第九章固體廢物資源化、綜合利用與最終處置第一節(jié)固體廢物資源化的意義與資源化系統(tǒng)第二節(jié)生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收第三節(jié)城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收第四節(jié)固體廢物的最終處置第一節(jié)固體廢物資源化的意義與資源化系統(tǒng)資源化是指采取管理和工藝措施從固體廢物中回收物質(zhì)和能源,加速物質(zhì)和能量的循環(huán),創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值的廣泛的技術(shù)方法。從固體廢物管理的觀點(diǎn)來說，資源化的定義包括以下三個范疇：1)物質(zhì)回收：處理廢棄物并從中回收指定的二次物質(zhì)如紙張、玻璃、金屬等物質(zhì)；2)物質(zhì)轉(zhuǎn)換：利用廢棄物制取新形態(tài)的物質(zhì),如利用廢玻璃和廢橡膠生產(chǎn)鋪路材料,利用爐渣生產(chǎn)水泥和其他建筑材料,利用有機(jī)垃圾生產(chǎn)堆肥等。3)能量轉(zhuǎn)換：從廢物處理過程中回收能量,作為熱能或電能。例如通過有機(jī)廢物的焚燒處理回收熱量,進(jìn)一步發(fā)電。利用垃圾厭氧消化產(chǎn)生沼氣，作為能源向居民和企業(yè)供熱或發(fā)電。第二節(jié)生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收固體廢物生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用生物處理法是最主要的污水處理方法之一，且已取得成熟的經(jīng)驗(yàn)。被定為常規(guī)處理手段。生物轉(zhuǎn)換技術(shù)在固體廢物處理方面也開展了深入的研究，得到了廣泛應(yīng)用。且不斷地在開發(fā)新的應(yīng)用技術(shù)。（1）堆肥化利用有機(jī)固體廢物生產(chǎn)堆肥，已有幾千年歷史。隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進(jìn)步，堆肥化技術(shù)已得到不斷改進(jìn)。一方面，人工堆肥是有機(jī)肥，對改善土壤性能與提高肥力維持農(nóng)作物長期的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)方面都是有益的，是農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)需要的。另一方面，各國有機(jī)固體廢物數(shù)量逐年增加，需要對其處理的衛(wèi)生要求也日益嚴(yán)格，從節(jié)省資源與能源角度出發(fā)，有必要把實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢物資源化作為固體廢物無害化處理、處置的重要手段，有機(jī)固體廢物的堆肥化能同時滿足上述兩方面要求，所以得到各國應(yīng)有的重視。（2）沼氣化有機(jī)固體廢物沼氣化是另一種成熟的生物轉(zhuǎn)換技術(shù)。沼氣亦稱生物氣，是有機(jī)物質(zhì)在隔絕空氣和保持一定的水分、溫度、酸堿度條件下，經(jīng)過多種微生物的發(fā)酵分解作用產(chǎn)生的以甲烷為主的氣體混合物。污泥厭氧消化過程產(chǎn)生的消化氣體。城市固體廢物填埋場生物降解過程中產(chǎn)生的生物氣以及廣大農(nóng)村用農(nóng)業(yè)廢物厭氧發(fā)酵收集的氣體都是沼氣。因此，沼氣化技術(shù)應(yīng)用面十分廣泛。沼氣是一種比較清潔且熱值較高的氣體燃料，固體廢物的沼氣化對節(jié)約能源、增加有機(jī)肥料、改善環(huán)境衛(wèi)生都有重要作用，因而是一種經(jīng)濟(jì)而理想的生物轉(zhuǎn)換技術(shù)。（1）堆肥化定義堆肥化依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐植質(zhì)生化轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過程叫做堆肥化。堆肥化的產(chǎn)物稱作堆肥。堆肥化是可降解的有機(jī)廢物人為地發(fā)酵成為腐植質(zhì)的過程，也可以說堆肥即人工腐植質(zhì)。但其中常常殘留一部分可降解的有機(jī)物。（2）好氧堆肥化工藝過程現(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)、通常由前（預(yù)）處理，主發(fā)酵（亦可稱一次發(fā)酵，一級發(fā)酵或初級發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦可稱二次發(fā)酵、二級發(fā)酵或次級發(fā)酵）、后處理、脫臭及貯存等工序組成。