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第1章 概论固体废物的概念和特点固体废物的概念：在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规定纳入固体废物管理的物品、物质。（中华人民共和国固体废物污染环境防治法）与其他环境问题不同之处：最难得到处置-如城市生活垃圾填埋 最具综合性 最晚得到重视 最贴近生活 固体废物的特点：资源和废物的相对性 错误时间放在错误地点的资源 富集终态和污染源头的双重作用 危害具有潜在性、长期性和灾难性固体废物的来源、数量与分类固体废物的来源：生产过程 流通过程和使用过程固体废物的分类：1.按其来源分类 矿业固体废物 工业固体废物 农业固体废物 生活垃圾 环境工程废物 危险废物 2.按其危害分类 危险废物 一般废物 3.按其形状分类 颗粒状废物、粉状废物、块状废物、泥状废物固体废物的环境影响固体废物的污染途径：通过填埋或堆放渗漏到地下，污染土壤和地下水源 通过雨水冲刷流入江河湖泊，造成地面水污染 通过废物堆放或焚烧会使臭气与烟雾进入大气，造成大气污染 有些有害毒物施用上农田上会通过生物链的传递和富集进入食品 固体废物的环境危害：1.对土壤环境的影响 2.对大气环境的影响 3.对水环境的影响 4.影响地表景观及环境卫生 5.造成巨大的直接经济损失和资源能源的浪费 固体废物污染控制与处理处置系统固体废物的污染控制：减少固体废物的排放量 防治固体废物污染固体废物处理与处置系统固体废物处理：是指通过物理，化学，生物等方法，使固体废物转化为便于运输，储存，资源化利用以及最终处置的一种过程。目标：无害化，减量化和资源化。固体废物处置：是指对已无回收价值或确属不能再利用的固体废物，采取长期置于与生物圈隔离地带的技术措施，也称最终处置技术。目的和技术要求：使固体废物在环境中最大限度的与生物圈隔离。 固体废物资源化工程：是指用物理，化学，和生物工程等手段和方法，使固体废物化害为利，综合利用，既解决环境污染问题，又从一定程度上缓解了资源短缺的矛盾，被称为再生资源工程。 第2章 固体废物的管理国内固体废物管理固体废物的管理原则：1.坚持贯彻科学发展观，建设和谐社会的原则 2.实行全过程管理的原则 3.坚持减量化、资源化、无害化原则 减量化：指通过实施适当的技术，一方面减少固体废物的排出量；另一方面 减少固体废物容量。 无害化：指对已经产生，又无法或暂不能资源化利用的固体废弃物，经过物 理、化学或生活方法，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，以防止或减少固体废物的污 染危害。 资源化：指从固体废物中回收有用的物质和能源、加快物质和能源的循环、 再经济价值的技术和方法。包括：物质回收、物质转换和能量转换。 4.坚持固体废物的层次管理原则。 我国固体废物管理的体系与制度 固体废物的管理制度：（1）将循环经济理念融入相关政府责任 （2）分类管理 （3）工业固体废物申报登记制度 （4）固体废物污染环境影响评价制度及其防治设施的三同时制度 （5）排污收费制度 （6）限期治理制度 （7）进口废物审批制度 （8）危险废物行政代执行制度 （9）危险废物许可证制度 （10）危险废物转移报告制度 我国固体废物环境管理标准体系：（1）固体废物分类标准 （2）固体废物监测标准 （3）固体废物污染控制标准：废物处置控制标准 设施控制标准 设备、设施的行业性技术标准 （4）固体废物综合利用标准固体废物管理的技术：1.固体废物无害化技术政策 2.固体废物最小量化管理技术 3.转移跟踪管理技术 4.交换管理技术 5.固体废物贮存、处理、处置经营许可证制度 6.