【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方式將全部生活垃圾混合在一起收集運(yùn)輸，增大了生活垃圾資源化、無害化的難度。(2)分類收集是指按城市生活垃圾的組成成分進(jìn)行分類的收集方式。這種方式可以提高回收物資的純度和數(shù)量，減少需要處理的垃圾量，有利于生活垃圾的資源化和減量化，并能夠較大幅度的降低廢物的運(yùn)輸及處理費(fèi)用。不管是混合收集還是分類收集方式都要通過不同的收集方法來實(shí)現(xiàn)。(1)按包裝方式分為散裝收集和封閉化收集，由于散裝收集過程帶來撒、漏、揚(yáng)塵等嚴(yán)重污染問題，因此，散裝收集方式逐步被淘汰，取而代之的是封閉化收集，其中封閉化收集方式中尤以袋裝收集最為普遍。(2)按收集過程又可以分為上門收集、定點(diǎn)收集和定時(shí)收集方式等。 ①上門收集分居民家上門收集和管道收集兩種。②定點(diǎn)收集，包括垃圾房收集、集裝箱垃圾、收集站收集。③定時(shí)收集，這是一種以垃圾定時(shí)收集為基本特征的垃圾收集方式。作業(yè)單位定時(shí)到垃圾產(chǎn)生源收集，采用標(biāo)準(zhǔn)的人力封閉收集車，送至標(biāo)準(zhǔn)的小型壓縮收集站（或居民區(qū)小型綜合處理站），或采用標(biāo)準(zhǔn)的封閉收集車送至轉(zhuǎn)運(yùn)站或處理廠。收集方法如表22[20]。表22 不同垃圾收集方法垃圾產(chǎn)生方式和種類收集方法家庭、單位、行人產(chǎn)生的垃圾拋棄在路面的垃圾低層建筑居民區(qū)產(chǎn)生的垃圾中、高層建筑產(chǎn)生的垃圾水面漂浮垃圾建筑垃圾、粗大垃圾、危險(xiǎn)垃圾家庭廚房垃圾和可裂解垃圾容器收集清掃收集小型收集車收集或容器收集垃圾通道收集或容器收集打撈收集單獨(dú)容器或車輛收集水送系統(tǒng)收集或容器收集隨著城市的發(fā)展，在市區(qū)垃圾收集點(diǎn)附近，以越來越難找到合適的地方來設(shè)立垃圾處理處置場(chǎng)，垃圾遠(yuǎn)運(yùn)是必然趨勢(shì)。生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)使之利用轉(zhuǎn)運(yùn)站，將從各分散收集點(diǎn)用小型收集車清運(yùn)的垃圾，轉(zhuǎn)運(yùn)到大型運(yùn)輸工具，并將其遠(yuǎn)距離運(yùn)輸至垃圾處理處置場(chǎng)的過程。轉(zhuǎn)運(yùn)工藝流程圖如下[20]。按工藝和壓實(shí)程度分類可分為直接轉(zhuǎn)運(yùn)式、車箱外壓實(shí)裝箱式和車廂內(nèi)壓實(shí)裝箱式。卸料平臺(tái)進(jìn)站小型垃圾收集車居民點(diǎn)垃圾收集稱重計(jì)量再裝車運(yùn)輸處置大型垃圾運(yùn)輸車圖23 直接轉(zhuǎn)運(yùn)式工藝流程 車箱外壓實(shí)裝箱式具有壓實(shí)效果好、轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但投資和運(yùn)行費(fèi)高，且對(duì)垃圾成分要求嚴(yán)格，需要垃圾中壓實(shí)集體含量較高。打包壓縮腔居民點(diǎn)垃圾收集稱重計(jì)量壓縮運(yùn)輸處置成塊圖24 車箱外壓實(shí)裝箱式工藝流程車廂內(nèi)壓實(shí)裝箱式的箱內(nèi)垃圾有較高的密實(shí)度，對(duì)所轉(zhuǎn)運(yùn)的垃圾適應(yīng)性強(qiáng)。由于裝箱機(jī)在裝箱過程中對(duì)箱內(nèi)垃圾有一定的擠推壓力，是箱內(nèi)的垃圾密實(shí)度得以提高，壓縮比一般可達(dá)到2:1。大型垃圾收集車卸料平臺(tái)進(jìn)站小型垃圾收集車居民點(diǎn)垃圾收集稱重計(jì)量垃圾槽裝車運(yùn)輸車廂內(nèi)壓實(shí)機(jī)處置圖25 車廂內(nèi)壓實(shí)裝箱式工藝流程垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站可按其規(guī)模劃分為大、中、小型或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五類。