厭氧生物處理法這是在沒有游離氧的情況下，以厭氧微生物為主對有機(jī)物進(jìn)行降解、穩(wěn)定的一種無害化處理。在這種厭氧生物處理過程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時釋放能量。其中，大部分能量以CH4形式出現(xiàn)，這是一種可燃?xì)怏w，可回收利用。同時，僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的細(xì)胞組成部分。生物轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用的重要意義在于：a)對城市固體廢物進(jìn)行處理消納，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化、無害化，可以避免或者減輕城市垃圾的大量堆積，影響市容及城市垃圾自然腐敗，散發(fā)臭氣，傳播疾病，從而對環(huán)境造成的惡劣影響。b)可促進(jìn)上述自然界物質(zhì)循環(huán)與人類社會化物質(zhì)循環(huán)的統(tǒng)一，可以把固體廢物中的適用組分盡快地重新納入自然循環(huán)（例如生產(chǎn)堆肥用以施肥、改造土壤，可回歸農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中去）；c)可以將大量有機(jī)固體廢物通過各種工藝轉(zhuǎn)換成有用的物質(zhì)和能源（例如產(chǎn)生沼氣、生產(chǎn)葡萄糖、微生物蛋白質(zhì)等）。第三節(jié)城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的過?？諝饬颗c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，廢物中的有害有毒物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。（1）焚燒的目的焚燒的主要目的是盡可能焚毀廢物，使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o害和最大限度地減容，并盡量減少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生，避免造成二次污染。對于大、中型的廢物焚燒廠，能同時實(shí)現(xiàn)使廢物減量、徹底焚毀廢物中的毒性物質(zhì)，以及回收利用焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個目的。（2）可焚燒處理的廢物類型焚燒法不但可以處理固體廢物，還可以處理液體廢物和氣體廢物；不但可以處理城市垃圾和一般工業(yè)廢物，而且可以用于處理危險廢物。危險廢物中的有機(jī)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)廢物，常常采用焚燒來處理。在焚燒處理城市生活垃圾時，也常常將垃圾焚燒處理前暫時貯存過程中產(chǎn)生的滲濾液和臭氣引入焚燒爐焚燒處理。焚燒適宜處理有機(jī)成分多、熱值高的廢物。當(dāng)處理可燃有機(jī)物組分很少的廢物時，需補(bǔ)加大量的燃料，這會使運(yùn)行費(fèi)用增高。但如果有條件輔以適當(dāng)?shù)膹U熱回收裝置，則可彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，降低廢物焚燒成本，從而使焚燒法獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。（3）廢物焚燒處理方式廢物焚燒處理的工藝流程及其焚燒爐的結(jié)構(gòu)，主要由廢物種類、形態(tài)、燃燒特性和補(bǔ)充燃料的種類來決定，同時還與系統(tǒng)的后處理以及是否設(shè)置廢熱回收設(shè)備等因素有關(guān)。一般說來，對于易處理、數(shù)量少、種類單一及間歇操作的廢物處理，工藝系統(tǒng)及焚燒爐本體盡量設(shè)計得比較簡單，不必設(shè)置廢熱回收設(shè)施。對于數(shù)量大的廢物，并需連續(xù)進(jìn)行焚燒處理時，焚燒爐設(shè)計要保證高溫，除將廢物焚毀外，應(yīng)盡可能地考慮廢熱回收措施，以充分利用高溫?zé)煔獾臒崮?。廢氣的焚燒處理有直接燃燒和催化燃燒兩種處理方式。廢氣的直接燃燒法同固體、液體廢物的焚燒一樣。一般的焚燒處理是指直接高溫燃燒的方式。催化燃燒是以白金鏟、氧化銅、氧化鎳等作為觸媒，在較低的溫度下（150～400℃）使廢氣中的可燃組分進(jìn)行氧化分解的方法。由于溫度較低，故可大大節(jié)約燃料。但由于觸媒較貴，不能處理含塵廢氣，因此應(yīng)用不多。廢氣的直接燃燒法又可分為兩種方式：一種是采用焚燒爐，將廢氣通入爐內(nèi)燃燒；另一種是采用火炬（即石油化工領(lǐng)域中普通采用的火炬燒嘴）在爐外大氣中燃燒廢氣。用火炬式燒嘴來焚燒廢氣通常是指那些自身具有較高熱值、可以維持高溫燃燒的廢氣，火炬本身只是燃燒器而非爐子。