城市固體廢棄物處理及利用的研究

劉勝發

（臨沂市生態環境監控中心，山東 臨沂 276001）

《2020年全國大、中城市固體廢物污染環境防治年報》，明確指出：“全國196個大、中城市2019年一般工業固體廢物產生量為13.8億噸，生活垃圾產生量為23 560.2萬噸，工業危險廢物產生量為4 498.9萬噸，醫療廢物產生量為84.3萬噸，由于固體廢棄物處理不當所引發的環境污染問題，也對社會生產、人們生活和生態穩定帶來極大影響，加強固體廢物處置利用迫在眉睫”[1]。雖然各地區加大了城市固體廢棄物處理和利用力度，但是實際操作受到環保宣傳力度不強、采用技術手段落后等因素影響，導致整體固廢處理利用效果不夠理想，還需要加強城市固體廢物處理利用研究，并在準確把握固廢分類及危害以后，采用科學合理措施對其進行處置與資源化利用，在減輕環境污染問題的同時，社會、生態也能實現和諧持續發展。鑒于此，本文對城市固體廢棄物處理及利用進行深入探究。

1 城市固體廢棄物概念、分類及危害

1.1 概念

城市固體廢棄物是城市居民生產、生活中所產生的固體廢物，包括生活垃圾、污泥、廢棄電子產品、醫療廢物等，其具有以下特征：（1）數量龐大，隨著社會經濟不斷發展，人們開展生產生活活動所產生固體廢物數量也持續增長，并且固體廢物的種類比較多，涉及到的成分也比較復雜，不僅對人們生存環境造成極大影響，還提高了固體廢物處置難度；（2）危害潛在性，城市固體廢物在產生、排放、貯存、處理等過程中，任何一個環節都很可能會對環境造成不良影響，并且由于固體廢物本身具有擴散性特點，可以通過水、土壤等途徑對生態環境造成極大危害[2]。

1.2 分類

對城市固體廢棄物進行分類，主要包括：（1）工業固體廢棄物，這一類固廢通常是在工業企業生產過程中產生的，如煤礦生產所剩下的廢料、化學工業生產所產生的電石渣、石膏等，并且這些工業固體廢棄物具有體積量較大、成分復雜等特征，若不能對其進行有效處理，就會對生態環境和城市居民健康構成極大威脅；（2）生活固體廢棄物，簡單來說就是城市居民生活所產生的固態垃圾，具體包括日常生活垃圾、建筑垃圾、商業垃圾等內容，并且由于生活固體廢棄物所覆蓋的范圍比較廣，因此城市每日形成的生活固體廢棄物數量較大，進行處理難度也較高；（3）危險固體廢棄物，這類固體廢棄物通常具有一定毒性、腐蝕性和易燃性，如醫療垃圾、工業固廢等，這些危險固廢在生產、運輸等環節中，若沒有獲得合理處理，也會對環境及人體健康造成危害[3]，固廢污染現場如圖1所示。

圖1 固廢土壤污染

1.3 危害

城市固體廢棄物的危害主要表現：（1）土壤污染。據相關數據顯示，每噸固體廢棄物占地面積約為657 km2，若這些固體廢棄物沒有得到妥善處理，就會導致土地資源被侵占，并且在堆積過程中還會對土壤造成一定污染，主要是因為一些固體廢棄物中含有錫、鈷等有毒有害物質，當這些有害物質滲透到土壤中以后，不僅會殺死土壤中的微生物，還會對土壤的酸堿平衡造成破壞；（2）水體污染。當固體廢棄物遭遇風雨天氣以后，其中有毒有害物質也會通過地表滲入到周圍河流、湖泊當中，進而引發嚴重水體污染問題，對生態系統平衡和人們飲水健康也會帶來極大影響；（3）大氣污染。固體廢棄物在堆積過程中，也會受到天氣因素影響，而進行一定程度分解，所釋放的有毒有害氣體，也會對大氣環境造成污染，特別是粉煤灰和揚塵進入到大氣中以后，會使空氣PM值升高，進而引發降低城市空氣質量[4]。

