Eliminación, reciclaje y utilización de residuos: situación actual y métodos de tratamiento de la eliminación de residuos nacionales e internacionales

En la actualidad, los métodos de tratamiento de residuos sólidos municipales ampliamente utilizados en el país y en el extranjero incluyen principalmente rellenos sanitarios, compostaje, incineración, fermentación y producción de biogás, etc. Las estadísticas de 2008 muestran que la incineración es el principal método de tratamiento de residuos domésticos en los países desarrollados. Las proporciones de Japón, Singapur, Francia, Bélgica, Alemania, Países Bajos, Suiza, Dinamarca, Suecia y otros países que utilizan métodos de incineración son 79, 41. , 32, respectivamente 36, 35, 39, 59, 54, 49. Sin embargo, el método de vertedero es el método principal en mi país, y las proporciones del método de vertedero, el método de incineración y el método de compostaje son 81, 14 y 3 respectivamente.

En los últimos años, los recursos terrestres se han vuelto cada vez más escasos, el poder calorífico de la basura ha aumentado gradualmente, la proporción de incineración de residuos domésticos ha mostrado una tendencia al alza, el compost se ha reducido y el número y la capacidad de procesamiento de Los rellenos sanitarios han aumentado. Las últimas estadísticas del Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural de China: Hasta septiembre de 2010, se han construido 849 instalaciones de tratamiento inofensivo para residuos domésticos en ciudades, condados y algunos pueblos de todo el país, incluidos 676 vertederos sanitarios y 90 plantas de compost. Existen 90 plantas incineradoras y 76 plantas de tratamiento integral. La capacidad de tratamiento inofensivo es de 399.702 toneladas/día, incluyendo 281.927 toneladas/día de relleno sanitario, 1.950 toneladas/día de compost, 68.865 toneladas/día de incineración y 46.960 toneladas/día de tratamiento integral. y las capacidades de compost son respectivamente aproximadamente 70,5, 17,2 y 0,5.

1.1 Método de relleno sanitario

El método de relleno sanitario es una tecnología de tratamiento de residuos ampliamente utilizada en el país y en el extranjero, y también es una tecnología indispensable para la disposición final de residuos (Wang Wei , 2008). Los Estados Unidos utilizan principalmente el método de vertedero para eliminar la basura debido a su gran superficie y su menor costo que el método de incineración. El vertedero representa el 50% de la tasa de eliminación de basura; en el Reino Unido, la estructura del suelo es una capa de suelo natural de 20; a 30 metros, con buena capacidad de filtración de agua, es más adecuado para vertederos, por lo que el proceso de vertedero es más común en mi país. .

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1.1 Estado técnico del método de vertedero

El tratamiento del vertedero consiste en enterrar la basura bajo tierra y descomponerla a través de microorganismos a largo plazo. Descompone la basura en inocuos compuestos, tiene tecnología de procesamiento madura, operación y administración simples, gran capacidad de procesamiento y bajos costos operativos. Puede procesar y eliminar diversos tipos de basura y puede utilizar gas de vertedero para generar electricidad para proporcionar electricidad o energía térmica a la ciudad.

En la actualidad, la mayoría de los vertederos sanitarios modernos a gran escala en el extranjero adoptan el método de vertedero unitario, y la basura se estratifica, compacta y cubre diariamente. Los vertederos utilizan materiales sintéticos antifiltración como revestimiento. La plataforma recolecta metano de vertederos a través de tuberías y lo quema directamente de manera segura o lo recolecta a través de un sistema de tuberías y lo procesa para reciclarlo como energía. Los vertederos de residuos domésticos en mi país se pueden dividir en tres categorías: vertederos simples, vertederos controlados y vertederos sanitarios. Sólo hay un pequeño número de vertederos construidos y operados en estricta conformidad con las normas. La mayor parte de nuestro país utiliza el método de vertedero anaeróbico. 1.1.2 Problemas con los métodos de vertedero

En la urbanización cada vez más acelerada de hoy, es cada vez más difícil seleccionar sitios para vertederos. El tratamiento de vertederos ocupa una gran cantidad de recursos de tierra y los vertederos ocupan una gran cantidad de. Es muy largo y no favorece la reutilización de los recursos terrestres. Además, durante el proceso del vertedero se producirá una gran cantidad de lixiviados, gases de vertedero y polvo flotante, lo que provocará contaminación del medio ambiente.

