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近些年来,世界现代化进程加快,城市的发展、工业的发达,为社会产生了大量的财富。但是同时也带来了严重的环境污染,例如水污染、大气污染等。各种处理措施也得到了开发。然而,固体废弃物处理技术发展相对较慢。长期以来,固体废弃物主要通过土地填埋方式进行处理。然而,随着废弃物产量的增多,土地填埋已经无法实现固体废弃物的处理。同时,废弃物含有大量的污染物质,不妥善处理会存在着多种危害风险。因此,固体废弃物的处理与处置成为当前环境污染治理重要的方面之一。
一、固体废弃物及其分类
一般来说,固体废弃物是指人类在日常生活、工业生产或者其他过程中,排放到环境中固态、半固体的或者置于容器中的气态废弃物质[1]。另外,还包括相关法律法规规定应该纳入固体废弃物管理的物品。工业固废的主要分类包括,工业固体废弃物、城市垃圾、农业固体废弃物等。
1.工业固体废弃物
工业企业在生产、利用、销售过程中产生的废弃物,称为工业固体废弃物。随着近些年来,固体废弃物产生量逐渐增多。例如,从1998年的8亿吨,增长到2009年的20.4亿吨,增长了2.5倍。
另外,由于工业企业类型不同,工业固体废弃物的产生种类十分复杂。例如,冶金行业会产生大量的铬渣、高炉渣、钢渣等含有重金属的废弃物;炼油行业产生的含油污泥;机械加工类行业产生的铁屑等等[2]。
2.城市垃圾
在城市中,人们在日常生活过程中,利用、运输等活动产生的废弃物,即城市固体废弃物,也称为城市垃圾。一般来说,城市生活垃圾包括餐饮产生的餐厨废弃物、废包装材料、生活垃圾、农贸市场中产生的果蔬废弃物等[3]。
3.农业固体废弃物
在农业生产过程中,产生的废弃物。例如包括农业产生的秸秆、养殖业产生的粪便等。
4.固体废弃物的危害
固体废弃物来源不同,而且含有多种有毒污染物质(如重金属、细菌等),若处理不当都会对周围的环境产生危害。例如,有些固体废弃物可以向大气排放硫化氢等臭气物质;有些废弃物容易产生大量的渗滤液,含有高浓度氨氮、有机物、重金属等污染物质,一旦渗滤液进入地下水,就会对地下水产生污染,进而影响饮用水安全等[4]。
二、固体废弃物的主要处理技术
大量的固体废物的产生需要有针对性的处理处置方法。固体废弃物的处理已经从简单的填埋,向资源化处理方向发展。我国也已经在上世纪80年代中期开始倡导固体废弃物的处理原则为无害化原则、减量化原则和资源化原则。目前,较为成熟的技术包括如下几种[5]。
1.填埋技术
填埋技术是在技术不发达情况下,较为常见的也是最为重要的处理技术。其主要原理是,在合适的地方将产生的固体废弃物填埋起来。根据固体废物种类不同,填埋场由分为生活垃圾填埋场、一般工业固体废物填埋场和危险固体废物填埋场等。
填埋技术需要一定的预处理,即固体废弃物需要经过分分拣等,由专门的垃圾运输车运输到指定的场所,然后由推土车摊平,再覆盖土层,这样分层压实。在我国已经建成了大量的垃圾填埋场,但是填埋场容易产生恶臭、渗滤液、细菌滋生等二次污染。因此,填埋场的管理和操作要严格按照相关规范和标准进行。
2.焚烧技术
焚烧技术也是固体废弃物处理的一种重要方法,也是当前较为重视技术之一。焚烧技术较填埋方法来说,可以明显的降低固体废弃物的体积和数量,并且可以减少细菌滋生,破坏有毒物质结构,转化成性质相对稳定的灰渣。同时,焚烧过程还会产生大量的热量可以用于发电等产生二次能源。
但是,焚烧技术存在着缺点:
首先,焚烧处理量比填埋技术小很多;
其次,固体废弃物种类不同,直接影响焚烧效果。;
最后,焚烧技术控制不合理容易产生二次污染。焚烧技术容易产生二英类有毒物质,同时还有酸性气体、重金属、粉尘等物质。
因此,焚烧技术目前只能作为填埋技术的补充。仍有研究的空间。
3.生物技术
通过微生物新陈代谢的作用,将废弃物转化成有用物质的过程,称为生物处理技术。目前固体废弃物处理的生物技术包括堆肥技术和生物发酵产沼气废纤维素糖化、细菌浸出等技术。
例如,农业废弃物通过堆肥技术可以回田等,都是当前研究和工程应用上的重点。
三、结论
当前,固体废弃物产生量十分巨大,而且种类复杂,污染物产生也很多。单纯的填埋技术已经无法全部处理。同时,当前废弃物的处理重点关注资源化。因此,焚烧技术、生物技术等需要开发出更加有效,不容易产生二次污染的技术。同时,固体废弃物的分类收集、分类处理,在源头上控制产生量也是当前研究的重
点之一。
参考文献:
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关键词 旋转堆肥箱;蔬菜废弃物;好氧堆肥;处理效果
中图分类号 S141.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)09-0193-03
Abstract The study mainly focused on the small amount of vegetable waste which was caused by the disease or pest in the process of vegetable production. The Swedish JK270 rotary compost bin was used to collect the vegetable waste,and DM bacteria was added to carry out the aerobic composting test. The results showed that under the condition of sufficient mixing and suitable temperature,the compost bin could decompose the vegetable waste efficiently through aerobic composting process,with the composting rate of 50%-57%.The high-temperature composting could effectively kill the bacteria and prevent the spread of the pests and diseases. The processing cycle was usually 8-14 days,which was mainly affected by waste type,the amount of bacteria added,the ambient temperature and other factors. JK270 compost bin could effectively deal with the waste which was produced by daily production process and some vegetable harvest process of 3-5 greenhouses.
Key words rotary compost bin;vegetable waste;aerobic composting;treatment effect
自1988年家决定实施“菜篮子工程”以来,我国蔬菜事业进入了快速发展的新时期,蔬菜作物种植在农业中所占的比重越来越大,到2000年底我国设施蔬菜面积已发展到140万hm2以上[1]。
随着蔬菜产量的不断增加和对蔬菜品质要求的提高,蔬菜废弃物的产生量也在急剧增加。多种蔬菜如蚕豆、冬笋等的废弃物产生比例已高达60%[2]。据统计,北京2015年的蔬菜废弃物产量大约为200万t,其中70%的废弃物未经任何处理便随意堆放。大量蔬菜废弃物若不进行处理,不仅会造成巨大的资源浪费,还可能成为污染源。在云南滇池流域,产生的蔬菜、花卉废弃物被农民直接丢进沟渠,成为滇池水体富营养化的重要物质来源[3];蔬菜废弃物很有可能携带病原、虫源,如含有番茄病毒病菌、叶霉病菌等[4],大多设施蔬菜产地产生的蔬菜废弃物往往随意丢弃,导致病虫害滋生,堆积过程中的渗滤液极易对土壤造成污染[5-6]。因此,蔬菜废弃物的有效处理和资源化利用对蔬菜产业健康发展和环境保护意义重大。
