生活垃圾资源化有效利用性分析
摘要：本文对生活垃圾资源化处理进行分析，垃圾中重金属的存在直接影响其有效利用，不断强化人们的环保意识，将分拣垃圾落实到实际行动中，生活垃圾能够变废为宝。
关键词：城市生活垃圾处理方式；重金属存在的制约性；分类处理变再生资源
中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号2095-627X（2014）01-0073-04
Analysis of effective utilization of waste resource
Zhao Jingjing，Chang Zhemin，Song Zhibo
（Inner Mongolia Institute of Environmental Sciences，Hohhot 010011 ）Abstract： This paper for treatment of life garbage resource analysis， heavy metals in garbage are directly affected their effective utilization， strengthen people"s awareness of environmental protection， the implementation of the sorting rubbish into practical action， refuse to waste to treasure.Key words： City life garbage disposal； Restricting the existence of heavy metals； Classification treatment of variable renewable resources
前言
垃圾是人们不恰当处理的物质。近日世界银行公布：美国生活垃圾产量最大，其次是中国和巴西。世界银行预测，2025年中国将位列之首，美国、印度排在二、三位。
“分类产生价值，垃圾变成资源”这则央视公益广告深切的告知人们：若垃圾能分类投放，可利用资源将重新惠于我们。“十二五”期间，我国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资将达到近3亿元。可见，如何通过垃圾分类管理，最大限度地实现垃圾资源利用，已成为我国最关注的迫切问题之一。
1 国外生活垃圾处理现状
1.1 美国
目前，美国纽约每年生活垃圾产量约800万吨，其中16.6%回收利用，12.4%焚烧处理，剩余71%直接填埋。
二十世纪中叶，纽约斯塔腾岛上建有一座占地890公顷的垃圾填埋场，运行期每天接受13000吨垃圾的倾倒量，垃圾堆高达到37米。随着纽约市生活垃圾量的增长，此垃圾填埋场“服役”了半个多世纪（1948-2008）才封场，之后纽约市将垃圾运至邻区-宾夕法尼亚州，该州垃圾场每天要收纳来自本国28个地区的生活垃圾，垃圾恶臭逐渐腐蚀着整座城市的空气。可见，美国的生活垃圾量已趋于“垃圾围城”的状态。
1.2 德国
德国在上个世纪九十年代的头三年中，生活垃圾则减少了50%。在德国，垃圾以焚烧后发电为主。德国每年产生的生活垃圾约1400万吨，而垃圾焚烧站现已有68个，表面看来垃圾处理厂出现了“吃不饱”现象。即便在这种情况下，德国还打算增建100个垃圾处理新厂。
垃圾处理业是个高利润行业，每年产值500亿欧元。在德国垃圾处理是分类的，处理过程中会产生一定的气体和固体化合物，其中气体化合物蒸汽可用作涡轮发电机动力，固体化合物经过压缩成为熔渣，可用来筑路或作为建筑材料。这也是一笔可观收入，但垃圾焚烧产生的二噁英却是人类生活的最大罪魁祸首。
德国有着严格的排放标准限制，据德国环境部2005年报告，德国生活垃圾焚烧厂二噁英年排放量由1985年的全年400克下降到不足0.5克；2000年，生活垃圾焚烧二噁英年排放量约占总排放量的1%。环保问题解决后，2008年开始德国不断进口垃圾，每年都可帮荷兰、意大利等国“消化”数百万吨生活垃圾。
