固体废物处理与处置复习方案.doc

AWT 第一章 绪论1.按物料的毒性如何对固体废物进行分类？如何鉴别？（提示：生活垃圾、一般工业固体废物、危险废物）按危害：生活垃圾、一般工业固体废物、危险废物鉴别：（1）生活垃圾：城市生活垃圾又称为城市固体废物，它是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，以及被法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物；（2）一般工业固体废物 系指未被列入国家危险废物名录或者根据国家规定的GB5085鉴别标准和GB5086及GBT 15555鉴别方法判定不具有危险特性的工业固体废物。第类一般工业固体废物：按照GB5086规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中，任何一种污染物的浓度均未超过GB8978污水综合排放标准最高允许排放浓度，且pH值在6至9范围之内的一般工业固体废物。第类一般工业固体废物：按照GB5086规定方法进行浸出试验而获得的浸出液中，有一种或一种以上的污染物浓度超过GB8978最高允许排放浓度，或者是pH值在6至9范围之外的一般工业固体废物。（3）危险废物：我国危险废物的鉴别、分类分为两个步骤：第一步，将名录中所列废物纳入危险废物管理体系；第二步，通过鉴别标准将危险性低于一定程度的废物排出危险废物之外，即加以豁免。2.论述采取“无害化、减量化、资源化”为原则控制固体废物污染的意义和具体方法。 减量化：意义：提高资源利用率保护环境 提高转化率（得率）提高经济效益 降低污染物处理费用、减少对环境的危害途径：从源头和末端减量化从源头减量：采用清洁生产技术（。需要从污染源头起始，改进或采用更新的清洁生产工艺，尽量少排或不排废物。从未端减量：焚烧、破碎-压实等措施；综合利用减少外排； 资源化：二次资源、再生资源意义：资源短缺较高的开发价值有利于保护资源、减少废物的产生、减少环境污染途径：直接用作其他产品的生产原料 分离富集获得有价成份 化学或生化处理获得产品获得能源：厌氧发酵得甲烷甲醇氢气等、焚烧得热能、热解原则：技术可行；经济效益较好；产品质量符合标准；不产生更严重的二次污染 无害化：意义：将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境之目的。这是对环保工作最基本的要求。途径：处理：物理法（如压实、分选等） 化学法（化学反应、焚烧、裂解等） 生化法（好氧堆肥、厌氧发酵等）处置：海洋处置、土地处置3.城市生活垃圾有哪些处理与处置方式？试比较各自优势与不足？各自存在哪些主要的环境问题？。（提示：焚烧、堆肥、卫生填埋）焚烧、堆肥、卫生填埋（1）焚烧： 垃圾经焚烧处理后，垃圾中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后达到排放要求，无害化程度高； 经过焚烧，垃圾中的可燃成分被高温分解后，一般可减重80和减容90以上，减量效果好，可节约大量填埋场占地，焚烧筛上物效果更好； 垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热或发电，垃圾被作为能源来利用，还可回收铁磁性金属等资源，可以充分实现垃圾处理的资源化； 垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对于经济发达的城市，尤为重要； 焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响； 随着对城市垃圾填埋的环境措施要求的提高，焚烧法的操作费用可望低于填埋。不足投资大(它的前期投入费用极为昂贵。建设一个日处理垃圾 1000 吨的焚烧炉及附属热能回收设备，大约需要 46 亿元，人民币40-55万元/吨/日)。热值不小于3360KJ/Kg，限制了它的应用范围；焚烧过程中也可能产生较为严重的“二恶英”问题，必须要对烟气投入很大的资金进行处理。 环境问题：大气污染物、固体废物、水污染物、热污染 大气污染物：粒状污染物、一氧化碳、酸性气体、重金属、二恶英(Dioxin) 固体废物：炉渣、飞灰（2） 堆肥： 改良土壤：使粘重土壤变轻，改变含沙少的土壤结构，提高土壤蓄水能力，扩大作物根系。 提供营养：直接提供N、P、K营养；含有一切植物所需的其它微量元素；与化肥共用时，能使肥料中P更易被植物吸收，N元素有效期延长，提高作物的营养量。不足： 堆肥处理效率不高：投资大(1万元/(t/d)、处理量小、环境卫生差； 我国堆肥质量与市场：肥效不高(表8-1)；不易腐化的物质会造成地表粗糙，有时损坏农用机械；含有未被杀死的病原微生物；某些重金属在土壤中积累；（3） 卫生填埋：生活垃圾卫生填埋要求采取各种预防措施，尽量减少填埋场地对周围环境的污染；该法处理生活垃圾量大，从而为城市化的社会发展提供了垃圾出路的保证，而且填埋场的开发利用如填埋气体的有效利用)也可带来巨大的经济效益，所以无论从环境还是从社会与经济角度进行考察，卫生填埋场的建立都是必须和必要的。