关于城市生活垃圾焚烧处理的研究
                              高二（11）课题组 执笔 汪 敏
     18世纪末的产业革命以来，人类对自然资源的开发和利用在规模上和强度上不断扩大，消耗资源的速度，即物品的生产、消费的速度也在大大加快，这一方面给社会带来了文明，提高了人们的生活质量，另一方面也意味着加速了垃圾的增长。而垃圾是环境污染的重要原因之一，如果疏于管理和处理，那么它就会造成公害，破坏生态环境，如污染空气、水体和土壤等，最终危及到人们的身心健康。
我国城市人均年产生活垃圾440千克，年增长率为8%~10%，但生活垃圾的无公害化处理率不到2%。1992年，我国城市垃圾粪便无害处理率为28.3%。大量垃圾运到城郊裸露堆放，历年堆存量高达60多亿吨，侵占5亿多平方米土地，有200多个城市陷入垃圾的包围之中，严重损害城 市环境卫生，恶化住区环境条件，阻碍了城市建设发展。
   为了找到最好的城市生活垃圾处理方式，我们特组织了环保科研专题小组进行专项调研。我们希望通过活动，培养我们的环境科学意识，提高我们的社会实践能力，拓宽我们的知识面，同时引发我们对环境问题的深入思考，从而增强保护环境的责任感，以共同保护我们的生存家园——地球。
   在考虑了组员个人能力及兴趣的前提下，我们进行了分工，如查资料，实际调查，访问专家等。
据调查资料显示，我国的城市生活垃圾组成一般分为：厨余垃圾、纸张、塑料、竹木、纤维类、金属、玻璃、渣石等。以下是一张“1996年上海市垃圾物质成分统计”表：
1996年上海市区垃圾物质成分统计（%）
垃圾物质    纸张 塑料 竹木   布类 厨余 果类 金属 玻璃 渣石
年平均比例  6.68 11.84 1.96 2.26 58.55 11.75 0.68 4.06 2.23
其具体处理方式有3种：
一、焚烧。焚烧是一种城市垃圾的高温处理工艺，在850—1000℃的焚烧炉炉膛内，垃圾通过燃烧，其中的化学活性成分被充分氧化留下的无机组分成为熔渣被排出，在此过程中垃圾的体积得到缩减，其易腐的性质得到了充分的改变，一般而言，垃圾在焚烧时将依次经历脱水、脱气、起燃、燃烧、熄火等几个步骤。
二、生物处理法，即利用微生物降解城市有机固体废物的方法，一般又称堆肥法。
三、土地填埋。
我们认为，生活垃圾处理的众多办法中，焚烧处理最符合环保建设的“市情”。这种技术可以一次性解决大量垃圾，使垃圾的体积缩小到原来的10%左右，焚烧生产的热量还可以用来发电等，完全符合垃圾处理的无害化、资源化、减量化的要求。
后来，我们又询问了一些专家，了解了一些情况。以下是我们所看到的一张“世界部分国家垃圾的处理方法比例比较”的统计图表：
世界部分国家垃圾处理方法比例比较（%）
处理方法国家 焚烧 填埋 堆肥 回收
美国 19 67 2 12
加拿大 8 80 2 10
芬兰 4 65 15 16
比利时 54 43 0 3
卢森堡 75 22 1 2
新加坡 85 15 0 0
美国、加拿大等国土面积大，人口相对较少的国家，利用焚烧技术处理垃圾所占的比重较小，填埋所占的比重大。而像新加坡、卢森堡等国土面积小，人口密度较大的国家，则正好相反。中国是世界上人口最多的国家，城市人口高度集中。我们也认为，对人口密度极大的中国来说，垃圾的焚烧处理应义不容辞地承担起城市环保的重任。而且，20世纪90年代以来，从们生活水平有了大幅度的提高，生活垃圾的组成成分也相应发生了很大的变化，表现为有机物含量增大，可燃物增多，可利用价值变大，这也为垃圾焚烧处理技术的运用提供了“英雄的用武之地”。
整个垃圾焚烧处理流程不仅涉及工艺技术问题，还包含了环保、经济、生活、社会等各方面效益的考虑。为此，我们对垃圾焚烧流程设计应注意的各个因素进行了分析，以确保设计出的垃圾焚烧流程是可行的。最后，我们共同设计流程，并对每一个环节进行讨论，确定了最佳方案。
据资料介绍，整个焚烧环节主要分为六个部分：分选、焚烧、烟气净化、余热利用、固渣处理、废液处理等。