2 我国生活垃圾处理现状
我国城市垃圾产量达2亿吨/年，全国城市共有环卫职工近40万人，环卫机械约3万辆。“十二五”期间国家每年拨款近千亿元用于开展城市垃圾堆肥、填埋、焚烧及资源化利用的科研、开发和示范项目的建设。
对比表2各处理方法可知，影响生活垃圾有效处理的主要问题是垃圾中重金属的存在，此隐患已得到各国环保部的重视和研究。
3 生活垃圾中重金属存在的制约性
3.1 存在范围及形式
3.1.1 来源
城市生活垃圾中金属制品或镀金属制品中金属离子溶出的直接贡献， 如废电池、灯管、旧电器、表面镀金属的物质及塑料类。
3.1.2 重金属形态
环境液体酸碱性直接影响重金属稳定性，采用连续萃取法可将生活垃圾中重金属分为三种不稳定形态： 即吸附在粘土及腐烂植物上的重金属；与颗粒物中碳酸盐结合在一起形成碳酸盐的重金属；与含Fe、Mn氧化物结合在一起形成碱性化合物的重金属。
3.1.3 重金属迁移
垃圾中重金属固定分为吸附和沉淀两种形式[1]，有研究表明，垃圾填埋30年后的填埋场中重金属迁移率不超过0.02%[2]。Bozkurt[3]计算预测，垃圾填埋全部重金属迁移的需数百年时间。
渗滤液中重金属完全来自填埋垃圾中的迁移，迁移过程中由于环境条件的不断变化， 重金属的形态也交替变更。
3.2 污染控制
3.2.1 填埋场渗滤液的处理
垃圾中的重金属容易与有机物形成胶体及化合物进入渗滤液，城市垃圾填埋场渗滤液必须进行专门的封闭处理。完善填埋场防渗工程，防止液体渗向地下造成二次污染。
渗滤液处理过程：渗滤液分离过滤→生物处理→利用微生物改善→深度处理→污泥送处理厂。
3.2.2 焚烧烟气中重金属的防治
控制焚烧中的重金属污染有两种方法：①让重金属留在底灰中，然后再从底灰中将其回收；②让重金属以气体的形式进入烟气，然后再用洗涤等各种方法加以处理。
目前国际上比较流行的方法是向烟气中喷射基于碳的吸附剂，这种方法对于除汞尤其有效，因汞沸点很低，极易挥发，经过焚烧处理后，几乎所有的汞都是以气体形式离开焚烧炉，进入烟气。S.V.Krishnan等人研究证明活性炭吸附剂对汞的吸收率可达90%[4]。而对于pb，Cd，As等沸点较高的重金属则通过加入络合剂，使重金属催化转化形成饱和温度较高且较易凝结的氧化物或络合物，进而被除尘设备捕集。目前公认SiO2、Ai2O3、Ti2O3等化合物对Pb、Cd、As的络合能力极强[5]。
3.2.3 堆肥过程重金属控制
堆肥中重金属形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及残渣态。前三种形态属不稳定形态，后两种形态相对稳定态。
堆肥过程是生活垃圾中有机物料在微生物作用下，进行的好氧发酵过程，有机物质经过分解、稳定化等过程，形成稳定的腐殖性物质，与重金属发生反应。所以，堆肥处理可使大多数重金属钝化作用。堆肥促进了腐殖质的形成，有助于不稳定态重金属元素钝化。
所以，做好垃圾分拣工作，是有效控制重金属减排的最佳措施。
4 规划展望
4.1 “垃圾”资源
4.1.1 废纸
1吨废纸可再造800千克好纸，还原率为80%，而每张纸至少可回用两次。一棵二十年大树才能造出3000张A4纸。
4.1.2 一次性塑料用品
1吨废塑料中能还原约700公升汽油或柴油。
4.1.3 碎玻璃
回收一吨废玻璃可节约石英砂720公斤、节煤10吨、节电400度；相当于回收一个玻璃瓶节省的能量，可使灯泡亮4小时。
4.1.4 废金属材料
废罐溶解后可100%地无数次循环再造成新罐，而且还可制成汽车和飞机等的零件。循环再造铝罐可节省95%新造铝罐所需的能源，扔一个铝罐就等于浪费半个铝罐的石油，废电池中所含的汞、镉是污染性极强的有毒重金属，回收电池可提取稀有金属锌、铜和二氧化锰。
而我国的废纸回收率仅为20%-30%，流失废纸600万吨/a，相当于浪费森林200万亩；对废塑料、碎玻璃的再造率也不到10%，原因这些“垃圾”资源和其他垃圾混在一起。
4.2 垃圾分类处理
我国仅每年扔掉的60多亿只废干电池就含7万多吨锌、10万吨二氧化锰，这么巨大的浪费就是在人们不经意间造成的。一颗纽扣电池可污染600吨水，相当于一个人一生的饮水量。
