湖 南 农 业 大 学
高等教育自学考试本科生毕业论文
城市生活垃圾的处理技术
学生姓名： 考籍号： 年级专业： 指导老师： 学 院：
XX·XXX
提交日期：XXXX年XX月
湖南农业大学成人高等教育本科生毕业论文
诚 信 声 明
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业论文（设计）作者签名：
年 月 日
目 录
摘要：............................................................................................................................4 关键词：........................................................................................................................4 1前言.............................................................................................................................4 2中国城市生活垃圾基本概况.....................................................................................5 3垃圾的定义、危害及其分类.....................................................................................5
3.1 垃圾的定义 ....................................................................................................6 3.2 垃圾的危害 ....................................................................................................6 3.3 垃圾分类 ........................................................................................................7
3.3.1 可回收垃圾..........................................................................................7 3.3.2 大件垃圾..............................................................................................7 3.3.3 可堆肥垃圾..........................................................................................7 3.3.4 可燃垃圾..............................................................................................7 3.3.5 有害垃圾..............................................................................................7 3.3.6 其他垃圾..............................................................................................8
4垃圾的处理技术简介.................................................................................................8
4.1 填埋法 ............................................................................................................8 4.2 焚烧法 ............................................................................................................8 4.3 堆肥法 ............................................................................................................9 4.4 综合利用处理 ................................................................................................9 4.5 厌氧消化法 ..................................................................................................10 4.5.1 厌氧消化原理....................................................................................10 4.5.2 厌氧消化处理城市垃圾进展............................................................11 4.5.3 湿式完全混合厌氧消化....................................................................11 4.5.4一步厌氧干发酵.................................................................................11 4.5.5两步厌氧消化工艺.............................................................................12 4.5.6制约厌氧消化处理工艺发展应用的因素.........................................12 5结论...........................................................................................................................12 参考文献......................................................................................................................14 致 谢..........................................................................................................................15
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城市生活垃圾的处理技术
学
生：XXX 指导老师：XXX 摘要：在多省市遭遇垃圾围城的今天，各地对城市垃圾的处理方式各有千秋，所得到的处理效果也良莠不齐。如何处置城市生活垃圾是我国现代化进程中必须面对的难题。本文分析了我国生活垃圾处理现状及存在问题，简述了当前广泛使用的填埋、焚烧和堆肥处理技术及其厌氧消化处理垃圾的优越性，并对其制约因素进行剖析。使垃圾的处理能够得到综合利用，达到减量化、无害化和资源化的目标。
关键词：垃圾围城；厌氧消化；城市生活垃圾；综合利用
1前言
垃圾是放错位置的资源。根据物质的不变定律，你消耗多少资源，就产生多少垃圾；反过来，你有多少垃圾，就应该转化多少资源。
城市垃圾已成为当今世界的一大公害，也是我国面临的日益严重的社会问题。
当前，我国城市人均年增生活垃圾440公斤，年增长率为10%以上，二次能源利用率只相当于世界先进水平的1/4-1/3。
近几年来，我国城市生活垃圾产量达1亿多吨，且每年以10％的速率增长。而且随着城镇化进程的加快，垃圾产量将持续增长。传统的垃圾处理，填埋、焚烧和堆肥是最常用的方法，但由于垃圾卫生填埋和焚烧处理的环保要求较高，焚烧和填埋成本也随之增加，且这些方式本身存在一定的弊端，对土壤、地下水和大气都会造成严重污染局面。由于环境立法的日益严格和垃圾的分类收集，为垃圾处理提供了条件。在各种处理方法中，生物方法成为处理分类收集有机部分的一种有效方式，它能最大程度地循环利用有用成分。在生物处理方法中，利用微生物将有机物转化为甲烷、二氧化碳、无机营养物和腐殖质的厌氧技术逐渐引起人们的重视。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾问题日益突出，伴随而来的就是垃圾的堆放、处理与回收利用问题。结合我国“生态文明建设”的发展战略和“又好又快、更好更快”的发展目标和要求，实施生活垃圾综合配套资源化处理方式，走发展循环经济之路，促进环境效益和社会效益生态循环，对推进城乡生
