固体废物处理是通过物理的手段(如(rú)粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物(wù)化学作用(如(rú)氧化、消化分解、吸(xī)收等)用以缩小其体积、加速(sù)其自然净化的过程。
学(xué)科:环境科学
词(cí)目:固体废(fèi)物处理
英文:treatment of solid wastes
释(shì)文:固体废(fèi)物处理是通(tōng)过物理的(de)手(shǒu)段(如粉碎、压缩、干(gàn)燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消(xiāo)化分解、吸收(shōu)等)和热解(jiě)气化等化学作用以缩小其体积、加(jiā)速(sù)其自(zì)然净化(huà)的过程。通常也(yě)指(zhǐ)人类在生产和生(shēng)活(huó)活(huó)动(dòng)中丢弃的固体和(hé)泥状物质,包(bāo)括从(cóng)废水、废气(qì)中(zhōng)分离出(chū)来的固体颗粒(lì)。但(dàn)是不管采(cǎi)用何(hé)种处理方法,最终仍有(yǒu)一(yī)定量的固体(tǐ)废物残存,对这部分废物需要妥善地加以处置(zhì)。特别(bié)在处(chù)理(lǐ)废物时,应避免产生
二(èr)次(cì)污染,对(duì)有毒有(yǒu)害(hài)废(fèi)物应确保不致对人类产生危(wēi)害。对城(chéng)市(shì)产生的固(gù)体废物制定全面的(de)、综合性处理规划是非常(cháng)必(bì)要(yào)的。综合处理(lǐ)的目的是(shì)将城市中(zhōng)各种废物集中到(dào)一定地点,根据固体废物的特征,把各种(zhǒng)废(fèi)物(wù)处理(lǐ)过程组合成一个系统,以便把各(gè)过程得到的(de)物质和能量进行合理的(de)集中利用(yòng)。通过(guò)综(zōng)合处理可以对废物进行有效的处置,减(jiǎn)少(shǎo)最终(zhōng)废物排放量,减轻对地区的环境污染,防止二次污染的扩散,同时还(hái)能做到总处理费用低,资源利用(yòng)效率高。
固体废物有(yǒu)多种分类方法,可以根据其性(xìng)质(zhì)、状(zhuàng)态和来源进行分类,如按(àn)其(qí)化学性质可分为有机废物和(hé)无机废物;按其危害状况可分为有害废物(wù)和一般废(fèi)物。欧美等(děng)许多(duō)国(guó)家按(àn)来(lái)源将其分为
工业固体废物(wù)、矿业固体废(fèi)物、城市(shì)固(gù)体废物、
农(nóng)业固体废(fèi)物和
放射性固(gù)体废物等五类。
a. 资(zī)源的回收
利用对固体废物(wù)的再循环(huán)利用,回(huí)收(shōu)能源和资源。对工业固体废(fèi)物的(de)回收,必须根据具(jù)体的行业生产特点而定(dìng),还应注意技术(shù)可(kě)行、产品具有竞争力(lì)及能获得经济(jì)效(xiào)益等(děng)因素。
b. 无(wú)害化处置
固体废物(wù)的无害化(huà)处置是指(zhǐ)经过适当(dāng)的处理或处置,使固体废物或其中(zhōng)的有害(hài)成分无法危(wēi)害环境,或(huò)转(zhuǎn)化为对环(huán)境无害的物质(zhì)。常(cháng)用的(de)方法有焚烧(shāo)法;堆(duī)肥法;等离子气(qì)化法和热(rè)解(jiě)气(qì)化(huà)法。
c. 减(jiǎn)量化处(chù)理
通过处(chù)理使固体废弃物数量大大减少。
控制
固(gù)体废物对环境的污染和从(cóng)固体废物中回(huí)收资源(yuán)的工程(chéng)技术和管理措施。
发展简史
固体废物的处理和(hé)利用有悠久的历史(shǐ),早(zǎo)在公元前(qián)3000~1000年,
古希腊米(mǐ)诺斯文明时期,
克(kè)里特岛的首府(fǔ)
诺(nuò)萨(sà)斯即(jí)有(yǒu)垃(lā)圾覆土埋入大坑的处理。但大(dà)部分古代城市的固体废物都是任意(yì)丢(diū)弃,年复一年,甚至使城(chéng)市埋没,有的城市是后来在废墟(xū)上重(chóng)建的。英国
巴斯城的现址,比它在古(gǔ)罗马时期(qī)的原(yuán)址高出4~7米。
为了保护(hù)环境,古代有些城市颁布过管理(lǐ)垃圾的法令(lìng)。古罗马的一个标志台(tái)上写着(zhe)“垃圾必须倒往远处,违者罚款”。1384年英(yīng)国颁布禁止把垃圾倒入河流(liú)的法令(lìng)。
苏格兰大城(chéng)市
爱丁堡18世纪(jì)设有(yǒu)大
