城市生活垃圾資源化處理的可行性分析畢業(yè)論文

1、<p>　　本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目 </p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　撰寫日期： 2010年5月17日</p><p>　　城市生活垃圾資源化處理的可行性分析</p><p><b>　　——以北京市為例</b></p><p>　　摘

3、要：本文調(diào)查了北京市近幾年城市生活垃圾的年產(chǎn)量和目前的處理現(xiàn)狀，分析了2008年北京市城市生活垃圾組分情況及其基本理化性質(zhì)性狀。結(jié)果表明：北京市城市生活垃圾可回收再利用部分為總量的38.6%，可作為建筑材料的為總量的15.3%，可直接堆肥或產(chǎn)沼為總量的36.4%，可焚燒部分為總量的9.7%，可資源化再利用率高達(dá)90.28%，因此北京市城市生活垃圾處理的綜合化、資源化模式是可行的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：城市

4、生活垃圾；綜合化；資源化</p><p>　　Municipal solid waste into a resource </p><p>　　and feasibility analysis- The Case of Beijing</p><p>　　Abstract: This survey of Beijing in recent years the an

5、nual production of MSW and the current processing status of the 2008 Beijing municipal solid waste components and their basic physical and chemical nature of the characters. The results showed that: Municipal Solid Waste

6、 recyclable portion of the total 38.6%, can be used as building materials for 15.3% of the total, direct composting or biogas production for the total amount of 36.4%, can be burned part of the total amount of 9.7%, re-u

7、tiliz</p><p>　　Keywords: Municipal solid waste; synthesis; Resources</p><p>　　城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或在為城市日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢棄物[1]，是固體廢棄物的一種。其主要成分包括廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、糞便、廢舊家具、電器等[2]。隨著城市的日益發(fā)展，

8、人民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾也以不可遏止的勢態(tài)迅猛增長?？焖僭鲩L的生活垃圾對人類生活和環(huán)境都有嚴(yán)重危害，這些垃圾不僅占用了大量的土地，還破壞了城市景觀，污染空氣，污染水體，易引起火災(zāi)，而且對人類賴以生存的環(huán)境造成了持續(xù)性的污染，進(jìn)而對人體健康及生態(tài)都構(gòu)成威脅[3]。因此，如何實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化、資源化、無害化成為城市發(fā)展可持續(xù)所關(guān)注的新焦點(diǎn)。</p><p>　　本文以北京市為例，分析其生活垃圾的處理現(xiàn)

9、狀、組分及理化性質(zhì)，探討生活垃圾資源化處理模式的可行性，以期為現(xiàn)代城市生活垃圾處理和資源化再利用提供參考。</p><p>　　1 現(xiàn)行生活垃圾處理方式</p><p>　　生活垃圾處理專指垃圾中由居民排放的各種廢棄物（不包括市政設(shè)施與修建垃圾）的處理，包括為了運(yùn)輸、回收利用所進(jìn)行的加工過程。處理的目的是使垃圾的形態(tài)和組成更適于處置要求。目前生活垃圾的處理方法主要有填埋、堆肥及焚燒三種處理

10、方法。</p><p>　　填埋法是指利用天然地形或人工構(gòu)造，形成一定空間，將垃圾填充、壓實(shí)、覆蓋，達(dá)到儲存的目的。目前我國垃圾填埋處理的比例超過85%[4]。</p><p>　　堆肥法是利用自然界廣泛分布的細(xì)菌、真菌和放射菌等微生物的新陳代謝作用，在適宜的水分、通氣條件下，進(jìn)行微生物的自身繁殖，從而將可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化。堆肥技術(shù)適合于易腐爛、有機(jī)物質(zhì)含量較高的垃圾處理

11、。利用生活垃圾堆肥在我國已有較長時(shí)期。</p><p>　　焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的過?？諝饬颗c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，廢物中的有毒物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)[5]。焚燒法減容減重性好（減重一般達(dá)70%，減容一般達(dá)90%），無害化徹底，可回收能源等特點(diǎn)，因此是世界各發(fā)達(dá)國家普遍采用的一種垃圾處理技術(shù)。</p>

