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摘要：目前，新经济常态下人们的生活水平有所提高，城市生活垃圾数量骤然增加，垃圾分化越来越复杂化。然而，现阶段垃圾处理方法已经难以满足现实所需。所以，对原始的、简单的处理方式予以改革，采取最新的、更合理的垃圾处理方法已经尤为迫切，有效处理不仅可保护生态环境，而且还能够加快废旧物资进行再利用，从而有利于构建节约型社会。
关键词:城市生活垃圾;垃圾分拣;生化处理;热处理
引言：根据目前国内城市生活垃圾处理方式，对未来垃圾处理技术可能的发展趋势进行分析研究，提出了垃圾生化处理与热处理技术协同应用构想及综合处理系统，通过综合系统的分拣系统、发酵系统和热处理系统对垃圾协同处理工艺，能够更加高效的实现垃圾减量化、资源化和无害化的处理目标。
1城市生活垃圾对环境的危害
首先是占用大量的土地，生活垃圾的随意堆放会占用大量的空间，而垃圾的填埋地建设也需要占用大量的土地资源。如果露天放置会在雨水的冲刷下使其进入到土壤之中，影响土壤的实际结构，进而会对土壤的肥力与保水功能造成较大的负面效应，严重情况下还会导致土壤不能重新进行耕种。其次是水污染问题，从当前的实际情况可知，很多生活垃圾会进入到自然水源之中，而在出现这一情况之后就会对水资源造成非常大的影响。其露天放置，一些污染物质也会在雨水的冲刷下进入到地下水之中，会对水生生物造成较大的影响。
2垃圾生化处理与热处理技术协同应用构想
生活垃圾处理目前主要采用填埋、堆肥、焚烧等技术，但这些技术由于其自身固有的缺点，在国内发展的限制也越来越多。鉴于以上现状，采用生化处理与热处理协同工艺，将原生垃圾分拣为适宜生物降解的组分、可燃组分(用作焚烧或热解)、回收组分。将适宜降解组分采用发酵工艺产出沼气和沼渣;可燃组分可以直接投入焚烧炉发电，也可以运至热解系统产热解气，回收组分循环利用。沼气和可热解气燃烧后产生蒸汽发电，沼渣外卖制肥。此综合处理技术路线如下:原生垃圾分拣———适宜生物降解的组分去厌氧发酵系统(产气)———可燃组分投入垃圾焚烧炉发电或者送入垃圾热解系统(可燃气+液态油+固体炭)。生化处理与热处理协同工艺具有以下特点。
1)利于解决垃圾焚烧可能导致的二噁英污染问题。目前，我国许多城市正在筹建生活垃圾焚烧发电厂，但垃圾焚烧可能带来的二噁英污染问题常导致项目受到居民的抵制。二噁英的生成主要有三个要素:①有氧气存在条件下的燃烧;②温度区间在300～400℃;③有卤素存在。可燃组分投入垃圾焚烧炉发电时，可进行垃圾焚烧技术优化。垃圾焚烧技术中要求焚烧温度能达到850℃以上，烟气停留时间2s以上可使二噁英基本分解。而分拣后高热值的焚烧组分投入垃圾焚烧炉有助于提高炉温，能进一步确保二噁英分解完全。可燃组分送入垃圾热解系统时，隔绝空气加热，无氧状态从根本上杜绝二噁英生成。
2)有利于生活垃圾的资源化利用。生活垃圾中的厨渣、果皮含水率高，不适宜热解，采用厌氧发酵工艺产沼气和沼渣，可以100%利用，实现无害化、减量化、资源化处理。
3)有利于生活垃圾的能源化利用。从城市生活垃圾中提取的燃气资源可以发电或弥补天然气短缺，既具有环境效益和社会效益，也具有经济利益。我国每年产生约2亿吨城市生活垃圾，充分开发利用这些资源，有利于减轻对化石资源的过度依赖。
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3完善垃圾处理方式
3.1垃圾的回收与利用
我们应对垃圾进行分类回收，加工处理可回收的垃圾，持续地循环再利用，尤其是每天城市产生的大规模剩菜剩饭，直接倒掉使得大量资源浪费，将其加工为有机肥料进行再利用。工业行业也会产生大规模的建筑垃圾，采取有效方法将其加工为新的建筑材料进行重复使用，这一做法不仅可节约资源，而且还能够对环境进行有效保护。