它主要有以下优点：如有适当的土地资源可利用，一般以此法处理垃圾最为经济；与其他的处理法比较，其一次性投资额较低；与需要对残渣和无机杂质等进行附加处理的焚烧法和堆肥法相比较，卫生填埋是一种完全的、最终的处理方法；此法可接受各种类型的城市生活垃圾而不需要对其进行分类收集；此法有充分的适应性，能处理因人口和卫生设施增多而加大产量的生活垃圾；边缘土地可重新用作停车处、游乐场、高尔夫球场、航空站等。不足：卫生填埋主要缺点是占地面积较大，场址选择困难。不是所有城市近郊都能找到合适的填埋场地，远离城市的填埋场将增加更多的运输费用。而随着环卫标准的提高，卫生填埋法的处理成本也会越来越高。此外，与其他垃圾处理方法相比，其减量化和资源化程度较低。目前，在世界范围内处于运转状态的卫生填埋场为数众多，建设规模不等，可以直接接纳垃圾车辆收运的城市生活垃圾，也可以消除焚烧残渣、堆肥残料和处置污泥。卫生填埋是世界上生活垃圾处理的最主要方式。即使如日本这样土地紧张，又以综合利用资源、能源为主的国家，填埋仍占20左右，而美国则占70以上。由于卫生填埋场投资低、经营费用较低的优点，较适合于目前我国城市生活垃圾发热值偏低、待处理的垃圾数量大以及经济实力较弱的现状，已成为国内普遍采用的生活垃圾处理方法。环境问题：渗滤液，水污染，气体，大气污染4.请说明固体废物产生的必然性、危害性和“废”的相对性。产生的必然性：社会发展的必然性：人口的增加、生活水平的提高，垃圾量增加技术条件的限制：资源利用过程中必定有一部分成为废物产品的生命周期：更新换代加快其它污染治理方案的最终出路：污泥、沉淀物、反应产物总之，物质和能源消耗量越多，废物产生量就越大。进入经济体系中的物质，仅有1015% 以建筑物、工厂、装置、器具等形式积累起来，其余都变成了废物。定义的相对性：时空上错位的资源，“放错地方的原料”相对于不同使用者：时间上的相对性：从时间方面讲, 它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件, 随着科学技术的飞速发展,矿物资源的日逐枯竭, 生物资源滞后于人类需求, 昨天的废物势必又将成为明天的资源。例：可利用（以尾矿渣为例：高品位矿料低品位原料）空间上的相对性：从空间角度看, 废物仅仅相对于某一过程或某一方面没有使用价值, 而并非在一切过程或一切方面都没有使用价值。 某一过程的废物,往往是另一过程的原料。例：建筑垃圾在别的地方可填方。固体污染物对环境的污染 a.对生态环境破坏a.占压土地：垃圾包围城市减量化破坏原有植被：b.土壤环境的污染表现形式：微生物污染、持久有机物污染、重金属污染c对水体的污染表现形式：固体颗粒直接污染地表水、渗滤液污染地下水或地表水d.对环境空气的污染表现形式：粉尘污染；分解的有害气体；焚烧处理产生的气体e.固体废物对人类健康的危害表现形式 主要为间接危害，即通过人类赖以生存的水环境、环境空气、生态环境的污染，进而对人类生活和身体健康造成影响或损害。第一章 固体废物的预处理技术 1.固体废物破碎和磨碎的目的目的：(1)使固体废物的容积减小，便于运输和贮存。(2)为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便有效地回收固体废物中某种成分。(3)使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。(4)为固体废物的下一步加工做准备，例如煤矸石的制砖、制水泥等，都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便进一步加工制备使用。(5)用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原。(6)防止粗大、锋利的固体废物损坏分选，焚烧和热解等设备或炉膛。2. 破碎的主要设备颚式破碎机 简单摆动型颚式与复杂摆动式冲击式破碎机 锤式破碎机与反击式破碎机剪切式破碎机辊式破碎机球磨机3.破碎方法分类；如何根据物料强度选择合适的机械方法分类：按介质分类：干式、半干式、湿式按能源分类：机械能、非机械能（低温、热力、减压及超声波）方法的选择坚硬物料：挤压和冲击破碎等脆性物料：劈碎、冲击破碎等韧性：剪切、冲击、磨碎等其它特性：如冷变脆物料，采用低温破碎4.破碎比；破碎流程破碎比：在破碎过程当中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。表示废物被破碎的程度。极限破碎比：废物破碎前的最大粒度与破碎后的最大粒度之比。真实破碎比：废物破碎前的平均粒度与破碎后的平均粒度之比。破碎流程：5.筛分及条件与目的；-200目80%？筛分效率；影响筛分效率的因素；常用筛分设备类型筛分是根据固体废物尺寸大小进行分先的一种方法，在城市生活垃圾和工业废物的处理上得到了广范应用，包括湿式筛分和干式筛分两种操作类型。原理：筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料分离的过程。该分离过程可看作是物料分层和细粒透筛两个阶段组成的。条件：物料分层是完成分离的条件目的：细粒透筛是分离的目的。粒度表达方法直径表达法：m-mm-um-nm筛析表达方法：物料中能通过某一筛孔的百分数，筛孔可用尺寸表示，也可用目数(mesh，1英寸长度上筛孔的数量，对于200目标准筛，筛孔尺寸为0.074mm)表示，如20mm占80%、200目90%。筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量之比，用百分数表示，影响因素a固体废物性质：粒度组成、形状、含水量、含泥量b筛分设备性能：筛条形状、运动方式、筛面宽度、倾角c筛分操作：给料均匀性筛分设备 固定筛、滚筒筛、振动筛第二章（固体废物分离、富集技术）1.重力分选；重力分选的工艺过程；跳汰分选；水平气流风力分选原理；摇床分选；磁选；为什么要在非均匀磁场中才能分选以及提高磁场的方法？（设备以及如何实现分散分层分离）重力分选：根据物料颗粒间比重的差异，在运动介质中分选颗粒的过程；运动介质：介质运动产生的上升流作用使颗粒群分散；分层：颗粒受到重力、介质阻力、介质动力和机械力作用产生运动差异而分层；分离：在运动介质流与其他机械力共同推动下，实现产品的分离；设备：重介质分选器跳汰分选：在垂直变速介质流中按密度分选的过程。分为水力跳汰中、风力跳汰、重介质跳汰等。分散：上升水流阶段分层：下降水流阶段分离：连续给入的料浆，在水平方向产生运动，在设备末端进行分离设备：跳汰机摇床分选：在倾斜的床面上、床面的不对称往复运动&斜面薄层水流、按密度差异、颗在床面上呈扇形分布。分散：横向水流在床面上形成脉动水流，床条强化这一作用，物料分散分层：按比重差异分层分离：a横向运动：水流速度分布是上层大、下层小；上层（轻）颗粒受到较大的横向水流冲击作用；b纵向运动：床面往复振动的后退加速度大于前进加速度，果面上颗粒向前移动；上层颗粒受惯性作用力小，动较慢，下层颗粒（重）受惯性大，运动快；c析离作用：在摇床分选过程中，物料的松散分层及在床面上的分带，直接受床面的纵向摇动及横向水流冲洗作用支配。床面摇动及横向水流流经床条所形成的涡流，造成水流的脉动，使物料松散并按沉降速度分层。由于床面的摇动，导致细而重的颗粒钻过颗粒的间隙，沉于最底层，这种作用称为析离。析离分层是摇床分选的重要特点。它使颗粒按密度分层更趋完善。分层的结果是粗而轻的颗粒在最上层，其次是细而轻的颗粒，再次之是粗而重的颗粒，最底层是细而重的颗粒。设备：一般常用水平摇床水平风力分选：分为卧式风力分选机和立式风力分选机。主要是利用重轻物料受力不均等实现分散分层分离。磁选：利用各种物料磁性的差异，在非均匀磁场中实现分离的过程。长度为L的磁性物体，磁化后成磁偶极子，磁极强度分别为+q和-q，根据电磁学，磁场力为：均匀磁场中，dH/dL=0，f=0，物料无法实现分离；提高磁场力途径：提高磁场强度：稀土类永磁材料、电磁场（受电流强度限制）提高磁场梯度：聚磁介质（尖齿、钢毛、钢球等）过程：当矿浆进入分选空间后，磁性颗粒在不均匀磁场作用下被磁化，从而受磁场吸引力的作用，使其吸在圆筒上，并随之被转筒带至排矿端，排出成为磁性产品。非磁性颗粒，由于所受的磁场作用力很小，仍残留在矿浆中，排出后成为非磁性产品，这就是磁选分离过程。颗粒通过磁选机磁场时，同时受到磁力和机械力(重力、离心力、介质阻力、摩擦力等)的作用。磁性较强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力，而非磁性颗粒所受磁力很小，则以机械力占优势。由于作用在各种颗粒上的磁力和机械力的合力不同， 使它们的运动轨迹也不同，从而实现分选。欲分离出磁性颗粒，其必要条件是：磁性矿粒所受磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力。设备：湿式或者干式磁选机电力分选：利用固体废物组分在高压电场中电性的差异实现分选的过程荷电方式：直接传导；感应带电；电晕荷电。原理：导电颗粒与电极带相同电荷，而相排斥，非导电颗粒与电极带相反电荷，而相吸2.浮选；接触角与润湿性、可浮性之间的关系；天然物料为什么有些疏水而有些亲水？捕收剂结构、作用原理及常见类型；捕收剂结构与作用?主要为吸附机理与疏水机理浮选：利用颗粒间表面物理化学性质差异，在气-液界面上选择性分离富集固体颗粒的过程。、疏水性、润湿性、可浮性。天然可浮性与颗粒晶体结构关系：固体物料的晶体结构按化学键分类有离子键、共价键、分子键或者按外观分针状、层状，水分子与表面质点间的作用力存在静电引力、氢键力、分力间引力。结构与润湿性关系：分子键或层状结构晶体具有较好的天然可浮性，如煤、硫磺、石墨、滑石分类：捕收剂加疏水性、抑制剂减小疏水性、活化剂促进捕收剂吸附、pH调整剂改变药剂的作用条件、起泡剂形成大小适中、性能良好的气泡。作用：改变表面疏水性、提高分离物料间可浮性差异捕收剂及作用机理（已具备起泡作用的捕捉剂不能在加起泡剂，否则.）捕收剂结构与疏水原理捕收剂分类：分类方法：极性、非极性；阴离子、阳离子、非离子常见捕收剂：作为工业上适用的优良捕收剂应满足如下要求：(1) 来源广，易于制取； (2) 价格低，便于使用.即易溶于水，无臭，无毒，成分稳定、不易变质等；(3) 捕收作用强，具有足够的活性；(4) 有较高的选择性，最好只对其一种成分具有捕收能力。黄药 名称：烃基二硫代碳酸盐、黄原酸盐、黄药在水中解离ROCSSMe=ROCSSMe式中R为非极性的烃基(C24、直链或支链)，Me为碱金属离子(通常为Na+或K+合成方法：CS2 + ROH = ROCSSMe黄药在常温下是固体的黄色粉末，带有刺激性臭味，有毒。黄药在水中解离出ROCSS-阴离子，具有捕收作用。黄药性质不稳定，易吸水潮解，遇热更加速其分解。