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固体废物传统处理技术——卫生填埋
卫生填埋法是指采取防渗、铺平、压实、覆盖等措施对城市生活垃圾进行处理和对气体、渗滤液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法。该方法采用底层防渗、垃圾分层填埋、压实后顶层覆盖土层等措施,使垃圾在厌氧条件下发酵,以达到无害化处理。
卫生填埋处理是垃圾处理必不可少的最终处理手段,也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。科学合理地选择卫生填埋场场址,可以有利于减少卫生填埋对环境的影响。
场址的自然条件符合标准要求的,可采用天然防渗方式。不具备天然防渗条件的,应采用人工防渗技术措施。场内实行雨水与污水分流,减少运行过程中的渗沥水产生量,并设置渗沥水收集系统,将经过处理的垃圾渗沥水排入城市污水处理系统。不具备排水条件的,应单独建设处理设施,达到排放标准后方可排入水体。渗沥水也可以进行回流处理,以减少处理量,降低处理负荷,加快卫生填埋场稳定化。设置填埋气体导排系统,采取工程措施,防止填埋气体侧向迁移引发的安全事故。尽可能对填埋气体进行回收和利用,对难以回收和无利用价值的,可将其导出处理后排放。填埋时应实行单元分层作业,做好压实和覆盖。填埋终止后,要进行封场处理和生态环境恢复,继续引导和处理渗沥水、填埋气体。
卫生填埋技术开始于20世纪60年代,它是在传统的堆放、填坑基础上,处于保护环境的目的而发展起来的一项工程技术。卫生填埋的处理能力大,成本较低,但是占用土地,选址困难,直接产生的填埋气主要成分为甲烷,容易发生爆炸等危险。目前大多填埋厂将填埋气排空,不仅提高了温室气体的排放,而且浪费了能源。
固体废物传统处理技术——固体废弃物热解
固体废弃物热解是指在无氧或缺氧条件下,使可燃性固体废物在高温下分解,最终成为可燃气体、油、固形碳的化学分解过程,是将含有有机可燃质的固体废弃物置于完全无氧的环境中加热,使固体废弃物中有机物的化合键断裂,产生小分子物质(气态和液态)以及固态残渣的过程。
固体废物热解利用了有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下使得固体废物受热分解。热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程,焚烧是放热的,热解是吸热的;焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物:气态的有氢、甲烷、一氧化碳,液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等,固态的主要是焦炭或碳黑。焚烧产生的热能量大的可用于发电,量小的只可供加热水或产生蒸汽,就近利用。而热解产物是燃料油及燃料气,便于贮藏及远距离输送。
热解原理应用于工业生产已有很长的历史,木材和煤的干馏、重油裂解生产各种燃料油等早已为人们所知。但将热解原理应用到固体废物制造燃料,还是近几十年的事。国外利用热解法处理固体废物已达到工业规模,虽然还存在一些问题,但实践表明这是一种有前途的固体废物处理方法。1927年美国矿业局进行过一些固体废物的热解研究。
60年代,人们开始以城市垃圾为原料的资源化研究,证明热解过程产生的各种气体可作为锅炉燃料。
1970年Sanner等进行实验证明,城市垃圾热解不需要加辅助燃料,能够满足热解过程中所需热量的要求。
1973年Battle研究使用垃圾热解过程所产生的能量超过固体废物含能量的80%获得成功。
原联邦德国于1983年在巴伐利亚的Ebenhausen建设了第一座废轮胎、废塑料、废电缆的热解厂,年处理能力为600~800吨废物。而后,又在巴伐利亚州的昆斯堡建立了处理城市垃圾的热解工厂,年处理能力为35000吨废物,成为原联邦德国热解新工艺的实验工厂。美国纽约也建立了采用纯氧高温热解法日处理能力达3000吨的热解工厂。
1981年我国农机科学研究院,利用低热解的农村废物进行了热解燃气装置的试验取得成功。小型农用气化炉已定点生产,为解决农用动力和生活能源,找到了方便可行的代用途径。
热分解过程由于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同,热解方式各异:
1.按供热方式可分成内部加热和外部加热。外部加热是从外部供给热解所需要的能量。内部加热是供给适量空气使可燃物部分燃烧,提供热解所需要的热能。外部供热效率低,不及内部加热好,故采用内部加热的方式较多。
2.按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行,热分解过程可分成单塔式和双塔式。
3.按热解过程是否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。
4.按热解产物的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。
5.按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层式或回转式。
由于选择方式的不同,构成了诸多不同的热解流程及热解产物。
综合而言,热解方法适用于城市固体废弃物、污泥、工业废物如塑料、橡胶等。热解法其优点为产生的废气量较少,能处理不适于焚烧和填埋的难处理物,能转换成有价值的能源,减少焚烧造成的二次污染和需要填埋处置的废物量。热解处理缺点是技术复杂,投资巨大。
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