环境学精品课固体废物（PPT44页).ppt

第五章固体废弃物与环境 第一节固体废弃物概述第二节固体废弃物的综合利用和资源化 第一节固体废弃物概述 一 固体废弃物概念二 固体废弃物的来源和分类三 固体废物的特点1 资源性2 污染的 特殊性 3 严重的危害性四 固体废物处理 处置和利用的原则 一 固体废弃物概念 固体废弃物系指生产和生活活动中丢弃的固体 半固体物质 包括从废水 废气中分离出来的固体颗粒物 在固体废物中凡具有易燃性 腐蚀性 毒性 反应性 感染性的废物 称为危险废物 废物是一个相对概念 在某种条件下它为废物 在另一种条件下却可能成为宝贵原材料 故固体废物有 放在错地点的原料 之称 二 固体废弃物的来源和分类 来源 固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动 分类 按其形状可分为块状 粒状 粉状和半固体 泥状 浆状 糊状等废物 按其来源可分为矿业废物 工业废物 农业废物 城市生活垃圾等废物 按其性质和危害程度可分为有机和无机废物 一般性和危险性废物 见图5 1 对于有放射性的固体废物 在国际上单列一类 另行管理 三 固体废物的特点 资源和废物的相对性 富集终态和污染源头的双重性 危害具有潜在性 长期性和灾难性 1 资源性 固体废物品种繁多 成分复杂 特别是工业废渣 不仅数量大 具备某些天然原料 能源所具有的物理 化学特性 而且比废水 废气易于收集 运输 加工和再利用 城市垃圾也含有多种可再利用的物质和一定热值的可燃物质 因此 近代许多国家已把固体废物视为 二次资源 或 再生资源 把利用废物替代天然资源作为可持续发展战略中的一个重要组成部分 三 固体废物的特点 2 污染的 特殊性 固体废物除直接占用土地和空间外 其对环境的影响通常是通过水 气和土壤进行的 是水 气 土壤环境污染的 源头 其污染途径见图5 2所示 被固体废物污染的水 气 土经治理后 生成含有污染物的污泥 粉尘 脏土等 新固体废物 这些 新固体废物 如不再进行彻底治理 则又会成为水 气 土壤环境的 新污染源 如此循环污染 形成固体废物污染的 特殊性 3 严重的危害性 工业 矿业固体废物堆积 占用了大片土地造成环境污染 严重影响着生态环境 生活垃圾 粪便是细菌和蠕虫等的孳生地和繁殖场 能传播多种疾病 危害人畜健康 危险废物对环境污染和人体健康的危害更加严重 这与危险废物的特性密切相关 主要表现为易燃性 腐蚀性 反应性 毒性和感染性 1 侵占土地 造成资源浪费 2 污染土壤 3 污染水体4 污染大气5 影响环境卫生 四 固体废物处理 处置和利用的原则 处理 处置和利用固体废物对维护国家的持续发展有重要意义 其原则为 1 减量化 2 资源化 表5 1美国利用几种废物再生产的环境效益分析3 无害化 表5 1美国利用几种废物再生产的环境效益分析 第二节固体废弃物的综合利用和资源化 一 主要工矿业固体废物的利用和处理 处置二 危险废物的利用和处理 处置三 城市垃圾的处理 处置和利用 一 主要工矿业固体废物的利用和处理 处置 1 工矿业固体废物的综合利用技术 1 用作建筑材料 表5 2 2 用作冶炼金属的原料 表5 3 3 回收能源 4 用作农肥 改良土壤2 工矿业固体废物的处理技术 表5 2可用于生产建筑材料的固体废物 表5 3可用于冶炼和回收金属的固体废物 二 危险废物的利用和处理 处置 1 危险废物的管理要点2 危险废物的主要处理技术3 危险废物的主要处置技术4 几种危险废物的利用 1 危险废物的管理要点 1 定义和鉴别 2 列名目表和建档 3 法规和标准 4 收集 贮存和运输 5 危险废物的管理部门及其职责 2 列名目表和建档 判定危险废物 本应经过鉴别试验 但这项工作十分复杂而在不少厂 点难于实现 因而不少国家根据积累经验 将危险废物列成名目表 并以立法形式公布 使产生单位 操作人员 环境管理者以及各有关部门便于掌握 对有条件进行实际监测鉴别或必需的判定 均应按技术标准规定的方法作适当处理 凡已判定属危险废物者 应将其数量 性质 去向等登记入档 分别留存在产生点 处置单位和有关的环保部门 保存的年限20 30年各国不等 4 收集 贮存和运输 已判定的危险废物 应按有关规定进行包装 标记 登记 交运时带上注明数量 性质 有害成分及含量 去向以及其他应注意事项等的卡片 使废物安全地自产生点运达处置处所进行处置 对危险废物确定明显标志 是使之得到专门管理的一环 我国在化学危险品运输国标GB190 73中对毒性 腐蚀性 易燃性物品规定了专门标志 收集和包装 贮存 运输 5 危险废物的管理部门及其职责 在制定实际可行的危险废物管理对策中 应包括各有关方面的职责 全过程中各组成部分的活动范围 承担的法律责任和行政措施 管理部门 职责范围 3 危险废物的主要处置技术 