易溶于水、丙酮与醇中。常用的有乙基黄药(CH3CH2OCSSMe)及丁基黄药(CH3C2H6OCSSMe )。黄药是硫化矿物(如：方铅矿，黄铜矿，闪锌矿，黄铁矿等)最常用的捕收剂。黑药黑药是烃基二硫代磷酸盐R2PO2SSH(Me)，其中常用的烃基R为甲酚基或烷氧基。黑药是仅次于黄药、应用较广的硫化矿物捕收剂。目前，生产的黑药有甲酚黑药和丁基铵黑药两种。结构为：甲酚黑药为暗绿色油状液体，微溶于水，比重为1：1，有难闻的臭味，具有腐蚀性，能烧伤皮肤，具有起泡能力。丁基铵黑药是一种白色细粒结晶粉末，微臭易溶于水。在通常情况下，不易变质，较稳定，具有起泡性，无腐蚀性。因此，使用丁基铵黑药可以改善工业卫生条件。由于黑药具有起泡性能，使用时用量不宜过大，一般为25100克吨。黄药捕收能力比黄药差，但选择性较好，在分离浮选时可使用或与黄药配合使用。捕收性能的差异与RO-烷氧基的吸电子效应有关，黑药基性基电子云密度低，与金属离子形成共价键强度较小，吸附能力弱，捕收能力差。脂肪酸（皂）类CnH2n+1COONa n=520，太短无表面活性，太长不溶解来源：动植物油、人工合成氧化石蜡皂物理性质：水溶性与C链长度有关、乳化剂助溶 化学特性：水解（一般在碱性介质中浮选）、成盐（与碱土金属以上的离子） 浮选特性：金属氧化物(如Fe2O3)、盐类浮选(如磷灰石、萤石、硫酸钡等)；具有起泡能力；选择不太好，溶解度低，有时需加温；胺类CnH2n+1NH2 n=1218特性： 水解：C12H25NH2+H2O= C12H25NH3+OH- 等电点pH=10.64 络合：C12H25NH2比NH3具有更强的络合能力(烃基的给电子效应)，能与Zn等金属离子形成络合物浮选特性：作为玻璃、石英、硅酸盐类捕收剂；锌矿的捕收剂；具有起泡能力，泡沫太粘，不易消泡。pH对浮选的影响： 静电吸附：pH控制在颗粒表面带负电，同时有较多的C12H25NH3+存在，对于硅酸盐，一般为弱酸性。 络合吸附：保证C12H25NH2存在量较多的条件，对于ZnCO3矿，pH11.5捕收剂在固体表面上吸附机理a. 化学吸附机理：形成共价键、络合键、螫合键 化学吸附假说：捕收剂与颗粒表面离子形成化学键，化学键越强（化合物越稳定），该捕收剂越容易在表面上吸附，捕收能力越强。 溶度积原理：捕收剂与表面金属离子形成盐溶度积越小，捕收剂对该物料的捕收能力越强。可解释：C链长度对捕收能力的影响，黄药捕收能力Cu、PbZnCa、Mg 络合键、螫合键具有较好的选择性，是捕收剂发展方向。b. 静电吸附机理：表面电性起源、PZC、控制表面电性实现浮选分离c. 疏水缔合机理：调整剂类型及各自作用：抑制剂：(1) 罩盖表面供捕收剂吸附的活性中心，阻止捕收剂吸附；(2) 解吸表面吸附的捕收剂；(3) 在表面上形成亲水膜；(4) 消除料浆中活化离子；活化剂：(1) 增加表面供捕收剂吸附的活性中心；(2) 对有色金属表面进行硫化，稳定表面捕收剂吸附层；(3) 消除表面上的亲水膜；(4) 消除料浆中有害离子；pH调整剂：起泡剂作用；：起泡剂是一种表面活性物质，主要作用在水一气界面上，使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。浮选用的起泡剂应具备：用量少，能形成量多、分布均匀、大小适宜、韧性适当和粘度不大的气泡，有良好的流动性，适当的水溶性，无毒、无腐蚀性，便于使用，无捕收作用，对料浆的pH变化和料浆中的各种物质颗粒有较好的适应性。常用起泡剂： (1) 捕收剂兼有起泡能力：脂肪酸类、胺类、黑药 (2) 天然起泡剂：松醇油，主要成分是萜烯醇 (3) 人工合成起泡剂：第三章：（固体废物热处理技术）1.说明焚烧、热解（裂解和气化）过程的各自原理、产品；比较工艺特点焚烧(Combustion)：是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在8001200的高温下氧化、热解而被破坏。热解(Thermal destruction)：利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。当空气量低于燃烧所所空气量，称为Gasification（气化，）。当无空气时，称为Pyrolysis (高温热解，no air无空气)。CombustionThermal destructionO2 required:RequiredFree or less-airEnergy required:exothermic放热endothermic吸热Products:gas3 phasesEnergy recovery:发电、热水、蒸气Fuel gas or liquid(可集中)Pollution1500左右NOX、金属等2.焚烧的目的与要求（热值）目的：垃圾经焚烧处理后，垃圾中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后达到排放要求，无害化程度高；经过焚烧，垃圾中的可燃成分被高温分解后，一般可减重80和减容90以上，减量效果好，可节约大量填埋场占地，焚烧筛上物效果更好；垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热或发电，垃圾被作为能源来利用，还可回收铁磁性金属等资源，可以充分实现垃圾处理的资源化；垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对于经济发达的城市，尤为重要；焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响；随着对城市垃圾填埋的环境措施要求的提高，焚烧法的操作费用可望低于填埋。