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中圖分類號:X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-914X(2015)06-0266-01
一、 垃圾填埋場滲濾液的產(chǎn)生極其危害
垃圾滲濾液是指填埋中的垃圾因?yàn)橛晁慕莺桶l(fā)酵等,在長時(shí)間的化學(xué)反應(yīng)作用下,產(chǎn)生的一種高濃度的有機(jī)廢水。垃圾滲濾液最大的特點(diǎn)是濃度高,因?yàn)闈舛雀?,所以其流動的速度特別慢,相對應(yīng)得滲漏的時(shí)間也就特別長。垃圾滲濾液的高濃度性以及有機(jī)廢水性使其對地表水和地下水都會造成嚴(yán)重的污染。如果建造的垃圾填埋場本身就不符合要求,或者建造在城市用水的周圍,那么這個(gè)垃圾填埋場本身就是一個(gè)極大的污染源,并且其污染的時(shí)間跨度與范圍是非常大的,相關(guān)數(shù)據(jù)表明,垃圾填埋場造成的污染可以持續(xù)幾十年甚至上百年,此時(shí)間跨度不得不讓人警惕。
二、垃圾滲濾液的污染特性和產(chǎn)生量
隨著時(shí)間與空間的變化,垃圾滲濾液的成分會發(fā)生很大的變化,而且往往不同的時(shí)間段或者不同區(qū)域的垃圾填埋場發(fā)生的變化是不一樣的。一般而言,對于滲濾液污染特性最具影響的兩種因素是堆放的時(shí)間與垃圾的成分,除此之外,填埋的方式方法、填埋場的條件等也是影響滲濾液成分的主要因素。因?yàn)槔某煞址浅?fù)雜,既有生活垃圾也有工業(yè)垃圾,既有可回收垃圾也有不可回收垃圾,所以對于滲濾液的類型進(jìn)行判別是一項(xiàng)高難度工作。相關(guān)資料顯示,垃圾滲濾液中的成分含量非常的復(fù)雜且多樣,既包括有機(jī)污染物,也包括無機(jī)污染物,這些不同種類的污染物對水質(zhì)的污染程度不一。甚至在有些工業(yè)垃圾填埋場中還存在著有毒垃圾或者重金屬垃圾,這些工業(yè)垃圾在處理上所需要耗費(fèi)的工藝將會更高,所以需要有針對性的進(jìn)行處理與研究。
三、垃圾滲濾液處理技術(shù)的研究發(fā)展
1、垃圾滲濾液與城市污水合并處理
從經(jīng)濟(jì)與便捷的角度考慮,垃圾滲濾液與城市污水合并處理都是最好的方法,同時(shí)也是將來大力倡導(dǎo)的方法。如果要單獨(dú)建立一個(gè)滲濾液處理系統(tǒng),勢必需要投入很大的成本,這既不利于資源的經(jīng)濟(jì)使用,也不利于整個(gè)社會的整體運(yùn)行。如果能夠根據(jù)實(shí)際情況,將垃圾滲濾液引入到城市污水處理廠進(jìn)行處理,一來降低了處理成本,二來還可以增加城市的供水量。當(dāng)然這一切都得在處理工藝成熟的基礎(chǔ)上,同時(shí)還要考慮引導(dǎo)的成本,因?yàn)槿绻麧B濾液引導(dǎo)的成本過高,或者不是最佳處理方法的話就應(yīng)該考慮其他的方法。根據(jù)盧林川等人的研究表明,如果滲濾液與城市污水按照1:10的比例組合進(jìn)行處理的話,其最終的出水能夠達(dá)到國家飲用水的標(biāo)準(zhǔn),所以,將垃圾滲濾液和城市污水合并處理是有很大的現(xiàn)實(shí)意義的。我國沈陽北部污水處理場和沈水灣污水處理場就是將附近的垃圾滲濾液引入到該場,然后將兩種水質(zhì)按一定比例進(jìn)行處理,而且兩大處理場的處理效率和運(yùn)行效果都很好。
2、垃圾滲濾液的生物處理
生物處理技術(shù)在目前是最為推崇的垃圾滲濾液處理技術(shù)。因?yàn)殡m然將滲濾液和城市污水進(jìn)行合并處理具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義,但是滲濾液的引導(dǎo)成本有時(shí)候會很大,這樣做會增加整個(gè)處理的成本,而且垃圾滲濾液和城市污水合并處理需要很高的技術(shù)工藝。生物處理技術(shù)不但處理效果很好,而且成本還很低,所以成為了垃圾滲濾液處理的最優(yōu)方式。一般來說,生物處理技術(shù)包括三類:好氧處理、厭氧處理以及好氧―厭氧結(jié)合處理。對于這三種方式究竟如何選擇,許多學(xué)者認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)滲濾液中COD的成分來決定。