南开大学固体废物处理与处置PPT课件

1 固体废物的处理与处置工程 环境科学与工程学院 南开大学 开课学院 南开大学环境科学与工程学院主讲老师 沈伯雄教授唐雪娇讲师 Office 南开大学蒙民伟楼328室E mail tangxuejiao Mobile2 3 你所知所见的固体废物都有哪些 医疗废物 城市生活垃圾 炊厨垃圾 包装垃圾 玻璃陶瓷碎片 建筑垃圾 白色垃圾 废交通工具 电子垃圾 一般工业固体废物 煤矸石 粉煤灰 碱渣 酸渣 铜渣 铁渣 锌渣 铬渣 农业废弃物 秸秆 人和禽畜粪便 4 自然生态系统中物质的循环 5 环境科学与工程学院 南开大学 6 环境科学与工程学院 南开大学 7 在京郊的一条公路两边 各色塑料袋挂满枝头 大兴区南海子麋鹿苑曾在一只麋鹿的胃里解剖出4公斤的塑料袋 环境科学与工程学院 南开大学 白色污染 8 国外废旧电脑廉价向我国输入 其实是污染物质的转移 环境科学与工程学院 南开大学 9 据有关部门统计 目前 我国每年至少有600万台电视机 400万台冰箱 500万台洗衣机要报废 至少有200万台电脑 上千万部手机被淘汰 而在这些废旧电子物品中 含有大量有毒有害物质 10 环境科学与工程学院 南开大学 截至2006年 我国固体废物历年堆存量达80亿多吨 占用和损毁土地200万亩以上 2008年 全国工业固体废物产生量为19亿吨 比上年增加8 3 排放量为782万吨 危险废物产生量为1357万吨 如果将其直接排放入环境中 势必对环境和人民健康造成极大威胁 我国固体废物污染呈加重趋势 主要表现在 固体废物产生量持续增长 工业固体废物每年增长7 城市生活垃圾每年增长4 固体废物处置能力明显不足 大部分危险废物处于低水平综合利用或简单储存状态 城市生活垃圾无害化处置率仅达到20 左右 垃圾围城的状况十分严重 老的固体废物造成的环境问题尚未得到有效解决 新问题接踵而来 废弃电器产品等新型固体废物不断增长 农村固体废物污染问题日益突出 11 教学基本要求 本课程的教学要求分 掌握 熟悉 和 了解 三个层次 其中 掌握 部分为重点考核内容 占考核内容的60 熟悉 部分占考核内容的30 了解 部分占考核内容的10 课程总学时 共27学时 一学期内开设 考核方式 闭卷 环境科学与工程学院 南开大学 12 主要书目 1 教材 固体废物的处理和处置 芈振明等编 高等教育出版社 1993 固体废物处理与处置 沈伯雄等编 化学工业出版社 2010 2 参考书目 固体废物处理工程 杨国清等编 科学出版社 2000 固体废物污染控制工程 张小平编 化学工业出版社 2004 固体废物处理与资源化 赵由才编 化学工业出版社 2006 环境科学与工程学院 南开大学 13 3 参考网站 中国固废网国家环保局 14 教材主要内容 绪论 第一章 概括论述固体废物的来源 分类 特点 污染控制途径 处理处置技术以及全面管理 第一部分 第二 六章 固体废物预处理 收集 压实 破碎 分选 增稠 固化等原理和方法 第二部分 第七 十一章 固体废物资源化技术 焚烧 热解 高温堆肥 沼气发酵等处理利用技术和电力 煤炭 冶金 化工 石油等工业废渣的处理和利用 第三部分 第十二章 固体废物最终处置 讲述海洋处置和陆地处置的原则 工艺与技术 环境科学与工程学院 南开大学 15 第一章绪论 本章重点 概念 固体废物 危险固体废物 3R原则 3C原则 3化原则 全过程管理 知识点 固体废物的分类 固体废物的污染途径及污染控制 固体废物管理法规的发展 固体废物管理程序和内容 固体废物管理标准 16 第一节固体废物的来源和分类固体废物的定义 环境科学与工程学院 南开大学 固体废物 简称固废 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赋存的物质 放错了地方的资源 17 废弃的汽车 废铜烂铁 被赋予了艺术价值和收藏价值 18 废物是一个相对的概念 在某一条件下是废物 在另一条件下可能成为宝贵的资源 固体废弃物在某种意义上可视为 二次资源 环境科学与工程学院 南开大学 19 废物 摇身变 能源 今日报 报道 哈尔科夫科学家弗拉基米尔 尼古拉耶维奇 沙佛罗斯托夫 发明了一种能高效率 低成本地将生活垃圾直接转化为汽油和甲醇的工业装置 2008年 一项能让泡沫饭盒 塑料袋等塑料垃圾变为汽油 柴油的环保新技术日前在成都试验成功 目前 生物燃料因为清洁环保而广受欢迎 同时传统的生物燃料制作方法也因为浪费粮食而备受指责 为了让鱼和熊掌可以兼得 著名能源公司 壳牌近日宣布他们研发出了一个里程碑式的技术 用麦秆 