德國生活垃圾處理技術發展
1 德國填埋技術的發展
40年前,在德國(guo)(guo)(guo)生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)基本上是(shi)無控制地、隨意(yi)地傾(qing)倒于溝或(huo)坑內(nei),且時常發生火災,污染大(da)氣、河流(liu)和地下水。1972年德國(guo)(guo)(guo)頒布了(le)(le)第一(yi)部(bu)有關(guan)垃(la)(la)圾(ji)(ji)處(chu)理(li)的(de)法律,關(guan)閉鄉鎮一(yi)級的(de)垃(la)(la)圾(ji)(ji)填埋場(chang),在縣、市建設規模(mo)更大(da)的(de)垃(la)(la)圾(ji)(ji)衛生填埋場(chang),集中(zhong)(zhong)處(chu)理(li)生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)。10a中(zhong)(zhong),德國(guo)(guo)(guo)生活(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)填埋場(chang)的(de)數量降低(di)了(le)(le)90%,此后的(de) 20a當(dang)中(zhong)(zhong),這(zhe)個數字(zi)繼續降低(di)了(le)(le)80%以上。
20世紀(ji)70-80年代,按照有關法(fa)律、法(fa)規(gui)的要(yao)(yao)求,德國衛(wei)生填(tian)埋(mai)技術在填(tian)埋(mai)場(chang)(chang)(chang)場(chang)(chang)(chang)底防滲(shen)(shen)、滲(shen)(shen)瀝(li)液處(chu)理、沼氣(qi)(qi)利用(yong)及營運等方面取得重大進(jin)(jin)(jin)展。符合(he)先進(jin)(jin)(jin)標準要(yao)(yao)求的填(tian)埋(mai)場(chang)(chang)(chang),一般采用(yong)雙重底部防滲(shen)(shen)(即復(fu)合(he)防滲(shen)(shen)),由一層75 cm厚的礦物黏土(tu)層(滲(shen)(shen)透系數≤10-9m/s)和鋪在上面的塑料(liao)層構成。被收集(ji)(ji)的垃(la)圾滲(shen)(shen)瀝(li)液,一般先經過生物處(chu)理,再經過反(fan)滲(shen)(shen)透處(chu)理,才能排入水體。填(tian)埋(mai)氣(qi)(qi)(即沼氣(qi)(qi))必須收集(ji)(ji),可將其(qi)(qi)作為(wei)燃氣(qi)(qi)機或(huo)燃氣(qi)(qi)渦輪機的燃料(liao),用(yong)來發電或(huo)供暖。填(tian)埋(mai)場(chang)(chang)(chang)關閉后,要(yao)(yao)對其(qi)(qi)表面進(jin)(jin)(jin)行封(feng)場(chang)(chang)(chang)處(chu)理。
1992年德(de)國(guo)政府頒布了垃圾處(chu)理(li)技術標準(TA—Siedlungsabfall)。該標準規(gui)定自(zi)2005年6月1日起,德(de)國(guo)禁止(zhi)填埋未(wei)經(jing)焚燒或機械、生物預處(chu)理(li)的生活垃圾。
現在(zai),人們越來越清(qing)楚地意識(shi)到,直接填(tian)埋生活垃圾,已經不符合(he),或者只在(zai)一定程度上符合(he)可持續(xu)發展對環(huan)境保護(hu)和資源利用的要求.主要原(yuan)因如(ru)下:
(1)從技術角度(du)看,填埋場的(de)密(mi)封防滲系(xi)統不是長期可靠的(de);
(2)從長遠看,填埋(mai)場始終存在有害物質浸出的風險;
(3)雖然設有沼(zhao)氣(qi)收集系統,但實際上還是有相(xiang)當數(shu)量的(de)、溫室效應比二氧化碳強20倍左右的(de)甲烷氣(qi)體溢(yi)出;
(4)生活(huo)垃(la)圾所(suo)含有(you)價值成分,如生物質、金屬、玻璃和(he)塑料等(deng),未被作為(wei)資源利用(yong);
(5)當代的(de)生活垃圾問題(ti)被轉移到后代,他們必(bi)須(xu)承(cheng)擔維(wei)護填埋場(chang)的(de)后續工(gong)作。
此外,符合所有(you)規(gui)定(ding)的(de)、高標準生(sheng)活垃圾填(tian)埋的(de)處理費(fei)用(yong),一般(ban)明顯高于優化生(sheng)活垃圾焚燒的(de)處理費(fei)用(yong),以及優化機(ji)械生(sheng)物處理系統(tong)的(de)處理費(fei)用(yong)。
