污泥等、過期藥品、廢顯(定)影液等,嚴格來說包括病人接觸過的、來自病人身上的各種廢物,以及醫院辦公室、醫院食堂等地產生的生活垃圾。結合我國的國情,以建設高焚燒爐、區域性集中處理方式處理醫療廢物,達到徹底破壞有害物質的目的。
焚燒法上一種高溫熱處理技術,即以一定的過剩空氣量與被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應。廢物中的有害有毒物質在高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時實現無害化、減量化、資源化的處理技術。焚燒法處理危險廢物是目前世界上應用廣泛最成熟的一種熱處理技術。
2、垃圾焚燒飛灰
隨著焚燒處理的迅猛發展,特別是新開展農村“十二五”國家連片整治項目,大多數方案都涉及到了垃圾焚燒技術,由此我們可以想象農村環境焚燒飛灰產量巨大。到2013年底。全國運行和在建的焚燒處理裝置超過25256t/d,按照焚燒飛灰量是焚燒垃圾量的3%估算,每年垃圾焚燒將產生飛灰14萬t,而且近幾年我國焚燒處理規模以5%的速度遞增。預計在2015年我國生活垃圾焚燒處理比例將達到5%,將導致垃圾焚燒飛灰量的快速增加,所以開發適宜的焚燒飛灰處理技術將成為近年來環保領域研究的熱點之一。
焚燒飛灰作為一種高比表面物質,它不但富集大量的汞、鎘、鉛等有毒重金屬,而且也富集了大量的二惡英類物質,是一種同時具有重金屬危害特性和環境持久性有機毒物危害特性的雙料危險廢物,對人體健康和生態環境具有極大的危害性。
焚燒飛灰的處理主要包括高溫處理、水泥固化處理和濕式化學處理三種。高溫處理包括燒結和熔融兩種方式。燒結和熔融技術都源于材料領域,燒結從宏觀方面來講,是在高溫作用下,固體顆粒獲得擴散能量,將大部分甚至全部氣孔從晶體中排除,在低于熔點溫度下變成致密的燒結體并符合材料特性的要求;燒結溫度通常發生在主要成分絕對熔融溫度的1/2—1/3之間。熔融是在高灰熔點的溫度下,飛灰中固體顆粒發生熔融相變,成為液態溶渣,然后經過快速冷卻形成致密的玻璃態溶渣,將重金屬固化在網絡中實現穩定化目的。玻璃態溶渣可以作為建筑材料達到資源化作用。高溫處理可以分解破壞絕大部分二惡英類有機污染物并將大部分重金屬固化在固體中實現穩定化。相對于水泥固化和化學處理而言,高溫處理運行非適中,減量顯著,減量可達1/2 1/3,穩定性高,并可實現資源化利用。
歐美發達國家生活垃圾焚燒飛灰中堿金屬氯化物含量較低,研究主要集中在利用水泥窯煅燒將飛灰固化作為建筑材料。而日本、韓國等亞洲國家由于生活垃圾魍料類物質含量較高,焚燒飛灰中氯化物,尤其是堿金屬氯化物含量較高,水泥固化得到的固化體強度和浸水性較差,重金屬的長期固定效果差,因此,在日韓國家,研究主要集中在高溫處理,尤其是在熔融玻璃化方面。
三、危險廢物資源化技術發展趨勢
盡管我國目前遇到的問題事實上是發達國家2o-30年前遇到的問題,但各國的情況不一,國外的文獻資料報道中有借鑒作用,很不能全部照搬到國內。
綜合利用是實現固體廢物資源化、減量化的最重要的手段之一,危險廢物也當然也應該把綜合利用放在重要的位置來考慮。在廢物進入環境之前,對其加以回收利用,可以大大減輕后續處理的負荷,所以在考慮危險廢物處理處置的時候,首先要從經濟上考慮它是否有回收價值,處理或處置后是否也還有繼續利用的價值。