具體而言就是,當(dāng)滲濾液中的COD成分大于50000mg/L時(shí),應(yīng)該先使用厭氧處理技術(shù),然后在后期再使用好氧處理技術(shù)或者其他的一些處理技術(shù),其處理之后的效果非常的好。當(dāng)滲濾液中的COD成分在5000~50000mg/L之間的話,那么應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來決定是選擇用好氧處理還是厭氧處理,主要是看哪種方式的效果最佳。當(dāng)滲濾液中的COD成分小于5000mg/L時(shí),應(yīng)當(dāng)采用好氧生物處理技術(shù)。當(dāng)然使用生物處理技術(shù)的前提是需要滲濾液中BOD5/COD的值應(yīng)該大于0.3,因?yàn)橹挥挟?dāng)它們的比值大于0.3時(shí),滲濾液才是可以產(chǎn)生生化性結(jié)果的,只有能夠發(fā)生生化性的滲濾液才可以采用生物處理技術(shù)進(jìn)行處理。
3、物化法
在目前所有的滲濾液處理工藝中,物化法不是最常用的,但卻是必不可少的。物化法的缺點(diǎn)是成本較高。但是物化法之所以成為必須存在的處理工藝,是因?yàn)槠渚哂凶约邯?dú)特的優(yōu)點(diǎn),它的優(yōu)點(diǎn)是,通過物化法處理的滲濾液其出水水質(zhì)較為穩(wěn)定,能夠處理生物處理技術(shù)所不能處理的滲濾液,同時(shí)在處理的效果上比生物處理技術(shù)的處理效果還要高出許多。物化法處理技術(shù)也稱為化學(xué)處理法,主要包括混凝沉淀法、化學(xué)沉淀法等。因?yàn)槲锘ó吘钩杀竞芨?,所以只適合于小規(guī)模的垃圾滲濾液處理。生物處理技術(shù)能夠處理的或者說處理效果較佳的滲濾液是BOD5/COD比值大于0.3的滲濾液,對于小于0.3甚至是COD為2000-4000mg/L時(shí),生物處理技術(shù)的處理效果并不好。這個(gè)時(shí)候采用物化法才是最好的處理工藝,但是這時(shí)候最好是屬于小規(guī)模的處理需要,否則會造成成本太高。在實(shí)踐中,也會將物化法作為生物處理技術(shù)的前置或者后置工藝,當(dāng)COD濃度較低時(shí),就會在生物處理技術(shù)實(shí)施之前或者之后采用物化法進(jìn)行處理。
4、土地處理法
土地處理法是最近幾年才興起的一種處理方式,雖然這種處理方式有多種好處,但是因?yàn)槠涫軞夂驐l件的影響較大,所以在實(shí)際生活中應(yīng)用具有一定的局限性。土地處理法的作用原理是通過一定的方式或者手段去除滲濾液中的固體顆粒物以及溶解物,以凈化滲濾液的污染成分,而這里的方式與手段主要包括過濾、吸附和沉淀等。在過去的很長一段時(shí)間,土地處理法因?yàn)槭艿綒夂驐l件的限制只能用于旱地,但是近兩年隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人工濕地系統(tǒng)也在不斷地?cái)U(kuò)大使用的范圍。人工濕地系統(tǒng)不但打破了原有處理系統(tǒng)的局限性,同時(shí)還有處理效果好、緩沖容積大的優(yōu)勢,并且成本很低,所以在將來有望成為一種普及的垃圾填埋場滲濾液的主要處理方式。
四、總結(jié)
垃圾填埋場中的垃圾組成部分多樣,同時(shí)因?yàn)樘顫M時(shí)間以及填滿技術(shù)的不同都會使得垃圾滲濾液的污染特性和產(chǎn)生量會存在不同。不過雖然滲濾液的種類很多,也無法一一進(jìn)行分類處理,但是目前我國許多的研究人員通過對某些特定的是可以進(jìn)行研究與處理,已經(jīng)取得了很好的成效。在選擇處理滲濾液工藝時(shí),一定要區(qū)別對待,對于不同的滲濾液要采用不同的處理方式,前文中所提到的三種處理方式只是目前最常見的三種大范圍的處理工藝,至于在實(shí)際操作中應(yīng)該選擇哪種工藝,還應(yīng)該根據(jù)具體的情況來決定。在選擇最佳的處理工藝時(shí),應(yīng)該首先選取少量的滲濾液進(jìn)行試驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 李軼倫:好氧回灌法處理城市垃圾填埋場滲濾液的機(jī)理研究 [D],中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2005(6).
