固体废弃物处置技术

固体废弃物处置技术,第一章绪论,1、定义:固体废物(简称废物)是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存在物质。,2、固体废物的分类,3、固体废物污染途径,化学物质型污染,病源体型污染,固体废物的分类,工业固体废物矿业固体废物农业固体废物城市固体废物放射性固体废物有害固体废物,侵占土地污染土壤污染水体污染大气影响环境卫生,4、固体废物污染危害,5、固体废物污染控制,一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。,6、固体废物处理,转变成适于运输，利用、贮存或最终处置的过程。,物理处理化学处理生物处理热处理固化处理,物理处理：通过浓缩或相变化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。,化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。,生物处理：利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。,热处理：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。热处理方法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等。,固化处理：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，因而能较安全地运输和处置的一种处理过程。,7、固体废物处置,海洋处置：深海投弃、海上焚烧陆地处置：土地填埋、深井灌注、土地耕作、工程库或贮留池贮存、,8、我国控制固体废物污染技术政策,“无害化”、“减量化”、“资源化”,第二章固体废物的收集、运输与压实,1、工业固体废物的收集、运输,“谁污染，谁治理”,2、城市垃圾的收集运输,分类收集与混合收集,垃圾收集容器：,混凝土垃圾箱、垃圾台、移动式铁制圆型垃圾桶（街道里弄）垃圾滑道（高层建筑）废物箱（商业区）,3、收集系统分析,针对不同收集系统和收集方法，研究完成所需要的车辆、劳力和时间。,拖曳容器系统,（a）简便模式,（b）交换模式,固定容器系统,图2-3固定容器系统示意图,3、固体废物压实器,构造：容器单元和压实单元二部分,类别：固定和移动,第五章污泥的浓缩与脱水,1、定义：指给水和污水处理中，采用各种分离方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质，从这些不同的方法中产生的泥渣统称污泥。,2、处理目的,减少体积、降低含水率；使污泥卫生化、稳定化；改善污泥成分性质,3、水分的分类（存在形式）,间隙水：70%左右；一般用浓缩法分离。毛细管结合水：20%左右，可采用高速离心机脱水、负压或正压过滤脱水机表面吸附水：7%左右，可用加热法脱除。内部水：3%左右，可用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除。,污泥脱水的影响因素水分在污泥中的存在形式污泥颗粒的大小、有机物的含量（颗粒细、有机物含量高）,4、污泥的处置,建筑材料（制砖、板材、铺路）,农肥沼气等,填埋、焚烧（减量、灭菌）、海洋投弃,污泥浓缩的目的：除去间隙水、缩小体积方法：重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法,5、污泥浓缩,6、污泥的调理,目的：污泥浓缩或机械脱水前的预处理，改善性能、提高处理量方法；化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理,7、污泥脱水,真空过滤脱水、压滤脱水、离心脱水,第六章固体废物固化,1、废物固化是用物理化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。,2、目前采用的方法：使污染物转变或引入到某种晶格中去；通过物理过程把污染成分直接渗入到惰性基材中；或兼而有之；,主要处理无机废物,电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣等有害废。,固化剂：水泥、沥青、玻璃、塑料等,对固化处理的基本要求包括：固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用固化过程中材料和能量消耗要低，增容比(即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比)要低固化工艺过程简单、便于操作；固化剂来源丰富，价廉易得。处理费用低。,固化体的浸出率,指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度,增容比,固化技术可按固化剂分为水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、石灰固化等。,水泥固化,水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。,添加剂,常用的添加剂有吸附剂(如活性氧化铝、粘土、蛭石等)、缓凝剂(如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等)、促凝剂(如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等)和减水剂(表面活性剂)等。