4 活垃圾资源统一处理，形成产业，向规模化、集约化方向发展具有重大意义。随着经济、社会发展和人民生活水平的提高，城乡各类生活垃圾数量急剧增加。传统的垃圾填埋方式由于耗用大量土地和产生二次污染而难以为继。如何处置和有效利用垃圾，使之变废为宝，改善生存环境，是我们面临的关系到人民幸福和经济社会可持续发展的重大课题。
2中国城市生活垃圾基本概况
改革开放以来，随着我国城市人口的增加和城市居民生活消费水平的稳步提高，城市生活垃圾产生量不断增加。近10年来，我国城市生活垃圾增长率一直稳定在70%左右。
据统计，1999年我国城市生活垃圾清运量达1.44亿吨。全国已建成不同类型的垃圾处理厂655座，城市生活垃圾的无害化处理率也由1997年的55.4%提高到了1999年的61.8％。
随着经济的发展，居民生活消费水平的提高和城市生活能源结构的改善，我国城市生活垃圾构成也发生了较大变化，其显著特点是城市生活垃圾中的高热值可燃物含量明显增加。
城市生活垃圾的现状已使许多人在担心,垃圾会让城市变成“垃圾城市”。传统的城市生活垃圾处理方法是垃圾在城市近郊或堆放,或填埋，由此造成的污染十分严重。且不说大量堆放的垃圾产生的令人窒息的恶臭和成群的蚊蝇虫鼠；垃圾在发酵过程中产生的污物不仅污染了堆放场附近的土壤,而且使附近地表水和地下水的水质严重恶化；北风一吹,塑料、废纸等密度较小的污染物随风飘舞,点污染变成了面污染；此外,那些被用普通方法埋在地下的垃圾因发酵产生沼气,成了一颗颗“不定时炸弹”。生活垃圾中各种对环境有毒有害的物质未经任何处理就融入土壤,潜在危害极大。例如混杂在城市生活垃圾中的大量的废旧电池,除造成酸液污染土壤,还释放出铅、镉、砷等毒性元素,这些毒性元素在土壤中均会被植物和原生动物富集吸收,破坏环境,危害生态系统中的生物物种,直至通过生物链的传递作用最终危害人类自身的健康。城市生活垃圾对我们的生活环境和生态环境的危害不言而喻。
3垃圾的定义、危害及其分类
5 3.1垃圾的定义
垃圾是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。包括：居民生活垃圾、商业垃圾、集市贸易市场垃圾、街道清扫垃圾、公共场所垃圾和机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾。
3.2 垃圾的危害
（1）侵占地表
垃圾挤占了宝贵的土地资源和生存空间，严重影响了工农业生产和生活。大批垃圾破坏地球表面的植被，这不仅影响了自然环境的美观，更破坏了大自然的生态平衡。
（2）污染环境
固体废物含有各种有害物质，处理不当可直接污染土壤、空气和水源，并最终对各种生物，包括人类自身造成伤害。
（3）传播疾病
垃圾含有大量的微生物，是病菌、病毒、害虫等的滋生地和繁殖地，严重的危害人身健康。
（4）污染土壤和水体
垃圾渗出液改变土壤成分和结构，有毒垃圾会通过食物链影响人体健康。垃圾破坏了土壤的结构和理化性质，使土壤保肥、保水能力大大下降。
垃圾中含有病原微生物、有机污染物和有毒的重金属等，在雨水的作用下，它们被带入水体，会造成地表水或地下水的严重污染，影响水生生物的生存和水资源的利用。
（5）污染大气
细小固体废物会随风飞扬，加重大气污染。在大量垃圾露天堆放的场区臭气熏天，老鼠成灾，蚊蝇滋生，有大量氨、硫化物等有害气体向大气稀释，仅有机挥发性气体就多达100多种，其中含有许多致癌致畸物。
6 3.3 垃圾分类
生活垃圾一般可分为六大类：可回收垃圾、大件垃圾、可堆肥垃圾、可燃垃圾、有害垃圾和其他垃圾等。 3.3.1 可回收垃圾
可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等，通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0.7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0.9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。 3.3.2 大件垃圾
大件垃圾是指体积大、完整性强，需要拆分再处理的废弃物品。包括废家用电器和家具等。 3.3.3 可堆肥垃圾
垃圾中适宜于利用微生物发酵处理并制成肥料的物质。包括剩余饭菜等易腐食物类厨余垃圾，树枝、花草等可堆沤植物类垃圾等。 3.3.4 可燃垃圾
可以燃烧的垃圾。包括植物类垃圾，不适宜回收的废纸类、废塑料橡胶、旧织物用品、废木等。 3.3.5 有害垃圾
有害垃圾包括废电池、油漆、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等，这些垃圾需要特殊安全处理。
7 3.3.6 其他垃圾
其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物，采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。
