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2020
06-28

现行的生活垃圾处理方式

  现行的生活垃圾处理方式 有专家说,垃圾是地球上惟一在增长的资源,也是放错了地方的资源。我们也常说要“变 废为宝” 。 但是,如果没有各种垃圾资源化利用的应用技术,垃圾还是垃圾,从来也不会自 动地成为“宝” 。20 世纪 80 年代以来,我国垃圾生产能源和回收再利用技术得到迅速发展。 1 吨废玻璃经机械化工艺处理后可生产出 2 万只啤酒瓶或相当于 1 个篮球场面积的窗玻璃; 废塑料经回收利用后,可以变成原油,再从中提炼出柴油、汽油;约占城市生活垃圾总量 65 %一 70%的厨余、果皮垃圾则可动用生化技术和专门的机器“吃进” ,利用微生物发酵 原理,24 小时内就可将垃圾就地变成颗粒型或粉状的肥料或饲料,供公共绿地使用或供市 民家庭养花。 垃圾中可利用部分成为循环再生资源后,剩下的废物如何最终处置?怎样防止二次污染 让垃圾寿终正寝、安静无害地进人“坟墓”?这些问题将随着科学技术的发展和先进工艺的 采用而逐步得到解答。 长久以来,对垃圾的处理,许多国家、地区采取的方法主要有焚烧、堆肥和填埋。 1.焚烧是一种城市垃圾的高温氧化处理工艺。在 850~1000 度的焚烧炉炉膛内,垃圾 通过燃烧,可以把废物中的可燃物基本上氧化成二氧化碳、水和灰,可以分解、破坏有毒废 弃物,使之成为无毒无害的简单化合物,其中的化学活性成分被充分氧化,留下的无机组分 成为熔渣被排出,在此过程中垃圾的体积得到缩减,其易腐的性质得到了充分的改变,而且 焚烧排出的残渣容易处理,能有效地做到废弃物的综合利用,回收能源。一般而言,垃圾在 焚烧时将依次经历脱水、脱气、起燃、燃烧、熄火等几个步骤。我国继深圳建成垃圾焚烧发 电厂后,珠海、上海、北京、广州等地正在积极筹建大型垃圾焚烧厂。焚烧处理技术的核心 是燃烧的合理组织和二次污染的防治。 垃圾焚烧对环境的二次污染物主要是焚烧产物中的有 害成分和灰渣中的重金属。焚烧过程中会产生酸性气体(SOx、NOx、HCl 等)污染物、有 机类污染物 PCDD/FS。现我国采用流化床焚烧炉、采用低温燃烧和分级燃烧,焚烧过程中 生成的 NOx 很少,同时在床料中加入合适的添加剂,可以使 SOx 在炉内去除。烟气(HCl) 可采用在吸收塔内加入吸收剂而除去。有机污染物 PCDD/FS 主要是垃圾中存在的无机氯化 物(如 NaCl)和有机氯化物(如塑料、橡胶、皮革)在过渡金属阳离子(如 Cu2+)作催化 剂下不完全燃烧生成的。它是毒性很强的一类三环芳香族有机化合物,包括 75 种多氯二苯 并二恶英和 135 种多氯二苯并呋喃,其中毒性最强的是 2,3,7,8—四氯二苯并二恶英, 其毒性相当于氰化钾的 1000 倍。焚烧炉内和烟道内生成的 PCDD/FS 主要是以固态形式附 着在飞灰表面,可用有效除尘器去除、也可用袋式过滤器前装一个装有固体的吸收塔,还可 在焚烧炉的锅炉管束前喷入氨以减少 PCDD/FS 的生成。 【思考】 垃圾焚烧过程中,垃圾焚烧炉必须保证的工艺条件为:焚烧烟气必须达到 800~1000 度; 在炉内停留时间不少于 2 秒, 这样才能保证垃圾在燃烧过程中产生的有机物得到彻底氧 化分解,减少有害气体,特别是二恶英的产生。二恶英是目前所有已知化合物中毒性最大, 且有多种毒性的物质。试收集有关二恶英的消息三则,了解它的危害性及产生的主要来源。 2.利用微生物降解城市有机固体废物的方法称为生物处理法,一般又称堆肥法。根据 处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同, 有机废物处理可分为好氧堆肥法 (高温堆肥) 和 厌氧堆肥法两种。城市生活垃圾中因含有一定量的有机质,经自然界广泛分布、种类繁 多的微生物作用,通过生物化学变化,能将不稳定的有机物转化为较稳定的腐殖质。城市垃 圾制成堆肥, 实际是一种古老而实用的方法, 也是我国和一些发展中国家传统处理和利用城 市垃圾的方式。 【思考】 生活垃圾的热值对焚烧起着决定性的作用, 是评价生活垃圾性质的一项重要指标。 热值 又称发热量,是指单位质量生活垃圾完全燃烧时所产生的热量。生活垃圾的热值较低,其焚 烧远比其他固体燃料,如煤、木材等的燃烧困难,这是为什么?影响其焚烧的因素有哪些? 如何才能提高生活垃圾的热值,使焚烧在最佳条件下进行? 3.土地填埋是从传统的堆放和填地处理发展起来的一项城市生活垃圾最终处理技术, 其实质是将垃圾填入已挖好的坑中,盖上泥土,压实后使垃圾发生物理、化学、生物变化, 分解有机物。有些填埋方法还事先在坑底铺上防渗层,并分层填埋。有些城市还将垃圾与废 土混合,填海造林,堆建小山。城市生活垃圾填埋后,其中的有机易生物降解物质在厌氧条 件下产生大量的甲烷气体,将其收集后,可用于发电或供热,使废物得以资源化利用,同时 又可避免过度积聚带来的潜在危害。 