第九章固体废弃物及其资源化案例.ppt

第九章固体废物及其资源化,第一节概述第二节固体废物的处理第三节固体废物资源化技术第四节固体废物的最终处置第五节城市生活垃圾的处理,第一节概述,一固体废物的概念和分类二固体废物污染的特点三固体废物处理、处置和资源化的原则,一固体废物的概念和分类,（一）固体废物的定义固体废物是指在生产建设、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。包括固体颗粒、垃圾、炉渣、废制品、玻璃器皿、残次品、动物尸体、变质食品、污泥、人畜粪便等。固体废物的概念具有时间性和空间性。,（二）固体废物的分类,按其化学组成：无机废物和有机废物。按其危害：一般固体废物和危险性固体废物。按其形状：固态废物（粉状、粒状、块状）和泥状废物（污泥）。按其来源：矿业废物、工业废物、农业废物、城市垃圾和放射性废物。在中华人民共和国固体废物污染环境防治法中，将固体废物分为工业固体废物、城市生活垃圾和危险废物。,工业固体废物：在工业、交通等生产活动中产生的固体废物，包括矿业固体废物、冶金工业固体废物、能源工业固体废物、石油化工固体废物、轻工业固体废物和其他固体废物。城市生活垃圾：在城市日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。危险废物：是指列入国家危险废物名录(共计47大类)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。所谓危险特性是指具有化学反应性、毒性、腐蚀性、爆炸性、易燃性或引起危害的特性。,（二）固体废物的分类,1、危险废物,美国的定义：能引起或助长死亡率的上升或严重不可恢复的疾病；可造成严重残疾；在操作、储存、运输、处理或其他管理不当时，会对人体健康或环境带来重大威胁的废物称为危险废物。世界卫生组织的定义：根据其物理或化学性质、要求必须对其进行持殊处理和处置的废物，以免对人体健康或环境造成影响的废物。,1、危险废物,危险废物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定方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性和感染性等一种或一种以上危险特性，以及不排除具有以上危险特性的固体废物。,2、固体废物与危险废物的越境转移,（1）废物越境转移的原因工业发达国家废物产量巨大，处理费用巨大，因而处理量较小，导致废物的累积量巨大，影响生态环境和人们的身体健康；工业发达国家危险废物已称为“政治废物”，公众对废物问题很敏感，反对自己居住的地区设立危险废物处置场所；发展中国家某些人为了捞取好处，使得大量废物，尤其是危险废物大量涌入。,2、固体废物与危险废物的越境转移,（2）巴塞尔公约联合国环境规划署1989年3月20日至22日在瑞士巴塞尔召开了控制危险废物越境转移及其处理公约外交大会。公约的基本原则：首先，所有国家都应禁止输入危险废物；其次，应尽量减少危险废物的产生量；第三，对于不可避免而产生的危险废物，应尽可能以对环境无害的方式处置，并应尽量在产生地处置，须帮助发展中国家建立起最有效的管理危险废物的能力；第四，只有在特殊情况下，当危险废物产生国没有合适的处置设施时，才允许将危险废物出口到其他国家进行安全处置。,图1.2固体废物污染途径,固体废物的污染途径,二固体废物污染的特点,1、资源性2、污染的特殊性3、严重的危害性,三固体废物污染防治的原则,1996年4月1日起我国施行中华人民共和国固体废物污染环境防治法确立了：（1）固体废物污染防治的“三化”原则（2）固体废物进行全过程管理的原则（3）根据这些原则确立了我国固体废物管理体系的基本框架。,（一）固体废物污染防治的“三化”原则,1、减量化2、资源化3、无害化,通过适宜的手段减少固体废物数量、体积，并尽可能地减少固体废物的种类、降低危险废物的有害成分浓度、减轻或清除其危险特性等，从“源头”上直接减少或减轻固体废物对环境和人体健康的危害，最大限度地合理开发和利用资源和能源。,1、减量化,（1）选用合适的生产原料。（2）采用无废或低废工艺。（3）提高产品质量和使用寿命。（4）废物综合利用。,减量化途径,资源化是指采用适当的技术从固体废物中回收物质和能源，加速物质和能源的循环，再创经济价值的方法。目前，工业发达国家出于资源危机和治理环境的考虑，已把固体废物资源化纳入资源和能源开发利用之中，逐步形成了一个新兴的工业体系：资源再生工程。