第5章固体废物与环境2019128课件

第一节固体废物的概述二、固体废物的分类和来源分类的依据：组成来源危害有机废物无机废物工业固体废物农业固体废物矿业固体废物城市生活垃圾一般废物危险废物第一节固体废物的概述二、固体废物的分类和来源《固体废物污染环境防治法》城市生活垃圾工业固体废物危险废物城市日常生活中或者为城市日常生活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。在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别方法认定的具有危险特性的废物。第一节固体废物的概述二、固体废物的分类和来源城市生活垃圾特点：种类复杂、有机物含量高。产生量日本城市垃圾是每10年增加一倍，英国每15年增加一倍。我国城市垃圾年产量1.5亿吨，并以每年8%-10%的增长率递增。城市生活垃圾的来源及分类

来源产生过程城市垃圾种类居民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、饭店、各类商业与维修业活动食品废物、炉灰、某些特殊废物、偶尔产生危险废物公共地区街道、小巷、公路、公园、游乐场、海滩及娱乐场所垃圾与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食品垃圾炉灰、白色垃圾生活垃圾城市生活垃圾的产生量与组成百万吨第一节固体废物的概述二、固体废物的分类和来源工业固体废物特点：种类极其复杂、各地组分差异大。产生量全世界每天新增固体废物419.49万吨，年产量平均增长率达8.24%，高出世界经济平均增长速度2.5-3倍。我国年产生量约8.2亿吨。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、废织物等其他金属碎屑、电镀污泥、建筑废料等废石煤矸石废金属工业固体废物产生量百万吨工业固体废物组成第一节固体废物的概述二、固体废物的分类和来源危险废物概念：对危险废物的定义标准不同，我国认为除放射性废物，具有化学活性、毒性、爆炸性、腐蚀性、传染性的废物。产生量我国年产生量约830万吨。医疗垃圾废旧电池废旧电脑第一节固体废物的概述三、固体废物的污染途径和危害污染途径：固体废物源堆放处置地表水土壤饮用接触食用呼吸大气地下水固体废物大气地表水地下水土壤动植物人体健康固体废物的污染途径第一节固体废物的概述三、固体废物的污染途径和危害危害：占用土地污染土壤污染水体污染大气处置不当影响环境卫生影响土壤微生物直接作用于植物根系直接倾倒，直接污染地表径流污染渗滤液污染风吹扬尘异臭、有害气体散发自燃废物处置率低资源利用率低堆积1万吨固体废物占地1亩自燃过的煤矸石山我国近2／3城市陷入垃圾包围第二节固体废物的收集和运输一、固体废物的收集收集原则谁污染，谁治理分类收集危险固体废物与一般固体废物分开；工业固体废物与生活垃圾分开；泥态与固态分开；污泥应进行脱水处理第二节固体废物的收集和运输一、固体废物的收集工业固体废物定期收集可将不合理的暂存降到最小，以有效地利用资源；运输者可有计划地使用车辆；处理与处置者有时间更改管理计划，适宜大中型厂矿企业。随时收集根据固体废物产生者的要求随时收集固体废物，适宜小型企业。第二节固体废物的收集和运输一、固体废物的收集工业固体废物具体操作：大型工厂，回收公司到厂内回收；中型工厂，定人定期回收；小型工厂，划片包干巡回回收；危险固体废物专门分类收集、分类管理。第二节固体废物的收集和运输一、固体废物的收集城市垃圾混合收集某些情况下，混合收集可使危害变小或有利于处理或处置。分类收集有利于固体废物的资源化，可以减少固体废物处理与处置费用及对环境的潜在危害，适宜多数情况。第二节固体废物的收集和运输一、固体废物的收集城市垃圾具体操作：生活垃圾由清洁人员每天收集；商业垃圾及建筑垃圾原则上由单位自行清除；粪便：有卫生设施的住宅，居民粪便的小部分进入污水厂净化处理，大部分直接排入化粪池；没有卫生设施的使用公共厕所或倒粪站进行收集，再由环卫专业队伍用真空吸粪车清除运输。第二节固体废物的收集和运输二、固体废物的运输包装容器选择容器及包装材料与所盛固体废物相容；有足够的强度；贮存及装卸过程中不易破裂；固体废物不扬散、不渗漏、不流失、不释放出有害气体与臭味。