固体废物资源化课件-1

本课程主讲内容（课堂教学学45学时）1绪论（3学时）2固体废物资源化的预处理技术（6学时）3固体废物资源化技术（4学时）4矿业固体废物的资源化（6学时）5煤系固体废物的资源化（4学时）6钢铁冶金渣的资源化（6学时）7有色冶金渣的资源化（6学时）8化学工业固体废物的资源化（4学时）9城市垃圾的资源化（4学时）10废旧物资的资源化（2学时）第1页，共51页。1绪论1.1固体废弃物的概念1.2固体废物资源化的意义1.3固体废物的产生与分类1.4固体废物资源化方法与途径1.5固体废物污染防治的原则第2页，共51页。固体废物的概念:指人类在生产、生活过程中产生的对所有者不再具有使用价值而被废弃的固态和半固态物质。在生产过程中产生的固体废物俗称废渣（residue）在生活活动过程中产生的固体废物则称为垃圾（refuse）。1.1固体废弃物的概念第3页，共51页。1.2固体废物资源化的意义我国各类固体废弃物产量巨大2005年我国各类固体废弃物总产出量为18.2亿吨，累积堆存209亿吨，占地200万亩，由于污染而失去基本使用功能的土地为600万亩，占我国耕地总面积的0.3％；由于污染而导致使用功能劣化的土地为2000万亩，占我国耕地总面积的1.2％。第4页，共51页。表1我国2005我国年各类固体废弃物产出及堆存情况（亿吨）种类年产出量累计堆存量尾矿460冶金渣25粉煤灰214煤矸石540建筑垃圾320城市生活垃圾1.270合计18.2209第5页，共51页。第6页，共51页。第7页，共51页。第8页，共51页。第9页，共51页。第10页，共51页。第11页，共51页。自燃过的煤矸石山第12页，共51页。第13页，共51页。第14页，共51页。山东铝业公司赤泥山第15页，共51页。固体废弃物的污染正在引起巨大的经济损失①大城市边缘由于固体废弃物的污染使堆场临近土地价值大幅度降低，全国累积经济损失达3000亿元以上。②由于固体废弃物堆积所造成的环境生态损失每年可达5000亿元以上。③由于污染和灾害所造成的人身健康与伤亡损失每年可达3000亿元以上。第16页，共51页。第17页，共51页。第18页，共51页。第19页，共51页。第20页，共51页。固体废弃物资源化具有巨大的直接经济效益①我国每年产出的1.2亿吨水淬高炉矿渣用于水泥和混凝土每年正在产生约150亿元的直接经济效益。②我国每年正在产出的2亿吨粉煤灰大约有50％已被利用，每年产出约30亿元的直接经济效益。第21页，共51页。③我国已具备研究基础的300万吨级尾矿回采再选系统在全国推广后每年可生产2000万吨铁精矿，价值100亿元，相当于10个大中型铁矿山的产量。④再选后的铁尾矿用于建筑行业代替河砂，以每吨10元的经济效益计算，现堆存的尾矿可产生600亿元的直接经济效益。第22页，共51页。⑤目前尚处于试验推广阶段的“凝石”，据称可在未来20-50年代替大部分水泥，可取得每年1000亿元以上的综合经济效益。凝石是由95％以上的固体废弃物经配料和磨细再与1－5％的成岩剂混合而成的类似水泥的胶凝材料。第23页，共51页。1.3固体废弃物的产生固体废弃物的产生例1.粉煤灰的产生第24页，共51页。煤粉炉炉膛内气流场示意图第25页，共51页。粉煤灰电镜照片放大1000倍第26页，共51页。粉煤灰电镜照片放大5000倍第27页，共51页。例2.高炉水淬渣的产生高炉外景第28页，共51页。高炉外景图第29页，共51页。第30页，共51页。第31页，共51页。(a)1550sf(b)1450600μm600μm600μm600μm第32页，共51页。高炉水淬矿渣XRD谱图第33页，共51页。OCP水淬渣工艺示意图高炉冲渣器粒化器抓斗吊车贮料斗冲洗空气入口水溢流水出口第34页，共51页。搅拌槽泵送法水淬工艺示意图高炉渣沟粒化器搅拌池砂泵水泵集水池脱水槽第35页，共51页。1.3.2固体废物的分类按来源按组成有机废物：以有机物为主要成分的废物无机废物：以有机物为主要成分的废物工业固体废物矿业固体废物农业固体废物城市垃圾等第36页，共51页。