焚燒處理指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)及要求（1）焚燒處理技術(shù)指標(biāo)用于衡量焚燒處理效果的技術(shù)指標(biāo)有：（a）減量比用于衡量焚燒處理廢物減量化效果的指標(biāo)，定義為可燃廢物經(jīng)焚燒處理后減少的質(zhì)量占所投加廢物總質(zhì)量的百分比，即為：式中：MRC－減量比，%；ma－焚燒殘渣的質(zhì)量，kg；mb－投加的廢物質(zhì)量，kg；mc－殘渣中不可燃物質(zhì)量，kg。（b）熱灼減量指焚燒殘渣在600±25℃經(jīng)3h灼熱后減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，其計算方法如下：式中：QR－熱灼減量，%；ma－焚燒殘渣在室溫時的質(zhì)量，kg；md－焚燒殘渣在600±25℃經(jīng)3h灼熱后冷卻至室溫的質(zhì)量，kg。（c）燃燒效率及破壞去除效率在焚燒處理城市垃圾及一般工業(yè)廢物時，多以燃燒效率(CE)作為評估是否可以達(dá)到預(yù)期處理要求的指標(biāo)：焚燒爐類型固體廢物焚燒爐種類繁多，主要有爐排型焚燒爐，爐床型焚燒爐和沸騰流化床焚燒爐三種類型。但每一種類型的爐子又視其具體的結(jié)構(gòu)不同又有不同的型式，具體分為以下幾種類型：（1）爐排型焚燒爐固定爐排焚燒爐；活動爐排焚燒爐，即為機(jī)械爐排焚燒爐。（2）爐床式焚燒爐爐床式焚燒爐采用爐床盛料，燃燒在爐床上物料表面進(jìn)行，適宜于處理顆粒小或粉狀固體廢物以及泥漿狀廢物，分為固定爐床和活動爐床兩大類。（3）流化床焚燒爐這是一種近年發(fā)展起來的高效焚燒爐，利用爐底分布板吹出的熱風(fēng)將廢物懸浮起呈沸騰狀進(jìn)行燃燒。一般常采用中間媒體即載體（砂子）進(jìn)行流化，再將廢物加入到流化床中與高溫的砂子接觸、傳熱進(jìn)行燃燒。按照有無流化媒體（載體）及流化狀態(tài)進(jìn)行分類。第四節(jié)固體廢物的最終處置固體廢物經(jīng)過減量化和資源化處理后，剩余下來的無再利用價值的殘渣，往往富集了大量的不同種類的污染物質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境和人體健康具有即時性和長期性的影響，必須妥善加以處置。安全、可靠地處置這些固體廢物殘渣，是固體廢物全過程管理中的最重要環(huán)節(jié)。固體廢物處置原則（1）區(qū)別對待、分類處置、嚴(yán)格管制危險廢物和放射性廢物：可根據(jù)所處置固體廢物對環(huán)境危害程度的大小和危害時間的長短，大體上將其分為以下六類：對環(huán)境無有害影響的惰性固體廢物：如未受污染的天然松散或堅硬巖石、建筑廢物對環(huán)境有輕微的、暫時的影響的固體廢物：如礦業(yè)固體廢物等，廢物中所含有的這類污染物質(zhì)雖可釋放，但對水域和周圍環(huán)境的污染是輕微的、暫時的、是可容忍的。在一定時間內(nèi)對環(huán)境有較大影響的固體廢物：如城市生活垃圾，在廢物中的有機(jī)組分達(dá)到穩(wěn)定化之前會不斷產(chǎn)生滲濾液和釋放出有害氣體，對環(huán)境有較大影響。在較長時間內(nèi)對環(huán)境有較大影響的固體廢物：如大部分工業(yè)固體廢物，(例如來自煙氣脫硫后的石膏)。

在很長時間內(nèi)對環(huán)境有嚴(yán)重影響的固體廢物：如危險廢物，其廢物中所含的特殊化學(xué)物質(zhì)成分、有害程度強(qiáng)或有毒的廢物。它可容納來自手工業(yè)和工業(yè)的特殊廢物，按其物質(zhì)成分提出特殊要求。在很長時間內(nèi)對環(huán)境和人體健康有嚴(yán)重影響的廢物：如因其有害性質(zhì)(例如易溶和難分解的物質(zhì)成分)必須封閉處理的特殊廢物、易爆物質(zhì)或高水平放射性廢物。因此，應(yīng)根據(jù)不同廢物的危害程度與特性，區(qū)別對待，分類管理，對具有特別嚴(yán)重危害性質(zhì)的危險廢物，處置上比一般廢物的污染防治更為嚴(yán)格的特別要求和實(shí)行特殊控制。這樣，既能有效地控制主要污染危害，又能降低處置費(fèi)用。（2）最大限度地將危險廢物與生物圈相隔離原則固體廢物，特別是危險廢物和放射性廢物最終處置的基本原則是合理地、最大限度地使其與自然和人類環(huán)境隔離,減少有毒有害物質(zhì)釋放進(jìn)入環(huán)境的速率和總量,將其在長期處置過程中對環(huán)境的影響減至最小程度。土地填埋處置具有工藝簡單、成本較低、適于處置多種類型固體廢物的優(yōu)點(diǎn)。目前，土地填埋處置已成為固體廢物最終處置的一種主要方法。土地填埋處置的主要問題是滲濾液的收集控制問題。實(shí)踐表明，以往的某些襯里系統(tǒng)是不適宜的，襯里一旦破壞很難維修。另一個問題是由于各項(xiàng)法律的頒布和污染控制標(biāo)準(zhǔn)的制定，對土地填埋的要求更加嚴(yán)格，致使處置費(fèi)用不斷增加。因此，對土地填埋處置方法尚需進(jìn)一步改進(jìn)臻于完善。土