固体废物处理.doc

定义：固体废物：通常指人类在生产与生活中产生，生产者在一定时间和地点不再需要而丢弃的固体、半固体或泥状物质二重性 ：“废物”是一个相对概念，是有一定时空条件的。往往一种过程中产生的废物，可以成为另一种过程的原料，所以废物也有在错误时间放错地点的原料之称。 固体废物可以按不同的方式进行分类：1.按其组成可分 有机废物，无机废物2.按其形态可分 固体（块状、粒状、粉状）泥状按其来源可分: 工业废物，矿业废物，城市垃圾，农业废物，放射性废物按其危害性可分 ：危险废物，无害废物矿业废物：矿山，选冶 工业废物：冶金，交通，机械，金属结构，煤炭，食品加工，橡胶，皮革，塑料，造纸，木材，印刷，石油化工，电器仪器仪表，纺织服装业，建筑材料，电力工业城市垃圾：居民生活，商业机关，市政维护，管理部门农业废物：农林，水产放射性废物：核工业，核电站，放射性医疗单位，科研单位危险废物：又称为有毒有害废物，这类废物泛指除放射性废物以外，具有毒性易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。 急性毒性废物：用1:1浸提液灌胃对小鼠（或大鼠），能引起小鼠（或大鼠）在48小时内死亡半数以上者定为有急性毒性的固体废物易燃性废物：闪点低于60的液体，经摩擦、吸湿或自发产生着火倾向的固体，着火时燃烧较剧烈并能持续，以及在管理期间会引起危险；反应性废物：性质不稳定，在无爆震时即易发生剧烈变化； 遇水能剧烈反应； 遇水能形成爆炸性混合物； 与水混合产生有毒气体、蒸气或烟雾； 在有引发源和加热时能引起爆震或爆炸； 在常温、常压下易发生爆炸或爆炸性反应； 根据其他法规所定义的爆炸品；d、腐蚀性废物：pH12.5或pH2的废物固体废弃物对环境污染的危害 ：1污染水体：固体废弃物未经无害化合理随意堆放，将随天然降水或地表径流进入河流、湖泊，长期淤积，使水面面积缩小，其有害成分造成了水体的各种污染，如果人们将固体废弃物直接倾倒到水体中，那造成的危害将是更大的。（地下水）2污染大气：固体废物中的干物质或轻物质随风飘扬，会对大气造成污染。另外，焚烧法是处理固体废弃物的一种目前较为流行的方法，但是焚烧将产生大量有害气体和粉尘，一些有机固体废弃物长期堆放，在适宜的温度和湿度下会被微生物分解，同时释放出有害气体。3污染土壤：土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所，这些微生物在土壤功能的体现中起着重要的作用，它们与土壤本身构成了一个平衡的生态系统，而未经处理的有害固废物，经过风化、雨淋、地表径流等作用，其有毒液体将渗入土壤，进而杀死土壤中的微生物，破坏了土壤中的生态平衡，污染严重的地方生殖寸草不生4侵占土地：不断增加的固体废弃物如不加利用，就要占用土地来堆放。就我国80年代以来，工业固体废物的产生量相当迅速，许多城市利用大片的城市城郊边缘的农田来堆放它们.固体废物污染防治的原则：1）固体废物污染防治的“三化”原则、（2）固体废物进行全过程管理的原则（3）根据这些原则确立了我国固体废物管理体系的基本框架。无害化：指对已产生又无法或暂时尚不能资源化利用的固体废物，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全处理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物的污染危害。无害化处理工程 ：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵，有害废物的热处理和解毒处理等。减量化途径：（1）选用合适的生产原料。（2）采用无废或低废工艺。（3）提高产品质量和使用寿命。（4）废物综合利用。 资源化 ：基本任务:采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。 