固体废物管理信息系统国外固体废物管理欧盟固体废物管理的政策法律体系： 在废物管理立法方面，欧盟的法律主要包括以下四种类型： 一是框架性法律 二是针对特定类型废物制定的法律 三是制定废物管理作业的法律 四是关于报告及调查方面的法律 欧盟废物管理遵循的基本原则：（1）一体化原则 （2）综合污染防治原则 （3）源头原则 第六行动计划： （1）促进废物预防 （2）促进废物回收德国固体废物管理法的制度特色 （1）废物管理理念的更新 （2）废物管理政策的关键机制 （3）政府与民间社会分工合作的废物管理体制合作管制 （4）设定包装物回收、循环利用的强制性目标和时间表 （5）一次性饮料包装的强制性押金制度 （6）生产者责任组织美国的固体废物管理 1.美国的废物管理的主要法律 2.美国固体废物管理的政策体系 （1）危险废物：美国固体废物管理的重点（2）城市垃圾管理日本的固体废物管理 1.日本废物管理的发展阶段 2.日本固体废物管理的主要法律第3章 固体废物的收集与运输固体废物的收集与运输概论 目前，世界上许多国家采用分类收集方式 我国生活垃圾分类收集的规定：可回收垃圾、 不可回收垃圾、有毒有害垃圾固体废物的收运规划规划原则：统一规划，合理布局，设施共享、 因地制宜，稳步前进 以改革促发展，积极推进垃圾处理产业化、 经济、适用、安全的原则处理工厂收集点回收站分拣中心填埋场规划模型： 城市固体废物物流系统固体废物的收集运输系统工艺收集方式：1.收集方式分类 混合收集 优点：简单易行、运行费用低 缺点：降低再利用价值，增加处理难度，提高处理费用 分类收集 优点：资源化、减量化，降低处理成本，简化处理工艺 缺点：难以操作 2.收集方法：散装收集、封闭化收集、上门收集、 定点收集、定时收集收集运输设施与设备1.收集容器 ： 垃圾袋、垃圾桶、 集装箱 2.垃圾收集站 1）城市垃圾收集站工艺：直接转运式、推入装箱式、压实装箱式 2）转运站环保标准及措施：灰尘及臭气治理措施及要求 污水治理措施-渗滤液是处理重点 噪声治理措施 3）垃圾收运车 收集运输系统设计 1.收集系统收集系统设计、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。1）传统收集系统 ： 拖曳容器系统 简便模式 交换模式 定点容器系统2）真空垃圾收集系统：指通过预先铺设好的管道系统，利用负压技术将生活垃圾抽送至中央垃圾收集站，再由压缩车运送至垃圾处置场的过程。 优点 缺点 主要参数（书P43-46自读）2.收集运输设计（看书）1）收集时间 拖曳容器系统：拖曳容器系统指牵引车将装满垃圾的垃圾桶从放置点拖 到处置场和将空垃圾桶从处置场拖到垃圾桶放置点所需要的时间。3. 收集运输路线设计 1）、收集路线：是指按服务区域内所布置的垃圾贮存站，收集车辆沿街逐站收集过程的运行路线，不包括满载车向转运站或处理中心运送的往返路程。设计垃圾收运路线的原则：路线紧凑、避免重复或断续 工作量能平衡作业阶段、路线及不同时间的工作量 避免高峰期收集、清运 首先收集地势较高地区 收集点最好位于停车场或车库附近 单行车道收集时，尽可能靠近入口，沿环形收集 2）、收集路线设计的四个步骤： 第一步：在商业、工业或住宅区的大型地图上标出每个垃圾桶的放置点； 第二步：根据这个平面图，将每周收集相同频度的收集点的数目和每天需要出空垃圾桶的数目列表； 第三步：从调度站或垃圾车停车场开始设计每天的收集线路； 第四步：当各种初步线路设计出后，应对垃圾桶之间的平均距离进行计算。 3）、最佳路线考虑因素： 收集地点的多少和车辆频率应与现存的政治制度和法规一致； 收集人员的多少和车辆类型应与现实条件相协调； 线路的开始与结束应邻近主要道路，尽可能地利用地形和自然疆界作为线路的疆界； 在地形起伏较大的地区，线路开始应在道路倾斜的顶端，下坡时收集，便于车辆滑行； 最后收集的垃圾桶应离处置场的位置最近； 交通拥挤地区的垃圾应尽可能安排在一天的开始时收集； 垃圾量大的产生地应安排在一天的开始时收集； 如果可能，收集频率相同而垃圾量小的收集点应在同一天收集或同一个旅程中收集。 