1)填埋技术:
填埋技术是一种操作简单的垃圾处理方法,它可以处理所有种类的垃圾,也由此曾风光一时。但随着时间的推移和技术的发展,其缺点开始一一暴露。填埋要占用大量土地,且大多填埋场没有7层以上严密防渗漏措施,长时间暴露在较为开放的空间中,随着雨水的渗入,电子废弃物渗出液会污染地下水及土壤,其中含有难以生物降解的萘等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物、磷酸酯、酚类化合物和苯胺类化合物;其中还含有大量金属离子,铁离子浓度可高达 2050mg/l,铅离子的浓度可达12.3 mg/l,锌离子浓度可达130 mg/l,钙离子浓度可达4200mg/l。同时垃圾堆放产生的气体严重影响场地周边的空气质量。近年来有的城市已经认识到这些问题,建立起一批具有较高水平的填埋厂,较好地解决了二次污染问题,但却又带来了建设投资大、运行费用高等其他问题。最关键的是填埋厂处理能力有限,服务期满后仍需投资建设新的填埋场,进一步占用土地资源。基于这些原因,国外从80年代以来,填埋设施有逐渐减少的趋势,成为其它处理工艺的辅助方法,主要用来处理不能再利用的物质。
2)焚烧技术:
焚烧是一种传统的垃圾处理方法,从古代的玛雅人到现今的社会,焚烧仍然在垃圾处理方法中占据着重要的位置。通过焚烧垃圾来发电,既最大限度地减少了垃圾的体积,又利用其产生新能源。现代垃圾焚烧技术诞生于数10年前,一度是世界上许多大城市的首选。在日本、荷兰、瑞士、丹麦,瑞典等国成为垃圾处理的主要手段,瑞士垃圾80%为焚烧,日本、丹麦垃圾70%以上为焚烧。但焚烧厂在发达国家遍地开花数十年后,人们发现了比垃圾灾难更可怕的二恶英,这种毒气导致人和动物患上癌症。二恶英是一种含氯有机化合物,即多氯二苯并对二恶英、多氯代二苯并呋喃及其同系物的总称。它可以气体和固体形态存在,化学稳定性高,难溶于水,对酸碱稳定,不易分解,不易燃烧,易溶于脂肪,进入人体后几乎不排泄而累积于脂肪和肝脏中,不仅具有致癌性,而且具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。其中毒性最强的是2,3,7,8-TCDD,其毒性是马钱子碱的500倍,氰化物的1000倍。
本世纪80年代末期,欧洲和日本的研究人员又开始了“第三代”垃圾处理技术的研究开发。许多发达国家的政府公布了新的、更严格的废物排放标准,日本政府已决定在若干年内把现有的1800多座焚烧厂逐渐关闭。
3)热解气化技术:
第三代垃圾处理技术—热解气化技术是在焚烧法基础上发展起来的、结合热解气化和熔融固化的一种新型垃圾处置方法,实现了无害化、显著的减容性、广泛的物料适应性和高效的能源与物资回收,在90年代中期,开始在发达国家流行。
热解气化技术是先将垃圾在450~600℃的还原性气氛下气化,产生可燃气体和易与铁、铝等金属回收的残留物,再进行可燃气体的燃烧使含碳灰渣在 1350~1400℃条件下熔融,整个过程把低温气体和高温熔融结合起来。它不同于传统意义上的焚烧,它将大量的城市生活废物—废旧的电器、电脑、电池、打印机硒鼓、墨盒,医院废弃的一次性输液、注射品, 巨量的生活垃圾等等统统高温分解转化为气,由此产生新的热能来发电和供热。
与传统焚烧技术相比,热解气化技术的优点表现在以下几个方面:
首先,可以最大限度减容、减量。气化熔融技术使垃圾中的可燃成分被高温分解,熔渣致密性大大提高,可以减容 70%左右,减重85%以上。
其次,可以实现二恶英的低排放。目前,世界最先进的焚烧设施的二恶英排放标准大概是0.1nmg/m3,而热解气化技术的二恶英排放标准已经降到0.01nmg/m3。热解气化技术控制二恶英,主要表现在以下两个方面:(1)气化炉排出的灰渣与可燃气体一同进入1400℃左右的高温熔融炉(一般为旋涡式)焚烧,停留时间保持在2s以上,充分满足了控制二恶英的“3T”技术要求(焚烧温度高、停留时间长、湍流度好),不仅能够彻底摧毁垃圾中含有的二恶英及其前趋物,而且能将绝大部分飞灰熔融固化下来,杜绝在下游设备上由Deacon反应生成二恶英的催化剂来源。同时熔渣中二恶英含量大大降低,不会对环境造成负面影响。(2)垃圾中最主要的氯源来自于PVC类高氯树脂。研究表明,PVC气化初始阶段(350℃)氯元素主要以HC1的形式析出,此时加入石灰石、白云石等吸附剂定向脱氯,可以有效的减少烟气中氯元素的含量;同时还原气氛和氯的及时脱除又使垃圾中的Cu、Fe等金属元素不易生成促使二恶英形成的催化剂(CuCl2、FeCl3等),进而有效地抑制了低温烟道中二恶英的形成。
第三,气化熔融技术还可以固化有害重金属元素。垃圾焚烧法容易造成二次污染,其中之一就是重金属的污染,主要包括汞、铅、镉、铬、砷及其化合物的污染。这些重金属元素的共同特点是:剧毒性、生物体内累积性以及大气中滞留性。它们对人体的生理机能、新陈代谢、生物遗传等方面造成极大的负面效应。熔融固化法目前被认为是灰渣无害化处理的有效方法之一。在高温(1400℃)的状况下,飞灰中所含的沸点较低的重金属盐类,部分发生气化,部分则转移到熔渣中。灰渣中SiO2在熔融处理中形成SiO2网状物把熔渣金属包封固化在网目中,形成极稳定的玻璃质熔渣,重金属溶出的可能性大大降低。从炉内取出的熔渣,可将它水冷成细微固化物,或将它空冷成较大块状固化物后排出。经过熔融使灰渣全部形成玻璃化,使重金属封存不致溶出。
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