环境工程——固废

固体废物资源化的意义与资源化系统,材料回收系统,生物转化产品的回收,城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收,固体废物最终处置,第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置,第一节固体废物资源化的意义与资源化系统,固体废物资源化的意义,资源化系统,生活垃圾资源化原理与技术化学工业出版社,前处理系统：以相关处理技术的组合，形成加工与原材料分选过程，从而分离回收可以直接利用的原材料，并减少废物量。,后处理系统：将前处理系统中经加工、处理后的可化学转化或可生物转化的物质，经化学与生物转化技术处理，回收转化产品与能源产品。,能源转化系统：将后处理系统中得到的能源产品进一步转化为可以直接利用的能源。,第二节材料回收系统,由几种处理单元技术组合，形成对城市垃圾加工、分选的工程系统。,有否建立回收系统的价值，应事先通过技术经济评价加以决策。,评价条件：产品应满足市场需要的技术规范；各类回收物品的产量与运输条件。,材料回收系统三种类型,常规简易材料回收系统,多种物料回收系统,第三节生物转化产品的回收,通过生物转化，城市垃圾中的有机物可转化为腐植肥料、沼气或其它化学转化产品。,生物转化工艺：,垃圾堆肥,厌氧生物转化,发酵技术,城市垃圾堆肥工艺,堆肥过程基本原理,堆肥是指在一定的人工控制条件下，通过生物化学作用，使垃圾中的有机成分分解转化为比较稳定的腐植肥料的过程，其实质是一种发酵过程。,厌氧堆肥,好氧堆肥,好氧堆肥工艺过程,野外人工堆肥,工厂化机械堆肥,适用于分散的农家堆肥,由市政管理部门集中城市垃圾实施社会化堆肥,城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标（CJ/T3059-1996),堆肥的四个阶段：,发酵,熟化,加工,贮存,工艺条件：碳氮比、含水率、温度、pH值、空气需要量,“熟化”就是使新发酵的肥料在相对静止状态下继续完成有机物的分解过程，使较难降解的有机物得到降解。,主要指标：肥料中的淀粉质被完全分解，C/N达到12:1左右。,2030:1,4060%,6080,大于4.5,好氧堆肥工序,前（预）处理,主发酵,脱臭,贮存,后发酵,后处理,去除粗大垃圾、降低不可堆肥化物质含量，并使堆肥物料粒度和含水率达到一定程度。,堆肥产品的质量标准,堆肥处理技术工艺流程实例,城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收,垃圾预处理,配料与制浆,厌氧消化与沼气回收,通过厌气微生物的生物转化作用，将垃圾中大部分可生物降解的有机质分解，转化为能源产品沼气。,配料：C/N，C/P.制浆：加适量水制成流动性浆体，含水率应大于90%。,基本工艺参数：碳氮比；碱度，操作温度；投料方式与投配率；搅拌装置与搅拌速度；设备有机负荷率；沼气的成分与产量。,5560,20003000mg/L,生物化学处理新技术在固体废物资源化中的应用,城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收,城市垃圾焚烧的发展与热资源回收的潜力,自20世纪70年代以来，垃圾焚烧技术在发达国家得到了较快的发展。,日本的垃圾焚烧比例在90年代中期已达75%，全国有大小垃圾焚烧厂接近1900座。,十九世纪末，英、美等主要工业化国家首先发展了垃圾集中焚烧处理系统。,我国生活垃圾焚烧技术的研究起步于20世纪80年代中期，“八五”期间被列为国家科技公关项目，目前仅有深圳等极少数城市采用了生活垃圾焚烧技术。,垃圾焚烧的热资源回收潜力,城市垃圾的焚烧处理与否，重要取决于其可燃性及热值。,城市垃圾起燃温度较低，有适度热值，具备焚烧与热源回收的条件。,焚烧过程基本条件与物料、热量衡算,焚烧过程控制参数,焚烧温度,停留时间,混合程度,焚烧过程热量衡算与物料衡算,过剩空气,焚烧过程热量衡算与物料衡算,燃烧过程是能量转化与物质相变的过程，因而遵循能量守衡与质量守衡规律。,燃烧过程的能量与质量衡算关系是焚烧炉或锅炉设计的主要依据。