固体废弃物处置技术10

1、 固体废弃物处置技术固体废弃物处置技术 第一章第一章 绪绪 论论 1 1、定义、定义: : 固体废物固体废物( (简称废物简称废物) )是指在社会的是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存在物质。赋存在物质。 2 2、固体废物的分类、固体废物的分类 3 3、固体废物污染途径、固体废物污染途径化学物质型污染化学物质型污染病源体型污染病源体型污染固体废物的分类固体废物的分类 v 工业固体废物工业固体废物v 矿业固体废物矿业固体废物 v 农业固体废物农业固体废物v

2、城市固体废物城市固体废物 v 放射性固体废物放射性固体废物 v 有害固体废物有害固体废物 冶金固体废物冶金固体废物 、燃料灰渣、燃料灰渣 、化学、化学工业固体废物工业固体废物 、石油工业固体废物、石油工业固体废物、粮食，食品工业固体废物、其他粮食，食品工业固体废物、其他 生活垃圾生活垃圾 、城建渣土城建渣土 、商业固体商业固体废物废物 、粪便粪便侵占土地侵占土地污染土壤污染土壤污染水体污染水体 污染大气污染大气 影响环境卫生影响环境卫生4 4、固体废物污染危害、固体废物污染危害 5 5、固体废物污染控制、固体废物污染控制一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。一是防治固体废物污染，二是综合

3、利用废物资源。 改革生产工艺改革生产工艺 发展物质循环利用工艺发展物质循环利用工艺 进行综合利用进行综合利用 进行无害化处理与处置进行无害化处理与处置采用无废或少废技术采用无废或少废技术 采用精料采用精料提高产品质量和使用寿提高产品质量和使用寿命命6 6、固体废物处理、固体废物处理转变成适于运输，利用、贮存或最终处置的过程。转变成适于运输，利用、贮存或最终处置的过程。 物理处理物理处理 化学处理化学处理 生物处理生物处理 热处理热处理 固化处理固化处理 物理处理物理处理：通过浓缩或相：通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，变化改变固体废物的结构，使之成使之成为便于运输、贮存、为便于运输、贮存、利

4、用或处置的形态。利用或处置的形态。 化学处理化学处理：采用化学方法：采用化学方法破坏固体废物中的有害成破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处其转变成为适于进一步处理、处置的形态理、处置的形态。 生物处理生物处理：利用微生物分解：利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。从而达到无害化或综合利用。 热处理热处理：通过高温破坏：通过高温破坏和改变固体废物组成和结和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热化或综合利用的目的。热处理方法包括焚化、热解、处理方

5、法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结湿式氧化以及焙烧、烧结等。等。 固化处理固化处理：采用固化基材：采用固化基材将废物固定或包覆起来以降将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种较安全地运输和处置的一种处理过程处理过程。 7 7、固体废物处置、固体废物处置 海洋处置海洋处置：深海投弃、海上焚烧：深海投弃、海上焚烧 陆地处置陆地处置：土地填埋、深井灌注、土地：土地填埋、深井灌注、土地耕作、工程库或贮留池贮存、耕作、工程库或贮留池贮存、8 8、我国控制固体废物污染技术政策、我国控制固体废物污染技术政策 “无害化无害化”、“减量化减量化”、“

6、资资源化源化” ” 第二章第二章 固体废物的收集、固体废物的收集、 运输与压实运输与压实 1 1、工业固体废物的收集、运输、工业固体废物的收集、运输“谁污染，谁治理谁污染，谁治理”2 2、城市垃圾的收集运输、城市垃圾的收集运输垃圾分类垃圾分类生活垃圾生活垃圾商业垃圾商业垃圾建筑垃圾建筑垃圾粪便粪便污水处理污水处理厂的污泥厂的污泥 分类收集与混合收集分类收集与混合收集 垃圾收集容器垃圾收集容器 ：混凝土垃圾箱、垃圾台、移动式铁制圆型垃圾桶混凝土垃圾箱、垃圾台、移动式铁制圆型垃圾桶 （街道里弄）（街道里弄） 垃圾滑道（高层建筑垃圾滑道（高层建筑 ） 废物箱（商业区）废物箱（商业区）3 3、收集系统

7、分析、收集系统分析 针对不同收集系统和收集方法，研究完成所针对不同收集系统和收集方法，研究完成所需要的车辆、劳力和时间。需要的车辆、劳力和时间。拖曳容器系统拖曳容器系统（a a）简便模式简便模式（b b）交换模式交换模式固定容器系统固定容器系统图图2-32-3固定容器系统示意图固定容器系统示意图3 3、固体废物压实器、固体废物压实器构造：容器单元和压实单元二部分构造：容器单元和压实单元二部分 类别：固定和移动类别：固定和移动 第五章第五章 污泥污泥的浓缩与脱水的浓缩与脱水1 1、定义、定义：指给水和污水处理中，采用各种分离方法指给水和污水处理中，采用各种分离方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物

