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[访谈第八期]环境化学家吕正雄:垃圾焚烧没有前途,高速堆肥...

吕正雄:垃圾焚烧没有前途,高速堆肥工艺是最佳选择 
 

吕正雄(James C. Lu)博士,男,1944年生于台湾,环境化学家,环境工程高级工程师,总工程师。1968年台湾大学毕业,1971年获台大卫生工程硕士学位,1972年获美国辛大土木及环工硕士,1976年获美国南加大环境科学与工程学博士学位。历任美国SCS工程公司计划经理暨高级工程师,加州科学公司总裁,洛杉矶郡卫生局工程师,美国捷克布 (Jacob)工程集团公司总工程师暨环工部门经理,美国加州科工集团公司董事长兼总裁,美国西方环境集团董事兼总裁,美国泛美国际集团公司总裁。并兼任:美国南加大兼任教授(1976至2008),美国加大长堤分校特聘教授,美国尔湾加大特聘教授。

 
吕正雄教授访谈实录:垃圾焚烧法没有前途,不适合国内发展
                                      吕正雄  教授

时间:2009年10月19日下午15:00
地点:互动百科访谈室
嘉宾:吕正雄 教授
主题:基於无害化及最佳的资源循环再利用,高速活性堆肥工艺,应是垃圾及污水厂污泥处理的最佳选择 
  

互动百科:吕教授您好,欢迎您做客互动百科!吕教授,现在垃圾处理的主要方式有哪些?

吕正雄:首先我们先界定一下固体废弃物,固体废弃物一般来讲,发达国家把它分成两大类,一类是一般性的固体废弃物,另外一类是有危险性废弃物。一般性的固体废弃物,例如我们的生活垃圾、污水处理厂的污泥、及农业废弃物等等的。有危险性的固废一般跟工业生产比较有关系。不管是一般的固体废弃物,或有危险性的,除了少部份直接回收外,主流的处理方法一般都是走两条路,一个叫卫生填埋法,另一个是焚烧法,这两个是目前主流的方法。

互动百科:应用最广泛的方法为何?

吕正雄:所谓主流的方法指该法应用广泛,而且它可以处理大量的垃圾。因为我们刚刚讲这些固体废弃物像生活垃圾,污水处理厂的污泥量是很大的。在发达国家,一般国土较广大者例如美国卫生填埋法使用较广、焚烧次之。而国土较小者,例如日本及欧盟瑞典、挪威等国,则焚烧为主、卫生填埋次之。中国情况与美国较类似,将来主流方法之应用应较相近。而美国最近三十年来垃圾堆肥法之使用上升了80余倍,而相对的,卫生填埋及焚烧之使用逐渐降低。

互动百科:卫生填埋法它的利弊有哪些?

吕正雄:一般而言,固废处理有三大目标,一个叫无害化,第二个叫减量化,第三是资源化。目前的这两个刚刚提到的主流方法,它们都不是真正无害化或者完全资源化的方法。卫生填埋可以产生很多二次公害问题,例如渗漏水的问题衍生出土埌及地下水污染,而垃圾在分解的过程会产生一些可燃性爆炸性气体,以及有毒性气体,像甲烷气及很多挥发性的有机毒气及臭气,当然还有一些挥发性的无机毒气及臭气。这也说明填埋法并非无害化之法,更谈不上资源化之法。除此之外尚有其他衍生出来的弊端。

互动百科:卫生填埋法有这样一个情况,垃圾越来越多,填埋的地方是不是也是要占用很大的地方。

吕正雄:对,也就是说其弊端除了刚刚讲的水污染问题,空气污染问题,及造成大地污染的问题,卫生填埋本身已经造成了国土损失。因为我们有这么大的垃圾量,需要那么大的面积去填埋,而且每人每天产生的垃圾量本身也隨时俱增,所以将来这个国土损失会很严重,这个当然也是卫生填埋的弊端了。

互动百科:垃圾焚烧法是否有也相同弊端?

吕正雄:垃圾焚烧法也是无法达到真正无害化及完全资源化的目的。它产生二次污染的问题也是相当严重的,例如空气污染问题,像我们讲的一些有毒的气体,不光是二恶英,会造成严重的空气污染,其它还有氮的氧化物、硫的氧化物会造成酸雨,粉尘亦造成空气污染,二氧化碳造成温室效应等等。就是烧完了垃圾以后大概还有约10%的固体残渣,这些残渣变成有危险性的固体废弃物例如含极高的重金属等,在发达国家,这些是要把它当成一个危险性固体废弃物来处理的,处理费也是非常高的。

互动百科:怎么处理呢?是不是把这个废弃物再去埋掉。

吕正雄:一般采用填埋,但在西方发达国家的危险性固体废弃物填埋必须埋在所谓 “危险性废弃物填埋场”,其规定比一般卫生填埋场要严格许多。国内目前似乎很少此类填埋场。还有一些其它的处理方法,比如我们把它固化,固化以后还是要填埋,但可填埋到卫生填埋场。

