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城市垃圾分类的关键问题范文1
【关键词】城市 建设 环境 地质
中图分类号:F470.1 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
城市环境地质作用
城市地质作用受区域地质环境、气候分带条件和人类对环境的作用三方面的因素所制约。具体可分为六大类:由城市热力场变化引起的地热地质作用;由地下水圈变化引起的水成地质作用;由静力负载引起的重力地质作用;由动力负载引起的岩石动力地质作用;由开采矿产和地下建筑引起的地质作用;人为的岩石成因作用。从城镇的类型和功能看,不同类型、不同功能的城市,其地质作用的侧重点和强度也是不一样的。例如山区城市,挖填方量大,诱发重力地质作用显著;平原城市,常因过量抽汲地下水而诱发地面沉降;老城市环境工程地质问题较多,人工堆积物作用显著;对于新城市,当有较好规划时,环境工程地质问题较少;矿业城市,人为改变渗流场,形成采空区,改变应力场,恶化水质, “三废”污染严重,环境工程地质问题较多;风景旅游城市,城市用地往往紧张,地质环境承受城市地质作用的能力较弱;海港城市,间歇性动荷载较大,等等。
二、城市环境地质的主要研究内容
1、区域地壳稳定性评价。
区域稳定性主要指现代构造运动、地震运动以及岩浆活动影响下地壳的相对稳定程度。它是城市区域工程地质环境质量的主要问题,涉及活动断裂、地震活动、构造成因的地裂缝、火山活动及其它不良地质作用的强度等方面。地质资料表明,二十世纪六七十年代以来,地球岩石圈进入了新的强烈活动与调整时期(地史以来的第五个强烈地震活动期,其延持时间很可能超过未来人类历史),致使不少城市均发生由新构造运动引起的地裂、地陷、滑坡、危岩、崩坍、泥石流、地震及地下水异常(包括地下水水位及水质等异常变化)等各种地质灾害。决定地壳稳定性的最突出因素是地震活动。我国地震烈度超过7度的大、中城市已达l10座之多,因此,加强地震预报和提高城市整体的综合抗震能力显得越来越重要。
2、地基条件的勘察。
地基条件的勘察主要包括微地貌、岩土体结构及其物理力学性质、水文地质条件等。我国特殊土的分布具有区域性,如软土主要分布在我国沿海城市,天津、塘沽、长江三角洲、浙江、珠江三角洲以及福建的沿海城市。软土具有松软、孔隙比大、压缩性高和强度低的特点,因此,在软土地区进行工程建设经常遇到一些工程地质问题,最常见的是墙体开裂、地面裂缝、基坑边坡塌落或桩基位移、建筑物的不均匀沉降。地下水作为一个易变因素,当其发生变化时经常引起土体物理力学性质的改变。因此,为保证地基的稳定性及建筑的安全使用,查明地基土体的结构特征、物理力学性质及水文地质条件尤为重要。
3、供水条件及水资源保护问题。
随着生产的发展和人口的增加,城市供水量不断地增加,因此,城市水资源成为制约城市发展的重要因素。我国水资源居世界第六位,但人均水量仅为世界人均水量的1/4,属贫水国家。水资源的日趋短缺及由此引起的诸多环境问题已引起世界各国的普遍关注。近年来,由于超采地下水,我国许多城市出现了地面沉降、岩溶塌陷、海水倒灌及泉水枯竭等环境工程地质问题,如上海、天津、西安、济南、太原、杭州、青岛等。供水条件及水资源保护问题主要包括地下水水源地的选择、评价,地下水的调节利用,水资源的合理开发、管理和保护。地下水人工回灌是水资源管理与保护的重要方法,尤其是在干旱、半干旱地区。因此,对城市水资源进行全面调查,制定合理的城市发展计划,不仅可以节减工程建设资金,还将对水资源的保护起到一定的作用。
4、城市垃圾等废弃物。
城市垃圾主要包括生活垃圾和工业废渣、废料。随着城市规模的不断扩大,建筑、工业及生活垃圾等固体废物日益积累,对城市构成了直接和潜在的危害。这种危害可分为三个方面:地表污染、地下岩土体中渗流运移污染和酿成泥石流(垃圾流)等灾害。人工废弃物存放的不适宜会引起诸多环境工程地质问题,如滑坡、泥石流、淤积等,造成地表工程地质环境质量的降低,从而使环境发生恶化。生态学家指出,超大规模垃圾山的形成已使地球生物圈的物质循环产生严重影响。堆放的垃圾通过自身分解,并接受大气降水的淋滤,其污染物必将随同渗出液一起,以不同的运移方式(下渗式径流)间接和直接地污染地下水和地表水。此外垃圾对土壤也可造成污染,大气降水及地下水径流的淋滤作用.使垃圾中的易溶有害成分,渗入土壤中,使土壤土质恶化,危害农作物生长。
三、现代城市环境工程地质研究亟待解决的关键问题
环境工程地质学的产生,是工程活动不断加剧的必然产物,为了在城市建设的同时,保护地质环境,使人类工程活动与地质环境保持良好的坍调关系,今后环境工程地质学研究应重点解决如下问题。
1、建立与完善城市工程地质环境质量数据库
近年来,计算机应用有明显的拓宽,工程地质数据库、专家系统及制图技术得到更多研究着的重视,许多城市的工程地质数据库系统都已建立,并逐步投人使用。但目前尚未建立城市工程地质环境质量数据库,今后应加强这方面的研究。
2、开展城市三维空间的工程地质环境质量预测与评价
工程地质环境质量评价是环境工程地质学的重要研究内容。随着环境工程地质问题的不断出现,相应的评价方法也越来越多,但城市工程地质环境是一个多目标、多层次、多因素的复杂动态大系统,环境工程地质研究的目的在于揭示人类工程活动对地质环境的影响程度,及这种影响给人类所带来的危害程度。城市环境工程地质工作不仅要对工程地质条件中的各个组分的质量作出定量评价,而且还要将人类工程活动、社会经济环境综合成一个系统一并考虑;不仅要进行二维空问的工程地质环境质量评价,而且随着地下工程的建设与发展,还应积极开展三维空问的工程地质环境质量预测与评价;不仅研究城市的工程地质环境质量,还要研究岩土体的保温、隔热、抗震性能。在综合研究的基础上,选择最佳土地使用方案、最佳工程建设区,并指出不利的工程地质条件分布区。
3、研究城市工程地质环境质量标度的制定理论与方法
怎样更好地定量表述人类工程活动对地质环境的影响与改造程度是当今环境工程地质学研究的重点与难点,而加强工程地质环境的规范与标度理论研究,是解决这一问题突破口,为此,应加强工程地质环境质量标度制定理论与方法研究,使环境工程地质学的研究再上一个新的台阶。
4、探讨城市工程地质环境恶化的系统调控与工程建设的协调发展理论
环境工程地质学是环境科学的组成部分,环境工程地质坷题是环境问题的重要类型,而且其危害性往往是巨大的,对待这样的坷题,我们认为也要贯彻可持续发展战略,走城市工程建设与工程地质环境协调发展之路,在城市建设的过程中,采取一系列有效措施,避免、减缓环境工程地质坷题的发生,因此,现代城市的建设,应探讨城市工程地质环境恶化的系统调控与工程建设的协调发展理论。
结论
城市环境与地质作用是相互联系,相互制约的两个因素。城市建设中的环境工程地质问题多种多样,十分复杂,因此应建立综合评价系统对环境地质进行综合的评价。在城市建设过程中应当根据城市环境工程地质状况,合理控制城市发展规模和发展速度,努力协调好城市建设与地质环境之间的关系,对可能出现的地质问题采取相应的措施以达到预防的目的,确保城市建设的安全与稳定。
【参考文献】
城市垃圾分类的关键问题范文2
关键词:垃圾发电 产业存在的问题 对策
中图分类号:F290 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2011)06-067-02
一、城市垃圾发电问题的提出