[2] 張賀:垃圾填埋場滲濾液處理技術(shù)研究[D],華中師范大學(xué),2014(5).
中國高速的城市化進(jìn)程帶來了大量的城市垃圾,其數(shù)量已經(jīng)開始挑戰(zhàn)許多城市的垃圾處理能力。以北京為例,各種生活垃圾以每年8%的速度增加,2008年日產(chǎn)垃圾1.84萬噸,預(yù)計(jì)2012年全市垃圾生產(chǎn)量將達(dá)日均2.5萬噸,2015年突破日均3萬噸,屆時(shí),北京現(xiàn)有的垃圾填埋場將全部滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。顯然,垃圾填埋等傳統(tǒng)的處理方法已經(jīng)無法應(yīng)對急劇增加的城市垃圾,并且垃圾填埋本身也面臨著環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)效益低下等問題。然而,事實(shí)上,垃圾并非“有百害而無一利”,只要善加利用,垃圾處理中也蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。美國的“再生銀行”和“酷地毯”,以及中國的嘉博文,均以垃圾為載體,構(gòu)建起多方獲益的商業(yè)模式,變廢為寶,不僅解決了垃圾過剩對環(huán)境的威脅,同時(shí)也為各自找到了一條獨(dú)特的生財(cái)之道。
“再生銀行”:變垃圾為積分
“再生銀行”(Recycle Bank)是美國一家垃圾回收公司,它構(gòu)建了一個(gè)全新的商業(yè)模式,讓居民、商家、政府等利益相關(guān)方和企業(yè)身處同一個(gè)利益鏈條,實(shí)現(xiàn)共贏。從2003年回收美國費(fèi)城的垃圾開始,“再生銀行”的業(yè)務(wù)迅速擴(kuò)張,促使美國21個(gè)州的城市垃圾回收率翻了一番,同時(shí)還把這項(xiàng)計(jì)劃推廣到了英國;而在每個(gè)實(shí)施該計(jì)劃的城市,市民的參與率也從最初的個(gè)位數(shù)增長到目前的超過90%。據(jù)其官方網(wǎng)站披露,垃圾回收的計(jì)劃每年為各地政府節(jié)約了數(shù)千萬美元的垃圾填埋費(fèi)用,拯救了400多萬棵樹木,并節(jié)約了數(shù)百萬加侖的汽油。而“再生銀行”的環(huán)保性質(zhì),使投資其中的企業(yè)或機(jī)構(gòu)不僅能獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益,同時(shí)還能樹立正面的企業(yè)形象,這使它在融資上具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。迄今,“再生銀行”除了獲得三輪總額超過7000萬美元的注資以外,還吸引了可口可樂的加入。
“再生銀行”的模式并不復(fù)雜,首先向參與該項(xiàng)目的居民提供垃圾桶,其中一個(gè)專供類似樹枝等綠色垃圾,另外一個(gè)則用來投遞混合垃圾。最核心的部分在于,每個(gè)垃圾桶的底部都裝有電子標(biāo)簽RFID,而垃圾回收車的卡車尾部則裝有一個(gè)RFID檢測裝置,當(dāng)垃圾箱被清空時(shí),就能自動獲取居民的ID信息。與此同時(shí),當(dāng)卡車將垃圾箱提起時(shí),吊桿上配備的“再生銀行標(biāo)尺”則會為回收的垃圾稱重,并記錄和存儲相關(guān)數(shù)據(jù),最后再帶回回收工廠分類整理。而每戶居民的垃圾重量則會由“再生銀行”的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成積分,居民投遞的可回收垃圾越多,能獲得的積分也就越多。而這些“回收”來的積分如今可以在包括可口可樂、卡夫食品和家得寶(Home Depot)等在內(nèi)的400家合作商戶的超過2400家零售店使用。此外,回收手機(jī)等電子廢品、使用太陽能或風(fēng)能等清潔能源以及選乘公共交通等環(huán)保行為也能獲得相應(yīng)的積分。