,2、资源化,如欧洲各国把固废资源化作为解决固废污染和能源紧张的方式之一，将其列入国民经济政策的一部分，投入巨资进行开发；日本由于资源贫乏，将固废资源化列为国家的重要政策，当作紧迫课题进行研究；美国把固废列入资源范畴，将固废资源化作为固废处理的替代方案。我国固废资源化虽然起步较晚，但90年代已把固废资源化列为国家的重大技术经济政策之中。,资源再生工程相关政策,无害化指对已产生又无法或暂时不能资源化利用的固体废物，经过物理、化学或生物方法，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，以防止并减少固体废物的污染危害。对不同的固体废弃物，可根据不同的条件，采用各种不同的无害化处理方法，如土地处置和海洋处置、焚烧等。土地处置包括卫生土地填埋、安全土地填埋以及土地深埋技术等现代化土地处置技术;海洋处置包括远洋焚烧和深海投弃。,3、无害化,全过程管理的原则是指对固体废物的产生、收集、运输、利用、贮存、处理、处置的全过程及各个环节都实施控制管理和开展污染防治。,（二）全过程管理的原则,以环境保护主管部门为主，结合有关的工业主管部门以及城市建设主管部门，共同对固体废物实行全过程管理。为实现固体废物的“三化”，各主管部门所辖的职权范围内，建立相应的管理体系和管理制度。各级环境保护主管部门对固体废物污染环境的防治工作实施统一监督管理。国务院有关部门、地方人民政府有关部门在各自的职责范围内负责固体废物污染环境防治的监督管理工作。各级人民政府环境卫生行政主管部门负责城市生活垃圾的清扫、贮存、运输和处置的监督管理工作。,全过程管理的管理体系,1、分类管理制度固体废物具有量多面广、成分复杂的特点，因此固体法确立了对城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物分别管理的原则，明确规定了主管部门和处置原则。2、工业固体废物申报登记制度为了使环境保护主管部门掌握工业固体废物和危险废物的种类、产生量、流向以及对环境的影响等情况，进而有效地防治工业固体废物和危险废物对环境的污染，固体法要求实施工业固体废物和危险废物申报登记制度。,全过程管理的管理制度,3、固体废物污染环境影响评价制度及其防治设施的“三同时”制度环境影响评价和“三同时”制度是我国环境保护的基本制度，固体法进一步重申了这一制度。,全过程管理的管理制度,4、排污收费制度固体废物是严禁不经任何处置排入环境当中的。固体法规定：“企业事业单位对其产生的不能利用或者暂时不利用的工业固体废物，必须按照国务院环境保护主管部门的规定建设贮存或者处置的设施、场所”，这样，任何单位都被禁止向环境排放固体废物。而固体废物排污费的交纳，则是对那些在按照规定和环境保护标准建成工业固体废物贮存或者处置的设施、场所，或者经改造这些设施、场所达到环境保护标准之前产生的工业固体废物而言的。,全过程管理的管理制度,5、限期治理制度固体法规定，没有建设工业固体废物贮存或者处置设施、场所，或者已建设但不符合环境保护规定的单位，必须限期建成或者改造。对于排放或处理不当的固体废物造成环境污染的企业和责任者，实行限期治理。如果限期内不能达到标准，就要采取经济手段以至停产。,全过程管理的管理制度,6、进口废物审批制度国家环保局与外经贸部、国家工商局、海关总署、国家商检局于1996年4月1日联合颁布了废物进口环境保护管理暂行规定以及国家限制进口的可用作原料的废物名录。在暂行规定中，规定了废物进口的三级审批制度、风险评价制度和加工利用单位定点制度；在这一规定的补充规定中，又规定了废物进口的装运前检验制度。,全过程管理的管理制度,7、危险废物行政代执行制度产生危险废物的单位，必须按照国家有关规定处置，不处置的，由所在地县以上地方人民政府环境保护行政主管部门责令限期改正。逾期不处置或者处置不符合国家有关规定的，由所在地县以上地方人民政府环境保护行政主管部门指定单位按照国家有关规定代为处置，处置费由产生危险废物的单位承担。行政代执行制度是一种行政强制执行措施，这一措施保证了危险废物能得到妥善、适当的处置。而处置费用由危险废物产生者承担，也符合我国“谁污染谁治理”的原则。,全过程管理的管理制度,8、危险废物经营单位许可证制度从事收集、贮存、处置危险废物经营活动的单位，必须向县级以上人民政府环境保护行政主管部门申请领取经营许可证。9、危险废物转移报告单制度危险废物转移报告单制度的建立，是为了保证危险废物的运输安全，以及防止危险废物的非法转移和非法处置，保证危险废物的安全监控，防止危险废物污染事故的发生。,全过程管理的管理制度,固体废物的处理是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。