《固体废物处理与处置》复习资料

1、第一章绪论固体废物:是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。固体废物的概念具有:时间性和空间性。固体废物处理:通过物理处理、化学处理、生物处理、焚烧处理、热解处理、固化处理等不同方法,使固体废物转化为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。物理处理:通过浓缩或相变化改变固体废物的结构,使之便于运输、贮存、处理或处置。其方法包括压实、破碎、分选和脱水等。化学处理:采用化学方法使固体废物中的有害成分发生转化达无害化。其方法包括氧化、还原、中和等。生物处理

2、:利用微生物的作用使固体废物中的有机物降解使其达到无害化或综合利用。其方法主要包括好氧处理和厌氧处理。焚烧处理:利用燃烧反应使固体废物中的可燃性物质发生氧化反应达到减容并利用其热能的目的。热解处理:将固体废物中的有机物在高温下裂解获取轻质燃料。如废塑料、废橡胶的热解。固化处理:采用一种固化基材,将固体废物包覆以减少其对环境的危害,使之能较安全地运输和处置。主要用于放射性固体废物的处理。固体废物的处置:将固体废物焚烧和用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法,达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者清除其危害成分的活动,或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设

3、施并不再回取的活动。固体废物的分类:矿业废物、工业废物、城市垃圾、农业废物、放射性废物、危险废物。工业固体废物:指来自各工业生产部门的生产和加工过程及流通中所产生的废渣、粉尘、废屑、污泥等。(冶金工业中的高炉渣、钢渣、铁合金渣、铜渣、锌渣、铅渣镍渣、铬渣、汞渣等;电力工业中的粉煤灰、炉渣、烟道灰;石油工业中的油泥、焦油、页岩渣;化学工业中产生的硫铁矿烧渣、铬渣、碱渣、电石渣、磷石膏等;食品工业排弃的谷屑、下脚料、渣滓;其他工业产生的碎屑、边角料等。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。危险废

4、物特性:急性毒性(H、易燃性(I、反应性(R、腐蚀性(C、浸出毒性(T、疾病传染性(In。危险废物来源:工业、农业、商业、医疗卫生各部门乃至人类的日常生活。固体废物的污染与水、大气的比较:水、大气污染可以直接污染环境,而固体废物是各种污染物的终态,浓缩了许多污染物成分,人们容易产生一种固体废物稳定、污染慢的错觉,但在自然条件影响下,固体废物中的部分有害成分可以通过水、大气、土壤等途径进入环境、给人类造成潜在的、长期的危害。固体废物的管理:包括固体废物的产生、收集、运输、贮存、处理和最终处置等全过程的管理,即在每一个环节都将其当作污染源进行严格的控制。“三化”:减量化:是指通过适当的技术,一方面

5、减少固体废物的排出量。无害化:是指通过采用适当的技术对废物进行处理,使其对环境不产生污染,不致对人体健康产生影响。资源化:是指从固体废物中回收有用的物质和能源,加快物质循环,创造经济价值的广泛的技术和方法。它包括物质回收,物质转换和能量转换。第二章固废的收集、运输及贮存固体废物的主要内容:提倡固体废物分类收集。按收集物的存放形式来分,收集方法分为混合收集与分类收集。城市垃圾:主要是城市生活垃圾,就是那些在城市日常生活中或者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。生活垃圾的收集系统方式:拖曳容器系统、固定容器系统。第三章固体废物的预处理压实

6、(也称压缩原理和目的:是利用机械的方法对固体废物施加压力,使废物颗粒变形或破碎,挤除颗粒间隙,减小固体废物的空隙率,从而减小表观体积的处理方法。适于压实处理的固体废物主要是:可压缩性能大而复原性小的物质。破碎的原理:利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块。破碎的目的:使固体废物的容积减小,便于压缩、运输和贮存,高密度填埋处置时,压实密度高而均匀,可以加快覆土还原。使固体废物中连接在一起的异种材料等单体分离,提供分选所要求的入选粒度,从而有效地回收固体废物中有用成分。使固体废物均匀一致、比表面积增加,可提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。防止粗大、锋利的固体废物损

7、坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。为固体废物的下一步加工作准备。抗压强度大于250MPa者坚硬固体废物;40250MPa者中硬固体废物;小于40MPa者软固体废物。对于脆硬性废物,如各种废石、废渣等多采用挤压、劈裂、弯曲、冲击和磨碎的方法;对于柔硬性废物,如废钢铁、废汽车、废塑料等多用剪切和冲击破碎;对于含有大量废纸的城市垃圾,采用湿式和半湿式方法破碎;对于粗大固体废物,一般先剪切或压缩成型后,再送入破碎机破碎处理。破碎流程:单纯的破碎流程;带有预先筛分的破碎流程(特点是预先筛除废物中不需要破碎的细粒,相对地减少了进入破碎机的总给料量,同时有利于节能。;带有检查筛分的后两种破碎流程。颚式破碎机:

8、主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物。既可用于粗碎,也可用于中、细碎。低温破碎:对于在常温下难以破碎的固体废物可利用其低温变脆的性能而有效地破碎。同时还可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎。低温破碎的对象仅限于常温破碎难处理的废物。低温破碎优点:动力消耗少,噪声小;破碎后的同一种物料均匀,尺寸大体一致,形状好,便于分离;复合材料经过低温破碎后,分离性能好,资源的回收率和回收的材质的纯度都比较高;对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物,采用液氮低温破碎,能够获得碎块和粉末。筛分:是利用筛子将松散的固体废物分成两种或多种粒度级别的分选方法。筛分效率:是指筛下物的质量与入筛原料中所含的小于

9、筛孔尺寸颗粒物的质量之比。影响筛分效率的因素:固体废物的性质、筛分设备的性能、筛子操作条件。电力分选:YD4型高压电选机机密封性能好,具有较宽的电晕电场区,特殊的下料装置和防积灰漏电措施,并采用双筒并列式,使得机构合理、紧凑。处理能力大、效率高。在分选过程中,粉煤灰中的炭粒由于导电性良好,被视作良导体,落入两侧的集炭槽;而灰粒由于导电性能较差,被视作非导体,最后被毛刷强制刷下并落入中间的集灰槽,从而实现炭灰分离。经二级电选分离的脱炭灰,其含炭率小于8%。可作建材原料。精煤含炭率大于50%,可作为煤原料。浮选药剂及其作用:捕收剂:能选择性地吸附在欲选物质的颗粒表面,使其疏水性增强,提高可浮性,从

10、而使欲选物质随气泡上浮。常用的捕收剂有:异极性捕收剂(黄药、黑药、油酸等和非极性油类捕收剂(煤油。起泡剂:在水气界面上降低界面张力,促使空气在料浆中弥散,形成大量稳定的小气泡,防止气泡兼并,提高气泡与颗粒黏附和上浮过程中的稳定性,以保证气泡上形成泡沫层。常用的起泡剂有:松油、松醇油、脂肪醇等。调整剂:调整其他药剂与物质颗粒表面之间的作用,还可调整料浆的性质,提高浮选过程的选择性。它包括活化剂、抑制剂、介质调整剂和分散与混凝剂等。A活化剂的作用是:促进捕收剂与欲选物质颗粒的作用,从而提高欲选物质颗粒可浮性。常用活化剂有:无机盐、酸类、硫化钠等。B抑制剂的作用是:削弱捕收剂与某些颗粒的表面作用,抑

11、制这些颗粒的可浮性,以提高捕收剂对预分离物质的吸附性。常用的抑制剂有:石灰、氯化钾、硫酸锌、硫化钠等。C 介质调整剂作用是:调整料浆的PH值、料浆的离子组成、可溶性盐的浓度,以加强捕收剂的选择吸附作用,提高浮选效率。常用介质调整剂有:石灰、苛性钠、硫化钠、硫酸等。固体废物脱水的方法:浓缩脱水和机械脱水。第四章固废的固化与稳定化固体废物的固化:在固体废物中添加固化剂,使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。固体废物的稳定化:将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。判断固化处理效果通常采用的物理、化学指标:浸出率、体积变化因数、抗压强度。水泥固化:是一种无机胶结材料,经过

12、水化反应后可以生成坚硬的水泥固化体。石灰固化:是指以石灰、垃圾焚烧飞灰、水泥窑灰以及熔矿炉炉渣等具有波索来反应的物质为固化基材而进行的危险废物固化与稳定化的操作。第五章固体废物的焚烧和热解垃圾焚烧所产生的烟气主要成分: CO2、H2O、N2、O2等,同时也含有部分有害物质:烟尘、酸性气体、NO、CO、碳氢化合物、重金属和二口恶英。酸性气体的处理:干法和湿法。NO的去除:燃烧控制法、无催化剂脱氮法、催化剂脱氮法。二口恶英的控制:“3T”温度(维持炉内高温在800以上、时间(保证足够的烟气高温停留时间、涡流(采用优化炉型和二次喷入空气的方法,充分混合和搅拌烟气使之完全燃烧。固体废物的热解:是有机物