根據申報登記數據的統計結果,我國危險廢物的綜合利用率達到45.4%,主要集中在含重金屬的廢液以及重金屬廢渣方面。在過去的幾年中,我國在對危險廢物進行綜合利用的實踐中取得了一些經驗,研究開發了一些起點高、經濟實用的綜合利用技術和設備。
在危險廢物處理處置技術方面,我國已經掌握了一些行之有效的處理處置手段,如物理化學法、固化法及高溫焚燒等,其中,穩定化或固化在區域性集中管理系統中占重要的地位。
四、結束語
對于危險廢物處置應遵循下述原則:控制和管理好危險廢物污染重點企業,促使企業進行綜合利用和建設安全處置場,并對社會提供部分有償社會化服務;敦促地方政府建設區域的集中處置設施,對不宜長途運輸、貯存的危險廢物進行就地處置;建設跨省市的大規模區域性危險廢物處置場,對需要集中處置和綜合利用的危險廢物進行集中處置。
參考文獻:
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[2]回濱. 鞍山市農藥污染狀況及防治途徑[J]. 環境保護科學 , 2004,(02)
【關鍵詞】醫療垃圾;熱解焚燒;二惡英;方式;方法
醫療垃圾含有大量的病毒、病菌及化學藥劑,是一種對環境危害極大的廢棄物[1]。如果處理不當,會造成嚴重的環境污染。尤其是非典型性肺炎病人所用的醫療廢棄物、病人糞便、食物殘渣等的處理更加嚴格,這就更加突出了醫療垃圾安全處理的必要性和迫切性。
1.佳木斯市醫療垃圾現狀
1.1產出現狀
佳木斯市屬于中等城市,有全民國企機構5-6家,周邊衛生所幾十家,日產生醫療廢物近10噸。
1.2收集存放形式
佳木斯較大規模的醫院里醫療垃圾還能夠被存放在特制的防止泄漏的塑料大筒中,但在小型醫院和小診所中,則直接被存放在簡陋的容器中,印度1998年的一項調查顯示,僅由于醫療垃圾收集存放地方式不當造成的傷害就達12%。
1.3處理和處置方式
從被調查的大中型醫院來看,這些大醫院可對醫療垃圾進行科學的處理,但周圍小醫院無條件深度處理就不夠了。他們產生的醫療垃圾需要往城市中心運送焚燒,或就地簡單焚燒。
1.4存在的問題
1.4.1自行焚燒處置不能達到安全處置要求
近年來,佳木斯市人民政府出臺了《醫療廢物處理實施方案》,要求轄區所有的醫療機構必須將醫療垃圾交由市醫療廢棄物處置中心處置焚化,但有很多醫院并沒有按照規定來處理,還有的醫院自己焚燒處理醫療垃圾,但由于處理工藝簡單,設備陳舊,焚燒不徹底。
1.4.2小診所的醫療垃圾得不到安全處理
在佳木斯市的一些城鎮周邊不少小診所,因利益驅動不顧及醫療垃圾的危害性,導致醫療垃圾的外流;(帶有共性的問題),同時,小診所的特殊性也導致有關部門對其監管不力,人手不夠,培訓不過關,其中涉及相關部門。
2.國內醫療垃圾處理狀況
消毒法。
(1)高壓消毒法,用于現場處理廢物和定期存放廢物,醫療垃圾在高溫高壓下進行消毒,可使廢物的體積減少將近60%,但需要購置高壓釜,且在高壓消毒過程中還伴隨有有毒化學物質揮發。
機械化學消毒法,主要由機械浸漬和化學消毒劑為次氯酸鈉。這種方法處理后可使廢物減容60%-90%,主要適用于液體和病理方面的廢物。
(2)微波法,可用于現場和廢物轉運處理,在一定條件下,將廢物浸濕,粉碎,放入一個槽中,利用微波的殺菌性質將其中病菌殺滅。
3.熱解焚燒法原理
3.1熱解焚燒工藝原理
小型垃圾熱解爐的工藝原理見圖1
3.2熱解焚燒技要特點