特点:保护和延长原生资源寿命，保证资源永续，节省投资，降低成本，减少环境污染，保持生态平衡原则：技术、经济是可行的，废物在排放源就近利用可以节省贮放、运输等过程的投资，“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准。资源再生工程：目前，工业发达国家出于资源危机和治理环境的考虑 ，已把固体废物资源化纳入资源和能源开发利用之中，逐步形成了一个新兴的工业体系：资源再生工程。 全过程管理的原则：指对固体废物的产生、收集、运输、利用、贮存、处理、处置的全过程及各个环节都实施控制管理和开展污染防治。要作最终处置安全处置主要解决废弃物的最终归宿问题，它是控制固体废弃物污染环境的最后关键环节。固体废物的利用 1. 固体废物作建筑材料2. 固体废物作工业原料3. 固体废物作能源4. 固体废物在农业上的利用固体废物的处理：1. 固体废物的压实2. 固体废物的破碎3. 固体废物的分选4. 固体废物的固化水泥固化；石灰固化；热塑性材料固化；有机聚合固化；自胶结固化；玻璃固化、陶瓷固化等。5. 固体废物的焚烧和热解解1.海洋处置（1）海洋倾倒：其理论基础是海洋是一个庞大废弃物接受体，对污染物质有极大的稀释能力。装在封闭容器中的有害废弃物，即使容器破损污染物浸出，由于海水的自然稀释和扩散作用，可使环境中污染物质达到容许的程度。（2）远洋焚烧：远洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废物进行处置的一种方法。适于处理各种含量氯的有机废物。2.土地处置 ：（1）卫生土地填埋：主要用来处置城市垃圾。通常把运到土地填埋场的废物在限定的区域内铺成4070cm的薄层，然后压实以减少废弃物的体积，每层操作之后用1530cm厚的土壤覆盖，并压实。压实的废物和土壤覆盖层共同构成一个单元，具有同样高度的一系列相互衔接的单元构成一个升层。完整的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的。当土地填埋达到最终的设计高度之后，再在填层之上覆盖一层90120cm厚的土壤，压实之后就得到一个完整的卫生土地填埋场。（2）安全土地填埋：处置危险废物安全土地填埋实际上是卫生土地填埋方法的进一步改进，对场地的建造技术要求更为严格。衬里系统的渗透系数要小于10-8cm/s；浸出液则要加以收集和处理；地表径流要加以控制。安全土地填埋适于处置多种类型的废物且价格较为便宜，目前许多国家已采用，并取得了大量的生产运行经验。（3）深井灌注：处置液态物质深井处置系统要求适宜的地层条件，并要求废物跟建筑材料、岩层本身具有相容性。对于在石灰岩或白云层处置容纳废物的主要机理是基于空穴型孔隙，加上断裂层和裂缝。对于在砂石岩层处置，废物的容纳主要依靠存在于穿过密实砂床，内部相连的间隙。（4）土地耕作固体废物的压实技术：压实的目的：利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，以便于装卸、运输、贮存和填埋。压实的原理：主要是减少空隙率，将空气压掉。如果采用高压压实，除减少空隙率之外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。适合压实处理的物质，压缩性能大而复原性小的物质。常用的几种压实器：水平压实器 ：常作为转运站固定型压实操作使用。三向垂直压实器 ：适用于金属类废物的压实。回转式压实器：适用于压实体积小、重量轻的固体废物固体废物综合利用的政策：1.“强制性”的法律政策2.“刺激性”的经济政策3.“交换式”的管理对策固体废物综合利用的途径：1.生产建筑材料2.提取有用金属和制备化学品3.代替某些工业原料4.制备农用化肥5.利用固体废物作能源铬渣的解毒处理：铬渣的主要处理方法是解毒后堆存，制成建筑材料或填海。铬渣的解毒处理原理是将Cr6+还原为Cr3+，解毒方法有煤粉还原法和硫化钠还原法两种。(1) 煤粉还原法：将煤粉和铬渣按15：100重量比均匀混合后，在回转窑中经550650高温焙烧还原。