玉米杆等废物制作生物燃料的全新方法 他们目前已经在加拿大成功建立了一个生物燃料加油站 环境科学与工程学院 南开大学 20 中华人民共和国固体废物环境防治法 将它定义为 在生产建设 日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态 半固态废弃物质 为了便于管理 国际上也将容器盛装的易燃 易爆 有毒 腐蚀等具有危险性的废液 废气 从法律的角度上定义为固体废弃物 执行固体废弃物管理法规 划入固体废弃物管理范畴 环境科学与工程学院 南开大学 21 固体废弃物问题是伴随着人类文明的发展而发展的 固体废弃物的来源 固体废弃物的产生有其必然性首先人们在利用自然资源从事生产和生活活动时 由于实际需要和技术条件的限制 必然将其中的一部分作为固体废弃物丢弃 其次由于各种产品均有一定的使用寿命 超过了一定的限期 必然成为废物 环境科学与工程学院 南开大学 22 表1 1从各类发生源产生的固体废弃物 环境科学与工程学院 南开大学 23 固体废弃物的排量 经济的不断增长 生产规模的不断扩大 人类需求的不断提高 随之而来的固体废物排出量也不断增加 环境科学与工程学院 南开大学 24 图1 12001 2008年我国煤矸石产量增长趋势图 25 环境科学与工程学院 南开大学 表1 2世界部分国家近几年城市废弃物的成份组成单位 26 固体废弃物的分类 按组成可分为有机废物和无机废物 按危险状况可分为有害废物和一般废物 环境科学与工程学院 南开大学 27 根据 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 分为城市生活垃圾 工业固体废物和危险废物 环境科学与工程学院 南开大学 日本将固体废物分成两类 产业固体废物和一般固体废物 28 按来源分类 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 固体废弃物的分类 环境科学与工程学院 南开大学 29 有害固体废物 国际上称之危险固体废物 泛指放射性废物之外 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 环境科学与工程学院 南开大学 30 环境科学与工程学院 南开大学 美国环保局于1976年国会通过 资源保护和回收法 后 又花了四年的时间 对危险废物做出如下的定义 危险废物是固体废物 由于不适当的处理 贮存 运输 处置或其他管理方面 它能引起或明显地影响各种疾病和死亡 或对人体健康或环境造成显著的威胁 31 漓江边的医疗废物处理点 环境科学与工程学院 南开大学 32 环境科学与工程学院 南开大学 33 环境科学与工程学院 南开大学 34 环境科学与工程学院 南开大学 35 环境科学与工程学院 南开大学 36 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 中规定 危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物 环境科学与工程学院 南开大学 37 我国危险废物的鉴别 分类 两个步骤 第一步 将 国家危险废物名录 中所列废物纳入危险废物管理体系 第二步 通过 危险废物鉴别标准 将危险性低于一定程度的废物排出危险废物之外 即加以豁免 目前我国已制定的 危险废物鉴别标准 浸出毒性 急性毒性初筛和腐蚀性三类 环境科学与工程学院 南开大学 38 危险废物对健康的危害 注 H代表有毒 39 危险废物中常见的有毒重金属元素 40 第二节固体废物的污染及其控制 固体废物污染途径固体废物特别是有害固体废物 处理处置不当 能通过不同途径危害人体健康 环境科学与工程学院 南开大学 41 环境科学与工程学院 南开大学 图1 2化学物质型固体废物致病的途径 42 环境科学与工程学院 南开大学 图1 3病原型固体废物传播疾病的途径 43 固体废物污染危害 侵占土地污染土壤污染水体污染大气影响环境卫生 环境科学与工程学院 南开大学 44 对土壤环境的影响固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有的有害物质会改变土壤的性质和土壤结构 并对土壤微生物的活动产生影响 45 对水环境的影响固废弃置于水体 就将使水体直接收到污染 还可以缩减江河湖面的有效利用面积 在陆地堆积或简单填埋固体废弃物 经过雨水的浸渍和废物本身的分解 会对地表及地下水造成污染 46 对大气的影响 环境科学与工程学院 南开大学 47 影响环境卫生和景观 不仅直接破坏旅游区 