¿Cómo se convirtieron los residuos sólidos domésticos en un problema global?

Los residuos sólidos domésticos se refieren a los residuos sólidos generados en la vida diaria o en actividades que prestan servicios para la vida diaria, así como a los residuos sólidos que se clasifican como residuos domésticos según las leyes y reglamentos administrativos. Los residuos domésticos generalmente se pueden dividir a grandes rasgos en residuos orgánicos y residuos inorgánicos según su composición química. Los primeros incluyen residuos de cocina, papel, productos de plástico y caucho, etc., y los segundos incluyen cenizas, escorias, vidrio, etc.

El proceso de urbanización es una de las manifestaciones concentradas del desarrollo de los niveles sociales y económicos humanos en los tiempos modernos. En términos generales, el nivel urbano de un país es el resultado del nivel de desarrollo económico del país. Desde el punto de vista de la tendencia a largo plazo, nuestro país sigue una regla general con la mejora continua del nivel económico de nuestro país, grande y mediano. Constantemente surgen ciudades de alta densidad, especialmente modernas, seguidas de la producción a gran escala de diversos tipos de residuos sólidos domésticos. La cantidad total de desechos domésticos sólidos urbanos en mi país se encuentra entre los países más productivos del mundo, y su tasa de crecimiento ocupa el primer lugar en el mundo. Las 668 ciudades del país producen 440 kilogramos de desechos domésticos sólidos per cápita, y la cantidad total anual alcanza más. más de 160 millones de toneladas, lo que representa más de una cuarta parte del total mundial, y está creciendo a un ritmo del 8% al 10%, y en algunas ciudades llega al 15% al ​​20%. Los expertos predicen que los residuos domésticos urbanos de mi país alcanzarán los 264 millones de toneladas en 2010, 409 millones de toneladas en 2030 y 528 millones de toneladas en 2050. Imagínese, si una cantidad tan grande de basura no se puede procesar por medios científicos, la ciudad se convertirá en una ciudad de basura y los residentes urbanos estarán rodeados de basura. La eliminación de residuos municipales es un problema mundial. Si analizamos las soluciones al problema de los residuos en varios países del mundo, los principales métodos incluyen el vertedero, la incineración, el compostaje y la pirólisis.

La característica más importante del método de tratamiento en vertederos es su bajo costo de tratamiento y su método simple, pero puede causar fácilmente contaminación secundaria a los recursos de agua subterránea. Para reducir los costos de transporte, la basura urbana se almacena mayoritariamente al aire libre o simplemente se entierra cerca de los suburbios, ocupando y destruyendo una gran cantidad de recursos terrestres de los que dependen los seres humanos para sobrevivir. Las ventajas del método de incineración son un buen efecto de reducción (el volumen del residuo después de la incineración se reduce en más del 90% y el peso se reduce en más del 80%), un tratamiento exhaustivo y una baja contaminación. Sin embargo, su coste de inversión inicial es extremadamente elevado. Cuesta aproximadamente entre 700 y 800 millones de RMB construir un incinerador y un equipo de recuperación de calor capaz de procesar 1.000 toneladas de basura por día. En los países desarrollados occidentales, la tecnología de incineración de residuos tiene una historia de casi 130 años y todavía se considera una de las tecnologías de tratamiento de residuos más eficaces y económicas. El método de tratamiento de compostaje consiste en fermentar estáticamente residuos mezclados para producir compost. El compostaje es más adecuado para la producción de fertilizantes agrícolas rurales que para la eliminación de residuos urbanos industrializados. La desventaja es que la materia orgánica del abono tarda mucho en descomponerse, generalmente de tres semanas a un mes. El apilamiento está gravemente contaminado, se reproducen moscas y mosquitos, contaminando gravemente el medio ambiente circundante y planteando grandes peligros ocultos para la salud local y la prevención de epidemias. Si la materia orgánica no se degrada por completo y se trata de forma inadecuada, los residuos seguirán provocando contaminación por basura. Los productos de abono de materia orgánica tienen muchas impurezas y las sustancias nocivas como los metales pesados ​​no se pueden separar de manera efectiva. El uso prolongado de productos de abono provocará sedimentación en la superficie del suelo, dañará el suelo y dañará los cultivos.

