农村固体废物资源化处理_固体废物处理及资源化
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农村固体废物资源化处理
1.1 农村固体废物分类
［1］1.1.1农村生活垃圾。随着我国农民生活水平的提高，农村垃圾日益增多，并且由于工业产品的增多，其成分和含量也在趋向城市化。据调查，农村平均每天每人生活垃圾量为0.86 kg，全国一年的生活垃圾量接近3 亿t。但由于农村基础设施的落后和管理上的缺乏
等原因，全国农村一年的生活垃圾量中，约1.2 亿t 的垃圾被随意堆放。
1.1.2农业废物。农业废物最主要有农用薄膜、农作物秸秆等。近20 年来，我国农
［3］用薄膜使用量和覆盖面积已居世界首位，2003 年的用量超过23 万t，并且绝大多数得不
到回收。根据1999 年的统计数据计算，我国农作物秸秆产出量为7 亿t。目前农作物秸秆普遍采取燃烧处理的方式，较污染环境，中国常年燃烧的秸秆量约为5×107～7×107 t，占秸秆产生总量的10 %～15 %［4］［2］。当今世界各国都普遍重视农作物秸秆的综合利用，利用途径主要集中在能源、饲料和肥料等方面。与发达国家相比，我国虽然在这些领域进行了秸秆的开发利用，但综合利用水平还比较低，政策不完善，技术水平比较落后，研究与推广脱节，致使大量宝贵的秸秆资源废弃或流失，已经利用的也只是粗放的低水平利用［5］。
1.2.3畜牧养殖废物。随着生活水平的提高，人们对肉蛋奶的需求量增大，这就导致畜禽养殖规模的扩大和畜禽粪便的污染问题。全国畜禽粪便的COD 总量达7 118 万t，远远超过工业废水和生活废水COD 排放量之总和，但是畜禽粪便的无害化处理不足5 %［6］。中国每年畜禽粪便产生量约为17.3×108 t，受经济利益和技术普及等因素的影响，许多养殖场并未对畜禽废物进行合理处理而直接外排，造成资源浪费和环境污染。农村中的畜禽散养产生的粪便更是得不到适当的处理［7］。
1.2.4乡镇企业产生的固体废弃物。乡镇企业已成为国民经济的重要支柱，对农村经济的发展起着重要的作用，乡镇企业在促进农民增收、农业现代化等方面起着重要的作用，是城乡之间的桥梁，是统筹城乡发展的重要“抓手”。但是，由于乡镇企业的发展具有布局分散、规模小和经营粗放等特征，再加上它们大部分都属于污染比较严重的企业，这些企业在生产过程中产生了大量的固体废物，而且当地政府由于受绩效考评等因素的影响，往往只重视经济增长而忽略了环境保护，进而造成很多乡镇企业排放的固体废弃物得不到治理和回收。
1.2 农村固体废物污染特征
1.2.1 面积广、数量大。我国农村面积广, 农村人口多, 占据了全国大部分的国土面积和大部分的人口比例。农村的面积占中国面积的90% 以上, 农村的人口占中国人口的70% 以上, 以农村人口每天1kg 的排放量为标准, 农村固体废弃物污染每天总量为9 亿kg , 并分布近800 万km2 的国土面积之上, 治理难度高。
1.2.2 成分多、治理难。随着农村生活条件的改善, 诸多农业化肥废弃物和工业垃圾充斥农村, 使得农村生活垃圾成分由传统的生活有机剩余物转变成无机物和有机物混杂, 化学成分不断增多。再加上农村人口分布较为分散, 固体废弃物到处存在, 给治理增添了一定的难度。
1.3 农村固体废物特征
从农村固体废弃物的来源与成分分析来看, 可以将其归于以下几个特征: 数量大、成分多、面积广、治理难。农村人口多, 占全国的70%左右, 产生的固体废弃物量就大。近年来, 一些难以自生自灭的废弃物, 如包装废弃物、一次性用品废弃物等在农村大量地出现, 如婴幼儿使用的一次性尿不湿、妇女卫生用品、废旧衣服鞋帽等, 尤其是塑料制品、玻璃、陶器、废旧电器、电池、磁带、光盘、玩具等在农村固体废弃物中的比例逐年增加。另外, 随着农民生活条件的改善, 液化气的普及利用和化肥的滥用, 许多有机垃圾如秸秆和稻草等未被利用或还田, 而是作为废弃物被随意丢弃, 使农村生活垃圾数量和成分上发生很大变化。由于农民居住比较分散, 不像城市那样集中, 哪里有人或者住所, 哪里就有固体废弃物的存在, 其分布面积广, 给集中治理带来了难度[8]。