互动百科:填埋可能会造成水的污染,也会不断的扩充填充面积,面积是有限的,垃圾是无限的。

吕正雄:对,水污染,还有大地的污染。大地污染和地下水污染的解决方法都是相当困难的,而且是非常贵的。

互动百科:现在中国对垃圾处理这块,因为这几年的高速发展,尤其是北京上海广东深圳这些一线城市每天产生大量的垃圾,现在我们看到的这些对外的报道,中国是在不断的,迅速的建设大型的垃圾焚烧厂来解决这些问题,据说采取非常先进的技术,央视2套的经济半小时还专门对这个问题做了一期节目,就是说民众反应强烈,坚决反对,因为在美国和日本,不断在淘汰这种垃圾焚烧的形式,中国是在迅速扩建,居民也不理解,为什么人家淘汰你还在用。原因是什么呢?

吕正雄:你讲的这个现象是对的,基本上我们刚刚提的两个主流方法,西方国家都想把它逐渐消除掉,或渐渐的把它减少。你刚才讲到焚烧,焚烧有二次污染的问题,也不是一个完好的资源回收再循环的方法,而这个方法拿到国内来用,我个人觉得,在现阶段也不是很适合,因为就算他没有二次污染,也有其他问题。我想某些人士的推动焚烧含有追求时尚及对环保最高宗旨不明之故。垃圾焚烧,中国的垃圾跟西方发达国家的垃圾不一样,一般我们垃圾有机物很少,焚烧的时候靠这些有机物产生热量发电回收常有达不到経済效益之困难。我们的垃圾有机物一般是在垃圾量的一半以内。上海、北京、深圳、广州这些比较发达的城市,它的有机物虽较高但一般也少於50%含量。一般越发达地区的垃圾,有机物含量会越高,美国全国平均垃圾有机物已经达到84%了,国内是50%以内,大约是美国垃圾有机物含量的一半左右。这是第一点为何中国垃圾比较起来不太适合焚烧的原因。第二点是中国垃圾比较潮湿,湿度比较大则燃烧的话一定要把这高含水分先汽化以后才可以燃烧,所以要更多的能量去烧它。其实我听了很多故事,甚至我知道美国跟欧洲大的固体废弃物处理公司,很早期便到中国建垃圾焚烧炉。我有个朋友,曾是Ogden(与美国最大的固废公司Waste Management Inc. 合并)公司亚洲地区总经理,该公司是全世界最大的垃圾填埋及焚烧处理公司。这位负责人亲自告诉我,他们早期(一九九0年代中期)在中国建的一些焚烧炉全部失败,损失非常大,他的意见是在中国现阶段用焚烧不是很理想的方法。

互动百科:听国外的这些专家也说,这个垃圾焚烧法技术和设备目前还是非常昂贵的,然后居民比较关心的,像二次污染,二恶英的排放,国外其他专家称二恶英目前无法准确测量到,因为它无色无味,这个有多少也不知道,国内现在分成两派,一派是支持建设的,说是可以把二恶英控制在无害的情况。另一派科研专家认为这个二恶英目前无法准确检测它的量,你说无害是没有根据的,现在群众的反响非常强烈,已经建好的在朝阳的耗资巨大的垃圾焚烧厂已经被迫停工了。二恶英的排放能不能准确检测呢?

吕正雄:我想以现在的精密检测仪器及严谨的采样技木来讲,是可以检测的。但是需要有経验的采样及分析师。 目前我想,比较严重的问题就是我们国家没有这方面很完整的资料及可信度高的第三检测方进行。国内已建好的这些焚烧厂,它在运转的时候,到底产生什么情况的二恶英浓度,并无很完整的全面性、长期性及可信性的记录,所以我们很难判断它说对我们是不是造成很大的公害,但是,照一般国外发达国家的研究及试验,这个公害是客观存在的,我相信中国也不能避免。全世界都在谈这个问题,难道中国就不会有这个问题?这个有点违反常态对不对?所以,我觉得这个问题,应该还是存在的,那当然老百姓会有他们的担心,这是情有可原的,这个不仅国内如此国外也是如此。

互动百科:谈到环境污染,各种排放到空气中的污染,已经让在国内生活的中、青年人非常敏感,中国现在却还是把垃圾焚烧厂花巨资引进过来,这是一个发达国家正在淘汰,中国正在花很多的钱去建设、去应用的设备,所以民众很不理解。