(1)熱解氣化使得垃圾中的有機物轉化成可利用的能源,如燃氣、焦油或半焦,產生的燃料則可作為熱解焚燒爐的燃料,因而節省燃料,富裕的還可外供,而常規焚燒法則需要外界燃料供應。
(2)分解后的裂解焦再燃燒時的空氣系數較低,大大降低了排煙量,NOX,SOX,HCL等污染物排放減少,因而減少了煙氣處理設備的投資及運行費用;煙氣中灰塵少,二惡英的生成量也減少,遠遠小于常規焚燒法所生產的二惡英量。
3.3填埋
填埋是最終處理處置的方式,但要是經過安全的選址、勘查,且在符合標準的防滲層才可以進行衛生填埋。我國《生活垃圾填埋污染控制標準》規定:醫療垃圾不能埋入生活垃圾填埋場,因為一旦進入后,醫療垃圾的易腐性導致其發生許多化學和生物反應,這樣就有可能造成疫苗傳播。
3.4焚燒法
焚燒法是一個放熱反應,指在800攝氏度以上的溫度將感染性垃圾經料斗分批送入焚燒爐,經烘干、引燃、焚燒,最后排放煙氣,與此同時,廢物被分解成CO2和H2O,煙氣和殘渣時行 無害化處置。這種方法不但可以減容減量消毒殺菌,而且可減少90%的垃圾量,體積減少80%。
3.5壓氧降解法
壓氧降解能夠在無氧條件下將城市垃圾中的有機成分轉化成沼氣,產生的沼氣既可以用于該系統本身,也可以用適當的發動機或者發電裝置將其轉化成電能。隨著溫度的升高,降解速度也增大。厭氧降解器通常和鍋爐或者熱電聯產裝置(CHP)聯合起來使用,副產物有液態和固態殘渣。經過適當的處理,液態殘渣能被用作液體肥料,固體殘渣能用于傳統的堆肥過程。
3.6氣化和熱解法
氣化和高溫分解是利用垃圾中有機物的熱不穩定性,在無氧或缺氧條件下對其進行加熱蒸餾,使有機物產生裂解,經冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體、從中提取燃料油、可燃氣(CO、H2和CH4等)的過程。這些過程相當復雜,它們對垃圾的含濕量、物質成分以及溫度的變化非常敏感。在反應室內通常會生成一氧化碳,氫氣和甲烷等氣體。
垃圾中的金屬沒有被氧化,有利于這些金屬的回收利用。同時,垃圾中的銅、鐵等金屬不易生成促進二惡英形成的催化劑。
3.7設備較小,易于工業化
該技術使爐內物料與高溫氣流直接接觸,熱解氣化殘余物中的可燃物質在爐子底部直接與新入爐空氣作用燃盡,因此,與無氧熱解處理技術相比,傳熱速度快、單位爐容處理能力大,也避免了將熱解氣化殘余物導出爐外另行燃盡處置的麻煩。對于大中城市,用熱解法處理時,產生的熱氣量足以形成對外供氣規模,即使勉強對外供應,也必須經過復雜的凈化處理,其全安性受到質疑,這是得不償失的。該技術克服了無氧熱解 處理技術的上述缺點,減少了設備體積,工藝簡單,易于工業化。
3.8設備構造簡單,投資與運行費用低
豎式爐的旋轉爐排密封于爐內,轉速很低,頂部進料裝置采用液壓驅動雙插板結構,使得焚燒爐結構簡單,密封性好,動力消耗低, 運行可靠,從而降低了設備投資和運行費用。
4.結束語
醫療垃圾熱解焚燒法所焚燒的是裂解氣與裂解焦,裂解氣中的可燃氣體作為熱解焚燒的燃料,其運行成本大大低于常老人家焚燒法。
傳統的焚燒處理法中,由于是富氧燃燒,在這種條件下很容易產生二惡英。熱縶法是在缺氧和除去氯等配性氣體條件下進行的,大大抑制了二惡英的生成,所以熱解法比傳統焚燒法的二惡英生成量要在為減少。
【參考文獻】
[1]趙春.醫療垃圾焚燒處理技術探討[J].北方環境,2001,(3):45-45.