目前,蔬菜废弃物的处理方式主要有以下几种:一是按一般生活垃圾的方式进行填埋、焚烧处理;二是厌氧消化;三是好氧堆肥。厌氧发酵技术是目前一种应用比较广泛的对蔬菜废弃物的处理方式,国内外学者对厌氧发酵技术进行了大量研究[6-12],其技术特点是能够产生沼气,但是厌氧发酵工艺的成功实施依赖于高效反应器的开发利用,受设施规模的限制,同时存在最终的废水、废渣处理问题。好氧堆肥作为一种有效的有机废弃物资源化处理技术,成为国内外固体废弃物资源化的研究热点[5,13-17],好氧堆肥堆体温度一般在50~65 ℃范围内,甚至更高。高温可以杀灭病原菌,同时对有机质的降解速度快,是处理蔬菜废弃物的有效方法。本文采用好氧堆肥技术快速处理蔬菜废弃物,通过堆肥箱的旋转实现堆料混匀和供氧,实现蔬菜废弃物快速、安全的处理。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验选择花椰菜、草莓和大白菜的废弃物作为原料进行试验研究。试验原料为北京市通州区设施蔬菜生产基地的废弃物,即设施蔬菜生产过程中每天因病害或虫害等原因导致作物植株或果实干枯、腐烂而产生的蔬菜废弃物或蔬菜采收过程中的废弃物。
1.2 试验装置
试验堆肥箱为瑞典JORA JK270堆肥箱(图1)。该箱外形为六面体型,规格为1 130 mm×1 270 mm×698 mm,容量为270 L,分为2个发酵仓,可进行连续处理。堆肥箱有入料口和排气口,并配有密封盖,可人工进行旋转,完成废弃物在堆肥箱内的翻堆、混匀,避免了普通堆肥箱翻堆时病菌传播扩散的潜在风险。
1.3 试验设计
蔬菜废弃物含水率较高,是限制堆肥化处理的因素之一。同时,大部分蔬菜废弃物的C/N比在10以下[18],而堆肥的C/N比能满足微生物所需的最佳值为25~35[19],应通过补充碳素材料(含碳较多的物质)的方法调整C/N比在合适的范围内。本试验通过添加木屑调节废弃物含水率和C/N比,并添加DM菌剂进行好氧堆肥的处理。
1.3.1 试验1。连续4 d收集设施内的花椰菜菜叶废弃物,将花椰菜菜叶均匀地切碎为3~4 cm小段,分批加入JK270堆肥箱中,每天加入5 kg菜叶及2.5 kg木屑并手动旋转堆肥箱进行混合。停止添加废弃物后,一次性向堆肥箱内添加0.5 kg DM菌,每天旋转堆肥箱1次,并记录箱内温度,观察废弃物发酵情况,处理周期为12 d。
1.3.2 试验2。花椰菜菜叶不进行切碎处理,直接投入堆肥箱内进行发酵。分4次投入,每次添加5 kg菜叶、2.5 kg木屑和一定量的DM菌剂,并旋转混匀。4次共添加菌剂量为0.5 kg。停止添加废弃物后,每天旋转堆肥箱1次,记录箱内温度,观察废弃物发酵情况,处理周期为8 d。
1.3.3 试验3。一次性向堆肥箱中加入20 kg草莓废弃物(主要为草莓秧和烂果落果)和10 kg木屑,并加入0.5 kg DM菌剂,旋转混匀。由于草莓秧较难处理且外界气温较低,处理效果较差,后补加0.2 kg DM菌剂。每天旋转堆肥箱1次,并记录箱内温度,观察废弃物发酵情况,处理周期为13 d。
1.3.4 试验4。收集大白菜废弃物20 kg,混合10 kg木屑,添加0.5 kg DM菌进行处理,由于试验进行时雾霾天气严重,光照低,外界温度较低,试验开始阶段温度上升不明显,处理效果较差。补加0.5 kg DM菌剂后发酵明显变快,整个处理周期较长,达到14 d。
1.4 分析指标与分析方法
使用美国ONSET公司的HOBO自动温度记录仪记录堆体温度,旋转堆肥箱发酵仓内和堆肥箱外各放置1个HOBO温度计,HOBO设定为每小时采集温度数据1次。通过旋转堆肥箱设置的出料口进行采样,测定堆料含水率和大肠菌群等病原微生物。
采用称重法计算堆肥处理废弃物降解率,分别记录堆肥前后物料的重量,计算降解率。采用烘箱烘干称重法测定含水率,将鲜样在105 ℃下烘干24 h,称量恒重后计算含水率,精确到0.01 g。粪大肠杆菌的测定采用肥料中粪大肠菌群的测定国标方法[20]。
2 结果与分析
2.1 温度的变化情况
从图2可以看出,试验1在开始阶段连续4 d加入蔬菜废弃物和木屑,但是未加入DM菌剂,因而在前4 d温度基本未升高,发酵不明显;在加入菌剂后温度迅速升高,维持一段时间后发酵停止,温度迅速下降到室温,最高温度达到69 ℃。
由试验1的结果可知,添加DM菌剂对于蔬菜废弃物好氧堆肥处理具有关键作用,通过添加菌剂可以有效促进好氧堆肥进程。因此,试验2在开始阶段即同蔬菜废弃物和木屑一起加入了DM发酵菌剂,明显促进了好氧发酵,堆肥箱内温度快速上升,随后快速下降到室温,最高温度为60 ℃(图3)。
试验3进行时,外界气温较低,一次性加入废弃物和菌剂后开始发酵,但是处理前期温度上升并不明显,随后再次添加了0.2 kg菌剂后,温度开始升高,并维持一段时间后开始下降,最高温度只有55 ℃(图4)。
试验4进行时,由于试验时外界气温较低,并且有雾霾出现,设施内光照较差,导致处理过程较慢。前处理阶段添加0.5 kg菌剂后,堆肥箱内温度快速上升,维持较短时间后,随即开始下降,考虑可能是天气原因造成,随后补加0.5 kg菌剂后,温度又出现明显升高,随即又快速下降到室温,反应结束(图5)。
2.2 废弃物降解情况
蔬菜U弃物收集到旋转堆肥箱进行一段时间好氧处理后,废弃物快速降解,但是不同废弃物在不同条件下的降解情况有所不同。
从表1可以看出,试验1的处理效果比较好,主要是因为试验1中对花椰菜菜叶进行了切碎处理,堆料混合比较均匀,并且试验时外界气温比较高,有利于反应进行,废弃物的降解率为57%;根据试验1的处理效果情况,在试验2过程中未对花椰菜菜叶进行切碎处理,处理完成时,有较大、较硬的茎未被完全处理,有机质降解率为50%;蔬菜废弃物的预处理对好氧堆肥处理效果具有一定的影响,但是考虑成本和操作性,建议较小的蔬菜废弃物可以不进行预处理,直接进行堆肥。试验3和试验4处理过程由于外界气温比较低,好氧发酵比较慢,处理时间比较长,有机物的分解率也偏低,但是4次试验中废弃物的降解率没有显著差异。试验结束后对堆肥产物的含水率进行测定,含水率均在40%左右。
2.3 处理周期和病原微生物检出情况
从表2可以看出,4次试验的处理周期最短的为试验2(8 d),最长的为试验4(14 d),试验1在进行预处理的情况下,处理周期为12 d,主要是因为试验1在开始阶段未添加菌剂,所以在前阶段基本没有处理,在添加菌剂后才开始发酵处理;试验3和试验4处理周期长与外界温度有很大关系,外界气温较低,堆肥箱内最高温度也较低,导致反应缓慢。
卫生学指标是评价堆肥效果的重要参数,当温度高于55 ℃,并且保持3 d以上时,可以杀死大多数病原微生物,部分虫卵和病菌的致死温度和所需时间具体见表3。研究主要对处理产物中的大肠菌群进行了检测,试验1、2、3的处理产物中均没有检测出大肠菌群,说明本次试验堆肥温度和高温维持时间能够有效杀灭虫卵和病菌。试验4的堆肥产物中检出了大肠菌群,可能是由于外界气温比较低,最高堆肥温度无法保持连续较长的时间,达不到大肠菌群致死的条件。
3 结论
目前,蔬菜废弃物处理的研究多为大规模集中好氧发酵处理方式,主要针对蔬菜采收和加工产生的大量废弃物,废弃物的产生比较集中,量比较大。该研究主要针对设施蔬菜生产过程中由于病害或虫害等原因产生少量的废弃物,此类废弃物产生特点是量小、时间分散,针对此类废弃物处理的研究较少。
通过采用旋转堆肥箱连续收集废弃物进行处理试验,掌握了旋转堆肥箱处理蔬菜废弃物时物料与DM菌剂添加比例约为60∶1,在一定范围内,菌剂添加越多,发酵反应越快,废弃物处理周期变短,但是处理成本会增加;菌剂添加较少时,发酵较慢,处理周期长,处理效果不佳。蔬菜废弃物不同,处理周期也有差别,一般为8~14 d,处理周期主要受废弃物种类、菌剂添加量和环境温度等因素影响。不同废弃物处理降解率也有一定的差别,废弃物降解率一般在50%~57%的范围内。一台JK270旋转堆肥箱可满足3~5个设施温室日常生产过程中和部分蔬菜采收过程中的废弃物处理要求。
4 参考文献
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关键词:实验室化学污染 废弃物 污染物
中图分类号:X78 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0147-01
随着社会的发展,科技的进步,化学实验室在各大高校中已经普遍存在。但是很多实验室化学污染废弃物的无处理的排放也给环境带了巨大的危害。在许多的化学实验过程中,所产生的一些污染废弃物往往是带有剧毒甚至是有致癌功效的污染物,这些污染物的直接排放不仅严重污染了环境还给人们的健康带来了威胁。所以实验室化学污染废弃物的无害化排放已经成为一种必然趋势。
1 实验室污染现状