8、质，从这些去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质，从这些不同的方法中产生的泥渣统称污泥。不同的方法中产生的泥渣统称污泥。2 2、处理目的、处理目的减少体积、降低含水率；使污泥卫生化、稳定化；减少体积、降低含水率；使污泥卫生化、稳定化；改善污泥成分性质改善污泥成分性质3、水分的分类（存在形式）、水分的分类（存在形式）间隙水间隙水毛细管结合水毛细管结合水表面吸附水表面吸附水内部水内部水 间隙水：间隙水：70%左右；一般用浓缩法分离。左右；一般用浓缩法分离。 毛细管结合水：毛细管结合水：20%左右，可采用高速离心机脱左右，可采用高速离心机脱水、负压或正压过滤脱水机水、负压或正压过滤脱水机 表面吸附水表面

9、吸附水：7%左右，可用加热法脱除。左右，可用加热法脱除。 内部水：内部水：3%左右，可用生物法破坏细胞膜除去左右，可用生物法破坏细胞膜除去胞内水或高温加热法、冷冻法去除。胞内水或高温加热法、冷冻法去除。污泥脱水的影响因素污泥脱水的影响因素水分在污泥中的存在形式水分在污泥中的存在形式污泥颗粒的大小、有机物的含量（颗粒细、有机物污泥颗粒的大小、有机物的含量（颗粒细、有机物含量高）含量高）4 4、污泥的处置、污泥的处置 建筑材料（制砖、板材、铺路）建筑材料（制砖、板材、铺路）农肥农肥沼气等沼气等填埋、焚烧（减量、灭菌）、海洋投弃填埋、焚烧（减量、灭菌）、海洋投弃污泥浓缩的目的：除去间隙水、缩小体积污

10、泥浓缩的目的：除去间隙水、缩小体积方法：重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法方法：重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法5 5、污泥浓缩、污泥浓缩6 6、污泥的调理、污泥的调理目的目的：污泥浓缩或机械脱水前的预处理，改善性污泥浓缩或机械脱水前的预处理，改善性能、提高处理量能、提高处理量方法方法；化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理化调理7 7、污泥脱水、污泥脱水真空过滤脱水、压滤脱水、离心脱水真空过滤脱水、压滤脱水、离心脱水第六章第六章 固体废物固化固体废物固化1 1、废物固化、废物固化是用物理是用物理化学方法将有害废物掺合化学方法将有害废物掺合并包容在密实

11、的惰性基材中，使其稳定化的一并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。种过程。2 2、目前采用的方法：、目前采用的方法：使污染物转变或引入到某种晶格中去；通过物理使污染物转变或引入到某种晶格中去；通过物理过程把污染成分直接渗入到惰性基材中；或过程把污染成分直接渗入到惰性基材中；或兼而有之；兼而有之；主要处理无机废物主要处理无机废物电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣等有害废。电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣等有害废。固化剂：水泥、沥青、玻璃、塑料等固化剂：水泥、沥青、玻璃、塑料等对固化处理的基本要求包括对固化处理的基本要求包括：固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗固化体应具有良好的抗渗透

12、性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能最好能作为资源加以利用作为资源加以利用固化过程中材料和能量消耗要低固化过程中材料和能量消耗要低，增容比增容比( (即所即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比形成的固化体体积与被固化废物的体积之比) )要低固化工艺过程简单、便于操作固化工艺过程简单、便于操作；固化剂来源丰富，价廉易得固化剂来源丰富，价廉易得。处理费用低。处理费用低。固化体的浸出率固化体的浸出率指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度质的浸出速度增容比增容比固化技术可按固化剂分为水

13、泥固化、沥青固化、固化技术可按固化剂分为水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、石灰固化等。塑料固化、玻璃固化、石灰固化等。水泥固化水泥固化水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。水泥块，能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。添加剂添加剂 常用的添加剂有吸附剂常用的添加剂有吸附剂( (如活性氧化铝、粘土、蛭如活性氧化铝、粘土、蛭石等石等) )、缓凝剂、缓凝剂( (如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等) )、促凝剂促凝剂( (如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等) )和减

