第八章 固体废弃物污染及防治技术

第八章固体废弃物污染及其防治技术 理学分院二零一零年五月 第八章固体废弃物污染及防治技术 8 1概述8 2固体废物的污染与危害8 3工业固体废物综合利用及资源化8 4危险固体废物的处理处置8 5垃圾综合利用及处置 8 1概述 固体废弃物又称垃圾 是指人类在生产过程和社会生活中丢弃的固体或半固体物质 废弃物 只是相对而言的概念 在某种条件下为废物的 在另一种条件下却可能成为宝贵的原材料或另一种产品 8 1 1固体废弃物的来源和分类 按组成和性质分类 有机物和无机物按形状分类 块状 粒状 粉状 半固体 泥状 浆状 糊状等废物按危害程度分类 一般性废物和危险性废物按来源分类 工业废物 城市生活垃圾 农业废物和放射性废物 8 1概述 我国环境污染防治法中将固体废物分为三类 1 生活垃圾 2 工业固体废物 3 危险固体废物 8 1 2固体废弃物的污染与危害 占据大片土地污染土壤 危害人类健康污染大气 影响环境卫生 8 1概述 8 1 3固体废弃物污染控制技术与政策 固体废物与城市垃圾管理系统简介 固体废物管理系统功能环节相互关系示意图 8 1概述 8 1 3固体废弃物污染控制技术与政策 固体废物污染防治法规体系 8 1概述 8 1 3固体废弃物污染控制技术与政策 固体废物污染控制技术与政策 我国固体废物污染控制工作开始于20世纪80年代初期 根据国内外的经验 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控制政策 无害化固体废物无害化的基本任务就是将固体废物通过工程处理 达到不危害人体健康 不污染周围自然环境 包括原生环境和次生环境 8 1概述 8 1 3固体废弃物污染控制技术与政策 减量化固体废物的减量化主要是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积 这一任务的实现 需从两方面人手 一是对固体废物进行处理和利用 二是减少固体废物的产生 减少固体废物的产生 需从资源的综合开发和生产过程中的物质资料的综合利用着手 推广3R思想 减量Reduce 再使用Reuse 再生利用Recycle 从质和量两方面对生产 流通 消费等环节加以限制 减少垃圾的排放量 8 1概述 8 1 3固体废弃物污染控制技术与政策 资源化固体废物资源化的基本任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源 主要涉及到固体废物资源化的市场 资源综合利用中系统的投入和产出的平衡 回收系统开发的技术可行性 固体废物资源化系统设计等 8 2固体废物的污染和危害 8 2 1固体废物的特点 固体废物主要有以下三个特点 资源性 固体废物品种繁多 成分复杂 尤其是工业废渣 具备某些天然原料 能源所具有的物理 化学特性 易于收集 运输和再利用 污染的特殊性 固体废物不仅占用土地和空间 还通过水 气和土壤对环境造成污染 并由此产生新的 污染源 如不再进行彻底治理 往复循环 形成固体废物污染的特殊性 严重的危害性 固体废物堆积 占用大片土地造成环境污染 严重影响着生态环境 8 2固体废物的污染和危害 8 2 2固体废物的危害 固体废物对环境的危害极大 污染也是多方面的 侵占土地 破坏地貌和植被固体废物如不加利用处置 只能占地堆放 固体废物的大量积累和不适当处置 势必侵占大量的土地 与工业生产争地 从而减少可利用的土地资源 污染土壤固体废物长期露天堆放 其中部分有害组分很易随渗沥液浸出 并渗入地下向周围扩散 使土壤和地下水受到污染 工业固体废物还会破坏土壤的生态平衡 使微生物和动植物不能正常地繁殖和生长 8 2固体废物的污染和危害 8 2 2固体废物的危害 污染水体堆积的固体废物可随天然降水和地表径流流入河流湖泊 或随风迁徒落入水体 或将固体废物直接向临近江 河 湖 海等水域排放 从而将有毒有害物带入水体 杀死水中生物 污染人类饮用水水源 危害人体健康 固体废物产生的渗滤液危害更大 它可进入土壤使地下水受污染 或直接渗人河流 湖泊和海洋 造成水资源的水质型短缺 污染大气固体废物中所含的粉尘及其他颗粒物在堆放时会随风飞扬 在运输过程中也会产生有害气体和粉尘 这些粉尘或颗粒物不少都含有对人体有害的成分 有的还是病原微生物的载体 对人体健康造成危害 8 2固体废物的污染和危害 8 2 2固体废物的危害 造成巨大的直接经济损失和资源能源的浪费我国的资源能源利用率很低 大量的资源 能源会随固体废物的排放流失 矿物资源一般只能利用50 左右 能源利用只有30 同时 废物排放和处置也要增加许多额外的经济负担 8 2固体废物的污染和危害 8 2 3固体废物污染环境的途径 8 2固体废物的污染和危害 8 2 3固体废物污染环境的途径 