固体废物处理与处置.doc

固体废物处理与处置一、固体废物的危害与现状1.固体废物的定义域分类定义：固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽为丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定固体废物管理的物品、物质。分类：固体废物有多种分类方法，按其化学性质可分为有机废物和无机废物；按其来源分类，城市生活固体废弃物、工业固体废弃物和农业废弃物；按其危害状况可分为一般废物和有害废物。危险废物：列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物。2.固体废物的来源：固体废物主要来源于人类的生产和消费活动。包括城市生活垃圾、农业废弃物和工业废渣。一般来说，城市每人每天的增圾量为12公斤，其多寡及成分与居民物质生活水平、习惯、废旧物资回收利用程度、市政建设情况等有关。如国内的垃圾主要为厨房垃圾，有的城市，炉灰占70%，以厨房垃圾为主的有机物约20%，其余为玻璃、塑料、废纸等。农业垃圾主要为粪便及植物秸杆类。工业废渣指工业生产过程排出的采矿废石，选矿尾矿、燃料废渣、冶炼及化工过程废渣等。3.固体废物的危害：未经处理的工厂废物和生活垃圾简单露天堆放，占用土地，破坏景观，而且废物中的有害成份通过刮风进行空气传播，经过下雨侵入土壤和地下水源、污染河流，这个过程就是固体废弃物污染。 侵占土地，浪费土地资源 固体废物产生以后，须占地堆放，堆积量越大，占地越多，随着生产的发展和消费的增长，垃圾占地的矛盾日益尖锐。污染土壤废物堆置，其中的有害组分容易污染土壤；工业固体废物还会破坏土壤内的生态平衡；固体废物中的有害物质进入土壤后，还可能在土壤中发生积累；来自大气层核爆炸试验产生的散落物，以及来自工业或科研单位的放射性固体废物，也能在土壤中积累，并被植物吸收，进而通过食物进入人体。污染水体固体废物随天然江水或地表径流进入河流、湖泊，或随风飘迁落入河流、湖泊、污染地面水，并能随渗沥水渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染；废渣直接排入河流、湖泊或海洋，能造成更大的水体污染；生活垃圾未经无害化处理任意堆放，也已造成许多城市地下水污染；目前，一些国家把大量固体废物投入海洋，海洋正面临着固体废物潜在的污染威胁；即使无害的固体废物排入河流、湖泊，也会造成河床淤塞，水面减小，水体污染，甚至导致水利工程设施的效益减少或废弃。污染大气一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被为生物分解，能释放出有害气体；以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下回随风飘逸，扩散到远处；固体废物在运输和处理过程中，也嫩产生有害气体和粉尘;煤矸石自然会散发大量的二氧化硫；焚烧法处理固体废物已成为有些国家大气污染的主要污染源之一。影响环境卫生，危害人体健康固体废物在城市里大量堆放而又处理不妥，不仅妨碍市容，而且有害城市卫生。城市堆放的生活垃圾，非常容易发酵腐化，产生恶臭，招引蚊蝇、老鼠等孳生繁衍，容易引起疾病传染；在城市下水道的污泥中，还含有几百种病菌和病毒。长期堆放的工业固体废物有毒物质潜伏期较长，会造成长期威胁。二、固体废物处理与处置方法1.处理(1)物理处理：物理处理是通过浓缩或变相改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。物理处理方法包括压实、破碎、分选、增稠、吸附等，作为回收固体废物中有价物质的重要手段。(2)化学处理：化学处理是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而使其达到无害化。化学处理方法包括氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。有些有害固体废物，经过化学处理还可能产生富含毒性成分的残渣，还须对残渣进行解毒处理或安全处置。(3)生物处理：生物处理是利用为生物分解固体废物中可降解的有机物，从而使其达到无害化或综合利用。固体废物经过生物处理，在容积、形态、组成等方面，均发生重大变化，因而便于运输、贮存、利用和处置。生物处理方法包括好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。(4)热处理：热处理是通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处理方法包括焚烧、热解以及焙烧、烧结等。(5)固化处理：固化处理是采用固化基材将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，从而能较安全地运输和处置。固化处理的主要对象是危险固体废物。