12、<p>　　以上三種主要的生活垃圾處理方式有各自的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一定的不足（表1）。</p><p>　　表1城市生活垃圾處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　從某種意義上說，生活垃圾具備被資源化利用的潛力[1]。廢棄物是相對某一過程或在某一方面沒有使用價(jià)值而言的，而并非在一切過程或一切方面都沒有使用價(jià)值。如果利用恰當(dāng)，某一過程中的垃圾往往是另一過程的原料，如垃圾中可降解有機(jī)

13、物，是生產(chǎn)有機(jī)肥料的上好原料[5.6]。</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平的提高，城市生活垃圾的構(gòu)成發(fā)生了很大變化，表現(xiàn)為垃圾中灰土量減少，廢品含量增大，可利用價(jià)值提高；同時(shí)，隨著對城市生活垃圾處理水平由過去的野外堆放、簡易填埋等初級處理漸漸提高到現(xiàn)在的高溫堆肥、衛(wèi)生填埋、焚燒等高級處理，使得垃圾處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以利用，如衛(wèi)生填埋過程中產(chǎn)生的沼氣，焚燒過程中產(chǎn)生的熱能用來發(fā)電和供熱。像這樣通

14、過物理、化學(xué)、生物等各種方法從垃圾中或處理過程中回收有用物質(zhì)和能源為主要目的的處理過程，可稱為城市生活垃圾資源化。</p><p>　　常用的垃圾資源化方法有三大類，一是循環(huán)再利用類，如啤酒瓶的回收再利用；二是加工再利用類，如塑料的熔融再生，紙及紙板的制漿造紙，紙和塑料等可生產(chǎn)復(fù)合板材，可燃垃圾可作燃料；三是轉(zhuǎn)換利用類，包括塑料和橡膠的熱解，可生物降解有機(jī)物做沼氣，可燃垃圾焚燒作燃料，無機(jī)垃圾和玻璃等的固化[7]

15、，塑料橡膠類的汽化熔融，可生物降解有機(jī)物用于堆肥，食品垃圾用作飼料等等。</p><p>　　在過去近二十年中，幾乎所有工業(yè)國家在城市生活垃圾的管理上，都由單純的處置（填埋、堆肥、焚燒）轉(zhuǎn)向綜合利用與處置，從根本上改變了生活垃圾處置的內(nèi)涵。我國對城市生活垃圾污染防治起步較晚。目前，我國城市生活垃圾處置最主要方式是填埋，約占處理量的70%以上，其次是高溫堆肥，約占20%以上，而焚燒量甚微[8.9]。</p&g

16、t;<p>　　生活垃圾綜合處理不但提高了生活垃圾的處理率，而且實(shí)現(xiàn)了垃圾的無害化、減量化和資源化。易腐物和可燃物都得到了利用，故填埋量?。ㄖ徽伎傮w積的15%～20%），節(jié)省了填埋空間，填埋物主要為不可再利用，或再利用產(chǎn)生的終極廢物，不會帶來嚴(yán)重的二次污染；綜合處理中僅可燃垃圾進(jìn)行焚燒，焚燒物易燃，產(chǎn)生的煙氣少，二次污染小；采用綜合處理方式后，堆肥法只處理易腐有機(jī)物，成分單一，輕易堆腐，而且處理費(fèi)用低，產(chǎn)品質(zhì)量好。<

17、/p><p>　　2 北京市生活垃圾近幾年變化情況</p><p>　　圖1 2004-2008年北京生活垃圾年產(chǎn)量變化圖</p><p>　　北京作為一個(gè)發(fā)展中的特大型城市，其產(chǎn)生的生活垃圾數(shù)量本身就龐大，并且有不斷增長的態(tài)勢。由圖1[3]可知，北京市生活垃圾產(chǎn)生量由2004年的495萬噸增長到2007年的619萬噸，并在2008年達(dá)到672萬噸，生活垃圾已經(jīng)成為限

