第11章_固体废弃物的处理与利用

第11章固体废弃物的处理与利用 化学工业出版社 第一节概述第二节固体废物对环境的影响第三节固体废物的处理与处置第四节城市垃圾的处理 主要内容 第一节概述 1 定义 固体废物是指人类在生产建设 日常生活和其他活动中产生 在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体 半固体废弃物质 一 固体废物的定义 特性 分类及其来源 2 特征 资源与废物的相对性 成分的复杂多样性 危害的潜在性 长期性和灾难性 污染源头和富集终态的双重性 3 固体废物来源 工业固体废物 矿业固体废物 城市固体废物 农业固体废物 放射性固体废物 4 固体废物的分类 工业固体废物矿业固体废物农业固体废物城市固体废物放射性固体废物有害固体废物 产生现状 我国每年固体废物产量约8 108t 我国历年来固体废物累积存量超过120 108t 其中生活垃圾约60 108t 且每年以8 10 的速度增长 我国垃圾侵占土地面积已超过5 108m2 全国已有200多座城市出现垃圾围城现象 二 固体废物的产生量及其治理现状 二 固体废物的产生量及其治理现状 一是防治固体废物污染 二是综合利用废物资源 治理现状 处理方式单一 处理技术差 管理落后 对环境影响大 业已严重威胁到我国城市经济的可持续发展 二 固体废物的产生量及其治理现状 第二节固体废物对环境的影响 环境危害 固体废弃物的污染途径 侵占土地污染土壤污染水体污染大气影响环境卫生 第二节固体废物对环境的影响 第三节固体废物的处理与处置 转变成适于运输 利用 贮存或最终处置的过程 物理处理化学处理生物处理热处理固化处理 物理处理 通过浓缩或相变化改变固体废物的结构 使之成为便于运输 贮存 利用或处置的形态 化学处理 采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化 或将其转变成为适于进一步处理 处置的形态 生物处理 利用微生物分解固体废物中可降解的有机物 从而达到无害化或综合利用 热处理 通过高温破坏和改变固体废物组成和结构 同时达到减容 无害化或综合利用的目的 热处理方法包括焚化 热解 湿式氧化以及焙烧 烧结等 固化处理 采用固化基材将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害 因而能较安全地运输和处置的一种处理过程 1 预处理技术固体废物预处理是指采用物理 化学或生物方法 将固体废物转变成便于运输 贮存 回收利用和处置的形态 2 焚烧技术焚烧是高温分解和深度氧化的过程 目的在于使可燃的固体废物氧化分解 借以减容 去毒并回收能量及副产品 3 热解技术固体废物热解是利用有机物的热不稳定性 在无氧或缺氧条件下受热分解的过程 固体废物固化 1 废物固化是用物理 化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中 使其稳定化的一种过程 2 目前采用的方法 使污染物转变或引入到某种晶格中去 通过物理过程把污染成分直接渗入到惰性基材中 或兼而有之 主要处理无机废物 电镀污泥 砷渣 汞渣 氰渣 铬渣等有害废 固化剂 水泥 沥青 玻璃 塑料等 对固化处理的基本要求包括 固化体应具有良好的抗渗透性 抗浸出性 抗干湿性 抗冻融性及足够的机械强度等 最好能作为资源加以利用 固化过程中材料和能量消耗要低 增容比 即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比 要低 固化工艺过程简单 便于操作 固化剂来源丰富 价廉易得 处理费用低 固化体的浸出率 指固化体浸于水中或其它溶液中时 其中有害物质的浸出速度 增容比 固化技术可按固化剂分为水泥固化 沥青固化 塑料固化 玻璃固化 石灰固化等 水泥固化 水泥是一种无机胶结剂 经水化反应后可形成坚硬的水泥块 能将砂 石等添加料牢固地凝结在一起 添加剂 常用的添加剂有吸附剂 如活性氧化铝 粘土 蛭石等 缓凝剂 如酒石酸 柠檬酸 硼酸盐等 促凝剂 如水玻璃 铝酸钠 碳酸钠等 和减水剂 表面活性剂 等 