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要处理城市垃圾,首先必须知道垃圾的组成,根据垃圾的组成来开发处理技术,决定采用什么处理方法。如果垃圾中有机物含量高,则适合高温堆肥;而无机物含量高,就适用卫生填埋;而易燃物质含量高,则适用焚烧。因此在垃圾无害化处理中,城市垃圾的组成和测定方法就显得非常重要,在此对垃圾的组成及其测定方法加以讨论。
1.垃圾的组成
1.1城市垃圾组成的分类
关于城市垃圾的组成应如何分其类别,美国国家环保局提出区分为九个类别:
1.1.1食物垃圾
A.食物加工过程中排放的废物,如:蔬菜的根、皮、茎、叶、废蔬菜;水果的皮、核、烂水果;动物的血污、脏器、肉屑及皮、鳞、毛、骨、死动物等等。
B.食用的食物残渣。关于食物垃圾,有的国家和地区称为厨房垃圾,食物垃圾中绝大部分是有机物。
1.1.2庭园废物
主要是各类植物。如树木的枝条、树叶杂草等等。在清扫庭园时排放出的碎石、砖头、瓦砾、废土等应计入炉灰、石块之中。
1.1.3纸类物品
一般指纯纸类废品,如书籍、报刊、纸板、纸箱、包装纸及其它废纸等,其它废品中的微量紙不计入此类之中,如玻璃瓶上的商标纸,则统计在玻璃类中。
1.1.4塑料、橡胶和皮革
1.1.5纺织品
1.1.6木材
1.1.7金属品
还可以再进一步区分为黑色金属及铅、铜等其它有色金属类。
1.1.8玻璃和陶瓷
可以再进一步分为透明玻璃和其它玻璃等陶瓷两类,或者透明玻璃、其它玻璃、陶瓷三类。
以上这种分类方法是美国提出的方法,对于不同国家和地区垃圾组合的分类是不同的。应该依据垃圾处理的需要,例如:骨头可以回收制胶,则应把骸骨单独作为一类;再如玻璃,大部分可再生利用,而陶瓷不易利用,应分开统计。此外,中国和其它一些国家,竹藤草制品废物也常有排放,应并入木材之中。因此,垃圾组份的分类主要依据垃圾处理的需要而定。
1.2部份国家城市垃圾组成的实例
现将一些国家七十年代末和八十年代初垃圾组成的比例汇总列表如下:
表1—1 部分国家城市的垃圾组成
注:关于垃圾组成的统计方法,因各城市条件不同,所以分类也各异。
表1—1中不仅显示出城市垃圾大致的组成状况,而且明显地看出垃圾组分与生产发达程度的关系。从以上统计表中可以看出,经济发展不同的国家之间,垃圾的组成差异很大。发达国家的垃圾中,废纸比例相当高,一般均在30%以上,甚至将近60%,玻璃等可回收利用的物质也较多,而蔬菜等易腐废物较少。发展中国家的垃圾组分恰好相反,废纸很少,而蔬菜等易腐废物较高。
不同国家间垃圾组成的这种明显不同,决定了垃圾处理方法不可能相同。废纸比例高的垃圾热值高,适于焚烧处理;而易腐性物质比例高的垃圾,则适于堆肥处理;灰土比例高者,适于填埋、制造建材等等。所以不同类型的国家、不同的城市、其垃圾处理对策也各异。
2.垃圾组成的变化
不同国家、不同的城市、其垃圾组成比例也不同。就是同一城市、同一地区其垃圾组成的比例也是不同的。一是随着生产的发展、消费水平的变化而逐年改变;二是在每年当中、随着季节的变化而呈现不同的变化。
2.1随着生产如消费水平的变化而逐年变化
表1—2 日本东京的垃圾组份变化
例如:日本东京的垃圾组成变化列表1—2,从表中可以看出,垃圾中比例增加的组份主要纸、塑料等。中国、苏联等国家情况也如此。随着经济逐年发展,垃圾组分中纸的比例在迅速增加,玻璃、塑料也在增加,相应厨房垃圾、砖瓦、碎厂、废土等组分的比例在下降。
2.2垃圾组份随季节的变化
许多时令性商品季节性供求很强,特别是蔬菜、水果、水产品等,加上每年的节日和其它习俗,便造成垃圾组成的周期性变化。
3.城市垃圾组分的测定
垃圾组成的测定在垃圾无害化处理中占有很重要的位置,如果测量不准确将直接影响到垃圾处理技术的选择。因此垃圾组成的测定精度和测定方法就显得非常的重要。
3.1测定的精度问题
城市垃圾组成的随机性非常大,不仅不同地区、不同时期的垃圾组成有很大差异,就是在同一地区、同一时间之内,几次测定结果之间也会有很大的差异。因此,要使测定结果精确,能充分体现垃圾组成的实际情况是很不容易的。
3.2取样数量与测定的精度的关系
