我国固体废物处置现状及进展

来源: 日期:2023-7-19

 

作为世界第二大经济体的中国,近年来,经济的迅猛增长对生态环境造成了负担。环境是经济发展的物质基础,保护环境的实质就是保护生产力。如何解决经济增长和环境保护之间的矛盾,已经成为改革开放至现阶段的重中之重。

 

自《中华人民共和国固体废物污染环境防治法(2015修正)》颁布以来,有关固废处理的热度急剧上升。据维普期刊统计,近几年,学术界对固废处理的研究文献量有突破性增加。随着垃圾分类的广泛推广,社会各界开始参与其中。

 

1 固废的分类和概况

 

固体废物主要包括生活垃圾、工业固废、危险固废等。在我国主要固体废弃物中,一般工业固体废弃物产生量最大,其中,化学相关的固废占比51.4%,金属与采矿相关的固废占比35.8%。国家统计局数据显示(见表1),近年来,我国固废产量较高,但是处理量严重不足,其中,大中城市固废产量占比较高。2020年,我国200个大中城市一般固体废物产生量约为18.3亿t,同比增长了近12.0%。以长三角某大中型城市举例,每人每天产生垃圾约1.2 kg。

 

 

2 固废的处理方式

 

我国固废处理最常见的方法主要有填埋、焚烧和综合利用3种方法。

 

2.1 填埋法

 

20世纪90年代以前,美、英、德等发达国家的垃圾处理以填埋为主。因其工艺简单、投资少,我国在很长一段时间里,固废垃圾处理也以卫生填埋为主,所占收运量的比例也最高。但其占地面积大,同时存在严重的二次污染,例如垃圾渗出液会污染地下水及土壤,垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量。另外,垃圾发酵产生的甲烷气体会引发火灾及爆炸,排放到大气中,又会产生温室效应。

 

但是,随着人口的增长、用地的稀缺以及技术的进步,这一方法已逐渐被淘汰。我国固废填埋的现状是,已有的垃圾填埋场几乎全部填埋,而新建的垃圾填埋场很难获批。包括上海一些经济发达、人口稠密的沿海城市,已经开始将填埋在地下的垃圾挖掘出来,并重新进行焚烧等处理。目前,固废填埋的方式已经逐渐退出市场。

 

2.2 焚烧法

 

随着经济与科技的发展,越来越多的国家开始启用焚烧法。如今,日本、欧洲大部分国家及新加坡的焚烧处理率已超越填埋率。到2020年,我国的生活垃圾处理方式中,焚烧处理占比也达到了54.0%。焚烧法能迅速、大幅度地减少可燃性废物的容积,彻底消除有害细菌和病毒,破坏毒性有机物,并能回收燃烧产生的热能。目前,焚烧法是比较合理且优越的技术路线,但也有很多反对意见,其矛盾点主要集中在垃圾焚烧对大气的污染。

 

在焚烧过程中,社会各界关注度比较高的是二噁英的排放,但是二噁英的产生需要满足500~800 ℃的温度范围以及不充分燃烧两个条件。因此,从技术领域上看,可以通过控制焚烧温度(将温度提高至1 100 ℃),使其错过二噁英的生成温度,运用多段燃烧法使其充分燃烧,同时通过加入吸附剂再除尘的方法解决这一问题。

 

2.3 综合利用

 

对固废的综合利用主要集中在可回收垃圾和厨余垃圾。以厨余垃圾为例,现阶段,我国针对厨余垃圾的处理,已经建成了超过200万座处理站,有着超强的处理能力。一方面,由于生活水平的提高,厨余垃圾中有较多油脂,可用于提炼地沟油;另一方面,厨余垃圾经过发酵可形成甲烷,用于发电。较为简单的工艺路线和较高的经济利益,造就了我国厨余垃圾领域蓬勃发展的局面。目前,针对城市厨余垃圾的处理能力已经能满足市民日常生活要求。

 

3 我国固废处理能力的缺口及提高方法

 

目前,我国有18个省市确定的固废清运量和固废无害化处理量之间的缺口超过了20万t,有的甚至在百万吨以上。从传统的危废处理企业(光大绿色环保、东江环保),到全产业链拓展的大型环保企业(东方园林、北控水务),再到资金实力雄厚的新兴力量(雅居乐、海螺创业),正对整个危废处置产业链进行整合。

 

目前,行业内缺口最大的是医疗垃圾。2020年年初,新冠疫情暴发,医疗垃圾产生量巨大,预计到2025年,医疗废物产量将达到270万t。很多危废厂家都在新增和改造医疗废物处理厂,提高医疗废物处置能力,进而更好地适应社会发展需要。

 

面对市场缺口,一部分水泥厂也开展了协同处理危废。因水泥窑工矿稳定,烧成带温度可达1 450 ℃,二口恶英等有毒气体可在水泥窑中完全分解。同时,水泥窑系统处于负压状态,有害物体的排放较少,且工艺路线和窑炉设备与危废焚烧系统相似。截至2018年10月底,我国已有55家水泥厂协同处理危险废物,一方面缓解了我国危废处理能力不足的现状,另一方面经无害化处理后,焚烧灰分还能添加用于水泥生产。

 

4 固废领域的技术进展

 

目前,国内外对于固废处理的新理念和技术如下。

 

4.1 化学方法

 

4.1.1 快速碳酸化技术

 

经过碳酸化处理后,在高浓度的CO2下加速CO2和废弃物的反应,可有效降低重金属的浓度。该法用于金属冶炼行业。

 

4.1.2 等离子气化技术

 

采用等离子电弧,将危险固废加热到6 000 ℃左右,可对大多数不可降解的有机物进行无害化处理。

 

4.1.3 超临界水氧化技术

 

主要思路是在水的超临界态下,对有机废物进行深度氧化处理,将其分解为CO2、H2O和N2等无害物质。

 

4.2 生物法

 

生物法是利用微生物或生物的作用,将固体废物中的有机物转化为稳定的产物、能源和其他有用物质的方法,如堆肥化、厌氧消化、纤维素水解、污泥或垃圾制取蛋白、蚯蚓养殖分解垃圾等。目前,新兴的方法有通过饲养黑水虻来处理禽畜粪便和厨余垃圾。该法主要是通过黑水虻成虫吃掉厨余垃圾,可避免地沟油流入餐饮市场,并且黑水虻幼虫具有高蛋白,可以作为饲料喂养鸡、鸭、蛙、龟及鱼类。此法已得到一定程度的推广和应用。

 

5 展望

 

首先,从政策层面上,应该加强固废管理、重视垃圾分类和前端回收;其次,从技术层面上,由于适用于垃圾填埋的用地稀缺,基于现状,应推广焚烧法。在今后的固废处理中,应进一步提高焚烧技术,减少二噁英的产生,推广水泥窑协同处理危废。同时,适时研发新的固废处理技术,包括化学法和生物法,有望解决“垃圾围城之痛”,改善人们的生存环境。

 

来源:环保微记忆

 

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