摘要:本文就有机固体废弃物的热处理机理进行全面的分析和阐述,针对污泥这种固体废弃物进行热解,热解的工具选用了落下床辐射炉与转炉两种不同的炉型进行对比分析研究。针对其中的一些关键的参数分析了因热解所产生的固态、液态和气态等的影响,分析热解技术处理固体废弃物时,工艺流程和技术参数能够达到优良品质的相关数据,对一些工业性的试验提供相应的科学依据。对使用类似工程的一些废弃物热解厂的相关工程建设投资以及一些运营情况,经营效益进行分析,在
日后热键技术的发展中提供一些参考。
关键词:固体废弃物;热解技术;废弃物处理
一、我国城市的主要固体废弃物的特点
1、固体废弃物的产量增长速度快。有关部门统计,1979年,我国城市固体废弃物的清洁和运输的总量只有1990年的五分之一,增长的速度已经大大超过了西方国家3%左右的增长速度,假设我国固体废弃物的人工处理量可以达到所有产生的固体废弃物量的80%左右,那么我国平均每个人每天都会产生2公斤左右的固体废弃物。
2、固体废弃物中成分利用产生的经济价值较低。我国城市固体废弃物中有机成分含量很小,只有无机成分含量的四分之一左右,其中不可燃的成分占比非常大,接近95%,不可堆肥的成分也远远小于可堆肥的成分,这就导致我国固体废弃物中可利用的部分含量很少,对于固体废弃物的经济利用带来了很大的阻碍。
3、随着我国季节的变化,固体废弃物的种类和特性也在进行变化。我国地域广阔,环境情况复杂,各省之间的生活习惯有着很大的不同,这就导致我国居民的生产生活资料会随着季节的变化产生变化,形成一定的波动特征,导致固体废弃物的种类特性形成了相应的变化。
二、固体废弃物的污染与危害
1、浪费宝贵的土地资源。随着城市建设的发展,土地资源越发宝贵,但是大量的固体废弃物产生,会造成土地资源的严重浪费。
2、造成水体污染。固体废弃物如果不经过任何处理,就倾倒在江河湖海中,这就对水资源造成了严重污染,同时,固体废弃物中的病毒等还可造成水传染病。
3、污染大气。我国许多城市将固体废弃物直接堆放在露天环境中,这就会导致垃圾中的有害物质随意在空中飘散,就会对空气造成严重的污染。
4、污染土壤和农作物。固体废弃物会导致土壤中产生一些寄生虫卵和重金属等有害物质,导致土壤的质量下降,从而也让生长在土壤中的农作物造成污染。
三、我国固体废弃物管理中的问题
1、管理体系建设需完善
我国固体废弃物处理管理体制建设需完善,固体废弃物的处理是政府部门直接管理,这时就会导致政府的环境保护部门,政府的废弃物处理部门和政府的废弃物管理执行部门都是政府一家,政企合一,导致体制比较混乱,同时,市政环境卫生管理部门的从业人员数量繁多,结构庞大,相互责任混乱不清,互相推诿的现象经常发生,这对固体废弃物的管理造成了较大阻碍。
2、我国居民环保意识不强,相关法律法规制定不健全
我国虽然已经颁布了一些有关环境保护和固体废弃物处理的法律法规,但是这些法律法规的细节比较缺乏,可执行性比较差,我国居民的环境保护意识比较薄弱,一些城市将垃圾随意堆放,相关垃圾处理设施建设非常滞后,环卫工人的业务能力也有待加强。
3、环卫资金严重缺乏
因为我国的固体废弃物处理工作主要有政府承担,相关资金来源主要依靠国家财政拨款,随着城市的快速发展,固体废弃物的数量急剧增长,这就导致资金缺口越来越大,严重影响了固体废弃物的处理和管理。
4、固体废弃物处理技术相对落后
我国对于固体废弃物的处理工作起步较晚,目前我国专业的固体的废弃物处理场地大多数处在经济发达的东南沿海大城市中,广大中小城市还尚未建成具有体系化的固体废弃物处理场地,同时,由于专业技术人才的缺乏,科研经费的不足导致一些先进的固体废弃物处理技术研究还处在起步阶段,我国的固体废弃物处理水平比西方发达国家相比,还相对落后。