然而隨后發展的(de)生(sheng)活(huo)(huo)垃(la)圾分(fen)類和焚燒技術,不僅在(zai)經濟效益方面(mian),而且也在(zai)可持續利用資源(yuan)和保護環境方面(mian)都優于衛生(sheng)填埋技術。從可持續發展角度看,生(sheng)活(huo)(huo)垃(la)圾應不再(zai)被(bei)視為需要治理(li)的(de)污染物(wu),而應該是可以(yi)被(bei)利用的(de)再(zai)生(sheng)資源(yuan)。
垃(la)圾(ji)衛生(sheng)(sheng)填埋只是一(yi)個臨時(shi)性的(de)(de)解決辦法。因(yin)為生(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)圾(ji)中的(de)(de)資源沒有得到利(li)用(yong),而且在技(ji)(ji)術(shu)上也無法防止垃(la)圾(ji)滲瀝液的(de)(de)產生(sheng)(sheng)。盡管采(cai)(cai)取(qu)了(le)工程(cheng)、技(ji)(ji)術(shu)防護措施,但在一(yi)定條(tiao)(tiao)件下,衛生(sheng)(sheng)填埋場仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)造成嚴重的(de)(de)環(huan)境問題,如(ru)污染地下水(shui)和地表(biao)水(shui),釋放臭氣(qi)影(ying)響周(zhou)圍空氣(qi)質量,甲(jia)烷(wan)的(de)(de)持續排(pai)放會危及全球氣(qi)候(hou)等。因(yin)此(ci),如(ru)果周(zhou)邊條(tiao)(tiao)件不利(li),可(ke)以(yi)考慮直接采(cai)(cai)用(yong)其他技(ji)(ji)術(shu)處理垃(la)圾(ji)。
2 近年德國發展的垃圾處理技術
2.1 垃圾熱處理(焚燒(shao))技術(shu)
德國(guo)以及許(xu)多歐洲國(guo)家現在都(dou)把(ba)熱(re)處理技術作為處理生活垃圾的(de)主要手段,到2005年(nian)德國(guo)將有65座熱(re)處理設施,焚(fen)燒處理70%的(de)生活垃圾。
生(sheng)活垃圾焚燒設備要(yao)(yao)(yao)滿足很高的(de)(de)技術標準,不(bu)會生(sheng)成廢(fei)水,對煙氣處(chu)理(li)的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求比傳統的(de)(de)火力發電廠還要(yao)(yao)(yao)高,對產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能可以(yi)利(li)用。若先決條件(jian)有利(li),能量(liang)轉(zhuan)換率可達到70%。但是也有缺點(dian):(1)當地居(ju)民在感情上不(bu)接受;(2)費用高;(3)不(bu)適宜處(chu)理(li)低位發熱(re)量(liang)低的(de)(de)生(sheng)活垃圾。
2.2 機械(xie)生物處理設備(MBA)與焚燒相結(jie)合
近年來,德國(guo)開始(shi)采用(yong)一種(zhong)新的(de)、與(yu)焚燒混合(he)生(sheng)(sheng)活垃圾不同的(de)技術,先把生(sheng)(sheng)活垃圾中的(de)非易(yi)燃物(wu)分選出來,然后僅焚燒發熱量高(gao)的(de)剩余部分。該技術被(bei)稱為機械生(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)技術,德文縮寫為MBA。由(you)于MBA技術的(de)費用(yong)通常較(jiao)低,而且在(zai)環境(jing)保(bao)護方面有一定的(de)優(you)勢,因此(ci)人(ren)們(men)對其接受(shou)程度較(jiao)高(gao)。
對混合生(sheng)活(huo)垃圾進行分(fen)類,原則上并沒(mei)有(you)什么新(xin)意。但分(fen)類技術(shu)只是近些年(nian)才真正取得(de)突破性進展(zhan),如機械(xie)或電子機械(xie)分(fen)類技術(shu)的(de)改進,光學(近紅外線)分(fen)類技術(shu)的(de)應用,以及近年(nian)來計算機運(yun)算能力的(de)大幅提高(gao),使得(de)更(geng)精確的(de)材料識別技術(shu)得(de)已(yi)成(cheng)功(gong)開(kai)發等,都有(you)力地推(tui)動(dong)了機械(xie)生(sheng)物(wu)處理技術(shu)的(de)發展(zhan)。