農村生活垃圾成分一般為:廚房垃圾、纖維類、紙張、粉煤灰、“白色污染”、廢電池、秸桿等。將其分類,可分為“可再生利用”、“可焚燒”、或“填埋”,與城市生活垃圾分類有相似之處。我們都不時在說垃圾是人類的公害,那么,它到底存在怎樣的危害呢?
一、農村生活垃圾的危害
廢棄物的危害歸納一下,主要有以下幾點(我們此次主要是對于農村生產生活過程中所產生的垃圾進行調研,對于農村廠礦企業所產生的垃圾不做調研,那種垃圾我們僅作為工業垃圾來處理):
1、占用土地,損傷地表。
目前,由于處理水平尚未先進,農村采取了收集、清運、自然堆放的處理方法。這樣就侵占了越來越多的土地,不僅直接影響農業生產,妨礙環境衛生,更可能破壞地表植被,破壞了其優美景觀。
2、污染土壤、水體、大氣。
固體廢物以及滲出液會破壞土壤的生態平衡,降低土壤活力,如果進入了河流的話,水體極易被污染。(也污染了地下水)
3、危害健康。
固體廢物中所含的有毒物質和病原體,通過各種渠道傳播疾病;更能造成大多數地區蚊繩孽生,老鼠猖狂。
二、農村垃圾的處理現狀
有專家說,垃圾是地球上惟一在增長的資源,也是放錯了地方的資源。我們也常說要“變廢為寶”。但是這談何容易?看看現在的處理現狀我們不僅觸目驚心。
1、村民自己設置垃圾堆,有各種污染;垃圾按照就近原則處理,村里沒有相應的機構去處理垃圾,去維護環境。
2、村附近的可利用垃圾收購站數量少(3個)而且近來收購價格低,大多數村民無收購興趣,也無進行整理后出售的動力。當然也有個別村民認識到垃圾處理的重要性,但是基礎設施不足導致村民無法去合理處理垃圾,從中學讀書退下來的村民告訴服務團成員,其實很多村民也認識到了亂倒垃圾的危害,但是村里既沒有垃圾桶,也沒有設置垃圾池,垃圾無法集中堆放,只好隨意亂倒。而且由于當前農村集體經濟條件普遍較為薄弱,不能拿出專項資金對農村垃圾進行清運處理。況且清運成本偏高,村里又拿不出錢來處理,只好把垃圾隨意倒在自認為合適的地方。
3、垃圾危害意識和垃圾自分類觀念不夠,某些地方垃圾遍地.無人處理,自覺性不強,隨意焚燒,空氣污染嚴重。由于農民對垃圾的危害認識不足,因此在處理垃圾上就顯得極為隨意。有的村雖然建了垃圾池,但村民總是就近將垃圾傾倒在河里等;有的人對動物尸體、農藥瓶等,不經任何處理,隨意丟棄;有的人不對垃圾進行分類,將能燒、不能燒的垃圾都堆在一起隨意焚燒。
三、對于農村垃圾處理措施
由于農村人民文化水平不高,因此他們對“垃圾堆”之類、焚燒自家垃圾,并不感到其危害,農民的垃圾自處理、優化處理意識差。缺乏了科學處理方式,農村垃圾問題的確很不好辦。
許多國家都已開始把垃圾作為資源,加以開發利用,因此,垃圾不是一文不值的東西,而是“資源、財富、寶藏”。在此,我們可能做的就是要減少農村的垃圾數量。目前來講,做得不錯的鄉村也僅作到以下幾點:
1、要號召農村的人民,能否減少日常生活垃圾,或是回收利用,開展回收利用大賽。
2、村民是否能使用那些能夠在短時間內自然風化的塑料“垃圾”,減少“白色污染”。
3、村民也像城市一樣,“零包裝”。即簡化、減少包裝、同時也使用可利用、可降解的包裝材料。
4、要多一些能把廢物變原料的機構、減量、資源、無害等綜合治量。
