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有機(jī)廢棄物資源的特點(diǎn)與清潔利用技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2010年9月22日 來(lái)源:

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    1、前言

 
    有機(jī)廢棄物數(shù)量巨大,全世界每年產(chǎn)生超過(guò)10億噸的廢棄物,城市生活廢棄物中有機(jī)物含量超過(guò)50%[1],這些廢棄物露天堆放、圍困城市、影響景觀、污染環(huán)境、威脅健康,被稱為“垃圾”,并成為城市發(fā)展中的棘手問(wèn)題。人們采取多種方法對(duì)“垃圾”進(jìn)行處理,老問(wèn)題得不到徹底解決,又產(chǎn)生一些新問(wèn)題。例如,焚燒釋放二惡英、呋喃等有毒氣體和有害的爐渣及灰塵等;填埋是為了防止污染,事后發(fā)現(xiàn)再收集填埋氣,資源利用率僅40-70%,且不能根除污染,填埋殘余物一旦暴露出來(lái),其擴(kuò)散和污染的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于不填埋,某種程度上說(shuō)是一種污染的轉(zhuǎn)移甚至加劇。面對(duì)“垃圾”處理存在的種種問(wèn)題,為了避免造成更多人力、物力的無(wú)謂投入,和資源的浪費(fèi),及時(shí)調(diào)整人們對(duì)有機(jī)廢棄物的認(rèn)識(shí),找到有機(jī)廢棄物的綜合利用方案,而不是作為垃圾的暫時(shí)處理方案,是非常必要的。


    2、有機(jī)廢棄物的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)

 
    對(duì)有機(jī)廢棄物的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ),決定了對(duì)有機(jī)廢棄物的處理方式和得到的結(jié)果。對(duì)有機(jī)廢棄物的認(rèn)識(shí)可粗分三個(gè)階段:


    第一階段:作為廢物進(jìn)行處理。直到20世紀(jì)70年代,有機(jī)廢棄物一直被隨意丟棄,積累到一定數(shù)量,對(duì)人們的生活環(huán)境產(chǎn)生了極其惡劣的影響。例如,1831年,英國(guó)和其他許多歐洲國(guó)家爆發(fā)了死亡慘重的流行性霍亂,這一事件促成了有機(jī)廢棄物從隨地丟棄到集中處理的轉(zhuǎn)變。該階段有機(jī)廢棄物被認(rèn)為是沒(méi)有用處的垃圾,并逐漸從被漠視的角色演變成困擾人們生活的一大難題。

 
    第二階段:作為廢物進(jìn)行處理并從中獲取有用物。從20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)初,有機(jī)廢棄物因其龐大的數(shù)量以及帶來(lái)的環(huán)境危害引起了世界范圍的關(guān)注,從環(huán)保的角度開(kāi)發(fā)出了焚燒、填埋、堆肥等處理方法。為了降低處理成本,人們希望在處理的過(guò)程中獲得一些補(bǔ)償,尤其是70年代西方發(fā)生能源危機(jī)后,一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始重視城市生活垃圾的資源化利用,大力推行垃圾分類收集,開(kāi)發(fā)垃圾焚燒發(fā)電、填埋氣回收等技術(shù)[2]。該階段人們?cè)谔幚碛袡C(jī)廢棄物的同時(shí),回收利用其中的資源。

 

    第三階段:作為資源進(jìn)行利用。從近幾年開(kāi)始,隨著煤、石油等不可再生資源日益減少,能源危機(jī)日益嚴(yán)重,有機(jī)廢棄物也將為自己正身,承擔(dān)起作為資源的使命。任何物質(zhì)都是有用的,沒(méi)找到利用他的方式和技術(shù)不代表它就是廢物。將有機(jī)廢棄物作為生產(chǎn)沼氣、電等能源的原料,可充分發(fā)揮其價(jià)值。該階段人們將有機(jī)廢棄物作為資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用。


    3、有機(jī)廢棄物資源的特點(diǎn)


    基于有機(jī)廢棄物是資源的認(rèn)識(shí)起點(diǎn),從數(shù)量、質(zhì)量和分布上看,將有機(jī)廢棄物資源與傳統(tǒng)資源(比如煤、石油等)作比較,有以下特點(diǎn):