吕正雄:是,以我个人在国外从事固体废弃物研究、教学及咨询顾问工作接近40年的経验而论,国内现在走焚烧方法是不适合的。美国的情况其实跟中国比较接近,中国如果要借鉴发达国家的话,对这个固体废弃物的处理,我想美国情况我们可以拿来做借鉴。美国从差不多1990年使用巔峰的14.5%垃圾焚烧率,一直到现在不到12.5%。它的垃圾焚烧百分比不但没有增加,甚至在退减中。就是说固体废弃物焚烧法,不是发达国家目前垃圾处理的选项。目前之所以未巨减,是因为已建的这些焚烧炉非常昴贵,在它投资资金未回收情况下是不会関闭的,因这些焚烧炉在国外很多是私人的投资,它必需要能够把本钱回收,才可能把它禁掉。 但是政府是不希望他们开发这方面的处理法,所以这个百分比在逐年减少。其实,我刚刚没有提到,这个现象不止是焚烧炉的数量在减少,卫生填埋场也在减少,这个减少的量比焚烧更大,我举一个例子,美国在1980年代左右,那时候的卫生填埋场大约有八千个左右,到了最近大概只剩下1700多个填埋场。所以你可以看到它的下降多么快,我记得我在70年代中期教固体废弃物处理时,美国都市垃圾大概90%是用卫生填埋的,可是到现在呢,根据美国环保署的统计大概只有剩下55%,所以下降量非常大。

互动百科:也就是说从目前的发展趋势来看,这个传统的垃圾填埋法,或者焚烧法,都不可能成为未来处理垃圾的主流方式,那其实我们平常除了垃圾填埋法之外,也了解到有一种生物降解的方法,某些生物对某类垃圾可以有效的无污染的降解。

吕正雄:是,这个方法我们就叫堆肥,把固体废弃物里面的有机物一般用好氧的生化降解法以除去所谓 “易降解的有机物”。 因为固体废弃物种类很多,如都市垃圾,污泥,农业废弃物,养殖废弃物,还有我们工业界,像工厂产生的不一定是有危险性的,一般的有机废弃物,例如食品工厂产生很多这一类废弃物。但生活垃圾是比较特别的,因为生活垃圾它含有比较复杂,无法用生物降解的方法来处理的有机物,如塑料、橡胶等,还有金属、玻璃、建筑废弃物等无机的成份。这些难生化降解或无法生化降解的固废,在西方国家主要有两个大方向在解决这个问题,一个就是源分离,家家户户源分离,现在美国的源分离到现在为止三分之一的生活垃圾大概用源分离,还不是全部,另外一个方向就是用集中分检处理厂的分离。这种垃圾分检厂在发达国家是比较多的,但在我们国内还是非常非常少。 把这些无机物、很难降解的有机物除掉以后,剩下就可以用微生物降解它。我想强调一点就是说,这个用微生物降解垃圾,是目前很多专家想推动的方法,美国也是向这个方向。我们刚才讲垃圾填埋法和垃圾焚烧法都在下降,但是真正上升的处理量是什么?就是堆肥。从1980年,大概只有0.1%,即千分之一的垃圾量是堆肥处理,但2006年统计是达到了8.3%,也就是说,百分比上涨了83倍。其它两个方法处理百分比在下降,而堆肥法在上升。这说明现在的垃圾处理法在国外发达国家是倾向堆肥法的。 我们国内也曾经由政府在九零年代推动堆肥。但是堆肥有一个最基本的一个致命伤,就是它很慢,因为它靠微生物发酵及腐熟的过程非常耗时。一般都要好几个月,两个月,甚至三个月,所以它很难变成主流方法,它只能处理一部分产生的垃圾。我们知道堆肥法对环境保護及土壤改良很好,但是我们如果要把这个方法开发出来,变成一个主流的方法,一定要在速度方面加强。当然还有其它堆肥问题要加强,像传统的垃圾堆肥法,它存在一些缺点,比如说,它里面杂质还是很多,它里面的有毒性的物质也难有效去除,例如病毒、寄生虫的存在於堆肥中,一般来讲很难完全除掉它。另外尚有臭气问题。就是说,它在处理过程会产生臭气,好氧堆肥法进行时,打气以提高氧气给微生的同时就把这些臭气赶出来,不是造成四周围臭气冲天吗?这也是一个致命伤。
吕正雄教授访谈实录:垃圾焚烧法没有前途,不适合国内发展

互动百科:其实大家想的也是这个,生物降解的速度会不会太慢,担心的也是臭气问题。

吕正雄:没有错,这个是传统堆肥法比较重要的缺陷,也是它的瓶颈,就是它没有办法变成一个主流的处理方法,尤其是速度方面。

互动百科:现在有没有更先进一些的垃圾处理方法?