,水泥固化工艺配方原则,水泥固化的混合方法,外部搅拌混合法、筒内（200L钢筒）混合法、注入法,优点：电镀污泥处理十分有效设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用低添加剂价廉易得对含水率较高的废物可以直接固化操作常温即可，沥青涂覆可降低污染物的浸出产品的强度、耐热性和耐久性好放射性固废安全运输适合投海或作为路基使用,水泥固化体的浸出率较高，需作涂覆处理；水泥固化体的增容比较高，达152；有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难，需加入适量的锯末予以克服。,缺点,第七章可燃固体废物的焚烧,从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分为可燃和不可燃两部分:可燃垃圾橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果皮及动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性等非常复杂，不易直接填埋；不可燃垃圾金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋。,1、焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为900左右，炉心最高温度可达1100），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。,1、垃圾焚烧后，体积可减少8595%，质量减少2080%。2、高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质无害化。3、焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有害废弃物直接处置容易得多。4、焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。5、热能可以利用,优点,缺点,焚烧法对垃圾的热值有一定要求;,建设成本和运行成本相对高;,管理水平和设备维修要求高；,焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染。不同季节、年份垃圾热值的变化不同。,热值、粗热值、净热值,固体废物焚烧热的利用包括供热和发电,垃圾焚烧发电存在的问题：垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电量波动性大，稳定性小。其原因是垃圾中可燃废弃物的质量和数量随季节和地区的不同而发生明显变化。因此，垃圾焚烧电站的多余电力向电力公司出售时，价格不高，主要靠国家政策扶持。另外，垃圾焚烧发电本身属于环保项目，如果处理的不好可能造成二次污染。,燃烧产物：,有机碳CO2HH2O，有F或Cl存在时可能有HF、HCl有机硫和有机磷SO2、SO3、P2O5有机氮N2为主，少量氮氧化物有机氟化物HF，氢不足会出现CF4、COF2（需添加助燃料）有机氯氯化氢（氢气不足有游离氯气产生）有机溴化物、碘化物HBr、Br2、I2金属卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物,垃圾焚烧烟气的特点是HCl和CO2浓度特别高，粉尘中的盐分（氯化物和硫酸盐）特别高。,有害有机废物焚烧后要求达到的三个标准a)主要有害有机组成（POHC）的破坏去除率（DRE）要达到99.99%以上。b)HCl的排放量应符合从焚烧炉烟囱排出的HCl量在进入洗涤设备之前小于1.8kg/h，若达不到该要求，则经过洗涤设备除去HCl的最小洗涤率应为99.0%。c)烟囱的排放颗粒物应控制在183mg/m3，空气过量率为50%。如果空气过量率大于或小于50%，应折算成50%的排放量。,第八章固体废物的热解,1、定义:固体废物热解是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。,2、热解原理,3、典型固体废物的热解,产物：小分子化合物、碳氢化合物,废塑料的热解,微波炉与热风炉加热、减压蒸馏的流程,聚烯烃浴热解流程,流化床法,城市垃圾的热解产物及工艺流程,一)城市垃圾热解产物热解以回收燃料油及燃料气是一种资源回收途径，其产物的组分与垃圾成分、热解温度以及热解装置有关。(二)热解工艺流程说明：不同国家垃圾的组分不同，流程也不大相同,双塔循环式流动床热分解的工艺,移动床热分解工艺,第九章可生化降解固体废物的处理与利用,微生物降解技术:依靠自然界广泛分布的微生物的作用,通过生物转化(氧化、分解有机固废)将有机固废中易于生物降解的有机组分转化为腐殖肥料、沼气或其它化学转化品。（塑料蛋白、乙醇或糖类）从而达到固废无害化的一种处理方法。,1、好氧生物降解制堆肥,原料：垃圾、污泥、人和禽畜粪便以及农林废物,工艺：传统:手工操作和自然堆积方式、机械堆制技术,堆肥化：,在控制条件下，使来源于生物的有机废物，发生生物稳定作用的过程。,堆肥,腐殖土,好氧堆肥系统温度一般为50一65，最高可达80一90，堆制周期短，故也称为高温快速堆肥。,厌氧堆肥，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺比较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过长，、需312个月，异味浓烈，分解不够充分。,好氧法堆肥原理,堆肥微生物及其活动情况嗜温菌和嗜热菌,堆肥过程参数,供氧量,含水率,碳氮比,有机物含量,堆肥程序,原料预处理,原料发酵,后处理,堆肥方法,间歇堆肥法,连续发酵,腐熟度,测试方法,直观经验法,淀粉测试法,耗氧速率法,厌氧发酵制沼气,城市粪便厌氧发酵处理实例（P263）,第十章煤系固体废物的处理与利用,一、粉煤灰的形成,粉煤灰的组成:由玻璃体、内部结晶体、空心球体、碎片组成的外观相近，颗粒较细但并不均匀的多相混合物。,气压增大,粉煤灰的组成,化学成分主要包括：Sio2Al2O3Fe2O3CaO和未燃烧尽的碳,粉煤灰的活性概念,粉煤灰的活性也