综述:城市固体废物管理的转型:分类挑战、废物转化能源技术与循环经济策略现状

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Journal of Industrial and Engineering Chemistry 5.9

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  这篇综述系统探讨了城市固体废物(MSW)管理中的关键挑战与解决方案,聚焦废物分类效率对废物转化能源(WtE)技术(如热化学/生化处理)性能的影响,并整合循环经济策略。通过对比焚烧、热解、气化等技术路径,提出政策驱动干预和预处理优化是提升能源回收率(550–750 kWh/吨MSW)、减少温室气体排放的核心。

  

挑战与转型背景
全球城市化与人口增长推动城市固体废物(MSW)年产量达2.2 Gt,预计2050年增至3.4 Gt。当前70% MSW通过填埋或非法倾倒处理,导致土壤污染与臭氧层破坏。发达国家依赖自动化分类系统,而发展中国家受限于基础设施,凸显分类效率对WtE技术选择的决定性影响。

技术路径对比
热化学处理(焚烧、热解、气化)与生化处理(厌氧消化、堆肥)构成WtE核心。焚烧虽可减容90%并发电(550–750 kWh/吨MSW),但二噁英排放需严格控制;气化产物(合成气)更适于化工原料,而厌氧消化对高有机质废物(占MSW 45%)的甲烷回收率显著。表3显示,技术选择需基于废物组分与经济效益:例如,低热值废物适合生化处理,而高热值废物宜采用热解。

循环经济整合
WtE技术推动资源闭环,如焚烧底灰(20–30%产出)可作为建材,而厌氧消化的沼渣用于农业。分类效率提升35–50%可显著提高材料回收率,但需配套政策支持,如欧盟的废弃物框架指令。

未来方向
需开发混合处理系统以应对复杂废物组分,并通过AI优化分类流程。政策层面应强化生产者责任延伸(EPR)制度,同时降低WtE设施投资门槛(如韩国国家研究基金会资助案例)。

结论
MSW管理转型依赖技术-政策协同:分类优化是WtE效率基石,而循环经济策略将废物转化为能源与资源的关键纽带。

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