5、不能隨意、隨地倒垃圾,在村中設立相應的環保小分隊進行硬性監督,并建立環保公約。
農村垃圾治理難度較大,單憑政府一方面的推動顯然不夠,但僅憑農民自己的自覺去治理也不現實,因此只有以農民為主體、以政府為主導,多管齊下,才能真正治理好農村垃圾問題。
首先,加強基礎設施建設。政府要加大對垃圾處理基礎設施建設的投入,列出專項資金建設垃圾池、垃圾車、垃圾填埋場、垃圾處理設備等,統籌建設收集、儲運、運輸、處置設施。
其次,讓農民掌握處理方法。要加強對農民的宣傳教育,使他們真正認識到亂扔垃圾的危害,學會分類處理垃圾,掌握正確處理垃圾的各類方法。要以村為單位,充分發揮農民主體作用,通過建立村規民約的形式,建立起業余的“農村環衛隊”,經費可以采取兩個辦法,一是村集體經濟出一點,二是村民自己籌一點,形成“村收集、鎮中轉、縣市處理”的垃圾處置模式。
【關鍵詞】城市;垃圾
城市垃圾主要是指城市居民的生活垃圾、商業垃圾、市政維護和管理中產生的垃圾,而不包括工廠所排出的工業固體廢物。城市垃圾的成分很復雜,但大致可分為有機物、無機物和可回收廢品等。屬于有機物的垃圾主要是動植物的廢棄物,屬于無機物的垃圾主要為爐灰、庭院灰土、碎磚瓦等,可回收的廢品主要為金屬、橡膠、塑料、廢紙、玻璃等。
1.城市垃圾的危害分析
首先,對人體的危害。生活在環境中的人,以大氣、水、土壤為媒介,可以將環境中的有害廢物直接由呼吸道、消化道或皮膚攝入人體,使人致病。其次,對大氣的污染。城市生活垃圾和其他固體廢物在運輸、處理過程中如缺乏相應的防護和凈化措施,將會造成細末和粉塵隨風揚散;堆放和填埋的廢物以及滲入土壤的廢物,經過揮發和化學反應釋放出有害氣體,都會嚴重污染大氣并使大氣質量下降。例如:生活垃圾填埋后,其中的有機成分在地下厭氧的環境下,將會分解產生二氧化碳、甲烷等氣體進入大氣中,如果任其聚集會引發火災和爆炸的危險。第三,對水體的污染。如果將城市生活垃圾和其他固體廢物直接排入河流、湖泊等地,或是露天堆放的廢物經雨水沖刷被地表徑流攜帶進入水體,或是飄入空中的細小顆粒通過降雨及重力沉降落入地表水體,水體都可溶解出有害成分,污染水質、毒害生物。有些簡易垃圾填埋場,經雨水的淋濾作用,或廢物的生化降解產生的滲瀝液,含有高濃度懸浮固態物和各種有機與無機成分。如果這種滲瀝液進入地下水或淺蓄水層,將導致嚴重的水源污染,而且很難得到治理。第四,對土壤的污染。固體廢物及其濾出或濾涸液中所含的有害物質會改變土壤結構和土質,影響土壤中微生物的活動,妨礙植物生長;有時還會在植物體內積蓄,在人蓄食用時危及人蓄健康。城市生活垃圾和其他固體廢物長期露天堆放,其有害成分在地表徑流和雨水的淋溶、滲透作用下通過土壤孔隙向四周和縱深的土壤遷移。在遷移過程中,有害成分要經受土壤的吸附和其他作用。由于土壤的吸附能力和吸附容量很大,隨著滲濾水的遷移,使有害成分在土壤固相中呈現不同程度的積累,導致土壤成分和結構的改變,進而對土壤中生長的植物產生污染,污染嚴重的土地甚至無法耕種。
2.我國城市垃圾處理的技術現狀
2.1城市垃圾的衛生填埋技術
