固廢處置技術與回收再利用的有效途徑分析

史會瑩，韋 輝，孫 磊

（1.臨沂沐之韻環保科技有限公司，山東 臨沂 276000；2.臨沂市環境保護科學研究所有限公司，山東 臨沂 276000）

固體廢物處理技術是指將固體廢物轉化成適于運輸、利用、貯存或最終處置的技術[1]。當前的固體廢物處理技術主要包括化學處理、物理處理、熱處理、生物處理、固化處理等幾種類型。固廢處理技術的類型不同，其原理和方法也有所不同。化學處理技術是利用化學方法破壞固體廢物中的有害成分，實現固體廢物無害化。物理處理技術是以濃縮或其它方式，改變固體廢物結構，使固體廢物更適于運輸、存貯、利用或最終處置。生物處理法是利用微生物對固體廢物中可分解的有機物進行分解，實現固體廢物無害化或再利途。

1 固體廢物的來源與危害

固體廢物來源于多個行業，如化學藥品與原藥制造行業、煉焦制造業、造紙業、生物生化制品制造業、制革行業、獸用藥品制造業、印刷業等。固體廢物來源復雜，成分也復雜，對人與環境的危害較大[2]。固體廢物的危害性主要來自于其所含的有毒有害成分。固體廢物的危害性包括反應性、易燃性、毒性、腐蝕性及感染性等。現實生活中固體廢物很多，如醫療廢物、廢有機溶劑、重金屬以及廢酸、堿等[3]。

固體廢物對人、環境、動物等都會產生影響。如鉻渣會刺激并腐蝕人體皮膚和消化道；含鉻廢水會影響玉米、小麥等作物生長；鉻蓄積在魚類組織中對水體中的動物和植物也產生影響。氰渣會損害人體健康，引起人心悸、頭痛頭暈、甲狀腺腫大等；大量氰渣作用于人體時會直接引發急性中毒，使人出現呼吸衰竭而死。無機鹽廢渣會對人的消化系統、造血系統、神經系統等產生影響，導致人的肝、腎等臟器中毒，使人的身體健康與生命安全受到嚴重威脅。含砷化合物具有致癌作用，鋅鹽對皮膚和黏膜有刺激和腐蝕作用；重金屬對動植物、微生物有明顯的危害作用，重金屬進入土壤后在土壤中累積，最終會導致土壤結構、組成、功能等發生變化，微生物活動受到抑制。酸、堿渣中含有大量的金屬離子與鹽類，會刺激人體黏膜、眼睛以及皮膚，造成人體皮膚與內部器官的損傷。

2 固體廢物的處理原則

固體廢物因種類、性質及對環境的污染程度不同，采用的處理手段與處置方式也應有所不同。我國《固廢法》中明確規定，固體廢物處理要遵循三化原則，即減量化、資源化與無害化[4]

2.1 減量化

減量化是指應用相關技術手段，減少固體廢物的排放量、產生量。按照減量化原則，在開展一些生產活動時，需選用合適的生產原料，并不斷優化生產工藝，提高資源利用率，以減少固體廢物的產生。另外，要想實現減量化目標，可在生產時盡量采用無廢或低廢工藝，將生產過程中的固體廢物產生量降到最低。最后是通過提高產品質量與使用壽命，以及科學處理固體廢物與最大限度回收利用固體廢物來實現減量化目標。目前我國開始研發和利用清潔生產工藝，以減少固體廢物的產量[5]。

2.2 資源化

所謂資源化就是重新挖掘固體廢物中可利用的部分，將固體廢物回收利用，使其重新發揮作用。將固體廢物進行資源化處理需要用到資源再利用技術。

固體廢物資源化處理需經過物質回收、物質轉換及能量轉換。物質回收是將物質從固體廢物中進行二次提取和回收；物質轉換就是利用固體廢物制取新形態的物質；能量轉換指的是回收廢物處理過程中產生的能量，并將其轉換為電能或熱能再加以利用。在處理固體廢物時遵循資源化原則，可大大提高整個處理工作的環境效益，從而提高資源利用率。

2.3 無害化

無害化也是固體廢物處理中需要遵循的一大原則，按照這一原則對固體廢物做無害化處理，可大大降低固體廢物對環境以及人體的危害程度，從而保護環境與人體健康。固體廢物無害化處理需用到多種技術，如焚燒技術、填埋技術、生物降解技術、熱處理技術、有機物熱解氣化技術等。在對固體廢物進行無害化處理時要考慮處理成本[6]。