14、水剂和减水剂( (表面活性剂表面活性剂) )等。等。水泥固化工艺配方原则水泥固化工艺配方原则水泥固化的混合方法水泥固化的混合方法外部搅拌混合法、筒内（外部搅拌混合法、筒内（200L200L钢筒）混合法、钢筒）混合法、注入法注入法 优点：优点： 电镀污泥处理十分有效电镀污泥处理十分有效 设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用低设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用低 添加剂价廉易得添加剂价廉易得 对含水率较高的废物可以直接固化对含水率较高的废物可以直接固化 操作常温即可，沥青涂覆可降低污染物的浸出操作常温即可，沥青涂覆可降低污染物的浸出 产品的强度、耐热性和耐久性好产品的强度

15、、耐热性和耐久性好 放射性固废安全运输放射性固废安全运输 适合投海或作为路基使用适合投海或作为路基使用 水泥固化体的浸出率较高，需作涂覆处理；水泥固化体的浸出率较高，需作涂覆处理； 水泥固化体的增容比较高，达水泥固化体的增容比较高，达152； 有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；理费用增高； 水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出； 处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难器的排料较困难，需加入适量的锯末予以克需加入适量的锯末予以克服服。缺点缺点从焚烧角度分析，

16、城市生活垃圾可分为可燃和不可燃两从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分为可燃和不可燃两部分部分: : 可燃垃圾可燃垃圾橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果皮及动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性皮及动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性等非常复杂，不易直接填埋；等非常复杂，不易直接填埋； 不可燃垃圾不可燃垃圾金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋。除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋。 1 1、焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉、焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般

17、为中，在高温条件下（一般为900900左右，炉心最高温度可左右，炉心最高温度可达达11001100），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残高温烟气和性质稳定的固体残渣渣。 1 1、垃圾焚烧后，体积可减少、垃圾焚烧后，体积可减少858595%95%，质量减少，质量减少202080%80%。2 2、高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质、高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质无害化。无害化。3 3、焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处、焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的

18、处理远比有害废弃物直接处置容易得多。理远比有害废弃物直接处置容易得多。4 4、焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活、焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。等特点。5 5、热能可以利用、热能可以利用优点优点缺点缺点v焚烧法对垃圾的热值有一定要求焚烧法对垃圾的热值有一定要求;v建设成本和运行成本相对高建设成本和运行成本相对高;v管理水平和设备维修要求高；管理水平和设备维修要求高；v焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染。成二次污染。v不同季节、年份垃圾热值的变化不同。不同季节、年份垃圾热值的变化不同。热值、粗热值、净热值热值、粗

19、热值、净热值固体废物焚烧热的利用包括供热和发电固体废物焚烧热的利用包括供热和发电 垃圾焚烧发电存在的问题：垃圾焚烧发电存在的问题： 垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电量垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电量波动性大，稳定性小。其原因是垃圾中可燃废弃物波动性大，稳定性小。其原因是垃圾中可燃废弃物的质量和数量随季节和地区的不同而发生明显变化。的质量和数量随季节和地区的不同而发生明显变化。因此，垃圾焚烧电站的多余电力向电力公司出售时，因此，垃圾焚烧电站的多余电力向电力公司出售时，价格不高，主要靠国家政策扶持。价格不高，主要靠国家政策扶持。 另外，垃圾焚烧发电本身属于环保项目，如果另外，垃圾焚烧

20、发电本身属于环保项目，如果处理的不好可能造成二次污染。处理的不好可能造成二次污染。燃烧产物燃烧产物：有机碳有机碳CO2 CO2 H HH H2 2O O，有有F F或或ClCl存在时可能有存在时可能有HFHF、HClHCl有机硫和有机磷有机硫和有机磷SO2SO2、SO3SO3、P2O5P2O5有机氮有机氮N N2 2为主，少量氮氧化物为主，少量氮氧化物有机氟化物有机氟化物HFHF，氢不足会出现氢不足会出现CFCF4 4、COFCOF2 2（需添加助燃料）需添加助燃料）有机氯有机氯氯化氢（氢气不足有游离氯气产生）氯化氢（氢气不足有游离氯气产生） 有机溴化物、碘化物有机溴化物、碘化物HBrHBr、

21、BrBr2 2、I I2 2金属金属卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物垃圾焚烧烟气的特点是垃圾焚烧烟气的特点是HClHCl和和COCO2 2浓度特别高，粉浓度特别高，粉尘中的盐分（氯化物和硫酸盐）特别高。尘中的盐分（氯化物和硫酸盐）特别高。 有害有机废物焚烧后要求达到的三个标准有害有机废物焚烧后要求达到的三个标准a)a) 主要有害有机组成（主要有害有机组成（POHCPOHC）的破坏去除率（的破坏去除率（DREDRE）要达到要达到99.99%99.99%以上。以上。b)b) HClHCl的排放量应符合从焚烧炉烟囱排出的的排放量应符合从