目前,中国有660多个大中型城市,因人口集中,经济相对发达,资源能源消耗量高,城市的垃圾污染问题比较严重。据统计,目前我国城市年产垃圾已逼近1.4亿吨,且每年还在以8%~10%的速度在递增。大量的垃圾不仅占用土地、影响生态环境、污染空气,其中的有害物质还会危害到人类的健康。我国已成为世界上垃圾包袱最重的国家,城市垃圾的无害化、减容化和资源化处理已迫在眉睫。
面对垃圾泛滥的现状,世界各国的视线已不再仅仅停留在如何控制和销毁垃圾这一老问题上,而是采取积极的态度和有力的措施,着手科学地处理、利用垃圾。作为人类影响环境的产物,从生态环境角度看,垃圾固然是一种污染源,从资源角度看,它却是地球上唯一在增长的资源、一种潜在的资源。将垃圾列为维持经济持续发展的“第二资源”,向垃圾要资源、要能源、要效益,垃圾发电问题由此应运而生。
垃圾发电是将垃圾通过特殊工艺处理,实现综合利用,其特点是减量性好,无害化程度高,防污染彻底且有一定的经济回报。研究发现,对于高热值的垃圾,焚烧2吨产生热量即相当于1吨煤;对于热值较低的垃圾,焚烧5~6吨产生热量相当于1吨煤。我国的人口基数较大,每年垃圾产生量居于世界首位,若将所有垃圾变废为宝,资源化利用,每年将能够有效节约煤炭资源3000万吨左右。有专家预测,21世纪垃圾发电将成为与太阳能发电、风力发电并驾齐驱的无公害新能源。
二、我国城市垃圾发电产业存在的问题
1.垃圾发电产业的政策扶持有待完善。目前,垃圾处理产业的法制化、规范化还处于一个缓慢的上升阶段。国家的鼓励政策在不少地方尚未得到有效落实,企业对项目投资存在很大风险。国家对垃圾发电的产业政策,从定位上要将它确定为一个新能源产业,一个环保产业,一个要重点扶持的产业,而且要产业化,其内容广泛涉及垃圾焚烧处理技术,环保排放标准,鼓励和扶持垃圾焚烧发电等各个方面。不仅要有相对的完整性,而且政策规定越来越具体、越来越全面、越来越容易实施。
垃圾发电行业在国外许多发达国家迅猛发展的一个重要原因就是政府不断加大政策扶持和补贴力度。这是因为,垃圾处理和垃圾焚烧发电,所追求的是环境和社会两个效益,属于社会公益事业,是政府政务的一部分。在这样的理念下,这些国家的垃圾发电都有政府在支持,企业的经济风险很小。而在我国不少地方,虽然提倡垃圾发电产业,规定支持环保企业,实际上却没有实施细则,缺乏足够的政策保障,仅有的一些补贴优惠政策,也难以落到实处,税务部门的减免税名录也没收入垃圾发电企业,垃圾发电厂要交纳各种税负,负担较重,这是我国发展垃圾发电产业近20年难以迅猛发展的一个重要原因。
2.垃圾发电产业急需按市场化来运作,利用经济杠杆来鼓励、保护。垃圾发电具有较高的行业壁垒,迫切需要按市场化运作的规律,利用经济杠杆来鼓励、保护项目企业的合法权益,允许和鼓励各类企业参与竞争,以公开、公平、公正为原则,通过招标将垃圾焚烧发电厂的建设和运行管理权交给符合条件、有信誉、有保证的企业来建设和运行管理。而目前的现状是较早进入市场的企业拥有明显的提前行动优势,易于获取政府的信任。而新加入的企业由于没有可供推介的业绩,在竞争中处于劣势地位,克服这一劣势则至少需两年以上的时间。由于垃圾处理行业具有特许专营的性质,一般一个城市除非垃圾产量大大超出原有垃圾处理厂的处理能力,否则不可能建设另一座处理厂以处理增量垃圾。并且如果原有处理厂符合合同规定的排放标准,原来的项目公司即享有建设新电厂的优先权。因此,取得一个城市的垃圾处理特许经营权,意味着将可以长期垄断该城市的垃圾处理服务。因此,提高垃圾焚烧发电市场占有率依然任重而道远。
3.垃圾发电技术尚待突破。目前,在国内垃圾发电项目的推进过程中,垃圾发电技术相对落后,在设备制造、工艺流程、安装调试、运行管理的各个层面提供的技术标准和专业规范有待完善,迫切需要推动具有自主知识产权关键技术的研发。
同时垃圾焚烧发电会产生一个副产品二恶英,它被世界卫生组织称作“最毒的致癌物质”,对人类健康危害极大。对燃烧造成环境污染的忧虑并非没有依据。以前人们不注意这些问题,多年来,在日本、美国和欧洲,垃圾焚化是否造成污染一直是个谜。如今在美国,垃圾焚化炉是水银污染的第二大罪魁祸首。对焚化炉持不同意见的人士认为:垃圾焚化并没有使污染物彻底消失,而是转移到灰烬中或是排放到空气里,这有可能导致环境灾难,如排到空气中的有害尘粒和酸性气体、氮氧化物、二氧化物。垃圾中含有的铅、镉和汞等重金属也不能被彻底分解,而是残留在灰烬中。有“焚化炉王国”之称的日本,密密麻麻布满了3000多个焚化炉,二氧化物的污染已经波及到了土壤、植物和鱼类。含氯的包装物(如塑料)焚化后会产生致癌物,这种物质还可以破坏用以调节生理机能的荷尔蒙。二氧化物会在动物或鱼类的脂肪组织中积聚,最终还将通过日常食物的方式转移到人体中。目前国内有些垃圾焚烧电厂还无力处理二恶英问题,环保部门的软硬件条件也不够,监测无法到位。
4.垃圾发电缺少产业的中近期、中远期发展规划。我国在垃圾焚烧发电厂的建设和管理方面缺乏经验,许多城市在筹建垃圾焚烧发电厂时,并没有制定具有前瞻性的统一规划布局政策,也缺乏有力的行业扶持政策,各行政区可以自行规划和建设垃圾焚烧发电厂,其投资主体、筹资方式、工艺技术选择和建设标准尚未建立,加上布局的不合理,给项目的后续经营管理和技术选型等都带来诸多问题,不利于形成规模化产业。
三、今后发展对策
1.健全城市生活垃圾管理体系。垃圾发电需要“口粮”保障,政府和垃圾发电企业都有责任引导城市生活垃圾的分类收集,垃圾供应的质量和数量直接影响垃圾焚烧发电项目的运营。城市垃圾是混合体,其组分热分解温度不同,形状也不同,操作控制困难,不同季节的垃圾其成分、水分经常变化,焚烧产生的热值也不稳定。发达国家居民把垃圾分四类采集:可燃、不可燃、玻璃、塑料,燃烧垃圾属第一类和第四类,据悉,这一简单分类的结果,垃圾热值可提高30%以上,相应垃圾电厂的运行成本可降低25%。我国城市垃圾中,除了可回收的废纸、废塑料、废瓶、废缸外,剩下的厨房食品残物、菜瓜皮、塑料包装袋、草木、装修废料等废物,其总的热值较低,在焚烧炉中还要另加燃油来助燃。一些有关人士认为,建立与当前经济相适应的城市生活垃圾管理体系,实现从垃圾收集、垃圾运输到垃圾处置全过程的管理体制改革和运作机制创新,是解决我国城市生活垃圾并使垃圾发电产业健康发展的根本途径。
2.制定垃圾发电的技术标准和专业规范。加快制定垃圾发电的技术标准和专业规范,在设备制造、工艺流程、安装调试、运行管理的各个层面提供明确的技术标准和专业规范,推动具有自主知识产权关键技术的研发。
目前,在国内垃圾发电项目的推进过程中,国外的垃圾发电技术比较成熟,在一些经济发达地区迫于环境的压力,虽然项目投资大,但更倾向于全面引进国外厂家的技术和设备。但与发达国家相比,我国的城市生活垃圾成分杂,往往混杂了大量尘土和砖头瓦块等建筑垃圾;水分重,部分城市生活垃圾平均含水率50%~55%;热值低,每公斤热值只有750到1100大卡,这种差异使在国外运行良好的进口焚烧设备在国内却难以“进入状态”,为了提高燃烧效率和热效率,不少垃圾发电厂只好加油助燃,使运行成本直线上升。据专家介绍:目前垃圾焚烧主要有炉排炉、循环流化床和回转炉三种技术,国内目前已经投入运行或在建的很多城市垃圾发电厂,采用的大多是国外引进的炉排炉技术,而清华和浙大则主要以研究循环流化床技术见长。因此,目前兴建的垃圾发电厂,大多采用进口部分国外关键设备和部分国内设备的方式来降低投资成本;同时,在工艺流程上采用部分人工分捡、循环流化床低温燃烧等技术提高焚烧效率,弥补了国内垃圾热值不高的缺陷,形成了一套具有“中国特色”的垃圾焚烧发电技术,在国内的垃圾发电市场竞争中具有一定的本土优势。