國家規(guī)定相應(yīng)的用地指標(biāo)見表[21]。表23 不同類別轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)模與用地指標(biāo)類型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)量（t/d）用地面積（m2）大型Ⅰ類1000~3000≤20000Ⅱ類450~100015000~20000中型Ⅲ類150~4504000~15000小型Ⅳ類50~1501000~4000Ⅴ類≤50≤1000由于生活垃圾組成復(fù)雜，其形狀、大小、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等均有很大的差異。因此，預(yù)處理為使物料性質(zhì)滿足后續(xù)處理或最終處置的工藝要求，提高固體廢物資源回收利用的效率，對(duì)垃圾進(jìn)行的預(yù)先處理。預(yù)處理理技術(shù)主要包括壓實(shí)、破碎、分選等單元操作。預(yù)處理一般可分為兩種情況：其一是分選作業(yè)之前的預(yù)處理，主要包括篩分、分級(jí)、破碎和粉磨等，以使廢物單體分離或分成適當(dāng)?shù)募?jí)別，更利于下一步工序的進(jìn)行；其二是運(yùn)輸前或最終處理前的預(yù)處理，主要包括破碎、壓縮和各種固化方法等，其目的是是廢物減容以利于運(yùn)輸、貯存、焚燒或填埋等。(1)堆肥原理堆肥是指利用微生物的降解作用，使有機(jī)垃圾穩(wěn)定化的過程，堆肥產(chǎn)品可作肥料或土壤改良劑。根據(jù)微生物生產(chǎn)的環(huán)境可以將堆肥化分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化兩種。好氧堆肥工藝周期短、無害化效果好，厭氧堆肥周期長(zhǎng)、發(fā)酵氣對(duì)環(huán)境影響不利。好氧堆肥化過程的基本原理：好養(yǎng)堆肥是在通氣條件下，利用好氧微生物的繁殖與生長(zhǎng)使用有機(jī)物降解，好氧堆肥的溫度一般為50~60℃，最高可達(dá)80~90℃，好氧堆肥也稱為高溫堆肥。在好氧堆肥過程中，溶解性有機(jī)物可透過微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物直接吸收；不溶膠體和固體有機(jī)物，先附著在微生物體外，依靠微生物分泌的細(xì)胞酶分解為可溶性物質(zhì)，在滲入細(xì)胞。微生物通過自身的生命活動(dòng)，進(jìn)行代謝和合成代謝將一部分吸收的有機(jī)物氧化為無機(jī)物，并釋放生長(zhǎng)所需要能量；另一部分轉(zhuǎn)化為必須的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而合成為新的細(xì)胞物質(zhì)，是微生物生長(zhǎng)法制，產(chǎn)生更多的生物體。堆肥是利用微生物人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物反應(yīng)過程。在生物化學(xué)反應(yīng)過程中，垃圾中的有機(jī)物與氧氣和細(xì)菌相互作用，析出二氧化碳、水和熱，同時(shí)生成腐殖質(zhì)，用作土壤改良劑或肥料，微生物分解過程如圖[3]。++代謝合成（同化作用）氧化分解（異化作用）堆肥有機(jī)物（C,H,O,N,P）+O2+微生物CO2, H2O,NH3,SO4,PO4釋放轉(zhuǎn)化為熱量腐殖物質(zhì)細(xì)胞物質(zhì)（微生物生長(zhǎng)繁殖）能量圖26 微生物的分解過程典型堆肥工藝流程示意圖如下[16]：板式給料機(jī)計(jì)量垃圾入場(chǎng)初選（人工）發(fā)酵計(jì)量污水糞便糞便入場(chǎng)出倉二次發(fā)酵磁選廢鐵滾筒篩有機(jī)肥填埋場(chǎng)回收物圖27 典型堆肥工藝流程示意(2)厭氧消化處理技術(shù)生活垃圾的厭氧消化過程就是生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)在特定的厭氧條件下，微生物將有機(jī)物進(jìn)行分解，其中的C、H、O轉(zhuǎn)化為沼氣——甲烷和二氧化碳，而N、P、K等微量元素則存留于殘留物中，并轉(zhuǎn)化為易被動(dòng)植物吸收利用的形式。