随着社会的发展,科技的进步,化学实验室在各大高校中已经普遍存在。而科研项目的不断增多,实验经费的大量提高,所带来的后果也包括了实验室化学污染废弃物的大量产生,造成的环境问题和对人们健康的危害日趋严重。很多高校已经从事化学实验的学生和老师对待化学污染废弃物的危害意识淡薄,并不知道或不了解其对环境的毒害。很多污染物任意排放,有毒有害的废液在没有经过任何处理的情况下直接进入下水道,容易导致人们的生活、健康状况都受到影响。而很多无害的有机试剂也直接进入下水道,会造成资源的无形中的浪费。很多污染物质被土壤、植物吸收,或滋生细菌,流入到大海、河流中,无论是哪一种结果对环境的危害都是巨大的。生物实验室中,很多未经处理的生物化学废弃物被直接丢弃,容易造成病毒侵害人体,微生物在实验室的特殊条件下造成基因突变,形成新生物种,若新生细菌对人体的危害巨大,将会带来不可估量的后果。同时,一些酸液、碱液的随意排放,会腐蚀下水管道系统,造成下水管道破裂,影响了正常市政工程系统的同时还容易使得土壤酸化或者碱化,从而破坏土壤结构,造成寸草不生的恶果,影响植物、农作物的生长同时,还会影响生物多样性,破坏生态系统[1]。但是如此之多的实验室污染问题并没有得到校领导、环境管理部门的足够重视,很多高校的实验室没有定期、固定的化学实验废液、废渣的固定回收点,有些高校有固定回收废液、废渣的部门,但回收时间却相隔时间很长。而从事实验研究的老师和学生,也有很多不注重化学废弃物的处置,随意倾倒、丢弃的现象严重。国家环境管理部门对实验室的污染废弃物没有明确的处置法规,同时,未能把高校实验室作为大气、水等环境监测的重点地段,高校也缺乏实验室废液专门排放的下水管道和处理厂。因此,防治实验室废弃物污染已是迫在眉睫、刻不容缓。
2 常见实验室常见化学污染物
(1)含砷化学污染物。砷作为剧毒性化学物质,在很久之前就被人们所认识到。特别是三价砷的毒性是最大的,是致命的,砷的急性中毒主要是阻碍细胞代谢,从而使得细胞死亡;而慢性砷中毒可以导致致癌、致畸等情况的发生[2]。对于含砷废液的处理,现阶段主要是加入硝石灰,将pH值调节到9左右,然后再加入FeCl3,生成Fe(OH)3起共沉淀作用同时除去废液中的砷。
(2)含铬化学污染物。铬是主要的环境污染物之一,其化合物普遍存在毒性,其中六价铬的毒性是最高的。而铬酸、重铬酸及其盐类是实验室常用的药品之一,它们不但会刺激、灼烧人们的皮肤和黏膜,同时以蒸汽、粉尘状态游离在空气中,被人们吸入后会严重危害鼻腔及呼吸系统黏膜、肠胃受损、白血球下降等病状。铬还可引起久治不愈的过敏性皮炎或湿疹[3]。含铬废液的处理,主要是在酸性条件下,通过硫酸亚铁将Cr6+还原为Cr3+,然后加入消石灰,调节废液pH值,生成低毒的Cr(OH)3沉淀,分离沉淀后的清液可排放,沉渣可焙烧或填埋。
(3)含汞化学污染物。汞是一种易气化的金属,常以汞蒸汽的形式存在。在被人吸入后,会滞留在肺泡内,被毛细血管吸收进入人体,在血液中与红细胞、血红蛋白结合,从而阻碍血细胞的正常代谢功能。汞中毒的症状主要表现为:精神-神经异常、齿龈炎、震颤[4]。对于汞的处置主要是,在实验过程中如果不慎溅落在地上,应立即用吸管、毛笔将汞捡起,收集于瓶中,用水覆盖。散落过汞的地面应洒上硫磺粉,将散落的汞覆盖一段时间,使其生成硫化汞,再设法扫净。
(4)含铅、镉化学污染物。铅及其化合物危害人类健康的方式,主要通过呼吸道和消化道,在铅及其化合物进入人体后,会妨碍人们的造血功能,使得人们产生贫血、头疼、困乏、四肢酸痛等症状。铅对儿童的危害尤其严重,儿童铅中毒会造成发育迟缓、多动、智力低下等现象;镉则主要通过饮食和呼吸进入人体,贮存于肝和肾中。镉不仅会破坏神经系统而且慢性镉中毒会致癌。对含铅、镉废液,用石灰调节pH值到8~10,使铅、镉离子生成氢氧化铅或氢氧化镉沉淀。加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,使沉淀完全。
3 实验室废弃物处置措施
(1)减少实验室废弃物的产生。为了能够减少实验室废弃的产生,在设计实验室应该尽量减小实验规模,改善实验装置,推广微型实验。有利于实验中药品使用的数量减少,从而有效的降低污染废弃物的产生。并且,在实验设计中,如果有有毒、有害气体产生的话,必须改善实验装置,有效的收集毒性气体、毒性液体。改进实验方法的设计,尽量使用绿色、无毒、无害的化学药品,减少化学实验步骤,降低废弃物的产生流程和总量。改进实验方法,可以减少试剂使用类型和使用量,努力实现实验室废弃物绿色化。如在实验过程中,尽量用气相色谱的方式代替液相色谱,用水溶剂代替有机溶剂。采用新型、高效、对环境友好、可回收的催化剂:通过选择催化剂,可以提高反应的选择性,并避免副产物的生成,减少有害物质的排放。
(2)回收再利用废弃物。严格规范化实验室化学废弃物的回收,做到所有有毒有害的化学废弃物全部回收。在学生的实验教学过程中,重点强调实验废弃物的危害和回收的重要性,讲解具体化学实验废弃物的回收方式及手段。学校应安排专门部门负责实验室化学废弃物的回收问题,做到化学废弃物的登记,按照以往的产生量,定期合理时间内进行化学废弃的回收。并检查各个实验室是否有专门的实验废液、废渣的储存桶。不得将危险废物混入生活垃圾和其他非危险废物中贮存。在废弃物有效回收后,应通过妥善合理的方式进行处理,做到无污染排放。
(3)学校实验教学中推广多媒体模拟实验。学校在进行教育实验中,要发挥教学多媒体的作用。对于一些危险性较大、实验条件较为苛刻、无法让学生自己动手或者教师实验操作讲解的实验,可以下载一些相关的实验视频,或者制作一些动态图片,运用多媒体技术讲解演示这部分实验。既解决了这部分难题,又让学生能够有所收获。通过仿真教学的方式,有效的避免有毒有害废物的产生,不但减少了化学实验药品的使用,还有利于保护学生的身体健康。
(4)成立实验室试剂调度网络。对于过期、失效的化学试剂的处理也成为化学实验的主要污染难题之一。在同一个学校甚至是区域中,建立同类化学实验室的合作,建立化学试剂的调度网络,不断可以有效的合理利用化学试剂,并且避免大批化学试剂失效,也可节约实验成本。
参考文献
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关键词 :实验室 化学废弃物 处理
引言
实验教育在素质教育中占据十分重要的地位,对于学生的综合能力素养的提升是一个重要的途径。当前很多学校都在加强对实验室管理的改革,将实验室的教育和教学以及科研进行有效的结合,提高各种实验设备的利用率。实验室的利用水平如何,在很大程度上决定了实验室教育的程度好坏。当前在很多学校中,都不断加强各种实验教育的实践,将学生从书本的理论学习转移到实验学习。随着实验室教学变得越来越重要,在实验过程中,产生的废弃物也变得越来越多,加强废弃物的处理,对于环境的保护以及对人体健康的保护有重要的意义。
一、化学废弃物的特征以及危害
(一)化学废弃物的特征
1、累积性。化学废弃物包括固体、液体以及气体三种形式,固体废弃物以及液体废弃物具有一定的累积性,比如一些固体的化学废弃物在土壤中进行沉积,使得土壤中出现较多的污染物,污染物的浓度也会变得越来越高,从而对土壤的活性带来很大影响,经过长时间的累积会导致土壤中的污染元素含量超标,最终影响土壤的质量,间接影响土壤中的各种农作物、森林资源等方面的质量。
2、潜伏性以及滞后性。不同污染元素对环境造成的污染有所不同,当环境遭受某些污染时可以很明显地表现出来,容易被人发现,但是有些污染形式往往存在潜伏性,当环境遭受污染之后并不能直接表现出来,反而需要经历一定的时间之后才能显示出来。实验室中的化学废弃物在长期的累积过程中就会出现这样的现象,经过一段时间的潜伏,使得外部检测不能及时发现具体的化学污染,最终导致环境受到很大的危害和影响。近年来环境的污染会呈现多种污染同时发生的情况,污染的强度也会十分大,这对环境污染的治理带来很大的难度。
3、不可逆转性。一些化学废弃物的污染基本是一个不可逆转的过程,污染过程中一般有多种有机化学物质的同时作用,有的化学物质被降解的时间较长,因此在一定时间内呈现出污染的不可逆转性,这种污染会导致环境的质量受到很大的影响,严重时还有可能会导致人畜出现生命危险。同时,有的污染存在治理比较困难的现象,比如一些重金属元素不能通过稀释以及环境的自净作用实现化解,因此环境中的各种污染会变得越来越严重,而且也会增加这些污染的控制难度。
(二)化学废弃物的危害
首先,会对人体带来危害,化学废弃物污染的土壤对人体带来的危害主要是通过化学废弃物元素在空气、水体、土壤等环境中累积,人呼吸了一些污染的空气,食用了被污染的食物等造成的,化学废弃物元素进入人体之后,会引发人的多种疾病,癌症是化学废弃物元素造成的最常见的一种疾病。其次,会造成其他环境污染。当外部环境受到化学废弃物元素污染之后,含化学废弃物浓度比较高的受污染的地表土很容易在风力以及水力的作用下进入大气以及水体中,最终导致自然环境的各个方面都受到污染,影响了生态系统的平衡。