首先取样数量不能太少,一般认为每个样品90公斤为宜,超过90公斤从统计学上是没有任何优点的。
在中国,城市垃圾中大型废物不多,垃圾一般以厨房垃圾和炉灰为主,粒度小,因此垃圾组成的测定精度会比较高。取样时,垃圾中若大块废物较多,则每个样品取90公斤,若大块废物很少,每个样品50公斤为宜。
3.3测定取样的代表性
在取样时,如果所取的样品中包括着有不常见的废物,如一只死猪,那么就应该把它排除在外,否则测定结果代表性就很差。另外,在测定组成时,往往会遇到几种结合在一起的废物,如:带有铝盖的马口铁罐头盒,并且贴有涂塑料薄膜的厚纸商标,那么这个铁盒应计入哪一项就要根据需要而定,适当处理。总而言之,要努力保持测定结果有可靠的代表性。
3.4城市垃圾组成的测定方法
3.4.1手工检测法
就是将一卡车垃圾全部卸下来,摊开,逐次用四分法取样(即平均分成四份),直到最后一次样品总量大约90公斤为止,称出此样品重量。然后按垃圾组成的统计项目逐一分检,分别称出重量,即可测得垃圾的组成。(至少平行测定三次样品,取其平均值)如果测定一个城市或某一领域的垃圾组成,则应在几个不同类型的垃圾排放区分别随机取样、并根据各区的排放量计算其概率平均值。
手工检测法,结果比较准确,但垃圾脏臭,操作人员应有防护服装、戴上防尘口罩,使用分拣工具等进行分检。
3.4.2照相分析法
取样方法仍同手工检测法一样,即对一卡车垃圾逐次采用四分法,最后取出约90公斤垃圾,将此样品,平地摊开(成一薄层)使各种废物互不遮挡,采用广角镜头,正对垃圾摊放的地面(与地面成900),使用彩色胶卷拍摄,并用闪光灯以消除阴影。
拍摄完毕,制成彩色胶片,将胶片投影到屏幕上,屏幕上画上格线,将整个屏幕分为10X10=100个小方格,鉴别每个小方格中成分并进行统计,最后进行计算。计算垃圾组成百分比时,以废物在屏幕上所占的格子数目,乘以该废物的“投影视容重”(该“投影视容重”可以查表),最后化为百分比,即可算出垃圾中各组分的含量。
另外,还需指出在什么样场合取样,对测定垃圾组成有很大影响的问题。比如我们把直接从各居民家中收集的垃圾进行取样,测出的结果可代表垃圾排放的真实性,而许多垃圾经过集中、中转还有许多拾荒者之后,对其测定的结果,则只能代表实际处理垃圾的状况,所以,在什么时机,什么场合取样测定垃圾组成,要根据测定的目的决定。
1.垃圾的组成
1.1城市垃圾组成的分类
关于城市垃圾的组成应如何分其类别,美国国家环保局提出区分为九个类别:
1.1.1食物垃圾
A.食物加工过程中排放的废物,如:蔬菜的根、皮、茎、叶、废蔬菜;水果的皮、核、烂水果;动物的血污、脏器、肉屑及皮、鳞、毛、骨、死动物等等。
B.食用的食物残渣。关于食物垃圾,有的国家和地区称为厨房垃圾,食物垃圾中绝大部分是有机物。
1.1.2庭园废物
主要是各类植物。如树木的枝条、树叶杂草等等。在清扫庭园时排放出的碎石、砖头、瓦砾、废土等应计入炉灰、石块之中。
1.1.3纸类物品
一般指纯纸类废品,如书籍、报刊、纸板、纸箱、包装纸及其它废纸等,其它废品中的微量紙不计入此类之中,如玻璃瓶上的商标纸,则统计在玻璃类中。
1.1.4塑料、橡胶和皮革
1.1.5纺织品
1.1.6木材
1.1.7金属品
还可以再进一步区分为黑色金属及铅、铜等其它有色金属类。
1.1.8玻璃和陶瓷
可以再进一步分为透明玻璃和其它玻璃等陶瓷两类,或者透明玻璃、其它玻璃、陶瓷三类。
以上这种分类方法是美国提出的方法,对于不同国家和地区垃圾组合的分类是不同的。应该依据垃圾处理的需要,例如:骨头可以回收制胶,则应把骸骨单独作为一类;再如玻璃,大部分可再生利用,而陶瓷不易利用,应分开统计。此外,中国和其它一些国家,竹藤草制品废物也常有排放,应并入木材之中。因此,垃圾组份的分类主要依据垃圾处理的需要而定。
1.2部份国家城市垃圾组成的实例
现将一些国家七十年代末和八十年代初垃圾组成的比例汇总列表如下:
表1—1 部分国家城市的垃圾组成
注:关于垃圾组成的统计方法,因各城市条件不同,所以分类也各异。