4）、收集运输路线设计的理想目标：垃圾运输成本最低，即 荷载运输路线最短 运输过程中对周围环境影响最小 4、转运站设计 位置： 宜选在靠近服务区域的中心或垃圾产量最多地方 应设置在交通方便地方 在具有铁路及水运便利条件的地方，当运输距离较远时， 宜设置铁路及水路运输垃圾转运站规模： 应根据垃圾转运量确定服务半径：用人力收集车收集垃圾的小型转运站，服务半径不宜超过0.5km 用小型机动车收集垃圾的小型转运站，服务半径不宜超过2.0km危险固体废物的管理、收集与运输（书）第4章 固体废物的处理技术 固体废物处理：指通过物理、化学、生物等方法，使固体废物转化为便于运输、贮存、资源化利用及最终处置的一种过程。 目标：无害化 减量化 资源化 固体废物的预处理：收运：压实、破碎、分选、脱水 目的：使形状、大小结构和性质符合处理与处置的要求固体废物的压实技术 固体废物压实的基本原理 1.固体废物压实的目的 压实：指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术。 目的 ： 减小体积 制取高密度惰性材料 减少环境污染 快速安全造地 节省贮存或填埋场地 2、固体废物压实的原理：大多数固体废物是由不同颗粒与颗粒间的空隙组成的集合体。自然堆放时，表观体积是废物颗粒有效体积与孔隙占有的体积之和（公式书） 进行压实操作时，随压力强度的，孔隙体积，表观体积也随之，而容重。 适用对象：压缩性能大而复原性小的物质，如：冰箱与洗衣机、纸箱与纸袋、纤维、废金属细丝等。 3、固体废物压实程度的度量 体积减少百分比 体积减少百分比（R）用下式表示： R=（ViVf）/Vi100% 式中，R_体积减少百分比，%； Vi_压实前废物的体积，m3 Vf_压实后废物的体积，m3 压缩比与压缩倍数 a压缩比 压缩比（r）可定义为： r= Vf/ Vi（r1） 显然，r越小，说明压实效果越好。 b 压缩倍数 压缩倍数（n）可定义为： n= Vi/ Vf （n1） n 与r互为倒数，显然n越大，证明压实效果越好，工程上以习惯用n更普遍。体积减少百分比R与压实倍数（n）可互相推算。压实设备与技术1.固体废物的压实设备 类别： 固定式 容器单元 构造： 压实单元 移动式 1)固定式压实设备-水平式压实器 原理：靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中。 适用对象：城市垃圾。2)固定式压实设备-三向联合压实器 原理：具有三个互相垂直的压头，依次施压。 适用对象：松散金属废物3)固定式压实设备-回转式压实器 原理：具有两个压头和一个旋动式压头。 适用对象：体积小质量小的废物。4)固定式压实设备示例-高层住宅垃圾滑道下的压实器 常采用的有三向联合式压实器及水平式压实器。为了防止垃圾中有机物腐败，要求在压实器的四周涂敷沥青。 5)固定式压实设备基本参数（书P62自读） 装料截面尺寸 循环时间 压面上的压力 压面的行程长度 体积排率6)移动式压实设备 碾（滚）压、夯实、振动。主要用于填埋场。2. 固体废物压实工艺流程固体废物的破碎技术破碎的目的、原理、方法与流程1.破碎 破碎-利用外力克服固体废物质点间的内聚力，使大块的固体废物分裂为小块的过程。 磨碎-使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。 目的:为便于运输和贮存，经破碎减容 为便于分选回收，经破碎达到解体或适合于分选设备的适用粒度范围 为便于热处理，增加比表面积 为便于制造建材，满足建材制品对原料的粒度要求 为便于填埋压实，经破碎增加密实度 为保护处理设备，经破碎减小冲击力2. 破碎原理 1）影响破碎过程的因素机械强度：指固废抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。（抗压抗 剪抗弯抗拉）。一般，抗压强度250MPa为坚硬固废；40250MPa为中硬固废；40MPa为软固废。粒度 越小，机械强度越高。物料的机械强度是物料一系列力学性质所决定的综合指标。力学性质主要有硬度、解理、韧性及物料的结构缺陷等。硬度：指物料抵抗外界机械力侵入的性质，反映了物料的坚固性。