环境工程专业固体废弃物资源化利用技术研究

引言

固体废弃物作为人类社会生产和生活活动中不可避免的副产物，其管理水平直接反映一个国家或地区环境治理能力与资源利用效率。我国固体废弃物年产生总量巨大，包括城市生活垃圾、工业固废、建筑废弃物、农业废弃物等多个门类，具有产量大、成分复杂、污染潜力高等特点。长期以来，填埋和焚烧被视为主要处置手段，但这种以终端处理为主的方式不仅消耗大量土地和能源，还可能带来地下水污染、大气排放等次生环境问题。面对日益严峻的资源环境压力，国家和社会各界日益重视固体废弃物的资源化利用，将其纳入“碳达峰碳中和”战略、“无废城市”建设与“绿色低碳转型”的重点领域。环境工程专业作为支撑绿色发展的关键学科，在固废资源化利用技术方面肩负着创新驱动与成果转化的重要使命。因此，深入研究和探讨固体废弃物资源化利用的技术体系与工程策略，具有重要的理论价值与现实意义。

一、固体废弃物资源化利用的基本内涵与分类路径

固体废弃物资源化是指将废弃物中可利用组分通过物理、化学或生物技术转化为有用产品或能源的过程，其核心在于实现废物的价值再发现与循环再生。根据固体废弃物的性质与成分，可分为有机质资源化、无机材料资源化与能量资源化三大路径。有机质类如餐厨垃圾、农业秸秆、污泥等，适合采用堆肥、厌氧发酵、热解等方式生成有机肥或沼气；无机类如废玻璃、废金属、建筑渣土等，则适宜通过破碎分选、熔融再造等方式回收利用；而部分高热值废弃物如废塑料、废橡胶等，则可经气化、燃烧等方式转化为热能或电能。合理的资源化路径选择不仅取决于废弃物本身属性，还受到技术可行性、经济成本与环境影响等因素的制约，因此需在系统评估的基础上进行针对性配置。环境工程技术正是在这一基础上不断深化工艺集成与系统优化，以提升资源化利用的效率和可持续性。

二、典型固体废弃物资源化技术及其应用进展

在环境工程领域，针对不同类别固体废弃物已形成较为成熟的资源化处理技术。以城市生活垃圾为例，当前广泛应用的技术包括机械生物处理（MBT）、垃圾焚烧发电、生物干化与有机质堆肥等。其中，MBT 技术通过物理分选去除无用组分后，结合生物发酵处理有机部分，兼顾了减量化与资源化。焚烧发电则以高热值组分为对象，通过热解和燃烧产生电能，同时实现有害物质的无害化处置。对于农业固废，如秸秆、畜禽粪便等，环境工程实践中多采用厌氧消化制气、热解炭化制炭、快速堆肥制肥等技术路径，形成“气 - 肥 - 能”多元协同的资源利用格局。工业固废如粉煤灰、冶炼渣等，则通过水泥窑协同处理、道路填筑、建材再造等方式实现资源化，其稳定性与利用率不断提升。在建筑废弃物资源化方面，近年来预处理与再生骨料技术迅速发展，实现了废混凝土、砖石等材料的大规模再利用，为建筑行业绿色转型提供了技术支撑。这些资源化技术的推广，不仅缓解了环境压力，还提升了废弃物处理的经济效益与社会效益。

三、固体废弃物资源化过程中面临的技术瓶颈与挑战

尽管固体废弃物资源化技术不断进步，但在实践推广中仍存在诸多技术瓶颈与管理难题，制约了其规模化与高效化发展。首先，废弃物成分复杂、混杂性强，导致分选难度大、资源利用率低，尤其是在生活垃圾、混合建筑垃圾中问题尤为突出。传统的人工分选或粗略机械分选难以满足精细化处理需求，制约后续资源化工艺的开展。其次，部分资源化技术如热解气化、等离子体处理等仍面临设备成本高、运行能耗大、系统不稳定等问题，难以广泛应用于基层工程中。此外，由于废弃物来源多样，缺乏统一的收运分类与标准化预处理体系，使得资源化处理的原料保障不足，影响装置连续运行与产品质量。再者，现有政策支持与市场机制仍不完善，缺乏稳定的补贴政策、税收优惠与绿色产品采购机制，导致企业资源化投资动力不足。因此，必须在加强源头分类、优化技术路径、完善标准体系与政策支持等方面协同推进，打通资源化利用的“堵点”。

四、推动固体废弃物资源化技术高质量发展的对策建议

为实现固体废弃物资源化利用的高质量发展，环境工程需在以下几个方面持续发力。其一，加强基础研究与技术集成，推动智能识别、精准分选、高效转化等关键技术的研发与装备创新。通过引入物联网、人工智能等新一代信息技术，实现废弃物分类、预处理与加工全过程的数字化与智能化管理，提升处理效率与资源回收率。其二，构建固废全生命周期管理体系，推动资源化利用从单点工艺向系统化工程转变。要从源头减量、中端处理到末端利用全过程进行优化设计，形成闭环循环模式。其三，加快地方资源化利用示范基地建设，推动技术成果向基层快速转化，建立可复制、可推广的典型工程案例，提升全社会对资源化利用的认知与接受度。其四，完善法律法规与激励机制，制定有利于资源化技术推广的行业标准和产品认证体系，构建“污染者付费 + 资源利用收益”并重的机制体系，引导各方积极参与固废资源化治理。此外，需加强多元主体协同，包括政府、企业、高校科研机构、公众等的互动协作，形成合力推进的良性格局。

五、结论

固体废弃物资源化利用作为环境工程领域应对资源紧张与环境污染的战略选择，其在推动经济发展方式转型、提升资源利用效率、改善生态环境方面发挥着不可替代的作用。通过系统梳理当前固废资源化技术的典型路径与实践模式，可以发现，尽管部分技术已趋于成熟并具备产业化基础，但在高效分选、深度转化、系统耦合等方面仍需不断优化。未来，应加强交叉学科融合，注重工程技术创新与政策机制联动，推动资源化技术从单一技术向智能系统集成方向发展，构建更具韧性与可持续性的固废资源化利用体系。唯有如此，才能真正实现废弃物从“末端负担”向“资源资产”的战略转型，为我国生态文明建设与可持续发展提供坚实支撑。

参考文献

[1] 杨静 . 国家自然科学基金委员会环境工程学科十年发展回顾与新形势下高质量发展展望 [J]. 环境工程学报 ,2024,18(12):3387-3393.

[2] 王静 , 华承鑫 .“新工科”背景下“固体废物处理与处置”教学改革 [J].化工时刊 ,2024,38(06):98-101.DOI:10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2024.06.023.

[3]《安全与环境学报》2024 年索引 [J]. 安全与环境学报 ,2024,24(12):4933-4972.