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基于环境保护固体废弃物的处理与资源化利用

2025-03-21 1 上传者：管理员

摘要：固体废弃物的处理与资源化利用是环境保护的重要环节。填埋技术包括传统填埋和卫生填埋，旨在减少对环境的污染。焚烧技术通过高温焚烧和废气处理减少废弃物体积和有害物质。生物处理技术如堆肥和厌氧消化将有机废弃物转化为肥料和能源。资源化利用途径包括再生资源回收和能源回收，通过金属、纸张、塑料的回收以及从废物中提取热能和电能，实现废弃物的循环利用。这些技术的应用有助于减少环境污染，促进可持续发展。

关键词：
可持续发展
固体废弃物
处理技术
环境保护
环境污染
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随着工业化和城市化的快速发展,固体废弃物的产生量急剧增加,对环境和人类健康构成了严重威胁｡如何有效处理和资源化利用这些废弃物,已成为全球关注的焦点｡本文综述了当前固体废弃物处理的几种主要技术,包括填埋､焚烧和生物处理技术,以及资源化利用的途径,如再生资源回收和能源回收｡

1、基于环境保护固体废弃物的处理技术

1.1填埋技术

1.1.1传统填埋方法

传统填埋是固体废弃物处置中最为基础,也是最为古老的一种｡该方法一般包括把废弃物输送到填埋场中去,然后直接进行倾倒､压实和铺满地面或者地下｡传统填埋场普遍缺乏防渗层､渗滤液收集系统等有效环境保护措施,可能会造成严重环境问题｡废弃物中有机物在自然条件下会发生分解并生成渗滤液､沼气等副产品｡如果这些副产品得不到适当处理就会渗入土壤及地下水系统,导致水体污染｡同时沼气中甲烷作为强效温室气体具有比二氧化碳高数倍的使全球变暖潜力[1]｡所以传统的填埋方法对环境的保护有明显的不足｡随着人们环境保护意识的日益加强和环保法律的日益严格,传统的填埋方式正在逐渐被更加环保的废物处理方法所替代,如卫生填埋技术和废物焚烧技术等｡对于一些发展中国家而言,由于经济和技术条件的限制,传统填埋仍是主要的废物处理方法｡

1.1.2卫生填埋技术

卫生填埋技术处理固体废弃物是以尽可能减少环境影响为目的的先进技术｡卫生填埋技术不同于传统的填埋方法,其设计及运行期间采用各种环保措施｡卫生填埋场设有防渗层,并有专用渗滤液处理系统以有效防止渗滤液对地下水的污染｡将卫生填埋场废弃物分层压实､覆盖,减少和空气接触,使甲烷等温室气体生成明显减少｡另外在卫生填埋场设置沼气收集系统可收集和使用这些气体产生电能或者用作燃料将其转化成清洁能源｡该技术在有效治理环境污染的同时可促进废弃物资源化利用｡实施卫生填埋技术对工艺及资金投入要求很高,而它所带来的环保效益及社会效益却比传统方法更大｡当前随着世界范围内对环境问题及可持续发展重视程度的日益提高,卫生填埋技术正逐步成为世界固体废弃物的主流处置手段｡

1.2焚烧技术

1.2.1高温焚烧

高温焚烧技术就是在高温环境中氧化分解固体废弃物,常用来降低废物的体积与质量,还可以实现能量回收｡这一技术是使废物升温到800~1200℃高温并破坏有机物质化学结构使之变成热能､灰烬及少量气体排出｡高温焚烧可以极大地减少废物的体积(通常情况下,其体积可以减少到原来的10%或更少),同时通过焚烧过程中的热能回收,可以产生蒸汽或电力,用于供暖系统或发电｡该技术在帮助垃圾减量化的同时,也能通过能源回收提高垃圾的资源使用效率｡在高温焚烧过程中,我们必须对燃烧条件和效率进行严格的监控,以确保如二噁英这样的有害物质的排放降至最低水平｡高温焚烧须结合合适的烟气净化技术才能达到环保标准并保证不会对环境产生不利影响｡高温焚烧虽是废物处理的有效手段,但是它对工艺要求很高,运行费用也比较昂贵,既需专业技术支持又需严格环境监管｡