3 固體廢物處理技術分類

3.1 物理處理法

物理處理法主要是通過濃縮或相應變化改變固體廢物的結構，但不對固體廢物產生破壞的一種方法。當前常用的蒸發、干燥、破碎、壓實、分選等方法都屬于物理處理法。物理處理技術在預處理環節有著廣泛應用[7]。

3.2 化學處理法

化學處理法也是當前比較常用的處理方式。化學處理法的原理及過程是：先破壞固體廢物中的有害成分，使固體廢物無毒無害，再對固體廢物進行進一步處理或利用。當前最常用的化學處理法有固化、中和、還原、氧化及化學沉淀等。在應用化學處理法時需注意，由于化學反應條件比較復雜，影響因素較多，所以化學處理法的應用范圍有限，比較適用于對所含成分單一或含有幾種化學成分特性相似的固體廢物進行處理，不適用于對混合廢物的處理。

3.3 生物處理法

生物處理法主要是利用微生物的分解、降解作用，對固體廢物中的可降解有機物進行處理，最終達到無害化，使固體廢物能被綜合利用。生物處理法會改變固體廢物的組成、形態及容積等，使固體廢物更適于運輸、貯存或利用。當前的兼性厭氧處理、厭氧處理及好氧處理等幾種生物處理法都適用于固體廢物處理。生物處理法的優點是清潔無污染、安全環保、處理成本相對較低，缺點是處理時間較長，處理效率不是十分穩定[8]。

3.4 焚燒處理法

焚燒處理法的原理簡單，操作過程也比較簡單。焚燒處理法主要是通過對固體廢物中的可燃性物質進行燃燒，在燃燒過程中發生氧化反應，使固體廢物的體積減小，同時利用燃燒過程中產生的熱能。該方法效率高，成本較低，但處理不當可能會造成局部大氣顆粒物濃度增加，引發二次污染。因此在應用時要科學選擇焚燒設施與焚燒場地，并做好污染控制。

3.5 熱解處理與固化處理法

熱解處理法是指通過固體廢物中的有機物在高溫下裂解，獲得輕質燃料。而固化處理法是將固體廢物用一種固化基材料包裹，然后將固體廢物運到安全位置或做進一步處理。固化處理方式能有效降低固體廢物對環境及人體的危害。

4 固體廢物處理技術的應用

4.1 預處理技術的應用

在進行固體廢物預處理時，通常需要用到壓實、破碎、分選、脫水及干燥等技術。壓實處理技術也稱為壓縮處理技術，是利用機械重力壓縮固體廢物，降低固體廢物的孔隙率，增加物料聚積程度與密度，使固體廢物更便于運輸、貯存及再處理。研究與實踐證明，經過壓縮處理的固體廢物，非常有利于制取高密度的惰性材料或建筑材料，便于儲存或再次利用。但壓實技術具有一定的局限性，含水廢料、剛性材料、含易燃易爆成分的廢料，不適合使用壓實技術。生活中常見的玻璃、塑料、金屬、大塊木材等也不適用于壓實技術，因為這些廢料可能會損毀壓實設備。在對固體廢物進行壓實處理時，可將整個壓實過程看作是消耗一定的壓力能，提高廢物容重的過程。固體廢物在受到機械等施加的壓力后，顆粒就會被擠壓，顆粒間的間隙會變小，一些顆粒會破碎或變形，物質內部的顆粒就會重新組合，這樣固體廢物的體積、形態等也會發生改變，使固體廢物更便于運輸與儲存。如一只易拉罐，壓扁后其體積與容積就會減小，占地面積也會減小，因而更便于運輸[9]。

4.2 電化學氧化技術的應用

電化學氧化技術是當前一項比較先進的固體廢物處理技術，該技術是通過在電極表面發生的催化作用或由于電場作用而產生氧化劑，氧化劑再與廢物中的物質發生反應，促使污染物質與固體廢物分離，達到降低固體廢物毒性與污染性的目的。電化學氧化原理如圖1所示。

圖1 電化學氧化原理示意圖

電化學氧化技術經過幾年發展已相對成熟，固體廢物處理效果也比較可靠。相較于化學沉淀與物理吸附等比較傳統的固體廢物處理方法，電化學氧化技術清潔環保、綠色高效、占地面積小，工藝設備維護簡便，并且還能與其他固體廢物處理技術結合使用，因此該技術在當前的固體廢物處理工作中發揮著十分重要的作用。近年來，電化學氧化技術的應用范圍在不斷拓寬，其在環境領域的重要性不容忽視。隨著電力技術的進一步發展及實踐經驗的不斷豐富，電化學氧化技術在未來會有更好的發展與應用前景。