4垃圾的处理技术简介
4.1 填埋法
将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。随着环境工程的迅速发展，填埋处置已不仅仅是简单的堆、填、埋，而是更注重对固体废物进行“屏蔽隔离”的工程储存，已成为当今世界上大多数国家固体废物最终处置的一种主要方法。但长期以来，中国大部分城市都是采用露天堆放、自然填沟和填坑等方式处理，没有任何防护措施，使大量垃圾污水由地表渗入地下，对城市环境和地下水源造成严重污染，因此这种垃圾处理方式已渐渐被淘汰。
4.2 焚烧法
焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。
焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物和气体废物，而且可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。
焚烧法是将垃圾置于高温炉中，这种方法的最大弊端是在焚烧垃圾时产生二噁英和呋喃气体，因而只有对焚烧产生的有毒有害气体进行一系列的处理，该法才能实现环保。图1为垃圾焚烧厂。
图1 4.3 堆肥法
将生活垃圾堆积成堆，保温70℃，储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。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，又可达到在资源化的目的，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。
堆肥法消除了有害病菌的传播，同时把垃圾变为肥料，为植物生长提供一系列必须的营养(如磷、氮等有机质)，增加土壤中有益生物群、减少植物对化肥和杀虫剂的依赖性，改善土壤的物理和生物性能。实现了资源回收，达到了资源化的要求，促进了自然界物质的良性循环。对堆肥处理是针对垃圾中可被微生物分解的有机物是，所以堆肥处理是垃圾中有机成分的处理技术，而不是全部垃圾的最终处理技术。堆肥时，垃圾的石块、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解，这些废弃物必须分拣出来，另行处理；另外还存在堆肥周期长、占地面积大、卫生条件差、肥效低成本高、与化肥比较销售困难、经济效益差等缺点。所以，只有与分选方法相结合，与其他处理方法相配合，堆肥才是一种有前途的处理技术。
4.4 综合利用处理
对城市生活垃圾进行仔细分类，然后根据分类后垃圾的不同性质分别采用适宜的方法处理，使不同种类的垃圾均能加以利用，从而真正做到垃圾的减量化、
9 无害化和资源化。一般将城市垃圾分为以下四组：
（1） 材料垃圾组：玻璃、磁性或非磁性金属、废纸、橡胶、塑料； （2） 有机垃圾组：厨房垃圾、生物垃圾； （3） 无机垃圾组：炉灰渣、砖瓦、陶瓷等；
（4） 有毒有害垃圾组：废旧电池、废荧光灯管、杀虫剂容器、过期药物、医疗废物以及废电视机、电话、电脑等废旧电器的电子垃圾。
垃圾处理也正快速推进，在减量化、无害化和资源化的目标中，我国垃圾处理的主要问题仍是无害化处理能力不足，十二五期间，垃圾处理设施建设仍是首要任务。
4.5 厌氧消化法
垃圾厌氧消化是指在厌氧微生物的分解作用下，使垃圾中有机物分解（消化）并趋于稳定。厌氧消化时有机物的分解过程可分为产酸和产气两个阶段。在产酸阶段，在兼性好氧的酸性腐化菌或产酸菌的作用下，垃圾中的含碳有机物被水分解为单糖，蛋白质被水解为多肽和氨基酸，脂肪被水解成丙三醇、脂肪酸等，还有醇、氨，同时还释放能量。在产气阶段，前一阶段产生的各种有机酸、醇类在厌氧条件下被甲烷细菌分解为甲烷、CO、NH
3、H2和H2S等。这一过程有机物的分解速度缓慢。卫生土地填埋处置垃圾即以厌氧消化为基础。
在隔绝与空气接触的条件下，借助兼性菌、厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生化处理法或厌氧消化法。
厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。厌氧消化可以产生以CH为主要成分的沼气，故又称之为甲烷发酵。厌氧消化可以去除废物中30％--50％的有机物并使之稳定化。 4.5.1 厌氧消化原理
参与厌氧分解的微生物可以分为两类，一类是由一个十分复杂的混合发酵细菌群将复杂的有机物分解，并进一步分解为以有机酸为主的简单产物，通常称为水解酶。在中温沼气发酵中，水解菌主要属于厌氧细菌，包括梭菌属、拟杆菌属、真细菌属、双歧杆菌属等。第二阶段的微生物为绝对厌氧菌，其功能是将有机酸 10 转化为甲烷，被称之为甲烷细菌。图2有机物的厌氧发酵分解。
图2 4.5.2 厌氧消化处理城市垃圾进展