二、 实验室化学废弃物的处理
(一)气体废物的处理
在对气体废弃物进行处理时,可以通过实验室中的排风系统将一些经过处理之后的气体排放到空气中,实现其他废弃物的处理。比如实验过程中产生的很多气体,如二氧化碳、水蒸气等,但是需要注意的是,在进行排放的过程中需要对气体进行处理,确保不会对空气带来危害之后才能进行排放。对气体废弃物进行处理时,常用的方法有三种,第一种是燃烧法,第二种是吸收法,第三种是吸附法。燃烧法指的是通过燃烧,将废弃的气体变成无毒无害的气体进行排放,比如讲有毒的一氧化碳进行燃烧之后可以生成二氧化碳,然后再进行吸收排放。吸收法指的是利用一些新的物质对气体进行吸收处理的过程,比如氨气就可以利用水或者稀盐酸进行吸收,使得氨气在实验中对人体和环境的污染降到最低。再比如对氯气进行处理,也可以采用浓的氢氧化钠溶液来吸收。吸附法指的是在环境中放置一些活性炭、活性矾土、硅胶等吸附剂,或者利用一些绿色植物对有害的气体进行吸收的过程。比如一氧化氮,二氧化硫等其他都可以采用这种方法进行处理。
(二)液体废弃物的处理
液体废弃物中的成分比较复杂,种类也比较多,处理难度也比较大。常见的固体废弃物是含有酸、碱、盐、的物质的废液,对这些废弃的溶液进行处理时,一般需要单独进行处理,不能进行混合之后再处理,否则会增加处理难度。对液体进行处理时最常用的方法是中和法,对于含酸或者含碱的废液都可以使用中和法进行处理,中和溶液一般是和废弃溶液的酸碱度相反的溶液。对于在操作中的溶液,一般要将其酸碱度调和到7左右,并且要进行稀释之后才能进行排放。对废液进行处理的另外一种方法是沉淀法,对于含有重金属银和汞的盐溶液就可以采用这种方法进行处理。在处理的过程中,很多的废液都有毒性,而且也有腐蚀性,因此在进行处理时应该要做好相应的防护工作,比如要戴耐酸手套,穿实验服,戴护目镜等,防止在处理的过程中对自身带来伤害。
(三)固体废弃物的处理
对于固体废弃物,如果是没有污染、没有毒害的,则可以直接丢弃,比如在实验室中用尽的火柴梗,用过的脱脂棉等,都可以将其放入到垃圾桶中进行处理。如果是具有强氧化性、有毒害的固体废物,在进行分部处理,将其放在固定的地点中,并且经过一定时间的累积之后,再进行重新利用。对于实验之后的一些废旧金属,可以将其放入到制定容器中之后再进行回收利用。
结语
对化学废弃物稍加处理再排放或集中回收交给专门的机构处理,不仅可以减少对环境的污染,还可以对有限的资源进行回收利用,,同时能够防止对人体健康带来损害,因此在未来的发展过程中应该要加强对化学废弃物的处理。其中包括对气体、液体以及固体废弃物的处理。
参考文献:
[1] 彭彬.化学实验室“三废”的处理方法[J].四川环境,2004(06).
关键词 高校实验室;废弃物;规范化处理;原则
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)22-0214-02
高校实验室在教学和科研过程中会产生许多实验废弃物,尽管数量少,但种类齐全,品种繁多,且多具有易燃、腐蚀、毒害和反应性,其中的某些剧,会致癌和导致突变。若随意的将其排放到环境中,不仅会造成环境污染、人员伤害,而且不利于学生环保意识的培养,也与可持续发展的教育理念相悖[1]。如果学生将这种不良的习惯带入社会,将会加剧对环境的污染,不利于整个社会的可持续发展。
1 常见的废弃物及分类
1.1 废气
指实验过程中产生的有毒气体,如硫化物、氰化物、碳化物,此外,浓盐酸、乙醚、三氯甲烷等液体药品的挥发物也是废气。
1.2 废液
实验室产生的废液包括一般废水和化学性实验废液,一般废水主要来源于清洗仪器用和实验室用水;化学实验废液主要有样品分析残液、失效的药液等,如各种酸碱性废液、重金属废液、含氰废液、含氟废液、含有机物及细菌毒素的废液等。
1.3 废渣
指固体废弃物,如残余试样、反应废弃物、失效物质等。
1.4 放射性废弃物
指放射性物质浓度(活度)高于国家清洁解控标准的废弃物。
1.5 实验器械
指报废的试验仪器,如电脑、冰柜等,常用的易消耗或易破损用品,如玻璃器皿、手套、滤纸、刀片、枪头、离心管等。
1.6 生物废弃物
指动植物的组织、器官、尸体,微生物(细菌、真菌和病毒等)及其培养基等[2]。
2 废弃物处理的基本原则
2.1 及时处理
实验中产生的废弃物,一定要及时进行处理,并将处理过程形成制度。对每次实验产生的废气、废液和废渣,尤其对一些有毒物质和危险物质要及时处理,以免污染环境,造成危害。
2.2 分类收集
由于废弃物品种多样,组成复杂,性质多变,若随意丢弃,会形成安全隐患,对周边人员和环境造成伤害。为避免此种情况,在废弃物收集时应根据其组成、性质、化学禁忌等情况分类收集,分类方案应经济合理,安全适用。一般根据要求分类收集后,集中定期处理,但是对剧毒废弃物要及时处理[1-3]。
2.3 防止二次污染
在废弃物处理过程中,若方法选用不对、试剂选用不当或过量等,容易产生新的废弃物或排放物,造成二次污染。因此,处理时要慎重选择方法和试剂。如果在该实验室内部的废弃物中能够“以废治废”,则既可以降低成本,又可以保护环境。
2.4 区别对待,物尽其用
废弃物种类繁多,性质、数量差异较大,在选择最终的处理方案时,应具体问题具体分析,综合简便易行、经济实惠、以废治废等因素全面考虑。
3 废弃物处理的常用方法
处理废弃物时要遵循上述原则,根据废弃物的成分、性质及特点,选择适当的方法[4-5]。
3.1 自然排气法
通过实验室的门窗或在实验室中安装风机、风扇、换气扇等通风换气设备,以达到换气排气的效果。还可以将通风换气设备直接安装在易产生有毒有害气体的关键位置,如实验桌、仪器柜中,使换气效果更好。这种排气方法效率高,能耗少,经济实惠,被广泛采用。由于其中的有毒有害气体直接排入大气中,会造成二次污染。因此,目前已有学校在排气管道中安置吸附剂,这种方法即吸附法。
3.2 吸附法
利用某些物质本身吸附性较强的特性,将需要处理的废物与其接触,以达到吸附有毒有害物质、净化废弃物的目的。常见的吸附剂有活性炭、硅藻土、矾土、聚丙烯、氨基甲酸乙醋泡沫塑料、稻草屑等。吸附法不仅适用于对有毒气体的处理,某些固体或含有难于燃烧的或可燃性的低浓度有机物废液,也可用此方法进行处理。
3.3 沉淀法
主要是针对废液的处理方法。在废液中加入能够生成难溶或不溶物的试剂,形成沉淀物后再过滤分离,以达到净化除杂的目的。有时沉淀效果不佳的,还需要加入凝聚剂,使其与沉淀物共淀(共沉淀法)。将沉淀物滤出后,要妥善保管,无害化处理达标后方可排放,以避免造成二次污染。
3.4 中和法
利用酸、碱中和形成盐的特性,进行废物处理。在实际应用中考虑到经济、便利、以废治废等因素,常将强碱、强酸废液相互中和,既进行了无害化处理,同时也避免了资源浪费。中和液若不含其他杂质,只需调节pH值到7,加水稀释使含盐浓度低于5%,即可排放。
3.5 氧化还原法
这是一种利用物质的氧化、还原特性,进行废物处理的方法。在废物中加入能与其发生反应的氧化剂(还原剂),进行氧化还原反应,或将无混合危险、各自含氧化剂(还原剂)的废物相互作用,发生反应。在2种废液相互混合时,应分次、分量将其中一种倾倒入另一种中。
3.6 焚烧法
含可燃性物质(如绝大多数有机物)的废弃物,一般用焚烧法处理。即是把废物置于燃烧炉(少量废物可装入铁制或瓷制器皿)中,选择室外安全的地方进行燃烧,并保管好残渣。某些废弃物在燃烧时可能产生有害气体,必须用配备可洗涤有害废气的装置进行燃烧。
3.7 填埋法
将现阶段难以处理、对周围土壤、生物环境不构成危害的物质(包括生物动植物尸体)深埋于地下的处理方法。填埋深度、填埋地点应根据国家的相关规定执行。此外,常用的废弃物处理方法还有分解法、水解法、溶剂萃取法等。
4 结语
随着人类社会的进步和经济的发展,环境问题成为威胁人类发展与进步的重要因素之一,人们也越来越意识到环境保护的重要性。及时、正确、妥善地处理实验室的废弃物,既避免了潜在的安全隐患,又培养了学生良好的环保习惯,增强了环保意识。在高校这样的特定场所针对特定人群,开展实验室废弃物分类处理,能起到示范、表率作用,并通过这样的方式将环保的理念传递出去,为构建人与自然、人与环境和谐相处的社会贡献一份力量,使我们的社会更具有可持续发展的动力。
5 参考文献
[1] 李彩霞,彭实.中国台湾省学校实验废弃物的管理及启示[J].环境科学与管理,2008,33(12):11-13.
