垃圾管理

垃圾管理(Waste management)或垃圾处理是管理垃圾从开始到最终处置所需的所有活动和行动。 其中包括垃圾的收集,运输,处理和处置以及监测和监管。 它还包括与垃圾管理相关的法律和监管框架,其中包括有关回收的指导。

垃圾可以采取任何形式的固体,液体或气体,每种形式都有不同的处理和管理方法。 垃圾管理通常涉及所有类型的垃圾,无论是工业,生物,家庭和可能对人类健康构成威胁的特殊情况。 它是由于人类活动产生的,例如工厂提取和加工原料时。 垃圾管理旨在减少垃圾对健康,环境或美学的不利影响。

各国(发达国家和发展中国家)的垃圾管理做法并不统一; 地区(城市和农村地区)和部门(住宅和工业)。

大部分垃圾管理实践涉及城市固体垃圾(MSW),这是家庭,工业和商业活动产生的大部分垃圾。

垃圾的类型
根据来源,可以区分以下类型的垃圾:

A.市政和可吸收的垃圾,是城市和农村地区产生的垃圾。 它们分为:

A1 – 来自家庭,商店,酒店,餐馆,公共机构的生活垃圾。
A2 – 特定于街道溪流(纸张,塑料,树叶,灰尘)的道路垃圾。
A3 – 建筑工程以及街道升级和维护所产生的建筑和拆除垃圾。
A4 – 废水和生活污水处理厂产生的城市污泥。

B.来自医院,药房和医疗办公室的卫生垃圾。

C.技术,工业或农业过程产生的生产垃圾。

C1工业垃圾,欧洲标准分类:
第1类危险但无毒的工业垃圾,例如石棉。
第2类非危险和无毒工业垃圾。
3级惰性垃圾,例如来自建筑物。
第4类有毒垃圾,例如医疗,放射性。
第5类大量生产的工业垃圾,例如燃煤发电厂产生的灰烬。
C2来自农业,特别是畜牧业的农业畜牧业垃圾。
C3特殊垃圾,爆炸物和放射性物质。

垃圾管理原则

垃圾等级
垃圾等级是指“3Rs”减少,再利用和再循环,它根据垃圾最小化的需要对垃圾管理策略进行分类。 垃圾等级是大多数垃圾最小化策略的基石。 垃圾等级的目的是从产品中获取最大的实际效益并产生最少量的最终垃圾; 见:资源回收。 垃圾等级被表示为金字塔,因为基本前提是政策应该促进措施以防止产生垃圾。 下一步或优选措施是寻找已经产生的垃圾的替代用途,即通过重复使用。 接下来是回收,包括堆肥。 在此步骤之后是材料回收和垃圾转化为能源。 最后的行动是在垃圾填埋场处理或通过焚烧处理而不进行能量回收。 最后一步是浪费的最终手段,没有被阻止,转移或恢复。[页面需要]垃圾等级表示产品或材料在垃圾管理金字塔的连续阶段的进展。 层次结构代表每种产品生命周期的后半部分。[需要页面]

产品的生命周期
生命周期从设计开始,然后通过制造,分配和主要用途进行,然后通过垃圾等级的减少,再利用和再循环阶段。 生命周期中的每个阶段都提供了政策干预的机会,重新考虑产品需求,重新设计以最大限度地减少浪费,扩大其使用范围。[页面需要]产品生命周期分析是一种优化使用的方法通过避免不必要的垃圾产生,世界上有限的资源。

资源效率
资源效率反映了对当前生产和消费模式不能维持全球经济增长和发展的理解。 在全球范围内,人类可以提取更多的资源来生产商品而不是地球可以补充的资源。[页面需要]资源效率是减少这些商品的生产和消费对环境的影响,从最终的原料提取到最后的使用和处置。 资源效率的这一过程可以解决可持续性。

