19.2: 废物处理
- Page ID
- 173257
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)废物处置主要有三种方法：露天垃圾场、卫生垃圾填埋场和焚烧。 卫生垃圾填埋场和焚烧会妨碍再利用、回收和正常分解。 虽然露天垃圾场比其他废物处理方法更能促进分解，并且允许回收或回收废弃的材料，但它们会促进疾病传播并造成水污染。 因此，它们在许多国家都是非法的。
打开垃圾场
露天垃圾场只需要在指定区域堆放垃圾，因此是最简单的废物处理方法（图\(\PageIndex{a}\)）。 露天垃圾场可以养活存放和传播疾病的生物群体（分别是储存库和媒介）。 此外，垃圾中的污染物与雨水混合形成渗滤液，渗滤液渗入地下或流失。 这种液体渗滤液可能含有有毒化学物质，例如二恶英（一种持久性有机污染物）、汞和杀虫剂。
卫生垃圾填埋场
经过回收、堆肥和焚烧后，美国剩余的50％的城市固体废物（MSW）被丢弃在卫生垃圾填埋场中（图\(\PageIndex{b}\)）。 垃圾从顶部和底部开始密封，以减少对周围环境的污染（图\(\PageIndex{c}\)）。 渗透到卫生垃圾填埋场的雨水被收集在底部衬里中，因此该底层可以防止地下水受到污染。 对垃圾填埋场附近的地下水进行严密监测，看是否有渗滤液污染的迹象。 顶部的土壤层可防止疾病传播。 每天将垃圾倾倒到垃圾填埋场后，都会被粘土或塑料覆盖，以防止动物或风的再分布。
有几种做法可以减少卫生垃圾填埋场对环境的影响。 在垃圾填埋场进行压实可降低水和氧气含量，减缓分解并促进甲烷释放。 在美国，《清洁空气法》要求一定大小的垃圾填埋场收集垃圾填埋气体（沼气），这些气体可用作供暖或发电的生物燃料。 其他气体，如氨和硫化氢，也可能被垃圾填埋场释放，从而加剧空气污染。 这些气体也受到监测，必要时收集起来进行处置。 为了解决垃圾填埋场中废物通常干燥的状况，出现了生物反应器垃圾填埋场的概念。 它们使渗滤液循环和/或注入其他液体以增加水分并促进分解（从而提高沼气的产生速度）。 关闭后，许多垃圾填埋场会进行 “土地回收”，可以重新开发为高尔夫球场、休闲公园和其他有益用途。
关于减少废物的备选方案，垃圾填埋正在迅速演变为一种不太理想或可行的选择。 美国的垃圾填埋容量一直在下降，原因有很多。 现有的旧垃圾填埋场越来越多地达到其授权容量。 此外，更严格的环境法规使得建立新的垃圾填埋场变得越来越困难。 最后，公众反对推迟或在许多情况下阻止批准新的垃圾填埋场或扩建现有设施。
焚烧
焚烧就是焚烧垃圾。 这有几个优点：它可以减少体积，可用于发电（废物转化为能源）。 实际上，废物的数量减少了约85％。 但是，焚烧的成本很高，而且会污染空气和水。 焚烧释放的@@ 空气污染物包括颗粒、二氧化硫、氮氧化物、甲烷、重金属（例如铅和汞）和二恶英。 焚烧的副产物，灰分，通常是有毒的。 根据其成分，灰烬可能需要特殊处置；其他类型的灰烬可以重新利用。
焚化炉处理垃圾并在燃烧室中将其燃烧（图\(\PageIndex{d-e}\)）。 热量使水沸腾，由此产生的蒸汽用于发电。 烟雾（称为烟气）在释放之前要经过污染去除，但它仍然含有一些污染物。 2018 年，美国焚烧了 11.8% 的都市固体废物。
有两种废物转化能源系统：大规模焚烧焚化炉和垃圾衍生焚化炉。 在大规模焚烧焚化炉中，所有固体废物都被焚烧。 焚烧过程产生的热量用于产生蒸汽。 这种蒸汽用于驱动发电机。 燃烧产生的酸性气体通过化学洗涤器去除。 燃烧气体中的任何颗粒（悬浮在空气中的小颗粒）都通过静电除尘器去除，静电除尘器对颗粒进行充电并用电极将其去除。 然后，净化后的气体通过一大堆释放到大气中。 燃烧产生的灰烬被送到垃圾填埋场处置。
最好只燃烧可燃物品（纸张、木制品和塑料）。 在垃圾衍生的焚化炉中，不可燃材料与废物分离。 玻璃和金属等物品可以回收利用。 然后将可燃废物制成燃料颗粒，可以在标准蒸汽锅炉中燃烧。 该系统的优点是在废物燃烧之前将其从废物中清除出来。 它还规定了一些材料的回收利用。
归因
由 Melissa Ha 从以下来源修改：
- 《可持续发展中的废物管理系统：综合基金会》，编辑汤姆·泰斯和乔纳森·汤姆金（CC-BY）。 在 CNX 免费下载。
- 来自加州大学预科学院（CC- BY）的《美联社环境科学》中的@@ 固体废物。 在 CNX 免费下载。
- 生物质解释：垃圾填埋气和沼气。2020 年。 EIA。 已于 2021 年 1 月 18 日访问（公共领域）。