【思考】 ①迄今,可实现工业化规模的城市生活垃圾处理技术主要有卫生填埋、焚烧、堆肥和分 类回收利用四种。研究它们之间的相互关系,比较各自的特点,针对中国城市生活废弃物处 理的目标,即无害化、减量化、资源化,逐一对四项处理技术进行分析。 ②哪些垃圾最适合用堆肥方式处理,为什么? 各个国家和地区因其经济发展水平差异,加上地理环境、垃圾构成成分等因素的不同, 采取以上三种处置方式的比例会有很大不同。 ①世界上绝大多数国家把填埋处理作为垃圾最终处置手段, 填埋方式占垃圾处置方式的 比重很大。 ②工业发达国家垃圾的焚烧处理比例较高, 这是由于这些国家能源、 土地资源日益紧张, 而垃圾的处置技术水平较高。 ③农业型的发展中国家其垃圾的处置方式大多以堆肥为主。 ④在一些国家,尤其是发达国家,一些新技术不断被研究和应用。 城市垃圾采用填埋、 焚烧、 堆肥等处置方式虽然比较简单, 但都存在着一些问题。 例如, 在我国建一座大型垃圾填埋场需投资 l~2 亿元, 建一座大型垃圾焚烧厂更需投资 20 多亿元。 更值得关注的是,这些处置方法会对土壤、地下水、大气等造成潜在的危害。这些潜在危害 包括填埋时垃圾发酵产生的细菌、腐败物、黑液等通过土壤渗漏而污染水源;焚烧时产生的 大量污水和有害气体(如二恶英)会污染水源和大气;生活垃圾堆肥养分含量低,长期使用 易造成土壤板结和地下水质变坏等。为此,必须对这些处置方法加以改进和加强管理,其最 终目标是垃圾处理减量化、资源化和无害化。 【思考】 - 1、 二恶英是剧毒物质, 毒性相当于氰化钾 KCN 的 1000 倍, 其排放标准一般为 10 10g/m3, 请写出它的化学式。两个苯环通过氧原子连接起来,这种结构在有机化学中属于哪一类物 质? 2、二恶英的化学性质很不稳定,又是脂溶性物质,请你根据捕乳动物通过肠道吸收脂 类物质后的代谢途径来说明二恶英进入环境和人体后会导致危害的情况。 3、迄今,可实现工业化规模的城市生活垃圾处理技术主要有卫生填埋、焚烧、堆肥和 分类回收利用四种。研究它们之间的相互关系,比较各自的特点,针对中国城市生活废弃物 处理的目标,即无害化、减量化、资源化,逐一对四项处理技术讲行分析。 填埋 操作安 全性 技术可 靠性 占地 较好,注意防火 可靠 大 焚烧 好 可靠 小 堆肥 好 可靠,我国有成熟经验 中等 选址 较难, 要考虑地形地 质条件, 考虑是否会对地 较易,仅需避开居民密 容易, 可靠近市区建 表水、地下水造成污染, 集区,气味影响半径小于 设,运输距离较近 要远离市区, 运输距离较 200m,运输距离适中 远 无机物>60% 含水量<30% 密度>0.5t/m 无 可回收沼气发电 较低 垃圾低位热值> 从无害化角度,垃圾中 3300kJ/kg 时无需添加辅 的 可 生 物 降 解 有 机 物 > 助燃料 10%,考虑肥效,应>40% 残渣需作填埋处理, 非堆肥物需作填埋处 为初始量的 10% 理,为初始量的 20~30% 能产生热能或电能 较高 建立稳定的堆肥市场较 困难 适中 适用条 件 最终处 置 产业化 前景 建设投 资 前 处理工序 可回收 前处理工序可回收部分 资源回 无现场分选回收实 部分原料, 但取决于垃圾 原料,但取决于垃圾中可利 收 例,但有潜在可能 中可利用物的比例 用物的比例 在处理厂区无, 在炉 地表水 有可能, 但可采取措 在非堆肥物填埋时与卫 灰填埋时, 对地表水污染 污染 施减少 生填埋相仿 的可能性比填埋小 可能控制, 但对二恶 大气污 有, 但可用覆盖压实 英等微量剧毒物需采取 染 等措施控制 措施控制 土壤污 染 有,限于填埋场区 无 有轻微气味 需控制堆肥制品中重金 属含量 4、 电池在我们日常生活中的应用越来越广泛。 电池有汞电池 (钮扣式电池) 、 碱电池 (普 通电池) 、锰电池阵用电池)之分,一般都不同程度地含有对人体有危害的汞和锰,而废电 池中 95%的物质又均可以回收,尤其是重金属,回收价值很高。因此,将废电池乱扔或焚 烧,不仅造成严重的环境问题,更是一种资源的浪费。 普通干电池是圆筒形的,外筒由锌制成,这一锌筒即为电池的负极;筒中央炭棒为正极; 简内为二氧化锰、氯化铰和氯化锌。下面介绍两种废干电池内物质回收利用的方法: ①提取氯化铵 将电池里的黑色物质放在水里搅拌溶解并过滤,将部分滤液放在蒸发皿中蒸发,得白色 固体,再加热,利用“升华”收集较纯的氯化铵。 ②制取锌粒 将锌筒上的锌片剪成碎片,放在坩埚中强热(锌熔点 419℃,熔化后小心地将锌液倒人冷 水里,得锌粒。该方法可用于实验室里制取锌粒。 5、废电池中还有哪些物质可以回收利用?试设计实验对这些物质进行提取,最大程度地 对废电池加以利用。 6、了解你身边的人(同学、父母、邻居等)是否有乱扔废电池的习惯?分小组设计壁报, 向他们宣传乱扔废电池所造成的污染。 收集各家的废电池, 集中起来转交有关环保管理部门, 争做“环保小卫士” 。


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