采用(yong)先進(jin)的垃圾(ji)分類技術(shu),現在可以從(cong)混(hun)合生活垃圾(ji)中分選出下列物品,而且分選效率通(tong)常可超過90%:
(1)有色金(jin)屬(shu)(鉛、鋁、銅等(deng));(2)鐵金(jin)屬(shu);(3)玻璃(li)(可按顏色分(fen)為白、綠(lv)、褐色等(deng));(4)礦物(wu)質;(5)塑料(liao)(可分(fen)種類(lei)多達(da)16種);(6)有機物(wu)及(ji)剩余物(wu)。
位于德國阿斯拉的干穩定物處理廠從混合生活垃圾中自動分(fen)(fen)選(xuan)出來的白、褐、綠3種顏(yan)色的玻(bo)璃。錯誤分(fen)(fen)選(xuan)率可達0.0025%,即每分(fen)(fen)選(xuan)100萬(wan)只不同顏(yan)色的玻(bo)璃瓶,僅有25只的顏(yan)色被分(fen)(fen)錯了。一(yi)旦需要,分(fen)(fen)選(xuan)率還可以進一(yi)步(bu)提高。
2.3 干燥(zao)穩(wen)定技(ji)術
對(dui)(dui)預破碎的(de)混合生(sheng)(sheng)活垃(la)圾(ji)進行為期7d的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)堆(dui)肥處理(li)。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)堆(dui)肥過(guo)程中(zhong)(zhong),由(you)于(yu)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)活動,生(sheng)(sheng)活垃(la)圾(ji)的(de)溫度(du)(du)高達(da)70℃。利(li)用(yong)這(zhe)一(yi)溫度(du)(du),再(zai)(zai)加入(ru)過(guo)量(liang)空氣,,便可(ke)對(dui)(dui)垃(la)圾(ji)進行脫(tuo)水。經(jing)過(guo)7d生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)堆(dui)肥后,垃(la)圾(ji)的(de)含水率(lv)一(yi)般僅(jin)為10%-15%。經(jing)過(guo)如此處理(li)的(de)垃(la)圾(ji)被稱為干(gan)燥(zao)穩(wen)定物(wu)(wu)(wu)。由(you)于(yu)干(gan)燥(zao)穩(wen)定物(wu)(wu)(wu)的(de)含水率(lv)低(di),因而很(hen)難再(zai)(zai)發生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反應,也不再(zai)(zai)釋放臭氣。干(gan)燥(zao)穩(wen)定物(wu)(wu)(wu)具有(you)(you)如下特(te)性(xing):(1)可(ke)穩(wen)定貯(zhu)存(cun);(2)由(you)于(yu)干(gan)燥(zao),以利(li)對(dui)(dui)其進一(yi)步分類(lei)和處理(li);(3)可(ke)從(cong)其中(zhong)(zhong)分選出有(you)(you)色金(jin)屬、鐵金(jin)屬、玻璃、礦物(wu)(wu)(wu)質、塑料以及有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)等可(ke)再(zai)(zai)利(li)用(yong)的(de)物(wu)(wu)(wu)品;(4)理(li)論(lun)上來講,可(ke)對(dui)(dui)其進行100%的(de)利(li)用(yong)。
目(mu)前德(de)國和(he)(he)(he)意大利(li)有4座設(she)施正(zheng)在進行100%的(de)(de)廢(fei)物利(li)用,年處(chu)理總(zong)量近50萬t。再利(li)用率的(de)(de)高低是(shi)由當地的(de)(de)生活垃(la)圾組成和(he)(he)(he)市場情況決定(ding)。就(jiu)德(de)國而言(yan),從原(yuan)生生活垃(la)圾中(zhong)可以分出(chu)的(de)(de)物品的(de)(de)種類和(he)(he)(he)數量如下:(1)約(yue)2%的(de)(de)有色金屬(shu),包(bao)括(kuo)電(dian)池(chi);(2)約(yue)3%的(de)(de)鐵金屬(shu),包(bao)括(kuo)電(dian)池(chi);(3)約(yue)15%的(de)(de)石(shi)塊和(he)(he)(he)玻璃(li); (4)約(yue)30%的(de)(de)水以及脫水過程所(suo)造成的(de)(de)物料損失;(5)約(yue)50%的(de)(de)干燥(zao)穩定(ding)物,包(bao)括(kuo)塑料。