以費(fèi)城為例,在沒有與“再生銀行”合作以前,居民每年產(chǎn)生75萬噸垃圾,政府處理這些垃圾的開支高達(dá)4000萬美元?!霸偕y行”的創(chuàng)始人羅恩?高南(Ron Gonen)2003年說服費(fèi)城市長同意由“再生銀行”處理全市的垃圾,此后政府每年只需補(bǔ)助1200萬美元。而且,“再生銀行”進(jìn)駐社區(qū)以后,政府對填埋場的支出也大大降低。以人口僅8萬人的威爾明頓為例, “再生銀行”回收計(jì)劃實(shí)施后,送往填埋場的垃圾減少了40%,政府每年因此節(jié)約的80萬美元與“再生銀行”五五分賬。另外,“再生銀行”還與回收公司合作,為他們提供原材料,由此獲得的收入同樣與政府平分。
分析人士指出,“再生銀行”巨大的垃圾回收量將為其增加新的收入來源。借助芯片記錄和賬戶資料,其可以掌握用戶的年齡、性別、收入和消費(fèi)水平等信息,進(jìn)而一窺整個(gè)區(qū)域商業(yè)的業(yè)態(tài),從而為向商戶打包銷售目標(biāo)客戶群的資料提供了可能。
英特飛“酷地毯”:
垃圾填埋場里的低碳產(chǎn)品
傳統(tǒng)的垃圾填埋場在釋放一些惱人異味的同時(shí),也會排放一些肉眼看不到的溫室氣體,如沼氣等。這些由垃圾發(fā)酵而產(chǎn)生的沼氣,如果不及時(shí)排除不僅容易發(fā)生燃燒,甚至引起爆炸,而且大氣層中甲烷所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20倍以上,因此對環(huán)境形成了二次污染。全球最大的方塊地毯制造商英特飛(InterfaceFlor)就從這些沼氣中找到了獨(dú)特的商機(jī)。
英特飛與政府達(dá)成合作協(xié)議,由政府出資收集沼氣,然后提供給英特飛,而英特飛則出資5萬美元將兩個(gè)鍋爐改成了沼氣鍋爐,以沼氣取代天然氣。從政府的角度來看,填埋場的沼氣被及時(shí)抽掉,不僅排除了安全隱患,同時(shí)也延長了填埋場的使用壽命,更大大改善了填埋場的周邊環(huán)境,使居民對當(dāng)?shù)卣闹С侄扔辛撕艽蟮奶嵘?/p>
另一方面,按照雙方的協(xié)議價(jià)格,每單位沼氣比天然氣便宜30%,有效降低了英特飛的生產(chǎn)成本。更重要的是,英特飛的營銷部門將這種低碳的產(chǎn)品命名為“酷地毯”(Cool Carpet),一舉成名。從1996年至今,英特飛共減少了88%的溫室氣體排放及45%的能源消耗,對環(huán)境的總體負(fù)面影響降低了50%,并且核心產(chǎn)品的用水量也下降了80%,工廠的建筑垃圾減少了70%。但同期,其全球銷量卻上升了50%,稅前總收入增加了95%。美國西南航空在新展出的“碳平衡”飛機(jī)模型上就采用了可以100%回收利用的英特飛地毯。
嘉博文:打通廚余產(chǎn)業(yè)鏈
地溝油、泔水豬肉等黑色產(chǎn)業(yè)鏈屢禁不止的背后是國內(nèi)一線城市年產(chǎn)5000萬噸的廚余市場,即使在二線城市,每天也有數(shù)百萬噸的生成量。如果僅以填埋、堆肥、焚燒等傳統(tǒng)方式處理廚余,不僅容易給環(huán)境造成二次污染,而且處理成本也較高。但如果完全無害化處理,則每噸垃圾的投入高達(dá)300元左右。在瑞士,一家名為Kompogas的公司通過發(fā)酵廚余而生成沼氣,生物發(fā)酵后剩余的垃圾殘?jiān)鼊t成為高質(zhì)量的堆肥,在超市出售,將看似無用的廚余轉(zhuǎn)變?yōu)樵偕a(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會效益的雙豐收。而來自北京的嘉博文則利用這些廚余,基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)打造了資源循環(huán)系統(tǒng)(BGB),并打通了城鄉(xiāng)之間有機(jī)質(zhì)循環(huán)的產(chǎn)業(yè)鏈。
日前,已有瑞典、瑞士、丹麥等多個(gè)國家表示愿意協(xié)助意大利政府解決這次危機(jī)。相比起瑞士和丹麥,瑞典可能更具競爭力,因?yàn)榍罢叩哪康氖琴嵢〔环频睦幚碣M(fèi),而瑞典國內(nèi)正面臨停電危機(jī)——所以他們甚至愿意付費(fèi)給意政府,以得到這些垃圾,拉回國內(nèi)發(fā)電。
據(jù)瑞典廢物處理協(xié)會統(tǒng)計(jì),瑞典利用垃圾為大約25萬戶家庭提供能源,為五分之一的集中供熱系統(tǒng)提供能量。由于把垃圾轉(zhuǎn)化為可再生能源的效率很高,瑞典近年來開始從國外進(jìn)口垃圾,每年的進(jìn)口量約為80萬噸。