水泥固化工艺配方原则 污泥的浓缩与脱水 1 定义 指给水和污水处理中 采用各种分离方法去掉溶解的 悬浮的或胶体的固体物质 从这些不同的方法中产生的泥渣统称污泥 2 处理目的 减少体积 降低含水率 使污泥卫生化 稳定化 改善污泥成分性质 3 水分的分类 存在形式 4 污泥的处置 建筑材料 制砖 板材 铺路 农肥沼气等 填埋 焚烧 减量 灭菌 海洋投弃 污泥浓缩的目的 除去间隙水 缩小体积方法 重力浓缩法 气浮浓缩法 离心浓缩法 5 污泥浓缩 固体废物处置 海洋处置 深海投弃 海上焚烧陆地处置 土地填埋 深井灌注 土地耕作 工程库或贮留池贮存 6 我国控制固体废物污染技术政策 无害化 减量化 资源化 第四节城市垃圾的处理 城市垃圾是废纸 厨房垃圾 废塑料 废电池 树叶 脏土 碎砖瓦 混凝土碎块 渣土等的混合物 城市垃圾的数量随生活水平提高而增加 全市日产1 15万吨 二 当代垃圾产生的环境问题 1 垃圾的危害 固体废弃物排放 境容量 自净能力 2 环境问题 3 垃圾转嫁污染 城市垃圾的处理方式 填埋法 堆肥法 焚烧法 垃圾的处理方式 自然净化 传统方式 沙尘掩埋 微生物分解 垃圾和粪便堆肥 撒回土壤 垃圾堆肥和制造沼气 深圳垃圾发电厂 第四节城市垃圾的处理 1 城市垃圾的收集运输 垃圾分类 生活垃圾 商业垃圾 建筑垃圾 粪便 污水处理厂的污泥 2 分类收集与混合收集 垃圾收集容器 混凝土垃圾箱 垃圾台 移动式铁制圆型垃圾桶 街道里弄 垃圾滑道 高层建筑 废物箱 商业区 3 收集系统分析 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 拖曳容器系统 a 简便模式 b 交换模式 固定容器系统 图2 3固定容器系统示意图 3 固体废物压实器 构造 容器单元和压实单元二部分 类别 固定和移动 三 城市生活垃圾处理系统简介 从焚烧角度分析 城市生活垃圾可分为可燃和不可燃两部分 可燃垃圾 橡塑 纸张 破布 竹木 皮革 果皮及动植物 厨房垃圾等 其组分 物性和燃烧特性等非常复杂 不易直接填埋 不可燃垃圾 金属 建筑垃圾 玻璃 灰渣等 除可回收利用部分外 大多可直接安全填埋 1 焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中 在高温条件下 一般为900 左右 炉心最高温度可达1100 垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应 放出热量 转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣 1 垃圾焚烧后 体积可减少85 95 质量减少20 80 2 高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质 无害化 3 焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有害废弃物直接处置容易得多 4 焚烧法具有处理周期短 占地面积小 选址灵活等特点 5 热能可以利用 优点 缺点 焚烧法对垃圾的热值有一定要求 建设成本和运行成本相对高 管理水平和设备维修要求高 焚烧产生的废气若处理不当 很容易对环境造成二次污染 不同季节 年份垃圾热值的变化不同 城市垃圾的热解产物及工艺流程 一 城市垃圾热解产物热解以回收燃料油及燃料气是一种资源回收途径 其产物的组分与垃圾成分 热解温度以及热解装置有关 二 热解工艺流程说明 不同国家垃圾的组分不同 流程也不大相同 2 堆肥 微生物降解技术 依靠自然界广泛分布的微生物的作用 通过生物转化 氧化 分解有机固废 将有机固废中易于生物降解的有机组分转化为腐殖肥料 沼气或其它化学转化品 塑料蛋白 乙醇或糖类 从而达到固废无害化的一种处理方法 1 好氧生物降解制堆肥 原料 垃圾 污泥 人和禽畜粪便以及农林废物 工艺 传统 手工操作和自然堆积方式 机械堆制技术 堆肥化 在控制条件下 使来源于生物的有机废物 发生生物稳定作用的过程 堆肥 腐殖土 好氧堆肥系统温度一般为50一65 最高可达80一90 堆制周期短 故也