处理措施处理途径主要方法适宜处理废物物理处理改变固体废物的结构形态压实、破碎、分选、增稠、吸附处置前需要预处理的固体废物化学处理破坏固体废物中的有害成分氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出无机固体废物生物处理分解固体废物中可降解的有机物好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理可降解有机固体废物热处理破坏和改变固体废物组成和结构焚烧、热解以及焙烧、烧结可燃固体废物固化处理将废物固定或包覆起来包胶固化、自胶结固化、玻璃固化、水玻璃固化危险固体废物压实技术压实是一种通过对废物实行减容化、降低运输成本、延长填埋寿命的预处理技术，压实是一种普遍采用的固体废弃物的预处理方法，如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理，适于压实减少体积处理的固体废弃物，不宜采用压实处理，某些可能引起操作问题的废弃物，如焦油、污泥或液体物料，一般也不宜作压实处理。 破碎技术为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形减小，必须预先对固体废弃物进行破碎处理，经过破碎处理的废物，由于消除了大的空隙，不仅尺寸大小均匀，而且质地也均匀，在填埋过程中另令压实。固体废弃物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等此外还有专有的低温破碎和混式破碎等。 分选技术固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段，通过分选将有用的充分选出来加以利用，将有害的充分分离出来；另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离，分选的基本原理是利用物料的某些性方面的差异，将其分离开。例如，利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离；利用粒径尺寸差别进行分离；利用比重差别进行分离等。根据不同性质，可设计制造各种机械对固体废弃物进行分选，分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。 固化处理技术固化技术是通向废弃物中添加固化基材，使有害固体废物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程，经过处理的固化产物应具有良好的抗渗透性、良好的机械性以及抗浸出性、抗干湿、抗冻融特性，固化处理根据固化基材的不同可分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化及胶质固化等。 焚烧和热解技术焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程，好处是大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧方法处理固体的废弃物，利用其热能已成为必须的发展趋势，以此种处理方法，固体废弃物占地少，处理量大，在保护环境、焚烧厂多设在10万人以上的大城市，并设有能量回收系统。日本由于土地紧张，采用焚烧法逐渐增多，焚烧过程获得的热能可以用于发电，利用焚烧炉生产的热量，可以供居民取暖，用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点，如投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温（5001000）加热，使之分解为气、液、固三类产物，与焚烧法相比，热解法则是更有前途的处理方法，它最显著的优点是基建投资少。 生物处理技术生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可以用来从废品和废渣中提取金属，是固化废物资源化的有效的技术方法，目前应用比较广泛的有：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。名称优点适宜废物不适宜废物压实技术减容、降低运输成本、延长填埋寿命汽车、易拉罐、塑料瓶等焦油、污泥或液体等能引起操作为题的物料破碎技术减小空隙，使废物质地均匀粗大锋利的废石废渣等、体积较大的废物分选技术回收可利用物粒，分离不利于后续处理物粒不同分选技术适用于不同固体废弃物固化处理技术重金属等有害废物焚烧技术大量有害废物变无害废物，且产生能源可燃废物不可燃废物热解技术投资少高温条件下易分解的固体废物生物处理技术使废物资源化可生物降解的固体废物2.处置固体废物处置是指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。一些固体废物经过处理和利用，总还会有部分残渣存在，而且很难再加以利用，这些残渣可能又富集了大量有毒有害成分；还有些固体废物，目前尚无法利用，它们都将长期地保留在环境中，是一种潜在的污染源。为了控制其对环境的污染，必须进行最终处置，使之最大限度地与生物圈隔离。 海洋处置海洋处置就是利用海洋巨大的环境容量和自净能力，将固体废物消散在汪洋大海之中。而且，大洋远离人群，污染物的扩散不易对人类造成危害。海洋是人类生存长期依赖的环境，因此，对于海洋处置我们必须注意以下几方面的问题：（1）处置之前，应通过小型试验来研究可能对生态环境的影响。（2）对废物进行全面分析测试，参照有关国际公约和国内的管理条约，确定废物海洋处置的可能性和可行性；（3）可以用其他方法处置的废物，要通过经济比较来决定是否采用海洋处置，当然也必须进行社会效益和环境效益的分析。