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 固体废物分选简称废物分选 是废物处理的一种方法 其目的是将废物中可回收利用的或不利于后续处理 处置工艺要求的物料分离出来 固体废物的分选方法包括筛分 重力分选 磁选 电选 光电分选 摩擦与弹性分选 浮选以及人工分选等 物料分选的一般理论 为评价分选机的分选性能 要用回收率和纯度这两个参数 回收率表示物料分选效率 是指单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此组分量之比 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 物料分选的一般理论 物料的纯度是指分选产物中某一种物料所占的质量百分数 筛分 筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面 而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上 完成粗 细粒物料分离的过程 筛分效率用来评定筛分设备的分离效率 是指实际得到的筛下产品重量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量之比 用百分数表示 影响筛分效率的因素涉及物料和设备两方面 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 重力分选 重力分选是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异 在运动介质中利用重力 介质动力和机械力的作用 使颗粒群产生松散分层和迁移分离 从而得到不同密度产品的分选过程 按作用原理可分为风力分选 跳汰分选 重介质分选 摇床分选和惯性分选 风力分选风力分选简称风选 又称气流分选 是以空气为分选介质 将轻物料从较重物料中分离出来一种方法 风选工艺简单 在国外主要用于城市垃圾的分选 将城市垃圾中以可燃物料为主的轻组分和以无机物为主的重组分分离 以便分别回收利用或处置 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 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 按密度分选固体废物的一种方法 通常使用水为介质 故称为水力跳汰分选 跳汰分选主要用于混合金属的分离与回收 重介质分选重介质分选又称浮沉法 主要适用于几种固体的密度差别较小及难以用跳汰法等其他分离技术分选的场合 通常将密度大干水的介质称为重介质 密度一般应该介于大密度和小密度颗粒之间 包括重液和重悬浮液两种流体 重液价格昂贵 在固体废物分选中只能使用重悬浮液 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 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住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一种方法 惯性分选惯性分是用高速传输带 旋流器或气流等水平方向抛射粒子 利用由密度 粒度不同而形成的惯性不同差异 粒子沿抛物线运动轨迹不同的性质达到分离的目的的方法 普通的惯性分选器有弹道分选器 旋风分离器 振动板以及倾斜的传输带 反弹分选器 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 磁选 磁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一种处理方法 固体废物按其磁性大小可分为强磁件 弱磁性 非磁性等不同组分 磁选过程是将固体废物输人磁选机 其中的磁性颗粒在不均匀磁场作用下被磁化 受到磁场吸引力的作用 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 磁流体分选 磁流体是指某种能够在磁场或磁场和电场联合作用下磁化 呈现似加重现象 对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液 通常使用的磁流体有强电解质溶液 顺磁性溶液和铁磁性胶体悬浮液 磁流体分选是利用磁流体作为分选介质 在磁场或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 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 电力分选 电力分选简称电选 