為每年6.5億噸,綜合利用率僅為29%左右.累計積存量為66.4億噸,人
均5.5噸,占地約5.5萬公頃.1989年,全國排放化工廢渣1697萬噸,放
射性廢渣90萬噸,大部分未經無害化處理和科學處置,不斷增長的有毒
有害廢棄物已構成潛在的危險.另據統計,全國城市生活垃圾以每年6%～7%
的速度增長,1996年為6000萬噸,但垃圾無害化處理率平均不到5%,大量未
經處理的工業廢渣和城市垃圾堆存於城郊等地,形成圍城局面,成為嚴重的二
次汙染源.2000年我國工業固體廢棄物總量將會增長至約7億噸.
目前國內外廣泛采用的城市生活垃圾處理方式主要有衛生填埋,高溫堆肥和焚燒等,這三種主要垃圾處理方式的比例,因地理環境;垃圾成份,經濟發展水平等因素不同而有所區別,表2-1為三種處理方式的比較.
表2-1 三種垃圾處理方式比較
同左
前處理工序可回收部分原料,但取決於垃圾中可利用物的比例.
無現場分選回收實例,但有潛在可能.
資源回收
適中
較高
較低
建設投資
建立穩定的堆肥市場較困難.
能產生熱能或電能.
可回收沼氣發電.
產品市場
非堆肥物需作填埋處理,為初始量的20~25%.
僅殘渣需作填埋處理,為初始量的10%.
無
最終處置
從無害化角度,垃圾中可生物降解有機物≥10%,從肥效出發應>40%.
垃圾低位熱值>3300kJ/kg時不需添加輔助燃料.
無機物>60%
含水量0.5t/d
適用條件
較易,僅需避開居民密集區,氣味影響半徑小於200m,運輸距離適中.
易,可靠近市區建設,運輸距離較近
較困難,要考慮地形,地質條件,防止地表水,地下水汙染,壹般遠離市區,運輸距離較遠.
選址
中等
小
大
占地
可靠,國內有相當經驗
可靠
可靠
技術可靠性
好
好
較好,註意防火
操作安全性
堆肥
焚燒
衛生填埋
內容
三種方式的影響
續表2-1
需控制堆肥制品中重金屬含量.
無
限於填埋場區.
土壤汙染
有輕微氣味,汙染指標可能性不大.
可以控制,但二惡英(Doxlin)等微量劇毒物需采取措施控制.
有,但可用覆蓋壓實等措施控制
大氣汙染
重金屬等可能隨堆肥制品汙染地下水
灰渣中沒有有機質等汙染物,僅需填埋時采取固化等措施可防止汙染.
有可能,雖可采取防滲措施,但仍然可能發生滲漏.
地下水汙染
在非堆肥物填埋時與衛生填埋相仿.
在處理廠區無,在爐灰填埋時,其對地表水汙染的可能性比填埋小.
有可能,但可采取措施減少可能性.
地表水汙染
堆肥
焚燒
衛生填埋
內容
技術對策
目前我國城市垃圾處理的技術對策是:以衛生填埋和高溫堆肥技術為主,提倡有條件的城市特別是沿海經濟發達地區發展焚燒技術.近幾年各城市開始進行垃圾焚燒處理的基礎研究和應用研究工作,開發了包括NF系列逆燃式,RF系列熱解式,HL系列旋轉式小型垃圾燃燒爐及壹批醫院垃圾專用焚燒爐,並建設了壹批中小型城市簡易焚燒廠(站).1985年,深圳引進日本三菱公司焚燒成套技術與裝備,建成了我國第壹座大型(300t/d)現代化垃圾焚燒發電壹體化處理廠,為我國開展城市垃圾焚燒裝置國產化工作打下了基礎.
上海浦東垃圾焚燒廠
1000TD布袋除塵器
正在興建的我國最大的
垃圾焚燒廠
垃圾回收流程
未來展望
我國城市垃圾處理技術獲新突破
中國環保產業協會固體廢物處理利用委員會,日前在包頭市對龍德環保科技有限公司
開發的醫療垃圾與生活垃圾熱解及相關設備進行了技術評審.來自清華大學和中國科
學院等單位的專家壹致將這壹技術成果定位於"國內首創".
