通过学习让人们认识到垃圾是放错了地方的资源。认识垃圾的分类,如何让垃圾再生利用,垃圾处理的常用方法有哪些,如何处理垃圾才符合可持续发展的要求。
【重点、难点】 重点:垃圾的分类;废旧塑料的再生利用途径;垃圾的无害化处理方法。 难点:废旧塑料的循环再生。
【知识讲解】 随着工农业生产的发展,人们生活水平的提高,垃圾的产生量越来越多,看着遍地垃圾,人们一筹莫展,怎样妥善处理这些垃圾呢?要解决该问题,首先要了解垃圾的分类。
一、垃圾的分类 国外各城市对生活垃圾分类,一般是根据垃圾的成分、构成、产生量,结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行的。例如,德国一般分为纸、玻璃、金属、塑料等;澳大利亚一般可分为可堆肥垃圾,可回收垃圾、不可回收垃圾;日本一般分为可燃垃圾、不可燃垃圾。我国国家标准《城市生活垃圾分类标志》中有六个粗分的一级类别和八个细分的二级类别;各地也可以根据实际情况选择使用。六个粗分的一级类别有可回收物、有害垃圾、大件垃圾、可堆肥垃圾、可燃垃圾、其他垃圾(指可回收物和有害垃圾之外的垃圾,如灰土、砖瓦和陶器等)。8个细分的二级类别有:织物;瓶罐(包括塑料的、金属的、玻璃的但不包括陶瓷的);厨房垃圾(指剩饭菜、瓜果壳等生物性垃圾,适于生化处理或堆肥);电池(包括柱形和扣形电池,因含有有害物质必须单独收集和处理);纸类(包括报纸、包装纸、纸板纸,但不包括卫生纸);塑料;金属;玻璃。
二、垃圾资源的再生和利用 世界上没有真正的垃圾,只有放错了地方的资源。将垃圾分类回收再利用,既节约自然资源,又防止污染,符合可持续发展的要求,正成为垃圾处理的发展方向。 据统计:每回收1t废纸,可生产新纸0.85吨,节约木材4m3。 每回收1吨废钢铁,可炼0.9吨钢,节约铁矿石20吨,还可减少空气污染、水污染和固化废物。 每回收1吨废玻璃,可节约煤1吨,电400kw·h,节水50%。 每回收1吨废塑料,可获0.7吨塑料原料,可制造含有汽油、柴油等成分的燃料油0.8吨。 垃圾的再生利用主要包括以下几个方面:直接回收利用,如重新使用啤酒瓶等玻璃容器;循环利用,如利用废纸为原料造纸,利用废塑料为原料制造塑料制品或其它产品等;综合利用,如利用垃圾中的有机物进行垃圾堆肥,利用垃圾中的可燃物质燃烧产生热能实现供热、供电等。下面重点讲废旧塑料制品的再生和利用。 废塑料、废橡胶等废合成材料的利用主要有以下三个方面: 1、直接用做材料 把各种废塑料按化学成分进行分类。为了分类方便,对各种塑料产品标注化学成分。对于热固性塑料(这种塑料一旦加工成型,就不会受热熔化)经粉碎,可用做复合材料的填料。 对于热塑性塑料,例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等加入适当添加剂加热软化重新制成塑料桶、塑料鞋底、管材及塑料包装袋等,还可用于生产塑木复合材料。 塑木复合材料是用木纤维(如废木屑、刨花、锯末等)或植物纤维(如稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗渣等)填充、增强的改性热塑性材料,兼有木材和塑料的性能,替代木材或塑料。 塑木复合材料的使用可合理地利用地球上的有限资源,减少木材用量,保持森林,保护环境。回收再利用旧木材和塑料,是变废为宝,使有限资源得到综合利用的有效途径。 2、循环再生 塑料、合成橡胶、合成纤维等合成高分子材料都是用小分子物质经过聚合反应制成的。在一定条件下,这些高分子材料又能解聚成小分子物质,这样就能使这些材料得到循环利用。 例如,有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可热解成甲基丙烯酸甲酯,得到的甲基丙烯酸甲酯又可用于制造新的有机玻璃等;又如聚苯乙烯包装材料和一次性饭盒用BaO处理,在高温下能分解成单体苯乙烯,得到的苯乙烯又可用于制造新的聚苯乙烯塑料等。 3、制成燃油和燃气 不能或难以分解的塑料,在催化剂存在的条件下,经破碎、加热可裂解制得柴油、煤油、汽油及可燃性气体。也可将废旧塑料热解制取氢气和分子中含1~4个碳原子的烃,所得气体可用做气体燃料。用塑料催化裂解得到的汽油、柴油与用原油生产的汽油、柴油相比,其物理性质、化学性质、产品质量基本相同,且不含铅等有害物质。从而节省了有限的自然资源——石油。 塑料燃烧能放出大量热,聚乙烯和聚苯乙烯的热值高达46000kJ/kg ,超过燃料油的平均热值44000kJ/kg。日本积极推广用废塑料制垃圾固形燃料,用来代替焦炭和煤使用,为冶金企业节能增效提供了一种新手段。美国最早利用垃圾固形燃烧发电,并已有这种发电站38处,占垃圾发电的21.6%。 科学家展望,21世纪的高分子化学,除了要研究和生产出新的功能高分子和生物医用高分子外,还要制造出对环境友好的高分子,包括在环境中可降解的塑料。例如,以乙烯和CO为原料制成聚乙烯光解塑料;以纤维素和淀粉为原料制成微生物降解塑料等,可以确信,人类既然能够创造出性能各异的塑料,也一定能解决废弃塑料所带来的环境问题。 垃圾的资源化是随着科技的进步而发展的。对没有回收利用价值的垃圾或一时不能进行回收的垃圾,应进行无害化处理。