污染者付费原则
污染者付费原则要求污染方支付对环境的影响。 关于垃圾管理,这通常是指垃圾产生者需要支付适当处置不可回收材料的费用。

历史
在整个历史的大部分时间里,由于人口密度低和自然资源开发的社会水平低,人类产生的垃圾数量微不足道。 在现代前期产生的普通垃圾主要是灰烬和人类可生物降解的垃圾,这些垃圾在当地释放回地下,对环境的影响最小。 由木材或金属制成的工具通常被重复使用或传承下去。

然而,一些文明似乎比其他文明更浪费他们的垃圾产出。 特别是,中美洲的玛雅人有一个固定的月度仪式,村里的人们聚集在一起,在大型垃圾堆里烧垃圾。

现代
随着工业化的开始和英格兰大型人口中心的持续城市发展,城市垃圾的累积导致了卫生水平的迅速恶化和城市生活的总体质量。 由于缺乏垃圾清关规定,街道被污秽窒息。 早在1751年,当伦敦的Corbyn Morris提出“……因为保护人民的健康非常重要”时,建议要求建立一个具有垃圾清除权的市政当局,建议清洁这个城市,应该置于一个统一的公共管理之下,所有的污秽都要由泰晤士河在国内传达到适当的距离“。

然而,直到19世纪中期,由于越来越具有破坏性的霍乱爆发和公共卫生辩论的出现,才出现了关于该问题的第一部立法。 1842年社会改革者埃德温·查德威克(Edwin Chadwick)报告了劳动人口的卫生条件,他在这一新焦点中发挥了极大的影响力,他在论文中提出了充分的垃圾清除和管理设施对于改善城市人口健康和福祉的重要性。 。

在英国,1846年的“妨害移除和疾病预防法案”开始实施在伦敦提供受管制的垃圾管理的稳步发展过程。 大都会工作委员会是全市第一个对快速扩张的城市进行集中卫生监管的权威机构,1875年的“公共卫生法”规定,每个家庭必须将每周废弃物存放在“可移动的容器中:处理 – 尘埃的第一个概念” -bin。

处置垃圾的急剧增加导致了第一批焚烧厂的建立,或者当时称之为“破坏者”。 1874年,Manlove,Alliott&Co。Ltd.在诺丁汉建造了第一台焚烧炉,用于设计Alfred Fryer。 然而,由于它们产生的大量灰烬以及在邻近地区飘来的灰烬,它们遭到反对。

类似的市政垃圾处理系统在20世纪初在欧洲和北美的其他大城市如雨后春笋般涌现。 1895年,纽约市成为第一个拥有公共部门垃圾管理的美国城市。

早期的垃圾清运车只是由一队马拉开的简单开放式倾卸式自卸卡车。 它们在20世纪早期成为机动车,并且在20世纪20年代在英国引入了第一个用倾卸杠杆机构消除异味的封闭式卡车。 这些很快装备了“料斗机构”,其中铲斗装在地板上,然后机械吊起以将垃圾沉积在卡车中。 Garwood Load Packer是1938年第一辆采用液压压实机的卡车。

垃圾处理和运输
不同国家和地区的垃圾收集方法差异很大。 家庭垃圾收集服务通常由当地政府当局提供,或由私营公司提供,用于工业和商业垃圾。 一些地区,特别是欠发达国家的地区,没有正式的垃圾收集系统。

垃圾处理方法
路边收集是大多数欧洲国家,加拿大,新西兰和发达国家许多其他地区最常用的处理方法,在这些地方,专业卡车定期收集垃圾。 这通常与路边垃圾分离有关。 在农村地区,可能需要将垃圾带到转运站。 然后将收集的垃圾运送到适当的处置设施。 在一些区域中,使用真空收集,其中通过沿小孔管的真空从家庭或商业场所运输垃圾。 系统在欧洲和北美使用。