為解決城市垃圾問題,天津大學對垃圾熱解技術進行了深入研究,取得了多項國家
專利.在此基礎上,龍德環保科技公司對這壹技術和設備進行了進壹步的研究與開發,
成功地將這壹技術與氣化技術,二氧化碳還原及相關的催化燃燒技術等融於壹體,
更有效地控制了汙染,使有機廢料充分轉化為可利用資源.2002年,包頭市環衛產業
公司引進了該技術及相關設備,建成了系統化的垃圾處理場,並在垃圾的資源化再生
利用等方面取得了可喜成果. 參加評審的專家們認為,采用這種熱解方式處理醫療和
生活垃圾,符合"減量化,無害化,資源化"的固廢處理發展方向,具有能源回收率高,
產生二次汙染小,綜合經濟效益好等優點,具有廣闊的發展前景.同時,相關的成套
設備設計合理,自動化水平高,占地少,滿足了工程應用及市場轉化的條件.
法國城市的垃圾處理技術
法國正在開發新的城市垃圾處理技術,以替代生活垃圾的焚燒和填
埋.用甲烷化處理有機垃圾,用機械化的方法對包裝材料進行分揀,對
於環境和經濟來說都是很有前途的方法.甲烷化處理的特點是使有機物
質與空氣隔離,在厭氧環境中加速降解.在甲烷化處理之前先要對垃圾
進行分揀,甲烷化處理之後做堆肥的精加工.Valorga國際工程公司開
發並註冊了專利的工藝技術的特點在於,反應器在運轉的過程中使有機
物發酵.反應器的基座上有300個開口,從這些開口中註入加壓的沼氣
(8個大氣壓).沼氣是垃圾發酵產生的.反應器將垃圾攪動,拌勻.
白天,垃圾不斷地輸送到反應器的底部,在沼氣的推動下,垃圾要繞過
用水泥做的反應器內壁,然後才能到達出口.這個過程使垃圾在反應器
中停留的時間為3周,直到完全降解.在細菌發酵的過程中產生的生物
沼氣在出口處收集並貯存起來,可以通過制造熱能和發電的形式再利用.
我國煙塵汙染
我國是壹個能源結構以燃煤為主的國家,大氣汙染屬煤煙型汙染,粉
塵,二氧化硫(SO2),氮氧化物(NOx)是我國大氣的主要汙染物.在20
世紀50年代的工業化初始發展階段,全國煤炭消耗量為2000-10000萬噸,二
氧化硫的排放量為50-200萬噸;在60-70年代的工業化第二階段,煤炭 消耗
量為1000-45000萬噸,二氧化硫的排放量為300-700萬噸;自1980年代始在工
業化第三階段,煤炭年消耗量達80000萬噸,二氧化硫的排放量為 900-1500
萬噸;同時在燃煤過程中產生相當量的氮氧化物,如2000年我國燃 煤電廠
的NOx的排放量達到290萬噸.因此我國的能源結構特點導致了較多的 重腐
蝕情況,形成了酸雨等汙染情況,尤其是燃煤電廠中,對於二氧化硫或氮
氧化物的防治是勢在必行.
傳統脫硫技術
當前國內的種種煙氣脫硫技術,應用比例高達85%
的是從國外引進的濕式石灰石/石膏法工藝和設備.石灰-石膏法是采用石灰石或石灰的漿液吸收煙氣中的SO2,屬於濕式洗滌法,該法的副產品是石膏(CaSO4·2H2O).
在主吸收塔內完成SO2的吸收和氧化兩個步驟,分別在吸收塔和塔釜內完成.
(1) 吸收 (2) 氧化
CaO+H2O→Ca(OH)2
2 CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2 CaSO4·2H2O
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O→CaSO4·2H2O+SO2↑
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2↑
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
在吸收液中加入有機添加劑,防止設備的結垢.該法終產物為石膏.簡易石灰石/石膏法對終產物不加回收,直接拋棄;亦可采用後處理分離出成品石膏回收利用.
