固体废物处理处置知识点

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章固废定义：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气态的物品、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。危害1.侵占土地，粮食减产 2.塑料袋难降解，破坏土壤结构 3.占河道 4.传染病 5.进入水体，毒害鱼类 6.重金属向地下水渗透 7.CH4 爆炸固废处理的等级1.减量化Reduction:减包装，降低毒性，耐用2.资源化（不改变物性）recycling(1)分离和收集（2）准备再利用，再处理和再制造（3）再利用，再处理和再制造3.转化transformatio

2、n废物的物理、化学和生物方法使性质改变：（1）提高效率（2）回收可重复使用的材料、玻璃（3）回收转化产物、堆肥4.处置（填埋）disposal材料：（1）不可回收（2）没有进一步的用途。（3）剩余物质伴随另一个过程，燃烧后遗留的灰烬消费习惯对固废的影响Consumption trends continue to add to environmental degradation and worsening of peoples lives in parts of the planet.固废物来源与类型及城市固体废弃物的来源与类型1.MSW（城市固体废物）: Residential, Commer

3、cial, Institutional, Construction & Demolition, Municipal service,Treatment plant & incinerator 2.Industrial waste 3.Agricultural waste物理性质：1.密度（Specific Weight）2.含水率（Moisture Content）M=(W-D)/W用于焚烧（干垃圾）、堆肥（含水率高一些）3.粒径与分布（Particle size and distribute）用于回收，堆肥预处理4.田间含水率（Field Capacity）饱和含水率 压实的

4、田间含水率高:用于填埋场（压实、FC约 50%）5.渗透率、导水率（Dermeability）:用于填场化学性质：1. 组分分析（Proximate Analysis） ：A.含水率 B. 挥发性可燃物（VCM ）C.固定碳 D. （灰分）无机物（焚烧 BC 高）2. 熔点（Fusing point of ash） ：灰通过熔融和凝聚形成固体（熟料）的温度3. 元素分析物（Ultimate Analysis ） ：C、H、O、N、S和灰分百分比的测定。4. 热值 （Energy Content of SW Components）：热值（发热值）为表示废物燃烧时所放出的热量，用以考虑计算焚烧炉的

5、能量平衡及估算辅助燃料所需量。垃圾的热值与含水率及有机物含量、成分等关系密切，通常有机物含量越高，热值越高，含水率越高，则热值越低。5. 必要营养素（Essential Nutrients ） ：堆肥中潜在的关键元素 C/N，C/PPhysical, Chemical and Biological Transformations 物理、化学和生物处理方法A. 物理方法:组分分类（分选）;机械的减少体积( 压实);机械减少尺寸（ 破碎 ）B. 化学处理方法:焚烧（有氧）;热解;汽化C. 生物处理方法:好氧需氧堆肥,生物降解;厌氧消化产生甲烷生物性质Biological Properties of

6、 MSW1、生物降解性 （Biodegradability ）VS可挥发性固体 lignin木质素 【VS：有机物成分中的可降解有机物； 生物的可降解性可用VS进行计算，也可通过木质素的含量来确定； 此指标与堆肥处理有关，可降解有机物量越高，越适合堆肥处理】2、臭味 （Odors ）厌氧分解：在堆肥中局部会产生厌氧状态易生成臭味物质，如硫化氢第二章1.Measures and Methods Used to Assess Quantities（获得固体废物量的方式和方法）Load-count analysis （载重计数法）Weight-Volume analysis（重量体积分析法）Mate

7、rial Balance (物料平衡法) Accumulation = inflow - outflow + generation：累积=流入-流出+生成注：在此方程中，始终将rw写为正，并根据最终分析的要求进行负替换。Factor that Effect Generation Rates （影响产生量的因素）1.源头减少和回收活动 2.公众态度和立法 3.地理和物理因素Waste handling and separation at the source（废物在源头的处理和分离） 处理是指在将 MSW 放入集合容器之前与之关联的活动。 还可以包括处理集合容器到集合点和从集合点的操作? 回收资