13、在无氧或缺氧条件下的高温加热分解技术,与燃烧时的放热反应有所不同。热解与焚烧的区别:焚烧的结果产生大量的废气和部分废渣仅热能可回收,同时还存在二次污染问题。而热解的结果可产生燃气、燃油,其便于贮存运输。第六章固体废物的微生物分解堆肥化:在人工控制条件下,使来自生物的有机物降解转化为稳定腐殖质的生物化学过程。堆肥:堆肥化得到的产品,它是一种腐殖质含量很高的呈疏松状态的物质,故也称为腐殖土,有机固体废物经堆肥化后,体积只有原体积的5070%。堆肥的过程:起始阶段:不耐高温的细菌分解有机物中易降解的葡萄糖、脂肪等,同时放出热量使温度上升。温度可达1540。高温阶段:耐高温菌迅速繁殖,在供氧条件下,大

14、部分较难降解的有机物继续被氧化分解,同时放出大量热能,使温度上升至6070。当有机物基本降解完,嗜热菌因缺乏养料而停止生长,产热随之停止,堆肥的温度逐渐下降,当温度稳定在40,堆肥基本达到稳定,形成腐殖质。熟化阶段:冷却后的堆肥,一些新的微生物,借助残余有机物而生长,将堆肥过程最终完成。堆肥的工艺过程:前处理、一次发酵、二次发酵、后处理、脱臭、贮存。堆肥的腐熟度:是指成品堆肥的稳定程度,具体指堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。腐殖度评定方法:直观经验法、淀粉测试法、耗氧速率法。厌氧发酵过程:液化阶段、产酸阶段和产甲烷阶段。污泥的消化:污泥中有机物含量很高,可在微生物作用下进

15、行厌氧消化,并产生以甲烷为主的沼气。厌氧消化工艺流程主要有:标准消化法、高负荷消化法、两级消化法和厌氧接触消化法。污泥的调理:是在污泥浓缩或机械脱水前,其目的是改善污泥浓缩和脱水的性能,提高机械脱水设备的处理能力。调理的方法有:化调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理等。第七章固废的资源化与综合利用碱度(M0=(CaO+MgO/(SiO2+Al2O3水淬渣活性率(Mc= Al2O3/ SiO2水淬渣质量系数(K=(CaO+MgO+Al2O3/(MnO+SiO2高炉渣的来源:是冶炼生铁时从高炉中排出的废物。炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭和助熔剂。高炉渣的分类:A按冶炼生铁的品种分为:铸造生铁矿渣、

16、炼钢生铁矿渣和特种生铁矿渣;B按矿渣的碱度区分为:碱性矿渣、中性矿渣和酸性矿渣。高炉渣的组成:主要化学成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铝、氧化镁、氧化锰、氧化铁和硫等。此外有些矿渣还含有微量的氧化钛、氧化钒、氧化钠、氧化钡、五氧化二磷、三氧化二铬等。高炉渣的加工成:水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和矿渣珠。钢渣是由:钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物所组成。钢渣的主要矿物组成为:硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇灰石、铁酸二钙、RO、游离石灰等。钢渣的碱度:是指其中的CaO与SiO2、P2O5含量比,即R=CaO/(SiO2+P2O5。根据碱度的高低分为:低碱度渣(R为1.31.8、中碱度渣(R

17、为1.82.5和高碱度渣(R>2.5。粉煤灰(火山灰活性的来源:是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。它是燃烧煤的发电厂将煤磨细成100M以下的煤粉,用预热空气喷入炉膛成悬浮状态燃烧,产生混杂有大量不燃物的高温烟气,经集尘装置捕集就得到粉煤灰。根据粉煤灰中CaO含量的高低,分为:高钙灰和低钙灰。粉煤灰的组成:二氧化硅、三氧化铝、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。回收金属物质:粉煤灰中含有Fe2O3、Al2O3和大量稀有金属。当Fe2O3含量大于5%时,即可回收(磁选方法。粉煤灰中Al2O3含量大于25%时方可回收(高温熔

18、融渣、热酸淋洗法、直接熔解法。硫铁矿烧渣的来源:是生产硫酸时焙烧硫铁矿产生的废渣。铬渣干洗解毒:将铬渣与无烟煤按适当比例混合,在800900温度下进行焙烧,使六价铬还原成三价铬。煤矸石的综合利用:煤矸石代替燃料(化铁、烧锅炉、烧石灰、回收煤炭;生产水泥;生产建筑材料;生产化工产品。医疗废物的处置:消毒(高压蒸汽灭菌法、化学消毒法、微波消毒法;焚烧;填埋。放射性固体废物的处理:减容处理;固化处理(水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化。第八章固体废物的处置固体废物的类型:A、按隔离屏障划为:天然屏障隔离处置和人工屏障隔离处置;B、按处置场所分为:陆地处置和海洋处置。陆地处置:是利用陆地的天然屏障或人工屏障处置固体