Los residuos domésticos son una mezcla que contiene una gran cantidad de residuos de cocina y residuos orgánicos producidos en la vida diaria de las personas, lo que afecta directamente al entorno ecológico y a la calidad de vida de las personas. Sin embargo, con la mejora de la ciencia y la tecnología, la gente se da cuenta gradualmente de que la basura es un recurso fuera de lugar, después de cierto tratamiento inofensivo, no sólo puede reducir su cantidad, sino también convertirse en un nuevo recurso.

Clasificación y traslado de los residuos domésticos

Para gestionar y aprovechar adecuadamente los residuos domésticos es necesario clasificar los residuos domésticos. Diferentes clasificaciones adoptan diferentes métodos de procesamiento. La clasificación de basura se refiere a dividir la basura en varias categorías con diferentes atributos según los diferentes componentes, atributos, valor de utilización e impacto de la basura en el medio ambiente, y de acuerdo con los requisitos de los diferentes métodos de tratamiento. Los residuos domésticos generalmente se pueden dividir en cuatro categorías: residuos reciclables, residuos de cocina, residuos peligrosos y otros residuos.

La basura se puede reciclar. Incluyendo papel, metal, plástico, vidrio, etc. Mediante un tratamiento integral y un reciclaje se puede reducir la contaminación y ahorrar recursos. Por ejemplo, cada tonelada de papel usado reciclado puede producir 850 kilogramos de buen papel, ahorrar 300 kilogramos de madera y reducir la contaminación en un 74% en comparación con la misma cantidad de producción, cada tonelada de botellas de plástico de bebidas recicladas puede obtener 0,7 toneladas de papel secundario; materias primas; cada tonelada de chatarra de acero reciclada puede producir 0,9 toneladas de acero, ahorrar el 47% del costo de fundición del mineral, reducir la contaminación del aire en un 75% y reducir la contaminación del agua y los desechos sólidos en un 97%.

Residuos de cocina.

Los desechos de cocina, incluidos restos de comida, huesos, raíces y hojas, pueden producir 0,3 toneladas de fertilizante orgánico por tonelada después del compostaje in situ mediante biotecnología.

Residuos peligrosos. Incluyendo pilas de desecho, tubos fluorescentes de desecho, termómetros de mercurio de desecho, medicamentos caducados, etc., que requieren un manejo especial y seguro.

Otra basura. Incluyendo la basura que es difícil de reciclar, como ladrillos, tejas, cerámica, escoria y papel usado de baño distintos de las categorías de basura anteriores, los rellenos sanitarios pueden reducir efectivamente la contaminación de las aguas subterráneas, las aguas superficiales, el suelo y el aire.

Pero la clasificación de la basura no es una tarea fácil. Miles de residentes urbanos producen enormes cantidades de basura todos los días. En el futuro, las ciudades utilizarán la tecnología moderna como medio para establecer un sistema de recolección y procesamiento de basura. . Se anima a los residentes urbanos a separar conscientemente de su basura el vidrio, el metal, las telas, el papel usado, los electrodomésticos, las baterías, los desechos orgánicos, etc., y a colocar diferentes tipos de basura en contenedores de basura de diferentes colores. Ofrecemos tres colores diferentes de botes de basura, un color para desechos de alimentos, un color para basura general y otro color para desechos peligrosos. Incluso si algunos residentes no clasifican su basura por el momento, no importa con el desarrollo de la tecnología informática humana, los futuros botes de basura serán inteligentes con funciones visuales y olfativas que podrán identificar de manera inteligente la basura que se vierte en ellos. El dispositivo de detección instalado en el bote de basura puede utilizar ciertas propiedades de las diferencias en la basura para clasificar la basura. Por ejemplo, la diferencia entre las propiedades magnéticas y no magnéticas de la basura se usa para clasificar; la diferencia en el tamaño de las partículas se usa para clasificar, la diferencia en la gravedad específica se usa para clasificar, etc., clasificación por gravedad, clasificación magnética, corrientes de Foucault; clasificación, clasificación óptica, etc. La basura identificada se clasifica automáticamente a través del sistema de control. Cuando la basura esté a punto de llenar el bote de basura, el bote de basura inteligente comprimirá y empaquetará la basura clasificada.