按废物破碎时的性状确定。 分为最坚硬、坚硬、中硬和软质物料。韧性：物料受压轧、切割、锤击、拉伸、弯曲等外力作用时所表现出的抵抗性能，包括脆性、柔性、延展性、挠性、弹性等力学性质。解理：物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性质，是结晶物料特有的性质。结构缺陷：对粗块物料破碎的影响较为显著，随着矿块粒度变小，裂缝及裂纹逐渐消失，强度逐渐增大，力学的均匀性增高，故细磨更为困难。2）破碎方法机械能破碎机的破碎方式(a)压碎；(b)劈碎；剪切；(d)磨剥；(e)冲击破碎破碎方法选择 坚硬性废物:挤压、冲击 脆硬性废物:冲击、挤压、劈碎 柔韧性废物:剪切、冲击、磨碎或低温破碎 体积较大:先切割 含有大量废纸的城市垃圾：半湿式和湿式破碎3.破碎效果的表征 （自读书P65） 粒度 破碎比 破碎段 4. 破碎流程(a)单纯破碎 (b)带预先筛分破碎工艺 (c)带检查筛分破碎工艺 (d)带预先筛分和检查筛分的破碎工艺破碎设备与技术1. 破碎设备 1）颚式破碎机颚式破碎机的特点及应用：特点：结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等。 应用：破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物2）冲击式破碎机工作原理：利用冲击作用进行破碎。 反击式破碎机 锤式破碎机（1）反击式破碎机结构特点：破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点。应用：中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等多种固体废物。（2）锤式破碎机结构应用：中等硬度且腐蚀性弱、体积较大的固体废物，还可用于破碎含水分及油质的有机物、纤维结构物质、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料，以及回收石棉纤维和金属切屑等。3）辊式破碎机 辊式破碎机是利用冲击剪切和挤压作用进行破碎的。 适用：主要用于破碎脆性材料，而对延性材料只能起到压平作用。在资源回收和废物处理领域，既可用于对废物的破碎，也可用作对含有玻璃器皿、铝和铁皮罐的废物进行分选。 缺点：破碎时间长，设备体积庞大。4）剪切式破碎机 原理：通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸，特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。5）球磨机 原理：磨擦力、离心力和重力；冲击和研磨作用。 应用：矿业和工业固废处理与利用，如：用煤矸石生产水泥、砖瓦、矸石棉、化肥和提取化工原料等；用钢渣生产水泥、砖瓦、化肥、溶剂以及对垃圾堆肥深加工等。2.破碎技术1）低湿破碎技术 原理：对于在常温下难以破碎的固体废物，可利用其低温变脆的性能而有效的破碎，亦可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温破碎技术。常采用液氮作制冷剂。应用：（1）塑料低温破碎（书） (2)回收金属的低温破碎：利用低温破碎技术从有色金属混合物、包覆电线等固体废弃物中回收铜、铝、锌 (3)汽车轮胎的低温破碎：2）湿式破碎技术 原理：利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。 优点：书P75自读3）半湿式选择性破碎分选技术 原理：利用固体废物中不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。由于该过程是在半湿状态下，通过兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置中实现的，因此，该装置称为半湿式选择性破碎分选机。 