固体废弃物处理复习资料.doc

固体废物：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贮存的物质。固体废物的特点 量大面广、种类繁多、性质复杂。具有污染环境的危害性和可利用性双重性质（是放错了地方的资源）。固体废物对环境污染的危害，具有长期潜在性，其危害可能在数十年后才能表现出来，而且一旦造成污染危害，由于其具有的反应呆滞性和不可稀释性，往往难以清除。（4）污染“源头”和富集“终态”的双重性。固体废弃物的分类 按化学性质，分为有机固体废物&无机固体废物；按污染特性，分为一般固体废物&危险固体废物&放射性固体废物；按来源，分为工矿业固体废物&生活垃圾&其它固体废物；按形态，分为固态&半固态&容器中的液态或气态。固体废物处理方法：预处理（收集、压实、破碎。分选、脱水等）物化处理（浮选、氧化、固化等）生物处理（好氧堆肥、厌氧消化、微生物浸出等）热处理（干燥、热分解、焚烧、热解、焙烧等） 处置方法：陆地处置（土地耕作、土地填埋、深井灌注等）海洋处置（深海填埋、远洋焚烧等）固体废物的来源 生产：丧失原有利用价值，抛弃或放弃、。生活：固态、半固态、置于容器中的气态物品、物质、。其他活动：法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。危险废物 指具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性等一种及一种以上危害特性的废物。危险废物特性：易燃性、易爆性、毒性、腐蚀性、疾病传染性、反应性、浸出毒性、固体废物的危害:侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气、影响环境卫生压实：用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重减少表观体积，提高运输与管理的一种操作技术。具有减容和预稳定的作用破 碎影响因素结构缺陷：极完全、完全、中等、不完全和极不完全解理 韧性：脆性、柔性、延展性挠性、弹性等硬度：F.C邦德功指数；莫氏硬度（10级）；普氏硬度系数f压解理：细块物料机构缺陷少，难磨；粗块多，易碎破碎：利用外力克服废物质点间的内聚力使大块变小块的过程。小块分裂成细粉过程为磨碎。有利于“三化”处理破碎方法：湿式破碎、干式破碎（非机械能破碎、机械能破碎）、半湿式破碎破碎工艺压实原理：若忽略空气中的气体质量,则固体废物的总质量(mm)就等于固体物质质量（ms）与水分质量（m水）之和。则：湿密度：rw= mm/Vm 干密度：rd= ms/Vm压实器：固定式压实器、移动式压实器分选：将固体废物中各种可回收利用废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。摇床分选是使固体废物颗粒群在倾斜床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用下按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法筛分作业可分为以下六类：独立筛分、准备筛分、预先筛分、检查筛分、选择筛分、脱水筛分。影响筛分效率因素：筛分物料性质、筛分设备性能、筛分操作条件筛分效率指实际得到的筛下产品质量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料的质量之比。筛分是指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，完成粗细料分离过程。固化 在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。固化的产物是结构完整的整块密实固体稳定化 将有毒有害废物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程常用的固化/稳定化方法有:水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融（玻璃）固化和陶瓷固化。危险废物固化/稳定化的途径是：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去；通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。浸出率：测定各类废物固化体的抗浸出性能，预测其在长期贮存条件下的安全性。体积变化因数：即固化处理前后危险废物的体积比；也可以称为减容比、体积缩小因数、 体积扩大因数。石灰固化特点：特点：简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，并在适当的处置环境，可维持波索来反应的持续进行。