第二章--固体废物预处理2.ppt

第二章固体废物预处理 2 2固体废物的压实2 3固体废物的破碎 2 2 1概念 通过外力加压于松散的固体物 以缩小其体积 使其变得密实的操作简称为压实 以城市固体废物为例 压实的容重通常在0 1 20 6t m3范围 经过压实器或一般压实机械压实后容重可提高到1t m3左右未经破碎的原状城市垃圾 压实容重极限值约为1 1t m 先破碎再压实 可提高压实效率 即用较小的压力取得相同的增加容重效果 国外采用垃圾高度压实成捆的处理工艺 生垃圾 预压缩 金属铁丝网包紧 主压缩 16 20MPa 压缩比约1 5 捆扎 沥青 柏油 中浸渍约10秒进行沥青 180 200 包覆 约1t的垃圾捆包 容重可达1125 1380kg m3 填埋 压缩捆包后填埋更容易布料均匀 将来场地沉降也较均匀 掘包填埋也大大减少了飞扬碎屑的危害 同时 城市生活垃圾经高压压实处理 由于过程的挤压和升温 可使垃圾中的BOD5从6000mg L降至200mg L COD从8000mg L降到150mg L 大大降低了腐化性 不再滋生昆虫等 可减少疾病传播与虫害 从而减轻了对环境的污染 2 2 2压缩程度的度量判断压实效果 比较压实技术与压实设备的效率 一 空隙比与空隙率1 空隙比由于固体颗粒本身空隙较大 而且许多固体物料有吸收能力和表面吸附能力 因此 废物中水分主要都存在于固体颗粒中 而不存在空隙中 不占据体积 故固体废物的总体积 Vm 就等于包括水分在内的固体颗粒体积 Vs 与空隙体积 Vv 之和 即Vm Vs十Vv则废物的空隙比 e 可定义为 e Vv Vs 2 空隙率用的更多的参数是空隙率 可定义为 Vv Vm空隙比或空隙率越低 则表明压实程度越高 相应的容重越大 空隙率大小对堆肥化工艺供氧 透气性及焚烧过程物料与空气接触效率也是重要的评价参数 二 湿密度与干密度 忽略空隙中的气体质量 固体废物的总质量 Wh 就等于固体物质质量 Ws 与水分质量 Ww 之和 即 Wh Ws Ww1 湿密度 固体废物的湿密度Dw Ww Vm2 干密度固体废物湿密度干密度 Dd 可用下式确定 Dd Ws Vm实际上 废物收运及处理过程中测定的物料质量常都包括水分 故一般容重均是湿密度 压实前后固体废物密度值及其变化率大小 是度量压实效果的重要参数 也容易测定 故比较实用 三 体积减少百分比 体积减少百分比 R 用下式表示 R Vi Vf Vi 100 式中 R为体积减少百分比 vi为压实前废物的体积 m3 Vf为压实后废物的体积 m3 四 压缩比与压缩倍数 1 压缩比压缩比 r 可定义为 r Vf Vi r 1 显然 r越小 说明压实效果越好 2 压缩倍数压缩倍数 n 可定义为 n Vi vf n 1 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 其相互关系如上图所示 由图看出 体积减少百分比少在80 以下变化时 压实倍数在1 5之间 变化幅度较少 当R值越过80 以上时 n值急剧上升 几乎成直线变化 例 当R 90 时 可推出n Vi Vf 10 R 95 时 n Vi Vf 20 2 2 3压实设备类型 根据操作倩况分 用于固体废物的压实设备可分为固定式和移动式两大类 凡用人工或机械方法 液压方式为主 把废物送到压实机械里进行压实的设备称为固定式 各种家用小型压实器 废物收集车上配备压实器及中转站配置的专用压实机等 均属固定式压实设备 而移动式是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土机 钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具 一 固定式压实设备1 结构型式压实器通常由一个容器单元和一个压实单元组成 容器单元通过料箱或料斗 视单位装料量大小而定 接受固体废物物料 并把它们供入压实单元 压实单元通常装有用液压 亦可用气压 控制操作的挤压头 利用一定的挤压力把固体废物压成致密的形式 城市垃圾收集车或中转站通常采用上述固定式挤压操作 可以水平 亦可垂直进行 常用的是带水平压头的卧式比实器 家用小型垃圾压实器 压实机械装在垃圾压缩箱内 常用电机驱动 例如某金属制长方体压缩箱 其尺寸为 