针对我国生活垃圾处理中存在减量化措施缺乏、无害化程度低、资源再生利用率低等问题，《中国21世纪议程》中明确要逐步实行垃圾分类收集处理和资源化利用。所以垃圾分类处理意义重大：
4.2.1 节省土地
若实行垃圾分类，其中近一半成分能作为再生资源回用，这些垃圾就不必进填埋场了。4.2.2 减少污染
生活垃圾中含有大量化学垃圾，塑料中含氯、电池中含汞、油漆中的重金属等堆放在自然界，有毒成分会溢出污染水源和土壤，并通过农作物、水生生物或其他食物链进入人体，直接威胁着我们的身体健康的和生存环境。
4.2.3 效益显著
对垃圾进行分类处理和综合利用，才能根本解决垃圾对环境的污染、垃圾处理资金短缺、资源浪费等。
4.3 讨论研究
为更加安全有效地处理生活垃圾，现提出如下建议：
4.3.1 处理前源头分类
生活垃圾分类投放，必须从源头做起，相信“众人分垃圾，垃圾变资源”终会实现！
4.3.2 处理中减排
①严格对填埋场渗滤液进行封闭处理，防止渗滤液污染地下水。
②根据我国垃圾成分多变和热值低位波动的特点，研发燃烧稳定的垃圾焚烧炉及高效的烟气处理设备。
③垃圾堆肥场应做好防渗工程，谨防循环污染。
4.3.3 处理后控制
①垃圾填埋场做好填埋场防渗工程，以免造成二次污染。
②垃圾焚烧后控制主要为灰，高效处理法为水泥固化，水泥显碱性，在固化期使重金属离子在碱性条件下，生成沉淀碱性氧化物、碳酸盐类，且重金属也可固化于水泥晶格中[6]。抑制烟气中二噁英产生的最有效方法为：在焚烧炉中充分混合搅拌以达到完全燃烧，将炉内温度控制在900℃以上，使二噁英完全分解。
③李勋光[7]等把经无害化处理的生活垃圾与化肥按一定比例混合制成有机复合肥，通过试验方法，研究对蔬菜和土壤环境的效应，实验表明：施用该专用肥的蔬菜营养成分含量增加，而重金属Cd、Cr、Pb、As元素的含量均未超出相关卫生标准，长期施用可补充土壤有机质。
5 结语
我国应借鉴国外优秀经验，制定必要的循环经济法规，如：对废电池、废日光灯这类有毒有害物质可通过以旧换新的方法促进回收；对金属、废纸、玻璃等直接分拣回收；将热值高的废塑料、废弃织物、草木类垃圾归类收集进行焚烧以提高垃圾焚烧发电的效率；对厨余垃圾和动植物残余物等进行堆肥发酵处理。对以上方法无法处理的垃圾再进行填埋处理。
参考文献
[1]Kjeldsen P， Barlaz MA， Rooker AP， Baun A， Ledin A，Christensen TH. Present and Long-Term Composition ofMSW Landfill Leachate： A Review [J]. Critical Reviewsin Environmental Science and Technology. 2002，32（4）：297- 336.
[2]Belevi H， Baccini P. Long-term behavior of municipalsolid waste landfills[J]. Waste Management & Research.1989，7（1）： 43- 56.
[3]Bozkurt S， Moreno L， Neretnieks I. Long-term fate of or-ganics in waste deposits and its effect on metal release[J]. The Science of The Total Environment. 1999，228（2- 3）：135- 152.
[4]张益.生活焚烧厂中二恶英的产生和控制[J].环境保护，2000，l：14-15.
[5]葛俊，徐旭.垃圾焚烧重金属污染物的控制现状[J].环境科学研究，2001，3：62-64.
[6]高忠爱.固体废物的处理与处置.高等教育出版社.140一144.
[7]李勋光，李小平，城市垃圾堆肥制备用肥对蔬菜生产和环境的效应，应用与环境生物学报，1995，l（3）：267-273.