Para los compuestos orgánicos como los residuos de cocina, las malas hierbas y los desechos vegetales de la vida humana, cada hogar también tendrá un cubo de basura biológico exclusivo. Los residuos biológicos se refieren a compuestos orgánicos biodegradables, como sobras y plantas de malezas. Este tipo de contenedor de basura descompondrá automáticamente los desechos orgánicos que se vierten en él y los convertirá en fertilizante que se puede aplicar mientras los residentes urbanos se deshacen de la basura, también pueden producir su propio fertilizante de forma gratuita.

Una vez clasificada la basura, no siempre se puede colocar en el bote de basura, sino que también es necesario sacarla, de lo contrario la basura de la ciudad se convertirá en montañas. En la actualidad, el método de transporte de basura más avanzado es utilizar el transporte por tuberías. En Suecia, Japón y Estados Unidos, algunas ciudades están utilizando tuberías para transportar residuos y han eliminado algunos camiones de basura. Esta es actualmente la forma más prometedora de transportar residuos. El extremo inferior del bote de basura inteligente está conectado a tuberías subterráneas. Las tuberías subterráneas bien conectadas enviarán la basura a la agencia de eliminación de basura para su reciclaje. La agencia de eliminación de basura reciclará plásticos reutilizables, papel, caucho, metal, vidrio, etc. a la planta de reciclaje de recursos renovables, y enviará basura de alto poder calorífico sin valor de reciclaje a la planta de incineración para que la incinere para generar electricidad. se procesa posteriormente para fabricar combustible auxiliar, que se utiliza en otras industrias; otras cosas se pueden enviar a la planta de compost, donde la materia orgánica se refina mediante fermentación secundaria y luego se procesa en fertilizante orgánico para su uso en paisajismo. Después de dicho tratamiento, la materia inorgánica y otros desechos no reciclables se reducen considerablemente y se vuelven inofensivos antes de enviarlos a los vertederos.

Reciclaje de residuos

Nuestro país es un “país grande en población” y también un “país grande en basura”. Según las estadísticas de los departamentos pertinentes, la cantidad total de basura urbana en el país alcanza cada año 150 millones de toneladas. En cuanto a su tratamiento, se adopta básicamente la relativamente primitiva "política de mudanzas", que no sólo propaga bacterias, contamina el medio ambiente, sino que incluso destruye el equilibrio ecológico. Al mismo tiempo, los métodos relativamente primitivos de eliminación de basura también causarán la pérdida de recursos renovables por un valor de hasta 25 mil millones de yuanes cada año.

De hecho, hay muchas cosas que se pueden reciclar en la basura, como la reproducción de residuos de papel y chatarra; la reutilización múltiple de algunos materiales de embalaje; la conversión energética de algunos recursos (residuos de energía de biogás); generación), etc., etc. Convertirlo en un nuevo factor de producción y volver al ciclo de producción y consumo, es decir, disponer de la basura de forma científica y racional.

Expertos relevantes de asociaciones como el Consejo de Pronósticos Emergentes de EE. UU. y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología predicen que en los próximos treinta años, la energía, el medio ambiente, la agricultura, los alimentos, la tecnología de la información, la manufactura y la medicina del mundo mejorarán. Todos Habrá "Diez principales tecnologías emergentes", entre las que se encuentran las tecnologías emergentes relacionadas con la "eliminación de basura". Entre ellos, la tecnología emergente de "eliminación de basura" ocupa el segundo lugar.