按危害性一般废物危险废物根据《中华人民共和国固体废物污染防治法》危险废物工业固体废物城市生活垃圾污泥、粉尘固体废物一般固体废物矿业废物尾矿、废石工业废物废渣、废屑农业废物生活废物环境工程废物垃圾、粪便秸杆、畜粪危险固体废物具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性、爆炸性第37页，共51页。表2城市垃圾的产生和分类来源产生过程城市垃圾种类居民产生于城镇居民生活过程食品废物、生活垃圾炉灰及某些特殊废物商业仓库、餐馆、商场、办公楼、旅馆、饭店及各类商业与维修业活动食品废物垃圾、炉灰，某些特殊废物、偶尔产生危险的废物公共地区街道、小巷、公路、公园、游乐场、海滩及娱乐场所垃圾及特殊废物城市建设居民楼、公用事业、工厂企业、建筑、旧建筑物拆迁修缮等建筑渣土、废木料、碎砖瓦及其他建筑材料水处理厂给水与污水、废水处理厂水处理厂污泥第38页，共51页。表3主要工业固体废物的来源和分类来源产生过程分类矿业矿石开采和加工废石、尾矿冶金金属冶炼和加工高炉渣、钢渣、铁合金渣、赤泥、铜渣、铅锌渣、镍钴渣、汞渣等能源煤炭开采和使用煤矸石、粉煤灰、炉渣等石化石油开采与加工油泥、焦油页岩渣、废催化剂、硫酸渣、酸渣碱渣、盐泥、釜底泥等轻工食品、造纸等加工废果壳、废烟草、动物残骸、污泥、废纸、废织物等其它

金属碎屑、电镀污泥、建筑废料等第39页，共51页。表4几种化学工业危险废物的组成及危害废渣名称主要污染物及含量对人体或环境的危害铬渣含Cr6+0.3～2.9%对人体消化道和皮肤具有强烈地刺激和腐蚀作用，对呼吸道造成损害，有致癌作用。铬蓄积在鱼类组织中对水体中动物和植物区系均有致死作用，含铬废水影响小麦、玉米等作物生长。氰渣含CN-1～4%引起头痛、头晕、心悸、甲状腺肿大、急性中毒时呼吸衰竭致死，对人体、鱼类危害很大。含汞盐泥Hg含量0.2～0.3%无机汞对消化道粘膜有强烈地腐蚀作用，吸入较高浓度的汞蒸汽可引起急性中毒和神经功能障碍；烷基汞在人体内能长期滞留，甲基汞会引起水俣病；汞对鸟类、水生脊椎动物会造成有害作用。第40页，共51页。其它重金属废渣含Zn2+7%～25%，Pb2+0.3%～2%，Cd2+100～500mg/kg，As3+40～400mg/kg铅、镉对人体神经系统、造血系统、消化系统几肝、肾、骨骼等都会引起中毒伤害；含砷化合物有致癌作用；锌盐对皮肤和粘膜有刺激腐蚀作用；重金属对动植物、微生物有明显地危害作用。有机化工废渣苯、苯酚、腈类、硝基苯、芳香胺类、有机磷农药等对人体中枢神经及肝、肾、胃、皮肤等造成障碍与损害；芳香胺类和亚硝胺类有致癌作用，对水生生物和鱼类等也有致毒作用。酸、碱渣各种无机酸碱10～30%，含有大量金属离子和盐类。对人体皮肤、眼睛和粘膜有强烈地刺激作用，导致皮肤和内部器官损伤和腐蚀，对水生生物、鱼类有严重的有害影响。第41页，共51页。1.4固体废弃物资源化方法与途径固体废弃物资源化的方法（1）物理法（2）化学法（3）生物法第42页，共51页。物理法举例（1）：矿渣超细粉生产第43页，共51页。第44页，共51页。第45页，共51页。物理法举例（2）：漂珠的生产湿法排灰初级浮选漂珠＋碳粉再浮选碳粉漂珠尾灰第46页，共51页。化学法举例：粉煤灰生产三氧化二铝滤渣（Ca2SiO4）CO2CaCO31320～1400℃Na2CO3溶液循环粉煤灰粉磨烧结自粉化冷却溶出Na2CO3过滤NaAlO2粗液脱硅CaO控制过滤NaAlO2精液碳分过滤Al2O3·3H2O煅烧Al2O3产品第47页，共51页。生物法举例：尾矿再选含铜尾矿浸铜堆场微生物酸性含铜氧化物加药剂分级沉淀分选铜精矿第48页，共51页。固体废弃物资源化的途径（1）整体利用生产建筑材料或用于充填（2）提取有用组分（3）回收能源（4）生产化工产品（5）生产农用产品第49页，共51页。固体废弃物资源化综合体系分选技术城市垃圾卡车运输管道运输常温破碎低温破碎湿式破碎筛选、重力分离、静电分离、涡流分离、光学分离、磁场分离、溶剂分离、浮选分离等燃烧热分解微生物分解废气处理废水处理废渣处理大气河流填埋无机物铁非铁金属玻璃有机物纸纸浆塑料橡胶空瓶空罐废纸废零件分选回收、手选