目前采用的主要方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。,第二节固体废物的处理,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大块物体分裂为小块的操作过程。磨碎：使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。,一破碎处理,固体废物分选，目的是将有用的成分分选出来加以利用，并将有害的成分分离出来。根据物料的物理性质和化学性质分别采用不同的分选方法，包括人工分选、筛分、风力分选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、磨擦及弹性分选等分选技术。,二分选技术,1、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、细料分离的过程。2、风力分选风力分选的基本原理是气流将较轻的物料向上带走或在水平方向带向较远的地方，而重物料则由于向上气流不能支承它而沉降，或是由于重物料的足够惯性而不被剧烈改变方向穿过气流沉降。,二分选技术,3、水力分选水力分选是在垂直变速水流中按密度分选固体废物的一种方法。它使磨细的混合废物中的不同密度的粒子群，在垂直脉动的水流中按密度分层、小密度的颗粒群位于上层，大密度的颗粒群（重质组分）位于下层，从而实现物料分离。4、磁力分选磁力分选是借助磁选设备产生的磁场使铁磁物质组分分离的一种方法。在固体废物的处理系统中，磁选主要用作回收或富集黑色金属，或是在某些工艺中用以排除物料中的铁质物质。,二分选技术,固化：利用惰性基材（固化剂）与废物完全混合，使其生成结构完整、具有一不定尺寸和机械强度的块状密实体（固化体）的过程。目的：改变废物的工程特性，即增加废物的机械强度，减少废物的可压缩性和渗透性，以便于废物的运输、处置和利用，降低废物对环境与健康的风险。,三固化,水泥固化技术,基本原理：水泥是一种无机胶凝材料，经过水化反应后可生成坚硬的水泥固化体，是最常用的危险废物稳定剂，尤以普通硅酸盐水泥最为常用。水泥固化就是一种以水泥为基材的固化方法，其过程是：废物与硅酸盐水泥混合，如果废物中没有水分则需要向混合物中加水以保证水合作用发生，最终生成硅酸铝盐胶体，并将废物中有毒有害组分固定在固化体中，达到无害化处理的目的。处理对象：无机废物，尤其是含有重金属污染物的废物；,人类通过各种手段，借助于微生物的生物能，对固体废物进行生物处理，实现固体废物(主要是有机固体废物)的稳定化、无害化与资源化的技术就统称为固体废物的生物处理技术（生物转换技术）。,四生物处理技术,四生物处理技术,1、堆肥化：依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程。堆肥化的产物称作堆肥。2、沼气化：在厌氧条件下，利用厌氧微生物新陈代谢的生理功能，经过液化、酸化及气化三个阶段将有机物转化成沼气的生产过程。,热处理：以高温分解和深度氧化为主要手段，通过改变废物的化学、物理或生物特性和组成来处理固体废物的过程。焚烧是将可燃性固体废物与空气中的氧在高温下发生燃烧反应，使其氧化分解，达到减容、去除毒性并回收能源的目的。热解是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。,五热处理技术,热解与焚烧的比较,一、固体废物的资源化及其意义二、固体废物资源化的基本途径三、固体废物资源化的原则四、固体废物资源化系统和系统技术,第三节固体废物资源化技术,固体废物资源化系统,一、固体废物的处置二、固体废物的处置方法,第四节固体废物的最终处置,一固体废物的处置,1、概念是指最终处置(Finaldisposal)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。,一固体废物的处置,2、目的一些固体废物经过处理和利用，总还会有部分残渣存在，而且很难再加以利用，这些残渣可能又富集了大量有毒有害成分；还有些固体废物，目前尚无法利用，它们都将长期地保留在环境中，是一种潜在的污染源。必须进行最终处置，使之最大限度地与生物圈隔离。,二固体废物的处置方法,固体废物处置方法包括海洋处置和陆地处置两大类。海洋处置：分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。近年来，随着人们对保护环境生态重要性认识的加深和总体环境意识的提高，海洋处置己受到越来越多的限制。