先進(jin)的(de)干燥穩(wen)定(ding)技術不會生成(cheng)廢水(shui),過量空(kong)氣(qi)(qi)經過后處(chu)理(li),可滿足(zu)最嚴格的(de)歐洲標準,其氣(qi)(qi)味是(shi)中性的(de),不會給周圍(wei)環境(jing)帶來空(kong)氣(qi)(qi)污染。位于意大利(li)威(wei)尼(ni)斯1座采(cai)用干燥穩(wen)定(ding)技術的(de)處(chu)理(li)設施。
該技(ji)(ji)術的(de)成本較低(di),因(yin)為(wei)最多只有(you)50%的(de)原生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)活垃圾被焚燒(shao)。由于(yu)金屬、礦物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)和水已從生(sheng)(sheng)活垃圾中(zhong)分(fen)(fen)離出來(lai),剩(sheng)余的(de)是相當于(yu)不(bu)含有(you)害物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)工業燃料,其燃燒(shao)發熱量(liang)相當于(yu)干褐煤(mei)。就(jiu)德國而言,干燥(zao)(zao)穩定物(wu)(wu)(wu)(wu)所含的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)約占70%,對其它國家來(lai)說,生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)所占的(de)比(bi)例(li)可能會更高一些。一旦需(xu)要,可采用(yong)近(jin)紅(hong)外線分(fen)(fen)選技(ji)(ji)術,從干燥(zao)(zao)穩定物(wu)(wu)(wu)(wu)中(zhong)分(fen)(fen)選出不(bu)同種類(lei)的(de)塑料,進(jin)行(xing)再利(li)用(yong)。此時,剩(sheng)余干燥(zao)(zao)穩定物(wu)(wu)(wu)(wu)所含生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)比(bi)例(li)可高達(da)80%以上。
該技術成本(ben)低(di)的(de)另(ling)一(yi)(yi)個原(yuan)因在于(yu),一(yi)(yi)方(fang)面通過(guo)采用較低(di)成本(ben)的(de)分選技術,把生(sheng)活(huo)垃圾中的(de)金屬等分選出來(lai)并銷售,另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面可把剩余(yu)的(de)、可貯存的(de)干燥穩定(ding)物用于(yu)專門(men)設計(ji)的(de)設備,替代(dai)初(chu)級(ji)燃料,如煤炭、石油或天然氣等。
目前,除在(zai)德國和意(yi)大利有(you)(you)4座設(she)施在(zai)運行外,在(zai)德國和比(bi)利時(shi)還有(you)(you)6座設(she)施正(zheng)在(zai)建設(she)或(huo)已處于規劃(hua)階(jie)段。到(dao)2005年,這些設(she)施每年共可處理100多萬噸的生活(huo)(huo)垃(la)圾,相當于300多萬居民1 a產生的生活(huo)(huo)垃(la)圾。
作者簡介:克勞斯(si)·維默爾(Klaus Wiemer),博(bo)士(shi),畢業于德國達馬(ma)斯(si)特大學土木工程(cheng)系(xi),后在柏林理(li)工大學獲得(de)博(bo)士(shi)學位(wei)。先后擔任(ren)德國IGT Mannheim任(ren)咨詢和(he)規(gui)劃工程(cheng)師,柏林理(li)工大學助教,海森環境保護局廢(fei)物管理(li)處處長(chang)。現為(wei)德國卡(ka)塞爾大學教授(shou),廢(fei)物管理(li)和(he)污(wu)染(ran)土壤(rang)處理(li)系(xi)主(zhu)任(ren)。曾合(he)作(zuo)主(zhu)編科(ke)技系(xi)列叢書《廢(fei)物管理(li)一來自研究(jiu)和(he)實踐的(de)新(xin)聞》,也是其他多部專著的(de)作(zuo)者和(he)合(he)作(zuo)主(zhu)編。

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