第二节固体废物的收集和运输二、固体废物的运输生活垃圾第一阶段：分类收集、混合收集第二阶段：垃圾清除至垃圾车第三阶段：运输至垃圾堆场或转运站第四阶段：运至最终处置场垃圾桶小型垃圾车垃圾运输车垃圾运输车压缩式运输车垃圾堆场垃圾堆场无防护的垃圾转运站第二节固体废物的收集和运输二、固体废物的运输收运路线设计组成一条完整的收集清运路线大致由“实际路线”和“区域路线”组成。实际路线——指垃圾收集车在指定的街区内所遵循的实际收集路线区域路线——指装满垃圾后，收集车为运往转运站(或处理处置场)需走过的地区或街区。第二节固体废物的收集和运输收运路线设计考虑因素每个作业日每条路线限制在一个地区．尽可能紧凑，没有断续或重复的线路：平衡工作量，使每个作业、每条路线的收集和运输时间都合理地大致相等；收集路线的出发点从车库开始；要考虑交通繁忙和单行街道的因素。在交通拥挤时间，避免在繁忙的街道上收集垃圾。第二节固体废物的收集和运输收运路线设计步骤准备适当比例的地域地形图，标注所需内容；资料分析，将资料数据概要列为表格；初步收集路线设计；对初步收集路线进行比较，反复试算均衡收集路线，最后将确定的收集路线画在收集区域图上。收集次数/周集装点数行程数/周每日倒空容器数星期一星期二星期三星期四星期五123共计2642322686406-2844-86-288--82428容器收集安排第二节固体废物的收集和运输收运路线设计步骤准备适当比例的地域地形图，标注所需内容；资料分析，将资料数据概要列为表格；初步收集路线设计；对初步收集路线进行比较，反复试算均衡收集路线，最后将确定的收集路线画在收集区域图上。使每周各个工作日收集的垃圾量、行驶路程、收集时间等大致相等。第三节固体废物预处理收运压实破碎分选目的：使形状、大小、结构和性质符合处理与处置的要求第三节固体废物预处理一、压实概念：通过外力加压于松散的固体物，以缩小其体积，使其变得密实的操作简称为压实。压实器：回转式、三相联合式、水平式、高层建筑压实器城市垃圾压缩处理工艺第三节固体废物预处理二、破碎概念：破碎－－通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的操作过程统称破碎。磨碎－－使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。第三节固体废物预处理二、破碎目的：容易使组成不一的废物混合均勺，可提高燃烧、热解等处理过程的效率及稳定性可防止粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备体。可减小容积．降低运输费用。容易通过磁选等方法回收小块的贵重金属破碎后的生活垃圾进行填埋处置时压实密度高而均匀，可加快复土还原第三节固体废物预处理二、破碎方法：按原理可分为物理方法和机械方法。物理法：包括低温冷冻破碎和湿式破碎。低温冷冻破碎：利用塑料橡胶类废物在低温下脆化的特性进行破碎。湿式破碎：利用湿法使纸类、纤维类废物调制成浆状，然后加以利用的方法。第三节固体废物预处理二、破碎方法：机械法：主要包括剪切、冲击、挤压三种类型剪切破碎：是指在剪切作用下使废物破碎，剪切作用包括劈开、撕破和折断等。冲击破碎：有重力冲击和动冲击两种。重力冲击是使废物落到一个硬的表面上．使其破碎；动冲击是使废物碰到一个比它硬的快速旋转的表面时而产生冲击作用。挤压破碎：是指废物在两个相对运动的硬面之间的挤压作用下破碎。第三节固体废物预处理二、破碎破碎设备：锤式冲击式剪切式鄂式辊式粉磨机第三节固体废物预处理三、分选目的和意义：处理、处置与回用之前，将有用的成分分选出来加以利用，并将有害的成分分离出来。磨碎－－使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。分选依据：物料的物理性质或化学性质(这些性质包括粒度、密度、重力、磁性、电性、弹性等)．第三节固体废物预处理三、分选分选方法：人工手选筛分风力分选跳汰机浮选磁选电选滚筒筛主要由电机、减速机、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口组成。滚筒装置倾斜安装于机架上。电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料（筛下产品）经滚筒后端底部的出料口排出，不合格的物料（筛上产品）经滚筒尾部的排料口排出。