是利用城市生活垃圾中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选的一种方法 一般物质大致可分为电的良导体 半导体和非导体 它们在高压电场中有着不同的运动轨迹 加上机械力的共同作用 即可将它们互相分开 浮选是在固体废物与水调制的料浆中 加入浮选药剂 并通入空气形成无数细小气泡 使欲选物质颗粒粘附在气泡上 随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层 然后刮出回收 不上浮的颗粒仍留在料浆内 通过适当处理后废弃 浮选 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 1工业固体废物的分选 其他分选方法 摩擦与弹跳分选摩擦与弹跳分选是根据固体废物中各组分的摩擦系数和碰撞系数的差异 在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时 产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离的一种处理方法 光电分离固体废物经预先分级后进入料斗 由振动溜槽均匀地逐个落人高速沟槽进料皮带上 在皮带上拉开一定距离并排队前进 从皮带首端抛入光检箱受检 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 2固体废物的焚烧 焚烧法是高温分解和深度氧化的综合过程 许多固体废物含有潜在的能量 可通过焚烧法回收利用 固体废物经过焚烧 体积可减少80 95 一些危险固体废物通过焚烧 可以破坏其组成结构或杀灭原病菌 达到解毒 除害的目的 概述 固体物质的焚烧方式 可燃性固体物质的燃烧过程是很复杂的 它通常由传热 传质 热分解 熔融 蒸发 气相化学反应和多相化学反应等全部过程或其中的一部分过程所组成 固体物质的燃烧一般有以下几种方式 1 蒸发燃烧 2 分解燃烧 3 表面燃烧 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 2固体废物的焚烧 影响焚烧过程的主要条件有下述三项 废物在焚烧炉内与空气保持接触的时间 物料或介质的湍流情况 进行反应时的温度 这三个基本条件又称为三T原理 Time TurbulenceandTemperature 三者相互独立又相互制约 焚烧过程的基本条件 固体废物燃烧的产物 可燃的固体废物基本是有机物 由大量的碳 氢 氧元素组成 有些还含有氮 硫 磷和卤素等元素 这些元素在焚烧过程中与空气中的氧起反应 生成各种氧化物或部分元素的氢化物 金属在焚烧以后可生成卤化物 硫酸盐 磷酸盐 碳酸盐 氢氧化物及氧化物等 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 2固体废物的焚烧 一个典型的固体废物的焚烧系统通常包括前处理系统 进料系统 焚烧系统 排气系统和排渣系统 另外还可能有焚烧炉的控制与测试系统和废热回收系统等 固体废物焚烧系统的核心是焚烧室 由炉膛 炉蓖与空气供给系统组成 固体废物焚烧系统 排气系统及排渣系统 排气系统通常包括烟气通道 废气净化设施 烟囱等 排渣系统是由移动炉蓖 通道及与履带相连的水槽组成 残渣在移动炉篦上由重力作用经过通道 落入贮渣室水槽 经水淬冷却的残渣 由传送带输送至渣斗 或以水力冲击设施将湿渣冲至炉外运走 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 2固体废物的焚烧 恶臭的产生与处理 为防止恶臭的产生 可在二次燃烧室中利用辅助燃料将温度提高到1000 使恶臭物直接燃烧 还可利用催化剂在150 400 下进行催化燃烧 也可用水或酸 碱溶液吸收恶臭物质 用活性炭 分子筛等吸附剂来吸附废气中恶臭 焚烧过程污染产生及处理 煤烟的产生与防治 在烟道中煤烟粒子大都凝聚变大 此时烟道温度和氧的浓度都很低 煤烟很难燃烧 在其尚未凝聚成大块之前 增加氧气浓度 提高温度 加速煤烟的燃烧速度 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 3工业固体废物的热解 固体废物的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 热解在比焚烧温度低的条件下 从有机废物中直接回收燃料油或燃料气 热解可用来处理某些有机废渣 概述 表8 1适于热分解或焚烧的废物 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 3工业固体废物的热解 固体废物热解是一个复杂连续的化学过程 其中会发生大分子的断键 异构等 