吕正雄:有的,在最近一二十年来,其实有很多固体废弃物的处理方法渐渐的研究开发出来。我举几个例子,例如说热裂解法,等离子法,或者是等离子气化法,以及其他的热处理法,厌氧分解法,酶分解法,甚至有人用固化的工艺把它固化,还有人建议把它送到水泥厂去烧。当然以上这些方法也都有它一些缺陷,也很难变成主流。它的主要缺陷不是太贵,就是它只能处理很少量,或者是这些工艺有些还不是很成熟,所以它很难被实际使用。但是有一个方向我们可以走的,就是我们刚才讲的堆肥法,不用微生物的降解方法而用机械热化学降解法。我们知道固体废弃物里的有机物可把它分成三大类,一类是 “易降解的有机物”,另外一类是 “中等可降解的有机物”,第三就是“无法或很难生化降解的有机物”。很难降解的有机物,主要是塑料、橡胶这两类。易降解的部分,一般跟我们食物比较有关系,例如蛋白质,脂肪,糖类,淀粉等类,这些都很容易腐烂的,会造成臭气正好也在这些成分里面,也是我们病毒,病菌,寄生虫存在之处,因为他们也需要吃东西,所以在里面生存,这方面就是造成我们环境很多污染的,处理这个过程里面,像臭气发生、病毒,病菌,寄生虫的存在。易降解有机物在美国垃圾成份中平均占1/3。而中等可降解的有机物,这一类在垃圾里面的含量很高,以美国来讲,差不多有一半垃圾量属于这一类。这一类里面最多的成分是什么?我们是把它叫做木质纤维素,这跟我们大自然接受阳光,绿色植物产生出来的这个东西有関。木质纤维素,也是我们地球上,产生最多的东西,也就变成垃圾里面最多的含量。美国垃圾里面有一半是这个成分,而这一半的成份是不会造成公害的。若我们把易降解有机物这部分分解以后,剩下的就是所谓中等可降解的有机物,即主为木质纤维素。此木质纤维素不但不会造成公害,它是非常有益的,因为如果把木质纤维素分解出来,里面有三样东西,我们叫木质素,半纤维素,及纤维素。纤维素对土壤改良是非常非常有用的。此纤維素会一部份逐渐转化为腐殖貭。如此若把生产出来的堆肥加到土壤里面,其纤维素及腐殖质可改良土壤结构,刺激农作物生长及改善农作物品质。但要领是要让有机堆肥产品中的纤维素在木质纤维素中分离出来,若纤维素由木质素及半纤维素中暴露不高其对土壤的改性作用便不高。这也是说有机堆肥品质的好坏可由纤维素暴露的程度决定。一般传统堆肥,因为用的是细菌分解,它可分解易降解有机物,但它很难去分解这个木质纤维素。 也就是说用传统堆肥方法,让纤维素跑出来相当困难。 虽然在自然界有一种白腐霉菌可以把木质纤维素破坏让纤维素跑出来,但一般传统堆肥情况下很少有白腐霉菌存在,故传维堆肥法对生产高品质的有机肥是有缺陷的。让我们进一步来了解传统堆肥法。 传统堆肥法在分解易降解有机物的过程称发酵,它是靠细菌把易降解的有机物吃掉,一部分变成自己微生物的身体,提供细菌成长的养份,另外一部分易降解有机物分解变成能量,提供微生物活动用。 等细菌成长到某一个程度把所有的易降解有机物都吃完了以后,我们一般叫这个环节为发酵完成。 但我们知道细菌本身也是易降解的有机物,它没有东西吃了,怎么办呢?这些细菌就互相残杀,这些细菌在自相残杀的过程,细菌量又会渐渐减少,这个自相残杀把易降解的有机物量减少的时间拉得很长,这一段时间我们叫腐熟。所以传统堆肥有两大步骤,一个是发酵一个是腐熟。 堆肥法有文字记载者已有约三千年之久。近数十年来有很多专家学者都想把传统堆肥改成快速方法。 一般方法主要在发酵部分,例如用机械法搅拌提供氧气及微生物与有机物之接触机会,或用微生物品种改良,例如选用高温菌,也有用添加剤来改良堆肥速率,或用养份改良、水份调节、增加空气注入等等以增快发酵速度。我曾经把国内这方面有关改良堆肥速率的工艺专利,差不多300多篇做了研究比较,发现其方法之改良不外上述之法。其实如果要增加堆肥速度,温度是最関键的因子之一。 我举个例子,有些专利,它可以把这个发酵,从好几个礼拜,降低到差不多剩下一个礼拜,或者几天,这已经是最快的了,但是腐熟这个步骤还是改进不了,一般需数周至数月才可完成。 那些专利对堆肥速率的改良其实跟温度有関。 目前来讲,传统快速堆肥的最高温度大约到60度或65度,再高上去就没办法了,因为微生物,温度太高就会死掉。 所以说传统的方法,它有这个瓶颈,快不了的瓶颈,就是说生物分解的方法,是受温度的控制的。

互动百科:像堆肥工艺目前有没有更先进的比较高速的?