在某些司法管辖区,在路边或垃圾转运站收集未分类的垃圾,然后将其分类为可回收物和不可用的垃圾。 这种系统能够分选大量固体垃圾,回收可回收物,并将其余部分转化为生物气体和土壤改良剂。 在旧金山,当地政府制定了“强制性回收和堆肥条例”,以支持其“到2020年实现零废弃物”的目标,要求城市中的每个人都将可回收物和堆肥从垃圾填埋场中取出。 这三条溪流采用路边“Fantastic 3”垃圾箱系统收集 – 蓝色用于可回收物品,绿色用于堆肥,黑色用于垃圾填埋物材料 – 提供给居民和企业,由旧金山唯一的垃圾运输车Recology提供服务。 纽约市的“按需付费”系统按照垃圾填埋场材料的数量向客户收费,这提供了将可回收物和堆肥与其他丢弃物分开的经济激励。 纽约市环境部的零垃圾计划已使该市实现80%的转移,这是北美最高的转移率。 其他业务,如垃圾工业使用各种颜色来区分垃圾和回收罐。

财务模型
在大多数发达国家,生活垃圾处理的资金来自国家或地方税,这可能与收入或财产价值有关。 商业和工业垃圾处理通常作为商业服务收费,通常作为包括处置成本的综合费用。 这种做法可能会鼓励处置承包商选择最便宜的处理方式,如垃圾填埋场,而不是环境最佳解决方案,如再利用和回收。

在台北等一些地区,市政府向其家庭和工业收取其生产的垃圾量。 只有在政府发放的垃圾袋中,垃圾才会被市议会收集。 该政策成功地减少了城市产生的垃圾量并提高了回收率。

摩洛哥也看到了实施3亿美元卫生填埋系统的好处。 虽然这似乎是一项代价高昂的投资,但该国政府预测它已经为他们节省了4.4亿美元的损失,或者未能妥善处理垃圾的后果。

处置方法

垃圾填埋场
垃圾填埋场(也称为垃圾填埋场,垃圾场,垃圾场或倾倒场,历史上称为垃圾场)是通过埋葬处理废弃物的场所。 它是最古老的垃圾处理形式(虽然埋葬部分是现代的;历史上,垃圾只是留在堆里或扔进坑里)。 从历史上看,垃圾填埋场是最常见的有组织垃圾处理方法,并且在世界许多地方仍然如此。

一些垃圾填埋场也用于垃圾管理目的,例如临时存储,合并和转移,或垃圾处理(分类,处理或回收)。 除非它们稳定,否则这些区域在大地震期间可能会遭受剧烈震动或地面土壤液化。

焚化
焚烧是一种处理方法,其中固体有机垃圾经受燃烧,以便将它们转化为残余物和气态产物。 该方法可用于处理城市固体垃圾和来自废水处理的固体残余物。 该过程将固体垃圾的体积减少了80%至95%。 焚烧和其他高温垃圾处理系统有时被描述为“热处理”。 焚烧炉将垃圾转化为热能,燃气,蒸汽和灰烬。

焚烧既由个人小规模进行,也由工业大规模进行。 它用于处理固体,液体和气体垃圾。 它被认为是处理某些危险垃圾(如生物医疗垃圾)的实用方法。 由于诸如气态污染物的排放等问题,焚烧是一种有争议的垃圾处理方法。

焚烧在日本等土地较为稀缺的国家很常见,因为这些设施通常不需要像垃圾填埋场那样多的区域。 垃圾能源(WtE)或垃圾能源(EfW)是在炉子或锅炉中燃烧垃圾以产生热量,蒸汽或电力的设施的广义术语。 焚烧炉中的燃烧并不总是完美的,人们一直担心焚烧炉烟囱产生的气体排放污染物。 特别关注的是一些非常持久的有机化合物,如二恶英,呋喃和多环芳烃,它们可能会产生并可能产生严重的环境后果。