1.4农村固体废物收集运输
1.4.1农村固体废物的收集
农村固体废弃物的收集是将农民家中的垃圾、人畜粪便收集至垃圾箱中的过程。固体废弃物宜进行分类收集, 分类是实现垃圾减量化、资源化、无害化的前提, 分类越细, 越是有利于回收利用和处理。但是, 分类过细, 又会造成劳动强度大、操作成本高。因此, 应综合考虑当地农村固体废弃物组成、农民生活习惯、处理设施及处理方式等情况, 然后确定分类标准。厨余垃圾在收集之前, 尽可能将大部分用作禽畜饲料, 直接实现减量化和资源化;对于未养殖禽畜家庭产生的此类垃圾、以及垃圾中难以用作禽畜饲料的部分, 宜收集后进行集中处理。废弃物品中有一部分可进行回收资源化处理, 考虑到农村经济条件, 废弃物品中可回收成分有限, 对于其中难以回收的部分应收集后集中处理。对于有害垃圾, 应设专门的收运系统, 将其收集至指定地点统一处理。
1.4.2农村固体废物的运输
农村固体废弃物的转运是将农民家庭附近固体废弃物收集箱中的固体废弃物运输至处理地点的过程。由于双城市农村家庭大多高度分散, 且固体废弃物产量相对较少, 若直接用车辆从固体废弃物箱中运走固体废弃物, 运输频率高则成本高, 运输频率低则固体废弃物易于腐烂卫生条件差。因此, 宜采用“村屯固体废弃物收集间、乡镇固体废弃物转运站”的转运模式。固体废弃物收集间的设置。双城市村屯之间的距离一般较远, 宜在各个村屯或相近村屯设置固体废弃物收集间。收集间底部采用防渗处理、防止渗滤液下渗。固体废弃物经收集间集中后,再由车辆将固体废弃物运至乡镇固体废弃物转运站。
固体废弃物转运站的设置。双城市农村人口分散、固体废弃物产量一般较小, 固体废弃物转运站宜建在合理的位置, 以服务周围多个乡镇, 同时还需满足以下条件: 符合当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡的要求;交通方便、运输距离合理, 满足供水供电等要求;人口密度、土地利用价值及征地费用均较低;位于居民集中点季风主导风向的下风向。乡镇固体废弃物转运站一般规模较小, 宜采用小型卧式压缩式固体废弃物中转站, 可以降低固体废弃物的处理成本,延长车辆的使用年限。[9]
1.5 农村生活垃圾资源化处理
随着我国农村经济的快速发展，农民的生活水平逐日提高，但是农村生活垃圾的数量也与日俱增，生活垃圾的成分也越来越复杂，治理难度也不断增加。
对农村生活垃圾进行资源化处理，是解决农村当前生活垃圾的最有效手段。由于农村大部分生活垃圾中，有机物含量高，综合多种垃圾资源化处理方式，可以对其采用生化处理。生活垃圾生化处理就是通过生物处理的手段，将生活垃圾变为有用资源，彻底解决生活垃圾污染环境的问题。采用生化处理，特点是反应迅速、彻底、无毒、无害、无污染，符合生态居住区生活垃圾处理的要求。
1.6农村畜禽粪便资源化处理
畜禽粪便中含有丰富的有机质，经处理和加工后可转化为肥料、饲料和燃料等资源，不仅可解决畜禽养殖场环境污染问题，而且具有显著的经济、社会和生态效益，对促进畜牧业
可持续发展，实现农业生产的良性循环具有重要意义。
1.6.1 肥料化技术
1.6.1.1 堆肥法 堆肥技术是利用好氧微生物把有机物降解、转换成腐殖质的生化处理过程
1.6.1.2生物处理法 生物处理法是通过在畜禽粪便中接种微生物菌剂，(如EM 菌剂)，利用生化工艺和微生物技术，使有益微生物迅速繁殖并快速分解粪便和拌料中有机质，在短时间内使堆料温度升至60~70℃，进而抑制或杀死病菌、虫卵等有害生物的一种方法.1.6.2饲料化技术