当前技术发展的重点,是要加大对现有本土垃圾焚烧发电技术和国产设备的鉴定总结和推广使用,尤其是那些国内现有的已经经过实践证明是成功的垃圾焚烧发电技术和国产设备,应及时地、系统地拿出权威性评审意见,尽快使之标准化。
3.完善垃圾发电相应优惠政策及法律法规。各发达国家都针对各自的垃圾发电制定了相应的优惠政策,可以说,在世界范围内,没有优惠政策和各种补贴,垃圾发电难以产业化。没有政策来“发酵”,垃圾不可能产生“蝶变”。应尽快完善与垃圾电站相关的法律、法规以及与之相关的设计、制造的规程、规范。只有明确了垃圾分类回收的办法并实施,才能为垃圾的无害化处理创造良好的条件。只有明确了相应的设计、制造的规范、标准和各种投资、税收、补贴等政策,垃圾发电才能走上规范化轨道,相关的设备制造业也才能跟进,从而推动整个行业有序、健康发展。
补贴金额少是目前垃圾焚烧发电企业面临的普遍困难。虽然国家给出电价上浮的政策来支持社会资金投资该行业,但垃圾处理费的补贴较低,这给垃圾发电行业带来负面影响,使准备涉足该行业的投资人不敢进入,已经进入的投资人则生存困难。如果补贴不能弥补企业成本的话,势必将对企业的积极性产生影响,企业就会出现“偷工减料”、以煤充垃圾的问题。
4.加强政府监管,提高垃圾发电企业的公信力。公众对垃圾发电信任缺失,不断引发对垃圾发电项目争议,这一方面和群众健康和环境意识不断提高有关,另一方面也和政府监管不到位有关。目前监管不到位是造成矛盾激化的主要原因。在我国,涉及垃圾处理的主管部门有4~5家。其中焚烧发电属于新能源,归发改委主管;而从行业主管部门来说,则是住房和城乡建设部;处理设施的建设需要用地,不能侵占基本农田和土地,涉及国土资源部;从环保排放角度看,则是环境保护部;如果是其他垃圾处理方式,如生物堆肥处理,还涉及农业部门。部门众多,协调效果还未实现统一。在不少城市,垃圾并没有做到“无害化”处理;收集无序或是生活垃圾随意堆放随处可见。
加强政府的监管职能,就是要按照垃圾焚烧有关技术参数和污染物排放控制标准实施行业监管,政府对企业污染物排放的环保指标要不断与国际接轨,以环境效益、社会效益为垃圾发电产业的发展方向。
在垃圾发电行业的发展中,二恶英污染防治是一个关键问题。事实上,许多垃圾发电企业的这一排放指标甚至低于欧洲标准,亟需政府制定法律法规加强监管。我国工信部等九部委曾联合的《关于加强二恶英污染防治的指导意见》明确规定,对现有的二恶英产生源要采取积极的污染防治措施,当前要重点抓好废弃物焚烧等重点行业二恶英污染防治工作。这一指导意见的出台,对于垃圾发电行业的发展又是一项利好消息。污染防治的加强并非对行业发展的限制,而是对行业发展的规范,反而能促进行业健康地快速成长。
笔者认为,垃圾处理相关产业的投资在“十二五”期间将快速提升,同时惠及垃圾发电业。“十一五”期间,我国垃圾等固体废弃物处理产业投资约为2100亿元,“十二五”期间,这一数值有望达到8000亿元,4倍的投资增长将刺激垃圾处理产业在“十二五”期间高速增长,保持30%以上的复合增长率。垃圾发电作为垃圾处理和资源化的主要方式,其产业也将随之进入高速增长期。
参考文献:
1.杜军,王怀彬,金霄.城市垃圾焚烧发电现状概述.节能技术,2003(5)
2.彭述刚.城市垃圾收集与处理的国外经验及启示.现代城市研究,1999(04)
城市垃圾分类的关键问题范文3
关键词:循环流化床;纯烧;城市生活垃圾;工程
中图分类号:TK09 文献标识码:A
城市生活垃圾的妥善处理是当今世界各国的重要环保课题。随着我国经济的发展、城镇人口的增长和居民生活水平的不断提高,城镇生活垃圾产生量迅速增加,生活垃圾的处理已成为影响我国经济发展和环境治理的重要因素,也是我国城镇化进程中必须面对的问题。
垃圾焚烧处理是目前城市生活垃圾进行无害化、减量化和资源化处理最彻底最有效的技术方法。循环流化床垃圾焚烧技术具有燃烧剧烈、分解彻底、对垃圾种类适应性好及燃烧污染物排放低等优势,比较适合我国城市生活垃圾高水分低热值的特性。
1 技术背景
城市生活垃圾焚烧处理技术,国内外广泛应用的技术主要有二种:层状燃烧技术和流化床燃烧技术。
层状燃烧技术主要采用炉排形式实现焚烧,是应用较早、较为成熟的焚烧技术,主要包括固定炉排、链条炉排、往复炉排等。其中往复炉排炉焚烧技术在垃圾分类收集系统完善的欧美等发达国家得到广泛使用。采用层燃技术的炉排焚烧炉适合焚烧低水份高热值的垃圾,具有烟气含尘量低、动力消耗相对少等优点。但炉排炉因层状燃烧的特性所致,床层中下部温度较低整体燃烧速度缓慢,容易产生热解不彻底现象,炉渣中常夹带有未燃烬有机物,不适合燃烧高水份、高灰分、低热值的生活垃圾,更难以实现单独焚烧或掺烧市政污泥。
自上世纪八十年代以来循环流化床燃烧技术迅速发展成熟,由于其具有热强度均匀稳定、燃料适应广泛、环境排放特性优良等优点,在燃煤发电行业中正在全面取代其它燃烧技术。上世纪末国内垃圾焚烧开始起步,垃圾分类收集又尚未实施,中国科学院、浙江大学、清华大学等科研机构根据国内当时的垃圾特性相继开发出循环流化床垃圾焚烧技术,通过掺烧一定量燃煤来保证垃圾安全稳定焚烧。随着经济社会发展,我国对环境保护和节约土地资源逐步重视,本世纪以来国家资源综合利用和环境保护政策逐步完善,各地政府强化了垃圾源头管理,进行垃圾分类收集运输,进焚烧厂的垃圾水分得到了控制热值有较大提高。特别是东部经济发达的城市环卫收集运输的生活垃圾进厂的平均热值从650kcal/kg(2721 kJ/kg)左右提升至750kcal/kg(3140 kJ/kg)以上,为我们进行循环流化床纯烧城市生活垃圾的技术研究提供了基础。
2 建模与分析
2008年,杭州市共处置213.90万吨,日均清运生活垃圾5844.19吨,全年生活垃圾热值在3238.9kJ/kg左右,全年平均含水率57.4%,杭州主城区垃圾热值已达3952kJ/kg。我们就低位热值3238.9kJ/kg的原生生活垃圾,进行建模计算与理论分析。
根据杭州一垃圾焚烧处理厂提供的垃圾燃料数据分析表(见表1),采用伯勒(Bole)锅炉性能设计计算软件V1.03,先进行炉膛完全绝热焚烧时建立计算模型,来获得焚烧的有关理论数据。
计算模型以1t/h垃圾在完全绝热炉膛焚烧为基础,入炉垃圾低位热值3238.9kJ/kg,过剩空气系数取1.5,入炉垃圾及进口空气的温度均取25℃。
样本垃圾绝热燃烧工况模拟的数据见图1,图中三个画面依次为烟气侧(炉膛输出烟气参数)、燃料侧(入炉垃圾元素、热值参数)、空气侧(炉膛输入空气参数)。
从模拟计算中看出,燃烧1t/h的样本城市生活垃圾,助燃空气1439Nm3/h,燃烧产生约2263Nm3/h烟气量,绝热炉膛出口烟温879℃。烟气温度已高于城市生活垃圾安全焚烧的国家规范要求温度850℃,具备设计纯烧方案的基础条件。
假定纯烧此类垃圾,按800t/d规模设计循环流化床焚烧炉方案:炉膛烟气流速控制在4m/s左右,燃烧温度≮900℃,烟气有效停留时间≮4.5s,确定焚烧炉膜式水冷壁炉膛结构主要尺寸。炉膛截面5070mm×4630mm,炉膛有效高度24m,炉膛内侧衬30mm厚硅酸铝耐火纤维板加80mm厚耐火耐磨可塑料,炉膛有效截面约4.8m×4.4m,炉墙面积F=461.2m2,炉膛容积V=440.2m3,炉内有效辐射层厚度为:s=3.6V/F=3.436m=3436mm。硅酸铝耐火纤维板导热系数约为0.156W/(m・k),耐火耐磨可塑料(Al2O3/Fe2O3),导热系数约为3.7W/(m・k),炉膛水冷壁内壁温及炉膛内烟温分别以256℃和900℃计,则1小时内炉膛水冷壁吸收能量约为1384kWh(合4982400kJ)。根据炉膛水冷壁吸收的功率,计算出炉膛水冷壁在通常火焰高度系数0.45时的壁面热有效系数为0.0112。