看到瑞典的垃圾焚化爐,我們不禁產(chǎn)生期待,也許在未來,世界各國可以靠自己的垃圾賺錢了——不再簡單地將垃圾傾倒入海或者埋在巨大的垃圾填埋場里。
垃圾處理演進(jìn)史
垃圾并非現(xiàn)代社會的產(chǎn)物,但是人類社會進(jìn)入工業(yè)化之后,垃圾才日益成為難題。對垃圾的處理最早是焚燒,結(jié)果制造了大量煙霧;隨后,普遍處理垃圾的方式就是填埋或者倒入海里。
對城市人來看,大部分地區(qū)仍然是荒野一片,有大量空間用來填埋現(xiàn)代生活產(chǎn)生的垃圾。如同按下抽水馬桶沖洗鍵一樣,人們制造的垃圾大部分都很快消失在眼前——之后誰也想不起它們,除非你正好住在垃圾填埋場周圍。
位于俄亥俄州東部的Rumpke Sanitary垃圾填埋場。以年垃圾接收量計(jì)算,該填埋場排名全美國第六。美國人民親切地稱之為“Rumpke山”。1996年,因?yàn)橐粓鲩W電災(zāi)害,垃圾堆“山”體發(fā)生大滑坡。Rumpke Industries公司用了幾個(gè)月時(shí)間才將占地15英畝暴露在外的垃圾掩埋起來——方法是在上面蓋上新的垃圾。
填埋垃圾造成了很多問題,不說別的,周邊居民始終為一股強(qiáng)烈的臭雞蛋味侵?jǐn)_。而瑞典全國只有4%的垃圾會最終進(jìn)入垃圾填埋場。
據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署統(tǒng)計(jì),美國僅在2010年就產(chǎn)生出2.5億噸垃圾,其中只有34%左右得到了循環(huán)利用。相比之下瑞典要發(fā)達(dá)得多,據(jù)瑞典統(tǒng)計(jì)局公布的有關(guān)垃圾處理的數(shù)據(jù),瑞典有36%的垃圾被回收使用,14%的垃圾用作肥料,49%的垃圾作為能源被焚燒。而這49%的垃圾被投入1000攝氏度高溫的鍋爐中焚燒,產(chǎn)生大量熱能,通過連接著城市四通八達(dá)的供暖管道為城市居民供暖。
因此垃圾到了瑞典就成了寶貴的能源。本國的垃圾不夠用,就想到進(jìn)口別國垃圾的主意。瑞典環(huán)境署負(fù)責(zé)人奧斯特蘭德在接受瑞典國際電臺采訪時(shí)說:“瑞典每年有近80萬噸的垃圾缺口需要從別國進(jìn)口?!?/p>
沒錯(cuò),挪威如今就在付錢給瑞典,讓瑞典人隨時(shí)來拉走國內(nèi)的垃圾。
據(jù)瑞典環(huán)保機(jī)構(gòu)的資深顧問卡塔里娜·奧斯特倫介紹:“我們同樣把眼光投向了保加利亞、羅馬尼亞和意大利,這些國家將成為未來的垃圾出口國。目前他們?nèi)匀粐?yán)重依賴?yán)盥穹èD―這種處理體系效率極低,而且破壞環(huán)境?!?/p>
放錯(cuò)了地方的寶貝
瑞典人有這樣一種說法,垃圾是放錯(cuò)了地方的寶貝。換個(gè)角度說,讓一件商品從被生產(chǎn)開始,經(jīng)使用到回收,一直在正確的軌道上運(yùn)行,也是確保“寶貝”不至于變成“垃圾”的重要手段。所以,瑞典人都知道:垃圾收集,要從源頭開始。
每個(gè)瑞典人都知道“垃圾就是能源,4噸垃圾等于1噸石油”,這一切得益于全體國民的努力。他們普遍覺得隨便傾倒垃圾是很丟臉的事。
斯文森先生是瑞典SEB銀行的投資顧問,他們一家4口住在斯德哥爾摩著名的環(huán)保社區(qū)哈馬碧。斯文森家里至少有7個(gè)垃圾箱,有一個(gè)帶蓋的紅箱子是用來放廢舊電池和燈泡的,一個(gè)用來扔塑料制品,一個(gè)放置玻璃制品,一個(gè)堆滿了紙制的包裝盒,一個(gè)裝著可回收的瓶瓶罐罐,一個(gè)用來堆放普通可燃燒垃圾,一個(gè)收集廚余垃圾。
生活垃圾的處理在斯文森家里分工明確,孩子們負(fù)責(zé)那些瓶瓶罐罐,每周末去超市購物時(shí),孩子們很積極地帶上自己收集起來的瓶瓶罐罐,投入超市門口設(shè)置的回收站,就會得到一張標(biāo)明金額的單子,每個(gè)瓶子值1-2克朗,可在超市沖抵現(xiàn)金購買他們最愛的糖果。
廚余垃圾、普通垃圾,則由斯文森夫婦每天上班時(shí)帶到樓下,分類扔進(jìn)相應(yīng)的“垃圾柱”里?!袄迸c地下垃圾處理系統(tǒng)相連,一旦管道里面的抽風(fēng)機(jī)開始工作,垃圾就會以70公里/小時(shí)的速度被“吸”走并傳送到指定收集點(diǎn)。