18、制其可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)主要影響因子。</p><p>　　3 北京市生活垃圾現(xiàn)行的處理現(xiàn)狀</p><p>　　到2008年底，北京市共有垃圾處理設(shè)施23座，總設(shè)計(jì)處理能力為157l0t／d，包括：小武基、馬家樓、大屯等6座生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，北神樹，安定、阿蘇衛(wèi)、六里屯等13座生活垃圾衛(wèi)生填埋場，南宮、懷柔2座生活垃圾堆肥廠，昌平、順義2座生活垃圾焚燒廠(廠建情況如表5-3)。填埋、堆肥、焚燒

19、三種處理方式的比例分別為：90％、8％、2％。雖然全市垃圾無害化處理率從2005年的81％提高到2008年的94％，但其分類收集及資源化率還停留在中等水平。截至2007年底，垃圾分類收集率僅達(dá)到52％，資源化率也只有35％[3]。</p><p>　　雖然北京市的城市生活垃圾處理成效顯著，但是90%是靠衛(wèi)生填埋，而且填埋前的大部分仍未經(jīng)過分類分揀，多以混合垃圾填埋，其中的大部分可回收物、可焚燒物或可堆肥物等被一并

20、填埋，不能再生利用，資源利用率低。生活垃圾混合填埋還會污染地下水及土壤，造成后期處理成本高。垃圾堆放產(chǎn)生的臭氣也嚴(yán)重影響周邊環(huán)境的空氣質(zhì)量，大多數(shù)填埋場產(chǎn)生的填埋氣體直接排入大氣，即污染環(huán)境、浪費(fèi)資源又造成安全隱患。混合垃圾大量占用填埋場的空間資源，導(dǎo)致填埋場占地面積大，消耗大量土地資源，而且各填埋場處理能力有限，服務(wù)期滿后需重新投資建設(shè)新的填埋場。</p><p>　　北京市生活垃圾經(jīng)堆肥、焚燒處理的百分量剛達(dá)

21、到10%，而且處理前也沒有對其進(jìn)行分類分揀。在堆肥處理時(shí)不能處理不可腐爛的有機(jī)物和無機(jī)物，垃圾中石塊、金屬、玻璃、塑料等不可降解部分也沒有分揀出來進(jìn)行另行處理，因此減容、減量及無害化程度低。混合生活垃圾成分復(fù)雜，未經(jīng)分揀直接焚燒，導(dǎo)致燃燒的效率低，焚燒尾氣污染嚴(yán)重，增加煙氣處理的難度和污染控制成本。</p><p>　　總體來說，北京市生活垃圾的處理方式多為單一處理，不僅資源化水平低、占用大量土地，而且安全隱患多

22、，同時(shí)還嚴(yán)重污染大氣和水環(huán)境。北京市生活垃圾處理有待尋求資源化的新出路。</p><p>　　表2 北京市城市生活垃圾處置的建設(shè)情況</p><p>　　4 北京市城市生活垃圾組分及理化性質(zhì)</p><p>　　根據(jù)城市垃圾的組成，可將垃圾分為有機(jī)物和無機(jī)物兩大類。有機(jī)物包括食品類、紙類、塑料類、織物和木竹，無機(jī)物包括灰土、磚瓦、金屬和玻璃。表3中列出了北京市200

23、1、2005和2008年生活垃圾中有機(jī)物和無機(jī)物的百分含量[10.11.12]。從表中可知，有機(jī)物中若不把食品類計(jì)算在內(nèi)，其含量計(jì)算分別為41%、43.4%和46.7%，使呈增長趨勢的。無機(jī)類的增長，主要是可回收品（金屬、玻璃）的增長，這也證明了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和居民消費(fèi)稅品直接影響著城市生活垃圾組分。</p><p>　　表3 北京市城市生活垃圾各組分百分含量（%）</p><p>　　