将数据输入计算模型:样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中常温空气(25℃)助燃工况数据见图2,图中三个画面依次为烟气侧(炉膛输出烟气参数)、燃料侧(入炉垃圾元素、热值参数)、空气侧(炉膛输入空气参数)。
从模拟计算中看出,样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中燃烧,垃圾焚烧量33.34t/h,助燃空气47974Nm3/h,燃烧产生约76218Nm3/h烟气量,绝热炉膛出口烟温843℃,炉膛烟气流速4.1m/s,炉膛烟气停留时间5.09s。烟气流速与停留时间满足设计参数,但关键参数燃烧温度不满足规范要求,须对设计方案进行优化。
经分析,确定不作其它结构参数修改,通过提高助燃空气温度来保证安全燃烧温度。拟将空气温度预热至180℃。将数据输入计算模型:样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中预热空气(180℃)助燃工况数据见图3,图中三个画面依次为烟气侧(炉膛输出烟气参数)、燃料侧(入炉垃圾元素、热值参数)、空气侧(炉膛输入空气参数)。
从模拟计算中看出,样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中以180℃预热空气助燃,垃圾焚烧量33.34t/h,助燃空气47974Nm3/h,燃烧产生约76218Nm3/h烟气量,炉膛出口烟温906℃,炉膛烟气流速4.33m/s,炉膛烟气停留时间4.8s。燃烧温度、烟气流速、停留时间均满足规范或设计参数。具备开发纯烧炉型的技术条件。
若热风温度提高至180℃,则炉膛出口烟温可达906℃,见图3所示。入炉焚烧的垃圾进行短暂堆酵以适当降低水分,如果城市生活垃圾经中转站压缩转运,且在入炉焚烧时再进行短暂堆酵,则入炉焚烧处理的垃圾水分可降低5%以上,炉膛出口温度还将提高。当然,如果当地的生活垃圾热值明显较高,采用循环流化床垃圾焚烧炉来焚烧处理垃圾时,则不再建议在垃圾库内堆酵,甚至在进行锅炉热力计算时适当降低锅炉炉膛的绝热程度,否则容易导致炉膛出口烟温超温。在保证垃圾焚烧炉炉膛出口温度的前提下,再对垃圾进行“均质化”破碎处理,使得入炉垃圾燃烧更加连续,并充分发挥循环流化床焚烧特性,则能实现循环流化床纯烧生活垃圾的工程应用。
3 纯烧垃圾的技术工艺
我们通过对天津、山东、浙江、福建等省份的一二线城市生活垃圾取样分析、建模计算提出当入炉垃圾水分不高于50%时,低位热值达到800kcal/kg(3349kJ/kg),水分不高于60%时低位热值达到950kcal/kg(3977kJ/kg),可实现循环流化床纯烧垃圾。
3.1 湍沸复合循环流化床垃圾焚烧技术
湍沸复合循环流化床垃圾焚烧技术是实现纯烧城市生活垃圾的新型流化床技术,其基本原理是入炉高水分垃圾在湍流床内部分水分气化,进入沸腾床时热量负贡献大幅降低,使沸腾床面、密相区、燃烧室中上部的温度能保持稳定均衡,在高温循环灰作用下经高温一二次热风助燃气固可燃成分充分燃烧。
湍沸复合循环流化床垃圾焚烧炉结构示意图见图4,该技术先后获得国家知识产权局的发明专利证书和实用新型专利证书,并在杭州乔司和嘉兴步云垃圾焚烧炉技术改造项目中获得成功。
3.2 绝热炉膛结构
循环流化床垃圾焚烧锅炉的主要目标是焚烧处理垃圾,在保证“3T+E”的燃烧原则中,Time是高温烟气的停留时间,Turbulance是进料垃圾与空气的充分混合,还有的Temperature就是要求保证炉膛的燃烧温度应在850℃以上。
我们认为常规燃煤循环流化床锅炉炉膛沸腾床及密相区为了防止磨损,一般敷设100mm左右的耐火耐磨浇注料,而在密相区上部直到炉膛出口下部约1米处的水冷壁部分,则基本不打浇注料以吸收炉内辐射热,控制炉膛上部温度,循环灰除了达到充分燃烧的目的外起到将密相区的可燃物与燃烧热向炉膛上部输送的作用,使整个炉膛温度稳定均衡。而循环流化床垃圾焚烧炉的循环灰热能输送作用恰恰相反。
通过分析我们提出,针对国内多数城市的生活垃圾设计循环流化床焚烧炉纯烧生活垃圾时炉膛应采用基本绝热炉膛。筑炉工艺大致为在炉膛内侧,在水冷壁管内先衬一30mm厚绝热层,可采用硅酸铝耐火纤维板,再浇注一层厚80mm耐火耐磨浇注料,以维持炉膛合理的燃烧温度确保垃圾在炉内稳定燃烧。要考虑到绝热层长期运行逐渐失效的因素,在热力计算时炉膛壁面热有效系数取较高值0.08。生活垃圾平均低位热值较高的地区,通过可靠的计算可在炉膛上部适当降低绝热程度甚至部分水冷壁完露。
3.3 提高一二次热风温度
从本文前述的垃圾绝热焚烧的锅炉软件模拟与理论分析可知,如其他条件不变,当进炉风温为25℃时其理论燃烧绝热炉膛温度达879℃,当炉膛采用膜式水冷壁并存在一定传热系数的状况下,炉膛温度下降为843℃。此时将入炉热风温度提高至180℃时,炉膛温度上升至906℃。考虑到装备材料造价工程项目设计中推荐入炉热风温度控制在200―250℃。
4 工程应用
杭州锦江绿色能源有限公司(杭州乔司垃圾焚烧电厂)于2008年底启动整体升级技改工程,垃圾焚烧炉采用杭州能达华威公司的湍沸复合流化床垃圾焚烧专利技术,因垃圾平均低位热值接近980kcal/kg(4100kJ/kg),设计前充分计算分析,保留了部分水冷壁,焚烧原生垃圾时无需堆酵、无需掺烧辅助燃料,平均日焚烧处理垃圾达到800吨。2009年10月经浙江省经信委组织专家认证,垃圾焚烧发电机组已达到可再生能源发电标准。
2009年5月,嘉兴市绿色有源有限公司2#垃圾焚烧炉进行技术改造,因当地垃圾热值稍低,设计时炉膛全敷设耐火绝热层,日焚烧处理800吨,运行中不掺烧燃煤。
5 运行管理
循环流化床纯烧城市生活垃圾的技术成功应用于杭州、嘉兴二个垃圾焚烧电厂,并专门针对垃圾给料系统与底渣排出系统进行了技术改进。技改后焚烧电厂注重日常生产管理,保证焚烧炉密封均匀进料,炉膛温度压力稳定,排渣均匀顺畅烧蚀率低于1%。
6 技术展望
针对循环流化床焚烧炉存在电能消耗和飞灰比例偏高的不足尚有进一步研究提高的空间:
①采用机械挤压脱水、堆酵脱水、物理干化等手段减少水分气化与排烟热损失。
②减少沸腾床水气化负荷以缩减布风板面积,减小一次风量与循环倍率,降低电耗。
③通过自动分选、机械破碎等方式减小物料几何尺寸,使入炉物料均质化以减小流化风量、小孔风速与空板阻力,减小一次风量、风压,降低电耗。
④采用高温二次分离减小飞灰比例,减少危险废弃物产生量。
结语
循环流化床作为一种新兴的洁净燃烧技术通过短短的十几年发展,已实现纯烧原生生活垃圾,这是行业政策与市场引导的结果,也是负责任的科技工作者与企业经营者努力的结果。城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理的全面实现,需要政府、企业、大众的参与支持,自源头至末端共同控制,才能使我们有一个可持续发展的环境。
参考文献
[1]陈旭东,湍沸复合循环流化床垃圾焚烧炉[P].中国专利:ZL 2009 1 0097419.2.
