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P158Unit23DisposalofSolidWastesAbstractThisinvestigationisconductedtomeasuresofsolidwastedisposal.Theresultindicatedthattherearethreewaystodealwithit.Theyare:landfill,incinerationandotherconversionprocess.Itwasshownthatlandfillisthemosteconomicalandconsequentlycommonofsolidwastedisposal.Andaboutincineration,howtovolumereductionandenergyrecoveryisurgentaffairs.Andwemayusechemicalorbiologicalprocessesabroadinthefuture.固体废物的处置摘要本文主要讲了关于固体废物处理的一些方法。结果表明大体上有三种固废的处理方法。他们分别是：土地掩埋，焚烧和其他的一些转化过程。结果显示土地掩埋是最经济最常用的方法。关于焚烧，处理好减容和能量回收才是当务之急。在未来我们会更广泛的使用化学或生物转化。土地掩埋很多发达国家不允许在海里填埋城市固体废物，除了在海里填埋之外，发达国家的固体垃圾以及它在某种形式上的残余品必须要在陆地上被处理。土地掩埋是最经济的方法，因此它成为了固体废物处置的常用方法，在英国，北美甚至是像西德和瑞士这样的欧洲国家里90%的城市垃圾用土地掩埋，他们在焚烧和植物堆肥方面做了大量的投资，超过60%的国内垃圾和商业废物都被土地掩埋。当然，焚烧不能消除掩埋。事实上，焚烧制产生了更多的集中的残渣，这种残渣的危害比未燃烧的固体垃圾危害更大。固体垃圾掩埋所需的土地面积大约是每年每25,000人/1ha。下面的例子将解释说明这一数据是如何产生的。示例对于25,000的人口，估计每年对面积要求是（不包括缓冲区）通常要有一个垃圾填埋场，不包括覆盖材料的话它的深度是4米。解决方案假设一代人产生的人均垃圾是2.0kg/d,并且一个压实得很好的垃圾填埋场的密度是450kg/m3，那么一年所需的面积就是：25000×2.0kg/d×365d/yr/450kg/m3×4m×10000m2/ha=1.0ha土地掩埋对于面积的要求有很大的不同，这跟不同类型的垃圾以及实压程度有关。具体设计和卫生填埋的运营正在被讨论。这一部分的平衡的流程可以用于土地处置之前减少废物的体积和/或者利用废物组件，从而减少对于垃圾填埋池的需求，焚烧减容。大量分批投料的用于垃圾减容的焚烧炉建于1930到1940年间，它们是空气污染的最大元凶，并且表现很差，并且维护起来非常昂贵。其中一些焚烧炉被升级改造，但是大多数都被关闭并且被土地处置法尽可能得所取代。然而，随着土地掩埋能力的下降，缩小体积变得更加重要。同时，废物的燃料价值正稳步上升。结果，通过焚烧的方法来减容（减少了大约90%）和减体积（少了75%）从而尽可能制造更多的能源恢复的这一方法，在上世纪七十年代成为了垃圾处理过程中非常通用的选择。较新的城市焚烧炉通常属于持续燃烧型，很多都带有“水墙”式结构，取代了陈旧的通常难以处理的衬里。水墙由带有水的垂直管插入锅炉所组成，水管吸收热量从而为蒸汽提供了热水，并且水管同样控制了炉子的温度。水墙单元的使用让昂贵的耐火维护被消除，污染控制的要求被减少（因为骤冷水和天然气量的治理需求的减少），热量恢复更简单，不幸的是，根据欧洲人经验的判断，水墙单元的腐蚀会是一个严峻的问题。传统焚烧炉由水引发的燃烧温度大约是760摄氏度（1400华氏）在合适的炉子里（不足以融化玻璃），温度超过870摄氏度（1600华氏）的二次燃烧室。这些温度需要避免来自不完全燃烧的气味，达到1650摄氏度（3000华氏）的温度和补充燃料能减少物体97%的体积，并且能让金属和玻璃转化成灰。虽然第一个高温实验装置建于1966年，但全面的单元应用并没有跟进。大概是因为开销过高。能量回收。燃烧固体垃圾来产生蒸汽用来加热或发电这一方法在西欧和日本已经变得非常普遍而且用了很多年。