技术要求：焚烧适用于进炉垃圾平均低位热值高于5000kJ/kg、卫生填埋场地缺乏和经济发达的地区。垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉。禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉。垃圾应在焚烧炉内充分燃烧，烟气在后燃室应在不低于850的条件下停留不少于2秒。垃圾焚烧产生的热能应尽量回收利用，以减少热污染。垃圾焚烧应严格按照生活垃圾焚烧污染控制标准（GB18485-2001）等有关标准要求，对烟气、污水、炉渣、飞灰、臭气和噪声等进行控制和处理，防止对环境的污染。应采用先进和可靠的技术及设备，严格控制垃圾焚烧的烟气排放。烟气处理宜采用半干法加布袋除尘工艺。应对垃圾贮坑内的渗沥水和生产过程的废水进行预处理和单独处理，达到排放标准后排放。垃圾焚烧产生的炉渣经鉴别不属于危险废物的，可回收利用或直接填埋。属于危险废物的炉渣和飞灰必须作为危险废物处置。3.从理论上定性说明空气对焚烧烟道气体温度的影响废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化、分解，直至破坏所须达到的温度。它比废物的着火温度高得多。一般说提高焚烧温度有利于废物中有机毒物的分解和破坏，并可抑制黑烟的产生。但过高的焚烧温度不仅增加了燃料消耗量，而且过高的温度会增加废物中金属的挥发量及氧化氮数量，引起二次污染。因此不宜随意确定较高的焚烧温度。合适的焚烧温度是在一定的停留时间下由实验确定的。大多数有机物的焚烧温度范围在8001l00之间，通常在800900左右。通过生产实践，提供以下经验数可供作参考。对于废气的脱臭处理，采用800950的焚烧温度可取得良好的效果。当废物粒子在0.010.51m之间，并且供氧浓度与停留时间适当时，焚烧温度在900l000即可避色产生黑烟。含氯化物的废物焚烧，温度在800850以上时，氯气可以转化成氯化氢，回收利用或以水洗涤除去；低于800会形成氯气，难以除去。含有碱土金属的废物焚烧，一般控制在750800以下。因为碱土金属及其盐类一般为低熔点化合物。当废物中灰分较少不能形成高熔点炉渣时，这些熔融物容易与焚烧炉的耐火材料和金属零部件发生腐蚀而损坏炉衬和设备。焚烧含氰化物的废物时，若温度达850900，氰化物几乎全部分解。焚烧可能产生氧化氮（NOx）的废物时，温度控制在l500以下，过高的温度会使NOx急骤产生。高温焚烧是防治PCDD与PCDF的最好方法，估计在925以上这些毒性有机物即开始被破坏，足够的空气与废气在高温区的停留时间可以再降低破坏温度。4.焚烧体系组成，焚烧的控制因素1)、贮存及进料系统：本系统由垃圾贮坑、抓斗、破碎机（有时可无）、进料斗及故障排除/监视设备组成。2)、焚烧系统：即焚烧炉本体内的设备，主要包括炉床、燃烧室及助燃空气系统。每个炉体仅一个燃烧室。炉床多为机械可移动式炉排构造，可让垃圾在炉床上翻转及燃烧。燃烧室一般在炉床正上方，可提供燃烧废气数秒钟的停留时间。对于固体燃料，以分解燃烧为主。一次燃烧使挥发性成份中易燃部分燃烧，提供分解用热源，使高分子部分分解，一次燃烧过程产生的可燃气体和颗粒态碳素等产物进入二次燃烧室。鼓入部分空气，使由炉床下方往上喷入的一次空气可与炉床上的垃圾层充分混合，由炉床正上方喷入的二次空气可以提高废气的搅拌时间。二次燃烧为气态燃烧，一般为均相燃烧。3)、废热回收系统：包括布置在燃烧室四周的锅炉炉管（即蒸发器）、过热器、节热器、炉管吹灰设备、蒸汽导管、安全阀等装置。锅炉炉水循环系统为一封闭系统，炉水不断在锅炉管中循环，经由不同的热力学相变化将能量释出给发电机。炉水每日需冲放以泄出管内污垢，损失的水则由饲水处理厂补充。4)、发电系统：由锅炉产生的高温高压蒸汽，被导入发电机后，在急速冷凝的过程中推动了发电机的涡轮叶片，产生电力，并将未凝结的蒸汽导入冷却水塔，冷却后贮存在凝结水贮槽，经由饲水泵再打入锅炉炉管中，进行下一循环的发电工作。5)、饲水处理系统：饲水子系统的主要工作为处理外界送入的自来水或地下水，将其处理到纯水或超纯水的品质，再送入锅炉水循环系统，其处理方法为高级用水处理程序：一般包括活性炭吸附、离子交换及逆渗透等单元。6)、废气处理系统：从炉体产生的废气在排放前必须先行处理到符合排放标准，早期常使用静电集尘器去除悬浮微粒，再用湿式洗烟塔去除酸性气体（如HCl、SOx、HF等），近年来则多采用干式或半干式洗烟塔去除酸性气体，配合滤袋集尘器（布袋除尘器）去除悬浮微粒及其他重金属等物质。7)、废水处理系统：由锅炉泄放的废水、员工生活废水、实验室废水或洗车废水所收集来的废水，可以在废水处理厂一起综合处理，达到排放标准后再排放或回收再利用。废水处理系统一般由多种物理、化学或/和生物处理单元所组成。