高 宽 长 85 45 60 cm 外观类似冰箱 可以掷入瓶子 玻璃制品 纸盒 纸板箱 塑料和纸包装器等 在家庭就地进行垃圾的压缩或破碎是比较经济的 可以节省垃圾容积 便于搬运 2 基本参数固定式压实器的基本参数包抓 1 装料截面尺寸所需压实的垃圾能毫无困难地被容纳 如果压实器的垃圾料箱用垃圾车装填 就应选用至少能处理一满车垃圾或一满容载荷的压实器选用压实器还必须考虑与预计使用地点的结构相适应 例如装载车辆能很容易地进入装料区和容器提升的位置 2 循环时间循环时间是指压头的压面从完全缩回位置使垃圾由装料箱压入容器 然后进行挤压 并使压头回到原来完全缩回的位置 准备接受下一次装载垃圾所需要的时间 循环时间的变化范围很大 约为20 60s 短循环时间往往得不到高的压实比 3 压面上的压力由压实器的额定作用力来确定 额定作用力发生在压头的全部高度和全部宽度上 它将度量压实器产生了多大的压力 4 压面的行程长度压面进入容器的深度或者压面的行程长度是一重要参数 容器开始被压实的垃圾填满时 靠近压头的部分材料有后退或是向装载区凸出的趋势 可能在装载区留下相当多的废物 这可能是一个会妨碍装料操作的问题 因此 压头进入压实容器中越深 越容易往容器中干净有效地装填废物 5 体积排率压实器的体积排率也是一个重要参数 它由压头每次把废物载荷推入容器可压缩的体积与一小时内机器完成的循环次数的乘积来确定 是废物可被压入容器的速度的度量 移动式压实机 2 2 4影响压实的因素 有些物料的压实是不可逆的 当压力解除后 被压实的物料不能再恢复到初始体积 但是 固体废物中含有多种能够可逆压缩成分 在一般压力下 压力解除后的几秒钟内 有的废物体积能膨胀20 几分钟后 体积的膨胀能高达50 压力愈高 压成物的整体性愈大 2 3破碎 2 3 1概念破碎 通过人力或机械等外力的作用 破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的操作过程统称破碎 磨碎 使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程 固体废物破碎的目的容易使组成不一的废物混合均勺 可提高燃烧 热解等处理过程的效率及稳定性可防止粗大 锋利的废物损坏分选 焚烧 热解等设备体 可减小容积 降低运输费用 容易通过磁选等方法回收小块的贵重金属破碎后的生活垃圾进行填埋处置时压实密度高而均匀 可加快复土还原 2 3 2破碎的方法固体废物破碎的方法按原理可分为物理方法和机械方法 物理法包括低温冷冻破碎 湿式破碎 低温冷冻破碎利用塑料橡胶类废物在低温下脆化的特性进行破碎湿式破碎利用湿法使纸类 纤维类废物调制成浆状 然后加以利用的方法 机械法主要包括剪切 冲击 挤压三种类型剪切破碎是指在剪切作用下使废物破碎 剪切作用包括劈开 撕破和折断等 冲击破碎有重力冲击和动冲击两种 重力冲击是使废物落到一个硬的表面上 使其破碎 动冲击是使废物碰到一个比它硬的快速旋转的表面时而产生冲击作用 该过程中废物是无支撑的 冲击力使破碎的颗粒向各个方向加速 如锤式破碎机就是利用动冲击原理 挤压破碎是指废物在两个相对运动的硬面之间的挤压作用下破碎 破碎方法的选择 要视固体废物的机械强度及硬度而定 对脆硬性废物宜采用挤压 劈裂弯曲冲击和磨剥破碎 对柔硬性废物 废钢铁 废汽车和废塑料等 多采用冲击和剪切破碎对含大量废纸的城市垃圾则采用湿式破碎 I 固体废物素材 00406 swf 2 3 3破碎比在破碎过程中 原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比 破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数 破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关 破碎比的计算方法有以下两种 废物破碎前的最大粒度 Dmax 与破碎后的最大粒度 dmax 的比值废物破碎前的平均粒度 Dcp 与破碎后的平均粒度 dcp 的比值 真实破碎比 适应破碎比 一般破碎机 3 30磨碎机 40 400破碎段数 决定破碎工艺流程的基本指标 主要决定于破碎废物的原始粒度和最终粒度总破碎比 各段破碎段破碎