缺點
雖然對減輕工業煙氣中的二氧化硫汙染起到了壹定作用,但同時又產生了硫化石膏這樣的副產品.濕式石灰石/石膏法脫硫設備每處理1噸二氧化硫就產生脫硫石膏2.7噸,隨著我國火電廠裝機容量的逐年遞增,預計到2010年,堆存的脫硫石膏和其他副產品石膏將超過1億噸.雖然引進設備的有關廠商熱衷於宣傳脫硫石膏的再利用,可以代替天然開采的礦石膏.而實際上,脫硫石膏的利用只是壹種理論上的說法.我國的礦石膏資源相當豐富,這種礦石容易開采,價廉物美.而脫硫石膏的抗壓強度,抗拉強度等都無法和礦石膏競爭,沒人願意采用,大部分被拋棄處理.被拋棄的脫硫石膏猶如壹堆堆"雪山",被太陽暴曬後揮發的"酸性物質"又加重了"酸雨"的威脅.並且,被雨水沖刷過的脫硫石膏又會汙染地表水和地下水.於是,治理了舊的煙氣中的二氧化硫汙染,又產生了新的脫硫石膏的二次汙染.其次,調查表明,如果全部用濕式石灰石/石膏法來處理所產生的二氧化硫,我國每年就要新增加二氧化碳幾千萬噸.當前全世界二氧化碳的年排放總量,已遠遠超過大自然通過植物光合作用及海水吸收化解的能力.二氧化碳在大氣中的超量沈積,將導致地球表面溫度的不斷上升.研究表明,二氧化碳壹旦排放到大氣中,最長可生存200年的時間.二氧化碳長期過量在低空聚集會使大氣濃度增加,阻礙地球熱量的散失,造成降雨量減少,河流幹枯,氣候變暖,環境惡化,破壞整個大自然的平衡格局,引發幹旱洪澇等災害.我國二氧化碳年排放總量已經占世界總排放量的13.2%.早在1997年,我國參加簽訂了《京都議定書》,承諾到2010年我國排放的二氧化碳等六種導致溫室效應氣體的數量,不但不能增加,而且要比1990年減少5.2%.這壹時限要求已相當緊迫.治理了舊的煙氣中的二氧化硫汙染,又新增大氣中二氧化碳的排放,產生新的汙染.
堿液/廢堿液煙氣脫硫工藝
堿液法是較為常用的脫硫方法之壹,該法使用堿性溶液吸收煙氣中的SO2,生成HSO32-,SO32-與SO42-,反應方程式如下:
SO2+OH-→HSO3-
HSO3-+OH-→SO32-+H2O
氧化部分:
HSO3-+1/2O2→SO42-+H+
SO3-+1/2O2→SO42-
堿性溶液可采用鈉堿(主要為碳酸鈉,氫氧化鈉等;鈉堿溶解度,吸收速率較高,不結垢,不易堵.),或工廠內現有各種可利用廢堿液,不足部分再補充(壹般為鈉堿),可充分利用廠內原有資源,達到以廢治廢的目的.
氨法工藝
氨法是用氨水洗滌含SO2的廢氣,形成(NH4)2SO3-NH4HSO3-H2O的吸收液體系.該溶液中(NH4)2SO3對SO2具有很好的吸收能力,是氨法中的主要吸收劑.氨法是煙氣脫硫方法中較為成熟的方法,較早的被應用於工業工程.該法脫硫費用低,氨可留在產品內,以氮肥的形式提供使用,因而產品使用價值較高,但氨的來源受地域及生產行業的限制較大.盡管如此,氨法仍不失為壹個治理低濃度SO2的有前途的方法.
濕式煙氣脫硫除塵壹體化工藝
濕式煙氣脫硫除塵壹體化工藝,是針對旋流板塔所特有的優良性能,結合國內企業的實際情況,而設計的壹種高效,經濟的FGD工藝.除塵效率≥98%,脫硫率75%～90%,滿足國內現行的治理要求;特殊設計組合式除霧裝置防止風機帶水.
該法壹般使用石灰為吸收劑,或用電石渣及其它堿性廢渣.反應原理如下:
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2↑
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
脫硫液經綜合循環池沈灰,補充堿後循環使用.
該法所得副產品可以回收,也可以拋棄.石灰石料源廣泛,原料易得,且價格低廉,治理效果好,在國內多家企業均有成功實施的業績.
各種工藝比較