风景点和城市的整体美感 而且损害了我们国家和国民的形象 由于大量的城市生活垃圾得不到及时的清理 一部分垃圾堆存在城市的一些卫生死角 严重影响城市的环境卫生 同时对人们的身体健康构成威胁 环境科学与工程学院 南开大学 48 固体废物的特点和特征 资源 和 废物 的相对性从固体废物定义可知 它是在一定时间和地点被丢弃的物质 是 放错地方的资源 因此 此处的 废物 具有明显的时间和空间的特征 49 成分的多样性和复杂性固体废物成分复杂 种类繁多 大小各异 既有无机物又有有机物 既有非金属又有金属 既有无味的又有有味的 既有无毒物又有有毒物 既有单质又有合金 既有单一物质又有聚合物 既有边角料又有设备配件 50 危害的潜在性 长期性和灾难性它呆滞性大 扩散性小 它对环境的影响主要是通过水体 大气和土壤进行的 51 77只山羊饮水中毒死亡 发现非法倾倒铬渣5222 38吨 28万吨铬渣一放二十几年 兴隆村成癌症村 一年就有17人因癌去世 千次上访未撼动污染企业 云南曲靖铬污染事件 52 国民经济中约10 的产品与铬盐有关 我国铬盐生产约占全球产量的40 居世界第一 铬渣污染是迄今未能解决的世界环保难题 53 上个世纪90年代我国开始全面整顿铬盐行业 逐步关停并转了40多家铬盐企业 到2005年只保留了25家 2005年国家发改委和国家环保总局联合下发的 铬渣污染综合整治方案 我国铬盐行业污染严重 生产技术落后 在2010年底之前 所有堆存铬渣实现无害化处置 彻底消除铬渣对环境的威胁 54 地球上最后一滴水将是人类的眼泪 这滴泪还是带 铬 的 55 污染 源头 和富集 终态 的双重性废水和废气既是水体 大气和土壤环境的污染源 又是接受污染物的环境 固体废物则不同 它们往往是许多污染成分的终极状态 56 固废是处理过程的 终态 污染环境的 源头 有害气体 飘尘 废渣 有害溶质悬浮物 污泥 残渣 含重金属的固废 灰烬 富集 分离 焚烧 大气 水体 土壤 自然因素 固体废物这一污染 源头 和 终态 特性告诉我们 控制 源头 处理好 终态物 是固体废物污染控制的关键 57 污染控制措施 环境科学与工程学院 南开大学 58 第三节固体废物处理处置方法 固体废物处理是指将固体废物转变成适于运输 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 环境科学与工程学院 南开大学 59 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 包括氧化 还原 中和 化学沉淀和化学溶出等 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 如堆肥和制沼气 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 如水泥固化 环境科学与工程学院 南开大学 60 固体废物处置方法 固体废物处置是指最终处置或安全处置 是固体废物污染控制的末端环节 是解决固体废物的归宿问题 海洋处置 深海投弃 海上焚烧陆地处置 土地耕作 工程库或贮留池贮存 土地填埋 深井灌注 环境科学与工程学院 南开大学 61 思考问题 举一实际生活中的废物综合利用的有效案例 列举废旧手机置于环境中会对自己产生的危害途径 环境科学与工程学院 南开大学 62 第四节控制固体废物污染的技术政策 一 我国控制固体废物污染技术政策的产生二 无害化 三 减量化 四 资源化 环境科学与工程学院 南开大学 63 一 我国控制固体废物污染技术政策的产生 我国固体废物污染控制开始于80年代初期 于80年代中期提出了以 资源化 无害化 减量化 作为控制固体废物污染的技术政策 并确定今后较长一段时间内应以 无害化 为主 固体废物处理利用的发展趋势必然是从 无害化 走向 资源化 资源化 是以 无害化 为前提的 无害化 和 减量化 则应以 资源化 为条件 环境科学与工程学院 南开大学 64 二 无害化 基本任务 将固体废物通过工程处理 达到不损害人体健康 不污染周围的自然环境 包括原生环境与次生环境 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 环境科学与工程学院 南开大学 65 三 减量化 基本任务 通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积 实现战略 环境科学与工程学院 南开大学 末端 前端 固体废物的处理利用 减少固体废物的产生 固体废物的资源化 资源综合利用 66 四 