    特點(diǎn)一,有機(jī)廢棄物資源的數(shù)量不斷增加。據(jù)有關(guān)資料顯示,全世界垃圾年均增長(zhǎng)速度為8%-9%,西方發(fā)達(dá)國(guó)家以2%-5%的增長(zhǎng)率遞增,我國(guó)以8%-10%的速度增長(zhǎng)[2];據(jù)世界能源會(huì)議統(tǒng)計(jì),世界已探明可采煤炭?jī)?chǔ)量共計(jì)15980億噸,預(yù)計(jì)還可開(kāi)采200年。探明可采石油儲(chǔ)量共計(jì)1211億噸,預(yù)計(jì)還可開(kāi)采30~40年。占世界目前耗能80%的化石燃料(煤炭、石油、天然氣)的最終可采量相當(dāng)于33730億噸原煤,而世界能耗正以年5%的速度增長(zhǎng),預(yù)計(jì)只夠人類使用一二百年[3]。


    特點(diǎn)二,有機(jī)廢棄物資源的質(zhì)量不斷提高。有關(guān)資料表明,垃圾質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有著密切關(guān)系,經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),人們生活水平越高,垃圾中有機(jī)物的含量越高,已逐漸由原來(lái)的30%左右增高到50-70%[1],熱值也越高,美國(guó)城市垃圾的熱值最高達(dá)11640kJ/kg[2]。而煤和石油的質(zhì)量卻在不斷降低,因開(kāi)發(fā)技術(shù)和手段越來(lái)越先進(jìn),優(yōu)質(zhì)富礦的存量越來(lái)越少。


    特點(diǎn)三,有機(jī)廢棄物資源分布廣泛。有機(jī)肥廢棄物在城市主要以生活垃圾的形式存在,包括餐廚垃圾、工業(yè)有機(jī)廢棄物等,在農(nóng)村主要以農(nóng)業(yè)廢棄物的形式存在,包括畜禽糞便、農(nóng)業(yè)秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物等。全世界各地區(qū)都有豐富的有機(jī)廢棄物資源,而全世界擁有煤炭資源的國(guó)家大約70個(gè),其中儲(chǔ)量較多的國(guó)家有中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、加拿大、印度、波蘭和南非地區(qū),它們的儲(chǔ)量總和占世界的88%。我國(guó)的煤炭資源主要分布在山西、內(nèi)蒙、陜西、貴州、寧夏、安徽等。


    綜上所述,有機(jī)廢棄物資源是一種分布廣泛、質(zhì)量和數(shù)量都在不斷提升的能源資源。


    4、有機(jī)廢棄物資源的清潔利用技術(shù)


    傳統(tǒng)線性經(jīng)濟(jì)模式下資源的利用方式為資源    產(chǎn)品    廢棄物。把廢棄物作為資源是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念,應(yīng)以3R原則為指導(dǎo)選擇工藝技術(shù),要求盡量少消耗額外的不可再生能源,并使原來(lái)的廢棄物不產(chǎn)生二次污染。利用自然界中的生物能可滿足該需求,因利用自然界的生物來(lái)分解廢棄物資源并得到能源,可做到不額外再消耗其它資源、產(chǎn)生其它廢物,符合能源消耗減量化和無(wú)害化原則,故廢棄物資源化利用應(yīng)首選生物技術(shù)。


    生物技術(shù)不同,生產(chǎn)的效率和效益不同,高效厭氧生物發(fā)酵技術(shù)既可產(chǎn)生沼氣,又可使用發(fā)酵殘余物生產(chǎn)有機(jī)肥,將廢棄物資源全部實(shí)現(xiàn)向能和肥轉(zhuǎn)化,沼氣可用于發(fā)電并網(wǎng)、車用燃料等,有機(jī)肥直接用于綠色有機(jī)食品的種植,利用國(guó)家相關(guān)的可再生能源補(bǔ)貼政策和有機(jī)肥生產(chǎn)優(yōu)惠政策,可實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益。