特点：书P76自读特点（1）能使城市垃圾在一台设备中同时进行破碎和分选作业。（2）可有效地回收垃圾中的有用物质，从第一组产物中可以得到纯度为80%的堆肥原料厨房垃圾；从第二组产物中可以得到纯度为85%95%的纸类；从第三组产物中可以得到纯度为95%的塑料类，回收废铁纯度为98%。（3）对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生粉碎现象。 固体废物的分选技术 分选的目的与方法 固体废物分选就是将固体废物中各种有用资源或不利于后续处理工艺要求的废物组分，用人工或机械的方法分门别类地分离出来的过程。 分选是固体废物资源化的基础。 原理：粒度、 密度、 磁性、 电性 光电性、摩擦性、表面湿润性分选方法：手工拣选、机械分选分选技术1.筛分技术 筛分是按固体废物尺寸大小进行分选的一种方法。 1）筛分原理 物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，大于筛孔的粗粒物料滞留在筛面上，从而完成粗、细物料分离的过程。 两个阶段：物料分层 细粒透筛 物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。2）筛分分类：准备筛分、预先筛分和检查筛分、选择筛分、 脱水或脱泥筛分3）筛分效率 筛分效率是指筛分时实际得到的筛下物的质量与物料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量之比。4）影响筛分效率的主要因素入筛物料的性质，包括物料的粒度、形状、含水率和含泥量筛分设备的运动特征（固定 5 52.5 2.51.75 1.751.5 1.51.25 1.25难易程度 极易 容易 较易 较难 困难 极难物质间密度差异越大，分选越易介质密度越大，分选越易。（这是重介质分选的基础）1）重介质分选 重力分选是在密度较大的介质中，使物料按密度分选的一种分选方法，主要用于矿业物料分选过程。 重介质：重液、 重悬浮液2）跳汰分选 跳汰分选是在垂直脉冲介质中颗粒群反复交替地膨胀收缩，按密度分选的方法。3）风力分选气流分选 风力分选是以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒度大小进行分选。 包括：水平气流风选机（卧式）、上升气流风选机（立式）4）摇床分选 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方法。3.磁力分选1）传统磁力分选 传统磁力分选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的方法。吸持型磁选机：废物颗粒通过输送皮带直接送至收集面上。 滚筒式：水平滚筒外壳由黄铜或不锈钢制造，内包有半环形磁铁。 带式：磁性滚筒与废物传送带合为一体。悬吸型磁选机 一般式除铁器：通过传送带将废物颗粒输送穿过有较大梯度的磁场。为间断式工作，通过切断电磁铁的电流排出铁物。 带式除铁器：连续工作式，铁物数量较多时适用。2）磁流体分选 磁流体分选是利用磁流体作为分选介质，在磁场和电场的联合作用下产生“加重”作用，按固体废物各组分的磁性和密度的差异或磁性、导电性和密度的差异，使不同组分分离的过程。 用于：汽车的废金属碎块回收、垃圾中回收金属碎块、低温破碎物料的分开4.电力分选 电力分选是利用固体废物中各种组分在望奎电场中电性的差异而实现分选的方法。 分离：导体 半导体 非导体 5.浮选 浮选：是根据不同物质被水润湿程度的差异而对其进行分离的过程。 原理：通过在固体废物与水调成的料浆中加入浮选药剂扩大不同组分可浮性的差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层后刮出，成为泡沫产品，不上浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。