2 城市固體廢棄物常見處理方法和有效利用途徑

2.1 固廢常見處理方法

表1為城市固體廢棄物處理最常用的方法有：（1）焚燒處理。簡單來說就是將城市固體廢棄物當做燃料送入爐子進行燃燒，并且在高溫作用下，固體廢氣中存在的可燃性物質也會與氧氣有效發揮化學反應，進而釋放出大量熱量和固體殘渣，這里所釋放的大量熱量也能作為燃料進行資源化利用，實際操作中對焚燒處理方法進行使用，具有操作簡單、處理效率高等優勢特征，但是在整個燃燒過程中也可能會產生新的污染物，進而對空氣環境造成污染。固廢焚燒處理如圖2所示。（2）堆肥處理。這一方法在城市固廢處理中運用，就要將固體廢物的溫度控制在70oC進行儲存發酵，并充分利用固廢中存在的微生物，將有機物分解為無機養分，在容易腐蝕的有機質固體廢物中應用可以取得理想效果，并且具有無害化處理率高的優勢特征，不過實際操作技術難度較大，適用范圍也比較狹窄[5]。（3）填埋處理。采用這種方式處理城市固體廢物，主要有直接填埋和衛生填埋兩種形式，前者主要是將固廢直接填埋到事前挖好的坑當中，在密封壓實以后使含有有機物的固廢在化學反應下進行緩慢分解，實際運用較為方便，投入成本也比較少，不過會對地下水資源造成一定污染；后者則是將固體廢物倒入一定場地內，并借助防滲、氣體等倒排設備進行操作，可以防止對空氣、水源等造成不良影響，實際運用成本也相對較低。

表1 城市固體廢物常用處理方法

圖2 固廢焚燒處理

2.2 固廢有效利用途徑

城市固體廢棄物的有效利用途徑有：（1）提取有價值組分，如：從金屬冶煉渣中對鐵、金、銅等有價值金屬進行有效提取；從煤矸石中對硫鐵礦進行回收等；（2）回收各種有用物質，如：紙張、玻璃、塑料等固廢的再生利用；（3）生產建筑材料，如：將收集起來的煤矸石、粉煤灰、廢舊塑料等，運用到隔熱保溫、裝飾板材、輕質骨料等建筑材料生產當中；（4）替代生產原料，如：將粉煤灰、赤泥等作為原料對水泥進行生產；（5）回收能源，如：針對熱值較高的固體廢物通過焚燒進行供熱發電、利用植物秸稈、人畜糞便等進行發酵生成可燃性沼氣等[6]。

3 城市固體廢棄物處理利用存在的問題分析

現階段，城市固體廢棄物處理利用還存在以下問題：（1）無害化處理水平較低，由于城市固體廢棄物處理好壞會對城市環境和居民健康構成極大威脅，因此在采用相關處理技術措施時，需要注意體現無害化要求。但是從實際來看，城市固體廢物處理較常使用的填埋、焚燒和堆肥技術，雖然可以取得一定固廢處理效果，但是仍然面臨可能對環境造成污染的問題，如：對城市生活垃圾進行焚燒處理，所產生的飛灰和二嗯英物質也會對大氣環境和人們身體健康帶來極大影響；針對生活固體廢棄物進行直接填埋處理，由于缺乏合理的防滲措施，垃圾滲透液也會對地下水和土壤帶來極大影響。（2）資源化利用程度不高，城市固體廢棄物具有較高的利用價值，特別是在提取有價值金屬、生產建筑材料、能源資源回收利用等方面，對城市固體廢棄物進行科學分類和有效預處理以后，就可以對這些資源物質進行有效回收與利用，然而受到固廢分類不合理、技術水平有限等因素影響，導致城市固體廢棄物資源化利用程度還比較低[7]。（3）社會公眾環保意識不足，對城市固體廢棄物進行有效處理利用，僅靠相關部門和機構企業發揮作用無法取得理想效果，還要社會公眾積極踴躍參與到其中，并通過提高環境保護意識、做好垃圾分類等，為固體廢物有效處理利用奠定良好基礎。但是從實際來看，公眾環保意識還比較淡薄，特別是在垃圾正確分類、固廢綜合利用宣傳等方面，還存在許多不足，需要采取有效措施進行優化完善。（4）產業化發展進程緩慢，推動城市固體廢棄物處理和利用產業化發展步伐，可以進一步提高城市固廢處理效率與水平，并推動城市獲得健康可持續發展，然而聯系實際，固體廢棄物處理利用產業化發展進程還比較緩慢，特別是在城市固體廢棄物資源化利用方面，還缺乏專門機構和先進技術從旁提供支持，助力城市固體廢棄物得到有效解決，并實現城市生態環境有效保護[7-8]。