表1—1中不仅显示出城市垃圾大致的组成状况,而且明显地看出垃圾组分与生产发达程度的关系。从以上统计表中可以看出,经济发展不同的国家之间,垃圾的组成差异很大。发达国家的垃圾中,废纸比例相当高,一般均在30%以上,甚至将近60%,玻璃等可回收利用的物质也较多,而蔬菜等易腐废物较少。发展中国家的垃圾组分恰好相反,废纸很少,而蔬菜等易腐废物较高。
不同国家间垃圾组成的这种明显不同,决定了垃圾处理方法不可能相同。废纸比例高的垃圾热值高,适于焚烧处理;而易腐性物质比例高的垃圾,则适于堆肥处理;灰土比例高者,适于填埋、制造建材等等。所以不同类型的国家、不同的城市、其垃圾处理对策也各异。
2.垃圾组成的变化
不同国家、不同的城市、其垃圾组成比例也不同。就是同一城市、同一地区其垃圾组成的比例也是不同的。一是随着生产的发展、消费水平的变化而逐年改变;二是在每年当中、随着季节的变化而呈现不同的变化。
2.1随着生产如消费水平的变化而逐年变化
表1—2 日本东京的垃圾组份变化
例如:日本东京的垃圾组成变化列表1—2,从表中可以看出,垃圾中比例增加的组份主要纸、塑料等。中国、苏联等国家情况也如此。随着经济逐年发展,垃圾组分中纸的比例在迅速增加,玻璃、塑料也在增加,相应厨房垃圾、砖瓦、碎厂、废土等组分的比例在下降。
2.2垃圾组份随季节的变化
许多时令性商品季节性供求很强,特别是蔬菜、水果、水产品等,加上每年的节日和其它习俗,便造成垃圾组成的周期性变化。
3.城市垃圾组分的测定
垃圾组成的测定在垃圾无害化处理中占有很重要的位置,如果测量不准确将直接影响到垃圾处理技术的选择。因此垃圾组成的测定精度和测定方法就显得非常的重要。
3.1测定的精度问题
城市垃圾组成的随机性非常大,不仅不同地区、不同时期的垃圾组成有很大差异,就是在同一地区、同一时间之内,几次测定结果之间也会有很大的差异。因此,要使测定结果精确,能充分体现垃圾组成的实际情况是很不容易的。
3.2取样数量与测定的精度的关系
首先取样数量不能太少,一般认为每个样品90公斤为宜,超过90公斤从统计学上是没有任何优点的。
在中国,城市垃圾中大型废物不多,垃圾一般以厨房垃圾和炉灰为主,粒度小,因此垃圾组成的测定精度会比较高。取样时,垃圾中若大块废物较多,则每个样品取90公斤,若大块废物很少,每个样品50公斤为宜。
3.3测定取样的代表性
在取样时,如果所取的样品中包括着有不常见的废物,如一只死猪,那么就应该把它排除在外,否则测定结果代表性就很差。另外,在测定组成时,往往会遇到几种结合在一起的废物,如:带有铝盖的马口铁罐头盒,并且贴有涂塑料薄膜的厚纸商标,那么这个铁盒应计入哪一项就要根据需要而定,适当处理。总而言之,要努力保持测定结果有可靠的代表性。
3.4城市垃圾组成的测定方法
3.4.1手工检测法
就是将一卡车垃圾全部卸下来,摊开,逐次用四分法取样(即平均分成四份),直到最后一次样品总量大约90公斤为止,称出此样品重量。然后按垃圾组成的统计项目逐一分检,分别称出重量,即可测得垃圾的组成。(至少平行测定三次样品,取其平均值)如果测定一个城市或某一领域的垃圾组成,则应在几个不同类型的垃圾排放区分别随机取样、并根据各区的排放量计算其概率平均值。
手工检测法,结果比较准确,但垃圾脏臭,操作人员应有防护服装、戴上防尘口罩,使用分拣工具等进行分检。
3.4.2照相分析法
取样方法仍同手工检测法一样,即对一卡车垃圾逐次采用四分法,最后取出约90公斤垃圾,将此样品,平地摊开(成一薄层)使各种废物互不遮挡,采用广角镜头,正对垃圾摊放的地面(与地面成900),使用彩色胶卷拍摄,并用闪光灯以消除阴影。
拍摄完毕,制成彩色胶片,将胶片投影到屏幕上,屏幕上画上格线,将整个屏幕分为10X10=100个小方格,鉴别每个小方格中成分并进行统计,最后进行计算。计算垃圾组成百分比时,以废物在屏幕上所占的格子数目,乘以该废物的“投影视容重”(该“投影视容重”可以查表),最后化为百分比,即可算出垃圾中各组分的含量。
另外,还需指出在什么样场合取样,对测定垃圾组成有很大影响的问题。比如我们把直接从各居民家中收集的垃圾进行取样,测出的结果可代表垃圾排放的真实性,而许多垃圾经过集中、中转还有许多拾荒者之后,对其测定的结果,则只能代表实际处理垃圾的状况,所以,在什么时机,什么场合取样测定垃圾组成,要根据测定的目的决定。