反應(yīng)機(jī)理如圖28[16]：蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物等揮發(fā)性脂肪酸高級(jí)脂肪酸氨基酸單糖乙醇等CH4+CO2兼性厭氧菌水解細(xì)菌產(chǎn)酸菌產(chǎn)甲烷菌絕對(duì)厭氧菌產(chǎn)甲烷相水解相產(chǎn)酸相圖28 生活垃圾中的有機(jī)組分通過厭氧消化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的反應(yīng)機(jī)理 熱處理過程被定義為:在設(shè)備中以高溫分解和深度氧化為主要手段，通過改變廢物的化學(xué)、物理或生物特性和組成來處理固體廢物的過程。常用技術(shù)為焚燒，熱解等。主要使用技術(shù)為焚燒。焚燒是指垃圾中的可燃成份在高溫(800℃~1000℃ )下經(jīng)過燃燒而充分氧化，最終成為無害、穩(wěn)定的灰渣。該法一般可使垃圾減量90%，并可回收熱能用于取暖和發(fā)電。焚燒法具有減容、減量化程度高、處理周期短、占地面積小、選址靈活、燃燒的熱量可發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)，但若管理不當(dāng)，則會(huì)產(chǎn)生二噁英等，對(duì)環(huán)境造成二次污染。生活垃圾的焚燒是生活垃圾中的有機(jī)可燃物與空氣中的氧在高溫條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出熱量、產(chǎn)生廢氣并排除灰渣的過程?？扇脊腆w物質(zhì)的燃燒過程通常由傳熱、傳質(zhì)、熱分解、熔融、蒸發(fā)等過程組成，涉及到氣相化學(xué)反應(yīng)和多相化學(xué)反應(yīng)。生活垃圾的含水率高于其他固體燃料。一般將其焚燒過程依次分為干燥、熱分解和燃燒三個(gè)階段。(1)干燥。生活垃圾的干燥是利用熱能使生活垃圾中的水分氣化，并排出生成的水蒸汽的過程。生活垃圾的含水率較高，經(jīng)過貯存池自然脫水后的含水率仍較高，因此，干燥過程中需要消耗較多的熱能。(2)熱分解。熱分解是生活垃圾焚燒過程中必須經(jīng)歷的一個(gè)過程，是多種有機(jī)可燃物在高溫作用下的分解或聚合化學(xué)反應(yīng)過程，產(chǎn)生污染物包括各種烴類、固定碳及不完全燃燒物等。生活垃圾中的可燃固體物質(zhì)有碳、氫、氧、氯、氮、硫等元素組成。溫度越高，活化能越小，則分解速度越快。因?yàn)樯罾泻卸喾N有機(jī)物，而各種有機(jī)物的活化能均不相同，故這些物質(zhì)的熱分解速度也不等。在實(shí)際情況下，熱分解速度還與傳熱及傳質(zhì)速度有關(guān)。只有當(dāng)生活垃圾中固體粒子的粒度相當(dāng)小，固體內(nèi)溫度均勻時(shí)，熱分解速度才不受傳熱及傳質(zhì)的影響。然而，在實(shí)際條件下是很難達(dá)到的，因?yàn)樯罾械挠袡C(jī)固體物的粒度都比較大，傳熱及傳質(zhì)速率對(duì)熱分解速度的影響是顯著的。理論研究認(rèn)為，傳熱速度對(duì)熱分解速度的影響遠(yuǎn)大于傳質(zhì)速度。如果把包括傳熱、傳質(zhì)及熱解過程在內(nèi)的總的速度稱為總熱分解速度，則可以認(rèn)為總熱分解速度近似地等于傳熱速度。所以，在實(shí)際操作過程中應(yīng)保持良好的傳熱性能，使熱分解能在較短的時(shí)間內(nèi)徹底完成，這是保證生活垃圾充分燃燒的基礎(chǔ)。(3)燃燒。