,焚烧处理技术标准,适用于焚烧量在20kg/h以上，500kg/h以下的小型焚烧炉(HJ/T-18-1996),适用于医疗垃圾焚烧的医疗垃圾焚烧环境卫生标准(CJ3036-1995),有关危险废物和城市垃圾焚烧处理环境保护的标准正在制定过程中,城市垃圾焚烧系统,城市垃圾的处理与贮存,进料系统,燃烧室,废气排放与污染控制系统,排渣系统,焚烧炉的控制与测试系统,热源回收系统,降低含水率，分选，破碎，干燥等,燃烧室,组成：炉膛、炉篦、空气供应系统,单室方型、多室型、垂直循环型、复式方型、旋转窑,燃烧过程：初级阶段，次级燃烧阶段。,焚烧炉设计的主要内容：燃烧室的尺寸与室数。,炉篦,功能,结构类型,设计原则,取决于焚烧炉燃烧负荷,影响燃烧效率,废气排放与污染控制系统,组成：烟气通道、废气净化设施、烟囱,焚烧过程产生的主要污染物,主要控制对象：,粉尘污染控制的常用设施,废气通过选用的除尘设施，含尘量应达到国家允许排放废气的标准。,粉尘与气味,烟囱的作用,建立焚烧炉中的负压度；,稀释扩散作用。,焚烧炉的控制与测试系统,焚烧炉控制系统的四个部分,运转性能判断装置,确定各性能的传感器（仪表）,设备运转系统,符合运转性能标准的控制装置,一般焚烧系统应用的控制系统,供风控制,炉温、炉压与冷却系统的控制,收尘系统控制,一般焚烧系统应用的测试,压力、温度、流量的指示，烟气污染物浓度指示与警报系统。,焚烧炉热回收系统三种方式,与锅炉合建焚烧系统，锅炉设在燃烧室的后部，使热转化为蒸汽回收利用；,利用水墙式焚烧炉结构，炉壁以纵向循环水列管替代耐火材料，管内循环水被加热成热水，再通过后面相连的锅炉生成蒸汽回收利用；,将加工后的垃圾与燃料按比例混合作为大型发电站锅炉的混合材料。,焚烧炉的效率,炉渣中可燃物剩余率关系式,等值浓度公式,单位时间排出灰渣中可燃物含量,单位时间进料中可燃物含量,炉渣中含可燃物浓度,炉渣中含灰分浓度,焚烧炉类型,标准焚烧炉,多膛焚烧炉,水墙式锅炉,流化床焚烧炉,属于小型炉，适用于日处理垃圾45吨以下。,工业中常见的燃烧炉，可适用于各类固体废物的焚烧。,极适于城市垃圾与污水厂污泥混合料的焚烧。,不适于含过多聚氯乙烯塑料的废物。,适于细小颗粒固体废物的焚烧，不适于含有易熔或结渣的废物。,固体废物热解处理,热解原理与产物,将固体废物置于缺氧的高温条件下，在分解与缩合的共同作用下，其中热不稳定性的有机化合物将发生裂解，转化为分子量较小的气态、液态与固态组分。,热解与焚烧的区别,焚烧是在高电极电位条件下的氧化放热分解反应；热解是在低电极电位下的吸热分解反应。,热解处理中的产物,气相、液相、固相,产物组分分布与加热温度有显著关系。,热解工艺与设备,Purox系统,热解过程主要控制因素,操作温度,升温速度,固体废物燃料的理化性质与停留时间,热转化产品的利用与能源转化,热电转化系统,过程热转化率与效率,热转化率,热效率,消耗废物燃料的有效热量,电能输出量,理论热功当量,固体废物最终处置,最终处置的概念与途径,处置对象,无任何使用意义的城市垃圾中的某些成分、工业废渣、经处理与资源回收后剩余的无用废物、各类有毒有害固体废物.,处置途径,陆地处置,海洋处置,最终处置的概念,固体废物填埋处理,卫生填埋场的选择,场地有效利用面积,资源回收与预处理,运输距离,土壤与地形条件,气象条件,地表与地质水文条件,地区环境条件,填埋场完成封场后的最终利用与开发,卫生填埋,城市生活垃圾卫生填埋技术标准(CJJ17-88),总原则：以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。,卫生填埋场的一般结构形式,固体填埋场剖面图,干燥地区填埋场填埋方法与操作,地面堆埋法,开槽填埋法,谷地（沟壑）填埋法,主要应用于地形、地质条件不宜开挖沟槽的平原区。,适用于地面有足够深度的可采土壤，且地下水位较深的地区。,可用于有天然或人为谷地与沟壑可利用的地区。,潮湿地区卫生填埋场,沼泽与潮汐洼地；水塘；采土、采石场,应特别注意防止地下水的污染及填埋结构的稳定性等问题。因此，需要设置地下水抽提、排泄系统与气体收集系统。,湿地填埋场通常分隔成若干单元或储留槽，每一单元或储留槽满足一年的填埋量。,卫生填埋场中气体的产生与迁移,控制填埋场气体迁移扩散的方法,透气通道控制法,密封法控制气体迁移,卫生填埋场中固体废物的分解与气体的产生,填埋场中气体的迁移与控制,气体的迁移,填埋场气体产气阶段,、初始调整阶段,、过程转移阶段,、酸性阶段,、产甲烷阶段,、稳定化阶段,填埋场排气通道,卫生填埋场中浸沥液（渗滤液）的产生与迁移控制,渗滤液来源,直接降水,地表径流,地表灌溉,地下水,废物中水分,覆盖材料中的水分,有机物分解生成水,填埋场中渗滤液的迁移与控制,渗滤液的控制方法,渗滤液的迁移,高平平.垃圾填埋场渗滤液的处理方法综