APP下载

新型城市化发展理念下关于固废综合利用与处置规划新策略的分析

2023-05-30孙志海

佛山陶瓷 2023年5期
关键词:新策略

作者简介:孙志海(1988.3.-)男,汉族,山东青州人,专科,工程师,研究方向:市政工程施工技术。

摘 要:新型城市化发展理念对城市垃圾处理、环境污染防治提出了更高的要求,在这样的背景之下,需进一步强化固体废物综合利用与处置规划工作。在技术层面需加大研发力度,提高固体废物综合利用的效能,做到无害化处置固体废物以及将固废转化为可回收利用的资源,在固废处置规划层面应该转变当前的发展模式,重点向固废资源化处置方向推进。本次研究着重分析了当前国内固废的处置现状、综合利用技术发展现状以及未来固废处置规划的主要方向和策略。

关键词:新型城市化发展理念;固废综合利用;处置规划;新策略

1 前言

固体废物在所有垃圾污染物以及城市废弃物中占比最高,每年的产量可达到百亿吨的规模。固体废物的处置方式直接影响着新型城市化的建设效果。固废处理的主要方向是综合利用,发掘固废的资源属性,将其中有价值的部分再次开发利用,有条件的甚至要做到循环利用。

2固体废物分类及其处理现状

2.1固体废物分类

工业生产活动以及人们的日常家庭生活中都会产生大量难以处理的固体废物,金属材质、塑料材质、无机非金属材质以及有机质等均可构成固体废物,其中有相当大比例的固废仍然具有循环利用的价值。根据处置管理的便捷性,可将固体废物划分为四大类型,具体情况见表1。

2.2固体废物处理现状

关于固体废物处理,传统的技术方案是根据固体废物的类型分别填埋、焚烧或者堆肥,但这种处理方式或多或少地会造成二次污染,并且固废的利用率非常低。例如,垃圾焚烧过程中难免会产生有毒有害的气体以及大量的温室气体,而固体废物填满处理占用了大量的土壤资源,凡是垃圾填埋场,几乎都会引发土壤板结的问题,关键是蕴藏在固体废物中的能量并未被开发利用。固废综合利用则是根据固体废物的特点采用不同类型的处置方案,以最大程度上实现固废再利用、循环利用、再生利用等。并且这种管理方式在国内已经运行多年,取得了丰硕的成果。以2020年为例,全国一般性工业固体废物产生量达到了36.8亿吨之多,其中有20.4亿吨固废实现了综合利用,9.2亿吨实现了合理处置。从当前的现状来看,固废综合利用与处置规划主要采用“无害化”发展路径,需指出的是,此处的“无害化”并非绝对意义上的完全无害,只是与填埋、焚烧等相比,固废处置和利用过程中产生的环境危害大幅下降,部分甚至可实现真正意义上的无害化[1]。

3新型城市化理念下的固废综合利用技术路径

固体废物综合利用的主要思路是通过技术措施实现固废无害化或者资源化,传统焚烧、填埋等技术已经难以满足固废综合利用的无害化要求,因而需大力发展新技术,以下介绍几种常用的固废综合利用新技术。

3.1热解等离子体技术

固废综合利用既要达到处理固体废物的目的,同时又要充分发掘固体废物的利用价值,将其转化为可再次应用的材料,或者释放其中蕴含的能量。常规的垃圾焚烧技术会产生二噁英、飞灰、氮氧化物、二氧化硫等可污染环境大气的物质,尤其是二噁英气体,具有较强的致癌性。热解等离子体技术是一种“无害化”处理的有效方式。从作用结果看,热解等离子体技术大体可分为三类:3.1.1利用等离子技术将固体废物热解

这种技术主要针对具有可燃性的固体废物,如纸张、废旧木头、塑料、轮胎等,操作时需形成还原氣氛,然后采用等离子技术将这些固体废物气化,并重新组合,形成无害的气体产物[2]。

3.1.2利用等离子技术使固体废物氧化、燃烧或者玻璃体化

例如,国内企业开发的等离子体气化熔融技术可在一瞬间产生1万摄氏度的高温,固体垃圾在这种环境下直接玻璃化,不存在燃烧的过程,因而几乎不会产生二噁英、飞灰等有害污染物,最终的产物是固态的黑色玻璃体物质,这些玻璃体物质可用作建筑施工的填料[3]。

3.1.3以脉冲电弧所产生的冲击波分解分离固体废物

在处理混合型固体废物的过程中,最大的难点在于其类型复杂,既有金属和塑料制品,又包含有机质的固体废物,利用脉冲电弧产生的冲击波可将这些不同材质的固体废物有效地分离开,从而实现分类处理。

3.2协同厌氧消化技术

厨余垃圾、污泥等固体废物垃圾中的占比非常大,尤其是厨余垃圾,这一点与我国的人口规模呈正相关。实际上厨余垃圾和污泥在主要污染物类型上存在较大的差异,厨余垃圾中的主要污染物是各种类型的有机质,而污泥中的污染物主要为重金属元素。所谓协同厌氧消化技术是利用厨余垃圾中的盐分提高污泥中重金属的降解效果,因为这些盐分和重金属之间可形成协同消化的效果。这种技术综合运用了水解、胞外酶、厌氧性细菌等,通过酶的分解作用和细菌的分解作用,将有机物分解为二氧化碳、甲烷等气体。这种技术在国外早已得到了应用,但是在国内应用的过程中遇到了技术难题,主要问题是国内污泥中的含砂量远高于国外,国内通常可达到50%到70%,适用中国本土的高级厌氧消化技术是研发的重点[4]。由高等院校牵头研发的污水处理厂污泥高效生物稳定化处理与资源利用技术已经研发成功,是目前国内最先进的协同厌氧消化技术。通过该技术可在降解污泥重金属的同时分解厨余垃圾,并形成沼气、生物甲烷、热能,实现固废再利用,其应用价值如图1所示。