Con el surgimiento, la madurez y la industrialización de estas tecnologías emergentes, el 50% de los residuos domésticos en los países desarrollados se utilizarán científicamente en la primera década del próximo siglo.

Utilizar residuos para generar electricidad

La electricidad es una parte indispensable de nuestra vida real. La vida sin electricidad es inimaginable. Sabemos que la "electricidad" actual se produce principalmente al quemar carbón. Durante el proceso de combustión, el vapor de agua a alta presión en la caldera se convierte en vapor de agua y luego hace girar la turbina de vapor a alta velocidad. , e impulsa el generador para generar electricidad a través del acoplamiento. La "electricidad" generada se transporta a la línea de transmisión a través del transformador, y luego el voltaje se convierte al nivel de voltaje del usuario a través del transformador y se vincula a varios aparatos eléctricos para operarlos.

Según las estadísticas del departamento de recursos nacionales, las reservas de carbón de mi país sólo son suficientes para ser extraídas en 40 o 50 años. Dentro de 40 a 50 años, nuestros recursos de carbón se habrán agotado. Nos enfrentaremos a días sin electricidad. No podemos imaginar cómo sería el mundo sin electricidad. Habrá oscuridad a nuestro alrededor, no habrá teléfonos, ni televisores, ni máquinas que no puedan funcionar, ni transmisión de información, etc. Entonces, sin "electricidad", qué terrible sería nuestra vida. Nos retrotrae a la antigüedad. Por tanto, debemos desarrollar nuevas fuentes de energía.

De hecho, todos los países del mundo se enfrentan a esta triste realidad. Científicos de todo el mundo, incluido nuestro país, están estudiando cómo resolver el problema de la generación de energía después de que se agoten los recursos de carbón en el futuro para resolver el problema de la "electricidad" que es indispensable en la vida de las personas.

Actualmente, además de utilizar la energía atómica y las energías renovables (energía hídrica, energía eólica, energía solar, energía geotérmica, energía oceánica, energía de biomasa) para generar electricidad, también estamos estudiando el aprovechamiento de los residuos para producir electricidad. La conversión de residuos en energía puede limpiar el medio ambiente y eliminar los residuos domésticos.

El Parlamento Europeo ha aprobado específicamente una serie de documentos que exigen la recolección y utilización de gas de vertedero en los países de la UE; Austria, Suecia y Francia han formulado leyes y regulaciones sobre el reciclaje de residuos, lo que convierte el reciclaje de residuos en una industria emergente. y está ganando terreno; el uso de la incineración de residuos para generar electricidad en Suiza y Dinamarca representó entre el 65% y el 75% del volumen de tratamiento de residuos; a finales del siglo XX había 259 vertederos; Estados Unidos recicla y genera electricidad, con una capacidad instalada de más de 75.000 kilovatios; Japón utiliza la incineración de residuos para generar electricidad. El cobre reciclado en China representa el 80% de la demanda de cobre del país.

En lo que respecta a la valorización energética de residuos, los beneficios que aporta también son considerables. Actualmente, una tonelada de carbón utilizada para la generación de energía produce entre 7.000 y 8.000 kcal de calor, mientras que la basura sólo produce unas 3.000 kcal. El poder calorífico de la generación de energía a partir de residuos no se puede comparar con el carbón, pero sí con el coste del carbón. De 500 a 600 yuanes por tonelada, la generación de energía a partir de residuos casi no tiene costo, lo que hace que el retorno de ganancias de la generación de energía a partir de residuos sea muy generoso. En la actualidad, la electricidad convertida por tonelada de basura en los Estados Unidos es de entre 500 y 750 kilovatios, mientras que la electricidad convertida en mi país ha alcanzado entre 400 y 500 kilovatios. El beneficio neto de la conversión de residuos en energía es de aproximadamente entre el 7% y el 9%.