回收
回收是一种资源回收实践,涉及废料的收集和再利用,例如空饮料容器。 制作这些物品的材料可以重新加工成新产品。 回收材料可以使用专用垃圾箱和收集车辆与一般垃圾分开收集,称为路边收集。 在一些社区,垃圾的所有者需要在收集之前将材料分成不同的箱子(例如纸张,塑料,金属)。 在其他社区,所有可回收材料都放在一个垃圾箱中进行收集,然后在中央设施处理分拣。 后一种方法称为“单流再循环”。

回收最常见的消费品包括铝,如饮料罐,铜,如电线,食品和气雾罐,旧钢家具或设备,橡胶轮胎,聚乙烯和PET瓶,玻璃瓶和罐子,纸板箱,报纸,杂志和轻型纸,瓦楞纸板箱。

PVC,LDPE,PP和PS(参见树脂识别码)也是可回收的。 这些物品通常由单一类型的材料组成,使它们相对容易回收到新产品中。 由于需要额外的拆卸和分离,复杂产品(例如计算机和电子设备)的再循环更加困难。

接受回收的材料类型因城市和国家而异。 每个城市和国家都有不同的回收计划,可以处理各种类型的可回收材料。 但是,一旦重新加工,材料的转售价值就会反映出接受的某些变化。 2017年7月,中国政府宣布禁止进口24种可回收物和固体垃圾,包括塑料,纺织品和混合纸,对全球直接或间接出口到中国的发达国家产生巨大影响。

物质回收
为了成功回收,需要根据材料的质量进行分类,从选择性收集开始进行分类。 它们也可以分成垃圾分类设施。

普通材料,可以回收啤酒剂量的铝,包装食品和喷雾剂中的钢,高密度聚乙烯(英国高密度聚乙烯 – 高密度聚乙烯)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(英国聚对苯二甲酸乙二醇酯-PET)包装,瓶子和罐子,来自报纸和杂志的纸张,包装中的纸箱。 塑料可以作为聚氯乙烯(英国聚氯乙烯 – PVC),低密度聚乙烯(英国低密度聚乙烯 – LDPE),聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)回收,但目前尚未收集。 由这些材料制成的产品通常是均匀的,含有一种组分,便于回收。 相比之下,电气和电子设备的回收更加困难,需要技术来分离构成它们的各种材料。

在仓库中,恢复从材料分类开始。 对于混合垃圾,第一次操作是粉碎,在带有锤子,粉碎机,粉碎机,锉刀的工厂中进行粉碎。 接下来是鼓空间中的尺寸分选,振动筛,弹道分离器,旋风分离器中的密度分选,黑色金属材料的磁分选,光学分选(用于玻璃)以及可能的手动分选。 后续净化操作。 经过分类和净化的垃圾包装在压力机中,随时可以交付给客户。

如果混合垃圾含有生物成分,则可以进行生物处理,但应尽可能分离其他可回收材料。

在罗马尼亚,一些专门的垃圾处理公司进行了回收利用。

生物加工
有机垃圾,如植物残骸,食物残渣和纸张,可以通过堆肥来利用,这涉及有机物质的分解过程。 结果是堆肥,一种优质的农业肥料。 堆肥产生具有高甲烷含量的沼气,其可以原样用于例如炊具或热电站中。 通过在安排的设施中堆肥,加速了有机物分解的自然过程。

堆肥可以在家庭中的小型单个工厂和大型工业工厂(例如废水处理厂)中进行。 它可以通过需氧和厌氧发酵进行。

沼气的另一个来源是污水处理厂或工业废水处理厂产生的城市污泥。

可燃材料可以通过将生物和热解和气化过程处理到低氧气氛中的高压力来获得。 先进的方法(等离子弧气化)可以产生具有更好组成的合成气(合成气),由一氧化碳和氢气组成。

能量恢复
可以回收能源的垃圾是木材(来自农作物,木材加工和拆除垃圾的木材废料),沉积气体和沼气。 木材的热值为14-17 MJ / kg,垃圾填埋气和沼气的成分和热值相似,为20-25 MJ /m³N。因此,它们可以在家用电器或锅炉中燃烧。产生热量,或通过涡轮机产生电流。

