浅析固态废料的处理与处置

浅析固态废料的处理与处置

  摘要：本文介绍了固态废料的概念及分类，分析了固态废料的危害和常用的几种资源化、无害化处理和处置技术。提出我国在固态废料利用技术方面取得初步成效的同时，还应参考学习国外先进的固态废料处理设计理念，从而达到环境效益、经济效益和社会效益的和谐统一。

  《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中对固体废物的概念作出如下解释：固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。

  固体废物的分类方法有多种，按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态废物、半固态废物、液态废物和气态废物；按其污染特性可分为危险废物和一般废物；按其来源可分为农业固体废物、工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物和放射性固体废物等。

  固体废物特别是有害固体废物，能通过不同途径危害人体健康。固体废物露天存放或置于处置场，其中的有害成分可通过环境介质（大气、土壤、地表或地下水等）间接传至人体，对人体健康造成极大的危害。

  固体废物任意露天堆放，必将占用大量的土地，破坏地貌和植被。固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有有害物质会改变土壤的性质和结构，并对土壤中的微生物产生影响。这些有害成分的存在，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。

  堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。据研究表明，当风力在4级以上时，在粉煤灰或尾矿堆表层的粒径小于1.5cm的粉末将出现剥离，其飘扬的高度可达20~30m以上，在风季期间可使平均视程降低30%~70%。而且堆积的废物中某些物质的化学反应，可以在不同程度上产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。

  废物垃埋场中逸出的沼气也会对大气环境造成影响，固体废物在运输和处理过程中，也能产生有害气体和粉尘。

  在世界范围内，有不少国家直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋。应当指出，这是有违国际公约、理应严加管制的。固体废物随天然降水或地表径流进人河流、湖泊，或随风飘迁落入河流、湖泊，污染地表水，并随渗滤液渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染；废渣直接排人河流、湖泊或海洋，能造成更大的水体污染。

  即使无害的固体废物排人河流、湖泊，也会造成水体污染，河床淤塞，水面减小，甚至导致水利工程设施的效益减少或废弃。

  固体废物预处理是将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。预处理方法主要有压实、破碎、分选、脱水等。

  固体废物的压实即利用机械方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减少体积，便于装卸、运输、储存和填埋。适合压实处理的固体废物主要是压缩性能大而复原性小的物质。压实的原理是减少孔隙率，将空气压掉。若采用高压压实，除减少空隙外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。

  固体废物的破碎就是利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。磨碎是使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。破碎方法可分为机械能破碎和非机械能破碎两类，广泛应用的机械能破碎主要有剪切破碎、冲击破碎、挤压破碎和磨碎等，非机械能破碎主要有低温破碎、湿式破碎、半湿式选择性破碎等。

  固体废物的分选是将有用的成分分选出来加以利用，并将有害的成分分离出来。根据物料的物理性质或化学性质分别采用不同的方法，主要包括人工手选、风力分选、磁选、筛分、跳汰机、浮选、电选等分选技术。

  有些固体废物中含有较高的水分，从而影响废物的处理。为减少废物的体积或提高废物的热值等目的，对固体废物进行脱水和干燥是固体废物预处理中常用的方法。常用的脱水方法有浓缩和过滤脱水等。

  固体废物的干燥是利用加热使物料中水分蒸发，也就是随着相变化使水分分离出去，同时进行传热和传质扩散过程的操作。

  好氧堆肥以好氧菌为主对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。

  厌氧发酵也称为沼气发酵或甲烷发酵，是指有机物在厌氧细菌的作用下转化成为甲烷（沼气）的过程。有机物的厌氧发酵过程依次分为液化、产酸和产甲烷三个阶段，每一阶段各有其独特的微生物类群起作用。

  由于好氧堆肥具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等特点，故国内外用垃圾、污泥、人畜粪尿等有机废物制造堆肥的工厂，绝大多数都采用好氧堆肥化。

  焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。

  焚烧处置技术对环境的最大影响是尾气造成的污染，常见的焚烧尾气空气污染物包括：粒状污染物、酸性气体、氮氧化物、重金属、一氧化碳和有机氯化物。为了防止二次污染，工况控制和尾气净化则是污染控制的关键。

  固体废物的热解是利用有机物的热不稳定性，在缺氧或无氧条件下对其进行加热蒸馏，使其分解成为可燃气、油、固形炭。

  热解与焚烧的区别在于：①焚烧是放热的，热解是吸热的；②焚烧是在富氧状态下反应，热解是在无氧或缺氧状态下反应；③焚烧的产物是二氧化碳和水，热解的产物主要是可燃的低分子化合物，气态的氢、甲烷、一氧化碳，液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的焦炭或炭黑等；④焚烧产生的热能主要用于发电或供热，热解产生的燃料油及燃料气，便于贮藏及远距离输送。

  固体废物处置的总体目标是确保废物中的有毒有害物质，无论现在和将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害。处置的基本要求是废物的体积应尽量小，废物本身无较大危害性，处置场地适宜，设施结构合理，封场后要定期对场地进行维护及监测。

  目前国内外较常用的处置技术为土地填埋处置。填埋技术是利用天然地形或人工构造，形成一定空间，将固体废物填充、压实、覆盖以达到贮存的目的。对于危险废物可能需要进行固化或稳定化处理，对填埋场则需要做严格的防渗构造。

  综上所述，在固体废物的处理处置技术方面，我国遵循“减量化、资源化、无害化”、全过程管理、分类管理、污染者负责的原则，对固体废弃物从产生、收集、贮存、运输、利用直到最终处置的全过程实行一体化的管理；对收集、贮存、运输、处置固体废物的设施、设备和场所，加强管理和维护，保证其正常运行和使用。放眼发达国家经济高速发展的同时，在固体废物回收处理和资源化方面也取得令人惊叹的成绩，尤其是在固态废料处理设计理念上的先进性，对我国固态废料处理处置有一定的参考价值。

  [1] 赵磊；国外几种主要固态废料综合处理技术综述；资源再生；2009年7期

  [2] 赵由才；实用环境工程手册 固态废料污染控制与资源化；化学工业出版社；2002

  [3] 北京市环境保护科学研究院；三废处理工程技术手册 固态废料卷；化学工业出版社；2000