[2] 刘江海.实验室废弃物的危害及处理方法[J].职教与成教,2011,9(4):38-41.
[3] 包锦渊.有机实验废弃物处理方法研究[J].实验室研究与探索,2007,26(4):52-54.
关键词:城市;固体废弃物;处理问题;策略
Abstract: in recent years, the rapid development of economy of our country and the course of urbanization, the urban construction quality and the standard of living of the residents are closely related, however, urban solid waste is more and more, its processing problem bothering people, but also seriously affect the image of the city. This paper is mainly to the urban solid waste treatment problems are related to elaborate, and puts forward some corresponding views.
Key words: the city; Solid waste; Dealing with problems; strategy
中图分类号:TU976+.41文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
城市固体废弃物的处理已经成为城市发展过程中不可忽视的重要问题,事关城市的形象和城市居民的舒适度。由于城市的固体废弃物种类多而杂,如果处理不当,则不仅会制约着城市经济的发展,还会阻碍到城市建设的顺利进行。同时,随着城市固体废弃物的增加,在长期堆积过程中所生成的腐蚀性气体、有害物质等也会增加。当废物处理不完全时会引起水体污染、大气污染问题恶化环境,影响城市居民的生活质量。因此,相关部门必须重视城市固体废弃物的处理工作,将对城市固体废弃物的处理当成一个长期的、系统的、综合的处理过程,以便于使城市的建设适合社会的发展要求。
一、城市固体废物的危害
1、对水体的污染
固体废物是由于城市日常生产生活的所造成的,其中含有如重金属等多种有毒有害物质,一般情况下,这些固体废物会长期堆放在露天场所,会与空气发生分解、氧化以及溶滤等作用,产生各种有害物质。同时,这些有害物质将会随着雨水流失,给城市水土造成严重污染,并被植物的根部所吸收,影响农作物生长。此外,这些有害物质还会渗入城市居民饮用水中,然后通过食物链进入人体,危及到人体健康。
2、对土壤的污染
对土壤的污染是城市固体废物的主要危害,一旦对土壤造成污染,其将会出现在对土地的占用和破坏上。同时,各种废物长期露天堆放,有害成分向地下渗漏,污染物直接进入土壤深层。如果城市固体废物得不到及时的处理,需占地堆放,对于用地紧张的城市来说,将会制约着城市的发展,并且堆放量越大,占地越大。
3、对大气的污染
由于城市固体废弃物比较杂,包含了各种各样的废弃物质,终年暴露在大气中,长期堆放于地表的固体废物将会发生严重的恶化,并且会因风化作用而变成粉状。因此,在干旱的季节里,固体废弃物会在一定的风速作用下扬起大量粉尘而污染大气环境。
二、城市固体废弃物的处理方法
1、堆肥法
堆肥法在城市固体废弃物的处理中应用较广泛,并起到良好的效果,其主要是采用自然界广泛分布的放线菌、细菌以及真菌等微生物,在一定的外界环境影响下,使得可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化所发生的一些列生物学、化学过程, 堆肥法处理城市固体废弃物的产物为有机肥料。一般情况下,堆肥课分为三个阶段:1)发热阶段;2)高温阶段;3)降温阶段。此外,还可以按需氧程度分为好氧堆肥和厌氧堆肥这两种。其中,好氧堆肥主要是在空气中利用好氧微生物分解垃中有机物,常见的有机械化堆肥和露天堆肥,其中,机械化堆肥是在容器内靠强制通风或空气对流扩散的方法来满足生化需氧的基本要求,这种方法占地面积小、周期短,效率高,环境卫生条件好,但是需要消耗动力,投资及运行费用高,而露天堆肥是在自然通风的条件下由堆体表面向内部扩散,这种方法投资成本低,工艺简单,只是占地面积大,对选址的要求较高;厌氧堆肥主要是指利用厌氧微生物,在不供给空气的条件下,发生新陈代谢活动,从而促使垃圾中的有机物发生分解一系列过程。
2、卫生填埋法
卫生填埋法指的是对城市固体废弃物的填埋气体和渗滤液进行控制的填埋方式。在填埋时,需要进行防渗处理,防止废弃固体产生次级污染。因此,必须在填埋场地建设人工衬层,并在其四周采用垂直防渗幕培,从而使之与天然隔水层相连接,使之不会污染地下水,进而形成一个独立的水系,并通过特制的管道收集后直接处理或送城市污水处理厂处理。此外,采用填埋处理法时,通常要根据规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位 3.3m 以上,避免其出现渗漏,防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。此外,确保回填地的下部应有不透水的粘土层或岩石,甚至还要根据环境的要求另设沥青、粘土、塑料薄膜等的不透水层。最后,要在填埋场设置相应的排气口,确保填埋过程中的厌氧微生物分解产物和甲烷等气体能及时逸出,从而避免发生爆炸。
3、焚烧法
一直以来,焚烧法在城市固体废弃物的处理中应用较广泛,属于比较传统的方法。城市固体废弃物经过焚烧后,使可燃性固体废物氧化分解,产生新的物种,从而达到回收能量、去除毒性及副产品的目的。焚烧法的应用范围比较广,几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。同时,对于无机——有机混合性固体废物,焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾,如果有机物是有毒有害物质,尽可能地采用焚烧法处理。如医院带菌的废弃物,石油化工厂和塑料厂的含毒中间副产品。采用焚烧法,必须注意不造成空气的二次污染。但是,在固体废弃物焚烧过程中会产生多种有毒气体,在选用焚烧法处理固体废弃物时必须综合考虑各方面的原因,要使焚烧时对环境的不利影响降至最低。
4、城市固体废物资源化的回收利用
固体废物的再资源化的回收利用在城市固体废弃物的处理中应用越来越广泛,它彻底改变了传统的固体废弃物处理模式与处理理念,已经在各行各业中进行着许多不同的尝试,将会成为今后城市固体废弃物处理的发展方向。因此,积极研究资源化、再利用等高度人工物质循环体系是城市发展中的重要环节,能够很好地实现了可持续发展过程中所需面对的问题,可以减少对自然资源的开采,对固体废物进行回收利用,是实现循环经济理念,走可持续发展道路,建设和谐社会的有效途径。目前,不少发达国家已经达成共识,并着手探讨城市固体废物资源化的回收利用策略,从固体废物产生源头对其进行分类和粉碎,进行有针对性的收集处理,以实现城市固体废物资源化的回收利用为目的,从而提高全民环境意识,让民众踊跃地参与到城市固体废弃资源的回收利用中来,提高民众对固体废物资源化重要性的认识。
三、结语