再利用

生物再加工
可以通过堆肥和消化过程回收有机物质的可回收材料,例如植物材料,食物残渣和纸制品,以分解有机物质。 然后将所得有机材料作为覆盖物或堆肥再循环用于农业或景观美化目的。 此外,来自该过程的废气(例如甲烷)可被捕获并用于产生电和热(CHP /热电联产),从而最大化效率。 垃圾管理中生物处理的目的是控制和加速有机物分解的自然过程。 (参见资源回收)。

能量恢复
垃圾的能量回收是通过各种过程将不可回收的垃圾转化为可用的热量,电力或燃料,包括燃烧,气化,热解,厌氧消化和垃圾填埋气体回收。 这个过程通常被称为垃圾转化为能源。 垃圾的能量回收是非危险垃圾管理层次结构的一部分。 利用能源回收将不可回收的垃圾转化为电能和热能,产生可再生能源,并通过抵消化石能源的需求以及减少垃圾填埋场产生的甲烷来减少碳排放。 在全球范围内,垃圾转化为能源占垃圾管理的16%。

垃圾的能量含量可以直接利用它们作为直接燃烧燃料,或通过将它们加工成另一种燃料来间接利用。 热处理的范围从使用垃圾作为烹饪或加热的燃料源和使用气体燃料(见上文),到锅炉的燃料以在涡轮机中产生蒸汽和电力。 热解和气化是两种相关的热处理形式,其中废料被加热到具有有限氧气可用性的高温。 该过程通常在高压下的密封容器中进行。 固体垃圾的热解将材料转化为固体,液体和气体产物。 液体和气体可以燃烧产生能量或精炼成其他化学产品(化学精炼厂)。 固体残余物(炭)可以进一步精制成产物,例如活性炭。 气化和先进的等离子弧气化用于将有机材料直接转化为由一氧化碳和氢气组成的合成气体(合成气)。 然后燃烧气体以产生电和蒸汽。 热解的替代方案是高温和高压超临界水分解(水热单相氧化)。

热解
热解通常用于将许多类型的家庭和工业残余物转化为回收的燃料。 放置在热解过程中的不同类型的垃圾输入(例如植物垃圾,食物垃圾,轮胎)可能产生化石燃料的替代物。 热解是在没有化学计量的氧气的情况下通过加热使有机材料热化学分解的过程; 分解产生各种烃类气体。 在热解过程中,物体分子以高频振动到分子开始分解的程度。 热解速率随温度升高而增加。 在工业应用中,温度高于430°C(800°F)。 缓慢的热解产生气体和固体木炭。 热解有望将废生物质转化为有用的液体燃料。 废木材和塑料的热解可能产生燃料。 热解留下的固体含有金属,玻璃,沙子和热解焦炭,它们不会转化为气体。 与焚烧过程相比,某些类型的热解过程释放出含有碱金属,硫和氯的有害副产物。 然而,一些垃圾的热解产生影响环境的气体,例如HCl和SO2。

资源回收
资源回收是系统转移垃圾,用于处置,用于特定的下一次使用。 它是回收物的加工,以提取或回收材料和资源,或转化为能源。 这些活动在资源恢复设施中执行。 资源回收不仅对环境有重要意义,而且具有成本效益。 它减少了处理垃圾的数量,节省了垃圾填埋场的空间,并节约了自然资源。

资源回收(与垃圾管理相反)使用LCA(生命周期分析)尝试提供垃圾管理的替代方案。 对于混合垃圾(城市固体垃圾),一些广泛的研究表明,通过厌氧消化,管理,来源分离和收集,然后通过厌氧消化再利用和再循环非有机部分和能量以及有机物质的堆肥/肥料生产。偏爱的道路。

