第七章固體廢物管理7.1概論7.1.1固體廢物的定義及特征固體廢物是指人類在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的,在一定時(shí)間和地點(diǎn)無法利用而被丟棄的污染環(huán)境的固體、半固體廢棄物質(zhì)。從廣義上講，根據(jù)物質(zhì)的形態(tài)劃分，廢物包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)廢棄物質(zhì)。在液態(tài)和氣態(tài)廢棄物中，大部分為廢棄的污染物質(zhì)混摻在水和空氣中，直接或經(jīng)處理后排入水體或大氣。在我國,它們被習(xí)慣地稱為廢水和廢氣，而納入水環(huán)境或大氣環(huán)境管理體系管理。其中不能排入水體的液態(tài)廢物和不能排入大氣的置于容器中的氣態(tài)廢物，由于多具有較大的危害性，在我國被歸入固體廢物管理體系。固體廢物一詞中的“廢”具有鮮明的時(shí)間和空間特征。從時(shí)間方面講,它僅僅相對于目前的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，礦物資源的日逐枯竭,生物資源滯后于人類需求,昨天的廢物勢必又將成為明天的資源。從空間角度看,廢物僅僅相對于某一過程或某一方面沒有使用價(jià)值,而并非在一切過程或一切方面都沒有使用價(jià)值。某一過程的廢物，往往是另一過程的原料。我國目前已建立了許多廢物回收利用工廠,如用粉煤灰制磚,用煤矸石發(fā)電,用高爐渣生產(chǎn)水泥,從電鍍污泥中回收貴重金屬等。所以固體廢物又稱謂“放錯(cuò)地方的資源”。固體廢物主要來源于人類的生產(chǎn)和消費(fèi)活動,人們在開發(fā)資源和制造產(chǎn)品的過程中，必然產(chǎn)生廢物；任何產(chǎn)品經(jīng)過使用和消耗后，最終將變成廢物。物質(zhì)和能源消耗量越多，廢物產(chǎn)生量就越大。進(jìn)入經(jīng)濟(jì)體系中的物質(zhì)，僅有10～15%以建筑物、工廠、裝置、器具等形式積累起來，其余都變成了廢物。以美國為例，投入使用的食品罐頭盒，飲料瓶等，平均幾個(gè)星期就變成了廢物，家用電器和小汽車平均7～10年變成廢物，建筑物使用期限最長，但經(jīng)過數(shù)十年至數(shù)百年后也將變成廢物。7.1.2固體廢物的分類固體廢物分類的方法有多種，按其組成可分為有機(jī)廢物和無機(jī)廢物；按其形態(tài)可分為固態(tài)的廢物、半固態(tài)廢物和液態(tài)（氣態(tài)）廢物；按其污染特性可分為危險(xiǎn)廢物和一般廢物等。根據(jù)《固體廢物污染環(huán)境防治法》分為城市生活垃圾、工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物?！豆腆w廢物污染環(huán)境防治法》介紹1995年10月30日第八屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十六次會議通過，中華人民共和國主席令第58號發(fā)布，1996年4月1日起施行，是我國第一部關(guān)于固體廢物污染防治的大法。該法共分為4章、77條，對固體廢物的定義、（1）城市生活垃圾城市生活垃圾又稱為城市固體廢物，它是指在城市居民日常生活中或?yàn)槌鞘腥粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物，其主要成分包括廚余物，廢紙，廢塑料，廢織物，廢金屬，廢玻璃陶瓷碎片，磚瓦渣土，糞便，以及廢家用什具，廢舊電器，庭園廢物等等。城市生活垃圾主要產(chǎn)自城市居民家庭、城市商業(yè)、餐飲業(yè)、旅館業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)、市政環(huán)衛(wèi)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、文教衛(wèi)生業(yè)和行政事業(yè)單位、工業(yè)企業(yè)單位以及水處理污泥等。它的主要特點(diǎn)是成分復(fù)雜，有機(jī)物含量高。影響城市生活垃圾成分的主要因素有居民生活水平、生活習(xí)慣、季節(jié)，氣候等。生活垃圾的絕大部分為碳，其次為氧、氫、氮、硫等。根據(jù)其組分的不同，含有不等量的灰分。若以城市垃圾的組成進(jìn)行組分及熱值分析，得出的數(shù)值如右表所示：（2）工業(yè)固體廢物（1）冶金工業(yè)固體廢物；（2）能源工業(yè)固體廢物；（3）石油化學(xué)工業(yè)固體廢物；（4）礦業(yè)固體廢物；（5）輕工業(yè)固體廢物；（6）其他工業(yè)固體廢物。（3）危險(xiǎn)廢物危險(xiǎn)廢物是指列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或是根據(jù)國家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定具有危險(xiǎn)特性的廢物。危險(xiǎn)廢物的定義：“危險(xiǎn)廢物是固體廢物,由于不適當(dāng)?shù)奶幚?、貯存、運(yùn)輸、處置或其他管理方面,它能引起或明顯地影響各種疾病和死亡,或?qū)θ梭w健康或環(huán)境造成顯著的威脅。”固體廢物的分類，除以上三者之外，還有來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽飼養(yǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工以及農(nóng)村居民生活所產(chǎn)生的廢物，如農(nóng)作物秸桿、人畜禽排泄物等。這些廢物多產(chǎn)于城市郊區(qū)以外，一般多就地加以綜合利用，或作漚肥處理，或作燃料焚化。在我國的《固體廢物污染環(huán)境防治法》中，對此未單獨(dú)列項(xiàng)作出規(guī)定。7.1.3固體廢物的產(chǎn)生量固體廢物的產(chǎn)生量與人口數(shù)量的關(guān)系見下圖：歐美發(fā)達(dá)國家第三世界國家7.1.4固體廢物的環(huán)境影響（1）固體廢物污染環(huán)境的途徑處置堆存填埋：地表層地底層深埋江河湖等地下水廢物處理地地下水飲用接觸浸入水生動植物食用水生動植物固體廢物源污泥處理焚燒污泥污水處理廠肥料、改良土壤食用植物懸浮大氣微粒塵埃大氣肺皮膚飼料奶、肉人類食品人疾類病直接接觸固體廢物中化學(xué)物質(zhì)致人疾病的途徑（2）固體廢物對自然環(huán)境的影響固體廢物的任意露天堆放，不但占用一定土地，而且其累積的存放量越多，所需的面積也越大，如此一來，勢必使可耕地面積短缺的矛盾加劇。即使是固體廢物的填埋處置，若不著眼于場地的選擇評定、以及場基的工程處理和埋后的科學(xué)管理，廢物中的有害物質(zhì)還會通過不同途徑而釋入環(huán)境中，乃至對生物包括人類產(chǎn)生危害。生物群落特別是一些水生動物的休克死亡，可以認(rèn)為是廢物(包括垃圾）處置場釋出污染物質(zhì)的前兆。例如發(fā)生在雨季由于填埋場不當(dāng)，使地表徑流或滲瀝液中的化學(xué)毒素進(jìn)入江河湖泊引起的大量魚群死亡。這類危害效應(yīng)可從個(gè)體發(fā)展到種群，直到生物鏈，并導(dǎo)致受影響地區(qū)營養(yǎng)物循環(huán)的改變或產(chǎn)量降低。具體來說，固體廢物污染對自然環(huán)境的影響分以下幾方面：（a）對大氣環(huán)境的影響堆放的固體廢物中的細(xì)微顆粒、粉塵等可隨風(fēng)飛揚(yáng)，從而對大氣環(huán)境造成污染。據(jù)研究表明：當(dāng)發(fā)生4級以上的風(fēng)力時(shí)，在粉煤灰或尾礦堆表層的Φ=1-1.5cm以上的粉末將出現(xiàn)剝離，其飄揚(yáng)的高度可達(dá)20-50m以上。在風(fēng)季期間可使平均視程降低30-70%。更有甚者，由于堆積的廢物中某些物質(zhì)的分解和化學(xué)反應(yīng)，可以不同程度上產(chǎn)生毒氣或惡臭，造成地區(qū)性空氣污染。另一種對地區(qū)環(huán)境的影響是廢物填埋場中逸出的沼氣，在一定的程度上會消耗其上層空間的氧，從而使種植物衰敗。若再植更新的某些植物時(shí)，還會產(chǎn)生同樣的結(jié)果。當(dāng)廢物中含有重金屬時(shí)，可以抑制植物生長和發(fā)育，若在缺少植物的地區(qū)，則將受有侵蝕作用而使土層的表面剝離。（b）對水環(huán)境的影響世界范圍內(nèi)，有不少國家直接將固體廢物傾倒于河流、湖泊或海洋。甚至以后者當(dāng)成處置固體廢物的場所之一，應(yīng)當(dāng)指出，這是有違國際公約、理應(yīng)嚴(yán)加管制的。固體廢物棄置于水體，將使水質(zhì)直接受到污染，嚴(yán)重危害水生生物的生存條件，并影響水資源的充分利用。此外，堆積的固體廢物經(jīng)過雨水的浸漬和廢物本身的分解，其滲濾液和有害化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和遷移，將對附近地區(qū)的河流及地下水系和資源造成污染。向水體的傾倒固體廢物還將縮減江河湖面有效面積，使其排洪和灌溉能力有所降低。據(jù)我國有關(guān)單位的估計(jì)資料，由于江湖中排進(jìn)固體廢物，80年代的水面較之于50年代的減少約2千多萬畝。目前我國在不同地區(qū)每年仍有成千上萬t的固體廢物直接傾入江湖之中，其所產(chǎn)生的后果之嚴(yán)重是不言而喻的,這種局面不應(yīng)當(dāng)再繼續(xù)發(fā)展下去了！（c）對土壤環(huán)境的影響固體廢物及其淋洗和滲濾液中所含有害物質(zhì)會改變土壤的性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，并將對土壤中微生物的活動產(chǎn)生影響。這些有害成份的存在，不僅有礙植物根系的發(fā)育和生長，而且還會在植物有機(jī)體內(nèi)積蓄，通過食物鏈危及人體鍵康。