8、源是回收铝罐、报纸、塑料汽水和奶瓶最有效的方法之一。Type of Collection Systems（收集系统的类型）1HCS 传统模式 conventional垃圾收集点，拾收满的垃圾桶，到达处置点倒空，再返回第一个垃圾收集点，将空桶放下，开车至第二个收集点，重复上述工作，从最后一个收集点放下放下空桶，最终回到调度站来结束工作路线2.HCS交换模式 exchange垃圾车带着空桶从调度站出发，到达第一个，将空桶放下，拾取 1 处垃圾桶，到达处置点倒空，开车到 2 处重复，最终带空桶返回调度站。结束3.SCS（固定容器系统）垃圾车从调度站出发之 1，将所有垃圾桶垃圾倒到车场，再去 2，重复

9、，车满后取处置点将车上垃圾清空，再去下一个垃圾收集点。Collection Routes（收集路线） 1.地图（位置、收集频率、垃圾收集点编号、数量）2.作统计分析表 3.初步设计路线 4.评估 初步路线检验是否平衡，尝试Vacuum Type Refuse Collecting and Transporting System真空收集运输 1.提升工作条件 2.减少收集费用 3.用户满意度提升 4.街景美观 5.维修费用低Need for Transfer Operations（在什么情况下需要垃圾转运站）： 1.填埋场远 2.收集车小于 20yd33.人口密度小 4.垃圾桶较小Types o

10、f Transfer Stations（垃圾转运站类型）： 1.直接转运 Direct-Load：小车换大车/先压实，捆扎进大车，不碰地 2.储蓄转运 Storage-Load： 先倒地上 3.联合转运 Combined Direct-Load and Discharge LoadTransport Means and Methods（垃圾运输的方式方法） 1.公路 2.铁路3.水路 4.气体、液体管路输送。Transfer Station Design Requirement（转运站设计要求）废物将仅仅从一辆卡车运到另一辆卡车, 将回收、堆肥、转用等废物回收作业纳入设计。Capacity-卸

11、货车辆的轮候时间术语定义1.）Pickup拾取时间Phcs（常规）花费的时间:1存放空集装箱后开车到下一个地点2提取装载的集装箱3存放空容器Phcs（交换/交换）-不常见-花费的时间:1提取装载的集装箱2重新存放空容器Pscs-花费的时间:1从第一个集装箱到最后一个集装箱的机械或手动装载。2)Haul（H）运输时间:可以是单程或往返HCS:h=到达处置场并返回集装箱位置的时间（不包括在处置场花费的时间）Scs:H=路线上最后一个集装箱清空后到达处置场的时间加上下一路线上第一个集装箱到达的时间3）AT-Site（s）:在卸载系统的现场（填埋场、MRF、转运站）所花费的时间，包括等待时间。4.）O

12、FF-Route（W）范围：10%-25%通常：15%运输集装箱系统分析方程1.Thcs=（Phcs+s+h）Thcs=运输集装箱系统每次行程的时间，h/行程;Phcs=运输集装箱系统每次行程的取货时间，h/行程;S=每次行程的现场时间，h/行程;h=每次运输时间，h/次2. h = a + bx h=总运输时间，h/行程;a=经验牵引时间常数，h/行程;b=经验牵引时间常数，h/mi;x=平均往返运距，mi/次3. Phcs = pc + uc + dbcpc=提取装载集装箱所需的时间，h/行程;uc=卸载空容器所需的时间，h/行程;dbc=在集装箱位置之间行驶所需的时间，h/行程4. Nd

13、 = H ( 1-W ) - ( t1 + t2 ) / ThcsNd=每天出行次数，次/d;H=工作日长度，h/d;W=偏离路线系数，表示为分数;t1=从调度站（车库）开车到第一个要维修的集装箱位置的时间，h;t2=从当天要维修的最后一个集装箱位置到调度站（车库）的时间，h;Thcs=每次行程的时间，h/行程9.SCS1.Tscs = (Pscs + s + a + bx)Tscs=固定容器系统时间，h/行程;Pscs=固定集装箱系统每次行程的取货时间，h/行程2.Pscs = Ct(uc) + (np-1)(dbc) ct=每次行程清空的集装箱数量，h/集装箱;uc=固定集装箱系统每个固定