热解的中间物质一方面是大分子裂解成小分子 另一方面 又有小分子聚合成大分子 热解产物是燃料油及燃料气 便于贮藏及远距离输送 热解过程按供热方式可分为内部加热和外部加热 热解的主要影响因素有原料的组成 热解的温度和压力 热解原理 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 3工业固体废物的热解 废塑料的热解各种分解产物的比例 随塑料的种类 分解的温度而不同 一般温度越高 气态的碳氢化合物的比例越高 塑料中含氯 氰基团的 热分解产品中一般含HCl及HCN 塑料制品中含硫较少 热分解得到的油品含硫分也相应较低 是一种优质的低硫燃料油 废塑料和废橡胶的热解 废橡胶的热解 橡胶分天然与人工合成两类 废橡胶主要是指天然橡胶生产的废轮胎 工业部门的废皮带和废胶管等 人工合成的氯丁橡胶由于热解时会产生HCl及HCN 不宜热解 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 4工业固体废物的生化处理 生物降解技术处理固体废物 更是备受瞩目 分解固体废物的微生物主要有细菌 放线菌和真菌等 基于微生物对碳 氮 磷等的吸收转化 将固体废物中易于生物降解的有机组分转化为腐殖肥料 沼气或其他化学转化品 以达到固体废物无害化 资源化已成为当前处理有机固体废物的重要手段 好氧堆肥法 好氧堆肥是在有氧条件下 有机废物通过好氧菌自身的生命活动氧化还原和生物合成将废物一部分氧化成简单的无机物 同时释放出可供微生物生长 活动所需的能量 而另一部分则被合成新的细胞质 使微生物不断生长 繁殖的过程 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 4工业固体废物的生化处理 堆肥过程伴随着两次升温 将其分成如下三个过程 起始阶段 高温阶段和熟化阶段 好氧堆肥方法有两种即露天堆肥和工厂化机械堆肥 厌氧发酵 有机物的厌氧发酵过程可分液化 产酸 产甲烷三个阶段 在三个阶段中 甲烷发酵阶段是厌氧发酵的控制段 主要影响因素有发酵细菌的营养及碳氮比 温度和酸碱度等 厌氧发酵按发酵温度可分为高温发酵工艺 中温发酵工艺和常温厌氧发酵工艺 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 5工业固体废物的综合利用 高炉渣的综合利用 粉煤灰的综合利用 粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料 粉煤灰的化学组成与粘土质相似 其主要成分为二氧化硅 三氧化二铝 三氧化二铁 氧化钙和未燃炭 其余为少量K P S Mg等化合物和As Cu Zn等微量元素 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物 主要应用是把热焙渣制成水渣 用于生产水泥和混凝土 其次是生产矿渣骨料 少量高炉渣用于生产膨珠和矿渣棉 国内处理高炉渣的主要方法是高炉渣水淬处理工艺 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 5工业固体废物的综合利用 硫铁渣的综合利用 硫铁矿烧渣是生产硫酸时焙烧疏铁矿产生的废渣 其组成主要是三氧化二铁 四氧化三铁 金属的硫酸盐 硅酸盐和氧化物以及少量的铜 铅 锌 金 银等有色金属 硫铁矿烧渣可用来制矿渣砖 回收铁精矿和有色金属 作水泥配料 粉煤灰主要用来生产粉煤灰水泥 粉煤灰砖 粉煤灰硅酸盐砌块 粉煤灰加气混凝土及其他建筑材料 还可作为农业肥料和土壤改良剂 回收工业原料和作为环境材料 8 3工业固体废物综合和利用及资源化 8 3 5工业固体废物的综合利用 铬渣的综合利用 铬渣是冶金和化工部门在生产重铬酸钠 金属铬过程中排出的废渣 其外观由黄 黑 黑等颜色 大多呈粉末状 主要化学成分为 三氧化二铬 氧化钙 氧化镁 三氧化二铝 三氧化二铁以及二氧化硅 铬渣最好的处理方法是综合利用使之成为工业材料的代用品 在高温熔融状态下 铬渣中的六价铬离子与玻璃中的二氧化硅作用 转化为三价格离子而分散在玻璃体中 可大大降低了生产玻璃的原材料和生产成本 8 4危险固体废物的处理处置 危险废物是指具有易燃性 腐蚀性 反应性 传染性和放射性的物理 化学 生物特性的物质 如果管理不当 就会对人体健康和生态环境造成严重的危害 对危险废物的管理 有三类基本措施 第一类是控制危险废物的产生 即减量化措施 第二类是许可证制度 第三类是申报制度 从收集到处置的所有环节 都要进行有组织的控制 并建立步步申报制度 国内外危险废物的处置技术主要有焚烧技术 化学处理稳定化 固化稳定技术和安全填埋技术 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 