惯性振动筛的工作原理：惯性振动筛是因为偏重轮的回转运动产生的离心惯性力传给筛箱，激起筛子振动，筛上的物料受筛面向上运动的作用力而被抛起，前进一段间隔后再回落筛面，直至透过筛孔。筛箱是依赖固定在其中部的单轴惯性振动器产生振动。

激振力：离心惯性力

共振筛是一种筛面的振动频率与筛面(包含装载的物料)的固有振动频率一致的振动筛。共振筛是在接近共振区的条件下工作，即筛分机的工作频率接近其本身的自振频率。利用这个特点，就可以用较小的汲振力来驱动较大面积的筛箱，所以共振筛的动力消耗小，而生产能力大。

分选机是一种利用空气悬浮原理将混合粉状物料分离为轻、重两部分的分选设备。物料在风力输送的作用下，经过关风机、进料斗落在高速旋转的分料盘上，在离心力的作用下，物料被充分分散并甩向缓冲环，在下落过程中，较重的物料在转子产生的交叉气流的作用下，经过调节环的叶片，滑落到分选器的粗料收集器中收集，然后经过关风机排出。

摇床分选是在床面和横向水流的共同作用下实现的，床面上床条或刻槽是纵向的，与水流方向近于垂直，水流横向流过时在沟槽内形成涡流，涡流和床面摇动的共同作用使矿砂层松散并按密度分层，重矿物转向下层，轻矿物转向上层，此过程称为“析离分层”，上层轻矿粒受到水流较大冲力，而下层重矿粒则受较小冲力，因此轻矿粒在床面上横向运动速度大于重矿粒在床面上的横向运动速度。水力筛分作用，利用水力，将一些想要筛分的物体进行筛分。这里的水力包括水的浮力作用，也包括水的机械能。比如一些密度不一的混合物，运用浮力可以将密度不一的物体分层甚至分离。运用水的流动可以将一些大小相差不大密度不一或者密度相差很大的物体分离。

返回浮选机浮选过程中对矿浆的搅拌可以根据其作用分为两个阶段：一是矿浆进入浮选机之前的搅拌；二是矿浆进入浮选机以后的搅拌。前者是在调整槽中进行，它的作用是为了加速矿粒与药剂的互相作用。后者在浮选机中的搅拌则是为了使矿粒悬浮、气泡弥散，促使矿粒向气泡的附着。在调整槽内加强搅拌，可以促进矿粒与药剂的作用，缩短矿浆的调整时间和节省药剂用量。调整槽的搅拌强度取决于叶轮转速，叶轮转速越高，搅拌强度越大。

返回磁流体分选原理：利用磁流体作为分选介质，在磁场或电场的联合作用下产生“加重”作用，按固废各种组分的磁性和密度的差异，或磁性、导电性和密度的差异，使不同组分分离。

静电分选是利用各种塑料不同的静电性能来进行分选的方法。利用静电进行分选，对于多种混杂在一起的废旧塑料需通过多次分选。静电分选法特别适用于带极性的聚氯乙烯，分离纯度可达99%。

物料经馈料系统均匀散布在接地转动电极光滑表面上，荷电的物料与接地转辊电极交换，两种不同静电性能不同的物料有差异。然后荷电的物料进入分选区，在静电力、重力、离心力等的合力下落。完成两种不同电性物料的分离。返回第四节固体废物处理与处置一、处理（一）焚烧（二）熔融（三）资源化“减量化、资源化、无害化”三化原则第四节固体废物处理与处置（一）焚烧我国现行标推适用于焚烧量在20kg/h以上、500kg/h以下的《小型焚烧炉》(HJ/T－18－2019)。适用于医疗垃圾焚烧的《医疗垃圾焚烧环境卫生标准》(CJ3036—2019)。危险废物焚烧污染控制标准