4 城市固體廢棄物處理利用有效措施探討

4.1 優化創新固廢處理技術

當前開展城市固廢處理工作，所采用焚燒、堆肥等技術手段，雖然可以取得一定固廢處理效果，但是也極易引發環境污染問題，無法達到城市固廢無害化處理要求。為改變這一現狀，就要立足實際加強城市固廢處理技術研究與分析，并在準確把握現有處理技術及應用優缺點以后，加大固廢處理技術革新力度，如：金屬提取技術、厭氧消化處理技術、高溫熔融技術、熱裂解技術等，在城市固廢處理中運用可以取得更為理想效果，如：金屬提取技術，由于在一些固體廢棄物中含有許多會對環境造成污染的金屬元素，這時候就可以采用這一技術對固廢中的金屬物質進行有效提取，然后再對固廢進行處理，不僅可以降低處理難度，還不會對環境造成不利影響；針對高溫熔融技術，可以運用到含有重金屬和有害物質的固廢處理中，固廢的處理效果較好，同時實際使用所投入成本也不高；熱裂解技術的運用，可以將大分子有機物轉化為小分子有機物，整個過程也不會產生有毒有害氣體，并且還可以與其他技術進行聯合運用，實現固廢有毒有害物質有效清除[8]。

4.2 提高固廢資源化利用水平

城市固體廢棄物在經過一定處理加工以后，可以把固廢中含有的有用物質提取出來，并通過繼續加工在工農業生產過程中發揮作用。甚至還可以通過改變固體廢物形式使之成為新的能源資源，在實際生產生活活動中實現綜合利用。相關途徑包括：（1）將固體廢棄物中最有價值的各種有價組分提取出來，如：從有色金屬廢渣中提取Sb、Ag、Se等；（2）充分利用工業固體廢棄物對建筑材料進行生產，如：利用高溫爐渣、鐵合金渣生產碎石；利用粉煤灰、鋼渣生產水泥等；（3）可以利用固體廢物生產或代替農肥，如：城市垃圾、農業固廢等，在經過堆肥處理以后就可以將之制作成為有機肥料進行再次使用；（4）對工業固體廢料加工處理后可以生成某種可代替工業原料，如：煤矸石可以代替焦炭對磷肥進行生產、粉煤灰可以作為塑料制品的填充劑、高爐渣可以代替砂石作為過濾材料對廢水進行有效處理[9]。

4.3 增強社會公眾環保意識

對城市固體廢棄物進行處理利用，還需要社會公眾參與其中，并且公眾環保意識的高低也會對固廢實際處理利用效果產生極大影響。此時應充分利用新舊媒體手段，對固廢危害性、垃圾正確分類、環境保護法律法規等知識進行廣泛宣傳，執行時還可以組織相關隊伍深入到城市各地區，進行環保知識宣講和向群眾發放相關宣傳手冊（如圖3所示），不僅可以提高社會公眾環保意識，還能為城市固廢處理利用奠定良好基礎。同時，深入到社會企業中，對清潔生產、技術設備升級、廢水廢氣處理等進行大力宣傳和推廣，甚至還可以為企業生產創新升級提供政策、技術、資金等支持，在減少城市固廢產生的同時，所帶來的環境污染問題也能得到有效控制。

圖3 固廢宣傳教育

4.4 加快固廢處理產業化進程

隨著城市固體廢棄物數量不斷增多，固廢處理利用難度也日漸增加，這時候僅靠相關部門及企業發揮作用無法取得較好效果，還要采取有效措施加快城市固廢處理利用產業化發展進程，促使城市固廢處理效率與水平得到進一步提高，城市生態環境也能得到有效保護。實際操作中，政府部門需要針對城市固廢處理利用頒布相應政策措施，鼓勵更多新興固廢處理利用領域的企業進入市場，執行時還可以適當放寬市場進入門檻，并建立健全相應法律法規制度，推動固廢處理利用，使企業更加科學規范發展[10]。同時，加大技術研究力度，對城市固廢處理和利用需要更多技術從旁提供支持，這時候除了可以促進企業加大固廢處理利用技術研究力度以外，還可以與高校、研究院等展開緊密合作，使城市固廢處理利用技術得到創新升級，實際運用也能帶領城市固廢處理利用邁向嶄新臺階，并推動固廢處理利用行業更好發展。

5 結語

城市固體廢棄物具有數量龐大、成分復雜、有毒有害等特征，若不能對其進行及時有效處理，就很可能會對城市生態環境造成極大危害。實際操作中，可以采用焚燒、堆肥、金屬提取、高溫熔融、熱裂解等技術手段，對城市固體廢物進行有效處理，執行時還可以對多種技術進行聯合應用，所取得效果也會更為理想。甚至還可以通過提取有價值組分、回收各種有用物質、生產建筑材料等途徑，促進固體廢物實現資源化綜合利用。