还原一吨铬渣约用100 kg煤，配料中用煤的用量约130150 kg。对于回转窑应控制好温度，窑尾为290以上，高温区为550650，出料口为750850。物料在高温区停留约810分钟，在整个窑内停留时间为30分钟，可以达到较好的还原效果。还原后的铬渣需放置45天以上，曝晒56.5小时后，检测Cr+6的含量应5mgkg。也可用含碳固体废物，如废活性炭，纸浆废液，锯木屑，谷壳等作为还原剂，在200900下还原Cr+6。煤粉还原焙烧法工艺、设备简单，处理费用低，但操作要求严格，温度、时间条件控制不好，解毒效果也不好。(2)硫化钠还原法该法用Na2S、硫氢化钠、硫酸亚铁、亚硫酸钠等作还原剂。解毒工艺是：然后加酸调节pH78，再加20FeSO4，最后堆放，处理后得到的料液呈无色透明，含Cr+60.5PPm，滤渣含Cr+61.8PPm。此法处理费用高，处理效果较差，且残渣中过量的硫化物会造成二次污染。硫铁矿烧渣的利用：用作建材原料1. 回转窑生产生铁及水泥：利用硫铁矿烧渣的SiO2，CaO，Al2O3，Fe2O3，配以其它水泥生料组分，在回转窑中煅烧水泥。多余Fe2O3被还原为铁水。所含的S生成SO2和SO3与CaO结合成CaSO4,这是水泥中所需的缓凝剂。2. 作水泥生料：水泥生产中需35的铁矿作助熔剂，以降低烧成温度。硫铁矿烧渣中的Fe2O3可代替铁矿作水泥助熔剂，水泥生料中可掺入35烧渣。3. 制砖含Fe量比较低，而Si、Al含量高的硫铁矿烧可代替粘土，掺入适量石灰，经湿加压成型，自然养护成硫铁矿渣砖，生产工艺简单，不需焙烧也不需蒸压或蒸汽养护，成本低于粘土砖，物理性能良好。生产铁系颜料，制取水处理剂硫铁矿烧渣炼铁的不利因素有三：（硫铁矿烧渣的化学成分以铁质为主，金属铁含量约为3050，因此可作为炼铁原料）含硫量较高，一般约为12（炼铁原料的含硫量要求0.5%)； Fe含量较低且波动范围大；含有Cu、Pb、Zn、As等影响冶炼和铁产品质量的有害元素。解决途径：1. 降低烧渣中S含量的途径 2.提高烧渣中铁含量的途径高炉矿渣：高炉矿渣是炼铁过程中形成的废渣，其排出率与矿石品位有关，我国目前冶炼一吨生铁，约产生矿渣0.60.7吨，工业先进的国家，渣铁比约为0.230.27。在炼铁中，矿石中的氧化铁被高温还原成全属铁，矿石中的Si，Al质杂质则与助熔剂(石灰石)合成硅酸钙、硅酸铝等轻质矿渣与铁水分离。高炉矿渣活性：1.水淬渣酸碱性高炉水淬渣具有良好的活性。熔渣中的MgO能降低其粘度，在水淬急冷时易于进入玻璃体，对水淬渣活性有利。熔渣中的MnO不利于玻璃体的形成，因此对水淬渣活性有不良影响。2.块渣的矿物成份绝大多数不具有活性。3.高炉矿渣的利用途径：1.水淬渣的利用2.块渣的利用3.膨胀矿渣的利用4.矿渣棉5.矿渣微晶玻璃。块渣的利用：安定性好的块渣，经破碎、分级可代替碎石用作混凝土的骨料和路材，可广泛用于公路，桥梁，机场，各种工业民用建筑。实验表明，矿渣碎石混凝土的抗压强度与水灰比的关系和普通混凝土相近，而且有良好的保温隔热和抗渗性能，可用于500号以下各种混凝土和防水工程上，包括有承重要求的部位以及有抗渗，耐热，抗振动等特殊要求的部位。块渣作为道路材料可用于：铁路道渣；沥青碎石道路；混凝土道路工程。 矿渣的活性及其评定方法：磨细的粒化矿渣加水拌和时，反应极慢，得不到足够的胶凝性能，但在ca(OH)2溶液中会发生明显的水化作用，这就是说矿渣的活性是潜在的，水淬渣的活性评定方法有两种 1. 化学分析法：通常用水渣的活性率(MC)和质量系数(K)进行评定。MC0.25为活性矿渣;MC0.25为低活性矿渣；K1.9为高活性矿渣，K=1.61.9为中等活性矿渣，K1.6为低活性矿渣。在国标GB20378中规定粒化矿渣的必须要K1.2。 2. 强度试验法：将矿渣和硅酸盐水泥熟料及适量石膏混合均匀，配成矿渣水泥，并保持掺量和细度相同，以标准试验方法，分别测定矿渣水泥和纯熟料水泥试块的7d、28d强度。