据国家环保部门统计,全国工业固体废弃物总量(不含乡镇企业)
为每年6.5亿吨,综合利用率仅为29%左右.累计积存量为66.4亿吨,人
均5.5吨,占地约5.5万公顷.1989年,全国排放化工废渣1697万吨,放
射性废渣90万吨,大部分未经无害化处理和科学处置,不断增长的有毒
有害废弃物已构成潜在的危险.另据统计,全国城市生活垃圾以每年6%～7%
的速度增长,1996年为6000万吨,但垃圾无害化处理率平均不到5%,大量未
经处理的工业废渣和城市垃圾堆存于城郊等地,形成围城局面,成为严重的二
次污染源.2000年我国工业固体废弃物总量将会增长至约7亿吨.
目前国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋,高温堆肥和焚烧等,这三种主要垃圾处理方式的比例,因地理环境;垃圾成份,经济发展水平等因素不同而有所区别,表2-1为三种处理方式的比较.
表2-1 三种垃圾处理方式比较
同左
前处理工序可回收部分原料,但取决于垃圾中可利用物的比例.
无现场分选回收实例,但有潜在可能.
资源回收
适中
较高
较低
建设投资
建立稳定的堆肥市场较困难.
能产生热能或电能.
可回收沼气发电.
产品市场
非堆肥物需作填埋处理,为初始量的20~25%.
仅残渣需作填埋处理,为初始量的10%.
无
最终处置
从无害化角度,垃圾中可生物降解有机物≥10%,从肥效出发应>40%.
垃圾低位热值>3300kJ/kg时不需添加辅助燃料.
无机物>60%
含水量0.5t/d
适用条件
较易,仅需避开居民密集区,气味影响半径小于200m,运输距离适中.
易,可靠近市区建设,运输距离较近
较困难,要考虑地形,地质条件,防止地表水,地下水污染,一般远离市区,运输距离较远.
选址
中等
小
大
占地
可靠,国内有相当经验
可靠
可靠
技术可靠性
好
好
较好,注意防火
操作安全性
堆肥
焚烧
卫生填埋
内容
三种方式的影响
续表2-1
需控制堆肥制品中重金属含量.
无
限于填埋场区.
土壤污染
有轻微气味,污染指标可能性不大.
可以控制,但二恶英(Doxlin)等微量剧毒物需采取措施控制.
有,但可用覆盖压实等措施控制
大气污染
重金属等可能随堆肥制品污染地下水
灰渣中没有有机质等污染物,仅需填埋时采取固化等措施可防止污染.
有可能,虽可采取防渗措施,但仍然可能发生渗漏.
地下水污染
在非堆肥物填埋时与卫生填埋相仿.
在处理厂区无,在炉灰填埋时,其对地表水污染的可能性比填埋小.
有可能,但可采取措施减少可能性.
地表水污染
堆肥
焚烧
卫生填埋
内容
技术对策
目前我国城市垃圾处理的技术对策是:以卫生填埋和高温堆肥技术为主,提倡有条件的城市特别是沿海经济发达地区发展焚烧技术.近几年各城市开始进行垃圾焚烧处理的基础研究和应用研究工作,开发了包括NF系列逆燃式,RF系列热解式,HL系列旋转式小型垃圾燃烧炉及一批医院垃圾专用焚烧炉,并建设了一批中小型城市简易焚烧厂(站).1985年,深圳引进日本三菱公司焚烧成套技术与装备,建成了我国第一座大型(300t/d)现代化垃圾焚烧发电一体化处理厂,为我国开展城市垃圾焚烧装置国产化工作打下了基础.
上海浦东垃圾焚烧厂
1000TD布袋除尘器
正在兴建的我国最大的
垃圾焚烧厂
垃圾回收流程
未来展望
我国城市垃圾处理技术获新突破
中国环保产业协会固体废物处理利用委员会,日前在包头市对龙德环保科技有限公司
开发的医疗垃圾与生活垃圾热解及相关设备进行了技术评审.来自清华大学和中国科
学院等单位的专家一致将这一技术成果定位于"国内首创".