三、垃圾的无害化处理 1、什么叫垃圾的无害化处理:用化学或物理的方法把可能对人类构成危害的物质进行卫生处理,从而达到对人类无害的目的,即是无害化处理。 2、垃圾无害化处理的常用方法有:卫生填埋、焚烧、堆肥等。 (1)卫生填埋:卫生填埋是目前世界上处理垃圾最大的方法之一,也是垃圾处理的最终手段。因为对垃圾不管采取哪种处理方法,最终都将或多或少地产生不可回收和处理的物质,这些物质只能通过填埋的方法进行处理。我国卫生填埋场填埋垃圾是按照国家标准进行工程化的、规模化的、具有环境保护措施的垃圾处理方式,费用低、方法简单。 但是,垃圾填埋不仅会浪费大量的土地资源(填埋1 吨垃圾占地约为3m3),而且填埋场的渗出液容易污染其周围的土壤和水体。研究显示,垃圾场周围地表水中Cr、Cd、Cu、Pb、Hg等元素的含量明显升高。即使是设计严格的卫生填埋场,如果维护不当,也会出现污染土壤、地下水和大气的情况,严重的还会危害人体健康。因此现代化的填埋场都设有各种衬层、导流管、导气管等设施,并在填埋封场后,表层实行绿化,从而达到卫生填埋。 (2)焚烧:焚烧是利用高温将垃圾中的有机物彻底氧化分解而最大程度地减少垃圾的最终处置数量的方法。焚烧垃圾时,垃圾中的细菌、病毒被彻底消灭,恶臭气体被高温分解,可以快速地使垃圾达到无害化。医疗垃圾中含有多种致病微生物,属高危险性、高污染性废物。如果处理不当,除极易造成传染病的急性流行外,还将对环境造成二次污染。长期以来,人们对医疗垃圾主要采取焚烧法进行处理。抗击非典时期,北京市处理医疗垃圾采用的焚烧炉内温度高达800~1100℃,能将病毒全部杀死,而且二 恶 英等有害物质的排放量达到国家标准。二恶英是焚烧垃圾过程中产生的有害物质,它能溶于人体脂肪内并长期积累,即使微量,长期摄入也会引起癌症。现在国家环保局制定《生活垃圾焚烧污染抽空标准》,对焚烧炉产生的烟气中污染物的排放限值作了严格的规定,如规定1m3烟气中二恶英的含量不得超过10-3g。 (3)堆肥:堆肥处理必须以垃圾分类为前提,因为从垃圾处理和利用角度看,未经分类的垃圾成分相当复杂,许多有害物质就会随着堆肥产品进入土壤,造成二次污染。所以在堆肥之前,必须对垃圾进行分类、筛选。对于纸类、塑料、橡胶、玻璃、金属等可回收物,进行再生利用,对于灰土、砖瓦、陶瓷进行填埋,对于电池应单独处理,对于生活垃圾和厨余垃圾可进行堆肥处理。堆肥是将生活垃圾堆成堆,保温至70℃储存、发酵,借助微生物将垃圾中的有机成分进行分解的生化过程。经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路,又可达到垃圾资源化的目的。但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用堆肥易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模不易太大。 生活垃圾在堆肥过程中,会发生缓慢氧化而产生大量的热,同时会释放出大量的气体,如:甲烷、CO2及少量的氮、氧,把这些气体收集起来进行发电,就是垃圾发电。我国已建成垃圾填埋气体发电厂,由填埋气体收集系统,气体处理系统,气体发电系统几个部分组成。 (4)废旧电池垃圾的特殊处理:对人体健康和生态环境危害较大的废电池是含汞电池(主要是HgO电池)、含铅电池(主要是铅酸蓄电池)、含镉电离(主要是镉镍电池)。混入生活垃圾的废旧电池会对环境造成污染。填埋时,废旧电池中的重金属会通过渗滤作用污染水和土壤。有关资料显示,一粒锌汞纽扣电池可使600t水(相当于一个人一生的饮水量)受到污染。焚烧时,废旧电池在高温下腐蚀设备,某些重金属在焚烧炉中挥发,通过飞灰造成大气污染。 事实上,废旧电池中有大量可再生利用的重金属物质。例如,铅酸电池的回收利用就是以废铅的再生利用为主。所以我们不应该将废旧电池随意扔掉,而应该积极进行废旧电池的单独回收。 垃圾处理不仅费时费力费钱,还产生一定的污染。面对这一情况,我们可以做点什么呢?
四、从自我做起,减少垃圾的产生量 做到以下几点: ①抑制——不要买难以回收或易造成浪费的产品; ②减少——减少使用不必要的塑料制品; ③重复使用——使用可重复使用的物品,不用一次性物品; ④修复——修复损坏的物品,而不换新的; ⑤回收——将废旧塑料、废纸等送到回收站,重新制成新产品; ⑥响应——购买用回收材料制成的产品。 做到以上几点的同时,还应树立起“垃圾也是资源,而且是宝贵的再生资源”的新概念。做到垃圾减量,垃圾再生,建设人与环境协调的循环型社会。
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