废(fèi)料场,将废料分类出(chū)售。1874年英国建成世界(jiè)第一座焚化炉,垃圾(jī)焚化后,将余烬填埋。1875年英国颁布公共卫生(shēng)法,规定由地方政府负责(zé)集中处置垃(lā)圾。最早的处置方法主要是填(tián)埋(mái)或焚烧。
中国、印度等(děng)亚洲国(guó)家,自古以来就有利用粪(fèn)便和利用
垃圾堆肥的处置(zhì)方法。
进入20世纪(jì)后,随着(zhe)生产(chǎn)力的发(fā)展,人口进一(yī)步向城市集中(美(měi)国100年前80%人口在农村,80%人口在城(chéng)市),消费水平迅(xùn)速提高,固体废(fèi)物排出量(liàng)急剧(jù)增加,成(chéng)为严重(chóng)的环境问题(tí)。60年(nián)代(dài)中(zhōng)期以后,环境保(bǎo)护(hù)受到重视,污染(rǎn)治理技(jì)术迅速(sù)发展。大体上形成一系列处置方法。70年代以(yǐ)来,美国、英国、
德意志联邦共(gòng)和国、法国、日(rì)本等国由于废物放(fàng)置场地紧(jǐn)张(zhāng),处理费用浩大,也(yě)由于资源缺(quē)乏,提出了“资(zī)源循环”的概念。为了加强固(gù)体废(fèi)物的管理,许(xǔ)多国家设立了专门(mén)的管理(lǐ)机关(guān)和科学研究机构,研究固体废物的来源、性(xìng)质、特征和对环境的(de)危害(hài),研(yán)究固体(tǐ)废物的(de)处置、回收、利用的(de)技(jì)术和管理措施,以及制定各种规章和环境标准,出版有关书刊(kān)。固体废物的处理和利用,逐(zhú)步(bù)成为环境工程(chéng)学的重要组成部分。
利用途径
固体废物的主要利(lì)用途径(jìng)为(wéi):①利(lì)用矿(kuàng)物废(fèi)料作(zuò)建筑(zhù)材(cái)料,道路工程材料,填垫材料,冶金、化工和轻工等工业原料。②利用含(hán)碳、油或其(qí)他有机物质的废(fèi)物从中回(huí)收能源。③利用含有土壤、植物所需要的(de)元素或(huò)化合物的废物作
土壤改良剂和肥料。
管理措施
①改革生产工艺,少(shǎo)排废物:提高产品质量,生产使用寿命长(zhǎng)的产品,使物品(pǐn)不致很快变成废物。采用精料(liào),减(jiǎn)少生产过程中的废(fèi)物排放量。例如在选矿工序中,提高铁矿石品(pǐn)位,可(kě)以(yǐ)少加(jiā)造渣剂和
焦炭,从而(ér)减少高炉渣(zhā)的(de)排放量(liàng)。工业先进国(guó)家采用这种(zhǒng)方法后(hòu),高(gāo)炉渣(zhā)排放量比原来可减少一半以(yǐ)上。
②发(fā)展
物质循环利用工艺(yì):改革传统工艺,发展物质循(xún)环利(lì)用(yòng)工艺,使生产(chǎn)第一(yī)种产品的废物,成为第二种(zhǒng)产(chǎn)品的原料,使(shǐ)生(shēng)产第二种产品的废物又成为生产第(dì)三种(zhǒng)产品的原料等(děng)等,最后只剩(shèng)下少量废物排入环境(jìng),这(zhè)样(yàng)能取得经济的、环境的(de)和社会的多方面的(de)效益。
③把(bǎ)固体(tǐ)废物纳入资源管理(lǐ)范围:制订
固(gù)体废物资(zī)源化(huà)方针和鼓励利用固体废物的政(zhèng)策。建立起固体废物资源化(huà)体系,把有明(míng)确用途的废(fèi)物纳(nà)入资源分配计划;暂时不能利用的(de)废物(wù)作为后备资源储藏起来(lái)。
④制定(dìng)固体废(fèi)物的(de)管(guǎn)理法规:有(yǒu)关防治固体废物的污染和利用固体废物的政策(cè)都通过立法手段体(tǐ)现(xiàn)出来。一些国家都制定固体废物管理法(fǎ)规(guī)以(yǐ)及环境标准。
发展趋势
为了保(bǎo)护(hù)环境和(hé)发展生产,许(xǔ)多国家不(bú)断采取新措施和新技术来处理和利(lì)用固体(tǐ)废物。
矿业废物(wù)从在低洼(wā)地堆存,发(fā)展(zhǎn)为(wéi)矿(kuàng)山土地复原、安全筑坝等。工业废物从消极(jí)堆存,发展到综合利用。
城市垃圾(jī)从人工(gōng)收集(jí)、输送发展到机(jī)械化、自动(dòng)化和管道化(huà)收(shōu)集输送;从无控制的填埋,发展到卫生填埋(mái)、滤沥(lì)循环填埋;从露天焚化(huà)和利用焚(fén)化(huà)炉,发展到回收能(néng)源的焚化,中温(wēn)和高温分解等,从(cóng)压(yā)缩成型发展为高压压缩成型。城(chéng)市有机垃圾和农(nóng)业(yè)
有(yǒu)机废物还用于制(zhì)取