吕正雄:有的,就是我们可以采用其它方法改良易降解有机物之分解方法。 我们刚刚讲温度是一个很重要的因素,但温度不是唯一的因素,还有其他因素。我们就这样来讲吧,如果其它因素都一样的话,我们如果可以把这个温度上升,易降解有机物分解速度就会加快。 我们大家都知道有个原理,温度每上升十度,反应速度会快一倍。不管是化学反应或者是生化反应,都是这个道理。如果说我们现在的传统方法是60度,再高不上来了,我们如果可以想一个办法,把温度提高到70度,不是堆肥速度快一倍吗? 若能提高到80度,又快一倍,但与60度比就不是两倍了,而是二的二次方是四倍了。我举一个很简单的道理,你如果从60度能够把温度提高到200度,那这个速度就快2的14次方倍数了。 如果我们把原先的传统堆肥法,比如说需要两个月,除以2的14次方的话,一下子便降低到约5分钟,若其它条件不变的话。 故仅从温度上着手,理论上我们就可以把这个堆肥速度,从好几个周,甚至两个月,降低到五分钟。 这个是从温度着手可以做到的。 但温度只是提供反应速率之条件,反应还需要其他困素的配合,例如添加剂的必需存在。如果是这样的话,我们就突破这个瓶颈,让堆肥,或更正确的说,让有机肥的生产方法能够达到高速。 但是未来要用这个新的方法,我们不能再用细菌了。这三千年来的记载,基本上堆肥都是用微生物,它并没有一个新的思维出来,另外去找一条路去加快易降解有机物的分解。 所以我个人,一二十年来在教固废处理之余,也常在想这个问题。 我想的问题就是我们可以用机械热化学法以达到这高速分解的目的,而且非常容易达到。

互动百科:这个原理是什么?