El principal método de generación de electricidad a partir de residuos es la incineración. La incineración es una tecnología de tratamiento termoquímico a alta temperatura para la basura urbana. La basura se coloca en el horno para su combustión como combustible sólido. En condiciones de alta temperatura de 800 °C a 1000 °C, los componentes combustibles de la basura sufren una reacción química violenta. con el oxígeno del aire se libera calor y se convierte en gases de combustión a alta temperatura, que luego se convierten en energía eléctrica. La tecnología de incineración de residuos tiene una larga historia de desarrollo en los países desarrollados occidentales. Los primeros países en utilizar residuos para generar electricidad fueron Alemania y Francia. En las últimas décadas, Estados Unidos y Japón también se han desarrollado rápidamente en la generación de energía a partir de residuos y se encuentran entre los líderes mundiales. Mi país comenzó tarde en la investigación, el desarrollo y la aplicación de la tecnología de incineración de desechos. En comparación, el nivel y la escala de diseño, producción y aplicación de los equipos de incineración de desechos en mi país todavía están muy por detrás de los de los países desarrollados, pero el potencial es enorme y. las perspectivas son amplias.

En 2002, había 660 ciudades en mi país, con un volumen anual de recolección de basura de 136,5 millones de toneladas. Basado en el valor calorífico promedio de la basura de 4200 kJ/kg, la cantidad total de basura utilizada como recurso energético por año es de 573 terajulios. Según las previsiones de la Administración Estatal de Protección Ambiental, la producción anual de residuos urbanos de China fue de 152 millones de toneladas en 2010 y alcanzará los 179 millones de toneladas y 210 millones de toneladas en 2015 y 2020, respectivamente.

Según cálculos de expertos, en 2005 el contenido de materia orgánica en los residuos urbanos grandes y medianos alcanzará más del 70%, y el contenido de humedad rondará el 50%. Con la clasificación de los residuos y otras medidas, en 2010, los grandes y medianos. La basura doméstica urbana de gran tamaño cumplirá básicamente con los requisitos de incineración directa. Si los residuos que pueden cumplir con este requisito se calculan como el 50% del total de residuos y tienen un poder calorífico de 5.000 kilojulios por kilogramo, el total de recursos energéticos residuales disponibles será. 760 terajulios y 380 terajulios, que pueden utilizarse para la capacidad instalada de generación de energía a partir de residuos. El potencial es de 2.500 megavatios, que pueden proporcionar unos 18 teravatios hora de electricidad en 2020, si se considera en la misma proporción la energía residual total. Los recursos serán de 1.050 terajulios, la cantidad disponible será de 525 terajulios y la capacidad instalada que podrá utilizarse para la generación de energía residual será de 3.450 MW, lo que proporcionará unos 25 teravatios hora de electricidad. Se entiende que hasta ahora se han completado y puesto en funcionamiento 20 plantas de incineración de residuos en 15 ciudades, incluidas Shenzhen, Shanghai, Zhuhai, etc., y decenas de ciudades tienen una capacidad de incineración diaria de 1.000 toneladas de residuos para generar electricidad. Por lo tanto, desde una perspectiva de recursos, la generación de energía mediante incineración de residuos tiene un gran potencial.

Otra tecnología que utiliza residuos para generar electricidad es la generación de energía con biogás residual. Se trata de concentrar materia orgánica en un tanque de biogás para su fermentación y producir biogás combustible, que luego se transporta a una central eléctrica para generar energía. La materia orgánica fermentada también se puede utilizar como fertilizante, lo que realmente mata dos pájaros de un tiro.

El sistema de conversión de residuos en energía integra la protección del medio ambiente y la conservación de la energía y tendrá buenas perspectivas de desarrollo.

