城市生活及工業固體廢棄物處理技術思考分析

師 杰

（1.開封大學土木建筑工程學院，河南 開封 475004；2.開封市建筑固體廢棄物再生利用技術重點實驗室，河南 開封 475004；3.開封市固體廢渣資源化與無害化工程技術研究中心，河南 開封 475004;4.開封市海綿城市工程材料技術研究中心，河南 開封 475004；5.開封大學新型節能建筑材料協同創新中心，河南 開封 475004）

1 城市固體廢棄物的來源和分類

城市中的固體廢棄物主要來自人們生產、生活以及工作中，其主要形態分為固態和半液化固體垃圾。因為我國各地區的氣溫環境及生活習慣不同，所以垃圾的處理方式也各不相同，這也是困擾垃圾處理技術應用的重要因素。目前，城市固體廢棄物主要包括三類，即工業固體廢物、生活垃圾以及危險廢物，見圖1。

圖1 固體廢物分類體系

1.1 工業固體廢物

工業固體廢物主要指工業部門生產活動中產生的廢棄物，其主要分為燃燒廠灰渣、化學固體廢棄物、石油固體廢棄物以及食品加工中的固體廢棄物等。其中，燃燒廠灰渣主要包括各種冶金高爐渣、冶金不銹鋼爐渣等；化學固體廢棄物就是堿性物質中含有硫酸渣、廢渣和化學石膏；石油固體廢棄物主要指酸性廢棄物中的石油渣和廢酸性堿渣等。

1.2 城市生活垃圾

城市生活垃圾指的是居民在日常生活中產生的各種廢棄物，其中包括家庭垃圾、廚余垃圾、市場垃圾和街道建筑垃圾。一般情況下，城市居民日常生活中垃圾產量的多少取決于城市規模、經濟水平、居民日常生活品質和地理位置等眾多因素。

2 城市固體廢棄物的危害

2.1 對水的污染

由于城市固體廢棄物的危害比較大，因此，垃圾一旦進入到水資源中，會對水中生物的繁殖造成影響。例如，在地面上裸露的廢棄物或是垃圾場填埋中的垃圾，在經過雨水的浸淋后，無論是滲出液還是濾出液均會直接流入到地表層和水源中，對水生生物、動植物的生長產生不利影響。

2.2 對大氣的污染

固體廢棄物在室外強風的吹打下，其粉末會隨風飄散在大氣中，造成大氣污染，降低大氣中的能見度。同時，氣體污染物主要有甲烷等有害物質，很有可能會產生各類傳染病，危害人們的身體健康。

2.3 對土壤的污染

城市固體廢棄物堆放需要占據大面積的土地，據了解，現階段我國固體廢棄物所占的土地面積已超過5億m2。但這些固體廢棄物因為處理技術比較落后，所以導致長時間的堆積，在長期雨雪浸濕下，其有害物質最終會滲透到土壤中，既對有機微生物產生了威脅，又會改變土質和土壤結構，最終土壤中的微生物也會受到連帶影響。此外，有毒物質依托農作物富集效應通過食物鏈也會進入到人體當中，威脅人類健康。

3 城市生活及工業固體廢棄物處理技術

3.1 城市生活垃圾處理技術

3.1.1 填埋技術

填埋作為生活垃圾處理的一種方法，具體做法：首先，選擇一個比較合適的生活垃圾儲藏場；其次，針對現有的垃圾實施滲漏與覆土處理；最后，對垃圾進行填埋。填埋技術雖然有可取之處，不需要投入過多的資金，又可以處理大量的垃圾，但也存在著一定的危害，例如垃圾長期埋放在地下就會導致重金屬和有害物質等元素產生，久而久之對地下水源也會帶來比較大的影響。此外，垃圾場產生的氣體回收利用率也比較低，所以在進行垃圾填埋工作時應嚴格把關，避免對周圍環境產生不良影響。