吕正雄:这个原理我可以分几个步骤来讲,第一个是,我们要处理易降解的有机物,我是走两个大方向配合来处理它,一个叫做热水解,另外一个叫做高温高压的氧化,有这两个作用互相配合。 这两个作用意味着什么呢,意味着温度提高后,在添加剂的作用下反应速率很快,易降解有机物就开始分解了。 当然添加剂种类会随不同的固体废弃物种类而配制以增速率。实验证明,一般差不多在半个钟头之内,甚至二十分钟或甚至更短时间就可以把易降解有机部份氧化掉,分解掉。 但我个人认为,这个方法最重要不止是把易降解有机物分解掉,我们应该把中等可降解的有机物,我刚刚讲的纤维素,释放出来。 释放越多,有机肥的功效越大,品质越高。 有机肥有六大功效,第一个就是吸水性和持水性,就是它能把水分吸住,而且保持在那里。 这为什么那么重要? 因为堆肥,或者有机肥它的吸水性持水性高的话,混到土里面可以帮土壤畜水在里面。 我们知道土壤里面水分足够的话,农作物就可以长得很快。 有机肥这个功效是怎么来的,这个功效是前述纤维素及腐殖质。腐殖质跟纤维素这两样东西,它有很高性能的吸水性和持水性,如果我们可以把这个性能显出来,就好象我们把它活化一样,把这个有机肥活化,你越活化它,它的优点就越高。 目前传统堆肥根据一些实验,它的吸水量差不多可有0.8倍,即一公斤可以吸水0.8公斤。 但农民使用有机肥,为什庅以前没有感觉那么高的好处呢? 因为它加得不多嘛。 以前数据顕示,一般有机肥施用量常在2%至5%间,很少超过5%。上述0.8倍再除以20倍,才等於约4%吸水持水之增加率。 这个4%的性能增加是很难让农民感受到的! 如果我们可以用一个方法,可以把纤维素大量釋出,并且一部分转到腐殖质的话,这个吸水和持水会增加很高。 试验证明我们可以增高数倍,至几十倍甚至几百倍持水性。 若能这样的话,传统堆肥是无法能比的。传统堆肥生产过程没有这个功效。 以上所述是有机肥的第一个功效,我们这个方法一定要朝这个功效把它显出来,能够把这个效果活化出来,这个有机肥才是真正好的。 第二功效是吸肥和持肥。 所谓肥份就是我们讲的氮磷钾。 纤维素和腐殖质正好有很强的这第二功效。我们知道,国内自从用化肥以后,农田的土地很易板结,也变得贫脊了。 板结以后土壤对吸肥及持肥的能力降低,我们加了肥料到农田以后在灌溉浇水时,很多肥分就冲掉了。 根据一些记载,这个肥分流失率可达50%甚至70%。那农民加了这些氮磷钾,这么都冲掉,农民当然造成很大的损失,肥料都浪费掉了。 我们如果能够在土中加进有机肥,尤其是活化以后的有机肥,它对吸氮磷钾的能力便很强。 有足够的有机肥在土壤裹,农民再加肥料的话,肥料就冲不走了,就不会损失掉肥分。 这样做对环境保护来讲也是非常重要的,我举一个例子,约两年前,太湖有极严重的蓝藻事件。 国内专家都知道,这个蓝藻事件,一般来讲是水太优化造成的,也就是水中肥分太高,氮磷钾都跑到水里面了。 天然水体中肥分的来源,一个是我们都市污水,另外一个就是这个灌溉的水。 因为太湖四周围是一个大的农业生产区,土壤吸肥能力甚为不足。目前我们国家也很重视,要花1100亿人民币来解决这个问题,1100亿很大一部分是要建污水处理厂,沿着太湖,170几座污水处理厂等待兴建。 我们这样做当然很好,但是能不能解决所有的问题? 答案是不能的。因为有一大部分是农业污染,或称面污染。解决面污染问题最好的方法是什么? 便是把有机肥混到土里面增进吸肥持肥。 以太湖为例,有些文献报道如果把所有环湖的城市的污水处理掉,大概只不过是解决一半的问题而已。面污染的解决不止是解决农民省钱的问题,让农作物真正长得比较快,而且我们还可以解决非常难解决的面污染的问题。 第三个特性就是土壤粿粒保持及耐沙化。有机肥像纤维素、腐殖质,加到土壤里面是可以固土壤的颗粒。这种特性,其实已经有很多人做过研究,它可以固沙,不止是沙,所有土壤颗粒,大大小小均可。 土壤我们一般分三大类,就是沙质、矽质及黏质土壤。 这些颗粒都可以被有机肥中的纤维素及腐殖质固定在那里,不会造成土壤的流失。 土壤加水的话,若无有机质存在,小颗粒容易流失。这是土壤水的侵蚀。除此之外,风的侵蚀也会很严重。 我们讲荒漠化,国内荒漠化相当严重,大家都知道,中国是世界上最严重荒漠化的一个国家。 据统计我们每年荒漠化土地在约3500平方公里的土地。 这个荒漠化是怎么来的? 是经过数万年不停的风吹外加植被的破坏。我们在荒漠化的地方一般都有很强的风,它吹的时候把比较小的颗粒,像矽质和黏质的土壤颗粒吹走了,剩下的就是沙。 这一吹的话就造成我们的沙尘暴,所以沙尘暴其实是荒漠化的一个结果。 如果我们可以把有机肥混在土里面的话,它就可以固定它而很难被吹走。 这是第三个效应,它可以固沙,这也是非常重要的,这个方法可以协助解决我们荒漠化的问题,因为我们每天沿著沙漠数百公里边沿的城市有极大量的堆肥可用。 第四个功效是,有机肥加到土壤里面可以把土壤变得疏松透气。 很多植物的根部是需要透气的。 加了有机肥就可以增加这一点。 第五功效点是隔热和保温,这一点对我们要种植物的种子,它发芽的时候特别重要,因为温度变化很大很多就没有办法发芽,就死掉了,保温情况很好,发芽的百分比就非常高,这个也很多人做过实验的。 关于隔热保温的这个特性,土里面加入有机肥,它这个效果非常好。 第六个功效就是透水性。 我们的有机肥不止是可以增加吸水和持水,还可以让水分在里面流动。 土壤加入有机肥会使得土壤比较蓬松,水分比较容易流动,这个透水性可以防涝,对植物生长很有利。 但是这很可惜的,以上所述的这六大特性在传统的堆肥是没办法完全显示出来,因为传统堆肥很难把纤维素大量释放出来,它仅可以释放一部分所以效果没有那么好。 我新开发的这个工艺,我把它叫高速活性堆肥的工艺,是针对这六大功能改良的。如果我们堆肥可以这么做的话,就可以把它叫做活性的有机肥,否则就不能叫它活性有机肥。

互动百科:您说的这个方法会不会有二次污染?