,二固体废物的处置方法,陆地处置陆地处置包括土地耕作、土地填埋以及深井灌注等几种。土地填埋法是一种最常用的方法。,土地填埋处置,它是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项最终处置技术。其工艺简单、投资较低、适于处置多种类型的废物，目前己成为一种处置固体废物的主要方法。土地填埋处置种类很多，采用的名称也不尽相同。按填埋地形特征可分为山间填埋、平地填埋、废矿坑填埋；按填埋场的状态可分为厌氧填埋、好氧填埋；按法律可分为卫生填埋和安全填埋等。,土地填埋处置,填埋场主要包括：废弃物坝、雨水集排水系统(含浸出液体集排水系统、浸出液处理系统)、释放气处理系统、入场管理设施、入场道路、环境监测系统、飞散防止设施、防灾设施、管理办公设施、隔离设施等。优点：操作简便；施工方便；费用低廉；还可同时回收甲烷气体。缺点：浸出液的渗漏污染地下水；降解气体的释出易引起爆炸和火灾；臭味和病原菌的消除、场地有限。,一、基本现状二、填埋、焚烧和堆肥处理垃圾三、电子废物及回收利用,第五节城市生活垃圾的处理,一基本现状,垃圾排放量随着人口的增长，城区面积的扩大及人民生活水平的不断提高，垃圾总产量将有所提高。天然气的大量使用，垃圾中的灰渣等无机物含量逐步下降，可回收物增加。根据中国环境科学研究院的统计分析，大中城市人均生活垃圾产量约在0.8-1.1kg/（人d）。,垃圾的成分城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气化率等因素有关。城市生活垃圾中有机成分占总量的60，无机物约占40，其中废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20。垃圾中的可燃物增多，可利用价值增大，因此随着今后我国大城市，尤其是北方城市随着城市燃气化率的不断普及，城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。,一基本现状,1、城市垃圾的收集,（1）容器式所谓容器式指的是收集容器放置于固定的地点，服务时间为一天中的全部或大部分时间。常见的收集容器有桶式和厢式两种。主要街道的两侧和公共场所设置果皮箱也属于容器式收集方式。,（2）构筑物式垃圾定点构筑物式收集方式，是以固定构筑物作为其收集容器的。构筑物一般为砖、水泥结构，样式各异，容器约510m3，不密封。这种收集方式的特点是收集容器为半永久型，故此容器使用寿命长，费用较低，但它具有容积固定，高峰季节会发生垃圾漫溢的情况，易造成周围卫生状况的恶化，保洁困难。,1、城市垃圾的收集,（3）垃圾道收集在已建成的多层和高层住宅楼中，通过垃圾道收集居民生活垃圾是最常见的收集方式。在居民生活垃圾产量高峰时如夏季，由于底层垃圾间贮料间容积有限，常会出现垃圾将门挤开使垃圾暴露；垃圾投放口密闭性差造成垃圾和臭味逸出，污染环境；特别是垃圾道收集方式不便于对垃圾收集的管理和控制以及推行分类收集等缺点，这一收集方式将逐步被淘汰。目前，北京、广州和上海等城市相继规定新建住宅楼不设垃圾道，许多城市还将已建住宅楼的垃圾道封闭停用。,1、城市垃圾的收集,生活垃圾分类收集第一类：可回收垃圾第二类：不可回收垃圾第三类：有毒有害垃圾,1、城市垃圾的收集,2、城市垃圾运输,根据操作方法的不同，运输方式分为“固定式”和“移动式”两种模式。固定式收运的容器则始终在原地不动，收集车把垃圾装入车中运走。空的垃圾容器留在原地。移动式收运是把装满垃圾容器整个运往转运站或处理场，卸空后在把容器拉回原处或其他地点。,3、转运站,城市生活垃圾转运站是为了使小型垃圾收集车从居民、商业和其它单位等各收集点清除的垃圾在这里合并，并将其投入大型车辆或其它运输成本较低的运载工具继续运往处理厂（场）以节省运输费用的设施。垃圾转运站和转运方式选择应用的主要因素是经济上的合理性。在城市生活垃圾处理的全过程中，垃圾的收集和运输是耗费人力和物力最大的一个环节，采用垃圾中转的目的，就是提高垃圾收集运输的效率和质量。,二填埋、焚烧和堆肥处理垃圾,1、垃圾填埋垃圾填埋处理是我国城市垃圾处理的一种主要方式，并且在今后相当长时间内将占垃圾处理的主导地位。生活垃圾填埋场即利用自然地形或人工构筑形成一定的空间，将每日产生的生活垃圾填充、压实、覆盖，达到贮存、处置生活垃圾的目的。当预先修建的这一空间被充满后即服务期满，采取封场措施，恢复厂区的原貌。,二填埋、焚烧和堆肥处理垃圾,1、垃圾填埋生活垃圾填埋后，在微生物的作用下，逐步分解为气态物质、水和无机盐类，从而达到减容和稳定的目的。在这一稳定过程中，将产