1.2 Método de incineración

Debido a que el método de incineración tiene las ventajas de una gran capacidad de procesamiento, alta velocidad y tamaño reducido, es la mejor manera de reducir, inofensivo y aprovechar los residuos domésticos. Manejo efectivo. En la actualidad, la proporción de incineración utilizada en Japón, Suiza, Bélgica, Dinamarca, Francia, Luxemburgo, Suecia, Singapur y otros países se acerca o supera al método de vertedero. La incineración de residuos también se ha convertido en una dirección importante para el tratamiento de residuos en mi país. Sin embargo, debido a la compleja composición de los residuos domésticos en mi país, la falta de una clasificación y recogida efectivas y el bajo poder calorífico, aunque la generación de energía para la incineración de residuos se ha desarrollado rápidamente en los últimos años, la proporción total sigue siendo baja y se concentra principalmente en Áreas desarrolladas a lo largo de la costa oriental.

1.2.1 Estado técnico del método de incineración

El método de incineración es un proceso de tratamiento termoquímico a alta temperatura de residuos sólidos urbanos para convertirlos en cenizas inorgánicas a una temperatura alta de aproximadamente 800 a 1000 grados Celsius. el método de incineración en residuos domésticos Los componentes combustibles reaccionan violentamente con el oxígeno del aire en condiciones de alta temperatura, liberando energía en el proceso para obtener gas de combustión a alta temperatura y una pequeña cantidad de residuo sólido estable. El gas de alta temperatura generado por la incineración de basura se puede reciclar como energía térmica y el residuo estable obtenido de la incineración se puede utilizar directamente para rellenos sanitarios. Este método tiene un efecto obvio de reducción de volumen y el volumen después de la incineración se puede reducir entre un 80 y un 90%. Ocupa un área pequeña y es flexible en la selección del sitio. Puede construirse en áreas urbanas para ahorrar costos de transporte de desechos.

El desarrollo de la tecnología de incineración extranjera ha sido relativamente maduro y el tipo de incinerador de parrilla mecánica ha sido maduro. En la actualidad, países desarrollados como Estados Unidos, Alemania y Japón han llevado a cabo investigaciones nacionales. Tecnología de gasificación y fusión de residuos. La tecnología de tratamiento de incineración de residuos de mi país incluye principalmente tecnología de horno de parrilla y tecnología de lecho fluidizado. Entre ellas, la tecnología de horno de parrilla representa una proporción mayor, principalmente tecnología extranjera importada, mientras que la tecnología de lecho fluidizado se basa principalmente en tecnología nacional. 1.2.2 Problemas con los métodos de incineración

El problema más importante al que se enfrenta la incineración de residuos es la generación de gases residuales a partir de la incineración de residuos. El gas residual contiene partículas pesadas, SO2, SO3, NOX, HCl, HF. metales, dioxinas, etc. Entre los contaminantes, el más preocupante y controvertido es la dioxina. Especialmente en nuestro país, los desechos domésticos tienen un alto contenido de humedad y cenizas, un bajo poder calorífico y requieren más combustible auxiliar. A excepción de algunas ciudades económicamente desarrolladas, los desechos mixtos en otras ciudades tienen un bajo poder calorífico, un alto contenido de escoria y cenizas volantes de incineración. . no se han eliminado de forma segura (Zhao Shucheng et al., 2011).

Por ello, en los últimos años se ha cuestionado la construcción de plantas incineradoras de residuos domésticos.

1.3 Método de compostaje

En la actualidad, la tasa de procesamiento de los métodos de compostaje en el país y en el extranjero está disminuyendo gradualmente. Aunque mi país tiene una larga historia de tecnología de compostaje tradicional, el compostaje no lo ha hecho. implementado efectivamente debido a la falta de implementación efectiva de la clasificación de residuos en nuestro país. La tasa de procesamiento no es alta. 1.3.1 Estado técnico del compostaje

El compostaje utiliza microorganismos naturales para degradar la materia orgánica de la basura, convirtiéndola en humus estable que puede utilizarse como fertilizante. En la actualidad, los métodos de compostaje que se están desarrollando rápidamente en el extranjero son el compostaje de desechos de jardín y la tecnología de fabricación de fertilizantes compuestos orgánicos. Las tecnologías de compostaje de residuos domésticos comúnmente utilizadas en mi país son principalmente tecnología de compostaje simple a alta temperatura y tecnología de compostaje mecanizado a alta temperatura.

