(四)固体废弃物资源化
固体废弃物与污水、废气一样是人类生产、生活活动的代谢产物。在自然生态系统中,固体废弃物是依靠生态系统内部的物质循环达到平衡,自然界的净化能力足以担负该系统内的净化。然而,现代化大城市集中了大量人口和工业,产生的固体废弃物无论在数量、还是在性质方面,都远远超过了城市地区的自然净化能力。据统计,我国城市 1992 年已堆积工业垃圾 60 亿
吨,生活垃圾 5 亿吨,每年还有约 1 000 多万吨粪便垃圾运不出城。这就必然造成固体废弃物的积累,既占用土地资源(1992 年占地面积 5.4 亿平方米),又污染环境,传播疾病,严重影响居民身心健康。因此,人们必须补充自然界净化能力,以减轻其对城市环境的损害。城市对固体废弃物的收集和处理就是对自然净化能力的补充。这是一种在废弃物的产生和处理上比例协调、时间上不间断的环境卫生运转体系,是现代化城市建设必不可少的组成部分。
城市固体废弃物从来源看,有工业固体废弃物和生活垃圾, 从它的化学性质看,可分为有机废弃物和无机废弃物。
- “垃圾庄园”—生活垃圾的再利用
城市生活垃圾处理的方法不外乎卫生填埋、焚烧、填海、造地、高温堆肥。由于我国垃圾处理方法落后,许多城市已被垃圾所包围。在天津的河北区,每天要将 750 多吨垃圾运往垃圾处理场,10 多年来,在 220 亩土地的垃
圾处理场上已堆积了高 10 多米、占地 147 亩的垃圾山。通过分析垃圾的成分, 发现垃圾中阻燃物多,热值低,不适宜焚烧;仿效日本填海造地,不符合我国国情,大规模填埋占地多,况且天津无山沟洼地,也不适宜采用。但垃圾
中含有机质(我国一般含量为 17%—30%),如果加以利用,将有利于农业生产。所以,最好的办法是将垃圾经高温发酵、无害化处理,制成肥效高的有机肥料回归农田。其关键措施是实现垃圾筛选机械化及无害化处理。垃圾处理场的同志们研制成功了移动式垃圾筛选机,筛选腐熟垃圾的日工效是 150
吨,日产有机肥 120 吨,是人工筛选工效的 50 倍。进场的新垃圾经筛选后立即用腐熟垃圾覆盖,并迅速压实,在高温微生物作用下,不到半个月肥堆内部温度可达 60℃以上,再经 10 多天时间,各种病菌和虫卵都被杀死,即制成了无害化的高效有机肥。天津河北区垃圾处理场仅用半年多的时间就消灭了 10 多年的垃圾大山。全天津市 6 个区的垃圾场全部推广这种垃圾处理方法,做到了日产日消。垃圾山被消灭,腾出了场地,用来开辟副食生产基地, 养猪养鸡,种植果树和蔬菜,并用垃圾制品做肥料和饲料,垃圾场变成了郁郁葱葱的菜园、果实累累的石榴园,笔直的白杨树列于马路的两边,花草掩映,蝶飞燕舞,成了一座美丽的庄园。
从天津的垃圾庄园,我们得到启示,城市垃圾处理得当,不仅不是废物, 不会污染环境,而且可以变废为宝,即垃圾资源化,转化为重要的生产资料, 有益于人类。
垃圾资源化可以定义为:通过各种方法从垃圾废物中回收或制取物质和能源,将废物转化为同一生产部门或其他生产部门新的生产要素,同时达到保护环境的目的。城市垃圾资源模式如图 4—2。