1.6.2.1干燥处理法 干燥处理是利用太阳能、热能等对畜禽粪便进行加工处理的方法。
1.6.2.2发酵处理法畜禽粪便发酵方法较多，常用的有自然发酵和堆积发酵。
1.6.2.3生物分解法 蝇蛆和蚯蚓均是营养价值很高的动物性蛋白饲料。
1.6.3能源化技术
1.6.3.1制作沼气 畜禽粪便中含有大量的能量，可通过厌氧发酵产生沼气。
1.6.3.2焚烧产热 从燃烧特性看，畜禽粪便中碳、氢含量丰富，具有很好的燃烧特性，其作为能源的价值非常可观。
1.7 农作物秸秆资源化处理
秸秆是农业生产过程中的副产品,也是一项重要的生物质资源。并且每年的产量之大，使得其资源化处理势在必行。
1.7.1秸秆肥料化技术
秸秆中含有碳、氮、磷、钾以及各种微量元素。秸秆作为肥料还田后可使作物吸收的大部分营养元素归还给土壤,增加土壤有机质(每年0.01 %),对维持土壤养分平衡起着积极作用,同时还可改善土壤团粒结构和理化性状,增加作物产量,节约化肥用量,促进农业可持续发展。
1.7.2秸秆饲料化技术
秸秆富含纤维素、木质素、半纤维素等非淀粉类大分子物质。作为粗饲料营养价值极低, 无法被动物高效地吸收利用
1.7.3秸秆沼气发酵及沼肥技术
作物秸秆是一种富含有机质(80 %～90 %)的生物质能源。沼气发酵工程可以将有机质在厌氧微生物的作用下产生一种可替代化石能源的清洁能源———沼气,而且生产的沼渣沼液可制成生态肥料产品,促进无公害生态农业的可持续发展,产生良好的经济和社会效益。
1.7.4秸秆炭气油联产技术
以空气为氧化剂的生物质气化技术只能生产出单一的可燃气,由于其经济效益差,因此在广大农村推广应用存在着一定的局限性。
1.7.5秸秆成型燃料技术
秸秆的体积大、燃烧值低、能量密度小,将秸秆压缩成型以提高密度和燃烧值。
1.7.6秸秆发电技术
秸秆是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,作为一种可再生清洁能源,许多国家都很重视秸秆发电并制定了相应的计划,如日本的“阳光计划”、美国的“能源农场”、印度的“绿色能源工厂”等,他们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源的战略重点和具备发展潜力的战略性产业。
1.7.7秸秆热裂解技术
生物质热裂解是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下,最终生成液体产物、木炭和可燃气体的过程。
1.7.8秸秆纤维素燃料乙醇技术
以粮食为原料的燃料乙醇存在的问题一是资源量有限,二是涉及粮食安全问题,故从长远考虑,发展秸秆纤维素燃料乙醇势在必行。秸秆材料利用技术农作物秸秆本身为天然材料,生产的产品对人无毒无害,对环境没有破坏作用.1.8农村建筑废物的处理
废弃建筑物拆除所产生的垃圾组成：不同结构类型建筑物所产生的建筑垃圾各种成分的含量会有所不同，其基本组成一致，主要由渣土、灰尘、砖块、混凝土、沥青、玻璃、竹木、塑料、金属、有机杂质以及其它杂物等组成。
建筑垃圾中，很大的一部分是属于可回收利用的。如金属、玻璃、竹木、塑料等。施工时，应该注意将建筑垃圾分为可回收利用与不可回收利用的两类，在建筑完成时，通过与回收单位联系，统一将可回收类运往回收单位处理，不可回收部分统一运往垃圾填埋场处理。具体流程图如下图
:
1.9蚯蚓在农村固体废物处理中的应用
蚯蚓是人们熟悉的一类动物, 在陆地生态系统中具有重要的功能。能有效地补充资源 短缺和维持生态平衡。在处理有机固体废物时，可以采用蚯蚓堆肥。