城市垃圾分类的关键问题范文4
关键词:环境工程;可持续发展;生态城市;节能减排
1生态城市建设的意义
地球是人们赖以生存的家园,而今全球范围都存在着环境的治理问题,城市污水的排放、生活垃圾的堆积、森林被严重砍伐、沙尘雾霾四起等问题已经成为不容忽略的环境难题,人们迫切需要一个行之有效的方法来改善目前恶劣的环境。而构建生态城市将成为解决全球环境问题的突破点,生态城市,顾名思义就是通过生态学的原理和相关的知识体系,来实现城市生态系统中人和自然环境之间的和谐共处,综合运用环境工程、系统工程技术等先进的科学技术理论和研究方法来协调和解决由于城市发展所造成的环境问题,实现资源的合理利用,提高生态系统的修复和调节能力,构建一个人类与自然和谐共存的桥梁,充分保护仅存的自然资源和能源,为实现城市可持续发展贡献力量。
2环境工程
环境工程是研究环境污染及其防治技术的原理和方法的学科,主要体现在对固体废弃物、工业和生活废水、废气、噪声、光污染、电磁波、以及如废弃电池等具有放射性的物质的防治技术方面;另外还有一部分人将环境工程的定义扩大到除研究污染防治技术方面问题之外,还应当包括环境系统工程、环境影响评价,环境工程经济和环境监测技术。
3生态城市建设的必要性
随着城市建设规模的扩张,城市化进程已经贯穿我国广阔的疆域,随着城市化的逐步展开,生态系统的破坏程度被急速恶化,从前极少出现的雾霾状况、饮用水污情况、地下水枯竭等情况已经不可避免的出现在人们的视野中,在人们的恐慌和焦虑的背后,我们不得不重新审视城市化发展所带来的积极的一面背后,对环境所造成的影响,因此建立生态城市已经成为众望所归。
3.1资源与环境的维护
随着我国人口的不断增加,城市聚集的人员越来越多,城市的建设和发展与资源的消耗往往呈现不可替代的关联性。而我们所熟悉的大部分资源都是不可再生的资源,并非是取之不尽用之不竭,资源的数量有限,一旦消耗用尽,人类就将会面临资源枯竭的局面。伴随着城市快速推进的城市化步伐,生态环境和资源的压力与日俱增,即便是拨付高昂的治理费用却依旧收效甚微,只能起到缓解作用,根本达不到根治环境污染的最终目的。而城市的建设和发展是一项持续性的工作,不间断的资源消耗成为城市合理化建设必须解决的关键问题,而实现资源的节约与循环利用则成为解决这一问题的关键。
3.2实现资源的可持续发展
资源问题已经是摆在全球人民面前的主要问题,人类在向资源索取物质,维持生活的同时,不应当以牺牲人类生存环境作为代价,可持续发展的城市规划是一项高瞻远瞩的举措,杜绝资源浪费现象,细致入微的分析可能存在的潜在资源和可循环利用的资源;从科技创新等高端科学技术领域实现资源的二次、甚至是多次循环利用,进一步节约资源,减少废弃物的排放;城市的可持续发展是关系到我国能否长期、健康、稳定发展的战略性问题,我们有必要对此问题予以重视,为开创一条通向未来的可持续发展之路而不懈努力。
3.3城市化发展推动区域经济
城市化的发展对区域经济的建设具有重要的推进作用,在建设城镇化的过程中,人们的生活水平以及生活质量也随之加强,但是对于区域的建设中,生态环境的合理规划问题往往被设计人员所忽略,缺少区域性质的系统的、整体的规划,在生态环境的建设及其恢复方面也缺少相应的安排,最终在规划领域形成空白,使生态系统的良性循环遭到破坏,单一追求城镇化发展的速度,而忽视城市形象和建筑功能上的节能设计模块,不仅不能充分地体现以人为本的价值取向,而且会扰乱正常的生态循环。环境的保护与城市文明的构建是相辅相成的,只有满足经济持续、环境优良、生态和谐等先决条件,才能建造一个具有潜力和发展空间的新型城市。
4环境工程在生态城市建设过程中的应用
环境工程在生态城市的建设过程中充当着一项重要的应用环节,已经成为目前国际上最为推崇的技术之一,在生态城市的建设中提供了很多支持和帮助,文章通过分析当前城市建设过程中存在的环境问题,结合环境工程技术和理论的指导,总结出机电生态城市建设过程中的经验,并提出了一下几项措施。
4.1污水回收利用
城市建设过程中出现的水污染和随处排放现象始终是城市管理者面临的难题,而在生态城市建设中针对这一情况主要采用集中处理和分散处理两种形式相结合的处理模式,形成区域内的水循环利用,将城市污水的利用率进行有效提高,将污水进行分级别处理,将生活污水和工业污水区别处理,既有针对性提高了污水处理的效率,又能够合理的利用水资源,实现循环利用。对于污染不是很严重的污水,经过简单处理达到基本用水标准后,可以用于城市绿化的浇灌以及保洁卫生等环节,同时在城市规划建设过程中,加强对污水处理厂的建设和扶持力度,要严格把关工业废水的处理步骤和合格标准,杜绝二次污染情况。
4.2固体废弃物循环利用
城镇生活中产生的固体废弃物是一项庞大的污染来源,针对固体废弃物的处理主要采用循环利用的方式来实现资源的有效利用,针对城市建设过程中的生活垃圾、工业废物堆积现象应该建立垃圾处置系统,同时还需要政府和相应的主管部门能够出台相应的政策和措施,加大对环保建设的宣传教育力度,提升人们的环保意识,推行垃圾分类收集,为后期的垃圾处理提供便利,同时也能够在一定程度上减少垃圾对环境的污染程度,通过废物回收的方式,使一些有二次使用价值的固体垃圾经过处理后再次被人们所使用,以此来降低资源的浪费现象。
4.3节能减排技术的应用
企业在生产过程中对资源的耗费程度是非常巨大的,在生态城市的构建中充当着难以替代的角色,企业的发展应当以节约低耗为前提,采用先进的科学技术作为支柱,对提高资源利用率有着不可推卸的责任。在条件允许的情况下,企业应当随着时代的进步而进步,不断优化企业结构,控制能源的消耗程度,逐步完善产业结构的政策调整,积极的推行能源的结构调整,运用高科技产品,才能够在激烈的竞争中保持优势,为生态城市的建设做出贡献。
5结束语
环境工程建设是生态城市建设和发展的原动力,只有将两者有机的结合在一起,才能够保障我国城市的可持续发展,有效的提升生态环境的质量,对构建和谐的城市生活、提升城市居民的生活质量具有重大意义。
作者:姜景阳 单位:黑龙江省环境监测中心站
参考文献:
[1]黄鑫宗,莫晓晴,胡源顺,等.环境工程建设的难点及应对措施探讨[J].绿色科技,2012(07):185-186.