在固體廢物污染的危害中，最為嚴(yán)重的是危險(xiǎn)廢物的污染。前章中提到的危險(xiǎn)廢物特性，包括易燃易爆和腐蝕性等都是極需于以防范的，其中的劇毒性廢物最易引起即時(shí)性的嚴(yán)重破壞，并會造成土壤的持續(xù)性危害影響。7.1.5固體廢物污染對人體健康的影響鼠類蒼蠅食用植物肥料飼料污染傳染病營養(yǎng)不良食物丟棄或污染農(nóng)作物病原人畜排泄物肉食品動物土壤污染人類傳染疾病營養(yǎng)不良致死飲用水食用水生動植物寄生水生動植物直接接觸或吸入水環(huán)境中病原體向人類傳播疾病的途徑根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性，當(dāng)某些不相容物相混時(shí)，可能發(fā)生不良反應(yīng)，包括熱反應(yīng)(燃燒或爆炸）、產(chǎn)生有毒氣體(砷化氫、氰化氫、氯氣等）和產(chǎn)生可燃性氣體(氫氣、乙炔等），若人體皮膚與廢強(qiáng)酸或廢強(qiáng)鹼接觸，將發(fā)生燒灼性腐蝕作用。若誤吸收一定量農(nóng)藥，能引起急性中毒，出現(xiàn)嘔吐、頭暈等癥象。貯存化學(xué)物品的空容器，若未經(jīng)適當(dāng)處理或管理不善能引起嚴(yán)重中毒事件?；瘜W(xué)廢物的長期曝露會產(chǎn)生對人類健康有不良影響的惡性物質(zhì)。近半個(gè)多世紀(jì)的30~70年代，國內(nèi)外不乏因工業(yè)廢渣處置不當(dāng)，其中毒性物質(zhì)在環(huán)境中擴(kuò)散而引起禍及居民的公害事件。如含鎘廢渣排入土壤引起日本富山縣痛痛病事件；美國紐約州拉夫運(yùn)河河谷土壤污染事件；以及我國發(fā)生在50年代的錦州鎘渣露天堆積污染井水事件等。不難看出，這些公害事件已給人類帶來災(zāi)難性后果。盡管近10多年來，嚴(yán)重的污染事件發(fā)生較少，但固體廢物污染環(huán)境對人類健康將會遭受的潛在危害和影響是難以估量的。7.1.6固體廢物污染控制的特點(diǎn)固體廢物固有的特性表現(xiàn)在：（1）直接占用土地并具有一定空間；（2）其品種繁多，數(shù)量巨大；（3）包括了有固體外形的危險(xiǎn)液體及氣體廢物。（4）其對環(huán)境的污染主要通過水、大氣或土壤介質(zhì)影響人類賴以生存的生物圈，給居民身體健康帶來危害。因此，對固體廢物污染的控制，關(guān)鍵在于解決好特別是危險(xiǎn)廢物的處理、處置和綜合利用問題。我國經(jīng)過多年實(shí)踐證明，采用可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略減量化、資源化和無害化道路是唯一可行的。具體來說，固體廢物污染控制的特點(diǎn)是：首先，需要從污染源頭起始，改進(jìn)或采用更新的清潔生產(chǎn)工藝，盡量少排或不排廢物。這是根本的主要控制工業(yè)固體廢物污染的措施。只有在工業(yè)生產(chǎn)中采用精料工藝，減少廢渣排量和所含成份，在能源需求中，改變供求方式，提高燃燒熱能利用率。在企業(yè)生產(chǎn)過程中，以前一種產(chǎn)品的廢物作后一種產(chǎn)品的原料，并以后者的廢物再生產(chǎn)第三種產(chǎn)品，如此循環(huán)和回收利用，既可使固體廢物的排出量大為減少，還能使有限的資源得到充分的利用，滿足良性的可持續(xù)發(fā)展要求，如此達(dá)到的污染控制就是最有效的。其次，需要強(qiáng)化對危險(xiǎn)廢物污染的控制，實(shí)行從產(chǎn)生到最終無害化處置全過程的嚴(yán)格管理（即從搖籃到墳?zāi)沟娜^程管理模式）。這是目前國際上普遍采用的經(jīng)驗(yàn)。因此，實(shí)行對廢物的產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、存貯、處理、處置或綜合利用者的申報(bào)許可證制度；廢除危險(xiǎn)廢物在地表長期存放，發(fā)展安全填埋技術(shù)；控制發(fā)展焚燒技術(shù)；嚴(yán)禁液態(tài)廢物排入下水道；建設(shè)危險(xiǎn)廢物泄漏事故應(yīng)急設(shè)施等，都是具有控制廢物污染擴(kuò)散特色的。第三，需要提高全民性對固體廢物污染環(huán)境的認(rèn)識，做好科學(xué)研究和宣傳教育，當(dāng)前這方面尤顯重要，因而也成為有效控制其污染的特點(diǎn)之一。7.1.7中國城市生活垃圾現(xiàn)狀與污染控制對策近20年來，中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市化的進(jìn)程超過世界上任何一個(gè)國家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市人口已由1978年的18％增加到1995年的28％(世界銀行“2020年的中國新世紀(jì)的發(fā)展挑戰(zhàn)”，1997年)。隨著城市化的進(jìn)程和規(guī)模的擴(kuò)大、非農(nóng)業(yè)人口增多、自由市場的開放、居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變以及旅游事業(yè)的發(fā)展，大大增加了城市垃圾的產(chǎn)生量，城市垃圾中的有害成分已對大氣、土壤、水體造成了污染，城市化帶來的環(huán)境問題已經(jīng)成為我國政府和人民關(guān)心的重要問題之一。我國城市垃圾的治理水平一直很低，長期依靠直接堆放和其它簡易處理方式進(jìn)行消納，基本未進(jìn)行無害化處理，致使城市垃圾污染治理問題欠帳嚴(yán)重。雖然改革開放以來，我國城市垃圾的產(chǎn)生量、垃圾成分和綜合治理設(shè)施發(fā)生了很大變化，但是，垃圾污染問題除在少數(shù)城市有所緩解外，大部分城市的垃圾對環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，已發(fā)展到非加強(qiáng)管理、加快治理不可的地步。弄清我國城市垃圾管理現(xiàn)狀，找出存在問題，從減量化、資源化、無害化等不同角度探索解決問題的措施，制定切實(shí)可行的垃圾管理與治理對策，防止進(jìn)一步污染和惡性事故的發(fā)生，是當(dāng)前垃圾管理的當(dāng)務(wù)之急。（1）垃圾產(chǎn)生量隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的加速，中國城市生活垃圾的產(chǎn)生量和堆積量均在逐年增加。據(jù)對666座城市調(diào)查統(tǒng)計(jì)，1996年垃圾清運(yùn)量達(dá)10825萬t。預(yù)計(jì)2000年城市垃圾年總量將達(dá)1.4億t。近幾年城市生活垃圾的年增長率均在8％~10％。少數(shù)城市，如北京，垃圾增長率則達(dá)15％~20％。折合成人均日產(chǎn)垃圾量已超過1.0kg，接近工業(yè)中等發(fā)達(dá)國家水平。（2）影響垃圾產(chǎn)生量的因素城市垃圾產(chǎn)生量主要與地理?xiàng)l件、城市人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民收入、居民消費(fèi)水平和城市居民燃?xì)饣视嘘P(guān)。一些大城市雖然居民收入大幅度提高，但人均垃圾日產(chǎn)量卻一直在1.13~1.36kg/人·日之間徘徊，增加緩慢，其原因主要是燃?xì)馄占奥侍岣咚隆Ｎ覈鞘欣偭康拇蠓仍鲩L主要是由于城市規(guī)模、數(shù)量和城市人口的增加所造成的。目前我國城市人均年產(chǎn)生活垃圾440kg，人口多的城市其垃圾的絕對產(chǎn)生量就多，在城市垃圾管理中承受的壓力也越大。直轄市和省會城市在垃圾產(chǎn)生量方面占有重要比例。生活垃圾產(chǎn)生量的60％集中在全國50萬以上人口的52座重點(diǎn)城市。其中以北京、上海和沈陽所占比例最大，分別為4.12％、3.49％和2.18％。三個(gè)城市的垃圾產(chǎn)生總量之和約占全國垃圾產(chǎn)生總量的10％。影響城市垃圾產(chǎn)生量的主要因素如下：（a）我國城市垃圾總量的大幅度增加主要是由于城市規(guī)模、數(shù)量和人口的增加所造成的。近20年來，我國的城市化進(jìn)程逐年加快，城市數(shù)量大幅度增加，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市非農(nóng)業(yè)人口迅速增長。我國1996年人口已達(dá)12億，城市666個(gè)，城市化水平為28％。其中，200萬人以上的超大城市11個(gè)，50～200萬人口的大城市67個(gè)，20～50萬人口的中等城市195個(gè)，20萬人以下的小城市393個(gè)。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)，我國城市數(shù)量將達(dá)到800個(gè)，小城鎮(zhèn)2萬余個(gè)，城市人口將達(dá)4.5億，還將有4000萬農(nóng)民轉(zhuǎn)向非農(nóng)業(yè)，城市非農(nóng)業(yè)人口將達(dá)2.8億，城市化整體水平將達(dá)到35％。由于城市數(shù)量的增加、城市規(guī)模的擴(kuò)大、非農(nóng)業(yè)人口比例的增長、市場的開放、農(nóng)村剩余勞動力的進(jìn)城以及旅游事業(yè)的發(fā)展，大大增加了城市垃圾的產(chǎn)生量，加重了城市環(huán)境衛(wèi)生管理的負(fù)荷。城市垃圾產(chǎn)生量隨城市人口的增加呈直線增長態(tài)勢，而且隨著中國城市發(fā)展進(jìn)程的加快，這一趨勢在今后若干年內(nèi)還將持續(xù)下去。可以說，城市人口的增加是影響城市垃圾產(chǎn)生量的最主要因素。（b）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響下圖顯示出中國城市生活垃圾產(chǎn)生量與國內(nèi)總產(chǎn)值(GDP)的相關(guān)關(guān)系，從中可以清楚地看出經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對城市垃圾產(chǎn)生量的影響。