有機廢物處理

有機廢物處理是指對有機廢棄物及其污染物進行物理、化學和生物方法處理，使其減少對環境的污染甚至變廢為寶。其基本處理方法有：堆肥法、焚燒、衛生填埋、電漿處理、熱解吸、現場玻璃化及其他技術。

目前，國內外針對有機廢物資源化再利用的研究領域主要有：①厭氧或好氧堆肥；②厭氧產甲烷；③發酵產氫；④微生物燃料電池發電；⑤生物、化學產品。

基本介紹

• 中文名：有機廢物處理
• 外文名：organic waste treatment
• 定義：對有機廢棄物及其污染物進行處理
• 處理技術：堆肥、焚燒、衛生填埋等
• 研究領域：厭氧或好氧堆肥、生物化學產品等
• 處理目的：減少污染，廢物利用、研發新產品

概念

有機廢物處理是指對有機廢棄物及其污染物進行物理、化學和生物方法處理，使其減少對環境的污染甚至變廢為寶。有機廢物是危險廢物中重要的一類，有些有機廢物具有毒性、持久性和難降解性，因此，對環境和人類具有很大的危害，如多氯聯苯、劇毒農藥等。

內容

有機廢物指含有大量有機化合物的固體廢棄物。如許多主要生產有機物製品的糖廠、啤酒廠、食品廠、藥劑廠、製革廠、造紙廠、印染廠、木材廠等排放的廢料中的固體物或廢液中的沉積物；農村中農業生產、農產品加T以及城鄉居民生活中排出的固體廢棄物品，人、畜糞便及欄圈鋪墊物；自然界中積存的動植物殘餘，如抖落的樹葉、禽獸遺骸、污泥等。它們涉及T農業生產的許多行業產物、城鄉生活廢物、天然產物等，品種極多，化學成分十分複雜。

近年來，隨著經濟的快速發展，人民生活水平的不斷提高，有機廢物的數量也迅速遞增。據統計，我國城市垃圾的歷年堆存量高達60億噸，近十年來城市垃圾的年均增長率為8%～10%。有機固體廢棄物的特點是有機質含量高，多數容易被微生物所利用。另外，有機固體廢棄物中常常含有較高的氮和磷元素。如果對有機廢物處理處置方式不當、將導致侵占土地、污染水體和土壤、污染大氣、傳播疾病等一系列環境問題和社會問題，在一定程度上影響到經濟的穩定、健康發展。

總體上，就我國目前的有機廢物處理處置技術和利用方式而言，有機廢物的處理是一個高成本、低收益的過程，這一現實直接導致有機廢物的處理率低，許多處理設施不能正常運行、有機廢物造成的環境污染形勢依然嚴峻。在全球能源短缺、資源緊張的大背景下，需要重新審視我國傳統的有機廢物處理處置和利用方式。由於有機廢物的有機質含量較高，和一般固體廢棄物比較，更容易被生物利用，因此從另一個角度而言，有機廢物也是一種資源。所以，需要採用創新的技術對有機廢物進行資源化再利用，變廢為寶，在治理污染的同時，將有機廢物生物轉化為有用的資源和產品，符合循環經濟的理念，也將是我國解決有機廢物污染的重要發展方向。因此，發展對有機廢物的資源化處理處置新技術已成為我國迫切需要解決的重要課題，是我國今後環境生物技術的重點研究方向之一。

目前，國內外針對有機廢物資源化再利用的研究領域主要有：①厭氧或好氧堆肥；②厭氧產甲烷；③發酵產氫；④微生物燃料電池發電；⑤生物、化學產品。以上研究領域中，有機廢物資源化再生產得到的產品各有優勢和不足，其中有機廢物生物堆肥技術和厭氧產甲烷技術研究時間較長，技術水平較成熟，目前已經得到了廣泛的套用。而有機廢物發酵產氫技術、微生物燃料電池技術以及有機廢物生物轉化生化產品技術是近些年新興起的研究領域，具有很大的發展潛力。利用生物發酵過程將有機廢物轉化為生物化學產品的技術含量高、產品附加值高，和其他幾種資源化技術相比具有獨特的優勢。據估算，每噸生物質可生產出的化學品的價值(按中間產品——乙酸估算)大約比能生產出的燃料的價值(按甲烷估算)高4倍。因此，利用有機廢物這種廉價易得的原料進行生物轉化，生產一些具有市場競爭力的生物和化學產品，是一條具有廣闊套用前景的有機廢物資源化利用新思路。