上個世紀80年代,我國發生首例垃圾爆炸事件以后,對爆炸垃圾的合理有效處置是擺在人們面前的一個重要課題。當時,為解決這一課題,由清華大學牽頭,設計了我國首座人工強化處理的非天然狀態下填埋的垃圾處理廠。這一處理廠主要使用填埋技術,從而為我國采用衛生填埋技術處理城市垃圾探索了道路,也積累了經驗。
現在,我國城市垃圾填埋多采用厭氧填埋法,利用天然的地形地貌進行適當的整治,并建有防滲層。在防滲層中,為提高防滲能力,一般還采用了人工合成的化學合成材料,如高密度聚乙烯板等。在垃圾填埋系統中設有滲出液收集系統及沼氣收集系統等。填埋層中采用垃圾/黏土交替壓實鋪砌的填埋方法,上部設有防水的覆土層,覆土上部還可以進行綠化處理。這一技術可回收沼氣作為能源,但是,垃圾滲濾液必須處理。好氧填埋技術也是一項重要的垃圾填埋技術,它具有對有機物分解徹底、迅速的優點,但是,其工程的成本高,構造復雜,運行費用也高,故在我國尚無應用。
2.2城市垃圾焚燒處理技術
對城市垃圾進行焚燒是最為徹底的無害化處理技術,它可充分燃燒其中的有機物,殺滅其致病微生物,使垃圾體積大幅減小,減輕后處理負擔。它的一般技術工藝是:將運到焚燒廠的垃圾首先進行適度儲存、混合,然后由進料設備將垃圾送入爐內進行干燥、焚燒處理,并對其余熱進行回收利用。如果煙氣含有可回收的組分,也要進行回收利用,煙氣經凈化后排除。目前人們對焚燒設備的技術狀況都很關注,我國目前也開始在杭州鍋爐廠自行研制、開發并生產垃圾焚燒爐,其技術狀況尚待長期運行的考驗。垃圾焚燒技術中目前人們最為關心的問題就是煙氣中二英的量及其毒害作用,這一問題可能成為焚燒技術工程實際應用的挑戰性問題。由于我國城市垃圾組分中有機組分含量偏低,而且有機組分中也是以高含水率的碳水化合物為主要成分,使得燃燒熱值偏低,影響其資源化的價值。
3.城市垃圾處理的前景
3.1利用垃圾發電
垃圾發電是把各種垃圾收集后,進行分類處理。其中:一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒(也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機要物),在高溫焚燒(產生的煙霧經過處理)中產生的熱能轉化為高溫蒸汽,推動渦輪機轉動,使發電機產生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發酵、厭氧處理,最后干燥脫硫,產生一種氣體叫甲烷,也叫沼氣。再經燃燒,把熱能轉化為蒸汽,推動渦輪機轉動,帶動發電機產生電能。如果我國能將垃圾充分有效地用于發電,每年將節省煤炭5000~6000萬噸,其“資源效益”極為可觀。
3.2把垃圾轉變為肥料
城市生活垃圾中的有機物成分比如剩菜剩飯等,既不能重復使用又不能用于發電,因為它們的燃燒值很低,水分很大,即便如此,我們也不能將他們倒掉,這樣會滋生各種細菌和蒼蠅、蚊子之類,對城市環境會造成破壞。目前人類對于這種垃圾主要是采用堆肥的方式進行發酵處理,堆肥處理方法是將混合垃圾進行靜態發酵生產堆肥。堆肥適于鄉村農家肥生產而非城市垃圾產業化處理。其缺點是有機物堆腐時間長,一般需3周至一個月,堆積污染嚴重,蒼蠅、蚊子滋生,嚴重污染周邊環境,給當地衛生防疫帶來極大隱患。有機物降解不徹底,處理不充分,殘留物仍會造成垃圾污染。有機物堆肥產品雜質多,而且對重金屬等有害物質不能有效分離,長期使用堆肥產品,會造成土壤表面沉積,破壞土壤、危害農作物。