3.3危险固废无害化处理技术

废旧电池、铝灰以及有机固体废物具有易燃、易爆等危险特性,这些固废是典型的危险固废,其处理难度较大。以铝灰为例,其主要成分为氧化铝、金属铝以及氮化铝等。铝属于燃点相对较低的一种金属材料,粉末状的铝粉在燃烧时容易爆炸,铝锭熔铸、再生铝生产、电解铝生产过程中容易产生铝灰。由国内科研单位开发的“干法成型+高温烧制”技术可以铝灰为原材料,生产出多孔陶瓷材料。传统的陶瓷材料主要使用砂石集料来制造,使用铝灰之后既能节约砂石材料,又能利用铝灰以及减少存储和处理风险[5]。危险固体废物类型众多,无害化处理的技术也与具体的物质相对应,不可一概而论。

4固废处置规划新策略

结合国际国内固体废物处置的基本策略,主要思路可分为三个方面,其一是固体废物减量策略(从源头上控制),其二是固体废物无害化处置(国内目前的主要处置方式),其三是固体废物资源化处置。第三种方式在发达国家应用较为广泛,发展中经济体更加强调无害化处理,鉴于此,将国内固体废物处置的粗略确定为以下两个方面。

4.1继续强化无害化处置

现阶段在国内各类城市中全面推行的固体废物处置方式依然是无害化处理,从早期的简单处理逐步转变为深度无害化处理,也就是进一步降低固体废物处置过程中的环境二次污染以及危害,力求做到彻底消除环境危害。例如,在垃圾填埋的过程中采用更加环保的卫生填埋,当前填埋依然是国内生活垃圾处理中最主流的技术,包括生活固体垃圾处理在内,卫生填埋是在填埋处理的过程中同步消除垃圾渗透液、挥发性气体。不可否认的是,无害化处置仅仅是从消除固废处理的危害角度出发,对其再利用考虑得并不充分。在固废综合利用的大背景之下,无害化处理将逐渐被资源化处置所代替。

4.2逐步转向资源化处置

所谓资源化处置是将固体废物看作一种重要的资源,对其进行回收利用。实际上固体废物的确具备这样的特点,如金属类固体垃圾、玻璃制品等,都是典型的可回收利用固废,在固废资源化处置过程中需重视以下的技术及管理措施。

4.2.1垃圾分类

不同固体废物的回收利用价值存在很大的差异性,例如,金属材质的固体废物与厨余垃圾就完全不同,如果固体废物完全混合在一起,对其资源化处置将产生很大的難度。我国在2019年颁布了新的生活垃圾分类标准,目的就是为了转变垃圾处置的方式,逐步向资源化处置转变。新规定中要求将生活垃圾分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾以及其他垃圾四大类,随着分类标准的逐步执行,必然有利于全面开展固废资源化处置。

4.2.2高效回收利用

(1)循环利用

所谓循环利用是指将固废中的某些材料提取出来,再次应用于制造业,以达到循环往复利用的目的,这方面的典型例子是各种类型的金属材料。我国为了减少对国外铁矿石的依赖,大力推广废旧钢材回收利用,显然,这种材料可长期循环往复使用。

(2)再生利用

有些固废经过特定技术处理之后即可发挥出新的作用,成为工程材料。例如,矿山生产中的矿渣、冶金行业的钢渣等可作为建筑物填料,矿渣还可用作混凝土中的掺和料,关键问题是要在日常生产过程中建立有效的回收机制[6]。

4.2.3开发新的固废处理技术

固体废物种类繁多,综合利用的效率和效益在很大程度上取决于技术上的进步,尤其是具有一定危险性的固废,有些具有毒性,有些易爆炸,这些物质是固废处置中需要重点关注的。研究开发新技术是增强固废处理效果的主要路径,前文所述的铝灰处理技术就是成功的案例。

5结论

解决好城市发展过程中的垃圾问题是新型城市化建设的重要工作,固体废物中涵盖了金属、玻璃制品、有机质、厨余垃圾、无机非金属等各种类型的物质。固废综合利用是充分发掘这些固体垃圾的利用价值,将废物转化为可再次利用的材料或者能量。在固废的处置规划中要逐步从当前的无害化处理转变为资源性处置,借助垃圾分类、回收利用以及新技术研发,全面提高固废的综合利用率。

参考文献

[1]罗宝芳.城市固体废弃物处理及资源化利用途径[J].资源节约与环保,2022(05):80-83.

[2]张琰.城市固体废物处理及资源化利用有效途径[J].资源节约与环保,2021(02):73-74.

[3]王琼杰.工业固废综合利用:资源型城市生态转型的必由之路[J].资源再生,2020(07):25-27+31.

[4]陈建民.城市固废处理园区中循环经济的应用[J].化工设计通讯,2019,45(02):226-228.

[5]金军勤.城市固废综合处理技术研究[J].低碳世界,2018(09):7-8.

[6]李劲,王华.目标层次法在城市固废综合处理厂选址中的应用[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2008,23(04):118-123.

猜你喜欢

新策略
我国研究人员探索肺纤维化治疗新策略
基于代谢调节的抗血管衰老新策略
高盐肥胖心肌重构防治有新策略
孵化垂直频道:新闻客户端新策略
基于胜任力理论模型的冰雪人才培养新策略
报纸数字化生存的“新策略”简析
羊寄生虫病防控的新策略
提高历史审题能力的新策略
心源性呼吸困难的诊断新策略―肺部超声“彗尾征”
一种抑制铁路桥梁地震反应的半主动控制新策略