然而，随着燃料价格在上世纪70年代末和80年代持续上升，使能量回收经济更加具有了关注度，实践在北美是非常少的。减容的废污燃烧不需要任何的辅助燃料，起始阶段除外。另一方面，当目的是为了生产蒸汽，供给的燃料（通常是天然气）必须用粉状垃圾，因为水中含有的多变的能量成分或垃圾中的可用质量是不足的。亚铁金属通常能在灰烬中恢复出来。售出的蒸汽必须离垃圾焚烧炉很近，从而让这些燃烧系统相对其他加热能源更有优势。威尔逊（1977）曾经建议过最大的距离为1英里（1.6公里），但尽管这一距离可能很远，芝加哥市（西北工厂）和汉密尔顿市，安大略（SWARU工厂）是两个在最开始的十年间没有运行焚烧蒸汽市场的地点（APWA,1979）。加拿大蒙特利尔市的焚烧炉直到1983年都没有水墙固体焚烧蒸汽的市场（大约在它建立后的15年）。和焚烧有关的问题是解决起来最困难的。像空气污染的控制，特别是对于细颗粒物和有毒气体（包括二恶英）的去除。可燃的，含碳的污染物可以通过优化燃烧过程来控制。氮氧化物和硫以及其他的气态污染物并不是问题，因为他们的溶度相对较低。其他令人担忧的问题比如处理来自地漏，骤冷水的液态水，和由于重金属燃烧产生的土地填埋灰尘处理。相对于焚烧炉的使用，公众的反对也是严重的障碍。日生产的资本成本（1987年的价格）是每1000吨1亿2千万美元，运营成本是每吨15到30美元，这适用于30万人口的城市。对于较小的中心来说，单位成本会更大。这从趋势上限制了大城市对于焚烧炉的使用，当然，因为公众对于有毒气体的关注（及大量证据）是因为固体垃圾的燃烧，焚烧炉很少被提出，除非因为土地填埋的缺少让人们没有其他的选择。这是1987年底特律的情形，在那里尽管有环保主义者和邻近国加拿大的温莎市的强有力的抗议，但是5亿美元，有4000吨垃圾转化为能量的日处理量的工厂还是被美方批准建立。其它的转化过程化学过程（比如硫化沙板燃烧法，热解，湿法氧化）和生物过程（堆肥和厌氧消化）是另外的减少城市垃圾体积和/或将垃圾变为有用的东西的潜在方法。这些过程的信息被固体焚烧管理指南和另一些研究者所证明。然而，对于所有的化学和生物的转化过程来说，目前只有热回收焚烧炉和堆肥被广泛地接受。堆肥处理时有机物的微生物厌氧降解过程，微生物主要是细菌和真菌。这个反应会产生热量，在制肥过程中提高堆肥的温度，废物体积的减少小至报纸废纸的30%，大至花园碎片的60%。堆肥可能在可控的条件下很自然地发生，或在机械的操作下进行。在自然系统下，经处理的垃圾，最好是玻璃或金属，它们包含了营养资源（污水污泥，动物粪便，人的粪便）和填料（木屑，地面上玉米的穗），这些东西能让空气进入到堆肥里面。混合物被放在了风干系统中并且保持了大约50%的水分构成，混合物的宽度为2米到3米，并且一周被翻转一次或两次。在第四周到第六周之间，当混合物的颜色变得更黑，温度下降，霉味上升时，整个过程就完成了。填料可能会被移除，剩下的“腐殖质”被作为土壤改良剂。随着机械化工厂内的持续通风和混合使得堆肥的时间减少了大约50%。机械化过程后通常伴随的是一段很短的时间段，这一时段让堆肥物变得“成熟”。北美洲有一个土壤调节剂的有限市场。随着第一个堆肥厂于1951年建于阿尔图纳（宾夕法尼亚州），美国又有20或30个垃圾堆肥厂被建了起来。所有这些工厂或两座三座现已关闭。较新的堆肥工程像德拉瓦尔州的复垦和其他位于美国东北部的项目，这些项目混合了城市固体垃圾产生的污水污泥堆肥，这种方法表明了高效堆肥一体化成为了污泥处理和固体垃圾管理的发展方向。到1985年，大约有60所主要负责处理污水污泥的堆肥厂在30个州里运行，开于1987年的一所位于科罗拉多州丹佛的工厂是美国最大的通风风干系统。这一情况与西欧，以色列，日本以及其他的发达国家截然不同，这些国家致力于土地复垦，且固体垃圾堆肥厂已经成功地在那里运行了很多年。荷兰的鹿特丹地区已经成为了欧洲最大的热回收焚烧点。它有大多数的堆肥厂用来补充它的垃圾管理项目。有趣的是，堆肥也同样存在于第三世界国家，但在这些地区，风干系统是被优先考虑的方法。节选自“GlyunHenry,GrayWHeike,Envirom.Sci.andEng,”PrentiuHallInter,EditionUSA,1989