浮选药剂：根据在浮选过程中的作用不同 捕收剂 起泡剂 调整剂 固体废物的脱水、干燥技术固体废物的脱水技术1.城市固体废物的含水量（公式书）2.水分存在形式及其脱除方法（书） 污泥分类： 初次沉淀污泥、 剩余污泥-腐殖污泥、活性污泥、消化污泥、化学污泥 污泥组成： 以有机物为主要成分的泥状物质3.污泥的浓缩技术1）重力浓缩法： 重力浓缩法指利用自然重力沉降作用，使污泥中固体自然沉降而分离出间隙水。2）气浮浓缩法： 原 理：依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒上，形成污泥颗粒-气泡结合体，进而产生浮力把颗粒带到水表面达到浓缩的目的，用刮泥机刮出的过程。 设备：气浮池。 特点：浓缩速度快，处理时间一般为重力浓缩的1/3左右；占地较少；生成的污泥较干燥，表面刮泥较方便。但基建和操作费用较高，管理较复杂。费用较重力浓缩高23倍。3）离心浓缩法： 原理：利用固体颗粒与水的密度及惯性的差异，在高速旋转的离心机中，固体颗粒和水分别受到大小不同的离心力而被分离的过程。 设备：倒锥分离板型和螺旋卸料离心机。 特点：占地面积小、造价低，但运行与机械维修费用较高。三种方法的比较:（1）重力浓缩法：操作简单，处理费用低； 但：占地面积大，效率低（36）（2）气浮浓缩法：效率高（57） 速度快（时间为重力法的13） 污泥稳定性好，（混入了空气，不易腐败） 但：基建费和操作费用高，管理复杂。（3）离心浓缩法：效率高（污泥可被浓缩到7478） 速度快（螺旋卸料型，直径300400处理速度可达50m3/h）但：动力和维修管理费高，一般不采用；（美国用于活性污泥的浓缩）4.污泥的脱水 污泥脱水方法分为自然干化和机械脱水，其本质都是过滤脱水。 使用过滤介质过滤介质： 织物介质：又称滤布，包括棉、毛、丝、合成纤维等织物，以及由玻璃丝、金属丝制成的网状物。 粒状介质：细砂、木炭、硅藻土等细小坚硬的颗粒状物质，多用于深层过滤。 多孔固体介质：有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金属制成的管或板。耐腐蚀，且孔道细微。1）自然干化脱水2）真空过滤脱水 真空过滤脱水采取加压或抽真空将滤层内的液体用空气或蒸汽排除的通气脱水法。是在负压条件下的脱水过程。3）加压过滤脱水 加压过滤脱水采取外加一定压力的条件下使含水固体废物脱水的操作。4）离心脱水 离心脱水是指利用高速旋转作用产生离心力取代重力或压力作推动力，进行沉降分离、过滤及脱水的操作。5）造粒脱水机基本原理：通过加入高分子混凝剂而使泥渣直接形成含水较低的致密泥丸。适于含油污泥的脱水。污泥的干燥：转筒干燥器、流化床干燥器、隧道干燥器干燥的脱水对象：毛细水、吸附水和颗粒内部水。污泥的最终处置干燥的最终处置：焚烧利用热值、农田林地利用、建筑材料应用、填埋和投海等。固体废物焚烧处理技术固体废物焚烧技术概述焚烧是一种高温热处理技术，即在充足的氧化剂条件下被处理固体废物完全氧化的过程。 优点：无害化、减量化、资源化缺点： 费用昂贵、操作复杂、严格 要求工作人员技术水平高 产生二次污染物 存在一定技术风险问题1.焚烧原理及过程1）焚烧原理 焚烧实质是物质剧烈、快速氧化反应而产生光和热且使温度升高的一种反应过程。 燃烧稳定、连续进行的必要条件：足够空气供给、 燃料与氧化剂的接触 燃料加热到一定温度 燃烧形式：蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧2）焚烧过程 干燥加热阶段-30min 焚烧阶段30min ：强氧化反应、热解反应、原子基团碰撞 燃尽阶段1h ：增加停留时间、翻动、 拨火3）焚烧过程影响因素：生活垃圾的性质 （自读书P115-118 ）停留时间、温度、湍流度、 过量空气系数焚烧的污染物及控制1、焚烧烟气中的污染物1）颗粒状污染物及控制 即粉尘，包括飞灰、部分无机盐微粒、未燃烧完全而产生的碳颗粒与煤烟 控制技术：机械式除尘器、静电除尘器、袋式除尘器 2）不完全燃烧产物 主要包括：CO及中间性燃烧产生如炭黑、烃、烯、酮、醇、有机酸及聚合物等。 