根据焚烧的大致步骤以及注意事项，我们提出了新的设想并设计了一个焚烧工艺流程图：

以下是对这个流程的说明：
（1）在各个居民点实施生活垃圾密闭收集，并进行密闭运输。
（2）焚烧处理厂应布局在交通便捷的地方，车辆应使用吨位较大的卡车，以节省运费。
（3）在垃圾进厂分选时，可以利用金属本身所具有的性质，用磁选的方式把垃圾中的金属（铁）、废电池等分选出来。
（4）在焚烧阶段，我们选用倾斜往复式炉排，这种炉排的优点是：①火种与生活垃圾混合性好、易干燥、着火快；②垃圾层间揽拌充分，可以充分燃烧；③干燥、着火、燃烧、烧尽等一系列过程都在炉排中进行，故处理效率高；④垃圾层均匀，燃烧稳定，炉温及锅炉蒸发量变动很小，容易控制。
（5）燃烧产生的热量，可以用来发电，也可在焚烧厂周围制造一些果蔬种植暖棚、温水游泳池等，或直接把热量供给附近的居民，应该会产生很好的收益。
（6）焚烧产生的废气和悬浮微粒主要有以下几种：酸性气体（包括HCL、CO2、HF等）、NOx；CO、重金属微粒、二恶英/呋喃有机污染物等。对于酸性气体，我们可以用廉价的石灰水浆液来处理，主要化学反应式为：SO2+Ca(OH)2→CaSO3/CaSO4+H2O、2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O、2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O。至于反应中产生的固体微粒，则可用集尘器或活性炭吸附。对于NOx，只能在炉中加入一定量的尿素和氨气，以便与其反应，生成无毒物质。燃烧不完全会生成CO，因此，在炉膛内需要喷入适量的二次空气与之混合，使CO及其他还原性气体（如NH3、H2、HCN等）进一步氧化，最终生成N2、CO2、H2O、NOx等。通过冷凝（降温），使高沸点的重金属液化，然后就可用集尘器或活性炭吸附除去。二恶英是比较难处理的一种物质，目前还没有处理炉排中二恶英成分的好办法，只能尽量使其完全燃烧，避免其合成。这就要求它在炉内停留较长的时间，与空气充分混合。（为使二恶英能被有效控制，国内外目前采用“3T”控制的方法）同时，过滤器（集尘器和活性炭）对二恶英也有一定的控制。处理后的烟气符合国家排放标准就可排放。
（7）焚烧产生的废液，可用格筛去除大颗粒物质，然后通过微生物降解，对污水中有机物进行二级生化处理。
（8）焚烧后产生的炉渣经过磁选，分离出可回收的金属（铁），其剩余结构比较稳定，可用作筑路填充材料，或作为建筑材料。
以上就是新设计的生活垃圾焚烧工艺流程，我们对它的评价是：流程合理；节省费用；技术上适用；在设计中充分考虑了环保因素。
在听了有关专家的评价、建议后，我们认识到，由于资金、技术等诸多原因，目前垃圾焚烧处理在某一些环节上还很难达到理想的水平，许多问题还尚待解决，如垃圾中渗沥水的处理。结合专家的评价和建议，我们对流程做了进一步的修改完善。
不过，由于我们从专业技术知识、生产管理经验等方面来说都是垃圾处理的“业余选手”，所以，我们更注意的是理想的模式。即使在修改的过程中，我们有时仍坚持自己的设想，希望在有条件时能被采纳。我们希望使垃圾焚烧处理真正体现出社会、环保和经济利益的结合，促进环保产业的发展，使城市的环境变得更优美。
参考意见：
社会经济的发展其中也带来一定的负面效应，垃圾就是人类面临的重大难题。垃圾的处理过程涉及科技环保能源政治经济等多种因素，受社会因素的制约。
本文作者从实际的角度分析了城市生活垃圾焚烧处理过程，查阅了许多相关科技资料，作了大量细致的研究工作，得出了一套行之有效的生活垃圾的处理方法。从理论与实际相联系的角度，为垃圾的处理方式提供一个有价值的参考意见，值得相关部门特别是有关垃圾处理部门思考。
又由于受资金、技术等难题的限制，在实际生活中，能将之付之实践还有一定难度。比如：如何处理焚烧过程中产生的有害气体还有一定困难。另外在焚烧处理过程中，也应考虑到可持续发展的问题。
总之，该文内容详实，观点鲜明，科技含量理论水平均有一定水准，是一篇优秀的论文。