为解决城市垃圾问题,天津大学对垃圾热解技术进行了深入研究,取得了多项国家
专利.在此基础上,龙德环保科技公司对这一技术和设备进行了进一步的研究与开发,
成功地将这一技术与气化技术,二氧化碳还原及相关的催化燃烧技术等融于一体,
更有效地控制了污染,使有机废料充分转化为可利用资源.2002年,包头市环卫产业
公司引进了该技术及相关设备,建成了系统化的垃圾处理场,并在垃圾的资源化再生
利用等方面取得了可喜成果. 参加评审的专家们认为,采用这种热解方式处理医疗和
生活垃圾,符合"减量化,无害化,资源化"的固废处理发展方向,具有能源回收率高,
产生二次污染小,综合经济效益好等优点,具有广阔的发展前景.同时,相关的成套
设备设计合理,自动化水平高,占地少,满足了工程应用及市场转化的条件.
法国城市的垃圾处理技术
法国正在开发新的城市垃圾处理技术,以替代生活垃圾的焚烧和填
埋.用甲烷化处理有机垃圾,用机械化的方法对包装材料进行分拣,对
于环境和经济来说都是很有前途的方法.甲烷化处理的特点是使有机物
质与空气隔离,在厌氧环境中加速降解.在甲烷化处理之前先要对垃圾
进行分拣,甲烷化处理之后做堆肥的精加工.Valorga国际工程公司开
发并注册了专利的工艺技术的特点在于,反应器在运转的过程中使有机
物发酵.反应器的基座上有300个开口,从这些开口中注入加压的沼气
(8个大气压).沼气是垃圾发酵产生的.反应器将垃圾搅动,拌匀.
白天,垃圾不断地输送到反应器的底部,在沼气的推动下,垃圾要绕过
用水泥做的反应器内壁,然后才能到达出口.这个过程使垃圾在反应器
中停留的时间为3周,直到完全降解.在细菌发酵的过程中产生的生物
沼气在出口处收集并贮存起来,可以通过制造热能和发电的形式再利用.
我国烟尘污染
我国是一个能源结构以燃煤为主的国家,大气污染属煤烟型污染,粉
尘,二氧化硫(SO2),氮氧化物(NOx)是我国大气的主要污染物.在20
世纪50年代的工业化初始发展阶段,全国煤炭消耗量为2000-10000万吨,二
氧化硫的排放量为50-200万吨;在60-70年代的工业化第二阶段,煤炭 消耗
量为1000-45000万吨,二氧化硫的排放量为300-700万吨;自1980年代始在工
业化第三阶段,煤炭年消耗量达80000万吨,二氧化硫的排放量为 900-1500
万吨;同时在燃煤过程中产生相当量的氮氧化物,如2000年我国燃 煤电厂
的NOx的排放量达到290万吨.因此我国的能源结构特点导致了较多的 重腐
蚀情况,形成了酸雨等污染情况,尤其是燃煤电厂中,对于二氧化硫或氮
氧化物的防治是势在必行.
传统脱硫技术
当前国内的种种烟气脱硫技术,应用比例高达85%
的是从国外引进的湿式石灰石/石膏法工艺和设备.石灰-石膏法是采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的SO2,属于湿式洗涤法,该法的副产品是石膏(CaSO4·2H2O).
在主吸收塔内完成SO2的吸收和氧化两个步骤,分别在吸收塔和塔釜内完成.
(1) 吸收 (2) 氧化
CaO+H2O→Ca(OH)2
2 CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2 CaSO4·2H2O
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O→CaSO4·2H2O+SO2↑
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2↑
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
在吸收液中加入有机添加剂,防止设备的结垢.该法终产物为石膏.简易石灰石/石膏法对终产物不加回收,直接抛弃;亦可采用后处理分离出成品石膏回收利用.
