生活垃圾好氧堆肥處理技術(shù)淺析
城市生活垃圾處理應(yīng)否大力推廣好氧堆肥技術(shù),一直是環(huán)保業(yè)內(nèi)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。反對(duì)者認(rèn)為,“垃圾是堆不出合格肥料的”,而支持者則堅(jiān)持“堆肥是垃圾資源化的最佳體現(xiàn)”。到底誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)?填埋、焚燒、堆肥,孰優(yōu)孰劣?本文試論如下。
垃圾填埋處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)何在
填埋法仍然是迄今為止應(yīng)用最廣的垃圾處理方式。我國(guó)目前填埋處理的垃圾比例超過(guò) 85%%,當(dāng)然,其問(wèn)題和隱患也最突出。首先,填埋法占地面積大,并且不可恢復(fù)地消耗土地資源;其次,二次污染嚴(yán)重,約80%%的垃圾場(chǎng)產(chǎn)生滲瀝液污染地下水源;第三,填埋作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生大量臭氣,影響周邊居民;填埋氣體存在爆燃危險(xiǎn);更主要的是,垃圾中的可回收物質(zhì)無(wú)法再生利用,無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源化。
但是,填埋法也有不可替代的優(yōu)勢(shì),它是一種最為簡(jiǎn)便的,受垃圾組分、狀況限制最少的垃圾處理方式。另外,無(wú)論以何種方式處理垃圾,剩余的無(wú)法降解和利用的物質(zhì)最終均需填埋處理。因此,以填埋作為輔助和最終的垃圾處理方式是必要的。
關(guān)于填埋的優(yōu)勢(shì),存在一個(gè)普遍的錯(cuò)誤觀念,即填埋法成本最低。產(chǎn)生此錯(cuò)誤觀念的主要原因是目前國(guó)內(nèi)存在一些非標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、非規(guī)范運(yùn)營(yíng)的垃圾填埋場(chǎng),雖然成本較低,但最終將造成嚴(yán)重的二次污染,這并非真正的無(wú)害化處理。按照標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、規(guī)范運(yùn)營(yíng)的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng),成本并不低。例如,以BOT模式在平原地帶建設(shè)日處理1000噸垃圾的填埋場(chǎng),如果防滲工程、氣體收集系統(tǒng)規(guī)范,機(jī)械設(shè)備完善,填埋期20年,總投資少則1.5億元,多則2億元(不含征地、拆遷、三通一平等費(fèi)用)。如果其運(yùn)營(yíng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行,視覆蓋土土源、當(dāng)?shù)匚飪r(jià)等情況,每噸垃圾處理總成本60~75元(上海老港垃圾填埋場(chǎng)經(jīng)公開(kāi)招標(biāo)后的中標(biāo)價(jià)格為每噸75元)。也就是說(shuō),無(wú)論投資還是運(yùn)營(yíng),衛(wèi)生填埋處理的成本與以堆肥技術(shù)為主的處理方式是等同的,甚至相對(duì)來(lái)說(shuō)還要高一些。
垃圾焚燒處理技術(shù)應(yīng)否在中國(guó)推廣
垃圾焚燒發(fā)電是日本和歐洲一些土地極度短缺國(guó)家主要采用的垃圾處理方式。近年來(lái),我國(guó)垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展也很快,在建或已正式運(yùn)營(yíng)垃圾焚燒項(xiàng)目近百個(gè)。其實(shí),焚燒法垃圾處理技術(shù)也同樣具有其難以彌補(bǔ)的缺陷,首先,仍然是二次污染問(wèn)題,無(wú)論燃燒過(guò)程控制多么嚴(yán)格,總會(huì)不可避免地產(chǎn)生或多或少的二惡英;焚燒產(chǎn)生的飛灰含有超量毒害物質(zhì),屬于危險(xiǎn)廢物,因其處置成本攤到每噸垃圾要數(shù)十元,這一步驟經(jīng)常被省略。第二,焚燒法垃圾處理投資和運(yùn)行成本較高,其投資成本和平均處理成本是堆肥和填埋法的兩倍甚至更多。例如上海浦東御橋焚燒廠,總投資6億多元,每噸垃圾處理成本達(dá)240元。
