固废处置技术与回收再利用的有效途径分析

史会莹，韦 辉，孙 磊

（1.临沂沐之韵环保科技有限公司，山东 临沂 276000；2.临沂市环境保护科学研究所有限公司，山东 临沂 276000）

固体废物处理技术是指将固体废物转化成适于运输、利用、贮存或最终处置的技术[1]。当前的固体废物处理技术主要包括化学处理、物理处理、热处理、生物处理、固化处理等几种类型。固废处理技术的类型不同，其原理和方法也有所不同。化学处理技术是利用化学方法破坏固体废物中的有害成分，实现固体废物无害化。物理处理技术是以浓缩或其它方式，改变固体废物结构，使固体废物更适于运输、存贮、利用或最终处置。生物处理法是利用微生物对固体废物中可分解的有机物进行分解，实现固体废物无害化或再利途。

1 固体废物的来源与危害

固体废物来源于多个行业，如化学药品与原药制造行业、炼焦制造业、造纸业、生物生化制品制造业、制革行业、兽用药品制造业、印刷业等。固体废物来源复杂，成分也复杂，对人与环境的危害较大[2]。固体废物的危害性主要来自于其所含的有毒有害成分。固体废物的危害性包括反应性、易燃性、毒性、腐蚀性及感染性等。现实生活中固体废物很多，如医疗废物、废有机溶剂、重金属以及废酸、碱等[3]。

固体废物对人、环境、动物等都会产生影响。如铬渣会刺激并腐蚀人体皮肤和消化道；含铬废水会影响玉米、小麦等作物生长；铬蓄积在鱼类组织中对水体中的动物和植物也产生影响。氰渣会损害人体健康，引起人心悸、头痛头晕、甲状腺肿大等；大量氰渣作用于人体时会直接引发急性中毒，使人出现呼吸衰竭而死。无机盐废渣会对人的消化系统、造血系统、神经系统等产生影响，导致人的肝、肾等脏器中毒，使人的身体健康与生命安全受到严重威胁。含砷化合物具有致癌作用，锌盐对皮肤和黏膜有刺激和腐蚀作用；重金属对动植物、微生物有明显的危害作用，重金属进入土壤后在土壤中累积，最终会导致土壤结构、组成、功能等发生变化，微生物活动受到抑制。酸、碱渣中含有大量的金属离子与盐类，会刺激人体黏膜、眼睛以及皮肤，造成人体皮肤与内部器官的损伤。

2 固体废物的处理原则

固体废物因种类、性质及对环境的污染程度不同，采用的处理手段与处置方式也应有所不同。我国《固废法》中明确规定，固体废物处理要遵循三化原则，即减量化、资源化与无害化[4]

2.1 减量化

减量化是指应用相关技术手段，减少固体废物的排放量、产生量。按照减量化原则，在开展一些生产活动时，需选用合适的生产原料，并不断优化生产工艺，提高资源利用率，以减少固体废物的产生。另外，要想实现减量化目标，可在生产时尽量采用无废或低废工艺，将生产过程中的固体废物产生量降到最低。最后是通过提高产品质量与使用寿命，以及科学处理固体废物与最大限度回收利用固体废物来实现减量化目标。目前我国开始研发和利用清洁生产工艺，以减少固体废物的产量[5]。

2.2 资源化

所谓资源化就是重新挖掘固体废物中可利用的部分，将固体废物回收利用，使其重新发挥作用。将固体废物进行资源化处理需要用到资源再利用技术。

固体废物资源化处理需经过物质回收、物质转换及能量转换。物质回收是将物质从固体废物中进行二次提取和回收；物质转换就是利用固体废物制取新形态的物质；能量转换指的是回收废物处理过程中产生的能量，并将其转换为电能或热能再加以利用。在处理固体废物时遵循资源化原则，可大大提高整个处理工作的环境效益，从而提高资源利用率。

2.3 无害化

无害化也是固体废物处理中需要遵循的一大原则，按照这一原则对固体废物做无害化处理，可大大降低固体废物对环境以及人体的危害程度，从而保护环境与人体健康。固体废物无害化处理需用到多种技术，如焚烧技术、填埋技术、生物降解技术、热处理技术、有机物热解气化技术等。在对固体废物进行无害化处理时要考虑处理成本[6]。