综上所述,随着我国城市化进程的不断加快,固体废弃物已成为我过城市环境建设过程中所需面对的重大问题,而且日趋严重。此外,城市固体废弃物特性是变动的,其产生地(如厨房)储存容积有限,产量不断增加,组分日趋复杂且会随季节、地区等因素发生很大变化。由此可见,如何规划研究和建立有效的分类、收集、处理城市固体废弃物具有重要的现实意义。所以,在城市建设过程中,必须重视对城市固体废弃物的处理,从城市的实际情况出发,要使废弃物的发展趋势呈现出多元化的特点,并且不断采用新技术、新模式,提高城市固体废弃物的处理效率,为美化城市以及提高城市居民的生活质量提供可靠保障。
参考文献:
[1] 梅其岳,刘汉龙,高玉峰.城市固体废物处置技术研究[J]. 南京理工大学学报(自然科学版). 2006(02)
[2] 赵岩,司继涛,田保国,王洪涛,陆文静.城市固体废物处理处置技术政策方法 Ⅰ.模型研究[J]. 北京大学学报(自然科学版). 2007(06)
[3] 杨雪丽,王月红.浅谈城市固体废物处理[J]. 环境科技. 2008(S2)
关键词:汞;废弃物;回收利用
1 引言
汞是一种银白色的液体金属,常温下挥发性很大,在空气中的饱和浓度可达3.52~29.5mg/m3。由于汞具有一些特殊的物理、化学性能,所以广泛的应用在化工和石油化学工业、制药、纸浆造纸、电器电子仪表等工业部门。我国每年实际产汞量约1100t,用汞总量为1100~1500t。如此广泛的使用,每年全球散失于环境中的汞约为1.5×104~3.0×104t,以“废气、废渣、废水”三种途径污染环境。
汞及其化合物都是有毒物质,可以通过各种途径侵入人体,主要影响人的中枢神经,在一般情况下多为慢性中毒。它的毒性是累积的,其中无机汞主要积聚于内脏,少量积聚于脑髓、皮肤和人体的其他部分。
2 含汞废弃物的处理及回收利用
汞的危害问题早已被人们所认识,并已开发出多种物理、化学及微生物的处理方法。下面就几种主要的含汞污染物的回收处理进行讨论。
2.1电池工业中汞的回收处理
根据汞、汞化合物以及铵化合物具有遇热易分解且分解后物易于回收的特点,有研究提出对废旧锌锰电池中汞、汞化合物和铵化合物作一次性集中回收处理工艺。这样既可回收得到汞及铵化合物,同时又可以避免废电池回收处理中汞的散失,为回收处理废旧锌锰电池提供便利。
2.2废弃日光灯管内汞的回收处理
根据中国照明网的数据显示,2008年1~8月全国照明行业荧光灯产量20787万只,相应的用汞量很大。随着节能荧光灯的使用量逐年递增,随之带来的废弃荧光灯的处置已经成为一个日益迫切需要解决的问题。若能有效处理,不仅能够解决废弃荧光灯带来的一系列环境问题,而且能使得荧光灯中大部分材料进行回收、再生利用,可有效缓解部分资源紧张的问题。
2.3含汞废触媒中汞的回收处理
氯化汞触媒主要作为催化剂用于电石法生产氯乙烯当中,是将氯化汞溶于酸性溶液中,用活性炭吸附后干燥而得。一般氯化汞的使用寿命为9~12个月,被更换下来的触媒中氯化汞含量大约为5%~7%。氯化汞触媒的消耗一般在1.5~3kg/t,以2003年我国聚氯乙烯产量611.8万t,电石法占60%计,每年将产生4500~9000t含汞废触媒。
生产后的废含汞触媒吸附有大量氯化氢气体,水溶液呈强酸性,并有水溶性汞溶于溶液中,具有浸出毒性和腐蚀性。由于废氯化汞触媒难于处理,一些化工厂只能将其库存起来,或送给农民用于土法炼汞,偷偷进行土地掩埋,少部分为国有企业处理回收汞。
目前国外较好的废氯化汞触媒汞回收方法是:氯化挥发焙烧法。从气相中以HgCl2形式回收汞,汞回收率可达97%~98%,废触媒含氯化汞可从处理前的4%左右降到处理后的0.05%左右,缺点是设施必须采用特殊防腐材料,投资、运行成本高。
贵州省某汞矿冶炼厂对原有土法炼汞进行异地技改,利用废汞触媒和其他含汞废料,采用电热焙烧的方法回收汞。其工艺流程主要包括:化学处理、脱水干燥、电热回收、冷凝回收、废渣及废气处理。含汞废料一般含汞3% ~5%,采用卧式电热回转蒸馏炉,处理能力为240~300t/年,回收金属汞86~114t/年,汞金属回收率95%以上,汞蒸汽排放浓度
2.4含汞废水的处理
含汞废水的危害早已被人们所认识,排入水体中的汞及其化合物,经物理、化学及生物作用形成各种形态的汞,含汞达0.01~0.02mg/L的水能使鱼类中毒,达0.03mg/L能使水生虫类中毒,而人饮用含汞50mg/L的水会中毒致死。含汞废水被认为是世界上危害最大的废水之一。目前针对含汞废水开发了很多方法进行处理。
(1)物理和化学法处理含汞废水
处理含汞废水的方法很多,但主要针对无机汞,对有机汞的处理方法目前尚处于研究阶段。含汞废水的处理及回收汞通常是同时考虑的,其传统的处理方法主要有化学沉淀法、金属还原法、活性炭吸附法、离子交换法、电解法等。
物理化学法处理含汞废水的一个共同缺点是用于处理汞质量浓度为1~100mg/L的废水时往往操作费用和原材料成本相对过高,经济上不合算。
(2)微生物法处理含汞废水
微生物法处理含汞废水主要分两类:生物吸附法和生物强化法。微生物法与传统的物理化学方法相比,它具有以下优点:运行费用低,需处理的化学或生物污泥量少,去除极低浓度重金属离子的废液效率高,操作pH值及温度范围宽,高吸附率,高选择性。并且,微生物法处理汞质量浓度为1~100mg/L的废水时特别有效,微生物法弥补了现有工艺不能将污水中汞离子质量分数降至10-9级的不足,它将以其新颖、独特的优势受到越来越多的重视。
3 结语
目前我国环境保护事业正在蓬勃发展。然而,汞污染环境保护这方面却还相对欠缺,没有一个健全的污染控制机制,长期以来从事汞污染环境保护科学研究的往往是根据多年积累的经验对汞污染进行管理和控制,但是这些方法依然存在许多弊端,汞仍然是环境的重要污染因素之一。因此加强对汞污染控制的研究工作就显得十分的迫切。
然而,无论采取何种技术,无论效率高低,但都是在含汞废弃物产生之后采取的应对措施,最关键的应是减少含汞废弃物中汞的浓度。因此必须进行生产工艺的改革,做到生产过程中不用汞或少用汞,降低汞的排放量。
参考文献:
关键词:医疗废弃物 危害 管控 处理
中图分类号:X799.5 文I标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)02(b)-0149-02
1 医疗废弃物带来的危害分析
表1是对医疗垃圾的分类及特征归纳。
2 医疗废弃物的管控现状分析
一是医疗废弃物容易与生活垃圾混淆,很多医疗机构在处理医疗废弃物时,对于传染性的医疗废弃物,在简单地进行化学和消毒处理之后,甚至没有进行任何处理就与生活垃圾混合后拉走。二是医疗废弃物在包装与运输设备方面存在诸多亟待规范的地方,在医疗废弃物处理时,仍存在不按技术标准采取分类包装和管理,加上包装袋较薄,其密封盒的密封性差,经常导致污染泄漏的情况出现。而在运输设备方面,在自动化与专业化水平上有待提升和规范。三是虽然很多医院配备了小型医疗焚烧炉,对可燃的医疗废弃物进行了分散处理,加上处理量较少,且运行成本较高,所以其利用率较低[2]。
3 处理技术
3.1 卫生填埋技术
这一处理技术是处理主要医疗废弃物的最终方法,主要是把医疗废弃物埋入地下之后,利用微生物的长期分解的作用,将其分解成无害化物质。但是医疗废弃物的填埋系统应设置相应的防渗系统,预防医疗废弃物中的病原体和有毒有害物质随着雨水进入土壤之中,避免有害物质从食物链进入人体,确保人体的健康。这就需要强化卫生填埋场,对其科学选址,尽可能地利用高密度的聚乙烯和粘土进行防渗层的铺设,并设置好收集与输出填埋气体的管道。因而在填埋处理时应十分慎重,并严格按照相关规定强化医疗废弃物的预处理之后才能填埋。