8)、灰渣收集及处理系统：由焚烧炉体产生的底灰及废气处理单元所产生的飞灰，有些厂采用合并收集方式，有些则采用分开收集方式，国外一些焚烧厂将飞灰进一步固化或熔融后，再合并底灰送到灰渣填埋场处置，以防止吸附在飞灰上的重金属或有机性毒物产生二次污染。焚烧温度，搅拌混合程度，气体停留时间及过剩空气率合称为焚烧四大控制参数5.焚烧过程主要空气污染物产生原因及控制措施（环境问题）环境问题：大气污染物、固体废物、水污染物、热污染大气污染物：粒状污染物、一氧化碳、酸性气体、重金属、二恶英(Dioxin) 固体废物：炉渣、飞灰污染控制按标准规定：“焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输；炉渣按一般固体废物处理，飞灰按危险废物处理”。飞灰含有重金属，有机成分相对较高，被列入国家危险废物名录，编号HW18。重金属污染控制：从源头控制日光灯管、电池等进入垃圾 改进工艺，重新分配重金属在飞灰与底灰中的比例，提高在飞灰中的含量，从而使底灰实现无害化，只需对飞灰进行集中处理，这是生态型焚烧技术的指导思想。飞灰处理：地下处置、稳定化（水泥固化、玻璃化）填埋或利用、重金属分离6.常见焚烧炉按燃烧室数量:单室焚烧炉和多室焚烧炉；按炉型分类：炉排炉、流化床炉和炉床炉第四章：（固体废物的生物处理技术）1.堆肥，堆肥化；好氧堆肥原理，C的作用，微生物作用过程，工艺影响因素堆肥化：就是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥（compost混合肥料、堆肥）：堆肥化的产物称为堆肥。它是一种深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质，类似于腐殖质土壤，故也称为“腐殖土”。是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。好氧堆肥的基本原理：好氧堆肥是好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。在堆肥过程中，微生物通过同化和异化作用，把一部分有机物氧化成简单的无机物，并释放出能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，供微生物生长繁殖。在微生物分解所需的各种元素中，碳和氮是最重要的。C提供能源和组成微生物细胞50的物质，N则是构成蛋白质、核酸、氨基酸、酶等细胞生长必须物质的重要元素。通常用CN比来反映这两种关键元素。理想的CN比在30：1左右。当C/N比小于30：1时，N将过剩，并发氨气的形式释放，发出难闻的气味；而在高CN比的条件下，将导致N的不足，影响微生物的增长，使堆肥温度下降，有机物分解代谢的速度减慢。堆肥化是微生物作用于有机废物的生化降解过程，说明微生物是堆肥过程的主体。堆肥微生物的来源主要有两个方面。一方面是来自有机废物里面固有的大量的微生物种群，如在城市垃圾中一般的细菌数量在10141016个kg；另一方面是人工加入的特殊菌种。这些菌种在一定条件下对某些有机物废物具有较强的分解能力，具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点，能加速堆肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。(1) 有机物问题 有机物含量在20-80%，应适宜（太低：热量、肥效问题，太高：供氧问题）； 加入高有机物含量的原料(2) C/N比：30:1（2530:1）较为适宜在微生物分解所需的各种元素中，碳和氮是最重要的。C提供能源和组成微生物细胞50的物质，N则是构成蛋白质、核酸、氨基酸、酶等细胞生长必须物质的重要元素。通常用CN比来反映这两种关键元素。理想的CN比在30：1左右。当C/N比小于30：1时，N将过剩，并发氨气的形式释放，发出难闻的气味；而在高CN比的条件下，将导致N的不足，影响微生物的增长，使堆肥温度下降，有机物分解代谢的速度减慢。(3) 水分：5060%适宜，见含水量需氧量关系图堆肥原料的最佳含水率通常是在5060，当含水率太低(30)时将影响微生物的生命活动，太高也会降低堆肥速度，导致厌氧分解并产生臭气以及营养物质的沥出。(4) 温度：微生物活动剧烈程度的最好参数，标准规定温度与保持时间（55度以上57天）；太高（达到80-90度）会影响微生物生长，过度消耗有机物，降低堆肥产品质量；太低：嗜温菌分解慢，病菌不能破坏，生产中可通过控制通风量和强度来解决。(5) 通风过程控制作用：提供氧气、调节温度、加大通风量去除水份方法：自然扩散、翻堆、被动通风、强帛通风堆肥的另外一个基本物质是O2，因为微生物氧化C产生能量，所以O2被消耗而生成CO2，若没有足够的氧，堆肥化过程将变成厌氧，并产生难闻的臭味。虽然好氧微生物能在氧浓度低于5时生存，但通常认为氧浓度超过10是好氧堆肥的最优浓度。(6) 堆肥pH：开始是5-6，尔后上升可达8.5-9.0，最终成品达到7.0-8.0，故7.5-8.5时，可获得最大堆肥速度。2.堆肥过程（三个阶段）(1) 中温阶段：1545，利用可溶性糖类、淀粉，保温与释放能量使温度升高，细菌、真菌、放线菌。中温阶段这是指堆肥化过程的初期，堆层基本呈1545*(2的中温，嗜温性微生物较为活跃并利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛的生命活动。