22、焚烧炉烟囱排出的HClHCl量在进入洗涤量在进入洗涤设备之前小于设备之前小于1.81.8kg/hkg/h，若达不到该要求，则经过洗涤设备若达不到该要求，则经过洗涤设备除去除去HClHCl的最小洗涤率应为的最小洗涤率应为99.0%99.0%。c)c) 烟囱的排放颗粒物应控制在烟囱的排放颗粒物应控制在183183mg/mmg/m3 3，空气过量率为空气过量率为50%50%。如果空气过量率大于或小于如果空气过量率大于或小于50%50%，应折算成，应折算成50%50%的排放量。的排放量。第八章第八章 固体废物的热解固体废物的热解1 1、定义、定义: : 固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，固体废物热

23、解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。2 2、热解原理、热解原理3 3、典型固体废物的热解、典型固体废物的热解产物：小分子化合物、碳氢化合物产物：小分子化合物、碳氢化合物废塑料的热解废塑料的热解微波炉与热风炉加热、减压蒸馏的流程微波炉与热风炉加热、减压蒸馏的流程聚烯烃浴热解流程聚烯烃浴热解流程流化床流化床法法城市垃圾的热解产物及工艺流程城市垃圾的热解产物及工艺流程 一一) )城市垃圾热解产物城市垃圾热解产物热解以回收热解以回收燃料油及燃料气燃料油及燃料气是一种资源回是一种资源回收途径，其产物的组分与垃圾成分、热解温度收途径，其产物的组分

24、与垃圾成分、热解温度以及热解装置有关。以及热解装置有关。 ( (二二) )热解工艺流程热解工艺流程说明：不同国家垃圾的组分不同，流程也不大相说明：不同国家垃圾的组分不同，流程也不大相同同双塔循环式流动床热分解的工艺双塔循环式流动床热分解的工艺移动床热分移动床热分解工艺解工艺第九章第九章 可生化降解固体废物的处理与利用可生化降解固体废物的处理与利用 微生物降解技术微生物降解技术: :依靠依靠自然界自然界广泛分布的微生物广泛分布的微生物的作用的作用, ,通过生物转化通过生物转化( (氧化、分解氧化、分解有机固废有机固废) )将将有机固废中易于生物降解的有机组分转化为有机固废中易于生物降解的有机组分

25、转化为腐殖腐殖肥料肥料、沼气或沼气或其它其它化学转化品化学转化品。（塑料蛋白、乙。（塑料蛋白、乙醇或糖类）从而达到固废无害化的一种处理方法。醇或糖类）从而达到固废无害化的一种处理方法。1 1、好氧生物降解制堆肥、好氧生物降解制堆肥原料：垃圾、污泥、人和禽畜粪便以及农林废物原料：垃圾、污泥、人和禽畜粪便以及农林废物工艺：传统工艺：传统: :手工操作和自然堆积方式、机械堆制技术手工操作和自然堆积方式、机械堆制技术堆肥化：堆肥化：在控制条件下，使来源于生物的有机废物，发生在控制条件下，使来源于生物的有机废物，发生生物稳定作用的过程。生物稳定作用的过程。堆肥堆肥腐殖土腐殖土好氧堆肥系统温度一般为好氧堆

26、肥系统温度一般为5050一一6565，最高可达，最高可达8080一一9090，堆，堆制周期短，故也称为高温快速堆肥。制周期短，故也称为高温快速堆肥。 厌氧堆肥，空气与发酵原料隔绝，厌氧堆肥，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺比堆制温度低，工艺比较简单，成品堆肥中氮素保留比较多较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过，但堆制周期过长，、需长，、需3 31212个月，异味浓烈，分解不够充分。个月，异味浓烈，分解不够充分。好氧法堆肥原理好氧法堆肥原理堆肥微生物及其活动情况堆肥微生物及其活动情况 嗜温菌和嗜热菌嗜温菌和嗜热菌4040嗜温菌和嗜热菌随温度变化存在情况嗜温菌和嗜热菌随温度变化存在情况堆肥过程参数堆肥过程参数供氧量供氧量含水率含水率碳氮比碳氮比有机物含量有机物含量堆肥程序堆肥程序原料预处理原料预处理原料发酵原料发酵后处理后处理堆肥方法堆肥方法间歇堆肥法间歇堆肥法 连续发酵连