5 固體廢物處理與循環利用的建議

5.1 調整產業結構，減少固體廢物排放

近幾年，我國在加快推進產業結構調整與能源結構改革，雖取得了一定成果，但與部分發達國家相比，我國多地的能源結構與工業產業結構仍比較落后，再加上一些行業的工藝設備落后，所以固體廢物的產生量仍然較大。在此情況下，必須持續推進工業產業結構調整與能源轉型，從根本上減少固體廢物的排放，提高固體廢物的治理成效。有關部門要在保證地區經濟不受過大震蕩的情況下逐步淘汰一些高耗能、高污染的產業。在加快調整產業結構的同時，也要全面實施清潔生產技術改造，制定完善的固體廢物排放標準，規定重點地區的固體廢物排放上限，執行污染物專項排放限值標準。

5.2 優化企業行為，減少固體廢物排放

為了降低固體廢物的排放量，提高固體廢物的治理成效，政府部門還需從企業著手提升固體廢物治理水平，實現最終的治理目標。經調查發現，當前部分企業仍以發展經濟為中心，不注重國家的一些環保政策、減排要求等，因此，相關職能部門有必要向企業宣傳環保知識、固體廢物處理知識等，使企業從意識層面提高對環保工作及固體廢物處理工作的重視，并在行為上有所轉變。相關部門還要督促、約束、激勵與引導企業以減少污染、保護環境等為目標，對企業現有的環境目標做出調整，并以調整后的目標為基礎組織開展各項生產活動與環境保護工作，改變企業原本落后的生產模式與發展理念，使企業更適應當前的環保潮流。企業要根據其環保理念以及國家的減排要求，科學制定固體廢物排放的管控方案，劃分與落實管理責任，切實提高管理水平。

5.3 加強固體廢物排放與處置監管

在當前背景下，應運用現代信息技術，提高政府監管水平，使政府能夠更好地開展“事前控制”。由于數據庫技術、地理編碼技術等具有強大的信息采集與處理功能，因而可以為政府提供真實、全面且及時的固體廢物信息，便于政府開展預防與管理工作。同時計算機處理系統、數據庫技術等也能輔助政府更準確地收集信息、甄別信息篩選信息，使政府的決策更加準確，固體廢物監管方案更加科學。有關部門可在固體廢物全流程監管工作中運用現代信息技術、數字技術，大大提高固體廢物監管工作的精準化與數字化程度，彌補傳統監管模式的弊端。在傳統監管模式中，人員檢查與巡視是最主要的手段，檢查結果的精確度會受多方因素的影響，監管效能也比較遲緩。而在運用現代信息技術后，監管人員可運用現代智能監測設備、計算機信息系統等完成固體廢物信息的采集與處理工作，也可運用現代在線監測技術對區域內的固體廢物信息進行自動監測，這樣就能減少了人為失誤，提高固體廢物監管的精準化與數字化程度。工作人員可利用現代信息技術、數字技術對區域內的固體廢物排放信息、分布信息、處理信息及污染信息等進行調查與管理，為監管方案的制定提供參考依據。工作人員可運用大數據、云計算等技術調查分析所轄區域的人口密度、工業結構、工廠分布、固體廢物污染源分布與排污量等，把握區域環境監管的重心與要求。在做好信息調查分析的基礎上，梳理相關職能部門的職責與人員職責，完善固體廢物監管細則。此外，還可以采用實時遠程監控技術、物聯網監控技術、定位技術、視頻識別技術等，捕捉和記錄固體廢物污染的現場情況，獲取真實數據，為固體廢物的處置提供參考。

6 結語

綜上所述，隨著人們生活、生產活動的增加，我國固體廢物的產生量也在不斷加大，固體廢物污染性強，危害性高，若不及時、規范處理，就會對生態環境及人體健康造成嚴重影響。因此，針對固體廢物，要嚴格按照減量化、資源化與無害化原則，科學運用壓實、焚燒、生物降解等處理技術進行規范化處理，將固體廢物的污染性與危害性降到最低。此外，還要注重對固體廢物的回收利用，可應用高溫熔融技術、厭氧降解技術、熱裂解技術、非高爐煉鐵技術等固體廢物綜合利用技術有效提高固體廢物利用率，使固體廢物能夠重新發揮作用。