这些嗜温性微生物包括真菌、细菌和放线菌，主要以糖类和淀粉类为基质。真菌菌丝体能够延伸到堆肥原料的所有部分，并会出现中温真菌的子实体。同时螨、千足虫等将摄取有机废物。腐烂植物的纤维素将维持线虫和线蚁的生长，而更高一级的消费者中弹尾目昆虫以真菌为食，缨甲科昆虫以真菌孢子为食，线虫摄食细菌，原生动物以细菌为食。(2) 高温阶段 当堆温升至45以上时即进入高温阶段，在这一阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是嗜热微生物。堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物质继续被氧化分解，堆肥中复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解，在高温阶段中，各种嗜热性的微生物的最适宜的温度也是不相同的，在温度的上升过程中，嗜热微生物的类群和种群是互相接替的。通常在50左右最活跃的是嗜热性真菌和放线菌；当温度上升到60时，真菌则几乎完全停止活动，仅为嗜热性放线菌和细菌的活动；温度升到70以上时。对大多数嗜热性微生物已不再适应，从而大批进入死亡和休眠状态。现代化堆肥生产的最佳温度一般为55，这是因为大多数微生物在4580范围内最活跃，最易分懈右机物其中的病原菌和寄生虫大多数可被杀死。(3) 降温阶段 在内源呼吸后期，剩下部分较难分解的有机物理和新形成的腐殖质。此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温性微生物又占优势，对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，需氧量大大减少，含水率也降低。3.堆肥评价指标及在农业上的应用腐熟度（从有机物稳定性考虑）基本含义：通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即是对环境不产生不良影响；堆肥产品的使用不影响作物的生长和土壤耕能力。在工程上是衡量堆肥反应完成的信号，在农业上是堆肥质量的指标。堆肥腐熟度的判定标准及分析：用化学参数（与有机物含量有关的）作为腐熟度判定标准堆肥中COD、VS（挥发性固体）、淀粉、纤维素、C/N的变化过程都反映了堆肥的进程，但它们作为一种精确的质量标准是不充分的。（a）VS的测定具有方法简单、快速等优点，但检测的专一性和灵敏度较差。因为，VS仅反映了物料中全部的挥发性固体，它不能区分易降解的、不易降解的和不可降解的有机物。而堆肥过程只与前二者有关，与第三者无关。这样，Vs的专一性就大为降低。此外，VS作为参数的灵敏度也是不够的。（b）化学需氧量（COD）COD具有与VS同样的局限性。由于无法区别堆肥中易降解物和难降解物，在完全腐熟的堆肥中仍可测到相当高的值。考虑到垃圾来源的多样性，成分的复杂性以及垃圾作为一种非均相体系，在取样上的误差等问题，COD测定的灵敏度无法达到作为一项可靠的测定指标的程度。（c）淀粉和纤维素淀粉和纤维素反映了堆肥中两类特殊物质。淀粉代表易降解物质，纤维素则代表了难降解物质。淀粉作为指标的缺点是垃圾中淀粉含量太低（一般在26%之间）。纤维素是城市固体垃圾和污泥中的主要成份之一，但它被微生物降解利用的速度相当慢。因此在反映堆肥中有机质的降解和表征腐熟度方面起不到迅速准确的作用。此外，纤维素的测定方法也太繁杂，在生产现场应用的可能性较小。（d）C/N比：作为腐熟度的标准，其缺点是受原料C/N影响太大。用工艺参数作为堆肥腐熟度判定标准研究过的工艺参数有堆温、物料平衡（如水分、挥发分）及耗氧速率，都具有直观、测定迅速、简便等特点，但有的指标受到某些因素的限制难以推广应用。（a）温度温度对堆肥反应过程具有很好的指示功能。但从工厂实际运行情况来看，由于密封仓保温性好，堆层容积大，在堆肥实际上已稳定化时温度仍可能相当高，即不易产生一个很好的温度变化指示过程。因此温度作为腐熟度标准的现场使用，还要作进一步的研究，以提高其对堆肥过程的灵敏度。（b）水分物料平衡物料平衡的判断通常利用总固体、挥发性固体、水分等基准。需要收集大量数据，难以在现场做到，又因在堆肥中微生物消化产生的水无法与物料原有水分相区分。而且，强制通风使水分的蒸发量超过产生的水量，这是堆肥系统趋向于干燥的主要原因。显然，用产生的水分作为判别依据是不充分的。而且，水分变化受原料有机物含量和温度变化的影响较大，在现场测试中很难达到表征腐熟的稳定值。（c）耗氧速率堆肥过程中，好氧微生物的主要生命活动形式为：分解有机物的同时消耗氧产生CO2，氧的消耗或CO2的产生速率（mg氧/g挥发性物质min或mgCO2/g挥发性物质min）标志了有机物的分解程度和堆肥反应的进行程度。因此，以氧的消耗速率或CO2生成速率作为腐熟标准是符合生物学原理的。耗氧速率作为腐熟度标准具有应用范围广之特点，它不但可用于垃圾堆肥的腐熟度判断，也可用于污泥堆肥、污泥垃圾混合堆肥过程的腐熟度判断。安全性与卫生学性质 a重金属要求；b致病微生物要求。成分、养分目前，我国尚未制定出统一的堆肥质量标准，关于堆肥中适于农用的成分和养分，没有一个统一的考核指标。国外也只有为数很少的国家或堆肥厂制定有这方面的考核指标。