固体废物资源化的创新技术

固体废物资源化是指对产生的固体废物进行有效的综合使用，使之转化为可供利用的二次资源。美国将其作为固体废物处理重要的替代性技术措施，华盛顿民间环保组织世界观察研究所最近称之为“又一次效率革命”，是对目前日益增多的废物处理中的最优选方案。欧洲国家把固体废物资源化作为解决固体废物污染的重要途径之一，将其列入发展经济政策之中。资源匮乏的日本则将其列入国家发展的重点政策之中，并作为当今研究的重点研究项目。随着我国经济的快速增长，固体废物量越来越大。我国已十分重视固体废物资源化工作，但现在设施能力远不能满足需求，在技术开发与利用的深度和广度上，同发达国家相比仍有相当大的差距。

固体废物焚烧发电技术就是一种重要的能源化技术。它的主要原理就是利用燃烧产生热，使水变成蒸汽驱动汽轮发电机组发电。

第一个固体废物发电设备于1895年在德国汉堡建成。20世纪70年代以来，由于受能源危机的冲击，加上各种环保法规的实施和不断强化，焚烧发电在发达国家获得了迅速的发展。美国麻省的以垃圾作燃料的西曼斯电站，位于风景优美的科德角入口处，周围是一片酸果蔓泽区。这家工厂把取自32个社区的垃圾进行粉碎后燃烧，发电量超过50兆瓦。该电厂每天处理和焚烧1900吨垃圾，大约每吨花费20美元。最近，一项发展计划获得批准，它将使工厂每天能多处理900吨垃圾。电厂除每天发电超过50兆瓦外，每天还可回收金属36吨，产生227吨底灰和126吨飞灰。其中底灰中含有一类像铝似的非铁金属，可以铺路和用作建筑材料，如掺入普通水泥可制成建筑水泥构件。飞灰的化学性质稳定，符合环境保护的要求，要直接排放。

在发电厂，垃圾先由巨大的轨道输送机送到底仓进行预处理。极大部分含铁金属通过磁性分离被回收，其余的送入粉碎机中破碎。然后送入锅炉，炉膛内温度在1100℃以上，燃烧产生的热量把锅炉中的水变成饱和蒸汽来推动汽轮发电机发电。电厂为了处理焚烧后的烟气，配备了酸气净化器和静电除尘器。可见垃圾发电确实是最大限度的利用自然资源。

与利用热水蒸气驱动汽轮发电机组发电的一般燃烧方式不同的有沸腾床燃烧法。沸腾床燃烧是以上升的空气湍流带动燃料粒子，使液体或固体燃料在悬浮状态下燃烧的一种新技术。这种技术首先应用于燃烧污泥燃料、工业废料和煤矸石。在欧洲，沸腾床燃烧已被用在燃烧垃圾再生燃料的发电厂。与其他燃烧方式相比，在较低的燃烧温度下，激烈的湍流可以提供更充分的燃烧，并且，循环沸腾过程使燃料向上运动再返回炉床附近，燃烧便进一步强化。

我国从20世纪80年代开始对垃圾发电进行研究。目前，一个日处理垃圾300吨、总装机容量达4000千瓦的垃圾发电厂已在深圳投入运行。广州、珠海、北京的有关部门也正在积极筹划固体废物发电站。这种利用垃圾发电集环保和能源于一体的新技术，必将在我国和世界各国的城市建设和能源建设中发挥愈来愈重要的作用。

固体废物在高温下分解回收燃料是使废物转变为能源的一种方法。以城市垃圾为原料的资源化研究始于20世纪60年代。这种技术通常是在缺氧的状态下对垃圾加热到480～700°C进行化学分解，高温分解产生的液态焦油和煤片作为能源燃料。1983年，德国巴伐利亚州的爱本霍森地区建设了第一座废轮胎、废塑料、废电缆的热解厂，年处理能力为600～800吨废物，尔后，又在巴伐利亚的昆堡建立了处理城市生活垃圾的废物热解工厂，年处理能力为3.5万吨。根据美国比卡罗来纳州一家试验工厂的资料，每100吨垃圾可分解产生100万立方英尺的煤气、150桶焦油以及10～20吨灰渣。美国在纽约市也建立了采用缺氧高温热解法日处理废物3000吨的最大热解工厂。我国在这方面研究开发工作尚处于起步阶段。