在改革開放初期，隨著GDP的增加，城市垃圾產(chǎn)生量幾乎呈直線上升，當(dāng)GDP達(dá)到一定數(shù)值后，垃圾產(chǎn)生量的增長速度開始減緩，并逐漸趨于穩(wěn)定。這與工業(yè)發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)高度增長時(shí)期的情況極其相似。表4城市人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值與垃圾產(chǎn)生量(1995年)（c）居民生活水平的影響由調(diào)查表明，城市垃圾產(chǎn)生量與居民生活水平也有很大關(guān)系。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、居民生活水平高的城市，垃圾產(chǎn)生量要高出居民生活水平相對較低的地區(qū)。下表列出了由調(diào)查資料直接獲取或經(jīng)過計(jì)算得到的被調(diào)查城市的城市生活垃圾的產(chǎn)生率。表5中國主要城市的城市生活垃圾產(chǎn)生率(1996年)kg/天·人：（e）燃料結(jié)構(gòu)的影響燃料結(jié)構(gòu)對城市生活垃圾影響很大，從表4、表5可以看出，杭州與沈陽同樣是人口相近的省會大城市，杭州的GDP高于沈陽，但是杭州的人均垃圾產(chǎn)生量低于沈陽。這與位于北方的沈陽取暖期長，燃料消費(fèi)主要以煤為主，致使垃圾產(chǎn)生量要遠(yuǎn)高于位于南方的杭州。（3）城市垃圾成分與影響因素城市垃圾的構(gòu)成主要受地理?xiàng)l件、生活習(xí)慣、居民生活水平和民用燃料結(jié)構(gòu)的影響。我國城市垃圾在產(chǎn)量迅速增加的同時(shí)，垃圾構(gòu)成也發(fā)生了很大的變化。表現(xiàn)為有機(jī)物增加，可燃物增多，可利用價(jià)值增大。（a）民用燃料結(jié)構(gòu)對垃圾構(gòu)成的作用民用燃料結(jié)構(gòu)確對垃圾構(gòu)成有著很大的影響。燃煤區(qū)垃圾中無機(jī)組分明顯高于燃?xì)鈪^(qū)，可回收廢品的比例亦明顯降低。不同城市（燃?xì)鈪^(qū)）垃圾成分燃煤區(qū)垃圾中的無機(jī)組分明顯高于燃?xì)鈪^(qū)，而燃?xì)鈪^(qū)垃圾中的有機(jī)組分和可回收廢品的比例明顯高于燃煤區(qū)，變化最大的組分就是垃圾中的煤灰量。另一方面，燃煤區(qū)居民的生活水平往往也低于燃?xì)鈪^(qū)。在燃?xì)鈪^(qū)，由于垃圾中煤灰量的減少，廚余成為主要組分，因此，垃圾的含水量相對增加。不同城市（燃煤區(qū)）垃圾成分（b）居民生活水平和消費(fèi)結(jié)構(gòu)與垃圾構(gòu)成居民生活水平和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變不僅影響城市垃圾的產(chǎn)生量，也是影響垃圾成分的重要因素。近20年來，居民生活水平不斷提高，從1986年到1996年城鎮(zhèn)居民的收入提高了2.93倍。與此同時(shí)，城鎮(zhèn)居民排出的垃圾成分也發(fā)生了相應(yīng)的變化。下圖是杭州市10年來生活垃圾中易堆腐垃圾、煤渣和可回收廢品部分的含量變化。由圖可見，生活垃圾中煤渣含量持續(xù)下降，而易堆腐垃圾和廢品的含量則持續(xù)增長。廢品煤渣易腐垃圾85年~94年由此可見，影響垃圾構(gòu)成的最大因素是居民的生活水平和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變。由“下表8”可見，同一城市不同地區(qū)的垃圾成分也有所不同。高級住宅區(qū)的垃圾中可回收廢物(塑料、紙類、金屬、織物和玻璃)的含量(82％)明顯高于普通住宅區(qū)(47％)。但是，由于普通居民生活水平還不高，垃圾中廚余物含量較高，因而垃圾含水率較高、熱值較低。表8同一城市不同地區(qū)垃圾成分統(tǒng)計(jì)表(1994年)（c）垃圾產(chǎn)生源與垃圾構(gòu)成我國城市垃圾主要由居民生活垃圾、街道保潔垃圾和集團(tuán)垃圾三大類組成。居民生活垃圾來自居民生活過程中遺棄的廢棄物，主要由易腐有機(jī)物、煤灰、泥砂、塑料、紙類等構(gòu)成。它在城市垃圾整體中，不僅數(shù)量占居首位，而且成分最為復(fù)雜，其構(gòu)成受時(shí)間和季節(jié)影響，變化大且極不均勻。街道保潔垃圾來自清掃馬路、街道和小巷路面。它的成分與居民生活垃圾相似，但是泥沙、枯枝落葉和商品包裝物較多，易腐有機(jī)物較少，平均含水量較低，低位熱值略高于居民生活垃圾。集團(tuán)垃圾系指機(jī)關(guān)、團(tuán)體、學(xué)校、工廠和第三產(chǎn)業(yè)等在生產(chǎn)和工作過程中產(chǎn)生的廢棄物。這類垃圾與居民生活垃圾相比，具有成分較為單一穩(wěn)定，平均含水量較低和易燃物、特別是高熱值的易燃物多的特點(diǎn)。（d）城市特征與垃圾構(gòu)成我國各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，這使我國城市垃圾構(gòu)成和特性有很大的不均勻性。城市垃圾的產(chǎn)生量及其構(gòu)成，與城市的規(guī)模、性質(zhì)、功能和地理位置有很大關(guān)系，其特點(diǎn)是：①大城市與中小城市垃圾構(gòu)成有十分明顯的區(qū)別。②中小城市的居民消費(fèi)水平及生活能源氣化率都比較低，有機(jī)物成分少（約22.48％），無機(jī)物成分多（約占65％），其余為廢品。南方城市垃圾中的有機(jī)物高于北方城市。③城市氣化率、集中供熱面積及人均煤購買量對垃圾的產(chǎn)量和構(gòu)成具有明顯的影響。城市氣化率低和集中供熱面積小的城市或地區(qū)，其垃圾產(chǎn)量的絕對值和煤灰的含量相應(yīng)要高；反之則要低一些。④包裝廢物在城市垃圾中的比重增加，是造成城市垃圾增長的重要原因之一。7.1.8中國城市生活垃圾管理體制的現(xiàn)狀我國現(xiàn)行的城市垃圾管理體制，是從80年代逐漸形成的。成熟生活垃圾管理機(jī)構(gòu)如下圖所示：應(yīng)該肯定，我國現(xiàn)行的城市生活垃圾管理體制在城市垃圾的管理中發(fā)揮了一定的作用，但是在很大程度上還是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的延續(xù)，對于社會主義市場經(jīng)濟(jì)很不適應(yīng)。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）“政企不分”。政府既要負(fù)責(zé)管理又要負(fù)責(zé)服務(wù)，導(dǎo)致既不能有效的實(shí)施管理，也不能很好的進(jìn)行服務(wù)。（2）多頭管理、各自為政、職責(zé)不清。當(dāng)遇到一個(gè)有利益的項(xiàng)目時(shí)，各機(jī)構(gòu)均表現(xiàn)出很有興趣，來爭、來搶，均認(rèn)為這是自己的管轄范圍；當(dāng)出現(xiàn)某些問題時(shí)，各個(gè)機(jī)構(gòu)均會推卸說不是自己的責(zé)任。7.1.9中國城市生活垃圾管理體制的弊端（3）在傳統(tǒng)的城市管理體制下，政府成了城市管理的唯一責(zé)任者，無論是硬件投入還是軟件管理都由政府一手包辦，似乎與企業(yè)、市民無關(guān)。（4）垃圾處理者無經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動，缺乏激勵(lì)機(jī)制，除了行政命令或者政府大量補(bǔ)貼以外，無法激勵(lì)國內(nèi)外企業(yè)積極參與垃圾的無害化、資源化處理。（5）垃圾處理和資源化缺乏統(tǒng)一管理的協(xié)調(diào)機(jī)制。（6）資源不足也是解決城市垃圾資源化的障礙。由于資金、技術(shù)和人員等條件的限制，很多中校城市沒有能力開展垃圾的綜合利用，更談不上建設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)的垃圾處理處置設(shè)施來解決他們的城市垃圾問題。Questions（1）下列廢物中哪些屬于危險(xiǎn)廢物：Zn/Mn電池、Ni/Cd電池、醫(yī)院垃圾、生活垃圾、廢有機(jī)溶劑、鉻渣、日光燈管、氰化物、焚燒爐一燃室底渣、焚燒爐飛灰、建筑垃圾、水銀溫度計(jì)、壓力計(jì)。簡要說明理由。（2）談?wù)勀銓ξ覈鞘猩罾芾砑疤幚硖幹玫目捶ā?.2有機(jī)固體廢物堆肥處理7.2.1生物處理的基本概念原始森林經(jīng)過漫長的歲月仍保持著繁榮茂盛，這是動物和植物的遺體、排泄物被微生物分解為腐植質(zhì)，形成植物生長發(fā)育必需的食物鏈進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)的結(jié)果。這也是保持生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在自然界到處都存在這種物質(zhì)循環(huán)，即使在與人們息息相關(guān)的農(nóng)田里也重復(fù)著這種物質(zhì)循環(huán)現(xiàn)象。在自然界中存在著大量依靠有機(jī)物生活的微生物，它們有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的巨大功能（生物能）。而且具有分布廣，繁殖快，容易發(fā)生變異等特性。正是這些微生物（分解者），作為生態(tài)系統(tǒng)組成的重要環(huán)節(jié)，不斷進(jìn)行著有機(jī)物的分解與無機(jī)化（礦化），促進(jìn)了上述循環(huán)的正常進(jìn)行。另一方面，人們生產(chǎn)和生活過程中不斷產(chǎn)生各種各樣的固體廢物，對整個(gè)社會而言，形成了一個(gè)生產(chǎn)–––消費(fèi)–––廢物的一個(gè)不斷的循環(huán)系統(tǒng)。