14、集装箱的平均卸货时间，h/集装箱;np=每次行程的集装箱取货地点数量，地点/行程;dbc=在集装箱位置之间行驶的平均时间，h/位置10.Collection Routes（收集路线）general steps in layout of collection routes（设计收集路线需要考虑的一般步骤）步骤1：准备位置图，显示有关废物产生源的相关数据和信息，包括位置、收集频率、容器数量。第2步：数据分析，并根据需要编制信息汇总表.第3步：路线初步布局步骤4：通过连续试验评估初步路线和平衡路线的发展。11.Vacuum Type Refuse Collecting and Transportin

15、g System （真空垃圾收集和运输系统）:1.垃圾通过建筑物每层设置的室内处置槽或建筑物前面的室外处置站进行处置，然后临时储存在地下储槽中.2.利用真空吸力将储存的垃圾通过地下管网和装载站装载到垃圾收集车中。12.Need for Transfer Operations（在什么情况下需要垃圾转运站1远程处置场>10英里。2小容量收集车<20 yd33低密度居住区4中型商用集装箱的广泛使用C. Combined Direct-Load and Discharge Load Transfer Stations（联合转运）13.Types of Transfer Stations（垃

16、圾转运站类型）A. Direct-Load Transfer System（直接转运）B. Storage-Load Transfer System（存储转运）14. Transfer Station Design Requirements （转运站设计要求）1.类型-关键因素是，废物将仅从一辆卡车运到另一辆卡车，或将废物回收操作（如回收、堆肥、转移）纳入设计。2.容量-卸货车辆的等待时间第三章回收源分离材料的方法：1.路边收集 2.房主将垃圾送到指定地点回收及再利用1.直接作为原料 2.作为原材料再制造再加工 3.作为堆肥和其他过程的原料 4.作为燃料分离和处理单元操作 Unit Opera

17、tions for Separation and Processing分离加工的目的破碎 Size Reduction：破碎是指收集的材料机械地减小尺寸的过程。目标是获得小尺寸的统一最终产品，从而减少存储和运输过程。设备：1.hammer mill 锤式粉碎机（brittle materials 脆性材料） 2.shear shredder 剪切机ductile materials 韧性材料3.Glass crushers 玻璃破碎机：glass containers and other glass products 玻璃容器及其他玻璃制品 4.Wood grinders 磨木机： Tub g

18、rinder is widely used in the processing of yard wastes. 槽磨机广泛应用于绿化废物的处理。分选 Separation 1、Screen 筛分筛选是用来分离不同大小的材料混合成两个或两个以上的粒级通过屏幕表面的单元操作。 Vibrating screens 振动筛：用于从混合生活垃圾和建筑垃圾中去除小尺寸材料。振动筛通常用于分离相对干燥的材料，如玻璃或金属，也用来分隔木片。Rotary Screen 滚筒筛 ：滚筒用来保护粉碎机在垃圾衍生燃料生产设施（除过大的材料）和从材料回收设施中分离纸板和纸。Disc screens 圆盘筛：圆盘筛的应用

19、类似于滚筒筛。2、 Mechanical Separation 机械分选Magnetic Separation 磁选Ferrous metal 铁类金属磁分离是由将有色金属利用磁性原理从混合废物中分离出来Electrostatic Separation 电选（静电分选） Non-ferrous 非铁类从导体中分离出非导体固体废物。Density Separation 密度分选 Air classification 风选风选是由密度分离固废，轻质（有机物，可燃物），其他（无机物，金属）StonerStoner was initially designed to remove stones and