四、我国固体废弃物处理的相关措施
城市垃圾将是我国未来发展中需要重视的一个重要问题,我们需要对城市垃圾和粪便的处理
设计好方式,从而能够对废弃物进行有效利用,合理控制,这样才能为我国经济社会的可持续发展提供有力保障。全社会都应该高度重视环境保护问题,将城市建设成为清洁、优美、繁荣、富强的现代化城市。现行的固体废弃物处理管理体制机制已经不能很好地适应于城市的快速发展,这就要求我们研究新的体制机制,争取环境保护部门能够政企分开,鼓励支持社会资本投资固体废弃物处理企业,通过企业的经济收益,激发企业固体废弃物处理的热情,同时,合理利用竞争机制,帮助中国固体废弃物处理事业的发展和繁荣,保障人民群众的城市生活,形成绿水青山的城市生态环境,为我国可持续发展事业的建设添砖加瓦。
五、有机固体废弃物热解处理现状及其发展
煤的热解机理在1920年代已经发展的比较成熟,相关的工业实施已经获得了一定的成果,根据煤的热解机理,将固体废弃物处理和热解技术进行结合,发展时间并不长,当时,一些欧洲国家主要使用焚烧法对垃圾进行处理,美国的一些研究专家发现,热解法比焚烧法更为安全,对环境的污染也较小,还可以将废弃物中的有效能源进行回收后再次利用。这种新的热解法当时迅速在美国开始时间,一些美国著名的固体废弃物处理公司通过深入的研究和实践,已经发展了具有这些企业特点的热解系统,相继在美国投产使用。
除了美国之外,欧洲的一些发达国家和亚洲的日本已经意识到焚烧处理固体废弃物有许多的不利,这就促使他们开始了对热解技术的研究,例如德国的斯图加特大学、汉堡大学等高等院校和法兰克福市清扫局、西柏林市清扫局等一些政府机构已经开始进行热解处理技术的研究。这些高校和相关政府机构已经取得了一定的成效,如汉堡大学的轮胎流化床处理,该技术在当时非常先进,已经进入了市场,接受市场的检验。转炉热解技术由当时的巴高克公司进行研究,同样也投入了市场使用。
六、热解机理
热解过程是一种化学反应,这种化学反应具有连续性和同时性。反应过程中,会出现异构化,形成一些有机物断键的复杂反应。热解中的中间产物能够形成两种反应趋势,即从大分子到小分子,最后裂解和从小分子到大分子,最终聚合。
脱水后,就可以进行分解,继续反应,会脱甲基。生成水后,与架桥部分的分解次甲基链的反应。
上述反应,阶段性并不是十分明显,在一些情况中,这些反应可以同时发生,交叉进行,煤的热解和上述这种反应情形具有一定的相似性,上述反应和煤的热解反应所具有的不同性在于:固体废弃物中的一些如橡胶、塑料等物质,它们所含有的一些氧元素比较少,但是氢元素比较多,热解后,这些固体废弃物的热解产品油的含量比较高,产生的气体热值也比较大。其他废弃物正好相反,其他废弃物往往氢元素的含量比较少,氧元素的含量比较多,相应产生的气体中,热值也就相对较低。
七、热解的社会环境效益
当前,我国城市固体废弃物的处理,水平和发达国家相比还比较落后,处理的方式还没有形成综合化的体系,除了个别少数沿海经济发达城市外,许多中小城市的处理方法还比较粗放,垃圾中含有许多对环境污染严重和对人民生活健康水平造成严重威胁的有害物质。我国在近几年来逐渐开始重视对固体废弃物的绿色处理,但是依然存在一些不合理的填埋堆肥处理方式,如果使用热解技术,可以将固体废弃物进行转化,形成诸如焦油、焦渣等工业可利用资源,同时,节省了宝贵的土地资源,保护了生态环境,具有非常客观的社会环境效益。
参考文献
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