人類通過各種手段，借助于上述微生物的生物能，對固體廢物進(jìn)行生物處理，實(shí)現(xiàn)固體廢物（主要是有機(jī)固體廢物）的穩(wěn)定化、無害化與資源化的技術(shù)就統(tǒng)稱為固體廢物的生物轉(zhuǎn)換技術(shù)。這種生物轉(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）。由于城市固體廢物和農(nóng)業(yè)廢物數(shù)量大，其中可生物轉(zhuǎn)換利用的成份多，在當(dāng)前世界上普遍存在的自然資源與能源緊張的情況下，這種回收和利用技術(shù)的開發(fā)更有著深遠(yuǎn)的意義。（1）微生物的代謝作用微生物同所有生物一樣，在生命活動過程中從周圍環(huán)境吸取養(yǎng)料，并在體內(nèi)不斷進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和交換作用，這種過程稱之為新陳代謝，簡稱代謝。代謝作用大體上分二大類：物質(zhì)分解及提供能量的代謝稱為分解代謝；消耗能量合成生物體的代謝，稱為合成代謝，兩種代謝是不可分割，互為依存的。（2）堆肥過程中微生物的種類在固體廢物生物處理過程中，有各種微生物與發(fā)揮作用。微生物種類繁多，大致可以作如下分類：對于所有微生物來說，凡是生活時(shí)需要氧氣的都可以稱為好氧微生物，只有在無氧環(huán)境中才能生長的稱為厭氧微生物，在無氧和有氧的環(huán)境中都能生活的統(tǒng)稱為兼氧性微生物。（3）生物處理方法根據(jù)在處理過程中起作用的微生物對氧氣要求的不同，生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩類。（a）好氧生物處理法這是一種在提供游離氧的條件下，以好氧微生物為主使有機(jī)物降解、穩(wěn)定的無害化處理方法。固體廢物存在的各種有機(jī)物（分子量大、能位高）作為微生物的營養(yǎng)源，經(jīng)過一種生化反應(yīng)，逐級釋放能量，最終轉(zhuǎn)化成分子量小，能位低物質(zhì)而穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化的要求，以便利用或進(jìn)一步妥善處理，使其回到自然環(huán)境中去。（b）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(shí)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(shí)，僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的細(xì)胞組成部分。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(shí)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)。（3）其它生物轉(zhuǎn)換技術(shù)世界各國固體廢物產(chǎn)生量不斷遞增，其中各類纖維素世界年產(chǎn)量可達(dá)到以Gt計(jì)的天文數(shù)字，因而廢纖維素?cái)?shù)量十分驚人。如何充分利用這種有機(jī)物纖維素做資源，使之轉(zhuǎn)化為能源、食物以及其他化學(xué)物質(zhì)是急待開發(fā)的技術(shù)，針對當(dāng)前世界性能源枯竭的狀況，這也是一項(xiàng)十分重要的課題。7.2.2堆肥化的基本概念（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。（2）堆肥作用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。使用堆肥后，能夠增加土壤中穩(wěn)定的腐植質(zhì)，形成土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并有一系列作用：①使土質(zhì)松軟，多孔隙易耕作，增加保水性、透氣性及滲水性，改善土壤的物理性能；②肥料成分中氮、鉀、銨等都是以陽離子形態(tài)存在。由于腐植質(zhì)帶陰電荷，有吸附陽離子作用，有助于粘土保住陽離子，即能保住養(yǎng)分提高保肥能力。腐植質(zhì)陽離子交換容量是普通粘土的幾倍到幾十倍；③腐植質(zhì)中某種成分有螯合作用（某種有機(jī)化合物和金屬起特殊的結(jié)合，把金屬維持在液化狀態(tài)）。有這種作用的物質(zhì)和酸性土壤中含量較多的活性鋁結(jié)合后，使其半數(shù)變成非活性物質(zhì)，因而能抑制活性鋁和磷酸結(jié)合的有害作用。施用堆肥時(shí)，由于其中螯合劑能和鋁、鐵等金屬結(jié)合，使穩(wěn)定狀態(tài)變成易分解狀態(tài)。所以能促進(jìn)有機(jī)物分解，促進(jìn)氮肥和其他養(yǎng)分的供應(yīng)。另外，對于作物有害的銅、鋁、鎘等重金屬也可與腐植質(zhì)相反應(yīng)而降低其危害程度，有利于植物生長；④腐植質(zhì)有緩沖作用。當(dāng)土壤中腐植質(zhì)多時(shí)；即使肥料施得過多或過少，也不易受到損害；即使氣象條件惡化也可減輕其影響；即使其他條件稍微惡化，也能減少沖擊和緩和影響。例如水分不足時(shí)，可防止植物枯萎，起到似類于緩沖器的作用；⑤堆肥是緩效性肥料。和硫銨，尿素等化肥中氮不同，堆肥中氮肥幾乎都以蛋白質(zhì)氮形態(tài)存在，當(dāng)施到田里時(shí)，蛋白質(zhì)經(jīng)氮微生物分解成氨氮。在旱地里部分變成硝酸鹽氮。兩者都是能被吸收的氮。施用堆肥不會出現(xiàn)施化肥那樣短暫有效或施肥過頭的情況，由于經(jīng)過上述過程緩慢持久地起作用，不致對農(nóng)作物產(chǎn)生損害。⑥腐植化的有機(jī)物具有調(diào)節(jié)植物生長的作用，也有助于根系發(fā)育和伸長，即有助于擴(kuò)大根部范圍；⑦將富有微生物的堆肥施于土中可增加土壤中微生物數(shù)量。微生物分泌的各種有效成分能直接或間接地被植物根吸收而起到有益作用，故堆肥是晝夜均有效的肥料。⑧堆肥是CO2的供給源。如與外界空氣隔絕的密封罩內(nèi)CO2氣濃度低，當(dāng)大量施用堆肥后，罩內(nèi)較高的溫度可促使堆肥分解放出CO2。總之，腐植質(zhì)能改善土壤物理的，化學(xué)的，生物的性質(zhì)，使土壤環(huán)境保持適于農(nóng)作物生長的良好狀態(tài)。腐植質(zhì)又有增進(jìn)化肥肥效的作用。（3）堆肥產(chǎn)品質(zhì)量及衛(wèi)生要求①堆肥產(chǎn)品質(zhì)量（以干基計(jì)）粒度：農(nóng)用堆肥產(chǎn)品粒度不大于12mm，山林果園用堆肥產(chǎn)品粒度不大于50mm；含水率：≤35%；pH值：6.5~8.5；全氮（以N計(jì)）：≥0.5%；全磷（以P2O5計(jì)）：≥0.3%；全鉀（以K2O計(jì)）：≥1.0%；有機(jī)質(zhì)（以C計(jì)）：≥10%；重金屬含量：總鎘（以Cd計(jì)）≤3mg/kg；總汞（以Hg計(jì)）≤5mg/kg；總鉛（以Pb計(jì)）≤100mg/kg；總鉻（以Cr計(jì)）≤300mg/kg；總砷（以As計(jì)）≤30mg/kg；②無害化衛(wèi)生要求堆肥溫度（靜態(tài)堆肥工藝）：>55℃持續(xù)5d以上?；紫x卵死亡率：95%~100%；糞大腸菌值：10–1~10–2。7.2.3堆肥化原理及過程1、好氧堆肥基本原理好氧堆肥化是在有氧條件下，依靠好氧微生物（主要是好氧細(xì)菌）的作用來進(jìn)行的。在堆肥化過程中，有機(jī)廢物中的可容性有機(jī)物質(zhì)可透過微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物直接吸收，而不溶的膠體有機(jī)物質(zhì)，先被吸附在微生物體外，依靠微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞。堆肥有機(jī)物(含C,H,O,N,S,Cl)、氧和微生物細(xì)胞物質(zhì)（微生物繁殖）CO2,H2O,NH3,PO43-,SO42-氧化分解同化作用異化作用+能量合成排入環(huán)境釋放、轉(zhuǎn)化為熱微生物通過自身的生命代謝活動，進(jìn)行分解代謝（氧化還原過程）和合成代謝（生物合成過程），把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，并放出生物生長、活動所需要的能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，產(chǎn)生更多的生物體?？捎孟铝嘘P(guān)系式反映堆肥化過程中有機(jī)物氧化分解關(guān)系。CSHtNUOV·aH2O+bO2→CWHXNYOZ·CH2O+dH2O(氣)+eH2O(液)+fCO2+gNH3+能量由于堆溫較高，部分水以蒸氣形式排出。堆肥成品CWHXNYOZ·CH2O與堆肥原料之比為0.3~0.5（這是氧化分解減量化的結(jié)果）。通常可取如下數(shù)值范圍：w=5~10,x=7~17,y=1,z=2~8。2.好氧堆肥化過程好氧堆肥化從廢物堆積到腐熱的微生物生化過程比較復(fù)雜，但大致可分為三個(gè)階段：中溫階段（亦稱產(chǎn)熱階段）。堆肥初期，堆層基本呈中溫，嗜溫性微生物較為活躍并利用堆肥中可溶性有機(jī)物旺盛繁殖。它們在轉(zhuǎn)換和利用化學(xué)能的過程中，有一部分變成熱能，由于堆料有良好的保溫作用，溫度不斷上升。此階段微生物以中溫、需氧型為主，通常是一些無芽胞細(xì)菌。適合于中溫階段微生物種類極多，其中最主要是細(xì)菌、真菌和放線菌，細(xì)菌特別適應(yīng)水溶性單糖類，放線菌和真菌對于分解纖維素和半纖維素物質(zhì)具有特殊功能；當(dāng)肥堆溫度升到45℃以上時(shí)，即進(jìn)入高溫階段。