處理目的

處理有機廢物的原因並不總是一樣，它常取決於廢物的類型和其後續方向，可以說有機廢物的處理是有多重目的的，但其根本處理目的是：①減少有機廢物的危險特性；②把有機廢物分成單一成分，其中的一部分或全部部分可以進一步使用、回收或處理；③減少最後必須處置的廢物數量；④把廢物轉變成有用材料。

處理技術

有機廢物種類繁多，其處理方法也不盡相同，概括起來，分為物理方法、化學方法、生物化學方法3大類。物理方法即是利用有機廢物的物理或物理化學性質，從中分選出有害物質或有用物質。如利用其重力、磁性、光電性、粒度等特性，進行重力分選、磁選、浮選等。化學方法是使垃圾發生化學轉換，從中回收物質及能量的方法。如煅燒、溶劑浸出、焚燒等方法都屬於化學方法。生物化學方法則是利用微生物的生物化學作用將複雜的有機物轉換為簡單的物質，將有毒物質轉換為無毒物質。

①堆肥法

堆肥法處理固體有機廢物是固體有機廢物處理的三大技術(衛生填埋、堆肥、焚燒)之一，通過堆肥處理，將其中的有機可腐物轉化為土壤可接受且迫切需要的有機營養土。這樣不僅能有效地解決固體有機廢物的出路，解決環境污染和垃圾無害化問題，同時也為農業生產提供了適用的腐殖土，從而維持自然界良性的物質循環。

堆肥法就是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進可被微生物降解的有機物向穩定的腐殖質轉化的生物化學過程。堆肥化的產物稱為堆肥。堆肥是一種深褐色、質地鬆散、有泥土味的物質。這種物質的養料價值不高，但卻是一種極好的土壤調節劑和改良劑，其主要成分是腐殖質。

②衛生填埋

填埋是固體廢物處理的傳統方法，傳統填埋會造成對水源和大氣的污染。由於微生物的分解作用產生垃圾場滲瀝水，使垃圾中的重金屬和有毒、有害物質會滲入地表污染地下水。填埋場地散發出的有毒氣體也會污染環境，美國Love Canal公害事件就是最明顯的例證。因此，世界上許多國家都先後制定法規，如美國1976年修訂頒布了《資源保護和回收法》，禁止使用傳統的填埋方法；英國1977年實行了《填埋場地許可標準法》。這就促使傳統的填埋方法不斷改進和完善，出現了衛生填埋法。除極少數國家(如瑞士、日本和丹麥等)有一半以上的垃圾是用焚燒處理外，其他各國(它們都是世界經濟強國)有一半以上的垃圾均採用了衛生填埋。

地下填埋和堆高填埋是兩種常見的垃圾處置模式。不論是哪類垃圾，有害的還是無害的，在一定的水文、氣象、地質條件下都可以選用其中的一種作為垃圾的處置方法。地下填埋法就是在地面以下進行填埋的方法，其適用於乾燥、河網密度小、降雨量小、蒸發量大、地下水位低和地表水不補給地下水的地區。由於這些地區的黏性土層厚度大、透水性差，垃圾滲濾液難以向下遷移而污染地下水。堆高填埋處置模式就是在地面以上將垃圾鋪開、分層壓實並覆蓋起來的方法，在潮濕、河網密度大、降雨量大、蒸發量小、地下水位高、地表水和地下水互為補給的地區，多採用此法。

③焚燒

在國外，有機物的精蒸餾殘渣在單元操作車間裝桶收集後，大多採用焚燒方法處置。焚燒的主要目的是儘可能焚毀廢物，使被焚燒的物質變為無害和最大限度地減容，並儘量減少新的污染物質產生，避免造成二次污染。焚燒處理技術的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治。