厌氧消化处理城市垃圾，主要集中在对城市垃圾中厨余垃圾以及庭院垃圾进行处理。在欧洲，利用厨余垃圾产沼气的研究较为成熟，德国、丹麦等国家发展尤其迅速，建成了一定规模数量的消化处理厂。日本早在20世纪80年代就将利用城市垃圾产沼气作为国家研究课题。近年来，在引进欧洲技术的同时，在地方政府的支持下，也开始进行了工业规模生产。厌氧消化技术最早应用于高浓度有机废水的处理中，在城市垃圾的处理所占的比例还小。 4.5.3 湿式完全混合厌氧消化
湿式完全混合厌氧消化工艺（简称湿式工艺）的应用最早也最为广泛。此工艺固体浓度维持在15%以下，其液化、酸化和产气3个阶段在同一个反应器中进行，具有工艺过程简单、投资小、运行和管理方便的优点。
但由于酸化、水解、产甲烷均在同一反应器中同时进行，通常认为在这个系统中各阶段反应都不能达到各自最佳的反应条件，处理效率低。与其他工艺相比，湿式工艺含水量高，可以稀释抑制物的浓度（固体浓度达15％），在一定程度上也加大了系统的抗抑制能力。 4.5.4一步厌氧干发酵
湿式厌氧消化工艺得到广泛的应用，与此同时为提高处理能力，提出了一步厌氧干发酵系统。厌氧干发酵系统的固体浓度可以维持在20%-50%，从而大大的提高了处理能力，干发酵系统中只有含水率非常低的原料需要进行稀释，用水量
11 小。同时，厌氧干发酵系统对进料的分选要求不高，原料进入处理系统前，只需用滚筒筛将大的颗粒物去除即可。 4.5.5两步厌氧消化工艺
在湿式工艺和干发酵工艺中，垃圾中的有机质转化为沼气的过程是在一个连续的生化反应中完成，各个不同的反应阶段难以达到其各自的最佳反应条件。例如酸化阶段会导致 PH值的下降，产甲烷阶段要求接近中性或偏碱的环境，而两步厌氧消化工艺即是要创造两个不同的生物和营养环境条件如：温度和PH等。典型的两步工艺，在第一阶段进行反应物的酸化和水解，第二个阶段进行产甲烷。在微生物环境方面，水解产酸菌和产甲烷菌对厌氧环境的要求不同，只有在产甲烷阶段，由于甲烷菌是严格的厌氧菌，才需要严格的厌氧环境。 4.5.6制约厌氧消化处理工艺发展应用的因素
厌氧消化处理城市垃圾是一种古老的方法，其消化过程是一个动态、多相、多介质的物理、化学和生物反应紧密相关的复杂过程。其中有机物的生物、化学转化及物质的传输与分布不易监控，在城市垃圾分选、厌氧发酵工艺、二次污染的处理等方面都存在许多问题。
5结论
随着经济的发展和人民生活水平的提高，城市垃圾日益增多，和资源、能源愈渐短缺的矛盾越来越突出。传统的填埋、堆肥和焚烧处理方法的局限性限制了我国城市生活垃圾处理的发展。而目前垃圾整体处理水平低，规模小，技术落后，垃圾分选程度低，很大程度上限制了厌氧技术的使用。因此，必须认真研究和总结国内外生活垃圾资源化综合利用的经验，开拓厌氧消化处理技术，结合适合我国国情的城市生活垃圾资源化综合利用的途径，尽快解决我国城市生活垃圾问题，提高资源利用水平。
今后一段时期，将是我国城市生活垃圾处理健康发展的关键时期。我国各城市在确定的行业发展规划目标的指导下，将稳步提高城市生活垃圾无害化处理率，各类垃圾处理厂（场）的建设将严格按技术标准要求实施。此外，我国城市生活垃圾的资源再生利用和能源利用前景广阔。城市生活垃圾中的各类有用物质
12 将进入不同的循环再生过程，其它成分也会经过不同处理工艺的处理处置。得到适当的转换利用。垃圾不仅不是无用的废弃物，而是宝贵的可再利用的再生资源，将逐步成为社会各界的共识。可以预计，我国城市生活垃圾处理在坚持“减量化、资源化、无害化”目标前提下，将从源头抓起，使垃圾处理系统的各个环节衔接配套，使之在保证降低污染，化害为利、变废为宝的前提下，稳步健康发展。
国外厌氧消化处理城市垃圾的经验对我国城市垃圾处理有很好的借鉴作用。我国是人口大国也是能源需求大国，从垃圾中回收甲烷，作为资源再利用的方式有着积极的意义，具有巨大的市场潜力和应用前景。我国目前垃圾整体处理水平低、规模小、技术落后，垃圾分选程度低，很大程度上限制了厌氧技术的使用。今后，除继续加强基础研究外，还应加强在工业规模垃圾处理中的实际应用研究。利用我国现有的沼气技术，开发适合我国具体情况的厌氧消化处理城市垃圾技术。
13 参考文献
[1] 刘京媛.中国城市生活垃圾处理现状与对策.中国城市环境卫生协会，2007.[2] 李晓辉.垃圾公害资源化处理势在必行.山西科技，1997.[3] 郭军主编.固体废物处理与处置.中国劳动社会保障出版社.2010.[3] 谷 林.徐文龙：2015新增垃圾处理能力55万吨∕日.中国固废网，2011.[4] 张艳、乔玮.厌氧消化处理城市垃圾研究进展.湖南城市学院学报（自然学科）,2003.第24卷（第3期）.
致 谢
本论文是在XX老师的指导下完成的，在此予以衷心的感谢。在课题的选择上给予了我最珍贵的意见，并使我顺利地完成本论文，在此我谨向XX老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。通过论文的准备，使我的综合能力和水平得到明显的提高，感谢所有帮助过我的人。