3 固体废物处理技术分类

3.1 物理处理法

物理处理法主要是通过浓缩或相应变化改变固体废物的结构，但不对固体废物产生破坏的一种方法。当前常用的蒸发、干燥、破碎、压实、分选等方法都属于物理处理法。物理处理技术在预处理环节有着广泛应用[7]。

3.2 化学处理法

化学处理法也是当前比较常用的处理方式。化学处理法的原理及过程是：先破坏固体废物中的有害成分，使固体废物无毒无害，再对固体废物进行进一步处理或利用。当前最常用的化学处理法有固化、中和、还原、氧化及化学沉淀等。在应用化学处理法时需注意，由于化学反应条件比较复杂，影响因素较多，所以化学处理法的应用范围有限，比较适用于对所含成分单一或含有几种化学成分特性相似的固体废物进行处理，不适用于对混合废物的处理。

3.3 生物处理法

生物处理法主要是利用微生物的分解、降解作用，对固体废物中的可降解有机物进行处理，最终达到无害化，使固体废物能被综合利用。生物处理法会改变固体废物的组成、形态及容积等，使固体废物更适于运输、贮存或利用。当前的兼性厌氧处理、厌氧处理及好氧处理等几种生物处理法都适用于固体废物处理。生物处理法的优点是清洁无污染、安全环保、处理成本相对较低，缺点是处理时间较长，处理效率不是十分稳定[8]。

3.4 焚烧处理法

焚烧处理法的原理简单，操作过程也比较简单。焚烧处理法主要是通过对固体废物中的可燃性物质进行燃烧，在燃烧过程中发生氧化反应，使固体废物的体积减小，同时利用燃烧过程中产生的热能。该方法效率高，成本较低，但处理不当可能会造成局部大气颗粒物浓度增加，引发二次污染。因此在应用时要科学选择焚烧设施与焚烧场地，并做好污染控制。

3.5 热解处理与固化处理法

热解处理法是指通过固体废物中的有机物在高温下裂解，获得轻质燃料。而固化处理法是将固体废物用一种固化基材料包裹，然后将固体废物运到安全位置或做进一步处理。固化处理方式能有效降低固体废物对环境及人体的危害。

4 固体废物处理技术的应用

4.1 预处理技术的应用

在进行固体废物预处理时，通常需要用到压实、破碎、分选、脱水及干燥等技术。压实处理技术也称为压缩处理技术，是利用机械重力压缩固体废物，降低固体废物的孔隙率，增加物料聚积程度与密度，使固体废物更便于运输、贮存及再处理。研究与实践证明，经过压缩处理的固体废物，非常有利于制取高密度的惰性材料或建筑材料，便于储存或再次利用。但压实技术具有一定的局限性，含水废料、刚性材料、含易燃易爆成分的废料，不适合使用压实技术。生活中常见的玻璃、塑料、金属、大块木材等也不适用于压实技术，因为这些废料可能会损毁压实设备。在对固体废物进行压实处理时，可将整个压实过程看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。固体废物在受到机械等施加的压力后，颗粒就会被挤压，颗粒间的间隙会变小，一些颗粒会破碎或变形，物质内部的颗粒就会重新组合，这样固体废物的体积、形态等也会发生改变，使固体废物更便于运输与储存。如一只易拉罐，压扁后其体积与容积就会减小，占地面积也会减小，因而更便于运输[9]。

4.2 电化学氧化技术的应用

电化学氧化技术是当前一项比较先进的固体废物处理技术，该技术是通过在电极表面发生的催化作用或由于电场作用而产生氧化剂，氧化剂再与废物中的物质发生反应，促使污染物质与固体废物分离，达到降低固体废物毒性与污染性的目的。电化学氧化原理如图1所示。

图1 电化学氧化原理示意图

电化学氧化技术经过几年发展已相对成熟，固体废物处理效果也比较可靠。相较于化学沉淀与物理吸附等比较传统的固体废物处理方法，电化学氧化技术清洁环保、绿色高效、占地面积小，工艺设备维护简便，并且还能与其他固体废物处理技术结合使用，因此该技术在当前的固体废物处理工作中发挥着十分重要的作用。近年来，电化学氧化技术的应用范围在不断拓宽，其在环境领域的重要性不容忽视。随着电力技术的进一步发展及实践经验的不断丰富，电化学氧化技术在未来会有更好的发展与应用前景。