城市每年除了产生 8000 万吨的垃圾外,还要清运近 2800 万吨的粪便, 对人口聚集的城市来说,也是一个不可忽视的环境问题。粪便中含有丰富的氮、磷、钾等植物需要的营养元素,它是有机肥料的重要肥源。但粪便中含有大量肠道传染病的病菌和寄生虫卵,如处理不当,易传播疾病,污染环境, 危害健康。解决办法:首先要将城市厕所改建为水冲式,粪便排放实现管道化,并修建粪便处理场,进行高温发酵,无害化处理。为了节约资金,可实行粪便、垃圾、污水合并处理,将三者混合堆沤发酵,经无害处理后可制成优质的有机肥料。目前我国垃圾粪便无害化处理能力还很低,不及 8.5%(1991年),应大力发展无害化处理厂。
焚烧→电力、燃气
能源回收热分解→燃料油、燃气
城市垃圾
沼气发酵→沼气
分选技术→纸、金属、玻璃
物质回收堆肥→高效无害堆肥
无机垃圾制砖→砖
图 4—2 城市垃圾资源化模式
- 城市生活垃圾的综合处理
-
减少垃圾中的煤灰渣。我国城市居民取暖做饭以燃煤为主,垃圾中煤灰渣一般可占生活垃圾的 20%—50%,并有随纬度增高而增加的趋势。这种垃圾如不进行分选,直接施入农田,煤灰渣对土壤结构有严重破坏作用。长期使用造成土壤保水、保肥能力下降。根本解决办法,应从改变城市燃料结构入手,增加集中供热面积来减少垃圾中的煤灰渣。
-
垃圾分选。城市应逐步实行垃圾分类收集制度,首先在煤气使用普及率高的地区试行。经分选后,一部分垃圾,如废纸、玻璃、塑料、金属等可变废为宝;一部分有机质含量较多的垃圾,混渗粪便、污水后,进行高温发酵,堆沤成优质有机肥料;填埋无用的垃圾,如煤灰渣等。
-
卫生填埋。我国垃圾中,占比重 50%以上的无机物应实行卫生填埋。填埋时,为防止污染地下水,应在垃圾堆与地面之间建立隔离层,并将雨水和腐烂后形成的污水引入污水管,净化后排出。在卫生填埋的基础上,按城市规划建设垃圾公园,这不仅处理了垃圾,又增添了城市绿地和可供游览的地区。
-
垃圾焚烧厂。垃圾焚烧要选用发热量在 3200 千卡/公斤以上的垃
圾。我国城市垃圾的发热量一般为 600—1100 千卡/公斤。但随着人民生活水
平的提高,热量会不断增加。目前,我国每年大约生产 8000 万吨左右的生活
垃圾,如发热量按每公斤 800 千卡计算,这些垃圾的潜能可达 5.6×1010 千卡。1992 年,深圳从日本引进一套垃圾焚烧装置,建成我国第一座垃圾焚烧厂。从总体上说,我国垃圾焚烧还主要用于医院,特别是传染病院和科研单位的特殊垃圾,单独收集、严格管理、集中焚烧,但今后这是一个可供采用的垃圾处理方法。
-
生产厂家回收。如废电池、牙膏皮和外包装可以以旧换新或由厂家回收。国家应制定固体废弃物管理法,规定凡可回收利用的一律应回收,对违法者(生产厂)应征收废物排放处置费。
-
制造建筑材料。城市垃圾中,无机材料可用来制造建筑材料。3.工业垃圾的综合处理
工业垃圾种类繁多,大体上分为矿业废渣和工业废渣。其分类如表 4—
5。
我国资源综合利用水平仍然很低,每年排放的工业废渣 6 亿多吨,综合
利用率在 40%左右,其中粉煤灰综合利用率为 27%,煤矸石综合利用率为 20%, 每年还有约 300 万吨废钢铁,600 万吨废纸,200 万吨废玻璃,70 万吨废塑料,30 多万吨废化纤和 30 多万吨废橡胶未被利用。这些未被利用的工业垃圾,露天堆放,占用大量田地,风吹雨淋,污染周围环境。有些工业废渣甚至直接排入河流湖泊,污染水源。