浅谈城市生活垃圾的处理方法

  中图分类号R124.3文献标识码A
   城市垃圾处理方法主是焚烧处理、卫生填埋处理和堆肥处理,由于每处理100吨/日垃圾的成本通常在4干万元以上,地方财政难以承受,所以,在我国城市使用焚烧处理比较少。本文主讨论利用垃圾焚烧后灰渣的主途径,底灰经预处理后资源化利用,而飞灰经稳定化处理后填埋,是今后比较适合我国国情的灰渣管理策略。
  关键词垃圾焚烧,灰渣、底灰管理
  1概 述
  1.1卫生填埋处理我国消纳城市生活垃圾的有效方法是采用直接填埋法,也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法。但是,许多城市的垃圾仍有大多采取露天堆放,没有任何防护措施。每一个垃圾堆放场都成了一个污染源,大量垃圾污水由地表渗入地下,对城市环境和地下水源造成严重污染。 填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法,它的最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加,靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用,这样高昂的费用已经无法承受。
  1.2堆肥处理将生活垃圾堆积成堆,保温至70℃储存、发酵,借助垃圾中微生物分解的能力,将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路,又可达到再资源化的目的,但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模不易太大。
  1.3焚烧处理焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。城市生活垃圾焚烧灰渣根据其收集位置的不同,主可分为底灰和飞灰。底灰一般包括炉排渣和炉排间掉落灰,有些焚烧厂也将锅炉灰与炉排渣混合收集并处理处置。底灰占了灰渣总量的80%左右(重量计),主由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其它一些不可燃物质及未燃有机物组成。飞灰是指在烟气净化系统(APC)和热回收利用系统(如节热器、锅炉等)中收集而得的残余物,约占灰渣总量的20%左右,其中的APC飞灰包括烟灰、加入的化学药剂及化学反应产物,其物理和化学性质随焚烧厂烟气净化系统的类型不同而有所变化。
  炉排渣的可浸出重金属(如Pb、Cd、和Hg等)和溶解盐的浓度在各种灰渣中基本上是最低的,其物理化学和工程性质与轻质的天然骨料相似;炉排间掉落灰的细颗粒含量高,因而元素Pb和Al的含量较高;锅炉灰的易挥发金属(如Cd、Zn)的含量有时会比较高;并且含有微量有机污染物,因其所含的细颗粒较多,使之持水量高,易冻胀又难压实。因此,在目前,不含炉排间掉落灰和锅炉灰的底灰被认为是最有利用价值的部分。
  2 灰渣的资源化利用用途及其环境影响
  2.1石油沥青铺装路面的替代骨料
  MWC底灰或混合灰渣,经筛分、磁选等方式去除其中的黑色及有色金属并获得适宜的粒径后,可与其它骨料相混合,用作石油沥青铺面的混合物。这在美国、日本及欧洲一些国家均有使用。
  为避免灰渣会对沥青产生较高且不均匀的吸附,其热灼减率不能大于10%。并且,示范工程的测试结果表明,只处置得当,灰渣沥青利用并不会对环境造成危害。
  通过对底灰-沥青混合物渗滤液9年的跟踪测试,研究者发现即使用保守的方法估计,底灰中Pb、Cd、Zn和其它成分的9年累计释放量也仍然是很低的。
  研究者们也对某种用于沥青中的商品化灰渣骨料,美国工程材料公司制造,由去除黑色及有色金属后的底灰制成)利用的预期生命周期及其对人类健康和环境的影响等进行了综合风险评价。评价结果认为只采用适当的管理技术,该骨料沥青利用的所有健康风险均低于美国环保局认为的可接受风险目标值;骨料中最有可能造成潜在危害的元素为Pb,但其危害程度也低于实施中的健康标准;该骨料的沥青利用不会对人类和环境造成不可接受的影响。