石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。抗压强度：避免出现破碎和散裂，从而增加暴露的表面积和污染环境的可能性水泥固化材料：废物被掺入水泥的基质中,水泥与废物中的水分或另外添加的水分,发生水化反应后生成坚硬的水泥固化体。水泥固化优点：设备和工艺过程简单，无需特殊的设备，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低；水泥和添加剂价廉易得；对含水率较低的废物可直接固化，无需前处理；在常温下就可操作；处理技术已相当成熟，对放射性固体废物的固化容易实现安全运输和自动控制等。 缺点：固化体的浸出率较高，通常为10-410-5 g/ (cm2d)，主要是由于它的空隙率较高所致，因此需作涂覆处理；固化体的增容比较高，达1.52；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。沥青固化原理：以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。特点： 固化体的空隙率和固化体中污染物的浸出速率均大大降低。另外，由于固化过程中干废物与固化剂之间的质量比通常为1:12 : 1，因而固化体的增容较小。 固化剂具有一定的危险性，固化过程中容易造成二次污染，需采取措施加以避免。另外，对于含有大量水分的废物，由于沥青不具备水泥的水化作用和吸水性，所以需预先对废物进行浓缩脱水处理。因此，沥青固化工艺流程和装置往往较为复杂，一次性投资与运行费用均高于水泥固化法。 固化操作需在高温下完成，不宜处理在高温下易分解的废物、有机溶剂以及强氧化性废物。塑性材料固化：以塑料为固化剂，与危险废物按一定的比例配料，并加入适量催化剂和填料进行搅拌混合，使其共聚合固化，将危险废物包容形成具有一定强度和稳定性固化体的过程。热固性塑料包封法在过去曾是固化低水平有机放射性废物（如放射性离子交换树脂）的重要方法之一，同时也可用于稳定非蒸发性的、液体状态的有机危险废物。缺点是操作过程复杂，热固性材料本身价格高昂，操作过程容易引起燃烧起火。好氧堆肥处理：堆肥化（composting）: 在人工控制的环境下,依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程厌氧消化处理：也称厌氧发酵，指在厌氧状态下利用微生物使固体废物中有机物转变为CH4和CO2的过程微生物浸出：利用微生物新陈代谢过程或代谢产物将废物中目的元素转变为易溶状态并得以分离的过程使用堆肥的作用1）施用垃圾堆肥改善土壤的理、化性质（2）.施用堆肥促进植物产量和品质的提高3）施用堆肥增加土壤的微生物活性,可修复被污染的土壤（4）.堆肥是缓效性肥料，不会对农作物产生伤害。（5）.堆肥是CO2的供给源。堆肥原料的特性密度 350650kg/m3。组成成分 有机物含量不少于20%。含水率 40%60%。碳氮比 20:130:1.好氧堆肥过程潜伏阶段（适应新环境）-中温增长阶段（嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的可溶性物质，淀粉、糖类增多，温度升至45）-高温阶段（嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度升至4570）-熟化阶段（嗜温性微生物、多为难分解物质，温度下降）中温阶段:在发酵之前,垃圾中就存在着各种有害的、无害的菌类, 当温度和其他条件适宜时, 各类微生物菌群即开始繁殖, 利用一定的养料和微量元素来发展自己的群体。当温度达到25以上时, 中温微生物菌类进入旺盛的繁殖期, 开始活跃地对有机物进行分解和代谢。20h左右温度就能升到50以上, 以无芽孢菌、芽孢菌和霉菌等嗜温好氧性微生物为主的菌类,它们将单糖、淀粉、蛋白质等易分解的有机物迅速分解。在供热和微生物消化过程中,热量不断积累,这样能节省消化时间。高温阶段: 达到温度45以上时, 中温微生物受到了抑制或死亡,除了易腐有机物继续分解外,一些较难分解的有机物,如纤维素、木质素也逐渐被分解。此时嗜热真菌、好热放线菌、好热芽孢杆菌等微生物活动占了优势,腐殖质开始形成。当温度升到70 以上时大量的嗜热菌类死亡或进入休眠状态, 在各种酶的作用下, 有机质仍在继续分解,热量的产生会由于死亡的微生物酶的作用消退而逐渐降低温度, 温度低于70 以下时,休眠好热的微生物又重新活跃起来并产生新的热量, 经过反复几次保持在70 的高温水平, 腐殖质已经基本形成, 堆肥物质初步稳定腐熟阶段（降温阶段）:当高温持续一段时间后,随着微生物活动的减弱, 温度开始下降到40左右,其中易腐熟的物质已成熟,剩下几乎大部分是纤维素, 木质纤维素和其他稳定物质, 这些物质不需要再加以分解,让它们在土壤中更有利于完全分解。