1 焚烧法 2 填埋法 4 几种危险废物的利用 1 含铬废物 2 可燃性危险废物 三 城市垃圾的处理 处置和利用 1 概况2 城镇垃圾的组成 分类和性质3 城镇垃圾的收集和运输4 城镇垃圾的破碎和分选5 利用城镇垃圾进行堆肥6 利用城镇垃圾制取沼气7 城镇垃圾的焚烧处置和热能回收8 城镇垃圾的卫生填9 废旧物资的回收利用 1 概况 城镇垃圾的处理 处置和利用方法主要有卫生填埋 焚烧和堆肥等 每个国家选用的方法与其垃圾的组成成分 技术经济水平等因素有关 从垃圾成分来看 有机物含量高的垃圾 宜采用焚烧法 无机物含量高的垃圾 宜采用填埋法 垃圾中的可降解有机物多宜采用堆肥法 城镇垃圾包括城镇居民的生活垃圾 企事业单位和机关团体的办公垃圾 商业网点经营活动的垃圾 医疗垃圾和市政维护管理的垃圾等 我国城镇垃圾的产生量大 无害化处置率低 为防止城镇垃圾污染 保护环境和人体健康 处理 处置和利用城镇垃圾 具有重要意义 2 城镇垃圾的组成 分类和性质 1 城镇垃圾的组成和分类 2 城镇垃圾的性质a 含水率b 容重c 垃圾的热值 1 城镇垃圾的组成和分类 城镇垃圾大体可分为无机物类和有机物类 垃圾中各组分的含量与居民所处阶层 生活水平和习惯等因素有关 表5 5为同一个城市不同功能地区的垃圾组成 a 含水率 垃圾中的含水率不仅取决于垃圾的种类 而且还随季节的不同有所变化 垃圾的含水率用单位体积垃圾的含水量占垃圾 含水 总重量的分数表示 其计算式为 含水率 100 100 式中 g 单位体积垃圾的总重量 kg m3 g 单位体积垃圾样品烘干后的重量 kg m3 W 单位体积垃圾的含水量 kg m3 2 城镇垃圾的性质 b 容重 垃圾容重系指单位体积垃圾的重量 垃圾容重是设计收集 清运和贮存垃圾容器以及处理垃圾构筑物的重要参数 其值与垃圾压缩方法及压缩程度有关 表5 6列出城镇垃圾不同压缩情况的容重 c 垃圾的热值 表5 7城市垃圾热值及元素分析典型值 3 城镇垃圾的收集和运输 1 垃圾的收集和运输工具目前各国用于收集城镇垃圾的容器多数是用金属或塑料制成的垃圾筒 垃圾箱和塑料袋 纸袋等 运输垃圾的主要工具是汽车 2 垃圾收集 运输原则第一 收集 输运过程应密闭 以控制污染环境 第二 最大限度地方便居民 第三 尽量改善清洁工人的工作条件 第四 造价及维护费用便宜 以利推广 3 垃圾的分类收集 4 城镇垃圾的破碎和分选 经过破碎后的垃圾具有如下一些优点 可增大容重 减少容积 有利于填埋处置时压实垃圾土层 加快复土还原工程的速度 对垃圾分类分拣有利 易通过磁选等方法回收高品位金属 有利于用焚烧法处置垃圾 提高垃圾焚烧热效率 垃圾破碎通常是采用颚式 锤式 滚压式 撕裂式和剪切式破碎机等进行破碎 垃圾的分选方法有手工分选 风力和重力分选 筛分分选 浮选 光分选 静电分选和磁力分选等 下表列出各种分选方法的适用范围 表5 8各种分选方法的适用范围 5 利用城镇垃圾进行堆肥 1 垃圾堆肥分类和堆肥过程 2 堆肥要素影响堆肥品质的要素较多 主要的有以下几点 a 有机物含量b 空气含量c 碳分d 水分e PHf 好氧堆肥工艺过程 6 利用城镇垃圾制取沼气 沼气是有机物中的碳化物 蛋白质 脂肪等在一定的温度 湿度 PH的厌氧环境中 经过沼气细菌的发酵作用 而生成的一种可燃气体 沼气发酵过程可分为液化 产酸和生成甲烷三个阶段 控制沼气发酵的主要因素有 1 需要丰富的沼气菌种 2 保持严格的厌氧环境 3 选用适宜的发酵原料配比 4 选定适宜的干物浓度 5 选定适宜的发酵温度 6 选择适宜的PH 7 城镇垃圾的焚烧处置和热能回收 采用焚烧法处置城镇垃圾 可以使垃圾减重 减容 并可以使某些有害组分分解和去除 因此 焚烧是比较理想的处置方法 1 垃圾的焚烧 2 垃圾的焚烧垃圾焚烧热能的回收 8 城镇垃圾的卫生填埋 1 垃圾填埋后的产物 2 抗渗层构造 3 卫生填埋作业方法 4 垃圾卫生填埋场关闭后的管理 1 垃圾填埋后的产物 a 气体垃圾在填埋开始阶段 将进行好氧分解 产生以CO2为主的气体 随着垃圾被压实后空气量减少 氧气被耗尽 垃圾的厌氧分解开始 并产生CH4 N2 H2 CO2及硫化物等 这个过程约延续20年 b 浸出液垃圾中可降解的有机物分解时产生的液体和施工过程中流进填埋场的地表水 雨雪水等共同组成填埋浸出液 浸出液的成分随垃圾组成的不同有很大变化 下表为一般填埋场浸出液中典型化学成分 表5 9填埋场中浸出液典型化学成分单位 mg L 2 卫生填埋作业方法 根据场地条件的不同 可采用下列作业方法 平面作业法平地填埋场可采用此作业法 坑填作业法利用天然洼地 峡谷 沟壑 矿坑等进行垃圾填埋 沟填作业法在地下水位低并有厚土层的场地 可采用此法作业 斜坡作业法该法利用山坡地带填埋 占地少 填埋量大 较经济 3 垃圾卫生填埋场关闭后的管理