5 固体废物处理与循环利用的建议

5.1 调整产业结构，减少固体废物排放

近几年，我国在加快推进产业结构调整与能源结构改革，虽取得了一定成果，但与部分发达国家相比，我国多地的能源结构与工业产业结构仍比较落后，再加上一些行业的工艺设备落后，所以固体废物的产生量仍然较大。在此情况下，必须持续推进工业产业结构调整与能源转型，从根本上减少固体废物的排放，提高固体废物的治理成效。有关部门要在保证地区经济不受过大震荡的情况下逐步淘汰一些高耗能、高污染的产业。在加快调整产业结构的同时，也要全面实施清洁生产技术改造，制定完善的固体废物排放标准，规定重点地区的固体废物排放上限，执行污染物专项排放限值标准。

5.2 优化企业行为，减少固体废物排放

为了降低固体废物的排放量，提高固体废物的治理成效，政府部门还需从企业着手提升固体废物治理水平，实现最终的治理目标。经调查发现，当前部分企业仍以发展经济为中心，不注重国家的一些环保政策、减排要求等，因此，相关职能部门有必要向企业宣传环保知识、固体废物处理知识等，使企业从意识层面提高对环保工作及固体废物处理工作的重视，并在行为上有所转变。相关部门还要督促、约束、激励与引导企业以减少污染、保护环境等为目标，对企业现有的环境目标做出调整，并以调整后的目标为基础组织开展各项生产活动与环境保护工作，改变企业原本落后的生产模式与发展理念，使企业更适应当前的环保潮流。企业要根据其环保理念以及国家的减排要求，科学制定固体废物排放的管控方案，划分与落实管理责任，切实提高管理水平。

5.3 加强固体废物排放与处置监管

在当前背景下，应运用现代信息技术，提高政府监管水平，使政府能够更好地开展“事前控制”。由于数据库技术、地理编码技术等具有强大的信息采集与处理功能，因而可以为政府提供真实、全面且及时的固体废物信息，便于政府开展预防与管理工作。同时计算机处理系统、数据库技术等也能辅助政府更准确地收集信息、甄别信息筛选信息，使政府的决策更加准确，固体废物监管方案更加科学。有关部门可在固体废物全流程监管工作中运用现代信息技术、数字技术，大大提高固体废物监管工作的精准化与数字化程度，弥补传统监管模式的弊端。在传统监管模式中，人员检查与巡视是最主要的手段，检查结果的精确度会受多方因素的影响，监管效能也比较迟缓。而在运用现代信息技术后，监管人员可运用现代智能监测设备、计算机信息系统等完成固体废物信息的采集与处理工作，也可运用现代在线监测技术对区域内的固体废物信息进行自动监测，这样就能减少了人为失误，提高固体废物监管的精准化与数字化程度。工作人员可利用现代信息技术、数字技术对区域内的固体废物排放信息、分布信息、处理信息及污染信息等进行调查与管理，为监管方案的制定提供参考依据。工作人员可运用大数据、云计算等技术调查分析所辖区域的人口密度、工业结构、工厂分布、固体废物污染源分布与排污量等，把握区域环境监管的重心与要求。在做好信息调查分析的基础上，梳理相关职能部门的职责与人员职责，完善固体废物监管细则。此外，还可以采用实时远程监控技术、物联网监控技术、定位技术、视频识别技术等，捕捉和记录固体废物污染的现场情况，获取真实数据，为固体废物的处置提供参考。

6 结语

综上所述，随着人们生活、生产活动的增加，我国固体废物的产生量也在不断加大，固体废物污染性强，危害性高，若不及时、规范处理，就会对生态环境及人体健康造成严重影响。因此，针对固体废物，要严格按照减量化、资源化与无害化原则，科学运用压实、焚烧、生物降解等处理技术进行规范化处理，将固体废物的污染性与危害性降到最低。此外，还要注重对固体废物的回收利用，可应用高温熔融技术、厌氧降解技术、热裂解技术、非高炉炼铁技术等固体废物综合利用技术有效提高固体废物利用率，使固体废物能够重新发挥作用。