1.3.2 Problemas con los métodos de compostaje

El nivel técnico de los equipos de compostaje es bajo, se producen fácilmente olores durante el proceso de fermentación, las condiciones del proceso son difíciles de controlar y es Es difícil garantizar el funcionamiento estable, continuo y a largo plazo de las instalaciones de compostaje, y la eficiencia del compostaje es baja. Al mismo tiempo, los componentes nocivos de la basura provocan una grave contaminación de la atmósfera, el suelo y los cuerpos de agua, no sólo destruyendo el medio ambiente ecológico, sino también poniendo en grave peligro la salud humana.

1.4 Tecnología de fermentación anaeróbica

La tecnología de fermentación anaeróbica puede lograr mejor la utilización de recursos, la inocuidad y la reducción de los desechos domésticos. En 2006, el número total de plantas de digestión anaeróbica en funcionamiento y en construcción en Europa llegó a 124 (Kelleher, 2007). En la actualidad, con la construcción gradual de plantas de tratamiento de fermentación anaeróbica, la tecnología de fermentación anaeróbica también se está desarrollando gradualmente en China. 1.4.1 Estado actual de la tecnología de tratamiento de fermentación anaeróbica

El tratamiento de fermentación anaeróbica se refiere a la descomposición de desechos orgánicos por microorganismos en condiciones anaeróbicas específicas, convirtiendo carbono, hidrógeno y oxígeno en metano y dióxido de carbono. El nitrógeno, el fósforo y el potasio se almacenan en el residuo y se convierten en formas que los animales y las plantas pueden absorber y utilizar fácilmente. Las tecnologías extranjeras de fermentación anaeróbica incluyen principalmente fermentación anaeróbica a alta temperatura y fermentación anaeróbica a temperatura media; fermentación anaeróbica seca y fermentación anaeróbica húmeda de una sola etapa y fermentación anaeróbica de múltiples etapas; 1.4.2 Problemas en la producción de biogás mediante el método de fermentación

Es difícil producir biogás mediante fermentación anaeróbica directa de residuos domésticos generales, y la aplicación de ingeniería aún no está madura y no todos los residuos domésticos son adecuados. para la fermentación anaeróbica de biogás. Por lo tanto, para lograr el efecto de tratamiento ideal, primero se debe clasificar la basura y controlar estrictamente el proceso de producción.

2 Tendencias de desarrollo de la tecnología de tratamiento de residuos domésticos nacionales y extranjeros

La tecnología de vertederos es el método tradicional y final de tratamiento de residuos domésticos. Aunque la tasa de tratamiento de residuos domésticos tiene una tendencia a la baja, el tratamiento en vertederos lo es. Todavía ocupa una posición importante, especialmente en los países subdesarrollados. La incineración de desechos también se ha convertido en una dirección importante para el tratamiento de desechos de mi país. Con la mejora continua de la tecnología de incineración de desechos urbanos de mi país, la utilización del calor residual de la incineración, especialmente la generación de energía térmica residual, ha entrado en una etapa de inicio acelerado. Al mismo tiempo, los países extranjeros siguen desarrollando constantemente tecnologías de generación de energía por incineración y producción de biogás por fermentación anaeróbica. En nuestro país también se están instalando paulatinamente plantas de fermentación anaeróbica.

Sin embargo, debido a la compleja composición de los residuos domésticos, una única tecnología de tratamiento de residuos tiene ciertos inconvenientes, provocando contaminación secundaria o desperdicio de recursos. Desde la perspectiva de la conservación de energía, la reducción de emisiones y la economía circular, el reciclaje de clasificación de residuos. , El procesamiento integral de residuos

es la tendencia de desarrollo futuro. 2.1 Desarrollo de la clasificación y el reciclaje de basura

La clasificación y el reciclaje de residuos domésticos es el pretratamiento de la basura, la forma fundamental de erradicar la contaminación por residuos domésticos y el requisito previo para el desarrollo de una economía circular. A través de la recolección clasificada, no solo se pueden reciclar los recursos, sino que también se puede reducir el volumen de basura, se pueden reducir los costos de envío, se puede reducir la dificultad de la eliminación de basura y, en última instancia, se puede reducir el costo de la eliminación de basura. Al mismo tiempo, la recolección de clasificación de basura puede simplificar la tecnología de eliminación de basura y mejorar la eficiencia de la eliminación de basura. Después de clasificar y recolectar la basura, los componentes combustibles se pueden quemar para generar electricidad y mejorar la eficiencia térmica; la materia orgánica fácilmente degradable se puede clasificar y convertir en abono para mejorar la calidad del abono; la basura utilizada para el vertedero puede reducir el contenido de; residuos húmedos y residuos tóxicos, reduciendo la contaminación ambiental.