3.1.2 焚燒技術

焚燒處理是我國城市居民生活垃圾處理中比較有效的途徑之一，焚燒處理技術簡單來講就是將一定量的過剩空氣和固體廢棄物在焚燒爐中進行氧化反應。焚燒后的垃圾的殘渣量只有原垃圾量的5%~20%，同時這種技術還可以消滅各種病原體，將有毒有害物質經過轉化成為無害物，比較適合可燃物含量比較高的生活垃圾。但由于資源焚燒并不是實現資源化綜合利用的唯一方法，因此，只有對于那些根本沒有直接回收利用價值、可以直接回收利用熱能的廢棄物進行資源焚燒才更科學合理。

3.1.3 堆肥處理

堆肥處理方式可分為好氧堆肥和厭氧堆肥，其中好氧堆肥的主要原理是以有氧條件為背景，依托好氧微生物作用促使有機物質被微生物快速吸收。通常，好氧堆肥是在50℃~60℃下進行的，部分時候溫度可高達90℃，因此，好氧堆肥也被稱為高溫堆肥，存在于垃圾中的病原體、蟲卵等也可以被消滅，堆肥無害化也由此實現。目前采用堆肥的環境條件好，不會產生臭氣。但是，由于好氧堆肥必須維持一定的氧濃度，因此運轉費用較高。

厭氧堆肥是處于無氧環境下，以厭氧微生物作為輔助來實施的，生產工藝簡單，主要依托堆肥自然發酵對有機物進行分解，不需要依賴外界獲得能量。當一種有機物開始進行厭酸氧化分解時，通常會經過兩個階段，分別是弱堿酸性氧化和強酸性氧化。在初期，微生物分解酸性產物主要是有機酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氫等；同時，有機酸會大量酸化積累pH陽性數值，所以也被叫作有機酸發酵產物。其次，在發酵后期，由于所分解產生的酸和氨中的pH值不斷上升，因此，一種叫細菌酸性甲醇和醇細菌的酸性微生物群開始快速分解有機酸和醇，產物主要成分是甲烷和二氧化碳。隨著厭氧甲烷菌和細菌的快速繁殖，如果對所產生的二氧甲烷和廢氣處理得當，還有被再利用的可能。但是厭氧堆肥有機物分解具有速度慢、周期長等特征，所以常出現惡臭等情況，且會占據較大的土地面積，在大面積廢棄物處理時并不適用。

3.2 廢舊輪胎等老化橡膠的處理

就廢舊輪胎等老化橡膠處理工作來講，其難度和復雜程度都相對較大，但隨著優質活性炭技術的問世，廢舊輪胎等老化橡膠的處理也開始邁進了一個新的階段，同時，在香煙生產過濾嘴上也得到了較為廣泛的應用。近年來，工業生產快速發展，活性炭需求也逐步提升，煙氣脫硫脫硝、液體有害物質的脫除都離不開活性炭的使用。

3.3 危險固體廢棄物的處理技術

危險廢棄物處理時可以應用的處理技術相對較多，通過處理達到轉變廢棄物物理及化學性質的目的。例如，對廢棄物進行解毒處理，或者提取有害成分予以分離和濃縮處理等。具體而言，主要包括下述幾點：

3.3.1 化學處理

此種處理方式在無機廢物（酸、堿、氰化物）中應用較多，主要采用的處理方法包括中和、沉析、氧化。

3.3.2 物理處理

物理處理主要可以細分為相分離和固化技術。以后者為例，通常應用于在經過其他處理過程后的殘渣物或不能應用焚燒進行處理的廢棄物當中，尤其是對于含重金屬污泥、含重金屬廢渣的廢棄物而言，其適用性較強。

3.3.3 生物處理

若土壤被有機物所污染，那么可以采用生物處理的方式。

縱觀危險廢棄物處理可以看出，穩定化及固化技術是其中重要的技術形式，尤其是在區域性集中管理系統中，其重要地位不言而喻。

4 結語

我國城市垃圾處理現狀并不樂觀，各城市的日常生活垃圾處理及工業垃圾處理方式也各不相同，很難完全形成一個統一的城市垃圾處理方案，所以不管是城市的生活垃圾還是工業廢棄物處理都是以后著重探索的方向。現階段，可以按照各地的實際情況來展開處理，最好先對城市垃圾進行統一分類，并逐步完善整個垃圾處理體系，這樣在垃圾處理的過程中可能會更加方便，也能提升垃圾的回收利用效率，使城市擁有一個較好的環境。