在這階段，嗜溫性微生物受到抑制甚至死亡，嗜熱性微生物逐漸代替了嗜溫性微生物的活動，堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化，復(fù)雜的有機(jī)化合物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)等開始被強(qiáng)烈分解。通常，在50℃左右進(jìn)行活動的主要是嗜熱性真菌和放線菌；溫度上升到60℃時(shí)，真菌幾乎完全停止活動，僅有嗜熱性放線菌與細(xì)菌在活動；溫度升到70℃以上時(shí)，對大多數(shù)嗜熱性微生物已不適宜，微生物大量死亡或休眠狀態(tài)。與細(xì)菌的生長繁殖規(guī)律一樣，可將微生物在高溫階段生長過程分為四個(gè)時(shí)期，即加速生長期，對數(shù)生長期，靜止期和內(nèi)源呼吸期。在高溫階段微生物活性經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期變化后，堆積層內(nèi)開始發(fā)生與有機(jī)物分解相對應(yīng)的另一過程，即腐植質(zhì)的形成過程，堆肥物質(zhì)逐步進(jìn)入穩(wěn)定化狀態(tài)。在內(nèi)源呼吸后期，只剩下部分較難分解及難分解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)，此時(shí)微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降。在此階段嗜溫微生物又占優(yōu)勢，對殘余較難分解的有機(jī)物作進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化，此時(shí)堆肥即進(jìn)入腐熟階段。降溫后，需氧量大大減少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧擴(kuò)散能力增強(qiáng)，此時(shí)只須自然通風(fēng)。3.好氧堆肥化基本工藝及分類（1）分類固體廢物堆肥化歷史悠久，其工藝發(fā)展至今已形成多種方式，大致有如下分類與發(fā)展趨勢：厭氧堆肥化→好氧堆肥化；露天堆積(敞開式)→封閉式；無發(fā)酵裝置→有發(fā)酵裝置；人工土法→機(jī)械化；慢速→半快速→快速；靜態(tài)發(fā)酵→動態(tài)發(fā)酵。其中還有各種過渡形式。下面先對國外無發(fā)酵裝置堆肥化工藝作簡要說明。如下圖所示，此工藝可分為攪拌式和固定式固體床兩種。攪拌式固體床是將堆肥化物料堆放在一種帶有固體翻動設(shè)施的場地上，在堆制循環(huán)中采用轉(zhuǎn)動、翻堆或其他方式對物料進(jìn)行定期地?cái)嚢杌蚱扑?。如能充分?jǐn)嚢杌旌?，則整個(gè)堆垛物料堆肥物性均一，發(fā)酵效果好，但光靠某種攪拌混合效果不一定很有效。無發(fā)酵裝置堆肥化系統(tǒng)通過空氣流通和翻動供氧（傳統(tǒng)）的最終產(chǎn)物沿料堆長度方向的周期翻動混合物料強(qiáng)行供氧通風(fēng)（a）攪拌式固體床完成發(fā)酵的最終產(chǎn)物由垛內(nèi)卸下強(qiáng)行供氧放在堆中的混合物料完成批量循環(huán)條垛（b）固定式固體床（強(qiáng)制通風(fēng)）（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。（a）前處理當(dāng)以城市生活垃圾為主要原料時(shí)，由于其中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質(zhì)。這些物質(zhì)會影響垃圾處理機(jī)械的正常運(yùn)行，并降低發(fā)酵倉容積的有效使用，且使堆溫難以達(dá)到無害化要求，從而影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，需要用到破碎、分選等預(yù)處理方法去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物質(zhì)含量，并使堆肥物料粒度和含水率達(dá)到一定程度的均勻化。顆粒變小，物料表面積增加，便于微生物繁殖可以促進(jìn)發(fā)酵過程。但顆粒也不能太小，因?yàn)橐紤]到保持一定程度的孔隙率與透氣性能，以便均勻充分地通風(fēng)供氧，適宜的粒徑范圍是12~60mm，最佳粒徑需視物料物理而定。當(dāng)以人畜糞便，污水污泥餅等為主要原料時(shí)，由于其含水率太高等原因，前處理的主要任務(wù)是調(diào)整水分和碳氮比，有時(shí)需添加菌種和酶制劑，以促進(jìn)發(fā)酵過程正常進(jìn)行。降低水分增加透氣性、調(diào)整碳氮比的主要方法是添加有機(jī)調(diào)理劑和膨脹劑：a)所謂“調(diào)理劑”是指加進(jìn)堆肥化物料中干的有機(jī)物，借以減少單位體積的重量并增加與空氣的接觸面積，以利于好氧發(fā)酵，也可以增加物料中有機(jī)物數(shù)量。理想的調(diào)理劑是干燥的，較輕而易分解的物料。常用的有木屑、稻殼、禾桿、樹葉等等。b)所謂“膨脹劑”是指有機(jī)的或無機(jī)的三維固體顆粒，當(dāng)它加入濕堆肥化物料中時(shí)，能有足夠的尺寸保證物料與空氣的充分接觸，并能依靠粒子間接觸起到支撐作用，普遍使用的膨脹劑是干木屑，花生殼、廠礦成粒狀的輪胎，小塊巖石等物質(zhì)。（b）主發(fā)酵主發(fā)酵主要在發(fā)酵倉內(nèi)進(jìn)行，靠強(qiáng)制通風(fēng)或翻堆攪拌來供給氧氣，供給空氣的方式隨發(fā)酵倉種類而異。在發(fā)酵倉內(nèi)，由于原料和土壤中存在的微生物作用而開始發(fā)酵，首先是易分解物質(zhì)分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)產(chǎn)生熱量使堆溫上升。這時(shí)微生物吸取有機(jī)物的碳、氮等營養(yǎng)成分，在合成細(xì)胞質(zhì)自身繁殖的同時(shí)，將細(xì)胞中吸收的物質(zhì)分解而產(chǎn)生熱量。發(fā)酵初期物質(zhì)的分解作用是靠嗜溫菌（生長繁殖最適宜溫度為30~40℃）進(jìn)行的。隨著堆溫的升高，最適宜溫度45~65℃的嗜熱菌取代了嗜溫菌，能進(jìn)行高效率的分解。氧的供應(yīng)情況與保溫床的良好程度對堆料的溫度上升有很大影響。如堆肥化過程原理中所述，后面將進(jìn)入降溫階段。通常將溫度升高到開始降低為止的階段，稱為主發(fā)酵期，以城市生活垃圾為主體的城市固體廢物好氧堆肥化的主發(fā)酵期約為4~12d。（c）后發(fā)酵經(jīng)過主發(fā)酵的半成品被送去后發(fā)酵。在主發(fā)酵工序尚未分解的易分解及較難分解的有機(jī)物可能全部分解，變成腐植酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機(jī)物，得到完全成熟的堆肥成品。后發(fā)酵也可以在專設(shè)倉內(nèi)進(jìn)行，但通常把物料堆積到1~2米高度，進(jìn)行敞開式后發(fā)酵，此時(shí)要有防止雨水的設(shè)施。為提高后發(fā)酵效率，有時(shí)仍需進(jìn)行翻堆或通風(fēng)。后發(fā)酵時(shí)間的長短，決定于堆肥的使用情況。例如堆肥用于溫床（能利用堆肥的分解熱）時(shí)，可在主發(fā)酵后直接利用。對幾個(gè)月不種作物的土地，大部分可以使用不進(jìn)行后發(fā)酵的堆肥，即直接施用堆肥，而對一直在種作物的土地，則有必要使堆肥的分解進(jìn)行到能不致奪取土壤中氮的穩(wěn)定化程度（即充分腐熟）。后發(fā)酵時(shí)間通常在20~30天以上。顯然，不進(jìn)行后發(fā)酵的堆肥，其使用價(jià)值較低。（d）后處理經(jīng)過二次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機(jī)物都變細(xì)碎和變了形，數(shù)量也減少了。然而，在城市固體廢物發(fā)酵堆肥時(shí)，在前處理工序中還沒有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物依然存在，因此，還要經(jīng)過一道分選工序以去除雜物，可以用回轉(zhuǎn)式振動篩，振動式回轉(zhuǎn)篩，磁選機(jī)，風(fēng)選機(jī)，慣性分離機(jī)、硬度差分離機(jī)等預(yù)處理設(shè)備分離去除上述雜質(zhì)，并根據(jù)需要進(jìn)行再破碎。并根據(jù)需要（如：生產(chǎn)精制堆肥）進(jìn)行再破碎。凈化后的散裝堆肥產(chǎn)品，既可以直接銷售給用戶，施于農(nóng)田、菜園、果園，或作土壤改良劑，也可以根據(jù)土壤的情況，用戶的需要，將散裝堆肥中加入N、P、K添加劑后生產(chǎn)復(fù)合肥，做成袋裝產(chǎn)品，既便于運(yùn)輸，也便于貯存，而且肥效更佳。有時(shí)還需要固化造粒以利貯存。（e）脫臭在堆肥化工藝過程中，每個(gè)工序系統(tǒng)有臭氣產(chǎn)生，主要有“氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類”等，必須進(jìn)行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學(xué)除臭劑除臭；水、酸、堿水溶液等吸收劑吸收法；臭氧氧化法；活性炭、沸石、熟堆肥等吸附劑吸附法等等。其中，經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的方法是熟堆肥氧化吸附除臭法。將源于堆肥產(chǎn)品的腐熟堆肥置入脫臭器，堆高約0.8~1.2m，將臭氣通入系統(tǒng)，使之與生物分解和吸附及時(shí)作用，其“氨、硫化氫”去除效率均可達(dá)98%以上。也可用特種土壤（如鹿沼土，白堊土等）代替堆肥，此種設(shè)備稱土壤脫臭過濾器。（f）儲存堆肥的供應(yīng)期多半是集中在秋天和春天（中間隔半年）。因此，一般的堆肥化工廠有必要設(shè)置至少能容納6個(gè)月產(chǎn)量的貯藏設(shè)備。