20、 other heavy rejects from commodities such as wheat. Stones are used to separate heavy grit from organic material in trommel underflow (undersize) streams.压实 Densification（Compaction）压实是一种用来提高材料的密度提高密度以便它可以储存和运输更便宜，作为制备致密的一种手段，垃圾衍生燃料的单元操作.设备：1.Baler 捆扎机：在高压下操作，一般是 100 到 200 磅/平方英寸，他们生产的相对小，紧包垃圾或回收的材

21、料。2.Can Crusher 罐压碎机: 用于粉碎铝和锡罐。各操作单元的原理与设备Size Reduction (shredder-hammer mill, shear shredder)破碎（破碎机锤式破碎机，剪切式破碎机）Screen (Vibrating, Rotary, Disc Screens)筛分（振动筛、滚筒筛、圆盘筛）Densification (Baler, can crusher)压实（捆扎机，罐压碎机）资源（材料，物料）回收中心的运作 Development and Implementation of MRF'sA.Function of MRFB.Engine

22、ering ConsiderationC.Typical Materials Recovery FacilitiesTypical MRF Flow diagrams for source-separated wastes and commingled wastes来源分离收集和混合收集的垃圾的典型资源回收流程图 自学D Planning and Design Process for MRF's 1.可行性分析。技术经济价值。磁流变液的成整体的协调（IWM 整合废物管理）计划。经济、资本和运营成本。对波动价格影响的敏感性分析尤为重要。所有权与经营权。公共、私人、联合。2.初步设计。3.

23、最终的设计。F. Issues for MRFsModule 4Combustion（焚烧）定义：Organic matter + excess airN2+CO2+H2O+SO2 + ash +heat1. General (advantages, disadvantages)（焚烧的优点与缺点）：优势（1）约 90%体积和 75%重量减少（2）如果LF可能需要100秒的时间，则在几秒钟内销毁（3）可控制空气排放干/半干/湿系统（4）灰渣通常是非易腐、不育、惰性（5）所需的小处置区（6）热能回收/能源销售可以抵消成本缺点（1）高资本成本（2）需要熟练的操作人员（3）不是所有的材料都是焚烧（&

24、gt;3.35mjkg）（4）有些材料需要补充燃料（5）空气污染 可能超过燃烧设备的成本（6）液体排放来源：除尘、湿式除尘器、泵的密封、清洗、冷却塔排污。2. factors influence on combustion(3T)（影响焚烧的3T因素）：Turbulence（垃圾和空气混合）Times（烟气停留时间大于 2s）Temperature（1800°F） 3. Description of Combustion Process （焚烧过成的描述）：（1）废物到达倒入储存坑（2）天车抓斗将垃圾进入斜道，由此进入垃圾炉 （3）垃圾融入炉栅，运送并燃烧，炉栅下通空气 （4）气体及

25、小颗粒接触燃烧 （5）烟气和管道内水进行热交换 （6）烟气处理（7）清洁烟气排放 （9）无燃烧物质和灰进行水冷 4. Combustion systems （焚烧系统）Mass-Fired combustion systems （质量焚烧系统/机械炉排焚烧系统）RDF-Fired combustion systems （垃圾衍生燃料焚烧系统）Fluidized bed incinerator （流化床式焚烧系统）Rotary kiln incinerator（回转窑式焚烧系统）5. Pyrolysis热解定义（定义：吸热、无氧）与燃烧和气化过程相反，放热过程是高度放热的，热解过程是高度吸热的，

26、需要外部热源（1）破坏蒸馏（2）在无氧环境下将热不稳定有机物转化为气体、液体和固体组分（稳定）的热裂解反应（3）热解系统利用外部热源在无氧环境中产生吸热反应6. Pyrolysis热解产物（产物：气体，焦油/油，碳黑）（1）气流 CO，CO2，H2，CH4，C2H6，C2H4（2）焦油/油-乙酸、丙酮、甲烷、复合含氧烃（3）碳，其他惰性物质7. Gasification气化定义：（部分燃烧，缺氧）：气化是部分燃烧的固体废物缺氧条件下产生的可燃气体，含有一氧化碳、氢气、和一些气体饱和烃8. Environmental Control Systems（环境控制系统）：颗粒Particulates:

27、（1）ESP 颗粒物：静电除尘，布袋除尘（2）NOx:选择性催化还原脱硝 SCR,SNCR 选择性非催化还原脱硝（3）Acid gases酸性气体 (HCl,HF,SO2,NO2): 湿式洗涤，干式洗涤（4）Dioxins Furans二恶英1.Temperature:890-1070C 2.Time:gas>2s 3.混合度4.减少CO产生 9. ENERGY RECOVERY SYSTEMS（能量回收系统）：能源回收有助于抵消运营成本和降低空气污染控制设备的资本成本。 可以产生热水或蒸汽。热水可用于空间加热应用。蒸汽可以用来取暖和发电。 10. 三种热技术的比较：焚烧过程是物质的快速

28、氧化导致的燃烧过程，是放热反应。需要过量的空气。产生氮气， 二氧化痰，水，二氧化硫和灰尘；气化过程是部分可燃物在缺氧条件下的放热过程，产生 一氧化碳，氢气和气体饱和烃；热解过程与焚烧和汽化过程相反，是高度吸热反应，需要 外部热源。热解过程是在无氧环境下将不稳定有机物转化为气体、液体和稳定的固体组分 的热裂解反应。第五章堆肥的原理：各种有机物在充足的氧气条件下在好氧微生物的作用下产生二氧化碳，水，碳酸盐和硫酸盐等无机物和腐殖质，放出热量。分类 Aerobic :（好氧）高温无臭味 降解速度快Anaerobic:（厌氧）低温 有臭味 降解速度慢控制好氧堆肥的条件1.含水率 50-70% 2.碳氮比

29、 20-30 3.温度 50-60°C ：太高, >65°C destroys organisms必须 >50°C to destroy pathogens 4.粒径 25-75mm：Small to increase surface area; Large to avoid anaerobic conditions 5.pH 7-7.5 not>8.5 6.需氧量 7.有机物含量 20-80%堆肥技术/方法(1) 野积式堆肥（开放）The material to be composted is shredded into 1-3 inch pi

30、eces and the moisture is adjusted between 50-60%.The material is formed into triangular shapes called windrows which may be 6-7 feet high and 14-16 feet wide.The windrows are turned twice a week to maintain aerobic decomposition and the temperature is maintained at 131°F (55°C).Takes 3-4 w

31、eeks and cured for an additional 3-4 weeks without turning. 2-4 months for decomposition.（发酵速率慢，有臭味，温度不易保持，难以无害化）(2) 静堆式堆肥（开放）MSW is placed on top of exhaust piping in mounds 7-8 feet high. Each pile has its own blower to deliver air, oxygen.3-4 weeks of processing with an equal period for curing. 6

32、-12 weeks for decomposition.（发酵速率中等，有臭味，温度不易保持，难以无害化）(3) 筒仓式堆肥（密闭）MSW placed in a chamber or vesselTakes 1-2 weeks and 4-12 weeks of curing. （发酵速率快）厌氧消解过程The first step 水解阶段 involves the hydrolysis of higher-molecular-mass compounds into compounds suitable for use as a source of energy and cell tiss

33、ue.The second step 产酸阶段 involves the bacterial conversion of the compounds resulting from the first step into identifiable lower-molecular-mass intermediate compounds.The third step 产甲烷阶段 involves the bacterial conversion of the intermediate compounds into simpler end products, principally methane a

34、nd carbon dioxide.原理Organic matter+H20+nutrients=new cell+ resistant organic matter+CO2低固体厌氧消解 Low-solid Anaerobic Digestion定义： is a biological process in which organic wastes are fermented at solids concentrations equal to or less than 4 to 8 percent.过程：The fist step involves the preparation of the

35、 organic fraction of the MSW.The second step involves the addition of moisture and nutrients, blending, pH adjustment to about 6.8, and heating of the slurry to between 55°C and 60°C, and the anaerobic digestion is carried out in a continuous-flow reactor whose contents are mixed completel