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 保持生态平衡例如有色金属的开发 我国每获得1吨有色金属 平均要开采出33吨矿石 剥离出26 6吨围岩 消耗成百吨水和8吨左右的标煤 产生几十吨的固体废物以及相应的废气和废水 环境科学与工程学院 南开大学 67 资源化 原则 技术是可行的 经济效益比较好 有较强的生命力 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 68 第五节固体废物管理 环境科学与工程学院 南开大学 固体废物管理原则 3化 原则 减量化 无害化 资源化 1 2 4 3 3C 原则 Clean Cycle Control 3R 原则 Reduce Reuse Recycle 全过程管理原则 69 3R 原则 1 减量化原则 reduce 减少废弃物的产生2 再使用原则 reuse 要求制造产品能够以初始的形式被反复使用 再使用原则要求抵制当今世界一次性用品的泛滥 3 再循环原则 recycle 要求生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源 而不是不可恢复的垃圾 按照循环经济的思想 再循环有两种情况 一种是原级再循环 即废品被循环用来产生同种类型的新产品 另一种是次级再循环 即将废物资源转化成其它产品的原料 70 全过程管理 指对固体废物的产生 收集 运输 利用 贮存 处理和处置的全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治 如 对危险废物 包括对其鉴别 分析 监测 实验等环节 对其处理 处置 包括废物的接收 验查 残渣监督 操作和设施的关闭各环节的管理 从摇篮到坟墓 的管理原则 环境科学与工程学院 南开大学 71 一 固体废物管理程序和内容 产生者 要求其按照有关标准 将所产生的废物分类 并用符合法定标准的容器包装 做好标记 登记记录 建立废物 主要是有害废物 清单 待收集运输者运出 容器 对不同废物要求采用不同容器包装贮存 对固体废物进行处理处置前的贮存过程实行控制收集运输 对各厂家的收集和收集过程中的运输和收集后运送到中间贮存处或处理处置厂 场 的过程需实行污染控制综合利用 包括用于农业 建材 回收资源和能源过程中对于污染的控制处理处置 包括有控堆放 卫生填埋 安全填埋 深地层处置 深海投弃 焚烧 生化解毒和物化解毒等 72 二 固体废物管理方法 一 划定有害废物与非有害废物的种类和范围 二 建立固体废物管理法规 环境科学与工程学院 南开大学 73 一 划定有害废物与非有害废物的种类和范围 名录法 根据经验与实验 将有害废物的品名列成一览表 将非有害废物列成排除表 用以表明某种废物属于有害废物或非有害废物 再由国家管理部门以立法形式予以公布 鉴别法 在专门的立法中 对有害废物的特性及其鉴别分析方法以 标准 的形式予以规制 依据鉴别分析方法 测定废物的特性 进而判定其属于有害废物或非有害废物 环境科学与工程学院 南开大学 74 二 建立固体废物管理法规 1 现状2 制定 资源综合利用法 3 制定 固体废物法 4 建立 固体废物环境标准体系 5 控制有害废物越境转移 环境科学与工程学院 南开大学 75 美国的 RCR A 和 CERCLA 是目前世界各国比较全面的关于固体废物管理的法规 英国日本前联邦德国我国 环境科学与工程学院 南开大学 76 是我国资源综合利用法法律体系中的基本法 自然资源的综合开发工业生产过程中原材料 能源 及 三废 的综合利用废旧物资的回收利用 环境科学与工程学院 南开大学 77 1995年10月30日 经过十余年修改的 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 简称 固体法 在第八届全国人大常委会第十六次会议上获得通过 于1996年4月1日起施行 04年进行一次全面的修订 05年4月1日施行 固体法 确立了对固体废物进行全过程管理的原则 环境科学与工程学院 南开大学 78 固体废物环境标准体系 内容 基础标准 方法标准 采样方法 特性试验方法和分析方法 标准样品标准 鉴别分类指标标准 容器标准 贮存标准 适用于生产者标准 收集运输标准 综合利用标准 包括农用标准 建材标准 能源回收利用标准 资源利用标准 处理处置标准等 环境科学与工程学院 南开大学 79 相关标准 分类标准 国家危险废物名录 危险废物鉴别标淮 GB5085 1 3 1996 城市垃圾产生源分类及垃圾排放 CJ T30