En la actualidad, la tecnología de clasificación de residuos domésticos y la estricta supervisión en los países desarrollados en el extranjero están avanzadas. En Japón, la clasificación de residuos se ha convertido en un hábito de vida de los ciudadanos y en un requisito general de la sociedad. Los residuos domésticos en la mayoría de las ciudades todavía se adoptan. Se adopta el método de recolección mixta, que contiene una gran cantidad de sustancias nocivas, como pilas secas, tubos de lámparas usados, etc., y se deposita directamente en vertederos sin clasificación. transportados y depositados en vertederos, y también aumenta la dificultad de la eliminación inofensiva de la basura. Hasta el momento, ninguna ciudad del país ha implementado completamente la clasificación y recolección de basura.

Por lo tanto, nuestro país debe aprender de los países desarrollados en el extranjero para lograr la clasificación de la basura. Primero debemos mejorar la conciencia ambiental de los residentes y hacer que la clasificación y recolección de la basura esté profundamente arraigada en los corazones de la gente y aprender de la experiencia extranjera. promover el uso de bolsas de basura (latas); crear una cadena industrial de reciclaje de residuos; mejorar las leyes y regulaciones, la orientación política y la regulación gubernamental;

2 Generación de energía por incineración de residuos 2 Tecnología de generación de energía por incineración de residuos

La generación de energía por incineración de residuos domésticos urbanos se refiere al uso de incineradores para incinerar sustancias combustibles en los desechos domésticos y eliminar sustancias combustibles en Los residuos mediante la incineración a alta temperatura pueden ser inofensivos y minimizarse. Al mismo tiempo, la energía térmica recuperada se puede utilizar para calefacción y suministro de energía para realizar el reciclaje de los residuos inertes generados. La incineración puede depositarse en vertederos o utilizarse como material de construcción secundario. Incineración 2 El calor generado por una tonelada de basura equivale aproximadamente a 1 tonelada de carbón.

La generación de energía a partir de residuos ya es una industria madura en los países desarrollados y ha entrado en una etapa madura de industrialización y comercialización. Los países desarrollados han examinado la protección ambiental de la tecnología de generación de energía por incineración de desechos, y la tecnología de generación de energía por incineración se utiliza cada vez más en los países desarrollados.

Mi país introdujo por primera vez la tecnología de generación de energía mediante incineración de residuos en 1985. El "Plan de trabajo integral para la conservación de energía y la reducción de emisiones" y el "Plan nacional de China para abordar el cambio climático" publicados en junio de 2007 incluían la energía de incineración de residuos. La trayectoria de las emisiones de dióxido de carbono generadas por el método de tratamiento ha favorecido el desarrollo de la generación de energía mediante incineración de residuos. En 2009 existían en nuestro país más de 140 centrales eléctricas de incineración de residuos, pero principalmente concentradas. en la planta eléctrica de incineración de residuos Gaoantun de Beijing en agosto de 2010. Ha pasado oficialmente la inspección de aceptación de protección ambiental in situ del Ministerio de Protección Ambiental. Es la primera planta eléctrica moderna de incineración de residuos a gran escala en Beijing. Adopta una rejilla mecánica avanzada. tecnología de horno para garantizar que los indicadores de emisión de contaminantes atmosféricos generados por la incineración de residuos se controlen dentro de límites estrictos que los estándares del país y los estándares locales de Beijing. Esta es la primera planta moderna de incineración de residuos a gran escala en Beijing. Se espera que durante el período del "Duodécimo Plan Quinquenal", mi país agregue entre 80.000 y 100.000 t/d plantas de energía de incineración de desechos domésticos con capacidad de procesamiento y de 70 a 80 nuevas plantas de energía de incineración de desechos domésticos.