1危险固体废物焚烧处理 焚烧炉焚烧 焚烧法适用于不宜回收其有用组分并有一定热质的危险废物 它能够彻底破坏废物中有毒有害的合机物 有利于最终处置 且可回收利用其余热 危险废物焚烧处理主要工艺与城市垃圾和一般工业废物相近 但对焚烧炉有严格要求 并且焚烧废物要经过预处理 危险废物的焚烧宜采用以旋转窑炉为基础的焚烧技术 远洋焚烧 适用于处理各种含卤素有机废物 远洋焚烧与陆上焚烧的区别在于 产生的氯化氢气体冷凝后可直接排入海中 焚烧的残渣无需处理 也直接入海中 焚烧单位要取得焚烧许可证后才能在指定海域进行焚烧 远洋焚烧的优点是空气净化装置较陆地焚烧简单 处理费用低 但存在生态方面的争议问题 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 2危险固体废物的化学稳定化处理 利用化学反应降低或消除固体废物的毒性和危害 这就是危险废物的化学处理 化学处理法主要包括中和法与氧化还原法 中和法用来处理酸性或碱性泥渣 氧化还原法是将固体废物中某些可发生价态变化的有毒成分转化为无毒或低毒 且具有化学稳定性的成分 多氯联苯类物质的化学处理 垃圾飞灰的化学处理 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 固体废物的固化是用物理化学方法将危险废物掺合并包存在密实的惰性基材中 使其稳定化的一种过程 固化所用的惰性材料称为固化剂 危险废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体 固化方法可根据固化剂及固化过程分为以下六类 水泥固化 石灰固化 热塑性材料固化 有机聚合物固化 自胶结固化 玻璃固化 陶瓷固化 合成岩固化 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 水泥固化 水泥固化是以水泥为固化剂将危险废物进行固化的一种处理方法 水泥固化适用的范围较广 它不仅可处理轻水堆核电站的浓缩废液 废离子交换树脂和滤渣等放射性废物 还可固化电镀污泥 汞渣 铅渣 铬渣等重金属废物 水泥固化的优点 设备和工艺过程简单 设备投资 动力消耗和运行费用都比较低 水泥和添加剂价廉易得 对含水率较高的废物可直接固化 在常温下即可进行操作 对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动控制等 缺点 固化体浸出率高 需作涂覆处理 增容比较高 处理化学泥渣时 由于生成胶状物 混合器的排料较困难 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 水泥固化 水泥固化是以水泥为固化剂将危险废物进行固化的一种处理方法 水泥固化适用的范围较广 它不仅可处理轻水堆核电站的浓缩废液 废离子交换树脂和滤渣等放射性废物 还可固化电镀污泥 汞渣 铅渣 铬渣等重金属废物 水泥固化的优点 设备和工艺过程简单 设备投资 动力消耗和运行费用都比较低 水泥和添加剂价廉易得 对含水率较高的废物可直接固化 在常温下即可进行操作 对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动控制等 缺点 固化体浸出率高 需作涂覆处理 增容比较高 处理化学泥渣时 由于生成胶状物 混合器的排料较困难 影响水泥固化的因素 pH值 水泥与废物之比 水灰比 凝固时间 添加剂 养护条件等 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 热塑性材料固化 热塑性材料在常温下呈固态 在高温时可变成熔融胶粘性液体 热塑性材料固化利用热塑性材料这一性质进行固化的方法 常用的热塑性固化剂有沥青和聚乙烯 因此 热塑性材料固化也称为沥青固化和塑料固化 优点有 固化体空隙率小 致密度高 增容比小 降低了运输费用和处置费用 适用范围广 缺点有 废物必须预先脱水和加热高温混合 因此 操作复杂 动力消耗大 设备投资高 沥青具有可燃性 管理较困难 放射性废物沥青固化的基本方法有高温熔化混合蒸发法 暂时乳化法和化学乳化法 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 有机聚合物固化 热固性固化剂单体在加热或在常温条件下加入催化剂可聚合形成固体有机物 有机聚合物固化就是基于热固性材料的这 性质 对危险废物进行固化 常用的热固性材料有脲醛树脂和不饱和聚酯树脂 适用于危险废物和放射性废物的固化处理 有机聚合物固化的优点 可以在常温下操作 只需少量的固化剂 最低可达3 就可使废物固化 增容比小 固化体的密度较小 既可处理干废物 也可处理湿废物 有机聚合物固化体是不可燃的 