吕正雄:设计完善的高速活性堆肥厂,是密闭系统。 我们认为它是不会有二次公害的,为什么?因为这整个厂基本上是一个零排放的厂。 一般而言,除了都市垃圾在堆肥处理前需要分检外,其它的固废不需要分捡。分检出的塑料、橡胶,金属、玻璃等均可回收,而泥沙及混入垃圾的建筑材料亦可回收制水泥砖。 分捡以后剩下的有机物便可进入本高速活性堆肥之操作。其他种类的固废一般在预处理后即可直接进入堆肥操作。 有些有机物固废里面含有些有毒的物质,例如病菌、病毒、寄生虫,这都免不了的。 这类的固废进入高速活性操作以后,这些病菌,病毒,寄生虫都会死掉,因为使用的温度很高。 我们一般使用的温度是随废弃物而变的,一般是在150到300度之间。 这个温度范囲所有进来病菌寄生虫都会死去。 甚至在我们处理的情况下,很多有毒的化合物也可分解掉了,我们甚至发现像PCB这些相当毒的化合物,我们也可以把它分解掉。 这也就是说,我们这个方法,可以把这些有机肥里面的有毒的东西分解掉,这个现象在传统堆肥的方法里面,它很难做到的。其他如有机物里面还有重金属,这是一般做堆肥非常难解决的一个问题,我们这个方法其中的一个步骤就是包括重金属的去除。 你刚才说有没有二次公害,我可以这么讲,所谓二次公害,是指该工艺技术是否会造成水污染,空气污染,或大地污染。 如前所述高速活性堆胞工艺之所有反应釜都是密闭的。 反应里面当然有些水的存在,这些水在其中有一个步骤分出来,分出来以后,这些水,是很宝贵的,里面有很多肥分。 这些水在有害物去除后制成液态的肥料,所以我们没有水污染问题,所有水都变成液态肥料去了。 然后関於空气部分,因为反应在高温进行,不免产生蒸汽这一类的气化物。 这些气化物中可能会含有极微量的挥发性有机或无机物。 但产生的蒸汽是在厂里面一直循环利用的,到最后呢,我们就进行蒸汽和空气的分离。 分离以后,经过空气处理设备,才排放至大气中。 所以我们基本上没有空气污染问题。 而处理中的固体部份全部转化成活性堆肥了,故整个操作基本上是零排放。
我们现在正在北京建示范厂,一天处理50吨的规模。 将来若处理都市垃圾,则应厂中加入前期分捡设备。 这种分检设备西方国家很多的,不是我们的试验目的。 但若国内不施行源分离,建一个分检示范厂则可进行。 我个人在美国南加大开了一门课专门教固废回收厂设计,其中一大部份便是垃圾分捡厂。 技术是有的,你要分捡到非常完整,就必须要花更多的钱来做它。

互动百科:我们关心的是它的方法和传统方法相比大概是什么样的优势?

吕正雄:可以这么讲,我们这个方法,有机废弃物从进到出,整个处理的过程,不到一个小时。 这个意味着什么呢? 意味着我们当天产生的垃圾或污泥,如果我们用这个方法处理的话,我们当天就可以处理完的。 当然焚烧的速度会更快,但是这个快已经没有什么意义。 所以我叫此法为一小时的高速活性堆肥。 高速是此法第一个优势。 第二个优势是什么?是建厂费。 目前的垃圾焚烧炉建厂费相当高的,一般国内我看到已经建的资料,大概要45万到60万一吨。 比如你一天处理300吨的话,就要花上1.35亿到1.8亿之间。 而高速活性堆肥法的处理建厂費,差不多10至12万一吨。 所以你可以看出,焚烧炉法比这个方法贵了约四倍个上。 而处理费用部份,根据我们现在的资料比较,高速活性堆肥法也是比较有优势的。 我可以解释为什么? 我们在进行热化学处理的时候,有一个很关键的操作就是瞬间把易降解有机物氧化,以便温度快速上升。 温度上升,在某一个情况下,它就变成一个自续反应。 这个自续反应产生很多能量,这些产生的能量,足够整厂之操作所需,不需额外燃料。所以整厂操作是非常节省能源的。 所以处理费用可下降。 当然电费是不可省的,因有一些其它附属设备,及添加剂的操作费用。 虽然添加剂的使用也需费用,但这些添加剂都是非常通常的添加剂,价格也不用很高,一般1%加剂量就够了,所以这个费用也不高,所以我们觉得这个方法,非常有竞争性。

互动百科:像美国现在主要的垃圾处理方法是采取什么方法?

吕正雄:我们刚才前面说过两个主流方法,美国现在使用最多的是卫生填埋。 但是美国现在也在强调堆肥,我们刚刚讲堆肥成长80年代到现在百分比成长80几倍。但是高速活性堆肥这个方法是相当新的,刚刚开发出来没多久,目前来讲,在美国也没有开始使用。 我也曾经跟美国一些做这方面的人员讨论过,现在在美国使用的时机我认为不成熟,为什么?美国开发比较早,产生出来的固废皆有方法在使用了,一时也难更改。 我前面举例说焚烧炉,很多私人企业投资,你让它停下来改用其它方法很困难,这个投资一定要回收出来才有可能转换。 焚烧炉的回收期相当长,你没有让它回收投资并赚钱,怎能叫停?所以不会马上把焚烧炉关掉,所以你可以想,美国现在要突然改用新的方法,是有存在的困难的。 可是我们中国没有这个限制。 我们中国的固废处理现在还是从零开始,所以我们现在如果可以采用更好的方法,这个对我们中国来讲,是一个很大的福音,就像我们现在中国用很多高科技西方国家没有办法用,像我们建一个大楼可以用最新的科技来建,西方国家早就建了,再改就很困难了。 我们国家采用新科技新方法我觉得很容易,所以你刚才讲西方国家,它是有在改变了,但是会很慢。 当这个技术开始推动,或者其它技术开始推动,这些改进在这些西方发达国家在现阶段不会很明显的。

互动百科:也就是说,在未来新的垃圾处理技术,将逐步取代垃圾填埋法和垃圾焚烧法,这两个方法目前来看是没有发展前景的。

吕正雄:我个人认为不应有好的发展前景。

互动百科:中国国内的垃圾处理技术处于什么样的水平?