控制技术：增加氧气浓度、 提高温度 3）酸性气体 主要包括：卤化氢、硫氧化物、氮氧化物等。 控制技术：HCl、HF及SOx净化酸碱中和反应（湿式、半干式、干式） NOx 选择性催化还原法 非选择性催化还原法 4）重金属污染物 主要包括：汞、镉、铬、铅、铜、镍、锌、锰等。 控制技术：重金属因降温达到饱和而凝结成颗粒状-除尘设备 部分重金属的氯化物为水溶性-湿式洗烟塔5）毒性有机氯化物 主要为：二噁英二噁英的生成机制：垃圾本身含有的二噁英；与氯苯酚、氯苯、PCB等结构相近的物质（称为前驱体）在炉内进行反应生成的二噁英；当燃烧不充分而在烟气中产生过多的未燃尽物质，并遇适量的触媒物质及300-500温度环境，在高温下已经分解的二噁英将会重新生成。 控制技术： 控制来源 减少炉内生成（3T+E） 避免炉外低温再合成 已经产生-使用喷入粉末活性炭或焦炭粉吸附去除 6）焚烧污染控制工艺：湿式净化工艺 净化效率高，能够满足严格的排放标准 半干式净化工艺去除效率高，解决湿法产生的过多废水难题 干式净化工艺无需废水处理设施，投资少，但是污染物去除率低3.焚烧系统与设备1）焚烧系统组成 接收系统 焚烧系统 废热回收系统 发电系统 给水处理系统 废气处理系统 废水处理系统 灰渣收集及处理系统 2）焚烧装置 机械炉排焚烧炉：将废物置于炉排上进行焚烧的炉子称为炉排型焚烧炉 特点：炉排是活动的，这种焚烧炉可实现焚烧操作的连续化、自动化，是目前城市垃圾处理中使用最为广泛的焚烧炉型式。 机械炉排焚烧炉 燃烧室构造：耐火材料型燃烧室 水冷式燃烧室 旋转窑式焚烧炉 构造：是一个略为倾斜并内衬耐火砖的钢制空心圆筒，可处理的垃圾范围广，特别是在焚烧工业垃圾的领域内应用广泛。 在城市生活垃圾焚烧的应用主要是为了达到提高炉渣的燃烬率，将垃圾完全燃烬以达到炉渣再利用时的质量要求。这种情况时，回转窑炉一般安装在机械炉排炉后。 优点：能处理多种混合固体废物，结构简单，故障少，可以长期连续运转。 缺点：热效率低，处理较低热值固体废物时，必须加入辅助燃料。 流化床焚烧炉 特点：可以对任何固体废物进行焚烧处理。 原理：通过借助砂介质的均匀传热与蓄热达到完全燃烧的目的。控气式焚烧炉等离子体处理工艺 等离子体是物质在高温或特定激励下处于电离的物质状态。等离子体中包含电子、离子、中性粒子、激发态粒子和光子。 等离子工艺过程：利用粉碎机粉碎固体废物成絮状物，然后通过真空吸尘器把它们吸到一个燃烧室。通过在垃圾堆中设一条通道，将等离子弧经通道输入垃圾中，通过对空气进行电离，在千分之一秒内即可达到3000-10000度的温度，在这种状态下，所有垃圾都会迅速脱水、热解、裂解，产生以H2、CO2和部分有机气体等为主要成分的混合可燃性气体。 4 .热能回收利用1）直接热能利用：即将垃圾焚烧产生的烟气余热转换为蒸汽、热水和热空气的形式。2）余热发电热电联供 热电联供方式：发电+区域性供热 发电+工业和农业供热 发电和各种供热方式的组合固体废物热解技术固体废物热解处理的原理与特点 1.热解的特点 热解指有机物在无氧或缺氧条件下加热，分解生成气态、液态和固态可燃物质的化学分解过程。 热解法与焚烧的区别焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢气、甲烷、一氧化碳；液态的有甲醇、丙烔、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等；固态的主要是焦炭或炭黑。焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量的热量。焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽，适于就近利用，而热解的产物是燃料油及燃料气，便于贮藏和远距离输送。 2.热解的原理 原理：大分子键的断裂、 异构化、 小分子的聚合热解设备1.固定床热解炉2.回转窑式分解炉3.