缺点
虽然对减轻工业烟气中的二氧化硫污染起到了一定作用,但同时又产生了硫化石膏这样的副产品.湿式石灰石/石膏法脱硫设备每处理1吨二氧化硫就产生脱硫石膏2.7吨,随着我国火电厂装机容量的逐年递增,预计到2010年,堆存的脱硫石膏和其他副产品石膏将超过1亿吨.虽然引进设备的有关厂商热衷于宣传脱硫石膏的再利用,可以代替天然开采的矿石膏.而实际上,脱硫石膏的利用只是一种理论上的说法.我国的矿石膏资源相当丰富,这种矿石容易开采,价廉物美.而脱硫石膏的抗压强度,抗拉强度等都无法和矿石膏竞争,没人愿意采用,大部分被抛弃处理.被抛弃的脱硫石膏犹如一堆堆"雪山",被太阳暴晒后挥发的"酸性物质"又加重了"酸雨"的威胁.并且,被雨水冲刷过的脱硫石膏又会污染地表水和地下水.于是,治理了旧的烟气中的二氧化硫污染,又产生了新的脱硫石膏的二次污染.其次,调查表明,如果全部用湿式石灰石/石膏法来处理所产生的二氧化硫,我国每年就要新增加二氧化碳几千万吨.当前全世界二氧化碳的年排放总量,已远远超过大自然通过植物光合作用及海水吸收化解的能力.二氧化碳在大气中的超量沉积,将导致地球表面温度的不断上升.研究表明,二氧化碳一旦排放到大气中,最长可生存200年的时间.二氧化碳长期过量在低空聚集会使大气浓度增加,阻碍地球热量的散失,造成降雨量减少,河流干枯,气候变暖,环境恶化,破坏整个大自然的平衡格局,引发干旱洪涝等灾害.我国二氧化碳年排放总量已经占世界总排放量的13.2%.早在1997年,我国参加签订了《京都议定书》,承诺到2010年我国排放的二氧化碳等六种导致温室效应气体的数量,不但不能增加,而且要比1990年减少5.2%.这一时限要求已相当紧迫.治理了旧的烟气中的二氧化硫污染,又新增大气中二氧化碳的排放,产生新的污染.
碱液/废碱液烟气脱硫工艺
碱液法是较为常用的脱硫方法之一,该法使用碱性溶液吸收烟气中的SO2,生成HSO32-,SO32-与SO42-,反应方程式如下:
SO2+OH-→HSO3-
HSO3-+OH-→SO32-+H2O
氧化部分:
HSO3-+1/2O2→SO42-+H+
SO3-+1/2O2→SO42-
碱性溶液可采用钠碱(主要为碳酸钠,氢氧化钠等;钠碱溶解度,吸收速率较高,不结垢,不易堵.),或工厂内现有各种可利用废碱液,不足部分再补充(一般为钠碱),可充分利用厂内原有资源,达到以废治废的目的.
氨法工艺
氨法是用氨水洗涤含SO2的废气,形成(NH4)2SO3-NH4HSO3-H2O的吸收液体系.该溶液中(NH4)2SO3对SO2具有很好的吸收能力,是氨法中的主要吸收剂.氨法是烟气脱硫方法中较为成熟的方法,较早的被应用于工业工程.该法脱硫费用低,氨可留在产品内,以氮肥的形式提供使用,因而产品使用价值较高,但氨的来源受地域及生产行业的限制较大.尽管如此,氨法仍不失为一个治理低浓度SO2的有前途的方法.
湿式烟气脱硫除尘一体化工艺
湿式烟气脱硫除尘一体化工艺,是针对旋流板塔所特有的优良性能,结合国内企业的实际情况,而设计的一种高效,经济的FGD工艺.除尘效率≥98%,脱硫率75%～90%,满足国内现行的治理要求;特殊设计组合式除雾装置防止风机带水.
该法一般使用石灰为吸收剂,或用电石渣及其它碱性废渣.反应原理如下:
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2↑
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
脱硫液经综合循环池沉灰,补充碱后循环使用.
该法所得副产品可以回收,也可以抛弃.石灰石料源广泛,原料易得,且价格低廉,治理效果好,在国内多家企业均有成功实施的业绩.
各种工艺比较
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