哈馬碧小區(qū)附近有一個(gè)熱電廠,其部分原料就是利用小區(qū)居民排放的有機(jī)廢物,循環(huán)利用后再將電能送回小區(qū)。斯文森先生家的電費(fèi)和供暖費(fèi)用僅相當(dāng)于他們居住在斯德哥爾摩市區(qū)時(shí)的一半。
在傳統(tǒng)小區(qū),回收廚余垃圾主要靠政府免費(fèi)發(fā)放的廚余垃圾袋和專門設(shè)立的“廚余垃圾箱”。在新建的小區(qū),廚房的水槽下面都安裝了餐廚垃圾粉碎機(jī),被粉碎的廚余垃圾通過專用管道輸送至地下收集箱,堆積到一定量后,垃圾運(yùn)輸車將其送至沼氣廠。每10公斤廚余垃圾,經(jīng)過處理可產(chǎn)生相當(dāng)于約1升汽油的沼氣。瑞典許多公共汽車上都有“沼氣使用”標(biāo)志,它們在高速公路行駛是免費(fèi)的。此外,保留下來的食物渣滓可制成液態(tài)生物肥料。
瑞典人在廢品回收方面也非常聰明,他們不僅僅回收舊輪胎、舊報(bào)紙、舊汽車、舊電池,現(xiàn)在又有新的條文來規(guī)范電子類產(chǎn)品回收,比如電視、電腦等,這些電子產(chǎn)品在出廠時(shí)已經(jīng)在標(biāo)簽上明確規(guī)定了回收時(shí)需要支付的費(fèi)用。對待有些還可以使用的電器,僅只是過時(shí)被淘汰的,政府的回收公司將它們處理后又可以派上用場。這就是回收的好處,保護(hù)了環(huán)境,也合理回收利用資源,使得廢品不廢。
未來垃圾搶奪更激烈
【關(guān)鍵詞】廚余垃圾 厭氧發(fā)酵 處理工藝 工藝研究廚余垃圾處理發(fā)酵
中圖分類號:R124.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一.引言。
隨著全球人口數(shù)量的增加和人們生活水平的逐漸提高,廚余垃圾的產(chǎn)量呈逐年上升的趨勢,大有明顯增長的勢頭。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年產(chǎn)生的城市生活垃圾約為500億噸,其中廚余垃圾約占10%-20%左右的比例。我國每年的廚余垃圾產(chǎn)量也非常巨大,根據(jù)國家環(huán)境部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2001年我國城市生活垃圾約為13470.4萬噸,廚余垃圾約為4041.1萬噸至5388.2萬噸左右,可見數(shù)量之大。在對廚余垃圾的處理過程中,處理方式較多,從可持續(xù)發(fā)展的角度來說,采取厭氧發(fā)酵技術(shù)處理可以有效提高處理效率,同時(shí)又能進(jìn)行再利用,有利于持續(xù)發(fā)展。
二.廚余垃圾厭氧發(fā)酵工藝。
1.材料與方法
(1)廚余垃圾。廚余垃圾的主要組成是吃剩的米飯、蔬菜、雞蛋及肉類等。收集的垃圾首先人工分選出其中的雜物(包括塑料、筷子及餐巾紙等),然后用食物粉碎機(jī)將其粉碎到2-4nlnl,通過添加自來水調(diào)節(jié)Ts到13.0%,置于4℃的冰箱中保存待用。經(jīng)測定,廚余垃圾的主要成分為:水分76.244%,總糖2.994%,脂肪5.498%,蛋白質(zhì)11.096%,鹽分1.198%,其他2.970%。
(2)活性污泥?;钚晕勰嗳∽晕鬯幚韽S。取回的污泥風(fēng)干后,粉碎,過30目篩,在105℃下加熱2h以殺滅不形成芽孢的產(chǎn)甲烷菌,置于4℃冰箱保存待用。污泥在用作接種物之前,采用以下程序進(jìn)行活化:將污泥(9g,十重)置于500 ml的錐形瓶中,加入水溶液,其中葡萄糖為3g/L,采用0.1 mol/L磷酸鹽作緩沖劑,用NaOH溶液調(diào)pH值至6.5,充氮1min以驅(qū)除錐形瓶頂部的空氣,于120r/min搖床中培養(yǎng)2 d,收集混合液體,4800r/rain離心10min,沉淀物即可用作接種物p1。
廚余垃圾的主要特性如下表:
試驗(yàn)反應(yīng)裝置主要是2個(gè)500Inl的錐形瓶,反應(yīng)器內(nèi)溫度采用培養(yǎng)箱自動控制,氣體采用排水法收集。
2. 設(shè)計(jì)。