2.3 Procesamiento conjunto de hornos de cemento y centrales eléctricas de incineración de residuos

Los países desarrollados han buscado nuevas tecnologías domésticas de tratamiento de residuos para el procesamiento colaborativo industrial

La tecnología de tratamiento de residuos se ha ido adaptando gradualmente convertirse en una nueva perspectiva sobre el tratamiento de residuos domésticos. El procesamiento de residuos sólidos industriales existente no solo puede eliminar la contaminación del medio ambiente por la basura, sino también proporcionar materias primas y combustible para las industrias existentes. Se han desarrollado en el extranjero una variedad de tecnologías de coprocesamiento de desechos domésticos y de la industria del cemento que han logrado resultados notables. Por ejemplo, las plantas de cemento japonesas utilizan cenizas, cenizas volantes y otros desechos generados por la incineración de plantas de incineración de desechos domésticos como materias primas alternativas. producción de cemento.

Debido a la particularidad de los residuos de mi país, la tecnología de tratamiento de los países desarrollados sólo puede utilizarse como referencia. Por lo tanto, es necesario desarrollar una tecnología de tratamiento de residuos domésticos de la industria del cemento que sea adecuada a la composición y. Características de los residuos de mi país. En la actualidad, mi país ha desarrollado con éxito una tecnología combinada de horno de cemento e incinerador de desechos, que consiste en instalar un incinerador de desechos al lado del horno rotatorio de cemento, y el horno de cemento y el incinerador procesan conjuntamente los desechos domésticos. Esta tecnología puede aprovechar al máximo. el calor y las cenizas de los residuos, bajas emisiones contaminantes, sin necesidad de tratamiento secundario, baja inversión y bajo coste. Esta tecnología de tratamiento no requiere combustible adicional y la temperatura de incineración de residuos puede alcanzar los 900°C, lo que cumple con los requisitos de control de temperatura para la incineración de residuos. Los gases de combustión se mantienen por encima de 850°C durante más de 2 segundos, evitando la generación de dioxinas. La incineración de residuos sirve como combustible alternativo y puede lograr una eliminación de residuos inofensiva, basada en recursos y sin residuos.

2.4 Proceso combinado de incineración en horno de cemento y digestión anaeróbica

El uso de hornos de cemento para procesar de manera colaborativa e integral los residuos domésticos, como la tecnología de digestión anaeróbica en horno de cemento para procesar conjuntamente los residuos domésticos, es la Diversificación de los residuos domésticos en mi país. Un nuevo modelo de procesamiento químico.

Una vez clasificados los residuos, los componentes combustibles se pueden utilizar para incinerar en hornos de cemento o plantas de incineración para generar electricidad, mientras que los residuos orgánicos y perecederos utilizan tecnología de digestión anaeróbica, que es especialmente adecuada para el tratamiento de residuos orgánicos. Materia con alto contenido de humedad y fácilmente degradable. Durante el proceso de digestión anaeróbica, la mayor parte del carbono de la materia orgánica se libera en forma de biogás y parte del dióxido de carbono se procesa. El biogás se puede utilizar para la generación de energía después de la purificación y el gas de cola caliente después de la generación de energía. Se puede utilizar como fuente de calor seco para combustibles alternativos.

En el tratamiento colaborativo en horno de cemento, la temperatura en el horno es alta, lo que puede asegurar la combustión completa de la materia orgánica; los materiales y gases permanecen en el horno por mucho tiempo, permitiendo un tiempo de combustión suficiente; el horno de cemento tiene un gran volumen, buena estabilidad térmica y puede proporcionar un ambiente de incineración continuo y estable. El horno de cemento es alcalino, el gas de escape es fácil de purificar y procesar, y los minerales relacionados disuelven los metales pesados ​​en el; red cristalina sin causar contaminación secundaria.

3 Conclusión

En la actualidad, las tecnologías de tratamiento de residuos nacionales y extranjeros son el vertedero, el compostaje, la incineración y la fermentación. Con el desarrollo de la conservación de energía, una sola tecnología de tratamiento de residuos tiene ciertas desventajas. y reducción de emisiones en varios países. Con el desarrollo de la economía circular y una mayor mejora del medio ambiente, las tecnologías integrales de tratamiento de residuos, como la clasificación de residuos, el reciclaje, la incineración y la tecnología de generación de energía, se han convertido gradualmente en la tendencia de desarrollo del tratamiento de residuos.