24、采用何種垃圾處理技術(shù)，就垃圾而言，除了構(gòu)成的組分，還取決于垃圾的理化性質(zhì)指標(biāo)。而垃圾理化性質(zhì)指標(biāo)需要通過垃圾組分和各組分的理化性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。生活垃圾理化性質(zhì)指標(biāo)主要有以下幾個(gè)：</p><p><b>　　（1）垃圾含水率</b></p><p>　　垃圾含水率是研究垃圾特性，確定垃圾處理方法必不可少的參數(shù)。垃圾中所含水分質(zhì)量與垃圾總質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)，就是垃圾含水

25、率W，用(％)表示，計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式（1）中：W—垃圾含水率(％)；wi—垃圾中第i種組分含水率(％)；mi—垃圾中第i種組分百分含量(％)；ci—測定的第i種組分含水率(％)。</p><p><b>　　（2）垃圾灰分</b></p><

26、;p>　　灰分是指垃圾中不能燃燒也不揮發(fā)的物質(zhì)，即灰分是反映垃圾中無機(jī)物含量的參數(shù)，常用符號A表示，其數(shù)值即是灼燒殘留量(％)。計(jì)算式為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式（2）中：A—垃圾灰分量(％)；Ai—垃圾中第i種組分灰分(％)；ai—測定的第i種組分灰分(％)。</p><p>　?。?）垃圾中

27、可生物降解有機(jī)物總含量</p><p>　　城市生活垃圾可生物降解的有機(jī)物主要有食品類、紙類、織物類、木竹等。計(jì)算式為</p><p><b>　　（3）</b></p><p>　　式（3）中：G可—垃圾中可生物降解的有機(jī)物總含(％)；mi·可、wi·可、ai·可—分別為垃圾中第i種可生物降解的有機(jī)物含量、含水率

28、和灰分的百分含量(％)。</p><p>　?。?）垃圾中不可生物降解有機(jī)物總含量</p><p>　　城市生活垃圾中不可生物降解的有機(jī)物主要有塑料和橡膠。</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　式（4）中：G不—垃圾中不可生物降解的有機(jī)物總(％)；mi·不、wi·不、ai&

29、#183;不—分別為垃圾中第i種不可生物降解的有機(jī)物含量、含水率和灰分的百分含量(％)。</p><p>　　（5）垃圾中可生物降解有機(jī)物干基高位熱值</p><p>　　城市生活垃圾熱值對分析燃燒性能，判斷能否選用焚燒處理工藝的一個(gè)極為重要的特性參數(shù)。</p><p><b>　　(5) </b></p><p>　　

30、式（5）中：H可—垃圾中可生物降解的有機(jī)物干基高位熱值(kJ／kg)；hi·可—測定垃圾第i種可生物降解有機(jī)物組分干基高位熱值(kJ／kg)；</p><p>　　（6）垃圾中不可生物降解有機(jī)物干基高位熱值</p><p><b>　　(6) </b></p><p>　　式（6）中：H不可—垃圾中不可生物降解的有機(jī)物干基高位熱值(k

31、J／kg)；h不可—測定的第i種不可生物降解有機(jī)物組分干基高位熱值(kJ／kg)。</p><p>　　表4 生活垃圾各組分的理化性質(zhì)指標(biāo)（濕基）</p><p>　　表5 2008年北京市生活垃圾的理化性質(zhì)指標(biāo)</p><p>　　由表5可知，北京市2008年生活垃圾中有機(jī)物含量較高，幾乎達(dá)到83%，有機(jī)物生物可降解含量也大于不可降解的含量，具有較高的生化處理

32、潛力，而且干基高位熱值也處在較高的水平，其焚燒產(chǎn)熱能力不可估量。可見北京市生活垃圾資源化處理，具有非常大的潛在發(fā)展前景。</p><p>　　5 生活垃圾的綜合利用--資源化處理模式</p><p>　　生活垃圾資源化處理流程如圖2：首先將混合垃圾破袋、分揀、回收可再利用組分，包括金屬、塑料類、紙類等共38.6%。其剩余物可主要采用風(fēng)力分選剔除不可焚燒的無機(jī)物，如灰土、磚瓦及玻璃等，這一部