作为资源回收如何有益的一个例子,丢弃的许多物品含有可以回收利用的金属,例如电路板中的元件。 托盘和其他包装材料中的木屑可以再循环到用于园艺的有用产品中。 回收的芯片可以覆盖路径,人行道或竞技场表面。

可持续发展
垃圾管理是企业维持ISO14001认证能力的关键因素。 该标准鼓励企业通过资源回收实践消除浪费,每年提高环境效率。 实现这一目标的一种方法是采用资源回收措施,如回收材料,如玻璃,食品残渣,纸和纸板,塑料瓶和金属。 回收材料通常可以出售给建筑业。 许多无机垃圾流可用于生产建筑材料。 混凝土和砖可以作为人造砾石回收。 该主题已列入2015年6月在西班牙举行的国际WASCON会议和2016年10月12日至14日在意大利举行的国际绿色城市主义会议的议程。

液体垃圾管理

污水污泥
污水污泥由废水处理过程产生。 由于快速的城市化,城市废水的增加导致每人每年相当于0.1-30.8千克的污水(千克/年/年)。 污水污泥的常见处理方法是焚烧,堆肥和填埋。

避免和减少方法
垃圾管理的一个重要方法是防止产生垃圾,也称为减少垃圾。 避免方法包括重复使用二手产品,修理破损物品而不是购买新产品,设计可再填充或可重复使用的产品(如棉花代替塑料购物袋),鼓励消费者避免使用一次性产品(如一次性餐具) ),从罐头和包装中去除任何食物/液体残留物,并设计使用较少材料以达到相同目的的产品(例如,轻量化饮料罐)。

国际垃圾运输
虽然特定国家的垃圾运输属于国家规定,但垃圾的跨界流动往往受国际条约的约束。 世界上许多国家的一个主要问题是危险垃圾。 172个国家批准的“巴塞尔公约”废除了从发达国家到欠发达国家的危险垃圾的流动。 巴塞尔公约的规定已纳入欧盟垃圾运输法规。 放射性垃圾虽然被认为是有害的,但不属于“巴塞尔公约”的管辖范围。

优点
垃圾不是应该丢弃或处理的东西,不考虑将来的使用。 如果通过政策和实践正确解决,它可能是一种宝贵的资源。 通过合理和一致的垃圾管理实践,有机会获得一系列的好处。 这些好处包括:

经济 – 通过资源利用,处理和处置方式提高经济效率,并为回收利用创造市场,可以在产品和材料的生产和消费方面实现有效的做法,从而使有价值的材料得以回收再利用,并有可能获得新的就业机会和新的商业机会。
社会 – 通过适当的垃圾管理实践减少对健康的不利影响,由此产生的后果是更具吸引力的公民社区。 更好的社会优势可以带来新的就业来源,并可能使社区摆脱贫困,特别是在一些发展中较贫穷的国家和城市。
环境 – 通过减少,再利用和再循环以及最大限度地减少资源开采来减少或消除对环境的不利影响,可以改善空气和水质,并有助于减少温室气体排放。
代际公平 – 遵循有效的垃圾管理实践可以为后代提供更强大的经济,更公平,更具包容性的社会和更清洁的环境。[页面需要]

发展中国家面临的挑战
发展中经济体的地区往往经历用尽的垃圾收集服务以及管理不善和不受控制的垃圾场。 问题正在恶化。[需要的页面]治理问题使情况复杂化。 由于机构薄弱,资源不足和快速城市化,这些国家和城市的垃圾管理是一项持续的挑战。[所需页面]所有这些挑战,以及对导致垃圾管理等级的不同因素缺乏了解,影响垃圾的处理。[完全引用需要]

技术
传统上,垃圾管理行业一直是新技术的后期采用者,例如RFID(射频识别)标签,GPS和集成软件包,其能够在不使用估计或手动数据输入的情况下收集更高质量的数据。

科学期刊
该领域的相关科学期刊包括:

环境与资源经济学
环境监测和评估
环境评估政策与管理杂志
环境经济与管理杂志