城市垃圾分类的关键问题范文5
关键词:生活垃圾填埋场;填埋气;渗滤液;治理与恢复
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)13-75-04
Environmental Problems of Municipal Solid Waste Landfill and its Management
Li Jing et al.
(Nanjing Research Institute of Environmental Protection,Nanjing 210013,China)
Abstract:The number of municipal solid waste landfill was increasing as the pushing of urbanization process,and the landfill gas and leachate caused different levels of pollution from surrounding ecological environment. The management and recovery had become important content of ecological environment protection.In this thesis,firstly,the situation of Chinese municipal solid waste treatment was outlined;secondly,the harm of landfill gas and leachate to ecological environment and its control measures were discussed;finally,the technologies and their trend of development of Chinese municipal solid waste landfill pollution management were summarized.
Key words:Municipal solid waste landfill;Landfill gas;Leachate;Management and recovery
随着居民生活消费水平的提高和城市化进程的加快,城市生活垃圾产生量的增长速度十分迅速,全球城市垃圾产生量年平均增长速率为8.4%,我国城市垃圾产生量年增长速率达10%,超过世界平均增长速度[1]。据中国人民大学国家发展与战略研究院2015年的《中国城市生活垃圾管理状况评估研究报告》显示,近年来中国人均生活垃圾日清运量平均为1.12kg,处于较高水平,根据城市化水平推算,2030年和2050年我国将分别产生城市生活垃圾4.09亿t和5.28亿t[2]。随着城市生活垃圾产生量的剧增,出现了一系列的问题,如土地占用,土壤污染、水污染、大气污染等生态问题,并引发了一些社会问题和经济环境问题。因此,对城市生活垃圾进行合理的处置刻不容缓。一般来讲,城市生活垃圾的处理方式主要包括填埋法、堆肥法、焚烧法等[3],而就我国国情而言,填埋法具有投资少、容量大、见效快等优势。相关研究表明,我国生活垃圾大约有70%以上被运送到填埋场进行填埋处置[4],因此填埋法是目前我国处理生活垃圾的主要手段。
1 我国城市生活垃圾填埋处理现状及主要类型
我国城市生活垃圾的卫生填埋技术发展较晚。20世纪80年代初,我国城市生活垃圾填埋场大部分为简易填埋场,场内没有设置渗滤液防渗和填埋气体的回收利用系统,并且欠缺填埋场附近的环保措施,致使填埋场区垃圾泛滥、臭气熏天。此外,城市生活垃圾填埋场还时有爆炸事故发生,这不仅影响了周围的生态环境,还会对人体造成一定危害[5]。20世纪80年代中后期,随着城市经济的快速发展,各级政府开始规划筹建比较规范的生活垃圾填埋场。截至2009年,中国大约有50%~60%的城市和10%的县级市修建了卫生填埋场[6]。例如,杭州市天子岭垃圾填埋场填、上海老港垃圾填埋场、北京阿苏卫垃圾填埋场、深圳下坪垃圾填埋场以及重庆长生桥垃圾填埋场等。
根据地形和地质条件,目前我国城市生活垃圾填埋形式主要有3种类型,即山谷填埋型、平原填埋型、滨海填埋型。(1)山谷型填埋场,利用城市附近的山谷填埋生活垃圾,在中国比较常见。这种利用三面环山的谷地和山谷周围斜坡的自然地形修建的填埋场可以填埋到较高的高度,具有较大的填埋容量,如杭州的天子岭垃圾填埋场;(2)平原型填埋场,利用天然洼地填埋城市生活垃圾,常用于平原地区。这种填埋场规模一般比较小,服务年限也较短,如北京的阿苏卫垃圾填埋场;(3)滨海型填埋场,利用海边滩涂进行垃圾填埋,适用于滨海城市固体废弃物的处理,如上海的老港垃圾填埋场。
2 城市生活垃圾填埋场的环境问题
垃圾填埋法具有处理量大、操作工艺简单、费用低廉等优点,从而成为各个国家和地区的主要固体废弃物处理方法。然而,填埋的垃圾在漫长的稳定化过程中会产生大量的填埋气和垃圾渗滤液,填埋气和渗滤液从填埋场内的释放与渗漏后,已导致大气、地表水、地下水污染,加剧温室效应,以及填埋场塌陷等环境问题,不可避免地对人们生存的环境和人们的身体健康产生不良影响。因此,生活垃圾填埋过程中需要采取一定的措施来解决这些生态问题。总体来说,城市生活垃圾填埋主要从以下3个方面带来生态环境问题:
2.1 垃圾填埋气的环境问题 生活垃圾集中填埋后,填埋场的大部分有机垃圾可以被微生物厌氧降解为气态产物,即填埋气,它的产量一般与填埋垃圾的组成、含水量和压缩程度以及外部的气候因素等有关。填埋气的主要成分为甲烷和二氧化碳,其余部分为一些痕量气体,如硫化氢、氢气以及挥发性有机物等。填埋气会在一定程度上影响和破坏我们的生存环境,大致集中在以下几个方面:
2.1.1 加剧温室效应,促进全球变暖 甲烷和二氧化碳是重要的温室气体。据研究,垃圾填埋场每年释放的甲烷占全球年甲烷排放总量的8%~15%,因此,垃圾填埋场释放的甲烷和二氧化碳在全球温室效应中扮演着重要角色。现阶段,许多国家己经进行了大量的相关研究,研发减少填埋场温室气体排放的各种措施[7]。
2.1.2 释放恶臭气体和挥发性有机物,污染大气环境 垃圾填埋场释放大量的挥发性有机物和具有难闻气味的成分,如硫化氢、有机硫化物、烷基苯等,这些挥发性有机物和散发异味的气体成分具有一定的毒性。此外,填埋气中还含有其它痕量气体成分,当这些痕量气体的浓度超过一定的浓度水平后,导致大气环境质量下降,影响当地居民的生活质量,具有潜在的危害[8]。
2.1.3 释放有害气体,破坏周围植被 填埋场周边地区植被的根际氧气被填埋场释放的填埋气替换,可以导致植物窒息死亡。此外,填埋气中的有毒微量气体成分也会影响植物的正常生长,从而破坏填埋场周围的植被[9]。
2.1.4 其它环境危害 填埋气中含有大量的挥发性有机污染物,它们可以随着填埋气体的扩散作用进入地下水,污染地下水资源[9];甲烷除了是一种温室气体外,还是一种易燃气体,当填埋场的排气系统不畅时,甲烷在填埋场的空气中积累,当甲烷的体积比达到5%~15%时,填埋场就可能发生爆炸和火灾[5],对周边环境造成严重的危害。
2.2 垃圾填埋场渗滤液的环境问题 生活垃圾填埋以后,垃圾中某些组分以溶解态或悬浮状态的形式存在于渗滤液中,伴随着水分运动发生淋滤作用形成垃圾渗滤液,它是垃圾填埋场伴生的二次污染物,所需的水分主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中受到各种物理因素、化学因素以及生物因素的影响,所以渗滤液的组分在一个相当大的范围内变动,是一种成分复杂的高浓度废水。垃圾渗滤液泄露后不仅严重威胁周边的水源,还严重影响附近的土壤环境,具体有以下几个方面:
2.2.1 有机污染物含量高 渗滤液中有机污染物组分复杂,且浓度含量高,COD高达60 000mg/L,其中以烷烃、芳烃类较多,还存在着一些酸类、酯类、醇类、酚类等。其中许多成分是过去自然界从未出现过的人工合成有机化合物,具有不同程度的生物毒性和生物富集性,长期污染会产生严重的环境安全问题[10-11]。
2.2.2 氨氮含量高 渗滤液中氨氮含量高,可达1 000mg/L以上,高浓度的铵离子具有生物急性毒性效应,如果氨离子超标就会影响附近生物的正常生长发育[12]。
2.2.3 含有多种重金属元素 渗滤液中含有多种重金属,如Zn、Cu、Cd、Pb、Ni、Cr和Hg等重金属,尤其是当生活垃圾与工业垃圾混合填埋时渗滤液中重金属种类更多、含量更高。一旦发生溢漏或渗漏,渗滤液将不可避免地污染饮用水资源,对下游的生态系统产生毒害作用[13]。
2.2.4 含有丰富的微生物 渗滤液中含有丰富的微生物,其中含有大量的致病菌和病原微生物,它们一旦进入饮用水源,将诱发各种生理疾病,严重危害附近居民的身体健康。
2.3 垃圾填埋场的地面沉降问题 垃圾填埋后,如果垃圾在填埋时如果没有被彻底、均匀地压缩,加上垃圾的某些组分在不断的降解和淋溶损失,填埋场在漫长的稳定化过程中通常会出现不同程度的沉降现象。这一行为会破坏填埋场的顶部覆盖层、底部防渗层和边坡防渗隔离层,导致垃圾渗滤液和填埋气的溢漏,污染周边环境[14-15],如果逸出的填埋气中甲烷浓度超过其极限,还可能发生爆炸[5]。此外,填埋场的不规则沉降也不利于填埋场的生态恢复和重新开发利用。
3 城市生活垃圾填埋场的治理与恢复
垃圾填埋场在运行过程或封场后,一直都存在着上述的各种生态安全隐患。因此,采取有效措施治理与恢复填埋场的生态环境,具有重要的生态意义和经济意义。现阶段,国内外开展的有关垃圾填埋场的治理与恢复工作,主要涉及填埋场的填埋气治理、渗滤液治理、场地恢复等3个方面。
3.1 填埋气的治理
3.1.1 建立导排气系统,减少填埋气产生量 在垃圾填埋场建立合理的导排气系统,减少填埋气的产生量和累积量,能有效防止填埋场发生火灾、爆炸的风险,降低填埋气的温室效应,减少填埋场的臭味,减少气体污染。一般来讲,规模较大的填埋场可以铺设专用收集管道,收集填埋气用作燃料,用于生活或工业供热;规模较小的填埋场,在填埋气不足以作为燃料的情况下,为了严防发生爆炸,必须安装填埋气的收集系统并进行火炬燃烧[16-17]。
3.1.2 填埋场的恶臭防治技术 生活垃圾填埋场恶臭污染防治的传统技术主要包括物理法、化学法和生物法,3种方法在处理填埋场恶臭过程中各有优缺点。其中,物理法操作简单、见效快,但处理恶臭浓度偏低、处理范围较小,且成本高,存在二次污染现象;化学法效率高、适用范围广,但处理持续时间短,成本高;生物法工艺简单、操作方便,且无二次污染,但筛选和培养菌种难、见效慢[8]。因此,在实际应用中应根据填埋场恶臭的特性和除臭要求等选用合适的治理方法或联合工艺,以最大程度地减少恶臭。近年来,以生物法为基础的生物除臭剂法和原位控制技术得到了快速的发展,其运行费用极低、除臭效果好、操作方便,具有巨大的发展潜力,是未来垃圾填埋场除臭的主导技术[18]。
3.2 渗滤液的治理 填埋场渗滤液的处理及排放是生活垃圾卫生填埋法面临的主要环境问题之一。到目前为止,垃圾渗滤液的处理方法主要有两大类,物理-化学处理法和生物学处理法。由于垃圾渗滤液的组分及其浓度具有很大的不稳定性,因此在选择合适的处理方法时具有很多困难。
3.2.1 设置有效的填埋场顶部防渗盖和底部防渗层,控制渗滤液产生量和释放量 填埋场渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水,其中以降水为主。因此,控制渗滤液污染,首先要设置有效的顶部防渗层,避免和减少降水的渗入,使渗滤液的形成量尽可能的小;其次是设置防渗能力强的底部防渗层和边坡防渗隔离层,避免发生渗滤液渗漏现象[13]。
3.2.2 物理-化学法处理渗滤液 物理-化学法是利用物理化学原理设计的处理工艺处理渗滤液的方法,一般作为渗滤液的预处理或深度处理工艺,但成本较高。主要处理方法有吸附法、化学沉淀法、吹脱法、高级氧化技术、膜分离处理技术等[19-20]。吸附法是通过各种不同类型吸附剂去除渗滤液的色度、金属离子和难降解有机物污染物等,处理效率高但成本也较高[21];化学沉淀法是通过加入某种化学沉淀剂发生化学反应将渗滤液中溶解性离子转化成不溶性固体,以去除渗滤液中难降解有机物和重金属等[22];吹脱法是对渗滤液的一种预处理,能有效去除渗滤液中的氨氮,调整其C/N比,有利于后续的生化处理,但易造成二次污染[23];高级氧化技术是通过羟基将难降解有机污染物氧化成小分子有机污染物以去除渗滤液有机污染物的方法,主要有光催化氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法等;膜分离处理技术主要包括反渗透、超滤及微孔过滤等,膜分离技术已逐渐被国内外发达地区采用处理垃圾的渗滤液[24]。
3.2.3 生物学法处理渗滤液 生物学处理法是利用微生物的新陈代谢作用吸附降解作用去除渗滤液中污染物的方法,一般分为好氧生物处理、厌氧生物处理和兼性生物处理3种。好氧生物处理主要是利用好氧微生物降解渗滤液中的有机物,有效去除COD、BOD5和重金属,具有良好的运行效能,主要处理方法有活性污泥法[25]、稳定塘[26]和序批式反应器、生物转盘[27]等方法;厌氧生物处理主要是利用厌氧细菌降解、稳定渗滤液中的有机物,具有操作简单,运行费用低等优点,其处理处理工艺主要包括:厌氧序批式反应器[23]、上流式厌氧污泥床[28]、上流式厌氧过滤器[29]、厌氧折流板反应器[30]等;兼性生物处理,即采用厌氧-好氧生物相结合处理渗滤液,处理效果较好,且操作简单,运行费用低,具有广泛的应用前景[25]。
3.2.4 人工湿地处理渗滤液 人工湿地含有多种微生物,它们可以与渗滤液中有机物、氮磷及重金属等污染物发生生化反应,降解污染物,具有成本低、管理方便、处理效果好等优点[31]。人工湿地处理填埋场渗滤液在我国许多地区具有一定的适用性。
3.3 填埋场的生态恢复 按照我国《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》(CJJ112-2007)规定,填埋场停止使用后必须进行相关的生态恢复,实施封场工程。同时,我国土地资源紧缺,生态恢复效果合格的填埋场,可用来兴建各类厂房、停车场、公园等,有利于进一步提高土地的利用价值,实现土地的合理利用。垃圾填埋场生态恢复的整体原则可以参考《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》(CJJ112-2007)。首先,建立完整的封场覆盖系统。其次,要保证场地的绿化工程与周围景观相协调,并根据场地覆盖层土壤的性质和当地气候条件配置合理的植物群落,不易选用根系穿透力强的树种。再次,还应及时对填埋垃圾进行压实处理并设置完善的填埋气导排设施,预防产生场地沉降和填埋气爆炸,避免发生危险[32]。
4 结语
卫生填埋技术是目前我国生活垃圾处理的主要手段。但与此同时,由于垃圾填埋产生的大量填埋气和渗滤液,对周边生态环境造成了严重的危害。虽然现阶段针对填埋气和渗滤液的处理方法较多,但这些方法均具有不同程度的缺陷,如何选择最佳的处理技术方法,降低运行成本,提高处理效果,改善填埋场的生态环境,是目前急需要解决的关键问题。因此,在未来的工作中,应借鉴发达国家的先进经验,结合中国国情,切合当地垃圾填埋场的特点,在遵循生态经济原则和国家相关政策下,因地制宜的开展垃圾填埋场的治理和生态修复工作,促进我国生态与经济的可持续发展。