很多人認(rèn)為,垃圾焚燒可以將垃圾中所含的能源充分利用,并且彌補(bǔ)我國(guó)電力的短缺。這是錯(cuò)誤的,或者說(shuō)是不全面的。首先,垃圾焚燒依賴于較高的上網(wǎng)電價(jià),因?yàn),垃圾焚燒發(fā)電的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一的燃煤火力發(fā)電。同時(shí),中國(guó)的垃圾,尤其是南方的高水分含量垃圾熱值非常低,通常是800~900千卡。焚燒爐中,一升水就要消耗掉900~1000千卡的熱能,因此,不得不加入大量的燃煤,而此時(shí)煤的熱利用效率僅為常規(guī)燃煤鍋爐的一半。所以,垃圾焚燒處理實(shí)為土地奇缺國(guó)家之無(wú)奈之舉,在中國(guó)發(fā)展它,當(dāng)慎之又慎。
重新認(rèn)識(shí)垃圾好氧堆肥處理技術(shù)
好氧堆肥技術(shù)可以分為靜態(tài)、半靜態(tài)和動(dòng)態(tài)堆肥三種。靜態(tài)堆肥設(shè)施投資成本很低,但供氧不均勻,物料結(jié)塊比較嚴(yán)重,容易產(chǎn)生厭氧微環(huán)境,微生物難以迅速均勻地繁衍,發(fā)酵周期長(zhǎng),堆肥質(zhì)量差。與靜態(tài)堆肥比,半靜態(tài)和動(dòng)態(tài)堆肥的效果要好得多。動(dòng)態(tài)堆肥把物料充分翻拌和粉碎,使氧氣可以充分均勻地分布,微生物繁殖速度加快,垃圾降解速度和效果明顯優(yōu)于靜態(tài)堆肥。此外,動(dòng)態(tài)堆肥占地面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜態(tài)堆肥,更適合經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá),土地缺乏的城市。
首先,動(dòng)態(tài)(或半靜態(tài))堆肥周期短,僅為靜態(tài)堆肥周期的二分之一至三分之一。最大處理能力2000噸/日的北京阿蘇衛(wèi)垃圾堆肥處理廠的筒式發(fā)酵裝置周期僅為2天,半靜態(tài)機(jī)械翻堆條形堆肥周期僅為21天。而二級(jí)靜態(tài)堆肥周期共為 70~90天。其次,動(dòng)態(tài)堆肥設(shè)施的裝機(jī)容量與靜態(tài)設(shè)施相當(dāng)。北京阿蘇衛(wèi)垃圾堆肥處理廠的動(dòng)態(tài)筒式發(fā)酵裝置裝機(jī)總?cè)萘繛?900KW,半靜態(tài)機(jī)械翻堆條形堆肥設(shè)施裝機(jī)總?cè)萘?800KW。而靜態(tài)堆肥如需實(shí)現(xiàn)充足供風(fēng),因其通風(fēng)面積大,含有供風(fēng)引風(fēng)兩套風(fēng)機(jī),一個(gè)2000噸/日的堆肥處理廠堆肥裝置裝機(jī)容量需要4200KW以上?梢(jiàn),在同等裝機(jī)容量下,動(dòng)態(tài)設(shè)施的運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)小于靜態(tài)設(shè)施,因此其用電量低于靜態(tài)堆肥。另外,由于動(dòng)態(tài)堆肥實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制,人員較之靜態(tài)堆肥沒(méi)有增加。因此,在垃圾處理廠建設(shè)場(chǎng)地受限的情況下,應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)堆肥設(shè)施;在場(chǎng)地不受限制的條件下,應(yīng)首選半靜態(tài)堆肥設(shè)施。
實(shí)踐中,很多人對(duì)之產(chǎn)生了不該有的誤解:垃圾堆肥質(zhì)量差。這一觀念源于三個(gè)理由:垃圾堆肥重金屬含量高;垃圾堆肥有機(jī)質(zhì)含量低、臭味大;垃圾堆肥碎玻璃、硬塑片等雜質(zhì)含量高。
首先,很多人認(rèn)為,垃圾堆肥中的重金屬來(lái)自廢舊電池。實(shí)際上,民用電池幾乎都是堅(jiān)固的不易生銹的金屬外包裝,即便經(jīng)過(guò)多級(jí)篩分程序也很不容易破裂,內(nèi)部的鉛等重金屬極少溢出。即使少量電池破裂,由于垃圾是固態(tài)形式,溢出的重金屬物質(zhì)也僅僅污染了周圍很少一部分垃圾。也有人說(shuō)重金屬來(lái)自土壤,但是經(jīng)過(guò)調(diào)查,土壤中的重金屬很少超標(biāo),少量超標(biāo)也僅僅是略微超出標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過(guò)大量其他垃圾有機(jī)物質(zhì)的摻混稀釋,已構(gòu)不成超標(biāo)因素。