农业效用：（一）堆肥的改土作用a.改良土壤增加土壤有机质、改善土壤结构、提高土壤功能、促进植物根系增长通常的土壤由于微生物的不断作用，有机物质不断分解消耗，一般每亩地每年需补充400公斤有机质(干重)，才能维持土壤有机质的正常含量。施入优质堆肥可使有机物和养分大幅度增加。b改善土壤结构堆肥中的有机物能与土壤结合，使粘质土壤松散，砂质土壤结成团粒。有关研究指出，堆肥施入土壤，能明显降低土壤容重，增加孔隙率，使土壤固相下降、液相和气相增加。c提高土壤功能土壤中加入堆肥，由于其结构改善，可以促进通风，提高保水能力，有的土壤可以达到沼泽地的保水程度。质量好的堆肥，腐殖质含量高，带负电荷的腐殖质粒子能将NH。、K、Ca。等养分吸附在颗粒表面，肥分不致流失。d促进植物根系增长堆肥本身是腐殖质，能促进植物根系的伸长和增长。此外，堆肥中含有丰富的微生物和原生动物，如硝化菌、纤维素分解菌、藻类原生动物和蚯蚓等，施入土壤可以改善土壤生境的结构和功能，或成为防止病源微生物的“屏障”，作物不易受虫害。还由于微生物能分泌出一些有效成分，可直接或间接地对植物的根吸收发生良好的影响，使肥效得以昼夜发挥。(二) 堆肥的增产作用国内外许多研究表明，施用堆肥只要得当，都有增产作用。(三) 堆肥农用的不利因素堆肥中N、P、K混合含量一般不高，很少有达到3的。因此，不应将其等同于传统的农家肥，而只能将其作为“土壤改良剂”或“土壤调节剂”对待。4.厌氧发酵过程，生化反应式及厌氧发酵过程(1) 液化阶段：描述：不溶性大分子有机物经过水解菌体外酶作用成为水溶性小分子（氨基酸、脂肪酸、葡萄糖、甘油等）而溶入水中，使颗粒状的各种有机物变成均质溶液。微生物：起作用的细菌为发酵细菌，包括纤维素分解菌、脂肪分解菌、蛋白质分解菌等，各种发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解。原料：淀粉、纤维素、脂肪、蛋白质等。产物：氨基酸、脂肪酸、葡萄糖、甘油等(2) 产酸阶段：描述：发酵细菌摄入上述水溶性小分子，经一系列生化反应，将代谢产物排出体外。 其中，CO2、H2、甲酸、乙酸、甲醇、甲胺等被产甲烷菌吸收转化；另外的中间产物（丙酸、丁酸、乳酸、长链脂肪酸、乙醇、丙醇等）被产酸产氢菌吸收转化为氢和乙酸。此阶段发生两次产酸过程，pH降低。微生物：醋酸分解菌原料：上阶段中间产物产物：能被产甲烷菌吸收的小分子(3) 产甲烷阶段：生化路径（Biochemical Pathways）methane bacteria 只能利用有限的有机物：4H2+CO2=CH4+2H2O4HCOOH=CH4+3CO2+2H2OCH3COOH=CH4+CO24CH3OH=3CH4+CO2+2H2O4(CH3)3N+6H2O=9CH4+3CO2+4NH34CO+2H2O=CH4+3CO25.生物质能源的定义、特点、利用方式有关定义构成动、植物机体的材料，植物主要是由淀粉纤维素组成的，动物主要是由脂肪、蛋白质组成的，它们统称为生物质。简单地说，生物质就是生物体中的有机物。人类在生物圈中的基本需求主要来自生物质，人类的生存繁衍主要靠消耗生物质。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。地球上只要有太阳光和植物，光合产物就不断产生，能的转化作用就持续下去，因此，它通常包括以下几个方面：一是木材料及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质约占14，在不发达地区占60以上。在全世界约25亿人所用的生活能源中90以上是生物质能。生物质的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热率仅为1030。目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能：热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品，该方法又按其热加工的方法不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；生物化学转换法，主要指生物在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；利用油料植物所产生的生物油；把生物质压制成型状燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40以上。生物质能的特性在液体燃料短缺背景下，生物质能作为可转化为液体燃料的可再生资源。由生物质转化而来的燃料比较干净，有利于环境保护。生物质能是通过光合作用以生物形态储存的太阳能，可作为能源利用的生物质包括林产品下脚料、薪柴、农作物秸秆及城市垃圾中的生物质废弃物等。（1）生物质工业煤固硫燃烧特性我国煤炭消费结构中约30的煤炭直接以散煤形式燃烧，散煤成型后燃烧与散煤直接燃烧相比，可以提高煤的利用率，减少燃煤带来的环境污染。但型煤也存在着着火困难、燃烧不充分的弱点，低挥发分煤种尤为突出。生物质工业型煤就是在原煤中添加一定比例的植物(如稻草、木屑、锯末等)、粘结剂、固硫剂后压制出来的新型燃料。由于型煤的表面积比散煤要小得多，其着火性能不及散煤，炉内燃烧时，散煤着火迅