缺点 固化体松散 需装入容器处置 增加了处理费用 固化体耐老化性能差 固化体一旦破裂 污染物浸出会污染环境 在混合过程中释放有害烟雾 操作技术要求高 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 自胶结固化 自胶结固化方法是一种利用废物本身的胶结特性进行固化处理的方法 该法主要是用来处理含大量硫酸钙或亚硫酸钙的废物 自胶结固化的原理是将含有大量硫酸钙或亚硫酸钙的泥渣 在适宜的控制条件下进行燃烧 使其部分脱水至产生有胶结作用的亚硫酸钙或半水硫酸钙 CaSO4 0 5H2O 状态 然后与特制的添加剂和填料混合成稀浆 经凝结硬化形成像塑料一样硬度的透水性差的自胶结固化体 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 玻璃固化 玻璃固化是将玻璃与危险废物以一定的配料比混合后 在高温 900 1200 下熔融 经退火后即可转化为稳定的玻璃固化体 玻璃固化体具有以下特性 浸出率低 增容比小 制成的玻璃不会退化 玻璃固化体耐辐照性能好 有较好的导热性和热稳定性 易于实现工业规模生产 玻璃的固化方法可分为间歇式玻璃固化和连续式玻璃固化两种 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 3危险固体废物固化处理 石灰固化 石灰固化是以石灰为固体剂 以粉煤灰 水泥窑灰为填料 将危险废物进行固化的一种处理方法 优点是添加剂是待处理废物 来源广 价格低 可在常温下操作 工艺简单 操作方便 缺点是固化体的增容大 抗浸出性不好 需进行表面涂覆 固化有机物困难 适用于固化钢铁 机械酸洗工序所排放的废液和废渣 电镀污泥 烟道脱硫废渣和石油冶炼污泥等 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 4危险固体废物管理及最终处理 危险废物的收集 运输及储存 装运危险废物的容器应根据危险废物的不同特性设计 不易破损 变形 老化 装有危险废物的容器必须贴有标签 在标签上详细标明危险废物的名称 质量 成分特性以及发生泄漏 扩散污染事故时的应急措施和补救方法 载有危险废物的车辆在公路上行驶时 要持有运输许可证 其上应注明废物来源 性质和运输地点 事先需做出周密的运输计划和行驶路线 包括废物泄漏情况下的应急措施 暂时不能回收利用或进行处理处置的危险废物 必须建设专门的危险废物贮存设施进行贮存 并没立危险废物标志 贮存危险废物的单位需拥有相应的许可证 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 4危险固体废物管理及最终处理 安全填埋 由于危险废物种类多 危害特性复杂 必须根据对安全土地填埋场所处置的废物种类加以限制 填埋场不适合处理易燃性废物 反应性废物 挥发性废物和大多数液体 半固体及污泥 也不应处置互不相容纳废物 以免混合以后发生爆炸 产生或释出有毒 有害气体或烟雾 中低放废物宜选用填埋处置的方法 在选择填埋场址时要注意 远离饮用水源 建立渗出液收集检测处理系统 3 对所产生的气体进行检测控制 8 4危险固体废物的处理处置 8 4 4危险固体废物管理及最终处理 浅地层填埋处理 浅层埋藏主要用来处置容器装的中低放固体废物 浅地层填埋处置是指地表或地下的 具有防护覆盖层的浅埋处置 填埋深度一般在地直下50m以内 浅地层填埋处置场由壕沟内的处置单元及周围缓冲区构成 浅地层填埋处置主要分沟槽式和混凝土结构两种 海洋倾倒 海洋倾倒是将固体废物直接投入海洋的一种处置方法 为防止海洋污染需对海洋倾倒进行科学管理 根据废物的性质 有害物含量和对海洋的影响 把废物分三类 一类是禁止倾倒的 二类是需获得特别许可证才能倾倒的 三类是获得普通许可证就可倾倒的废物 一般是低毒或无毒的废物 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 城市垃圾收运 垃圾资源化之前 往往需要对垃圾进行预处理 以使它的形状 大小 结构和性质符合资源化要求 垃圾的预处理包括垃圾的收集 贮运 压实 破碎等工作 城市垃圾收运通常需包括三个阶段 第一阶段是从发生源到垃圾桶的过程 第二阶段是城市垃圾的清除 第三阶段为转运 城市垃圾转载至大容量运输工具上 运往远处的处理处置场 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 城市垃圾收集方式 现行的城市垃圾收集方式主要分为混合收集和分类收集两种类型 搬运 储存 垃圾的制造者将所产生的城市垃圾进行短距离搬运和暂时贮存 是整个垃圾收运管理系统的第一步 包括居民住宅区垃圾搬运和商业区与企业单位垃圾搬运 