在垃圾——能源转化的领域中，还有一种处理垃圾的方法，那就是微生物分解法。即利用固体废物深埋在“地窖”里经过厌氧细菌的分解产生甲烷。英国的petsea城市垃圾及工业废物共处置场成功地进行了大型填埋场能源回收利用的实践，生产的甲烷（或称沼气）用于发电和周围地居民的照明。1989年，我国广州大田山垃圾填埋场借鉴了英国的经验，建成了我国第一座大型填埋场能源回收利用工程。理论上，微生物能分解任何东西，但实际上对油漆、油墨或染料中的铅、镉、汞等有毒物质则无能为力，所以，现代的固体废物的“地窖”采取了许多防护措施，以防止有毒物质泄漏对环境造成的污染。(www.xing528.com)

在固体废物中，废塑胶的处理处置一直是个难题。塑胶制品，具有轻便、耐用、价廉等诸多优点，因此其产量近些年高速增长，是工业发达的产物。但是，由于塑胶制品不易腐烂，也就不能填埋，焚烧又会产生有害气体。人类的过度消费，又造成地球生态的一大祸害，人们称之为“白色污染”。

废旧塑料资源化技术的一个新方向就是热分解后作为原料及燃料回收利用。

一是收回收单体。日本在聚苯乙烯塑料（PS如制造电绝缘材料，透明模型，日用品等）热解技术上取得了突破，成功地回收了苯乙烯单体，其工艺由日本早稻田大学理工学院开发。我国广州环境资源开发研究所在废聚苯乙烯或聚苯乙烯泡沫裂解回收苯乙烯技术方面，已处于世界前列，并已取得了国家专利，还向美国和英国申请了专利。另外，可以有效利用聚氯乙烯（PVC如部分电缆、电线、包装材料、地板、录音材料等）热解产生的碳化物质。PVC加热到200～300°C，脱出氧化氢而产生炭状物，氯化氢用碱性物质吸收，碳化物可作活性炭或离子交换树脂等吸附剂。

二是利用废旧塑料生产固体燃料。日本埼玉县久喜市，将回收的塑胶垃圾进行二次加工处理后，开发出一种可供园艺生产使用的固体燃料，价格约为重油的1/3～1/4，每日产量约1000吨左右，计划未来年产量将提高到5万吨。

三是用塑胶废料提炼液体原料。日本兵库县相生市沿海工业区的富士再生公司，已开发出可从饮料瓶、塑胶桶、合成树脂等塑胶，垃圾中提炼出汽油、轻油、灯油等有用液体燃料的设备装置，利用特殊触煤及热分解等方式，获取液体挥发油状塑料。

四是用塑胶垃圾开发塑胶再生产品。靠塑胶再生起家的日本山阳博力企业，利用塑料垃圾为原料，重新开发的再生商品种类已达近百种，如渔民用的塑胶再生陶罐和巡路用的阶梯，以及盆栽台、储气瓶底板等。

为了推动塑胶废旧制品的回收，日本塑胶食品容器制造商中央化学公司，开发成功一种“MCP”系统，利用塑胶和植物油互相排斥及非溶性原理，将塑胶容器丢入180°C左右的高温植物废油中，浓缩为原来的1/20～1/50大小不等，既可有效地利用炸炒后剩余的植物废油，又可减少废旧塑胶容器的堆置空间，方便回收和运输。据估计，在未来日本对塑胶垃圾的回收利用，将成为环保工作的重点，世界各国尤其是工业发达国家都已十分重视这种白色污染，塑胶垃圾回收利用率有望逐年提高，塑胶垃圾对环境的污染将随之缓解并最终得到解决。