  2.2水泥混凝土的替代骨料
  在美国和荷兰,底灰(或混合灰渣)被用作混凝土中的部分替代骨料。最常见的是将底灰、水、水泥及其它骨料按一定比例制成混凝土砖,这在美国已有商业化应用。
  1985年起,美国大学海洋科学研究中心废物管理所(WMI)开始评估稳定后MWC灰渣的各种海洋和陆地利用的可行性。他们在海底,用稳定后焚烧灰渣制成的水泥砖建成了两座人工暗礁。结果他们用几个能源回收厂的焚烧灰渣制成了符合或超过美国材料试验标准(ASTM)的水泥砖,证明了灰渣建材利用的技术可行性。结果表明船库内的空气质量与周围大气相同;灰渣中的环境相关污染物能被有效地截留于水泥基质中;工程测试还表明该灰渣砖与标准混凝土砖的抗压强度相当。
  2.3填埋场覆盖材料
  混合灰渣用作填埋场覆盖材料是美国目前用的最多的资源化利用方式。
  由于填埋场地自身的有利卫生条件含环境保护设施如防渗层及渗滤液回收系统等,灰渣因重金属浸出而对人类健康和环境的不利影响可以得到很好的控制;灰渣若用作填埋场覆盖材料,可不必进行筛选、磁选、粒径分配等预处理工艺。因此在经济上、环境上和技术上,灰渣用作填埋场覆盖材料均是一种非常好的选择。
  通过对专用混合灰渣填埋场渗滤液的分析15表明,渗滤液中的重金属浓度均低于毒性浸出测试最大允许浓度,灰渣样品中的2, 3, 7, 8-TCDD毒性当量低于美国疾病控制中心推荐的居住区土壤限值,且土样中的浓度也低于此限值,土样中重金属浓度不超过背景值。但需引起注意的是,灰渣填埋场渗滤液中的溶解盐浓度较高,常高出饮用水标准值几个数量级以上。因此,在将底灰用作填埋场覆盖材料(因为底灰中的溶解盐含量较低,而飞灰则高出许多)时,需监测其渗滤液中的溶解盐情况。
  2.4路基、路堤等的建筑填料
  由于目前填埋库容的紧张、重新选址的困难和填埋费用的昂贵,以及天然骨料缺乏的压力,底灰用作停车场、道路等的建筑填料,成为欧洲目前灰渣资源化利用的主途径之一,在美国也有一些示范工程应用。
  底灰的稳定性好,密度低,其物理和工程性质与轻质的天然骨料相似,并且焚烧灰渣容易进行粒径分配,易制成商业化应用的产品,因此使之成为一种适宜的建筑填料。欧洲多年的工程实践经验表明,这种灰渣资源化利用方式是成功的5。
  3 灰渣利用的规定及相应的处理措施
  灰渣的资源化利用已被证实是可行的,但由于灰渣中也含有一些有毒有害的污染物,如重金属(主来自生活垃圾。通过焚烧,家庭垃圾中33%的Pb、92%的Cd和45%的Sb迁移至飞灰中)呋喃等,直接利用可能会对人类健康和环境造成不利影响;并且未经处理的灰渣不一定能满足建筑材料所规定的技术求,因此,灰渣在利用前,需进行预处理,有时还需进行固化/稳定化处理(主为飞灰),满足一定求后方可利用。
  目前的灰渣预处理技术主有筛选(调整粒径范围),磁选(去除黑色金属,主为铁),涡流分选(去除有色金属),老化/风化一至三个月(降低溶解盐浸出浓度,改善其物理化学性质)。处理技术有提取/回收,玻璃化、熔融等热处理法,固化/稳定化(水泥固化、沥青固化、石灰稳定、化学药剂稳定法等)和蒸发结晶(去除Hg)等。除对灰渣进行处理以改善其利用可能外,对其利用的环境条件也有所限制。
  4 结语综上所述,建立垃圾焚烧厂作为我国目前处理垃圾的一项重措施,具有广阔的应用前景。
  
  
  参考文献
  1 张益. 我国生活垃圾处理技术的现状和展望J. 环境卫生工程, 2000, 8(2) 81 ~ 84.
  2 林丰. 城市生活垃圾焚烧炉可行性方案的分析研究J. 环境保护, 1999, 10 13 ~ 15
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