Convertir la basura en fertilizante

Los componentes orgánicos de los residuos municipales, como los sobras, no se pueden reutilizar ni utilizar para generar electricidad porque su valor de combustión es muy bajo y. Tiene mucha humedad, aun así no se puede tirar a voluntad, lo que generará diversas bacterias, moscas, mosquitos, etc., provocando daños al entorno urbano. En la actualidad, los seres humanos utilizan principalmente el compostaje para fermentar este tipo de residuos. El proceso de compostaje consiste en fermentar estáticamente residuos mezclados para producir compost. El compostaje es adecuado para la producción de estiércol de corral en zonas rurales, pero no para el tratamiento industrial de residuos urbanos. La desventaja es que la materia orgánica del abono tarda mucho en madurar, generalmente de 3 semanas a 1 mes. El apilamiento está gravemente contaminado, las moscas y los mosquitos se reproducen, contaminan gravemente el medio ambiente circundante y conllevan grandes peligros ocultos para la salud local y la prevención de epidemias. . Si la materia orgánica no se degrada por completo y se trata de forma inadecuada, los residuos seguirán provocando contaminación por basura. Los productos de abono de materia orgánica tienen muchas impurezas y las sustancias nocivas como los metales pesados ​​no se pueden separar de manera efectiva. El uso prolongado de productos de abono provocará sedimentación en la superficie del suelo, dañará el suelo y dañará los cultivos.

Con el rápido desarrollo de la biotecnología humana, los seres humanos han aplicado ampliamente la tecnología microbiana al proceso de tratamiento de fertilizantes de residuos orgánicos. La tecnología de tratamiento de desechos microbianos consiste en agregar fermentación bacteriana sólida microbiana a los desechos de alimentos orgánicos, lo que permite que las bacterias beneficiosas "se coman la basura". Nosotros comemos las comidas sobrantes y las bacterias continúan comiéndolas en una bolsa. Polvo de color amarillo claro. Este polvo es un fertilizante orgánico de alta energía. La bolsa también contiene huesos, bolsas de plástico y palillos que las bacterias no pueden comer. Estos residuos no procesados ​​representan sólo entre el 2 y el 3 por ciento del total de residuos de cocina.

En este proyecto de "convertir la descomposición en magia", la tecnología microbiana es el mayor contribuyente. Las bacterias microbianas compuestas se esparcen en la basura después de 6 a 8 horas, bajo la influencia de una determinada temperatura y humedad. las bacterias microbianas compuestas pueden comerse la basura limpiamente y convertir todas las proteínas animales y vegetales en proteínas bacterianas. Este tipo de proteína bacteriana se puede utilizar como alimento y fertilizante, lo que realmente puede convertir los desechos en un tesoro.

Utiliza tecnología microbiana para lograr un 100% de inocuidad y un 95% de utilización de recursos en el tratamiento de basura. Durante los Juegos Olímpicos de Beijing de este año, la estación de tratamiento de desechos microbianos frente al restaurante de los atletas fue la estación de tratamiento de desechos de alimentos en el lugar, logrando un transporte de desechos nulo y cero emisiones de olores. Según los informes, muchos alcaldes de la ciudad, después de visitar la estación de eliminación de basura olímpica, dijeron que rompió el círculo vicioso de "una forma de basura se convierte en otra forma de basura". Al mismo tiempo se logró otro buen resultado. Por ejemplo, los inoculantes microbianos mejoran continuamente el suelo, aumentan el contenido de materia orgánica del suelo y equilibran el pH del suelo. Estos no se pueden medir en precio, pero la investigación científica ha demostrado que cada aumento del 0,1% de metro cuadrado de materia orgánica en el suelo puede reducir 2,25 toneladas de emisiones de dióxido de carbono. Según este cálculo, si más de 2.000 kilómetros cuadrados de bases hortofrutícolas adoptaran esta tecnología de tratamiento de residuos microbianos, se podrían reducir las emisiones de dióxido de carbono en 8 millones de toneladas al año. De esta forma, se podría realizar el "Proyecto Suelo Fértil". ya no estarás lejos.

En el futuro, cada hogar urbano tendrá este tipo de máquina pequeña que utiliza tecnología de procesamiento microbiano. Las personas alimentan la comida sobrante a la máquina pequeña, y la comida escupida por la máquina pequeña se puede empacar en bolsas. y fertilizante cocinado en el huerto de casa: "¡Esto es increíble!" Los futuros habitantes de la ciudad no tendrán que preocuparse por los residuos orgánicos, como las sobras.