蚯蚓堆肥是在有机堆肥中放养蛆划, 在微生物和蚯蚓的共同作用下, 有机物质变为富含蚯蚓活动产生的腐殖质。它不包括嗜热阶段, 因超过35℃蚯蚓会死亡。在此过程中蚯蚓集翻堆、破碎和通气三种作用于一身。蚯蚓的活动使病原菌数量大为减少。进行蚯蚓堆肥时当有机物积较大时需将有机物粉碎以利于蚯蚓吞食。堆肥高度不要求高, 因此可省去普通堆肥为维持堆肥高度所用的机械设备阳气
作为好氧过程, 堆肥可使有机氮矿化, 蚯蚓堆肥中蚯蚓的存在可加速氮的矿化。堆肥腐熟段的腐殖化过程, 在蚯蚓堆肥阶段要快得多。蚯蚓堆肥中重金属的含量不会降低, 但生物可利用的重金属含量下降。较长时间堆肥可使有机物的密度大为降低。
1.10农村固体废物资源化处理案
太湖污染源概述:
太湖污染是由多种因素造成的，主要包括农业面源污染、工业污水排放、生活污水排放、生活生产废物排放以及湖内围网养殖等方面[8-10].1.10.1.1化肥的大量流失作物种植面积在太湖周围占很大比例，因农药化肥的使用效率较低，每年所使用的农药和化肥中约70%未被分解直接排入水体。调查显示，农业面源总氮排放量占该地区总氮排放量的36.1%，其中化肥流失占农业污染源的58.5%。
1.10.1.2生活污水的任意排放由于农村地区污水管道不尽完善，存在污水不经处理任意排放的情况。生活污水中的氮、磷是造成水体富营养化的主要原因。
1.10.1.3废弃物的不合理处置农村地区生活垃圾暂未实现集中处置，随意堆放现象普遍。一遇降水，污染物随着雨水进入水体造成污染。此外，随着集约化畜禽养殖业的快速发展，其对太湖污染的贡献程度也在逐步上升。
1.10.1.4围网养殖大规模的围网养殖导致了太湖水体的交换速度放慢，水体自净能力降低，湖泊淤积严重。这些面源污染具有分散、隐蔽、不易检测、难以量化、面广量大等特点，而且由于该地区雨水充沛、河网密布，面源污染物极易聚集，造成严重水体污染。
1.10.2调查结果与讨论
1.10.2.1运行垃圾回收系统前的调查与分析由于农村没有垃圾集中处理设施，垃圾堆积现象比较常见，因此造成了对太湖水体严重的污染。
1.10.2.2垃圾的种类通过对示范村的调查发现，生活垃圾具有一般性和多样性的特征。由于宜兴地区制陶业比较普遍，因此，示范村生活垃圾中还存在制陶废弃物。
1.10.2.3垃圾的分类收集农村生活垃圾种类众多，要实现垃圾资源化，必须首先进行分类收集处理。但通过调查发现，村民的垃圾分类收集意识并不强烈，仅有极少数人对垃圾分类收集有所了解。
1.10.2.4农村垃圾的集中处理此次调查的示范村还没有垃圾收集系统。该村48%的居民将垃圾倒在自家屋子周围，43%的居民将垃圾倒在附近的河道中，9%的居民则是随便倒在路边。可喜的是，多数村民已在一定程度上认识到随意倒垃圾的危害，83%的村民支持垃圾回收处理，但也有5%的居民考虑到费用问题，持反对意见。考虑到村民日常生活作息时间较一致，因此，实施垃圾回收系统在操作上也是可行的［10-11］。
1.10.3垃圾回收系统运行后的调查结果与分析垃圾回收系统运行一年后，通过对该示范村的再次调查可知，垃圾产生、投放以及村民的思想意识已经发生了转变。村民对环境污染的危害、垃圾资源化和垃圾分类收集等有了深度的理解，对于垃圾回收系统给予了肯定。
1.10.3.1环境及村民对环境污染认识的转变垃圾回收处理系统实施后，生活垃圾随意堆放现象已有明显改善，垃圾山已不存在。村民生活习惯也有所改变。
1.10.3.2对垃圾分类收集、堆肥认识的转变由于示范村内的村民文化程度普遍不高，对垃圾分类收集和垃圾堆肥并不太了解，通过大力宣传，村民们的意识有所提高。
1.10.3.3垃圾回收系统运行的成果垃圾回收系统运行一年以来，示范村的生活环境取得了明显的改善，垃圾回收系统得到了村民的一致好评，有19%的村民认为垃圾回收系统改变了他们的生活环境，75%的村民认为垃圾回收系统的效果明显。
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