焚燒法是處置危險廢物的一種方法，燃燒危險物質使之分解並無害化。焚燒是一種高溫熱處理技術，即以一定的過剩空氣與被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應，廢物中的有毒有害物質在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種同時實現廢物無害化、減量化、資源化的處理處置技術。目前焚燒處理的工藝和設備很多，主要的焚燒裝置有旋轉爐、固定床爐、流化爐、工業鍋爐和水泥窯等，焚燒爐是利用燃燒方式處理廢物的主體設備，可以有效去除精蒸餾殘渣所含的有毒有害有機物質。焚燒能力是以焚燒量來表示的，是焚燒爐每小時焚燒危險廢物的質量。

④電漿處理

電漿處理系統通過在低壓蒸汽下傳導電流創建熱電漿來處理含氯有機物和其他廢物。電漿可以用作焚燒或熱解熱源，或者將廢物注入電漿高溫區將廢物分解成原子，這項技術用來處理液態和可泵的固體廢物。電漿系統技術用電漿裝置(通常稱為等離子焰炬)產生10000℃的高溫銷毀諸如PCBs和POPs這樣的劇毒廢物。電漿去除危險廢物的技術最近才從試驗階段上升到大規模生產階段，還可望作為去除液態PCBs和POPs的手段。排放的氣體和爐渣可以在與高溫焚燒相似的處理系統中處理，但規模要小得多。最普通的電漿產生形式是通過氣體放電。通過氣體，電能轉化為熱能，並且被活躍的氣體分子吸收變成離子化狀態。電漿是高溫分解工藝，它不需要像傳統的焚燒爐那樣再消耗能量去加熱多餘的空氣，因此，由於沒有多餘的空氣，後續的氣體處理系統規模就非常小。電漿系統用電能作為能源，處置費用昂貴。電漿設備在原產國安裝很容易，並且占地很小，設施建設費用也很高。

⑤熱解吸

熱解吸用來汽化有毒有害有機污染物，使它們能從固體物質中分離出來。然後用其他的系統處理解吸後的有機物。解吸系統包括廢物處理和廢物輸入系統、熱解吸室、處理各有機化合物的隔離的氣體冷凝室、分離室和處理系統。熱解吸將污染物從土壤中分離出來，污染的土壤在解吸室里加熱，水、有機化合物和某些金屬被氣化，氣體和抽真空系統將氣化的水和污染物輸送到隔離氣體處理系統。該系統的目的是揮發污染物，同時不使它們氧化。利用控制解吸的溫度，熱解吸工藝可以分為高溫熱解吸和低溫熱解吸。低溫解吸經常用作修復土壤中的燃料污染物。除非溫度加熱到超過了低溫解吸的範圍，否則土壤中的有機化合物不會被破壞，被處理過的土壤還能為生物滋生提供養料。

⑥現場玻璃化技術

現場玻璃化(ISV)是一種已經工業化的技術，用作污染場址的修復和廢物處理。它是可移動的，熱處理工藝用電加熱和熔化污染土壤、淤泥和其他土壤物質。處理結果使有機污染物被破壞和非有機污染物長期滯留在整個的玻璃製品中。

⑦其他去污技術

生物修復是指利用微生物分解污染土壤的有機化合物，該工藝的關鍵是確定恰當的生物行使這一職能。合適的濕度、溫度、含氧量、飼料來源都是這一工藝得以成功地套用的限制條件。在實施這一工藝的現場處理土壤，不用把土壤轉移到別的地方去處理。就地更新通常是用本土的生物細菌和營養液增加生物數量。異地處理技術是通過控制溫度和濕度來處理挖出來的土壤。對於污染程度低的土地，利用這一工藝，費用適宜、效果好、事後能有效清理污染場地。一般不適宜處理被殺蟲劑嚴重污染的場所，但對POPs和多氯聯苯含量低的場所可以適用。

用生物學方法處理多組分的複合惡臭氣體的效果具有優越性，特別是它能脫除一般方法難以治理的焦臭味。該項技術淨化效率高、操作簡單、適應性強、費用和能耗低，又能避免污染物中間交叉轉移。據估算，該項技術較常規的物理、化學方法，其投資費用可節省1/4，運行費用可節省近1/2，經濟優勢和環境效益十分引人注目。