贮存方式大致可分为家庭贮存 街道贮存 单位贮存和公共贮存 垃圾贮存器的放置地点和数目 应事先进行规划和估算 所考虑的主要因素有 服务范围内居民人数 垃圾人均产量 垃圾容重 容器大小和收集次数等 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 垃圾的收集与消除 垃圾清除阶段的操作 不仅是指对各产生源贮存的垃圾集中和集装 还包括收集清除车辆至终点往返运输过程和在终点的卸料等全过程 固体废物的压实 清运操作方法可分为移动容器和固定容器操作两种 现行的城市生活垃圾收运方法主要是车辆收运法和管道输送法两种类型 其中车辆收运法应用非常普遍 管道输送法是指应用于多层和高层建筑中的垃圾排放管道 通过外力加压于松散的固体废物 以缩小其体积 使固体废物变得密实的操作简称为压实 又称压缩 固体废物经过压实处理 一方面可增大容重 减少固体废物体积以便于装卸和运输 确保运输安全与卫生 降低运输成本 另一方面可制取高密度惰性块料 便于贮存 填埋或作为建筑材料使用 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 固体废物经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比 可用如下公式计算 固体废物的破碎 固体废物的破碎是利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使固体废物粒度减少的过程 固体废物经过破碎 不但可减少固体废物的颗粒尺寸 而且可降低其孔隙率 增大废物的容重 使固体废物有利于后续处理与资源化利用 R为固体废物体积压缩比 Vi为废物压缩前的原始体积 Vf为废物压缩后的体积 根据操作情况 固体废物的压实设备可分为固定式和移动式两大类 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 固体废物经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比 可用如下公式计算 固体废物的破碎 固体废物的破碎是利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使固体废物粒度减少的过程 固体废物经过破碎 不但可减少固体废物的颗粒尺寸 而且可降低其孔隙率 增大废物的容重 使固体废物有利于后续处理与资源化利用 R为固体废物体积压缩比 Vi为废物压缩前的原始体积 Vf为废物压缩后的体积 根据操作情况 固体废物的压实设备可分为固定式和移动式两大类 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 在破碎过程当中 原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比 废物破碎前的最大粒度 Dmax 破碎产物的最大粒度 dmax 这一破碎比称为极限破碎比 常用在工程设计中 在科研和理论研究中常采用废物破碎前的平均粒度 Dcp 与破碎产物的平均粒度 dcp 之比来计算破碎比 称为真实破碎比 平均破碎比 破碎方法通常可分为干式 湿式和半湿式破碎三种 除此之外 近年来还出现了一种低温破碎技术 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 垃圾的分选技术 城市垃圾中含多种可直接回收利用的有价组分 主要包括废纸 皮橡胶 塑料 玻璃 纺织品 废钢铁与非铁金同等 可用适当的分选技术加以回收利用 我国南方气候潮湿地区的垃圾分选处理系统 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 1垃圾的管理 垃圾综合利用 目前我国垃圾多采用混合收集 垃圾中存在可以回收利用的成分 分拣困难 虽然我国的废旧物资回收和综合利用发展迅速 但目前废品回收和再生利用还处在低级阶段 缺乏必要的科研和系统网络统筹安排 下表列出生活垃圾中可回收资源 生活垃圾中几种主要可利用资源 8 5垃圾综合利用及处置 8 5 2垃圾焚烧技术 焚烧优点是无害化 减量化显著 产生热能可充分利用 占地少 污染小 缺点是首先是单位投资相对较大 运行费用较多 其次对垃圾的热值有一定要求 限制了它的应用范围 最后 焚烧过程中可能产生 二恶英 必须要对烟气投入很大的资金进行处理 固体废物焚烧炉种类繁多 主要有炉排型焚烧炉 炉床型焚烧护和沸腾流化床焚烧炉三种类型 生活垃圾被焚烧 在减容的同时释放出大量废热 焚烧余热 现代化的焚烧系统通常设有焚烧尾气热回收系统 其作用有 调节焚烧尾气温度 使之冷却至220 300 之间 以便进人尾气净化系统 一般尾气净化处理