3.2 高温焚烧技术
在医疗废弃物中,包含的有机碳氢化合物最多,也就是其具有较高的可燃性和较高的热值,采用这一方式进行处理时,实际就是深度氧化的过程,由于受到高温火焰的影响,在焚烧设备内的医疗废弃物,通过对其实施烘干与引燃以及焚烧3个环节,把医疗废弃物转化为残渣与气体,从而有效地破坏医疗废弃物内的有害物质与传染源。因而在对诸多传染性的医疗废弃物的处理中得到了广泛的应用。但是必须确保其炉内的温度较高,氧气混合工况良好,且气体的停留时间足够,并在烟气排放以及残渣处理上实现对其的无害化处理。
3.3 高温蒸汽灭菌技术
这一技术在应用过程中,主要是在对医疗废弃物进行分拣与破碎的基础上,在100 kPa和121 ℃的环境下运行20 min之后,确保压力蒸汽能从物体的内部穿透,且微生物的蛋白质凝固变形而被杀死,当医疗废弃物被处理之后才能进入卫生填埋场或者采取焚烧的方式进行处理。且这一方式能用于受污染的注射器、工作服以及微生物等的消毒,而不能对病理性的垃圾进行处理,且在化学垃圾与药物垃圾等方面的处理效率较低。
3.4 热解技术分析
这一技术在医疗废弃物处理过程中,主要是利用医疗废弃物内的热稳定性较差的特点,在缺氧或无氧的条件下对其实施加热蒸馏,从而将有机物进行热裂解和冷凝之后生成多种固体、液体和气体,并从中提取相应的燃料、燃料油以及油脂的过程,这一过程中同时发生了诸多化学反应。
3.5 化学消毒技术
这一技术主要是把医疗废弃物破碎后和一定浓度的消毒剂进行混合,且确保消毒药剂的接触面积与接触的时间达标,并在有机物消毒时将微生物进行进行杀灭和将有机物进行分解。确保医疗废物和消毒药剂之间的接触面积足够,最终确保其得到有效处理。
3.6 焚烧炉在医疗废弃物处理中的综合应用
焚烧炉具有两个热解汽化炉、二次燃烧室,这两个热解汽化炉之间交替工作,分别用于燃烧和装料。一是热解汽化焚烧炉的燃烧温度在450 ℃~500 ℃之间,且二次燃烧室的温度在850 ℃~900 ℃之间。二是烟气的停留时间至少应在2 s以上。三是焚烧的残渣在热灼减率在3%之内。四是燃烧率应在99.95%以上,而烟气内的氧气浓度在8%±2%之间,二f英浓度为0.27TEQng/m3[3]。
4 结语
综上所述,目前我国在医疗废弃物处理方面还处于初级阶段,所以为了强化对其的处理,人们应紧密结合各区域的实际情况,针对性地强化对其的集中处理,针对性地采取技术措施,才能确保其得到无害化和高效的处理。
参考文献
[1] 张瑞霞,孟晖.医疗废弃物的处理[J].中国科技信息,2006 (5):327.
一、日本废弃物处理法律体系
二战后,日本经济迅速增长,城市人口增加,形成了“大量生产、大量消费、大量废弃”的经济体系,生活垃圾处理速度明显落后于经济快速增长速度,城市垃圾非法堆放造成了严重的垃圾处理难题。日本国土面积狭小,自然资源匮乏,为解决人口、资源和环境的矛盾,保持社会经济可持续发展,日本政府根据本国实际,近20年来主要推行技术改革和循环利用政策,先后建立了多层次、多方面的法律体系,对废弃物处理以及资源循环再利用制定了具体规定,并积极鼓励、引导和大力推行。
日本的废弃物处理在20世纪80年代有了飞跃性的进展,为了解决废弃物的排出量和垃圾填埋场用地不足等问题,相对应的法制法规政策也发生了改变,并逐渐形成了循环型社会的法律体系(图1)。1991年《废弃物处理法》得到进一步修改,目的在于抑制废弃物的排出量,促进垃圾分类以及资源再利用。同年颁布了《再生资源有效利用促进法》,资源再利用的概念首次出现在法律中,目的是确保可再生资源的有效利用,控制废弃物增长量及保护生态环境。法律规定经营者在商品设计、制造等阶段以保护环境为首要出发点,要做到自主回收、构建循环利用等体系。为进一步巩固推进可再生资源的循环利用,减少对环境的负荷,日本政府在1993年制定了《环境基本法》,此后以《环境基本法》为基础,制定了一整套促进建立循环型社会的法律法规,如《容器包装回收再利用法》、《家电回收再利用法》、《食品回收再利用法》、《汽车回收再利用法》等。以此法律体系为基础,政府与民间企业协力合作,资源循环利用技术的开发取得了巨大发展。
二、中央政府与地方自治体的责任制度
2000年,日本终于从“大量生产、大量消费、大量废弃”的经济体系中脱离出来,这一年也被称为“循环型社会元年”。日本国会通过了《循环型社会形成推进基本法》,确立了构建循环型社会的基本目标,规定了国家、地方公共团体、经营者及国民的责任和义务(图2)。
中央政府:负责收集整理废弃物相关的情报资料,制定实施基本、综合的法律法规及政策促进新技术的开发,对 “市町村”(指市、镇、村)及“都道府县”(指日本一级行政区,相当于中国的首都、自治区、直辖市、省)提供技术援助和财政支持,如通过提供补助金、低息贷款、免税等手段,帮助企业建立再利用生产体系。
首都、自治区、直辖市、省:需要对市镇村(特别针对市镇村的生活垃圾)提供必要的技术支援,与此同时掌握市镇村各区域产业废弃物的相关情况,为正确且有效率地处理产业废弃物制定处理计划,对排放废弃物的企业者进行监督和指导,对处理产业废弃物的企业者予以处理许可并进行监督。
市镇村:承担生活垃圾的处理责任,制定和实施废弃物处理计划;对处理生活垃圾的企业予以处理许可并进行监督。除此之外,市镇村还担负向市民普及废弃物正确处理的相关知识,培养市民抑制废弃物排出的意识,并定期组织相关活动。
企业者:企业经营者负有处理企业经营过程产生的废弃物和资源回收再利用的双重责任,或者可以委托专门的废弃物处理公司进行合理规范的理,尽量做到开发生产方便回收处理的产品和容器,提供科学合理的废弃物处理研究信息。
市民:普通市民有分类垃圾、按规定排放,尽量长期使用购买产品或使用再生制品以及协助政府、地方公共团体完成垃圾分类等责任,并对政府和企业行为进行监督的义务。
日本生活垃圾的回收由市镇村(地方各级政府)负责统筹管理,所需费用多数来自税收,产业废弃物多数是由各企业的生产运营活动而产生,因此需要企业者负担处理责任,政府则通过补助金等手段帮助企业建立资源回收再利用体系,因此无论政府负责还是企业自行回收都确保了废弃物的及时收集和处理,保护了生态环境,提高了资源再利用率。此外,政府还会向市镇村提供国家财政支援即“循环型社会形成推进补助金”(表1),一般用于废弃物处理设施的配备及维护。具体费用的数额一般是由市镇村的地域性和实际情况来决定,设置该补助金的目的是为了更好地设置处理设施,保障废弃物能够安全及时地进行处理及再利用,从而达到构筑循环型社会的目的。“循环型社会形成推进补助金”的对象设施是:
第一,废弃物回收再利用设施(不可燃垃圾、塑料等资源化设施、废纸玻璃瓶等资源保管设施等);第二,能源回收推进设施(垃圾发电设施、热回收设施、沼气回收设施等);第三,有机废弃物循环利用推进设施(粪便、生活垃圾等资源化设施);第四,净化槽;第五,卫生填埋场;第六,对已经建设的废弃物处理设施的核心设备进行改良的企业;第七,延长废弃物处理设施使用年限的策划制定支援企业。
日本在解决废弃物处理的问题上首先以《环境基本法》为基础,根据相应的问题专项立法层层深入递进,完善了废弃物相关的法律体系,建立了严密的环境保障制度,明确了从国家政府到地方、企业及个人的相应承担责任,促进了废弃物的分类、回收、处理和资源再利用,因此日本能够建立与循环型社会相适应的废弃物处理制度体系。
三、生活垃圾处理计划的制定