计算强度比(R)：R=1则表明矿渣无活性，R1，则其值越大，矿渣活性越高。与粉煤灰一样，强度实验法更接近实际。粉煤灰的性质：粉煤灰是以煤为燃料的火力发电厂排出的废弃物。电厂烟气经除尘器收集的细灰称为粉煤灰或飞灰。由炉底排出的废渣称为炉渣或熔渣。每一万千瓦发电机组排灰渣量约为0.91.0万吨。粉煤灰是一种火山灰质材料，具有火山灰活性。粉煤灰的活性：天然产出的喷出岩,火山碎屑岩,如玻璃体流纹岩（松脂岩、珍珠岩、黑曜岩、浮岩）和凝灰岩、硅藻土、蛋白岩等SiO2和A12O3含量较高(总和7085%)且含有相当多玻璃体或其它无定形物质，在潮湿环境下能与Ca(OH)2发生反应,生成一系列水化硅酸钙，铝酸钙C-S(A)-H凝胶，在空气或水中都能产生明显的强度，这就是火山灰活性。此外，烧页岩、烧粘土、煤矸石烧渣、炉渣、粉煤灰等人工火山灰类物质，同样具有上述火山灰活性，即它们同样能在潮湿环境下与Ca(OH)2反应生成水化硅(铝)酸钙系列水化产物，而具有水化硬化性能。提高粉煤灰活性的方法1.粉磨：粉煤灰中的玻璃体颗粒在水化过程中不可能象水泥熟料颗粒那样发生解体和分散，反应只能通过颗粒表面层进行，在磨细过程中玻璃体颗粒被粉碎形成许多新生表面，粒度变细，比表面积增加，提高界面反应能力，从而提高了粉煤灰的活性。2.增钙燃烧：在燃煤中掺加一定量的石灰石，共同粉磨，送入旋风炉燃烧，在高温中形成硅酸钙相或富CaSi、Al玻璃体，改变了普通粉煤灰的化学组成，形成高钙粉煤灰，其活性大大提高；增钙燃烧后的粉煤灰经粉磨后，形成比表面积大，表面能大的细粉，在水化初期能生成较多的碱性胶体，后期生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等胶凝物质。3.化学处理：用碱或酸处理使粉煤灰玻璃体的Si-Al和Al-O长键裂断，降低SiO2、Al2O3的聚合度，增大SiO2、Al2O3的溶出量，增大颗粒的反应性。粉煤灰的分选处理：利用分选技术可以从粉煤灰中回收未燃碳，铁质产品未燃碳的分选技术主要有：1.干排灰的电选：粉煤灰电选脱碳是利用粉煤灰中的碳粒和灰粒导电性能的差异进行的。采用圆筒形电选机。当粉煤灰进入高压直流电场后，碳粒、灰粒均带上电荷。导电性能比较好的碳粒与旋转的金属圆筒接触时，将所带电荷传递给圆筒，随着旋转的惯性离心力和重力的作用，掉入圆筒前部的碳粒收集槽中。导电性能较差的灰粒不能将所带的电荷给出，而继续荷电，在电场力作用下，克服离心力和重力的作用而吸附在圆筒上，随着圆筒和旋转被带到圆筒后部，用毛刷强行刷落，掉入灰收集槽中，达到碳粒、灰粒分离的目的。2.湿排灰的浮选：用浮选方法分选高碳粉煤灰中的碳的有效方法。碳颗粒的表面是疏水亲油的，灰粒表面是亲水的。利用粉煤灰中碳粒与灰粒的表面疏水、亲水特性，在浮选药剂的作用下并借助于浮选剂所产生的气泡，将二者分离。回收碳粒常用的捕收剂为0#柴油，起泡剂有红樟油、杂醇、甲醇母液、松节油、煤焦油等。铁质分选技术：粉煤灰中的铁质矿物主要有金属铁粒，磁铁矿（Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等氧化铁矿物。粉煤灰中的铁质通常用磁选机分选，也可用摇床，磁力脱水槽，球磨细筛等工艺分选。粉煤灰的利用：目前，我国粉煤灰主要用于生产建筑材料和回填及粉煤灰肥料等。在建筑材料方面土要用于配制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰烧结砖、蒸养砖、蒸养砌块、大型墙板、加气混凝土砌块。粉煤灰混凝土：混凝土是以硅酸盐水泥为胶结料，砂、石为粗、细骨料，加水拌和而成的构筑材料。在配制混凝土混合料时加入一定量的粉煤灰(或细磨粉煤灰)可以有效地节约水泥，改善混凝土的和易性，提高混凝土质量。我国已在一些大型水电工程的混凝土中使用，取得了良好的经济效益。粉煤灰对混凝土性能的影响：改善和易性，提高致密度，减少渗透性，降低水化热对强度的影响，减少收缩性和徐变性，提高耐久性碳化作用土地填埋处置主要方法和适用