海洋处置废物的允许准则是：生物试剂、化学试剂、放射性试剂、强放射性废物、可能冲蚀海岸的永久性惰性漂浮物质均属于禁止海洋处置废物；汞、镉等有毒金属、有机卤素及漂浮油脂类物质禁止大量向海洋倾倒；有机硅化合物、无机工艺废料、有机工艺废物及某些重金属元素或化合物也要严格控制采用海洋处置。海洋倾倒就是用船舶或飞机把废物运到选定的海洋，然后将其扔进海中。为了运输和操作方便，被处置的固体废物一般要进行预处理，包装或用容器盛装，也可以用混凝土块固化。要求固化体的抗压强度大于等于150kg/cm2，密度大于1.2，以防止固化体破裂或上浮。远洋焚烧的法律定义是指以高温破坏有毒有害废物为目的，而在远离人群的海洋焚烧设施上有意焚烧废物或其他物质的行为。海洋焚烧设施一般包括船舶、平台或其他人工构筑物。采用远洋焚烧的主要优点是：在大洋中焚烧时所产生的氯化氢气体经冷凝后可直接排入海中稀释，焚烧后的残渣也可直接倾入大海。另一个优点是处置的费用比陆地便宜，因为它对空气净化的要求低，工艺相对简单。海洋处置主要分海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。近年来，随着人们对保护环境生态重要性认识的加深和总体环境意识的提高，海洋处置已受到越来越多的限制。 陆地处置陆地处置包括土地耕作、土地填埋以及深井灌注等。 （1）土地耕作处置是利用现有的耕作土地，将固体废物分散在其中，在耕作过程中由生物降解、植物吸收及风化作用等使固体废物污染指数逐渐达到背景程度的方法。随着人类文明的不断发展，产生的固体废物种类越来越多，城市生活垃圾、冶炼渣、石油废物等可生物降解的东西，也被人们广泛采用土地耕作处置的方法来进行处理。土地耕作处置固体废物具有工艺简单、操作方便、投资少、对环境影响小等优点，而且确实能够起到改善某些土壤的结构和提高肥效的作用，而为环保工作者和农民所共同接受。值得注意的是，若垃圾含有害重金属和不可生物降解的其他有害成分，采用土地耕作处置应慎之又慎，特别是重金属可以积累在土壤中，又可以进入生物体循环，其危害性相当大，千万不可盲目采用此法。（2）土地填埋处置：它是从传统的堆放和填埋处置发展起来的一项最终处置技术。因其工艺简单、 成本较低、适于处置多种类型的废物，目前已成为一种处置固体废物的主要方法。 土地填埋处置种类很多，采用的名称也不尽相同。按填埋地形特征可分为山间填埋、平地填埋、废矿坑填埋；按填埋场的状态可分为厌氧填埋、好氧填埋、准好氧填埋；按法律可分为卫生填埋和安全填埋等。随填埋种类的不同其填埋场构造和性能也有所不同。一般来说，填埋主要包括：废弃物坝、雨水集排水系统（含浸出液体集排水系统、浸出液处理系统）、释放气处理系统、入场管理设施、入场道路、环境监测系统、飞散防止设施、防灾设施、管理办公室、隔离设施等。 卫生土地填埋适于处置一般固体废物。所谓卫生土地填埋，是指把被处置的固体废物如城市生活垃圾、建筑垃圾、炉渣等进行土地填埋，这样对公众健康和环境的安全不会产生明显的危害。卫生土地填埋分为厌氧、好氧和准好氧三种类型。其中，厌氧填埋是国内采用最多的一种形式，它具有填埋结构简单、操作方便、施工费用低、还可回收甲烷气体等优点。好氧填埋类似高温堆肥，能够减少填埋过程中由于垃圾分解所产生的水分，相应地可以减少由于渗出积累过多所造成的地下水污染；好氧填埋分解速度快，所产生的高温能有效地消灭大肠杆菌和部分致病细菌；但是，好氧填埋处置工程结构复杂，施工难度大，成本很高，比较难于推广使用。准好氧填埋介于厌氧和好养之间，更类似于好氧，此法也不宜推广应用。卫生填埋方法历史悠久，以往填埋垃圾的渗出液主要靠下层土地来净化，但日久天长或地质构造环境变化的影响，渗出液难免会对地下水或周围环境造成污染。为此，卫生填埋已发展成底部密封型结构，或底部和四周都密封的结构，从而防止了渗出液的流出和地下水的流入，渗出液又经收集处理，有效地保证了环境的安全。安全土地填埋与卫生土地填埋的主要区别就在于：安全土地填埋场必须设置人造或天然衬里，下层土壤或与衬里相结合处的渗透率应小于10-8cm/s；最下层的土地填埋场要位于该处地下水位之上；要配备浸出液收集、处理及监测系统。安全土地填埋的显著特点是有效地保护了地下水免受污染，主要是针对处理有害有毒废物而发展起来的方法。安全土地填埋从理论上讲可以处置一切有害和无害的废物，但是，实际中对有毒物进行填埋处置时还是要谨慎，至少应首先进行稳定化处理。对于易燃性废物、化学性强的废物、挥发性废物和大多数液体、半固体和污泥，一般不要采用土地填埋方法。土地填埋也不应处置互不相容的废物，以免混合以后发生爆炸，产生或释放出有害、有毒气体。为了防止有毒有害物质的释出，减少环境污染，安全土地填埋场地的设计一般要遵循以下原则：（1）处理场应有足够大的容量，至少能容纳一个工厂（或地区）产生的全部废物，并应考虑到将来场地的开发和利用。（2）要有适应工厂生产和工艺变化所造成的废物性质及数量变化而可能影响填埋操作的相应措施。（3）填埋处置系统要能满足全天候操作的要求。（4）填埋场的地质构造条件稳定，环境适宜，能在较长时期内使用。（5）按照现行法律和规章制度的要求，系统能满足对有害废物土地填埋的处置标准。安全土地填埋场设计时应特别注意的问题是：衬里、浸出液回收及监测设施能否满足地下水保护系统的基本要求；地表水的控制工程是否符合要求等。浅地层埋藏是针对放射性固体废弃物的一种更安全的土地处置方式。放射性固体废物不能采