固体废物处理与处置-第一章

第一章固体废物产生与性质,固体废物是什么？管理与技术要求的固体废物表征方法,1.1产生源,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,定义,一般定义,固体废物是人类生产与生活活动中，因不需要和无用而弃置的固态物料,中华人民共和国固体废物污染环境防治法“以容器包装的液态、气态废弃物属固体废物”,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,定义,法规定义,工业固体废物工业生产活动中产生的固体废物生活垃圾日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物危险废物列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,定义,法规定义,城市生活垃圾是指城市中单位和居民在日常生活及为日常生活服务中产生的废弃物，以及建筑施工活动中产生的垃圾,我国（建设部定义）,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,产生源,普遍性覆盖所有的人类活动环节,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,产生源,欧洲固体废物分类产生比例,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,产生源,我国（2004年）固体废物分类产生量工业固体废物10亿吨基本稳定城市生活垃圾1.5亿吨增长率5%危险废物0.11亿吨增长率10%农业固体废物20亿吨测算值,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,分类,一般分类,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,分类,按性质特征归类,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,分类,按性质特征归类,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,分类,按性质特征归类,与技术发展有关，不断地丰富,1.2性质表征,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,性质分类与指标,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,性质分类与指标,危险性,易燃闪点、燃点（闪点28）腐蚀pH、标准钢腐蚀速率反应易爆，遇水或空气产气、放热，有特定的化学结构或物质毒性急性毒性LD50慢行毒性运动与生长阻碍三致毒性个体变异、DNA变异、DNA加合,毒害物质,1.3性质分析方法的特点,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,取样与制样,代表性取样系统性取样系列取样工艺排废点收集运输点制样缩分方法”四分法”,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,浸出,固体直接分析的限制固体废物基质（Matrix）对分析的限制破坏基质对污染物化学结构的同时改变基质结构对污染物生物效价的影响浸出液(水或特定溶剂)分析替代直接分析微量有机物重金属极大部分的生物监测,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,消解与挥发,消解基于Matrix化学破坏的无机物（重金属）全量分析方法挥发基于Matrix控制性破坏的有机物全量分析方法（TGA-GC/MS）,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,非破坏性全量分析方法,核磁共振表面有机物基团CT扫描Matrix的密度差分析XRD无机物碎片分析AFS(原子力显微镜)表面分子与原子形态，包括活动状态,1.4产生量分析,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,主要用于现状分析，分析的统计总结可用于推定一定范围与条件下的未来值,准静态衡算原理,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,例题：对一罐头食品厂进行物料衡算并分析在给定的一天，某罐头食品厂接收食品原料12t，铁罐5t，纸板0.5t，其他原料0.3t。在这天的生产中，12t食品原料中的10t加工成了产品，1.2t以固态废物排出，将用作牲畜饲料，剩下的则从该厂的废水中排出。铁罐中的4t将在工厂中贮存待用，其余的用于当天的生产，使用过程中其中的3被损坏，损坏的铁罐分类暂存、以备循环利用。纸板全部用于当天的生产，但其中3损坏，损坏的纸板分类暂存供给循环利用。其他原料中，25贮存待用；50使用后成为废纸，其中的35分类供给循环利用，其余作为混合废物排出；另有25的其他原料使用后成为混合废物。假定所有分类供循环或排出的物料均在当天收集外运。试计算该食品厂当天的物料平衡，给出该日的物流计算图，确定该厂生产每吨产品所产生的废物量。,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,当日罐头食品厂输入的原料食品原料：12t；铁罐：5t；纸板：0.5t；其他原料：0.3t当日厂内物流转化过程食品净产量10t，产生食品废物1.2t，其余食品原料从废水中排出4t铁罐在厂内贮存，其余用于当天生产，其中3损坏0.5t纸板全部用于当日生产，其中3损坏当日进厂的其他原料中，25厂内贮存，50用于当日生产后转化为废纸，其中35分类收集供回收，其余进入混合废物中，另有25的原料在当日生产后成为混合废物,物流衡算,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,该工作日内的相关物流量计算食品原料进入生产产品的食品原料=10t变成废物后用作牲畜饲料=1.2t变成废物后从废水中排出=12101.2=0.8t铁罐贮存的铁罐=4t进入出厂产品中的铁罐=（54）（10.03）=0.97t损坏后用于循环的铁罐=（54）0.03=0.03t,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,该工作日内的相关物流量计算纸板进入出厂产品中的纸板=0.5（10.03）=0.485t损坏后用于循环的纸板=0.50.03=0.015t其他原料厂内储存量=0.30.25=0.075t分类用于回收的纸=0.30.50.35=0.053t进入混合废物中的纸=0.30.0750.053=0.172t,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,物料平衡方程贮存物料量=原料输入量产品输出量废物产生量物料衡算贮存物流量=4+0.075=4.075t原料输入量=12+5+0.5+0.3=17.8t产品输出量（含循环利用废物）=（10+0.97+0.485）+（1.2+0.03+0.015+0.053）=12.753t废物产生量=0.8+0.172=0.972t物料平衡核算:右项=17.812.7530.972=4.075t=左项,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,物流计算图,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,生产每吨产品产生的废物量总产废率=（17.811.4554.075）/11.455=0.198t/t再循环废物产率=（1.2+0.03+0.015+0.053）/11.455=0.113t/t净产废率=0.1980.113=0.085t/t,=8.5%,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,产品基准法原料基准法产值基准法,动态推算原理同类行业、同等技术水平下的推广测算,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,例题某磷酸厂采用磷酸萃取（湿法磷酸）工艺，以磷矿石为主要原料，加适量硫酸生产磷酸，其主要的固体废物为磷石膏（二水硫酸钙晶体与杂质）。经统计测算磷石膏的产生量与原料磷矿粉消耗量之间存在下述关系：式中：Gsw磷石膏产生量，t；Gm磷矿粉用量，t；Pp磷矿粉中P2O5的质量比，t/t。现已知该厂生产每吨磷酸（浓度为3032）的磷矿粉消耗量为2.2t，磷矿粉P2O5的质量比为32。试用原料基准法求该厂生产每吨磷酸的磷石膏产生量,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,代入,得：该厂生产每吨磷酸的磷石膏产生量为3.1吨,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,物流衡算,影响因素生产工艺差异原料差异技术进步的测算,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,平均值（x）中位值（Med）排序确定(奇数样本1个值/偶数样本2个值)最频值（Mod）出现频数最大的值或值域计算Mod=3（Med）-2（x）,以城市生活垃圾为例，也是其他废物源分析中必须的,现状值分析找出直接调查数据背后的规律性,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,标准差S变异系数CV不对称系数3峰值系数4,正态分布的偏移程度,峰值的水平,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,时间序列分析方法初等函数时间序列,未来值分析,（a）直线,（b）二次曲线,（c）三次曲线,（d）指数曲线,（e）对数曲线,（f）成长曲线,y城市生活垃圾年产生量，t/at城市生活垃圾的产生年份，有时用（tt0）代替，其中t为产生量预测年份，t0为模型基准年份，aa，b，c，d模型回归参数,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,灰色模型函数,有自回归的特征，可消除数据或然性影响,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,相关回归分析方法,通常的形式,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,产生途径分析方法,易腐食品垃圾产生量,2020/5/30,同济大学固体废物处理与资源化研究所,统计分析方法,建筑垃圾产生量,建筑拆毁