33、分有15.3%，可以作為建筑原料回收利用[13]。經(jīng)以上分類分揀后的部分，其中占36.4%的食品類垃圾產(chǎn)沼或堆肥，沼氣可燃燒，堆肥后可用于園林、綠地肥料。生活垃圾中的織物、竹木等共9.7%用來焚燒發(fā)電、供熱。焚燒后產(chǎn)生的9.72%廢棄物則運(yùn)往垃圾填埋場進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理。在這個(gè)系統(tǒng)中出現(xiàn)的會嚴(yán)重污染大氣、水環(huán)境或土壤的有毒有害物質(zhì)，最后送至危廢中心處理。</p><p>　　圖2：生活垃圾資源化處理流程</p

34、><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過以上的分析研究，北京市生活垃圾處理采用綜合處理的資源化模式可達(dá)到資源化再利用率90%以上，所以這種綜合處理的資源化模式是可行的。在此模式中，應(yīng)首先加強(qiáng)生活垃圾的分類收集，這可以大大減少垃圾分選、分揀的投資。其次建設(shè)綜合化處理系統(tǒng)，已達(dá)到生活垃圾的最大資源化處理。以回收加工再利用、堆肥產(chǎn)沼及焚燒為主，減少垃圾的

35、填埋量，同時(shí)將有毒害物質(zhì)送往危廢中心處理，以盡量減少對大自然的危害。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，做到城市垃圾減量化、資源化和無害化，努力提高生活垃圾的資源化利用率。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市民環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，以及環(huán)境管理水平的提高，在各現(xiàn)代化城市中，應(yīng)大力、逐步推行生活垃圾的分類收集，建立再生資源回收再利用企業(yè)，并同時(shí)發(fā)展堆肥產(chǎn)沼及沼后沼渣再焚燒發(fā)電供熱產(chǎn)業(yè)，使生活垃圾變廢為寶，達(dá)到資源化利用的目的，解決現(xiàn)代城市生活垃圾問題。</p>

36、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 吳文偉．城市生活垃圾資源化[M]．北京：科學(xué)出版社．2003：150—160</p><p>　　[2] 張錦瑞，郭春麗．環(huán)境保護(hù)與治理[M]．北京：中國環(huán)境科版社．2002：90—98</p><p>　　[3] 北京市政協(xié)城市生活垃圾處理課題組．Research

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38、．試論中國城市生活垃圾處理的系統(tǒng)整合問題[J]．中國城市環(huán)境衛(wèi)生．2001，（4）：17—21</p><p>　　[6] 徐海云．中國大城市垃圾問題研究[J]．中國城市環(huán)境衛(wèi)生，2001，（4）</p><p>　　[7] 建設(shè)部．關(guān)于公布生活垃圾分類收集試點(diǎn)城市的通知[J]．北京：建設(shè)部，2000</p><p>　　[8] 汪群慧．固體廢棄物處理及資源化化學(xué)工

39、業(yè)出版社．2004.1</p><p>　　[9] 任連海，田媛．城市典型固體廢棄物資源化工程[M]．化學(xué)工業(yè)出版社．2009.9</p><p>　　[10] 國家科委社會發(fā)展司，建設(shè)部科司，城市垃圾處理技術(shù)推廣項(xiàng)目[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社．1990</p><p>　　[11] 樓性儀．固體廢棄物處理與利用[M]．北京：冶金工業(yè)出版社．1996</

40、p><p>　　[12] 邢汝明，吳文偉，手建民等．北京市餐廚垃圾管理對策探討[J]．環(huán)境衛(wèi)生工程．2006，14(6）：58—61</p><p>　　[13] 鄧小龍．城市垃圾綜合治理及資源化技術(shù)探討[J]．環(huán)境．1998，(5)21—23</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題的學(xué)位論文

41、是在我的導(dǎo)師xx老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，xx老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。近段時(shí)間來，李老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在工作、思想上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 </p><p>　　在此，我還要感謝在一起愉快的度過了四年生活的同學(xué)和老師，正是由