隨著人類生物技術的迅速發展,人類將把微生物技術廣泛的應用到有機垃圾肥料化處理的過程之中。微生物垃圾處理技術是在餐廚有機垃圾中加入微生物固菌發酵劑,讓有益菌“吃垃圾”。我們吃剩的飯,細菌接著吃,細菌吃掉的餐廚垃圾變成一袋袋淡黃色的粉末,這種粉末就是高能量的有機肥料。袋子里還有細菌吃不掉的骨頭、塑料袋、筷子,處理不掉的垃圾僅占餐廚垃圾總量的2% ~3%。在這個“化腐朽為神奇”的工程中功勞最大的是微生物技術,把符合微生物菌撒到垃圾上,這種菌體蛋白既可以做飼料又可以做肥料可真正實現變廢為寶。
4.結束語
城市垃圾問題如同其它環境問題一樣,也是在近幾年來特別是近十多年來才為我們關注并迫切需要解決的問題。這些問題的拖延是以漸增并伴著突發的巨大損失為代價。堆放的垃圾正在悄悄地釋放著污染物,損害著大氣層,污染著地下水,一個偶然的原因,它的爆炸會在瞬間造成巨大的損失,這些問題需要我們慎重對待并立即付諸于行動。
【參考文獻】
[1]許寧,胡偉光等.城市環境管理[M].北京:化學工業出版社,2007.
一、 焚燒飛灰基本物理性質
焚燒飛灰是含水率極低的微細粉末狀塵粒,呈淺灰或土黃色,一般含水率在10%以下,在潮濕氣氛下飛灰由于吸水含水率會有所升高,熱灼減率為3.0~10%。
1、密度
焚燒飛灰的堆積密度一般在0.5~1.0g/cm范圍內,特別易受含水率的影響,含水較高時密度增高,流化床飛灰密度較高。振實密度為0.8~1.2g/cm,真密
度一般大于2.8~3.2g/cm。
2、表面積和空隙度 焚燒飛灰具有顆粒小,比表面積大的特點,實驗測定的焚燒飛灰比表面積為4.8~13.7cm2/g。焚燒飛灰的空隙度較大,一般在30~50%范圍內。
3、徑分布
粒徑
4、飛灰成份
飛灰成份分析是確定飛灰處理技術路線的必備數據之一。根據分析結果,可對飛灰的基本特性(重金屬浸出特性、熱處理特性、凝硬特性等)進行預測,為確定處理工藝提供依據。
表1焚燒飛灰成份分析表
從表1 可以看出,焚燒飛灰的主要元素有Ca、Cl、Si、S、Al、K、Na、Fe、P等。另外,焚燒飛灰中Pb、Zn、Cu、Cr等重金屬含量也較高。
圾焚燒飛灰中的氯含量較高,這主要和垃圾中的廚余和塑料有關,而氯含量較高對飛灰的熱處理不利,氯的揮發會加速對設備的腐蝕。氯含量較高也會導致飛灰中的重金屬更易浸出。
焚燒飛灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3含量之和是表征飛灰凝硬特性的重要指標之一。由于焚燒飛灰中含有較多量的CaO和Cl,使得飛灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3總量較低,凝硬特性較差。另外,Cl的大量存在也使得飛灰用作建材較難實現。
5、酸中和容量
從飛灰的元素分析可以看出,飛灰中的Ca、Na、K、Al等堿性物質含量較高,使得飛灰具有很大的酸中和容量(ANC)。飛灰的ANC 含量可以抵抗環境中的酸性物質,只有當酸性物質將ANC 逐漸破壞后,飛灰中的重金屬才會浸出。