吕正雄:很多开发中国家不止是中国,绝大部分的垃圾,都是垃圾填埋法,这个跟卫生填埋不一样,西方国家把这个叫做 “倾倒法”,和现在的垃圾卫生填埋法是不一样的。 倾倒法有太多的缺点了,它所有的害处都出来了,臭气冲天,有毒的东西到处充斥着,水污染、大地污染无法避免。 西方发达国家是禁止此法的。 很可惜国内一直到最近用的绝大部分还是用这种方法。 现在因为国家环保部的推动,已经很多城市开始在改良了,改良成卫生填埋法及焚烧法。 因为每个城市的经济状况比以前好很多有能力做这件事情。

互动百科:企业呢?比如说垃圾处理方式,或者您说的其它的方法,它是怎样?一般什么时候得到回报?

吕正雄:我们应该这么说,企业的回报跟政府的支持是有一个很大的关系的。 我为什么这么讲呢? 西方发达国家,它的垃圾处理很多是企业界在做,政府有补助,比如你处理一吨给你多少钱。 我现在知道国内也朝这个方向在做,跟西方一样。 国内,据我所知,目前政府补助的垃圾处理费一般在80元到150元人民币一吨之间。 而污泥的补助,约在200到300元人民币一吨。这些范围的补助对很多固体废弃物处理方法来讲,它的利润是非常低的。所以你刚刚讲说,什庅时候得到回报,一方面取决於政府的补助。 西方发达国家的补助是很多的。 如果企业采取的方法并不是很有效的方法,它的利润就会更低了,一般来讲高速活性堆肥工艺,因为它的竞争性比较高,跟其它方法相比应比其它方法好很多。 甚至与已经建好的卫生填埋场的开发建造单价相比,卫生填埋一般在15万到20万之间,故高速活性堆肥亦有竞争优势。 卫生填埋的整地費、垃圾置放时的挤压及日盖层操作费、防水层兴建费,渗漏水控制抽取及处理費、填埋场气体抽取及处理/回收費等等,这些费用就把卫生填埋的价钱提高了。 我看了一些报道,目前新建的卫生填埋场要15万到20万一吨的建造费。 而高速活性堆肥厂之建造费,在经济规模达到后,大约在10万到12万一吨间。 当然这不含垃圾分检厂建厂费。 因除垃圾需要分检外,其他固废之堆肥处理不需分检,所以相当有竞争性。与其他的热裂解法,等离子法等相比也很有竞争性。 当然企业做经済分析不只比较建厂費,还应比较操作費,以及资源回收的收入。当把这些都考虑了,我们会发现高速活性堆肥法会有最高的経济效益的, 因为高品质有机肥的价格相当高,使得高速活性堆肥法最具経済竞争优势。

互动百科:国家对垃圾处理很关注,您觉得企业投资这一块的话,您觉得前景怎么样?

吕正雄:我觉得前景相当不错。 以西方国家为例,为什么固体废弃物处理会企业化,或者私营化,就是因为它有利润,这件事情才可以进行。 这些利润的达到当然需要政府做合理的补助。 我相信国内也会走同样的道路,因为全世界其它国家也是走这样的道路,所以我觉得这个行业,将来企业化可能性非常高。 我也认为国内私人企业来做这件事,比政府来做好很多。为什么? 政府来做,本身是裁判又兼运动员的话不好。 你让企业来做固废处理,而政府做监督,才会把这件事情做得更好。

互动百科:关于国内有没有什么企业去投入过这方面?

吕正雄:我有了解一些,但是我现在不便把它们的名字讲出来。

互动百科:中美两国比较的话,関於企业参与垃圾处理,这在数量上,或者参与程度上会否大不相同?

吕正雄:美国企业参与固废处理率相当高。 而国内现在才刚刚起步,真正企业化也许现在用两只手都可以数出来。目前国内企业尚少真正打入这个行业。

互动百科:目前美国的企业得到经济回报了吗?

吕正雄:美国企业有得到经济回报。 公司都是一直存在,便是证明。 而且有些回报还是相当不错的。

互动百科:好的,谢谢吕教授!


吕正雄教授访谈实录:垃圾焚烧法没有前途,不适合国内发展


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