稱取預(yù)處理后的廚余垃圾和活化后的活性污泥總量為300g,將廚余垃圾和污泥按4:l的質(zhì)量比接種。用自來水將該混合物稀釋至450mL并裝入到500mL的錐形瓶中,置于溫度分別約為20、37、55℃的培養(yǎng)箱中,用氮?dú)獯得? min進(jìn)行密封厭氧發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)過程中每隔24h采用5mI。針筒在氣體采樣口收集氣體,并在進(jìn)樣口調(diào)節(jié)pH約為6.5,通過氣相色譜儀檢測氣體組分。用10 mL針筒在液體采樣口收集一定量的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的發(fā)酵液,測量其pH、COD、VFA組分及其產(chǎn)量。
3.結(jié)果。
正交試驗(yàn)中VFA組分及其產(chǎn)量的變化規(guī)律厭氧微生物的生命活動、物質(zhì)代謝與pH值、溫度有密切的關(guān)系,不同微生物生長對pH值和溫度的要求也不同。由圖2可知,廚余垃圾厭氧發(fā)酵所產(chǎn)乙酸、VFA產(chǎn)量都是先快速增加,然后緩慢下降并趨于穩(wěn)定。當(dāng)溫度為37℃,pH值為6,接種比例為4:1時(shí),廚余垃圾厭氧發(fā)酵所產(chǎn)乙酸和VFA在第5天達(dá)到最大值,分別為11.87和17.36g/L。
4.溫度影響。
pH對于厭氧反應(yīng)的穩(wěn)定性非常重要,一般要求厭氧發(fā)酵的pH為6~8。在正常的厭氧發(fā)酵過程中,pH有一個(gè)自行調(diào)節(jié)的過程,無需隨時(shí)調(diào)節(jié),但是為了順利地進(jìn)行厭氧發(fā)酵,需要動態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH。在厭氧發(fā)酵過程中,VFA是廚余垃圾降解時(shí)產(chǎn)生的重要中間產(chǎn)物,當(dāng)產(chǎn)生的VFA不能及時(shí)轉(zhuǎn)移時(shí),必然導(dǎo)致酸生成速度快而酸消耗速度慢的不平衡,從而出現(xiàn)酸積累使pH下降。在餐廚垃圾厭氧消化過程中,當(dāng)調(diào)節(jié)pH在6.5~7.0,有助于降低聚集的高濃度VFA對厭氧消化系統(tǒng)的影響。在整個(gè)厭氧發(fā)酵過程中,水解酸化階段非常迅速,pH隨著厭氧發(fā)酵過程先下降再升高,最后趨于穩(wěn)定,pH并沒有發(fā)生較大的波動,基本集中在4.o~6.5。pH在厭氧發(fā)酵的第4天達(dá)到最低(55℃除外),隨后逐漸升高并趨于穩(wěn)定,這主要是由于在水解酸化階段,作為代謝產(chǎn)物的VFA快速積累造成pH降低,隨后VFA被產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷菌利用產(chǎn)生氣體,pH隨之升高并最終趨于穩(wěn)定。
5.結(jié)論。
在整個(gè)厭氧發(fā)酵過程中,水解酸化階段非常迅速,pH隨著發(fā)酵過程先下降再升高,最后趨于穩(wěn)定,pH沒有發(fā)生較大的波動,其基本集中在6.5左右。溫度對廚余垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸有明顯的影響。當(dāng)溫度為37℃時(shí),乙酸和VFA產(chǎn)量在第4天達(dá)到最大值,分別為9.34、15.13g/L。在3種溫度條件下,VFA中主要組分都是乙酸,乙酸占58%以上,而丙酸和正丁酸的產(chǎn)量都較低。因此,確定了廚余垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的最佳溫度為37℃。
三.廚余垃圾的其他處理方法。
廚余作為一種廢棄物,對其處理可采用多種方法。嚴(yán)格意義上講,衛(wèi)生填埋、焚燒、熱解技術(shù)及生物轉(zhuǎn)化等都叮以成為處置廚余垃圾的有效手段。從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),對其處理應(yīng)兼顧環(huán)境保護(hù)和資源利用的原則。采用填埋法處置廚余垃圾,它是一種厭氧消化處理法,可分解有機(jī)物產(chǎn)生甲烷,而且能將全部垃圾一次處理,無須預(yù)處理。技術(shù)操作簡單,沒有殘余物的處理問題。但其完全以消納垃圾為目的,不能實(shí)現(xiàn)有用資源的再利用。我國土地十分緊張,存在填埋選址難,容量有限的矛盾,同時(shí),廚余垃圾的加入,也增加了收集、運(yùn)輸?shù)壤щy,滲濾水的產(chǎn)生和處理問題。