二、工程特性
1、粉體工程特性
飛灰的平均粒徑主要集中在20~125µm,比表面積在4.8~13.7cm/g,屬于流動性較差的中細粒度散料粉體。休止角為31~42°,抹刀角為49.5~58.5°。同時,飛灰的吸濕性可以達到40%,其物料表現為易于吸潮結塊、團聚和架橋。因此,在飛灰干料的貯藏和加料送料系統中應當通過措施加以避免。飛灰的分散性可達到16~36%,表明飛灰干料易于揚塵,操作時應盡量采取密閉操作。飛灰的滑動角為29~37°,且此參數會隨含水量的變化而改變。
2、熱處理特性
焚燒飛灰的熔融特征溫度是選擇熱處理工藝參數的重要依據。在氧化性氣氛下焚燒飛灰熔融點的三個特征溫度(即變形溫度DT、軟化溫度ST和流動溫度FT)見表2。
表2 焚燒飛灰熔點的特征溫度點
(2)二惡英類 垃圾焚燒飛灰除存在重金屬類污染物外,還含有相當多的二惡英類污染物,見表3。
表3焚燒飛灰中的二惡英類污染物水平(ng-TEQ/g)
三、技術方案
1、處理技術現狀
(1)國外
歐美發達國家生活垃圾焚燒飛灰中堿金屬氯化物含量較低,研究主要集中在利用水泥窯煅燒將飛灰固化作為建筑材料,而韓國等亞洲國家由于生活垃圾中塑料類物質含量較高,焚燒飛灰中氯化物,尤其是堿金屬氯化物含量高,水泥固化法得到的固化體強度與浸持久性較差,重金屬的長期固定效果差,因此,研究主要集中在高溫處理,尤其是熔融玻璃化方面。日本在法律上規定,焚燒廠必須對焚燒飛灰采取水泥固化法、溶劑萃取法、熔融固化法、化學藥劑處理等4種處理方法之一進行焚燒飛灰降毒性處理,滿足填埋標準之后,才可將飛灰進行再利用或填埋處置。
(2)國內目前,我國對生活垃圾焚燒飛灰采用的處理技術可分三大類,具體見表4。
表4 焚燒飛灰處理方法及其應用評述
本工程采用螯合劑處理生活垃圾焚燒飛灰,技術方案為屬穩定化/固化中的藥劑穩定法,由于穩定化/固化是目前我國生活垃圾焚燒飛灰最現實的處理技術,因而選擇與穩定化/固化技術中其它方案進行比較。
2、技術方案比較
穩定化/固化技術中不同的方案,各有其特殊的物理、化學特性及最佳適用對象。由于穩定化/固化技術方案實際上屬于濃度控制技術,因此,選擇的技術方案應促使生活垃圾焚燒飛灰中的重金屬等以盡可能小的速率溶出。本工程技術方案與應用最多的水泥固化、熔融固化比較見表5。
表5技術方案比較
由表5可見,采用熔融固化處理焚燒飛灰效果最好,但要求的設備和費用高,使用范圍有限。采用水泥固化主要缺陷是處理增容大,重金屬難被穩定,固化體強度難于恒久保證。因而,采用螯合劑處理技術方案則相對較好。另外,雖然螯合劑對二惡英的穩定作用較小,但由于二惡英具有水溶性極低、脂溶性高的特點,通過水體直接危害人類健康的風險較低,人體直接從環境中(水、大氣和土壤)攝取二惡英的可能性也較小。二惡英的傳播主要是通過在生物體內聚積后經過食物鏈被攝入人體。因此,將螯合劑處理后的焚燒飛灰置于單獨填埋單元(含滲濾液收集系統和底襯)并對其進行適當的控制時(禁止附近居民食入填埋場附近食物),二惡英對四周環境和人類健康的危害是可控制的。
四、螯合劑選擇
按螯合劑在水中的溶解度可以分為兩大類,具體詳見表6。
表6螯合劑類別及其特點