堆肥成品可以在室外堆放，但此時(shí)必須有不透雨水的覆蓋物。貯存方式可直接堆存在二次發(fā)酵倉內(nèi)，或袋裝后存放。加工、造粒、包裝可在貯藏前也可在貯存后銷售前進(jìn)行。要求包裝袋干燥而透氣，如果密閉和受潮會影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。杭州市機(jī)械化堆肥場流程圖7.3固體廢物焚燒處理7.3.1概述焚燒法是一種高溫?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(shí)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(shí)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(gè)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(xiǎn)廢物。危險(xiǎn)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(shí)，也常常將垃圾焚燒處理前暫時(shí)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(shí)，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(shí)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(jì)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(shí)，焚燒爐設(shè)計(jì)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?。（a）固體廢物焚燒處理方式固體廢物的種類、形狀有較大差別，如有塊、粒狀的廢物，也有漿糊狀的污泥。有可燃質(zhì)含量多的廢物，也有不能自燃，另需添加燃料助燃的廢物等等。它們在具體進(jìn)行焚燒處理時(shí)所采用的工藝方法，以及焚燒爐選型上都有所不同。一般說廢物的形態(tài)和燃燒特性是決定焚燒工藝流程及其焚燒爐爐型的主要依據(jù)。例如：當(dāng)廢物具有一定形狀、可以擱置在爐排上，且燃燒形態(tài)是以表面燃燒和分解燃燒方式進(jìn)行時(shí)，則可選用爐排式焚燒爐；但如廢物的顆粒細(xì)微，或是泥漿狀的，則它無法擱置在爐排上，就需要選用爐床式焚燒爐。有些物質(zhì)呈一定形狀，但稍稍加溫尚未燃燒就會發(fā)生熔融，堵住爐排通風(fēng)縫隙（例如含有低熔點(diǎn)鹽類的廢物或塑料廢物），此種廢物也無法置于爐排上焚燒，故只能用爐床式焚燒爐或采用更新的流化床焚燒爐進(jìn)行處理。（b）廢液焚燒處理方式即使高濃度的有機(jī)廢液也往往含有大量水分而不能自燃，需要添加燃料助燃。為了節(jié)約燃料，在可能情況下可利用高溫?zé)煔鉂饪s廢液，或設(shè)置廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽。當(dāng)焚燒后的煙氣含有某種鹽分不能直接排放時(shí)，則系統(tǒng)還要采取捕集回收措施。當(dāng)廢液粘度較高或含有一些雜質(zhì)，影響廢液的霧化質(zhì)量，甚至難以符合噴嘴的要求時(shí)，需對該廢液進(jìn)行過濾，除去固體微粒雜質(zhì)。對粘度大的廢液要加溫或稀釋，使之符合所選用噴嘴的要求。因此，廢液的焚燒處理方式將視廢液的組分情況而定。（c）廢氣焚燒處理方式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。7.3.2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?jiān)馁|(zhì)量，kg；mb－投加的廢物質(zhì)量，kg；mc－殘?jiān)胁豢扇嘉镔|(zhì)量，kg。（b）熱灼減量指焚燒殘?jiān)?00±25℃經(jīng)3h灼熱后減少的質(zhì)量占原焚燒殘?jiān)|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，其計(jì)算方法如下：式中：QR－熱灼減量，%；ma－焚燒殘?jiān)谑覝貢r(shí)的質(zhì)量，kg；md－焚燒殘?jiān)?00±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(shí)，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)：式中，CO和CO2分別為煙道氣中相應(yīng)氣體的濃度值。對危險(xiǎn)廢物，驗(yàn)證焚燒是否可以達(dá)到預(yù)期的處理要求的指標(biāo)還有特殊化學(xué)物質(zhì)（有機(jī)性有害主成份(POHCS)）的破壞去除效率(DRE)，定義為：Win－進(jìn)入焚燒爐的POHCS的質(zhì)量流率；Wout－從焚燒爐流出的該種物質(zhì)的質(zhì)量流率。（d）煙氣排放濃度限制指標(biāo)廢物在焚燒過程中會產(chǎn)生一系列新污染物，有可能造成二次污染。對焚燒設(shè)施排放的大氣污染物控制項(xiàng)目大致包括四個(gè)方面：（1）煙塵：常將顆粒物、黑度、總碳量作為控制指標(biāo)；（2）有害氣體：包括SO2、HCl、HF、CO和NOx；（3）重金屬單質(zhì)或其化合物：如Hg、Cd、Pb、Ni、Cr、As等；（4）有機(jī)污染物：如二惡英，包括多氯代二苯并-對-二惡英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）。（2）焚燒處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及限值以下為中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《小型焚燒爐》（HJ/T-18-1996）和適用于醫(yī)療垃圾焚燒的中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)療垃圾焚燒環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3036-1995）。我國最新城市生活垃圾焚燒排放標(biāo)準(zhǔn)7.3.3焚燒過程及技術(shù)原理（1）燃燒原理與特性焚燒是通過燃燒處理廢物的一種熱力技術(shù)。燃燒是一種劇烈的氧化反應(yīng)，常伴有光與熱的現(xiàn)象，即輻射熱，也常伴有火焰現(xiàn)象，會導(dǎo)致周圍溫度的升高。燃燒系統(tǒng)中有三種主要成分：燃料或可燃物質(zhì)，氧化物及惰性物質(zhì)。燃料是含有碳碳，碳?xì)浼皻錃涞雀吣芰炕瘜W(xué)鍵的有機(jī)物質(zhì)，這些化學(xué)鍵經(jīng)氧化后，會放出熱能。氧化物是燃燒反應(yīng)中不可缺少的物質(zhì)，最普通的氧化物為含有21％氧氣的空氣，空氣量的多寡及與燃料的混合程度直接影響燃燒的效率。惰性物質(zhì)雖然不直接參與燃燒過程中的主要氧化反應(yīng)，但是它們的存在也會影響系統(tǒng)的溫度及污染物的產(chǎn)生。在任何燃燒或焚燒系統(tǒng)中，這三種主要成分相互影響，必須小心控制其成分及速率，才能達(dá)到燃燒或焚燒的最終目的。（a）燃燒的形態(tài)如下表所示，燃燒方式可依據(jù)反應(yīng)前燃料與氧化物的物態(tài)分為五種，而燃燒的火焰形態(tài)又可依燃料與氧化物的混合方式區(qū)分為預(yù)混焰與擴(kuò)散焰。固體廢物的焚燒是燃燒型式中的一種形態(tài)，屬于第四種方式，火焰形態(tài)屬于擴(kuò)散焰。一座理想的焚燒爐應(yīng)具有燃燒速度快，同時(shí)產(chǎn)生最大的能量，并且所產(chǎn)生的污染氣體與粉塵最少。（b）廢物的焚燒特性大部分廢物及輔助燃料的成分非常復(fù)雜，分析所有的化合物成分不僅困難而且沒有必要，一般僅要求提供主要元素分析的結(jié)果，也就是碳、氫、氧、氮、硫、氯等元素，水分及灰分的含量。它們的化學(xué)方程式雖然復(fù)雜，但是從燃燒的觀點(diǎn)而論，它們可用CxHyOzNuSvC1w表示，一個(gè)完全燃燒的氧化反應(yīng)可表示為：在反應(yīng)過程中會形成CO2、HCl、N2、SO2與H2O等產(chǎn)物。不過上述有機(jī)廢物在燃燒過程中，有成千上萬種反應(yīng)途徑，最終的反應(yīng)產(chǎn)物未必是上述的CO2、HCl、N2、SO2與H2O。但事實(shí)上完全燃燒反應(yīng)只是一種理論上的假說。在實(shí)際燃燒過程中要考慮廢物與氧氣混合的傳質(zhì)問題，燃燒溫度與熱傳導(dǎo)問題等，包括流場及擴(kuò)散現(xiàn)象。通過加入足夠的氧氣、保持適當(dāng)溫度和反應(yīng)停留時(shí)間，控制燃燒反應(yīng)使之接近理論燃燒，不致產(chǎn)生有毒氣體。若燃燒控制不良可能產(chǎn)生有毒氣體，包括二惡英、多環(huán)碳?xì)浠衔颬AH）和醛類等。燃燒機(jī)理有蒸發(fā)燃燒、分解燃燒（裂解燃燒）、擴(kuò)散燃燒與表面燃燒。其中蒸發(fā)燃燒、分解燃燒與擴(kuò)散燃燒又稱火焰燃燒。液體燃燒反應(yīng)主要以蒸發(fā)燃燒與分解燃燒為主。而氣體燃燒以擴(kuò)散燃燒為主。固體燃料燃燒包括分解燃燒、蒸發(fā)燃燒、擴(kuò)散燃燒與表面燃燒。（c）黑煙形成的原因碳粒是黑煙生成的主要原因，碳顆粒形成的主要途徑可參考下圖?？煞譃橹苯幽s反應(yīng)與間接斷鍵反應(yīng)而形成碳粒。一般由凝縮反應(yīng)形成的顆粒較大，類似石墨狀的結(jié)構(gòu)，可經(jīng)由撞擊或凝縮現(xiàn)象形成1000~10000個(gè)結(jié)晶體，每個(gè)結(jié)晶體含有5～20層碳粒子。若經(jīng)由直鏈分子斷鍵所形成的碳顆粒，則粒徑比上述凝縮反應(yīng)形成的碳顆粒小，約在0.01～0.1