重金屬的真正來(lái)源是無(wú)處不在的印刷品。紙張、布匹、塑料袋、瓶瓶罐罐,甚至家電表面,都是重金屬的“家”。如果我們對(duì)垃圾不作嚴(yán)格控制,使這些重金屬有機(jī)會(huì)與水分接觸,并且PH值適合重金屬的溶出,那堆肥中的重金屬含量就一定會(huì)超標(biāo)了。所以,只要有了最佳的控制手段,就可以掌控重金屬的去向。
第二,垃圾堆肥有機(jī)質(zhì)含量是可以提高的。中國(guó)垃圾,尤其是發(fā)達(dá)城市的原生生活垃圾,其有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)55~65%,但這些有機(jī)質(zhì)不是被填埋了,就是被氣化了,只要我們掌握好分選技術(shù)和發(fā)酵過(guò)程控制技術(shù),這一問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。
第三,堆肥中的玻璃、硬塑有沒(méi)有辦法去除?答案是肯定的,那就是密度分選。北京阿蘇衛(wèi)垃圾堆肥處理廠已經(jīng)引進(jìn)了國(guó)際上成型的技術(shù),可以有效地將垃圾堆肥中的碎玻璃、硬塑片分離出來(lái)。生活垃圾好氧堆肥處理是系統(tǒng)工程
無(wú)論什么方式的堆肥技術(shù),都要與合格的前期、后期的篩分工作及輔助設(shè)施配合實(shí)施,否則,堆肥技術(shù)就不標(biāo)準(zhǔn)、不成熟。生活垃圾堆肥技術(shù)雖然在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng),但很多堆肥廠因前期、后期工作不到位,輔助設(shè)施不成型,導(dǎo)致堆肥質(zhì)量差并大量積壓,二次污染嚴(yán)重,垃圾分選效率低,物資回收量少等突出問(wèn)題。安徽、四川等地垃圾堆肥廠不能正常運(yùn)行,主要原因是設(shè)計(jì)思路錯(cuò)誤,技術(shù)配置不全面、不成熟。通常,垃圾堆肥處理廠應(yīng)該包含如下幾個(gè)不可分割的部分:前期篩分、回收和填埋、生物堆肥、臭氣處理、后腐熟、后期篩分、精選肥料。
生活垃圾中有大量可回收利用物質(zhì)
對(duì)于垃圾的回收,民眾普遍有一個(gè)誤解:垃圾中的資源已經(jīng)被拾荒大軍揀光了。實(shí)際上,在生活垃圾處理的最終環(huán)節(jié),可直接回收的廢物仍然超過(guò)20%,其中塑料和橡膠約占6~9%,紙類約4~6%,另有金屬、玻璃、打火機(jī)等。在當(dāng)前資源越來(lái)越匱乏的情況下,應(yīng)當(dāng)大力提倡垃圾資源的回收利用,而不應(yīng)將其簡(jiǎn)單填埋或者付之一炬。以堆肥技術(shù)為主導(dǎo)的垃圾綜合處理
將堆肥技術(shù)作為主要工藝,配合其他技術(shù),真正將生活垃圾進(jìn)行徹底的綜合處理,是我國(guó)乃至全世界都應(yīng)該全力發(fā)展的垃圾處理方向。但切忌一個(gè)錯(cuò)誤觀念:用的垃圾處理技術(shù)越多,就是越好的綜合處理廠。
很多人喜歡將大量不同的技術(shù)“嫁接”到一個(gè)垃圾處理廠,實(shí)際上,對(duì)垃圾進(jìn)行綜合處理有很多限制因素,并非用上所有能用的技術(shù)的規(guī)劃就好。規(guī)劃好壞的關(guān)鍵是處理規(guī)模,如果垃圾處理廠的規(guī)模未能達(dá)到一定水平,則投資搞基于多技術(shù)的綜合處理就不是好的選擇。
綜上所述,填埋、堆肥、焚燒三大技術(shù)各有優(yōu)劣。技術(shù)上,填埋和堆肥比較成熟,焚燒有待完善,尤其尾氣處理,難度較大;成本上,填埋和堆肥基本相當(dāng),焚燒要高得多。填埋可用于處理無(wú)機(jī)物含量較高的垃圾或作為輔助處理工藝;焚燒可用于處理熱值較高的垃圾或土地緊缺地區(qū);堆肥可用于處理有機(jī)物含量較高的垃圾。
我國(guó)的垃圾為混類回收,水分含量較大,有機(jī)物含量較高(很多超過(guò)50%),熱值較低,動(dòng)態(tài)好氧堆肥配合完善的輔助工藝,應(yīng)該是垃圾“三化”處理的優(yōu)選方案。只要我們要做到:控制好生活垃圾的源頭,避免工業(yè)垃圾及其他垃圾混入;選擇合理全面的堆肥處理工藝,加強(qiáng)過(guò)程控制,生產(chǎn)出合格的堆肥產(chǎn)品;積極介紹實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成效,推廣成功的堆肥技術(shù),動(dòng)態(tài)好氧堆肥工藝在我國(guó)的應(yīng)用前景是相當(dāng)廣闊的。

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