由于土壤的微生物的存在和代谢,更容易促进植物的生长。影响因素及工艺堆肥化效果: 供氧量、含水率、温度和有机物含量、pH、C/N和C/P、颗粒度1）前处理 去除不可发酵的组分，调整水分和碳氮比，有时需要添加菌种和酶制剂，以促进发酵正常进行。2）.主发酵 在发酵仓内进行，靠强制通风或翻堆搅拌来供给氧气。3).后发酵 经过主发酵的半成品被送去后发酵。等到完全成熟的堆肥产品。4).后处理 进一步去除杂物，根据需要破碎分选。5).脱臭 化学除臭剂除臭；水、酸、碱水溶液吸收；臭氧氧化法；活性炭、熟堆肥等吸附剂吸附法。贮存堆肥腐熟度评价指标生物学指标：呼吸作用/生物活性/发芽指数化学指标：pH/COD/BOD/VS/碳氮比/氮化物/腐殖酸物理学指标：气味/粒度/色度工艺指标：温度、 耗氧速率400mg/(kgh)厌氧消化原理：有机物H2O营养物=细胞质CH4+CO2+NH3+H2+H2S+ +抗性物质热量 厌氧消化过程：厌氧消化过程划分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。第一阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的l/3后者约占2/3。厌氧消化的影响因素：添加物和抑制物、pH、温度、原料配比、厌氧条件、搅拌、接种物、其它因素影响发酵的因素：（1）温度（2）pH值。(3)搅拌混合 (4)底物组成对固态厌氧消化的影响(5)添加剂和有毒物质 (6)接种物焚烧处理：焚烧（incineration）：生活垃圾和危险废物的燃烧（具有强烈放热效应、有基态和电子激发态的自由基出现、并伴有光辐射的化学反应现象 ）2.热裂解：热解：是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。焚烧法：焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量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高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。焚烧的目的：主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。焚烧机理：着火条件（温度）可燃物质、助燃物质、引燃火源；焚烧蒸发、挥发、分解、氧化还原、烧结和熔融影响固体废物焚烧的因素：1、固体废物性质：可燃成分、有毒有害物质、水分 2、停留时间: 1.52h;2s 3、焚烧温度：850950 , 1150 4、废物料层厚度、运动方式、预热温度 5、供氧量和物料混合程度: 过剩空气系数 6、进气方式、燃烧器性能、烟净化系统阻力 煤矸石利用：制水玻璃，生产轻骨料，生产水泥，生产硫酸铵肥料，制结晶氯化铝，煤矸石制砖。粉煤灰综合利用方法a）作建筑材料：水泥，混凝土，砖，陶粒b）筑路回填：筑路，回填c）农业生产：作土壤改良剂，作农业肥料d）回收工业原料：回收煤炭，回收金属，分选空心微珠e）环保材料：吸附剂，凝絮剂固体废物最终处置原则：（1）少生产或不生产：准入、消费观念结构、改进设计、环境影响评价、采用精料、延长使用寿命；（2）进行无害化处理与处置：消毒、稳定化、焚烧、固化处理、填埋；（3）进行综合利用或回收利用：3R原则，循环利用、翻新、逆向物流、综合利用卫生填埋场组成：（1） 防渗系统；（2） 渗滤液收集系统；（3） 渗滤液处理系统；（4） 填埋气体收集系统;(5) 填埋气体利用系统;(6) 封场系统;(7) 生态修复系统;(8) 垃圾坝;(9) 道路系统;(10) 截洪、导洪系统;(11) 其它辅助工程：供水、排水、供电等。土地填埋处理方法：根据对象种类控制水平分类：（1）惰性废物填埋：最简单方法、惰性废物、建筑废土石 （2）工业废物土地填埋：处置工业无害废物 （3）卫生土地填埋：处置一般固体废物城市生活垃圾110-7cm/s （4）安全土地填埋：改进的卫生土地填埋有害固体废物填埋物应是下列城市生活垃圾：（1）居民生活垃圾；（2）商业垃圾；（3）集市贸易市场垃圾；（4）街道清扫垃圾；（5）公共场所垃圾；（6）机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾。填埋场选址原则：（1）环境保护原则 （2）工程学及安全生产原则 （3）经济原则 （4）法律及社会支持原则渗滤液性质：. 1）有机污染物浓度高，尤以5年内的“年轻”填埋场的渗滤液为突出;2）氨氮含量较高，在“中老年”填埋场渗滤液中尤为突出；3）磷含量普遍偏低，尤其是溶解性的磷酸盐含量更低；4）金属离子含量较高，其含量与所填埋的废物组分及时间密切相关；5）溶解性固体含量较高