3.2焚烧垃圾
产生能源不同于填埋处理方式，焚烧垃圾具有明显的优势，且将垃圾直接填埋并不是一种可持续发展的有效处理方法，这样只会造成填埋的垃圾越来越多，逐渐污染地下水、土壤等。焚烧垃圾主要分为单纯的焚烧处理垃圾与焚烧发电厂。这里所提到的焚烧产生能源指的是第二种办法，在高温状态下将垃圾焚烧处理后，彻底消灭掉垃圾中的病原体；焚烧的垃圾可作为能源完全利用起来，在焚烧过程中出现的高温烟气，其热能便能够转变为水蒸气，以此用来提供热量与发电，从而资源化处理垃圾。同时，将垃圾焚烧还能够节约所占用地，节约土地资源。
4协同技术方案介绍
4.1分拣系统
由于目前国内垃圾分类收集的成效并不理想，大部分生活垃圾仍然处于混合收集、运输的状态。故垃圾分拣系统是整个垃圾综合处理中尤为重要的一环，其设计须根据原生垃圾的组成成分、各成分含量及其特性，同时兼顾焚烧、热解和发酵等工艺对进料的要求。另外，分拣系统工艺线运行的稳定性、延续性、可替代性，以及节能、降耗性能也都是需考量的技术指标。分拣系统处于整个垃圾综合处理工艺的前端，垃圾分拣效果的好坏直接影响后续发酵、热处理工艺的工作效率以及运行稳定性。目前随着科技的进步，国内外已经有较成熟的垃圾分选设备以及工艺方案。以“物理分选+破碎”的工艺方案为例，利用高度机械化的前分选设备将生活垃圾分成可发酵有机物(厨渣、果皮、毛骨、木质杂草)、可焚烧、热解物(塑料、纸张、纺纤)、可回收物(金属、玻璃)、不可回收物(灰土、玻璃、陶瓷砖石等)。
4.2发酵系统
发酵分为厌氧发酵和好氧发酵。好氧发酵是指依靠好氧微生物在有氧的环境下对有机物进行生物降解的一个发酵过程。好氧微生物依靠自身的生命活动过程，将发酵物料中的有机物转化成CO2、腐殖质以及热量等，多用于垃圾堆肥处理。厌氧发酵是指有机废弃物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被降解的过程，其同时伴有甲烷和氢气等物质生成，可用于垃圾的能源化处理。在垃圾综合处理过程扮演着一个“消化者”的角色。通常生物反应器排出的物料，其液体作为液体肥料直接出售则通过一系列的制肥工艺，用于生产优质的有机肥。发酵过程按反应器内物料固体含量的高低可分为湿式厌氧发酵(含固率＜15%)和干式厌氧发酵(含固率15%～40%)。湿式厌氧发酵物料呈流动液体，反应器内物料均匀分布，避免分层状态，增加了底物和微生物的接触机会，运行方便，结构简单，但耗水量较大，单位容积产气率低，存在产生浮渣和沉淀的可能。干式厌氧发酵物料中不存在可流动的液体而呈固态，单位容积产气率高，对进料要求低，预处理工艺简单，没有废水产生，但固体物容易沉淀于池底，影响反应器的有效体积，原料在反应器内的流动呈活塞式推移状态，进出料困难，搅拌不完全，有机物分解不均匀，有毒有害物质可能对厌氧过程产生抑制作用。
结语：垃圾是随着人类进步，时代发展中的必然产物。随着城市化的进程的加快，生活垃圾产量也日益增多。在不同的时间段，探究一种符合当前国情的垃圾处理方法是任何国家，城市都将面临的问题。本文所述的垃圾生化处理与热处理技术协同发展构想，结合了目前国内生活垃圾收储现状与处理现状，通过垃圾分拣系统、发酵系统和热处理系统对垃圾协同处理工艺，能够更加高效的实现垃圾减量化、资源化和无害化的处理目标。
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论文作者:史高飞 高灯 李帅杰
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第03期
论文发表时间:2019/5/28
标签：垃圾论文; 生活垃圾论文; 组分论文; 城市论文; 系统论文; 工艺论文; 技术论文; 《城镇建设》2019年第03期论文;