m之間。（2）焚燒廢氣形成機(jī)制a.粒狀污染物在焚燒過程中所產(chǎn)生的粒狀污染物大致可分為三類：①

廢物中的不可燃物，在焚燒過程中（較大殘留物）成為底灰排出，而部分的粒狀物則隨廢氣而排出爐外成為飛灰。飛灰所占的比例隨焚燒爐操作條件（送風(fēng)量、爐溫…）、粒狀物粒徑分布、形狀與其密度而定。所產(chǎn)生的粒狀物粒徑一般大于10

m。②部分無機(jī)鹽類在高溫下氧化而排出，在爐外遇熱而凝結(jié)成粒狀物，或二氧化硫在低溫下遇水滴而形成硫酸鹽霧狀微粒等。③未燃燒完全而產(chǎn)生的碳顆粒與煤煙，粒徑約在0.1～10

m之間。由于顆粒微細(xì)，難以去除，最好的控制方法在高溫下使其氧化分解?？衫孟率鼋?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算高溫氧化碳顆粒的消耗率q（g/cm2

s）：式中：PO2－氧氣分壓（atm）；Kd-擴(kuò)散速度常數(shù)，；KS—反應(yīng)速度常數(shù)可推導(dǎo)出的廢氣停留時(shí)間tb為：式中：R—?dú)怏w常數(shù)，其值為8.314kJ/(kg

mol

K)；T—反應(yīng)溫度（K）；d0—碳顆粒的粒徑（cm）。依據(jù)煤炭燃燒的研究結(jié)果，降低火焰高溫區(qū)溫度、增加過量空氣比，減少火焰與廢氣的溫降速率，而且加入添加物以促進(jìn)冷凝核的形成等因素，都有助于減少小粒徑粒狀污染物的形成。b.一氧化碳由于一氧化碳燃燒所需的活化能很高，它是燃燒不完全過程中的主要代表性產(chǎn)物。依據(jù)一氧化碳的動力學(xué)反應(yīng)，可得到下式：式中：fCO、fO2、fH2O

—

分別為CO、O2與H2O的摩爾分率；R—

氣體常數(shù)，（8.314kJ/kg

mol

K）；R

—

氣體常數(shù)（82.06atm

cm3/kg

mol

K）。式中：(fCO)f—燃燒前CO的摩爾分率；(fCO)i—燃燒后CO的摩爾分率；而k為動力常數(shù)，用下式計(jì)算：由上式得知氧氣含量愈高時(shí)，愈有利于CO氧化成CO2。不過上式是理論式，事實(shí)上焚燒過程中仍夾雜碳顆粒。只要燃燒反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，CO就可能產(chǎn)生，故焚燒爐二燃室較為理想的設(shè)計(jì)是爐溫在1000℃，廢氣停留時(shí)間為1s。此外，若焚燒有機(jī)性氯化物時(shí)，由于有機(jī)性氯化物的化學(xué)性質(zhì)，大多數(shù)很穩(wěn)定，在燃燒反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，常夾雜CO與中間性燃燒產(chǎn)物，而中間性燃燒產(chǎn)物（包括二惡英等）的廢氣分析較為困難，因此常以CO的含量來判斷燃燒反應(yīng)完全與否。c.酸性氣體焚燒產(chǎn)生的酸性氣體，主要包括：SO2、HCl與HF等，這些污染物都是直接由廢物中的S、Cl、F等元素經(jīng)過焚燒反應(yīng)而形成。諸如含Cl的PVC塑料會形成HCl，含F(xiàn)的塑料會形成HF，而含S的煤焦油會產(chǎn)生SO2。據(jù)國外研究，一般城市垃圾中硫含量為0.12%，其中約30～60%轉(zhuǎn)化為SO2，其余則殘留于底灰或被飛灰所吸收。d.氮氧化物焚燒所產(chǎn)生的氮氧化物主要來源有二：一是高溫下，N2與O2反應(yīng)形成熱氮氧化物，其中熱氮氧化物的動力平衡公式為：R—8.314kJ/kg

mole

K；T—絕對溫度（K）；（NO）、（N2）、（O2）分別為NO、N2、O2的分壓（atm）；e.重金屬廢物中所含重金屬物質(zhì)，高溫焚燒后除部分殘留于灰渣中之外，部分則會在高溫下氣化揮發(fā)進(jìn)入煙氣；部分金屬物在爐中參與反應(yīng)生成的氧化物或氯化物，比原金屬元素更易氣化揮發(fā)。這些氧化物及氯化物，因揮發(fā)、熱解、還原及氧化等作用，可能進(jìn)一步發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，最終產(chǎn)物包括元素態(tài)重金屬，重金屬氧化物及重金屬氯化物等。它們在尾氣中將以特定的平衡狀態(tài)存在，且因其濃度各不相同，各自的飽和溫度亦不相同，遂構(gòu)成了復(fù)雜的連鎖關(guān)系。元素態(tài)重金屬揮發(fā)與殘留的比例與各種重金屬物質(zhì)的飽合溫度有關(guān)，當(dāng)飽合溫度愈高則愈易凝結(jié)，殘留在灰渣內(nèi)的比例亦隨之增高。f.毒性有機(jī)氯化物廢物焚燒過程中產(chǎn)生的毒性有機(jī)氯化物主要為二惡英類，包括多氯代二苯-并-二惡英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）。PCDDs是一族含有75個(gè)相關(guān)化合物的通稱；PCDFs則是一族含有135個(gè)相關(guān)化合物的通稱。在這210種化合物中，有17種（2，3，7，8位被氯原子取代的）被認(rèn)為對人類健康有巨大的危害，其中2,3,7,8-四氯代二苯-并-二惡英（TCDD）為目前已知毒性最強(qiáng)的化合物且動物實(shí)驗(yàn)表明其具有強(qiáng)致癌性。PCDDs/PCDFs

濃度的表示方式主要有總量濃度及毒性當(dāng)量濃度。測出樣品中所有136種衍生物的濃度，直接加總即為總量濃度（以ng/Nm3或ng/kg表示），按各種衍生物的毒性當(dāng)量系數(shù)轉(zhuǎn)換后再加總即為毒性當(dāng)量濃度。毒性當(dāng)量系數(shù)以毒性最強(qiáng)的2,3,7,8-TCDD為基準(zhǔn)(系數(shù)為1.0)制定，其他衍生物則按其相對毒性強(qiáng)度以小數(shù)表示(以ng/Nm3或ng/kg表示)。目前有多種毒性當(dāng)量系數(shù)，但廣泛采用的是I-TEF毒性當(dāng)量系數(shù)。采用I-TEF毒性當(dāng)量系數(shù)為換算標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通常在毒性當(dāng)量濃度后用I-TEQ或I-TEF加以說明。廢物焚燒時(shí)的PCDDs／PCDFs來自三條途徑：廢物本身、爐內(nèi)形成及爐外低溫再合成。1）廢物成分焚燒廢物本身就可能含有PCDDs／PCDFs類物質(zhì)。國外數(shù)據(jù)顯示：1kg家庭垃圾中，PCDDs／PCDFs的含量約在11～255ng(TEQ)左右，其中以塑膠類的含量較高，達(dá)370ng(TEQ)。而危險(xiǎn)廢物中PCDDs／PCDFs含量就更為復(fù)雜。2）爐內(nèi)形成PCDDs／PCDFs的破壞分解溫度并不高(約750℃～800℃)，若能保持良好的燃燒狀況，由廢物本身所夾帶的PCDDs／PCDFs物質(zhì)，經(jīng)焚燒后大部分應(yīng)已破壞分解。但是廢物焚燒過程中可能先形成部分不完全燃燒的碳?xì)浠衔?，?dāng)爐內(nèi)燃燒狀況不良(如氧氣不足，缺乏充分混合、爐溫太低、停留時(shí)間太短等)而未及時(shí)分解為CO2與H2O時(shí)，就可能與廢物或廢氣中的氯化物(如NaCl、HCl、Cl)結(jié)合形成PCDs/PCDFs,以及破壞分解溫度較PCDs/PCDFs高出約100℃左右的氯苯及氯酚等物質(zhì)。3）爐外低溫再合成當(dāng)燃燒不完全時(shí)煙氣中產(chǎn)生的氯苯及氯酚等物質(zhì)，可能被廢氣飛灰中的碳元素所吸附，并在特定的溫度范圍(250℃～400℃，300℃時(shí)最顯著)，在飛灰顆粒的活性接觸面上，被金屬氯化物(CuCl2及FeCl2)催化反應(yīng)生成PCDDs／PCDFs。廢氣中氧含量與水分含量過高對促進(jìn)PCDDs／PCDFs的再合成起到了重要的作用。在典型的垃圾焚燒處理中，多采用過氧燃燒，且垃圾中水分含量較高，再加上重金屬物質(zhì)經(jīng)燃燒揮發(fā)后多凝結(jié)于飛灰上，廢氣也會含有大量的HCl氣體，故提供了符合PCDDs／PCDFs再合成的環(huán)境，成為焚燒廢氣中產(chǎn)生PCDDs／PCDFs的主要原因。廢物中所含PCB及相近結(jié)構(gòu)氯化物等在焚燒過程中的分解或組合，也是形成PCDDs／PCDFs的一個(gè)重要機(jī)制。7.3.4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。循環(huán)流化床焚燒爐典型的機(jī)械爐排焚燒爐-馬丁爐吊車裝料通道抓斗廢熱鍋爐出灰機(jī)機(jī)械爐排爐體Questions某城市生活垃圾焚燒場每天處理200噸城市生活垃圾，熱能回收發(fā)電。已知煙氣經(jīng)過處理以后在煙囪出口處[CO]=100ppm，[CO2]=5000ppm。為了考察焚燒爐一燃室的處理效果，在其底部出口取殘?jiān)?00克，經(jīng)過600

