固体废弃物复习资料精编版.doc

绪论定义：是指人类在生产建设，日常生活和其他活动中产生，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体，半固体废弃物。分类：来源 生活垃圾、工业、农业固废 化学组成 有机、无机 形态 固、半固、液 污染特性 危废、一般 燃烧特性 可、不可 95年中华人民共和国固体废物污染环境防治法，分为： a.城市生活垃圾，b.工业固废，c.危废，（d.农业固废）管理：技术“三化”：减量化、资源化、无害化 法律法规：防治法、行政机关出台条例or办法、国际公约（巴塞尔、鹿特丹等） 技术标准：分类标准 国家危废名录 方法标准 生活垃圾填埋场环境监测技术标准 污染控制标准 城市生活垃圾焚烧污染控制标准 综合利用标准 电镀污泥综合利用标准处理：物理处理：压实、破碎、分选 化学处理：氧化、还原、中和、化学沉淀和溶出 生物处理：好氧厌氧堆肥、厌氧消化污泥 热处理：焚烧、热解 固化处理针对危废处置：固废污染控制的末端环节，解决经处理过的垃圾的归宿问题。99.9%采用陆地填埋。预处理固废物性：组成：纸类、金属、玻璃、塑料、食品、水分 粒度 含水率 容重采样方法：（单一、分层、系统）随机，阶段，权威，混合采样压实：通过压力来提高废物容重和减小废物体积 意义：便于运输、贮存和填埋 空隙率 常见的几种压实器： 水平压实器-城市垃圾、三向联合压实器-金属类废物、回转式压实器-体积小质量轻破碎：人为或机械外力作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间的作用力，使其变碎。 意义：为分选和进一步加工提供合适的粒度 增加了表面积，提高焚烧、热解、堆肥处理的效率 减小了体积，便于运输、压实、高密度填埋 破碎比 几个特殊的破碎方式： a.低温冷冻破碎-冷脆性，利用不同材质的脆性温差 b.半湿式-耐剪切、耐压缩、耐冲击 c.湿式-含有大量纸类的垃圾分选：将破碎后的固废中 可回收利用的 或 不利于后续处理处置工艺要求的 物料用人工或机械方法分离出来，并加以综合利用。 1.筛分：利用筛子将粒度范围由宽变窄的作业。 过程：相对运动，松散，物料粗细上下分层 细粒通过，粒度3/4筛孔“易筛粒”，“难筛粒” a.固定筛，b.筒形筛，c.振动筛 2.重力分选：在活动或流动的介质中，按颗粒的密度或粒度的不同进行分选。 a.风选：由于不同物质的密度，在一定流速的气流中有不同的沉降速度，轻重 分离。立式，卧式。 b.重介质：密度大于水的介质。把破碎后的的固废放入，比液体密度大的颗粒 下沉，小的上浮。 有机溶剂，CCl4，C2H2Br4，C2H4Br2，CHBr3 稳定性好 黏度低 易配置易调整、价格高 不易回收 有毒 矿物盐类，CaCl2 价格低但密度低 ZnCl2 密度高但腐蚀性强 c.浮选：利用固废表面亲水疏水性的不同进行分离，疏水容易粘附在气泡上， 亲水则留在水中。 药剂，捕收剂 使某物质由亲水变为疏水 油酸 起泡剂 分散浆液中的空气 调整剂 d.惯性分选，e.跳汰 3.电选：主要用在粉煤灰中回收碳。剩余的部分才能做建材使用。 4.城市生活垃圾分选步骤： 给料-破包-振动带+人工分选-磁选-热烟气烘干-滚动筛-（小颗粒，直接固化或 填埋；大颗粒，人工分选后风选；中颗粒风选） 5.粉煤灰中有价值的物质的回收： 空心微珠：干法，沉降、旋风分离、袋式收集 ；湿法，浮选 碳：电选、浮选 铁：磁选；先焙烧后磁选 铝：高温熔融法固化稳定化两种途径，一将污染物通过化学转变，引入到某种稳定固体物质的晶格中；二是通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。指标：浸出率：固化体浸于水中或其他溶液中时，有害物质的浸出速度。 增容比：形成固化体体积与被固化的有害废物的体积比 抗压强度水泥固化：以水泥为固化剂，配合添加剂，与水反应形成硅酸盐合凝胶，将有害的固体废物封闭其中，再形成坚硬的固化体。添加剂：活性氧化铝、黏土助凝；粉煤灰减水；石灰调pH；高炉渣挡硫酸盐优缺点：工艺简单，材料来源广泛，处理费用低，机械强度高；浸出率高，增容比大石灰固化：以石灰为固化剂，以活性硅酸盐类为添加剂，与水反应形成稳定不溶性化合物，包裹废物并逐渐凝硬。应用：含硫酸盐和亚硫酸盐的，如烟道气脱硫废渣热塑性材料：常温下为坚硬的固体，在较高温度下有可塑性和流动性，沥青最普遍应用：中低放射水平废物、焚烧废渣、高毒性电镀污泥、砷渣热固性材料：加热或冷却时仍保持其固态不变，代表：酚醛树脂，应用范围广自胶结固化：在少量添加一些助剂的情况下，废物通过一定的处理，自身完成胶结固化，主要是指含有大量硫酸钙亚硫酸钙的，如烟道气脱硫废渣。垃圾处理焚烧三组分及其测定方法：水分，1051烘干2h，散失的量；可燃分，挥发分：去除水分后，90010无氧加热，散失的量； 固定碳：1-挥发分-水分-灰分灰分，去除水分后85010加热2h，剩下的物质。热值：是指单位质量的固废燃烧所释放出来的热量，单位为kJ/kg。是衡量固废可燃性的一个度量或指标。高位热值和低位热值，均指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓变，其区别在于，反应产物的状态不同：的终态H2O为气态，的终态H2O为液态。 =水的汽化潜热影响因素 充分燃烧条件：充分的氧气，良好的搅动，足够高的操作温度 基本控制因素“3t”：停留时间，温度，湍流度 用一个等边三角形分别代 表，用三角形的面积表示燃烧效果或效率。烟气中的污染物及其控制方法： 不完全燃烧物，设计良好，操作正常 粉尘，洗涤、布袋和静电除尘 酸性气体，NOx，控制温度；SOx, 湿式洗涤；HCl，洗涤器、填料吸收塔 重金属污染物，a挥发性，温度降低时自行凝结成颗粒，除尘 b无法凝结的，湿式洗涤塔吸收 二噁英，焚烧炉烟气停留两秒的温度高于850热解 有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程。应用：MSW、污泥、工业废物如橡胶、树脂、农业废物如秸秆、粪便 热解和焚烧都是热化学转化过程，但焚烧是放热反应，产物是CO2和水，热解是吸热反应，产物主要是可燃的低分子量化合物。好氧堆肥 原理：在过程中，垃圾中可溶性有机物透过细胞壁膜，直接被微生物吸收； 不溶胶体和固体有机物，先附着在微生物体外，待被胞外酶分解为可溶性，同上 三个阶段：升温阶段（30-45）潜伏驯化、中温增长阶段 嗜温菌为主 可溶有机物小分子 高温阶段（45-65）嗜温菌被嗜热菌取代 大分子有机物 熟化阶段（65）硝化细菌 NH4+-NO3- 因素：供氧量、含水率、温度、有机物含量、颗粒度、C/N、C/P、pH值 供氧量的计算 1000kg的C31H50NO26堆肥物料，完成堆肥化后，剩下200kg的C11H14NO4堆肥产品，试求需氧量。 解：M物料=852kg/kmol 其物质的量n0=1.173kmol ；M产品=224kg/kmol 则降解效率为200/（1.173224）=0.761 a=31, b=50, c=1, d=26, w=11, x=14, y=1, z=4 r= 1/2 b - nx - 3 (c- ny) = 0.5 50 - 0.76114 - 3 (1- 0.7611) = 19.3 s= a - nw = 31 - 0.76111 = 22.64 Wo2= 1/2 ( nz + 2s + r - d )n032 =781.6kg 供氧量要超出需氧量的2倍以上污泥处理水分存在形式：空隙水70%，毛细水20%，吸附水+内部水10%产量：与废水水质、处理工艺和处理要求有关。2000年，我国每年产生420万吨脱水污泥。固体通量：单位时间内单位面积所通过的固体物质质量kg/m2.h。 重力浓缩池设计的控制因素，浓缩池的面积依据其进行计算气浮法：是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围,减小颗粒的比重而强制上浮。气浮法浓缩速度快是重力法的1/3左右，占地少，适合人口多土地少的城市，但基建和运行费用都比较高，是重力法的3倍，管理也相对复杂。效果好一些，气量Qa越大效果越好。污泥密度：厌氧消化 原理：步骤 名称 反应 水解 大分子-小分子（单糖，氨基酸） 细胞外 产酸 单糖等-H2、CO2、CH3COOH 细胞内 产甲烷 CH3COOH-CH4 、 CO2+H2-CH4 参与微生物：细菌；产氢产乙酸菌，专性、兼性； 产甲烷菌，专性厌氧、世代周期长、代谢能力差影响因素：a.SRT 泥水混合物停留时间 b.温度 选择达到中温35，保持15天 池内 蒸汽、热水循环 池外 生污泥预热50放入；循环，抽出35加热到38再与生污泥放入 c.搅拌 均匀pH，营养，菌种，热量，有毒有害物，碱度；有效体积最大 d.营养物 C/N=（12-16）/1 e.pH =7 用碱度缓冲 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 NH4HCO3填埋定义：在陆地上选择合适的天然或人为改造的场所，把固废用土层覆盖起来的技术，防止固废污染环境，影响人类生活。优点：费用低，处理量大，工艺简单，操作方便，封场期满后，土地可适当再利用；缺点：占用土地量大， 操作不当，容易造成污染（地下水和空气）， 选址不当，会增加运输成本， 浪费可回收的资源填埋场功能：贮留垃圾，隔断污染，沼气发电，对垃圾进行处理分类：卫生填埋：具有防渗层，填埋气收集系统，渗滤液收集处理系统，地下水监测系统安全填埋：具有双层人工合成防渗膜&双层天然衬层&双渗滤液收集系统，作为防渗处理面积计算： ，体积减少率 ，每日计划填埋量 ，垃圾容重kg/m3 ，覆土体积占废物体积 = 操作：单元操作，几天一个填埋单元； 单元尺寸取决于几日填埋量； 一次填埋厚度为4560cm，进行压实，初步生物除臭； 一天结束后用防渗膜覆盖； 一个单元完工后, 在完工表面加装水平气体收集装置； 单元层一层叠于另一层之上； 完工的区段，每隔10m，竖装气体抽排管在表面，铺设覆盖层； 检查，发生沉降，则进行必要的填制和修补； 以上都完成，终场系统，完成一块分区。 层（一次）-单元（一天或几天）-单元层（设水平集气管）-区段（竖井，覆盖层） -分区（终场系统）覆盖层：一层30cm厚的天然土壤+一层防渗膜防渗构造：基底：地基 / 地下水收集系统 / 无纺土工布 / 人工合成防渗膜 / 无纺土工 布 / 渗滤液收集系统 / 无纺土工布 / 生活垃圾 垂直：防止侧面流出 终场系统渗滤液来源及控制工程手段： 直接降水、地表径流、地表灌溉，周边排