36、y.The third step in the process involves the capture, storage, and if necessary, separation of the gas components.高固体厌氧消解 High-solids anaerobic digestion定义 is a biological process in which the fermentation occur at a total solids content of about 22 percent or higher.过程： same as low-solid anaerobic

37、digestion. The principal difference is at the end of the process, where less effort is required to dewater and dispose of the digested sludge.比较好氧堆肥和厌氧堆肥好氧堆肥厌氧堆肥能量使用消耗能量提供鞥量最终产物腐殖质，二氧化碳，水污泥，二氧化碳，甲烷体积减少50%50%发酵时间20-30d20-40d熟化时间30-90d30-90d首要目的减量化产生能量次要目的堆肥减量，废物稳定化第六章Solid wastes for disposal什么样的废弃物需

38、要处置不可回收、MRF 处理后残留的、物质和能量转化后剩余的。Definition of Termes卫生填埋（solitary landfill）填埋 MSW,最大目的是无害化安全填埋（secure landfill）对危险固废的处置单元（cell）一天填一个单元日覆土（daily cover）每日填埋的废料上覆盖的土层：防止垃圾被吹走，阻止蚊蝇，控制雨水渗透升层（lift）填埋过一个或多个单元后，盖上覆土后，在覆土上继续填埋的为一个升层平台（bench）功能：保持边坡的稳定性，并可设排水管和气体收集管最终覆土层（final cover layer）在所有填埋后在表面上铺的土层：功能：在防渗

39、层上的管子，增强地表水排水；拦截渗透水；支持地表植被填埋衬里（landfill liners）常有粘土和土工膜组成 防止渗滤液和气体的扩散填埋系统控制：包括衬里、垃圾填埋场渗滤液的收集和提取系统、填埋气体收集和提取系统、日常和最终覆盖层。渗滤液（leachate）：填埋场下部产生的液体 包括溶解和悬浮固体、水 一般来自排水降水和地表水渗透填埋气体（landfill gas）填埋场中产生的混合气体 包括甲烷 二氧化碳等环境监测系统（environmental monitoring）通过对填埋场中的液体气体样品进行检测 以确定填埋物所处阶段封场（landfill closure）当填埋完成后，将填

40、埋场封闭以保证安全封场后监控（post closure care）封场后针对填埋进行头期监控，以维持其反应安全Concerns with the Landfilling of Sold Waste 废物填埋带来的一些问题产生臭气，填埋产生的气体导致温室效应，渗滤液污染地下水及地表水，滋生致病菌，影响健康Landfill methods 填埋方法 适用情况Excavated Cell/Trench Method（壕沟法）大量覆盖料，地下水远离地表优点：提供一部分承建土 比较经济Area Method（地面法）地下水位较高，不宜挖掘时：1）地面水位高，不能用壕沟法时，用地面法 2）进口土壤。外来提

41、供承建土 3）铺设衬土和滤液系统 4）筑坝（稳定堆体） Canyon/depression method（峡谷法）凹凸不平 洼地：1）填埋方法相同 2）人工的一个凹地（矿场）、天然的凹地（峡谷等）3）缺点：排水难（因为地势低，容易积水，需要有很好的排水设施。）Site Consideration 选址考虑运输距离：离垃圾产生点近，远离政治中心 可用的土地面积：25 年 交通便利，地点位置：方便出入，靠近高速公路 覆土材料：方便取土 气候状况：对排水和渗滤液控制、少风少雨 地表水：越少越好 水文地理条件：保护地下水免受渗滤液污染，保护当地建筑免受甲烷沼气影响 周围环境：居民区、自然保护区 最终的潜在用途：封场后可建设公园等Composition and Generation of Gases气体的组分和产生：由 CH4 CO2 N2 O2 硫氧化物等组成。CH4 上升，CO2 下降使地下水 pH 下降，硬度升高。填埋场厌氧消解过程 Anaerobic digestion process in landfillPhase I -Initial Adjustm