C下3小時(shí)的烘烤實(shí)驗(yàn)，稱重剩下180克。試根據(jù)我國現(xiàn)行城市生活垃圾焚燒污染控制排放標(biāo)準(zhǔn)判斷該焚燒爐是否合格。7.4固體廢物最終處置技術(shù)7.4.1地質(zhì)處置方法固體廢物經(jīng)過減量化和資源化處理后，剩余下來的無再利用價(jià)值的殘?jiān)?，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(shí)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?jiān)?，是固體廢物全過程管理中的最重要環(huán)節(jié)。（1）固體廢物處置的基本原理和原則固體廢物在長期處置過程中經(jīng)歷的生物、化學(xué)和物理變化包括：1.生物反應(yīng)這是處置含有機(jī)物，特別是可降解有機(jī)物時(shí)，處置場中發(fā)生的最重要反應(yīng)，其產(chǎn)物是氣體、水分和可溶解的有機(jī)物，最終結(jié)果是使所處置的有機(jī)廢物逐漸達(dá)到穩(wěn)定化。生物降解過程通常從好氧生物降解開始，產(chǎn)生的主要?dú)怏w是CO2，好氧降解只能持續(xù)短時(shí)間。一旦廢物中的氧氣被耗盡，降解就變成厭氧過程，有機(jī)物質(zhì)被轉(zhuǎn)變成CO2、CH4、少量的氨和硫化氫。2.化學(xué)反應(yīng)在處置場中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)包括：溶解/沉淀：進(jìn)入處置場的水在廢物層中滲透時(shí)，會將廢物原存在的或生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的可溶物質(zhì)溶解出來，產(chǎn)生高濃度有機(jī)物和高鹽份濃度的滲濾液；滲濾液中的某些鹽類，在處置場內(nèi)的某些區(qū)域因pH值變化等原因又會產(chǎn)生沉淀反應(yīng)。吸附/解吸：處置場產(chǎn)生的氣體中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物、滲濾液中的有機(jī)和無機(jī)污染物質(zhì)，會被所處置的廢物和土壤所吸附；而在某些條件下，也會發(fā)生解吸作用，使污染物進(jìn)入氣體或液體。脫鹵/降解：有機(jī)化合物的脫鹵作用和水解、化學(xué)降解作用；氧化還原：影響金屬和金屬鹽的可溶性。其他反應(yīng)：另外一些重要的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在襯層土和某些有機(jī)化合物之間，導(dǎo)致襯層結(jié)構(gòu)和滲透性的改變，目前對這些化學(xué)反應(yīng)的相互關(guān)系還沒有完全弄清。3.物理反應(yīng)處置場中發(fā)生的最為重要的物理反應(yīng)包括：蒸發(fā)/汽化：廢物中的水分、揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物通過蒸發(fā)汽化轉(zhuǎn)入處置過程所產(chǎn)生的氣體中；沉降/懸浮：滲濾液中的懸浮和膠體物質(zhì)在液相中所發(fā)生的重力作用；擴(kuò)散/遷移：氣體在處置場中的橫向擴(kuò)散和向周圍環(huán)境釋放；滲濾液在處置場中的遷移和進(jìn)入覆土的下層；物理衰變：發(fā)生在自然界的自發(fā)現(xiàn)象，隨著時(shí)間的推移而益明顯。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(xiǎn)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(shí)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(jiān)硬巖石、建筑廢物對環(huán)境有輕微的、暫時(shí)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(shí)的、是可容忍的。在一定時(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)對環(huán)境有嚴(yán)重影響的固體廢物：如危險(xiǎn)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(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)廢物與生物圈相隔離原則固體廢物，特別是危險(xiǎn)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。（3）集中處置原則《固體廢物污染環(huán)境防治法》把推行危險(xiǎn)廢物的集中處置作為防治危險(xiǎn)廢物污染的重要措施和原則。對危險(xiǎn)廢物實(shí)行集中處置，不僅可以節(jié)約人力、物力、財(cái)力，利于監(jiān)督管理，也是有效控制乃至消除危險(xiǎn)廢物污染危害的重要形式和主要的技術(shù)手段。（4）多重屏障原理廢物屏障系統(tǒng)密封屏障系統(tǒng)地質(zhì)屏障系統(tǒng)廢物處置的三道屏障系統(tǒng)地質(zhì)屏障系統(tǒng)決定“廢物屏障系統(tǒng)”和“密封屏障系統(tǒng)”的基本結(jié)構(gòu)。如果經(jīng)查明地質(zhì)屏障系統(tǒng)性質(zhì)優(yōu)良，對廢物有足夠強(qiáng)的防護(hù)能力，則可簡化這兩道屏障系統(tǒng)的技術(shù)措施。所以地質(zhì)屏障系統(tǒng)制約了固體廢物處置場工程安全和投資強(qiáng)度。（2）地質(zhì)屏障的防護(hù)性能①土壤的性質(zhì)土壤由具有孔隙的固體物質(zhì)構(gòu)成，這些固體物質(zhì)含有來自磷巖石的礦物質(zhì)顆粒和動植物腐爛后生成的有機(jī)物質(zhì)。微生物也屬于有機(jī)物成分之一，上層土壤中的有機(jī)物大約占固體物質(zhì)的1%～10%。土壤孔隙中充滿了空氣、水以及溶解的無機(jī)物和有機(jī)物。土壤的結(jié)構(gòu)取決于所含礦物顆粒的大小。表中列出了土壤基本的結(jié)構(gòu)分類以及其他一些常用的參數(shù)。根據(jù)定義，含砂量>70%（wt）的土壤稱之為砂質(zhì)土壤，而粘土含量大于35%的土壤稱為粘土。土壤中顆粒物大小是不會變化的，除非經(jīng)劇烈的物理或化學(xué)方法處理過。故土壤顆粒大小的級配比例（即土質(zhì)結(jié)構(gòu)）是土壤的基本性質(zhì)。表中還給出了礫石、砂、淤泥以及粘土的粒徑。②介質(zhì)的滲透性及水運(yùn)移A.土壤滲透性土壤滲透性是指空氣和水通過土壤的難易程度。滲透性一般用單位時(shí)間所流過的距離來表示（cm/s）。表2列出了通用的滲透性分級。地質(zhì)介質(zhì)的滲透系數(shù)，是決定地下水運(yùn)移速度和污染物遷移速度的重要參數(shù)。通常，土壤結(jié)構(gòu)越緊密，滲透性越小。如表3所示，砂、礫、裂隙巖層含水層是強(qiáng)滲透性巖石，會使?jié)B濾液自處置場流出或地下水流入處置場；只有滲透性非常低的粘土、粘結(jié)性松散巖石和裂隙不發(fā)育的堅(jiān)硬巖石有足夠的屏障作用。B.水通量土壤水通過地質(zhì)介質(zhì)的流動通量通常用達(dá)西公式(Darcy’sLaw)來計(jì)算：式中：q=達(dá)西通量，cm/s；K=滲透系數(shù)，cm/s；i=水力坡度，cm/cm。C.水運(yùn)移速度土壤孔隙中水的運(yùn)動和孔隙的性質(zhì)及數(shù)量有關(guān)，其運(yùn)移速度可用下式確定：式中，

e所為土壤的有效空隙度，cm3/cm3。③吸附滯留與污染物遷移A.污染物遷移污染物在地質(zhì)介質(zhì)中的遷移是由于地下水的運(yùn)動速度，污染物與地質(zhì)介質(zhì)之間的吸附/解吸、離子交換、化學(xué)沉淀/溶解、和機(jī)械過濾等多種物理化學(xué)反應(yīng)共同作用所致，其遷移路線與地下水的運(yùn)移路線基本相同，而遷移速度v‘則與地