1.2.2焚烧后的废气处理

固体废弃物焚烧后废气的治理,是环境保护的重要一环｡该工艺主要是对粉尘､重金属和二噁英等有害物质进行脱除,保证排放气体达到环保法规要求｡废气处理一般由多个阶段组成:采用静电除尘器或者布袋除尘器除去烟气中粉尘颗粒;采用烟气脱硫､脱硝技术脱除SOx､NOx等气体;再通过活性炭吸附或者化学洗涤法脱除二噁英等有机污染物｡在一些高级处理过程中,可能还会加入催化剂或其他过滤材料,以进一步净化烟气｡这些处理技术既能有效地减少有害气体及重金属的释放又能使大气环境免受污染｡要想使这些技术高效运行,就必须有精细控制系统以及不断地进行技术创新[2]｡虽然这些废气处理设施在设计及运营成本上都比较昂贵,但是对保证环境质量及公共健康而言,却是一笔必须投入的资金｡

1.3生物处理技术

1.3.1堆肥

堆肥技术就是把有机废物经过生物分解变成肥料,利用微生物自然活动使废物有机物质分解的生物处理方式｡该工艺既能降低固体废弃物总量,又能使其转化成对土壤有益的有机肥料｡堆肥过程主要包括预处理(如破碎和筛选)､堆积成堆､调整水分和碳氮比并定期翻堆以保持氧气供应,从而促进微生物的活性和有机物的分解｡该工艺不仅可以控制恶臭及病原体,还可以使废物中有机物保持稳定,并最终生产出优质有机堆肥,应用于农业､园艺等领域｡堆肥既有利于循环利用资源,又可改善土壤结构,提高土壤肥力及保水能力｡尽管堆肥是一个时间较长的过程,需要几周到几个月不等,但它是一个相对低成本且环境友好的废物处理方式｡堆肥这一废物管理策略具有可持续性,能够显著降低填埋与焚烧需求,进而降低对环境的污染｡

1.3.2厌氧消化

厌氧消化就是在无氧条件下用微生物对有机物进行分解,该工艺既可以对有机废弃物进行有效的处理,又可以生产可以用作能源的沼气｡厌氧消化多用于处理含有丰富有机物的垃圾,如粪便､污泥､食品垃圾等,采用该技术既可降低垃圾体积与重量,又可实现生物质能源回收利用｡厌氧消化时废物先分解成简单有机酸再经过一系列复杂生物化学反应最后转化成甲烷､二氧化碳等｡所产沼气以甲烷为主,既可以作为燃料使用,也可以进一步加工产生电力､热能等｡另外,厌氧消化过程中产生的副产品还有消化残渣等,其含有丰富的营养成分可以用作土壤改良剂｡厌氧消化技术以其高效能源回收､温室气体排放少等优势成为满足可持续发展需要的废物处理技术之一｡

2、基于环境保护固体废弃物的资源化利用途径

2.1再生资源的回收

2.1.1金属回收

金属回收是将各类废弃物中的金属材料进行收集与加工,再将其纳入生产流程的一种有效的资源化利用方法｡金属被广泛应用于各种消费品及工业设备上,它的回收既可减少原矿资源采出又可明显降低能源消耗及环境污染｡金属回收包括采集､归类､加工､炼制等工序｡在回收点对废金属进行收集之后,有必要对其进行精细的分类,以区别不同种类的金属,如铁､铜､铝等｡这是因为各种金属在熔点､合金属性和市场价值方面存在差异｡对归类好的废金属进行压缩､剪切,使其变成更细小的块或片,便于运输､加工｡此后利用高温炼制工艺去除杂质,使金属熔化为可以再利用的材料｡这种金属“闭环”循环是十分有效的,由于金属元素所具有的特殊性质使它可以在不失原有理化性质的情况下进行无限次循环｡相较于从原始矿石中提取,回收金属所需的能量通常更少,例如,从铝矿石中提取铝可以节省大约95%的能量｡金属回收既有利于自然资源保护,又是实现节能减排的一个重要途径[3]｡