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城市垃圾分类的关键问题范文6
关键词:城市污水处理;系统;影响因素
中图分类号:U664.9S 文献标识码: A
引言
随着社会的不断进步,人们生活质量的大大提高,用水量也在不断地增加,水资源等问题也逐渐暴露出来,尤其是水资源与经济社会发展布局不相匹配,水资源时空分布不均匀等问题的出现,更是加剧了水资源问题的严重性。从根本上说,要想解决水资源存在的不合理性,就必须改变长期粗放性的经济增长方式不适应社会可持续发展的需要,和不适应水资源与水环境发展的需要,这两个不适应正是当前水资源问题的基本问题。文章重点分析讨论了如何建立水资源循环系统,来改变经济增长对水资源造成的严重破坏,使被污染的水通过处理得以重新的使用。从某种意义上讲,污水处理是时展的需要,是科学发展观的集中体现,不仅仅可以保护环境,更能为人类提供更加优质的服务,是社会发展必不可少的重要环节之一。
一、城市污水处理系统在城市建设中的重要性
城市污水处理是一项城市建设的基础工程。城市污水处理对于城市的水环境保护、水资源利用、改善居民的生活环境,都有着非常积极的意义。但是城市污水处理厂若规划不当,工艺方案不合理,造成污水处理厂不能正常运行,会带来重大的环境风险。污水处理厂项目本身产生的恶臭、噪声、固体废物(污泥)等未采取有效的防治措施,及相关的生态保护、水源保护措施缺失也会对城市环境造成相当程度的危害,产生环境问题。因此,城市污水处理系统的建立要充分考虑。
对影响系统的环境影响评价。主要是从环境保护的角度对污水处理厂的布局、工艺方案、污染防治措施、生态保护措施的合理性进行分析,对污水处理项目排放的恶臭、污泥、噪声等污染物对环境的影响以及项目建设和运行期对生态环境的影响进行分析,并提出符合城市环境规划要求、满足环境功能区要求和总量控制目标的环境管理、环境监测制度。
二、工艺流程简述
厂区污水( 除气化装置) 进入污水处理站内的生活污水集水池( 集水池前设格栅,用于去除污水中大的漂浮物) ,然后用泵将污水从集水池提升至平流式沉淀池,从外管架来的气化废水先进入到平流式沉淀池进行预沉淀,沉淀池出水自流进入均质池内,所有污水在均质池内进行水量、水质均质,当其它生产污水浓度很高时将生产污水切入事故池,事故池污水再用泵少量地加入到均质池内。均质池水用泵提升进入生化池进行生化处理,生化池分三格,每格按进水、反应、沉淀、滗水4 个阶段进行周期性运行,均采用DCS 控制,每一周期及每一阶段的运行时间可根据来水的水质和出水水质情况进行调整。生化池滗水器滗出的达标废水自流入回用水吸水池。
生化池内多余的污泥用污泥泵排入污泥池,污泥池污泥用泵送带式浓缩一体化脱水机进行污泥脱水,滤液回到生活污水提升泵间,重新进入污水处理系统进行处理,泥饼外运。
污水处理站设置了多介质过滤器和活性碳过滤器作为把关措施,以便在生化处理不稳定时去除超标的CODCr。
三、工业污水处理工程设计中的关键问题
(一)、除臭技术
现阶段,除臭技术主要采用三种方式进行污水处理。除臭方法常用有活性炭吸附法、化学药剂吸收法、土壤法及生物法。随着科学技术的不断进步,对环境质量要求的越来越高,为此我们将这种技术应用于污水处理厂当中,并取得了不错的成绩。在各种除臭方法中,国内外大多采用微生物的除臭方式,这主要是因为此方法不仅仅效果好且成本低,最重要的是不会导致二次污染的发生。此外,还应用于浓度较高的污染物的处理,相对于活性炭的除臭技术而言,更是有着不可替代的优势。因活性炭去污能力弱且费用较高,所以一般情况下很少使用。
(二)、污水管网设计
与传统的工业污水处理方式不同,它主要采用的是工业污水管网处理的方式进行工业污水的收集和输送,然后将污水处理厂与污水生产源之间进行有效的连接,这样做的主要目的就是便于集中管理和处理。一般来讲,一个城市在扩建发展的同时,必须加大对新旧城区污水处理工程的建设,此时多采用分流制的处理方式。根据城市排水系统的差异,可以将小城镇或者老城区的排水处理方式改造为合流制的排水系统处理方式,这主要是因为老城区和小城镇的城市规模比较小,街道狭窄,建筑物密集,施工难度大,因此不具备分流制的处理方式。
(三)、垃圾渗滤液对污水处理厂的影响
在我国一些中小城市,特别是乡镇地区,都不同程度的存在着垃圾管制不利,乱丢废弃的现象。如果垃圾处理不当,堆弃的垃圾数量远远超过了它的所承受范围,那么就很容易导致对水资源造成严重的污染,有的垃圾渗滤液还会影响到污水处理厂。为此,必须引起高度的重视,由于垃圾渗滤液高浓度废水的进入而给处理厂进水带来的水质变化。处理厂规模越小,其影响越大,渗滤液处理量与污水处理厂处理规模的比值越大,对设计参数选择、设备选型及工程费、运行费等影响越大。
四、影响城市污水处理系统主要因素分析
(一)、污水处理规模
城市污水处理从各规划阶段到具体项目实施,确定其水量规模是首要内容,规模预测是否符合发展趋势和实际需要,将对工程的总体布局、项目总投资、建设周期和运行费用产生重大影响。预测规模偏大,建成的污水处理工程不能充分发挥效益,甚至高额的运行管理成本导致污水处理厂难以运转;预测规模过小,则影响城市环境的改善,制约了城市的建设和经济发展,因而合理确定水量规模十分重要。城市污水处理设施建设宜实行分阶段、分步实施的原则,分别制定近期规划和远期规划,并按照远期规划确定最终规模,以现状水量为主要依据确定近期规模。
(二)、污水处理厂布局
污水处理厂的布局是否合理,对城市环境有着重大影响。污水处理厂的布局包括两部分内容需要考虑:一是污水采用集中处理还是分散处理,二是污水处理厂的厂址选择。集中建设大型污水处理厂可以体现规模效益,便于管理,尾水集中排放,正常情况下对水环境的影响小。但污水处理厂过于集中,必然造成污水管网收集系统工程量加大,整个污水系统的初期投资较高,实施困难。由于大型污水处理厂服务区域面积大,施工期的环境影响增加;而小型分散的污水处理厂易于建设,有利于处理后污水的就近利用。
(三)、曝气技术
在工业污水处理中,其主要污染物都是微生物质,极其容易被分解,因此在处理工艺上多采用曝气技术,因为此技术能很好的分解其有机物质,正好分解了污染物中的微生物质。在通常情况下,一般采用采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程,近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。
在工业污水处理中,其中最重要的一项技术就是曝气充氧,它也是整个工艺流程中的核心动态控制,一般情况下,在工业污水处理的运行费用上,动态能耗占所有费用的80%,而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%,由此可见,所选用的曝气形式及技术在工业污水处理工艺技术方案中的重要地位。
(四)、终端设备是鼓风曝气技术的关键
鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置-曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体,最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面;曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何,完全是要取决于曝气终端设备(曝气器)的功能作用。
结束语
通过对污水系统出现问题时的现象及前系统的状况进行梳理已基本找到了影响污水装置运行的原因,即进水水质超标、细菌无法满足需求和系统受到冲击。在之后的运行中,结合这些因素我们进行了针对性的改进,严控进水量及进水水质,重新更换了活性污泥,目前装置运行状况得到了极大的改善。
参考文献