流化床反应器固体废物的生物处理技术生物处理技术概述1.固体废物生物处理的概念 生物处理技术指人类通过各种手段，借助微生物的生物能，对固体废物进行生物处理，实现固体废物的稳定化、无害化与资源化等的技术统称。 处理方法主要包括：好氧处理、厌氧处理、兼性厌氧处理2.固体废物生物处理技术分类 生物处理所采用的生物种类：微生物处理技术、动物处理技术、植物处理技术固体废物的堆肥处理 1.好氧堆肥的概念与原理 堆肥化指是在人工控制下，在一定的水分、碳氮比和通风条件下，通过微生物的发酵作用，将固体废物转变稳定的腐殖质的生物化学过程。 产物-堆肥 好氧堆肥是在有氧条件下，好氧微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程。最终产物主要是：CO2、H2O、热量和腐殖质。1）堆肥的原料：P170表4-24用于堆肥的固体废物种类2）堆肥微生物及堆肥过程升温阶段初期有机物分解，中温（15-45）。 微生物：嗜温性好氧菌。真菌、细菌、放线菌高温阶段有机物继续分解，45以上60 7070以下。 微生物：嗜热性真菌、放线菌、细菌。降温阶段 有机物降解完毕，稳定于40左右，开始形成腐殖质，当温度下降40以下时，中温性微生物又逐渐代替嗜热性微生物重新成为优势种群。腐熟保肥阶段堆料中可生物降解的成分已被完全转化，堆料温度仅稍高于气温，进入腐熟保肥阶段。 3.影响堆肥化的因素 通风供氧提供氧气、调节最适宜温度、干化作用 调节措施：自然通风、通风管、翻堆、风机强制供氧 含水率最适宜含水率50-60%，55%时微生物分解速率最快。 调节措施：通风、加入粪水污泥等。 温度 加速分解消化过程、杀灭虫卵、致病菌和杂草籽。最适温度55-60. 调节措施：通过温度通风反馈系统自动控制。 有机质含量-有机物含量最适宜变化范围为20%80% 调节措施：加入适量的无机物（煤灰等） C/NC能量来源，N营养物质。C/N在10-25，分解速度最大 调节措施：当用秸秆、垃圾堆肥时，需添加低C/N废物或加入氮肥 pH值通常pH值在6.58时，堆肥化效率最高。 调节措施：当pH值大于8.5时，氮肥损失，需调节 颗粒度理想的颗粒度在25-75mm。 纸张、纸板的平均尺寸要求在3850 mm 之间。 材质较硬的废物粒度要求小些，在510mm 之间。 厨房食品的垃圾为主的废物，其尺寸要大一些，以免破碎 成浆状物料，妨碍好氧发酵。 从经济方面考虑，破碎得越小，动力消耗越大，增加处理费用。 调节措施：破碎适宜大小。 C/PC/N在75150之间。4.堆肥工艺 1）堆肥的基本工艺及分类 根据微生物对氧气要求的不同：好氧堆肥、厌氧堆肥 根据堆肥过程中物料运动形式：静态堆肥、 动态堆肥 根据堆肥堆制方式：无发酵装置堆肥、装置式堆肥2）好氧堆肥的基本工艺过程 1前处理-采取破碎、分选等预处理方法去除粗大垃圾和降低不可堆肥化物质含量，并使堆肥物料粒度和含水率达到一定程度的均匀化。 2主发酵-主要在发酵仓内进行，靠强制通风或翻堆搅拌来供给氧气，供给空气的方式随发酵仓种类而异。以城市生活垃圾为主体的好氧堆肥化的主发酵期约为412d。 3后发酵-经过主发酵的半成品被送去后发酵。后发酵时间通常在2030天以上。根据利用情况决定后发酵。 4后处理分选设备去除杂质，并根据需要进行再破碎。后处理工序除分选，破碎设备外，还包括打包装袋、压实造粒等设备，在实际工艺过程中，根据实际需要来组合后处理设备。 5脱臭-主要有“氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类”等。 6贮存第5章 固体废物的资源化利用1、固体废物资源化利用的概念 固体废物资源化利用指采取管理措施或工艺技术等，从固体废物中分离、回收有用物质进行新的加工、开发新的产品，即综合利用。我国固体废物资源化利用： 我国从20世纪70年代后开展了固体废物综合利用技术的研究和推广工作，现已取得了显著成果。 据统计，我国八五期间（19911995年），综合利用固体废物，为国家增