焚燒法處理廚余垃圾,具有較高的處理效率,產(chǎn)生殘余物,利于最終處置。焚燒是在待制的焚燒爐中進(jìn)行的,有較高的熱效率,產(chǎn)生的熱能可轉(zhuǎn)換成蒸汽或電能,可實(shí)現(xiàn)能源的回收利用。但廚余垃圾含水率較高,熱值較低,需要添加輔助燃料,廚余的脫水也需要消耗大量的能量,焚燒尾氣需經(jīng)過有效處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。總體講,焚燒法投資昂貴,尾氣排放受到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的影響,而且有毒副產(chǎn)物如二口惡英等影響其廣泛使用。熱分解法是將垃圾在高溫下進(jìn)行熱解,使垃圾廢物中所含的能量轉(zhuǎn)換成燃?xì)?、油和炭的形式,然后再進(jìn)行利用。同時(shí)垃圾中所含氦、硫、氨等在熱解過程中保持還原狀態(tài),因而對裝置的腐蝕較小。熱分解法具有廣闊的應(yīng)用前景,技術(shù)尚未達(dá)到實(shí)用階段,目前應(yīng)用較少,分解產(chǎn)物品質(zhì)不高是其最大的缺點(diǎn)。 廚余垃圾有機(jī)物含量較高,常用的有機(jī)垃圾處理方法是生物轉(zhuǎn)化法。生物轉(zhuǎn)換是利用微生物的新陳代謝作用,實(shí)現(xiàn)垃圾的穩(wěn)定化、無害化,同時(shí)進(jìn)行資源的回收利用。在當(dāng)前世界上普遍存在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。根據(jù)處理過程中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。生物處理法是最主要的污水處理方法之一,在固廢處理方面也開展了深入的研究,得到了廣泛的應(yīng)用。目前應(yīng)用最廣的有堆肥法和厭氧發(fā)酵沼氣化技術(shù)等。堆肥法是以固體廢物的土地利用為目的;沼氣化是以能源回收利用為目的。廚余是一種有機(jī)垃圾,可以利用生物轉(zhuǎn)化進(jìn)行無害化、資源化,但廚余含水率較高,值低,含鹽量高,使其生化轉(zhuǎn)化過程有其自身特性。
四.結(jié)束語。
廚余垃圾上升是總體趨勢,在處理過程中,要選擇對環(huán)境影響小,回收利用率高的處置方法,通過科學(xué)的處理工藝,合理的處置方式,來提高廚余垃圾的利用率,減少生活污染物。
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1、垃圾分為哪四類:可回收垃圾:主要包括廢紙、塑料、玻璃、金屬和布料五大類。廚余垃圾:主要包括廚余垃圾、衛(wèi)生紙(廁紙、衛(wèi)生紙遇水即溶,不算可回收的“紙張”)、餐廚垃圾裝袋、果殼、塵土有毒有害垃圾:含有對人體健康有害的重金屬、有毒的物質(zhì)或者對環(huán)境造成現(xiàn)實(shí)危害或者潛在危害的廢棄物。包括電池、熒光燈管、燈泡、水銀溫度計(jì)、油漆桶、部分家電、過期藥品、過期化妝品等。這些垃圾一般使用單獨(dú)回收或填埋處理。其他垃圾:包括除上述幾類垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛(wèi)生間廢紙、紙巾等難以回收的廢棄物及果殼、塵土。采取衛(wèi)生填埋可有效減少對地下水、地表水、土壤及空氣的污染。
2、垃圾分類標(biāo)語:配合垃圾分類,爭做文明市民。參與垃圾分類,保護(hù)地球家園,共創(chuàng)美好世界。環(huán)境是大事,扔垃圾是小事,大事要從小事做起。回收廢棄電池,創(chuàng)造美好家園。垃圾分類,舉手之勞。變廢為寶,美化家園。養(yǎng)成文明餐飲習(xí)慣,減少餐廚垃圾。你們的舍棄卻是我的最愛,它們在這里找到了歸宿。積極參與垃圾分類,創(chuàng)優(yōu)美社區(qū)環(huán)境。給電池一個(gè)安全的歸宿,給自己一個(gè)清潔的世界。你需要優(yōu)美的環(huán)境,我需要你的電池。
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