生活垃圾的燃燒是在氧氣存在的條件下有機(jī)物質(zhì)的快速、高溫氧化過程。生活垃圾經(jīng)過干燥和熱分解后，產(chǎn)生許多不同種類的氣、固態(tài)可燃物，這些物質(zhì)與空氣混合，達(dá)到著火所需的必要條件時(shí)就會(huì)形成火焰而燃燒。因此，生活垃圾的燃燒是氣相燃燒及不均勻燃燒的混合過程。固體廢物靜態(tài)燃燒還原性氣體干燥剩余空氣水蒸氣火焰火焰燃燒汽化燃燒爐渣圖29 固體廢物焚燒過程原理影響燃燒的主要因素包括燃燒反應(yīng)（燃料特性，即影響傳熱、傳質(zhì)、傳動(dòng)的因素）、燃燒條件（燃燒設(shè)備的類型和其他物理?xiàng)l件），可歸納為3T：Time、Temperature、Turbulence，即時(shí)間、溫度、湍流度之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)生活垃圾來說，當(dāng)Q＜3344kJ/kg時(shí)，不能滿足自身穩(wěn)定燃燒的條件，需要增加輔助燃料；當(dāng)3344kJ/kg＜ Q ＜4180kJ/kg時(shí)，理論上不借助輔助燃料就可以焚燒，但焚燒過程產(chǎn)生的余熱的能源化利用價(jià)值不大；當(dāng)4180kJ/kg ＜Q＜ 5000kJ/kg時(shí)，固體廢物焚燒產(chǎn)生的余熱可以進(jìn)行能源化利用，即余熱可以用來發(fā)電和供熱；當(dāng)Q ＞6000kJ/kg時(shí)，可以保證焚燒過程穩(wěn)定進(jìn)行，所產(chǎn)生的余熱可以穩(wěn)定地進(jìn)行發(fā)電與供熱[3]。典型的固體廢物焚燒系統(tǒng)的工藝單元包括：1,進(jìn)廠廢物計(jì)量系統(tǒng)；2,廢物卸料及貯存系統(tǒng)；3,廢物進(jìn)料系統(tǒng)；4,廢物焚燒系統(tǒng)；5,焚燒余熱利用系統(tǒng)；6,延期進(jìn)化和排放系統(tǒng)；7,灰渣處理或利用系統(tǒng)（污水處理或回用系統(tǒng)）；8,煙氣排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；9,廢物焚燒自動(dòng)控制系統(tǒng)等。垃圾發(fā)電工藝流程圖[22]如下。垃圾地磅焚燒爐余熱鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)煙窗煙氣預(yù)處理系統(tǒng)污水蒸汽爐渣排渣系統(tǒng)空氣垃圾池污水處理汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)飛灰飛灰處理系統(tǒng)脫污劑水水處理系統(tǒng)圖210 垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)固體廢物的處置是指對(duì)當(dāng)前技術(shù)條件下無法繼續(xù)利用的固體污染物終態(tài)，因其自行降解能力很微弱而可能長(zhǎng)期停留在環(huán)境中，為防止他們對(duì)環(huán)境造成污染，必須將其放置在一些安全可靠的場(chǎng)所。對(duì)固體廢物進(jìn)行處置，也就是解決固體廢物的最終能夠歸宿問題，是固體廢物最大限度的與環(huán)境隔離以控制其對(duì)環(huán)境的擴(kuò)散污染。因此，最終處置是對(duì)固體廢物全面管理的最后一環(huán)，對(duì)于防治固體廢物的污染起著十分關(guān)鍵的作用。固體廢物處置的總目標(biāo)是確保廢物中的有毒有害物質(zhì)，不會(huì)對(duì)人類及環(huán)境造成不可接受的危害，其基本要求是飛舞的體積應(yīng)盡量小，廢物本身無較大危害性，處置場(chǎng)地適宜，設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，封場(chǎng)后腰定期對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行維護(hù)及檢測(cè)。