    應(yīng)用高效厭氧生物技術(shù)有兩點(diǎn)需要注意:一、實(shí)踐證明不同原料的復(fù)配和不同的厭氧方式能大大提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。比如,將餐廚垃圾、城市污泥、糞便、污水等不同原料進(jìn)行復(fù)配,采用高溫厭氧消化技術(shù),同單一原料和中低溫發(fā)酵相比,可以使沼氣的產(chǎn)量提高一倍以上;二、高效厭氧生物技術(shù)產(chǎn)品以能(沼氣)和肥(有機(jī)肥)為主,其中有機(jī)肥產(chǎn)生的效益是不可忽視的重要部分,如不重視有機(jī)肥的生產(chǎn),難以在經(jīng)濟(jì)上實(shí)現(xiàn)盈利。

 
    5、有機(jī)廢棄物資源化的商業(yè)模式

 

    對(duì)有機(jī)廢棄物的認(rèn)識(shí)由垃圾到資源,商業(yè)觀念也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整,針對(duì)不同的主體分析如下:


    政府觀念的轉(zhuǎn)變。不當(dāng)作垃圾就不是包袱,當(dāng)資源就可以利用它來(lái)招商引資,提供產(chǎn)品,無(wú)需建市政排放系統(tǒng),應(yīng)該建生產(chǎn)利用系統(tǒng)。

 
    企業(yè)觀念的轉(zhuǎn)變。資源是企業(yè)的原料,通過(guò)投資資源生產(chǎn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)盈利。由于該資源價(jià)值低,企業(yè)效益差,可通過(guò)整合資源和利用優(yōu)惠政策來(lái)解決。例如,把城市的糞便、生活污泥、周邊養(yǎng)殖場(chǎng)豬糞、牛糞、餐廚垃圾、垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液聯(lián)合起來(lái)消化產(chǎn)生沼氣,不但產(chǎn)氣率高,而且還收獲處理費(fèi)用和政策補(bǔ)貼,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益均較可觀。

 
    把原來(lái)城市要建的幾個(gè)系統(tǒng)(污水收集、處理、排放系統(tǒng),垃圾收集、運(yùn)輸、填埋系統(tǒng),市政糞污收集、處理、利用系統(tǒng)等)合而為一,提供水、能源和有機(jī)肥等,不僅節(jié)省建設(shè)投資,而且?guī)?lái)收益,相對(duì)原來(lái)單獨(dú)治理的小市政模式,這種新型商業(yè)模式可稱為統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)的大市政模式。

 
    6、結(jié)束語(yǔ)

 
    有機(jī)廢棄物綜合利用的新思路,建立在有機(jī)廢棄物是資源的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,對(duì)緩解環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)有一定的促進(jìn)作用。該綜合利用思路不僅限于有機(jī)廢棄物領(lǐng)域,所有廢棄物以及其它被視作垃圾的物質(zhì)本質(zhì)上都是資源,只是暫時(shí)沒(méi)有找到合適的使用方法,對(duì)待這些物質(zhì)的出發(fā)點(diǎn)都應(yīng)是利用,而非處理,否則容易走彎路,浪費(fèi)資源。

 
    傳統(tǒng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)主要以環(huán)境污染控制、污染物減排和處理等防治手段為主[4],對(duì)廢棄物的新認(rèn)識(shí)賦予了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新內(nèi)涵,將污染防治變成資源利用,可使環(huán)保產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)由防治到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。


    參考文獻(xiàn):

    [1] 趙由才、宋玉.生活垃圾處理與資源化技術(shù)手冊(cè),北京:冶金工業(yè)出版社,2007.2-14.

 
    [2] 袁振宏、吳創(chuàng)之、馬隆龍等,生物質(zhì)能利用原理及技術(shù),北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.364-367.


    [3] 熊尚春,以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)新能源技術(shù)全面提高替代能源自主研發(fā)新水平,大眾科技報(bào),2008.5.29.


    [4] 張坤民,溫宗國(guó). 中國(guó)可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保產(chǎn)業(yè),重慶環(huán)境科學(xué),2002,24(2):24.
 


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