沼气回收能(néng)源。工业有害渣从隔(gé)离堆存(cún)发展到化学固定、化学转化(huà)以防止污染(rǎn)。总的趋(qū)势是从消极处置转(zhuǎn)向积极利(lì)用,实现废物的再(zài)资(zī)源化(huà)。
对城市垃(lā)圾进(jìn)行分选回收。根据垃圾(jī)的化(huà)学、物理(lǐ)性质,如比(bǐ)重、 电磁性、 颜色、回弹性、可燃(rán)性等进行分选,再用干法、水浆机法、高温或中温分解等方法(fǎ)处理(lǐ),从中回收金属、玻璃、
造(zào)纸原料、塑料等物资(zī),同时(shí)回(huí)收热能(néng)和可(kě)燃(rán)气体。
对于(yú)
工业废渣,大多作为(wéi)
资源综合利用。美国(guó)自(zì)70年代以来,已将每年排出的4000多万吨钢(gāng)渣(zhā)和高炉渣(zhā)全(quán)部利用(yòng)起来(lái)。英国、法国、
瑞典、
比利时、德意志联邦共和(hé)国等的(de)高炉渣也在当年全部得到(dào)利用。中国、苏联高炉渣的利用率为70%以上,日本为85%。日本(běn)、
丹麦等国已将粉煤灰全部利用(yòng)起(qǐ)来,美国的利用率为20%,中国为10%。
固(gù)体废物的(de)涵义
人类一切(qiē)活动(包括生产与生活)过程(chéng)产(chǎn)生(shēng)的(de)、对原过(guò)程丧失原有使用价值而被抛弃或(huò)者放弃的固态或半固态和置于(yú)容器中的气态的物品、物质以及法律规定纳入
固体(tǐ)废(fèi)物管(guǎn)理(lǐ)的物品、物质,通称(chēng)为固体废物。各类生产(chǎn)活动中产生的固体废物俗(sú)称废渣(residue);生活过程中产(chǎn)生的固体废物则(zé)称为垃圾(refuse)。“固(gù)体(tǐ)废物”实际上只是(shì)针对原过程而(ér)言。在任何生产或生活过(guò)程(chéng)中,对原料、商品或消(xiāo)费品,往(wǎng)往仅利(lì)用了其中(zhōng)某些(xiē)有效成分,而产生的大多数固体废物中,仍含有对其(qí)他生产或生(shēng)活过程有用的(de)成分(fèn),经过(guò)一(yī)定(dìng)的
技术(shù)环(huán)节,可以(yǐ)转变为有关行业的生(shēng)产原料,或可(kě)以直接再利用。可见,固体废物的概(gài)念(niàn)随时空的(de)变迁而(ér)变化,具有一(yī)定的相对性。提倡资(zī)源的社(shè)会再循环(huán),目的是充(chōng)分利用(yòng)资源(yuán),增加社会与经济效(xiào)益(yì),减少废物的排放与处置数(shù)量,以利(lì)社会发展(zhǎn)。
固(gù)体废物(wù)产生的途径与(yǔ)分类(lèi)
社会物料流与(yǔ)固体(tǐ)废物产生(shēng)的途径,维持人类社会一切活动的物料,都处于一种动态平衡的状态(tài),并遵循
质量守(shǒu)恒定律,可用图9—1所示的社会物料流程(chéng)描述这一规律。分析该流程图,可以(yǐ)获得两点启(qǐ)示:①人类的一切活动相(xiàng)对于外界环境而言,只(zhī)不过是开发和(hé)利(lì)用了自然(rán)资源,而最终将资源以废(fèi)物的形式等量(liàng)回归于环境。这种对资源的“利(lì)用与归还(hái)”,经常处于交变状态。在生产与产(chǎn)品(pǐn)的消费过程中,均产生各种形态的废物,这些废物一部分(fèn)在生产与消费中(zhōng)得到回收和再利用,而恰好与在环境中开(kāi)发的原料(liào)等量(liàng)的部分(fèn),以废物的(de)形(xíng)式返回到自然(rán)环境中,形成一(yī)个封闭(bì)的循环系统。②在现代社会中,人类(lèi)活动的每一环节均产生各种(zhǒng)状态(tài)的废物(wù),从环境中原料的开发(fā)直至产品的利用(yòng),无一例外。减少废物产量(liàng)的唯一(yī)途径是(shì)降低单(dān)位产品原(yuán)料(liào)的消耗量,减少原料的开发。固体废(fèi)物是社会物流系统的一个组(zǔ)成部分,遵循上述规律。
固体废物的分类,是依(yī)据其产(chǎn)生的途(tú)径与性质而定的(de)。在经济发达国(guó)家,将固(gù)体废(fèi)物分为工业废物、
矿业废物、农业废物与城市
垃圾四大类。我国制定的《固休废物管理法》中(zhōng),将(jiāng)固体废物分为,厂业(yè)固(gù)体废物(废渣)与城市垃圾两类(lèi)。含有毒有害成(chéng)分的工(gōng)业固体废(fèi)物,由于其对环境(jìng)与(yǔ)人类(lèi)具有特别的(de)危害(hài)性,单独分列出一个“
危险废(fèi)物”小(xiǎo)类(lèi)。