固體廢物處置的基本方法是通過多重屏障（如天然屏障或人工屏障）實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)與生物圈的有效隔離。天然屏障是利用處置場(chǎng)地所處的地址構(gòu)造和周圍的地質(zhì)環(huán)境所形成的屏障，對(duì)有害物質(zhì)有阻滯作用。人工屏障是使廢物轉(zhuǎn)化為具有低浸出性和適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度的穩(wěn)定的物理化學(xué)形態(tài)或用容器將廢物包容來處置廢物。固體廢物的處置方法有陸地處置和海洋處置兩大類。海洋處置分為深海拋棄和海上焚燒兩種。陸地處置分為土地填埋、深井灌注和深地層處置，目前主要以土地填埋為主。海洋處置已被國際公約所禁止，陸地處置被廣泛應(yīng)用。生活垃圾主要采取衛(wèi)生填埋方法進(jìn)行處置。衛(wèi)生填埋又稱衛(wèi)生土地填埋，是利用工程手段，采取有效技術(shù)措施，防治滲濾液及有害氣體對(duì)水體和大氣的污染，并將垃圾壓實(shí)減容至最小，填埋占地面積也最小。在每天操作結(jié)束或每隔一定時(shí)間用土覆蓋。是整個(gè)過程對(duì)公共衛(wèi)生安全及環(huán)境污染均無危害的一種土地處理垃圾方法。衛(wèi)生填埋場(chǎng)按照填埋區(qū)利用自然地形條件的不同，可以分為平原型填埋場(chǎng)、灘涂型填埋場(chǎng)、山谷型填埋場(chǎng)三種類型。根據(jù)填埋場(chǎng)垃圾的降解機(jī)理，填埋場(chǎng)還可分為好氧、準(zhǔn)好氧和厭氧三種類型。生活垃圾衛(wèi)生土地填埋通常是每天把運(yùn)到土地填埋場(chǎng)的廢物再限定的區(qū)域內(nèi)鋪撒成40~75cm的薄層，然后壓實(shí)以減少廢物的體積，并在每天的操作之后用一層厚15~30cm的土壤覆蓋、壓實(shí)。完成的衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)是由一個(gè)或多個(gè)升層組成的。當(dāng)土地填埋達(dá)到最終的設(shè)計(jì)高度之后，再在該填埋層上覆蓋一層90~120cm的土壤，這時(shí)候就得到一個(gè)完整的衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)，如下為衛(wèi)生填埋場(chǎng)剖面圖[20]及典型衛(wèi)生填埋工藝流程圖[23]：圖211 衛(wèi)生填埋場(chǎng)剖面圖排入水體污泥排放沼氣達(dá)標(biāo)水生活垃圾汽車轉(zhuǎn)運(yùn)沼氣收集系統(tǒng)計(jì)量站填埋單元出售攤平碾亞覆土滅蟲降雨滲濾液收集系統(tǒng)調(diào)節(jié)池沼氣發(fā)電或供熱滲濾液雨雪天氣粘土復(fù)合肥料燃燒后排放晴好天氣覆土備料場(chǎng)地壓濾脫水滲濾液處理站截洪溝排入水體填埋庫區(qū)圖212 生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的填埋工藝如圖衛(wèi)生填埋的防滲系統(tǒng)是垃圾填埋場(chǎng)最重要的組成部分，通過在填埋場(chǎng)底部和周邊鋪設(shè)低滲透性材料建立襯層系統(tǒng)以阻隔填埋氣體和滲濾液進(jìn)入周圍的土壤和水體產(chǎn)生污染，并防止地下水和地表水進(jìn)入填埋場(chǎng)，有效控制滲濾液產(chǎn)生量。常用的防滲材料有無機(jī)天然防滲材料、天然和有機(jī)復(fù)合防滲材料、人工合成有機(jī)材料（也成柔性膜）等三類。(1)無機(jī)天然防滲材料主要有黏土、亞黏土、膨潤(rùn)土等。(2)天然和有機(jī)復(fù)合防滲材料主要指聚合物水泥混凝土（PPC）、瀝青水泥混凝土（ACC）等防滲材料。(3)人工合成有機(jī)材料主要有瀝青、橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯等。高密度聚乙烯(HDPE)是