由于地方自治体承担生活垃圾的处理责任,因此各自治体会根据自己地方的实际情况作出处理计划(图3)。简单来说是对未来10年到15年的垃圾排放量进行预测,之后对应该预测的结果将城市规划和废弃物处理设施进行整合,当然也存在由于社会形势发生变化而缩短预测年限到5年的情况。
生活垃圾处理计划一般包含以下内容:第一,垃圾排放量、处理量的预测;第二,生活垃圾排放的方案对策;第三,分类回收的种类、区分;第四,确保正确的垃圾处理;第五,处理设施的配备、建设及维护;第六,其他所需项目。此外,制定废弃物处理计划的依据由以下几点构成:第一,现状的把握;第二,问题点和课题的整理(当前阶段的处理设施规模是否有不足的问题,以及处理设施老化的问题);第三,对策方案或代替方案的研究探讨(扩大规模、转运站的效率、广域化处理、设施的废止、新建设施等);第四,确定基本方针;第五,实施计划;第六,以科学的依据为基础(包含当地人口预测及未来几年垃圾排放量的预测)。
四、废弃物处理设施现状
《废弃物处理法》规定了废弃物处理分为三个过程,即收集搬运、中间处理、最终处置。排出的垃圾经过收集和搬运,可燃性垃圾在焚烧厂焚烧处理,不可燃垃圾在不可燃垃圾处理中心和粗大垃圾破碎处理厂进行破碎压缩,并将可回收再利用的物质进行资源回收,最后实施填埋处理。以下就日本的“ごみ中@所”(垃圾转运站)、“清吖觥保垃圾焚烧厂)、“最KI分觥保ㄎ郎填埋场)等废弃物处理设施的现状做一简要介绍。
(一)垃圾转运站现状
政府规定垃圾转运站的位置需要设置在垃圾收集车搬运效率最高、收集成本最低的地区。一辆4吨的垃圾收集车的效率是一天之内往返2-3回(运输到焚烧厂等中间处理设施),直接运输送达的最大搬运距离是20千米,所以转运站要设置在距离垃圾收集区域中心20千米以内的地区。日本大部分城市的街道比较狭窄,因此转运站的垃圾收集车多采用中小型车辆。但是由于垃圾的广域化处理使得垃圾运输距离增长,中小型垃圾收集车运输效率较低,车辆数目不断增加,影响了城市交通的正常运行。为解决交通问题,提高垃圾收集运输效率,降低垃圾收集、运输成本,垃圾转运站制定了车辆分离作业制度,即将车辆分为“收集作业车”和“运输作业车”(图4)。由于采取分离作业方式,转运站可以将垃圾汇总后再运输到目的地,如此既节约了运输车辆,接收垃圾的处理设施解决了运输车辆密度过高的问题,又减轻了城市交通的负担,维护了城市环境。
转运站的处理方式主要分为两种,一种是将垃圾压缩后装入集装箱再运输到垃圾处理设施。这种方式完全自动化,运输效率高,干净卫生,是目前转运站的主流处理方式。另一种方式适用于规模较小的转运站。小型垃圾收集车卸下的垃圾装入专门存放垃圾、类似于滚筒的机器中,滚筒内部填满之后通过旋转的方式自动向排出口移动垃圾,最终排放到大型垃圾运输车内,然后再运输到垃圾处理设施。这一方式只适用于处理量为每天30吨以下的垃圾转运站。除此之外,伴随着目前垃圾广域化的处理,废旧的垃圾焚烧设施可能会逐渐增多,因此改造废弃老旧的垃圾焚烧厂,将其建设成为转运站进行二次利用成为重要的课题。
境港市垃圾转运站案例分析
境港市从2016年委托米子市处理可燃性垃圾。该案例主要以预测未来垃圾排出量为前提,确定转运站需要处理的垃圾量以及相应的处理设备[3]。该转运站转运的垃圾主要是市民排放出的可燃性垃圾,通过对境港市未来10年垃圾排放量的预测,综合分析确定境港市每年需处理680吨垃圾,每天大概需要处理垃圾量为3吨左右(具体计算公式如下:680t/年(年间垃圾量)÷260天(搬运日数)×1.2(动系数)=3.14t/天)。转运站的运营管理费用(表2)一年大约2140万日元,1吨垃圾的处理费用大约31500日元/吨。运输车辆费用(表3)一年大约1131.2万日元。转运站设施以15年为限,经计算可预测出一年的经营费5268.1万日元,约合人民币320万左右(表4)。
(二)垃圾焚烧设施现状
截止到2015年末,日本垃圾焚烧处理设施(表5和图5-6)总数量达到1141座(2014年总数量为1162座,焚烧设施总数下降了1.8%),新建设施为65座,处理能力合计达到181891吨/天。其中设施规模为未满30吨/天的为224座,30-50吨/天的为126座,50-100吨/天的为202座,100-300吨/天的为401座,300-600吨/天的为132座,超过600吨/天的为56座(图7)[4]。
(三)卫生填埋场现状
2015年,日本生活垃圾卫生填埋场有1677座,新建设的有30座,卫生填埋场的残余容量还有10404.4万立方米,残余年限为20.4年(表6图8),其中大都市圈卫生填埋场的情况以首都圈(茨城县、心鞠亍⑷郝硐亍斡裣亍⑶б断亍⒍京都、神奈川县、山梨县)为例,截止到2015年为22.3年(2014年为21.8年),近畿圈(三重县、滋贺县、京都县、大阪府、兵库县、奈良县、和歌山县)为18.9年(2014年为19年)。截止到2015年还没有建设卫生填埋场的“市镇村”有302个,占全部市镇村总数(1741个)的17.3%[4]。
五、废弃物区域化处理
日本的生活垃圾都是由市村的地方自治体负责处理,因为近年来人口稀少的地方自治体垃圾处理设施运转困难,所以垃圾焚烧不完全等问题频繁发生。为了确保各地区的垃圾得到安全迅速地处理,政府对垃圾产生量较多的地区实行了废弃物“区域化处理”,即废弃物处理出现问题的地区,将本地区的垃圾运送到其他地方自治体进行正规处理。
据统计,2015年有273千吨(占全部最终填埋处理量的6.5%)的生活垃圾被运送到了都道府县以外的处理设施进行了最终填埋处理。其中千叶县、斡裣亍⑸嚼嫦亍⑸衲未ㄏ亍心鞠亍⒊ひ跋丶靶县达到206千吨,占全总数量的75%(表7)。此外,关东地区14%的废弃物、中部地区14.4%的废弃物也都被运送到了都道府县以外的地区进行处理。这些地区由于填埋场容量紧缺,所以近年来生活垃圾都会转移到外部地区进行处理。
区域规划内容一般包括以下几点:第一,规划期限:原则上为10年;第二,区域划分:对地理条件、社会条件进行调研,要求设置焚烧能力为300吨/天以上,最低100吨/天的全连续式焚烧设施;第三,划分的各区域制定设施建设计划;第四,二f英等物质的排出现状以及对未来的预测;第五,区域化处理完成之前及现有设施的重建时期,此过渡期间的垃圾处理方案;第六,要保障利用RDF进行发电的地区并记载其使用量;第七,其他:对垃圾、RDF的运输方法,原料的循环利用(现状到将来的预测),垃圾发电量(现状到将来的预测),各区域的垃圾分类方法等进行统计;第八,区域化跟进调查方案:为了使区域化规划落实推进,首都、自治区、直辖市、各省每年都要掌握各垃圾处理设施的二f英浓度,各区域的设施建设整备状况,以及做好过渡期出现的各种问题的对应对策,彻底地对区域化处理进行管理[5]。
区域规划策划制定的方法如下:
第一,向市镇村做民意调查:为了更好地把握该区域市民的意向及需要,要定期举办听证会,以及向市民做问卷调查;第二,设立举办“垃圾处理区域化研讨会”;第三,设置举办“市镇村区域会议”。
日本的“区域化处理”是针对日本废弃物排出量逐年减少而引起的个别地区废弃物处理困难等情况而实施的。中国现处于废弃物排出量逐年增加的现状,因此目前这类“区域化处理”尚不能给中国的城市垃圾处理以借鉴。但是随着中国废弃物处理制度和技术的日益完善,可能在日本废弃物处理过程中产生的问题也会在中国出现,因此了解“区域化处理”不仅能全面把握、分析日本废弃物的处理制度,也可以给未来完善中国的废弃物处理制度以参考。
参考文献
[1]环境省,循环型社会形成推进补助金结算
[2]新明和工业株式会社,针对垃圾处理广域化而制定的垃圾中继设施(压缩、储存)介绍
[3]可燃垃圾中继设备的必要性的研讨资料(资料2)