2.1.2纸张回收

纸张回收作为固体废弃物管理的重要一环,涉及废纸产品向新型纸制品的采集和转化｡该工艺对减少森林砍伐､节约能源､降低垃圾填埋场压力等方面都有着十分重要的意义｡纸张回收步骤为收集､归类､洗涤､漂白､再制造｡可送入回收设施的废纸种类有报纸､办公用纸和纸箱｡分类时把不同类型的纸张分隔开,根据纸张质量的差异决定其可循环利用的途径与数量｡在水及化学剂作用下去除纸浆中墨､胶等杂质,最后经漂白处理使纸浆白度回升｡这些处理过的纸浆可以被用来制造新的纸或其他纸品｡通过对纸张进行回收和再利用,原生纤维的需求显著降低｡据估算,每回收1t废纸就能节约大约17棵成熟的树木｡纸张回收所耗费的能源远远小于由原木直接制造纸张所耗费的能源,这有利于减少工业生产对环境的影响｡鉴于纸张具有高度的可回收性,它的回收已经变成了全球环境保护策略中不可缺少的一环｡这不仅有助于资源的持续利用,还推动了环境保护和经济效益的增长｡随着环境保护意识的增强和回收技术的不断进步,纸质回收在全球垃圾处理领域的重要性将持续上升｡

2.1.3塑料回收

塑料回收作为解决全球塑料污染的一项关键举措,既可降低环境污染又可节约资源与能源｡塑料回收过程主要由收集､分类､洗涤､粉碎､熔融和再造粒等几个环节组成｡废塑料收集后送回收设施中,首先面临的难题是分类｡由于塑料有很多种,如PET､HDPE和PVC等｡每一种塑料化学性质不同,回收方法也不一样｡分类阶段采用手动或者自动系统来对不同种类塑料进行分离,以保证回收过程高效优质｡后经机械清洗除去塑料表面的食物残渣､纸标签等污染物,并将清洗后的塑料粉碎成便于熔融､造粒的小颗粒｡熔融时,塑料经高温熔融后由挤出机造粒而成原料颗粒,可供制造新型塑料产品｡塑料回收在降低碳排放与能源消耗的前提下,可显著降低对原油等非再生资源依赖程度,如回收PET塑料所耗能源只是原料生产过程中的很小一部分｡另外塑料回收还有利于降低海洋及陆地塑料废弃物污染｡尽管如此,全球塑料回收率仍然较低,部分原因是缺乏足够的回收设施和技术,以及市场对再生塑料的需求不足｡因此增强大众对于塑料回收的意识､完善回收技术,并拓展再生塑料应用领域是促进塑料回收效率与环境效益提升的关键途径｡

2.2能源回收

从废弃物中抽取热能和电能是一种高效的废物资源化方法,这通常涉及焚烧或其他高温处理步骤,如汽化和热解｡这些技术把有机废物变成可供使用的能源,不但有助于降低废物总量,而且也可以生产可供使用的热能与电能｡焚烧时将废物置于可控环境中燃烧生成大量热,可直接利用生成蒸汽带动涡轮机进行发电或者供热系统｡汽化就是把固体废物变成可燃气体,它们既可燃烧产生热能又可变成电能｡热解过程是在缺乏氧气的环境中对废物进行加热,从而生成油､气和炭,这些物质还可以进一步用于能量的生成[4]｡使用此类技术有利于达到废物管理的双重目标,即缩小废物体积和生产能量｡利用废物提取能量有利于降低对化石燃料和碳排放的依赖性,并为可持续能源开发提供支撑｡但能源回收技术所面临的挑战是必须使用有效的技术设备及系统来保证环境排放符合国家及国际标准｡投资成本过高､技术复杂等问题也成为阻碍上述技术推广的因素之一｡尽管面临着上述挑战,但由于技术进步与环境标准不断提升,利用垃圾提取热能与电能正逐渐成为更多国家与地区优先考虑的垃圾处置方式｡

3、结论

固体废弃物的处理与资源化利用是实现可持续发展的重要途径｡通过采用先进的处理技术和资源化利用方法,我们可以最大限度地减少废弃物对环境的负面影响,同时回收利用其中的资源,为社会的绿色发展贡献力量｡未来,随着技术的进步和政策支持力度加大,固体废弃物的处理与资源化利用将更加高效和环保,为建设生态文明和实现绿色生活提供坚实的基础｡

参考文献:

[1]郭秋雨.基于BP神经网络的建筑垃圾产量预测研究[D].济南:山东建筑大学,2023.

[2]刘芳芳.中职环保类专业融入生态文明教育的课堂教学优化策略研究[D].济南;山东师范大学,2023.

[3]田生兵.制药企业环境绩效审计评价体系的构建与应用研究[D].成都;四川师范大学,2023.

[4]郭亚骁.基于微信小程序的企业端固体废弃物管理系统的设计与实现[D].常州;常州大学,2022.

文章来源:练绮绮.基于环境保护固体废弃物的处理与资源化利用[J].黑龙江环境通报,2025,38(03):119-121.