GW18484-2019代替GWKB2-2019，2019-01-01实施。生活垃圾焚烧污染控制标准

GW18485-2019代替HJ/T18-2019，GWKB3-2000

2019-01-01实施。第四节固体废物处理与处置（一）焚烧固体废物焚烧炉种类繁多，主要有：立式多段焚烧炉回转式焚烧炉沸腾流化床焚烧炉立式多段焚烧炉多段立式焚烧炉是一个钢制圆筒炉，炉膛内衬耐火材料，一般由5～12个水平燃烧室组成。炉体分为三个操作区：上部两层为干燥区，其中温度为310～540℃；中部为焚烧区，其中温度为760～980℃；下部几层为温度260～350~C的灰渣冷却区(同时起对空气预热的作用)。炉中心有一个顺时针旋转的空心中心轴，此轴带动各段中心轴上的搅拌杆用以搅拌分散在各段上的固体物质，使这些固体物在1、3、5等奇数段从外向里落入下一段，而在2、4、6等偶数段从里向外落人下一段。从而实现将污泥搅拌、破碎、干燥、燃烧的目的，同时常温空气连续不断地进入中心轴的空心内，起到对中心轴冷却的作用以保持中心轴温度较低而能连续运行。多段立式焚烧炉结构紧凑，操作弹性大，适用于各种污泥的焚烧处理。多段炉的污泥自上而下进行干燥和焚烧，焚烧后的气体在炉内上升，在顶部与处于干燥阶段的含水率为65％一75％的泥饼逆向接触，对气体起到一定脱臭作用，因此排出的气体臭味较小，不必建造脱臭装置。其缺点是排出的气体中含有大量的飞灰，需要使用旋流分离器或文丘里水冲式洗涤器分离飞灰后再排放；而且机械设备较多，维护检修的工作量大，有时需要对产生的尾气进行二次燃烧处理。回转式焚烧炉卧式回转焚烧炉为倾斜安装的旋转圆筒炉，特征是长度较长，直径与长度之比为1：(10～16)，炉室的倾斜度为1／100～3／100，转速为O．5～3r／min，炉体内设有提升挡板，依靠挡板的作用，可将污泥在焚烧炉内破碎、搅拌，并在燃烧区的热气流的作用下进行干燥、着火、燃烧。按气流沸腾流化床焚烧炉与污泥的行进方向的不同，回转式焚烧炉可分为并流式和逆流式两种，其中以逆流式最常见。焚烧时，将污泥从炉室前面的上方投入，在炉室的另一端烧火加热，使冷污泥与燃烧气逆流接触，利用燃烧气放出的湿热将污泥在炉室前部的干燥区内干燥，然后进入燃烧区进行燃烧，最后再进入高温熔融烧结区，实现完全燃烧。回转式焚烧炉优点：操作弹性大耐冲击性强缺点：热效率低，处理低热值固体废物时，须加辅料排放的粉尘量较大排出的尾气经常带恶臭味，应加脱臭装置沸腾流化床焚烧炉沸腾

工作原理：炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

沸腾流化床焚烧炉优点：单位面积的处理能力大固体废物易混合并分散均匀传热速度及温度易于控制结构简单，故障少，建造费用低缺点：压力损失大（动力消耗大）第四节固体废物处理与处置（二）熔融第四节固体废物处理与处置（二）熔融熔渣炉构造与焚烧炉相似，但炉渣以玻璃体状态排出。优缺点优点：可将有害金属封存在玻璃体中需用空气少，废气净化装置体积小缺点：焚烧时散发大量有害物质第四节固体废物处理与处置（三）资源化概念：广义上指资源的再循环；狭义上指为了再循环利用废物而回收资源与能源。利用途径用作工业原料用作能源在农业上的利用用作建筑材料第四节固体废物处理与处置（三）资源化资源化系统技术热分解技术微生物分解技术焚烧废热回收技术残渣利用技术第四节固体废物处理与处置资源化系统技术热分解技术定义：在工业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解为：以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体；在常温下为液态的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在内的燃料油；纯碳与玻璃、金属、土砂等混合形成的炭黑。第四节固体废物处理与处置资源化系统技术热分解技术最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（StanfordResearchInstitute，SRI)提出的：“在不向反应器内通入氧、水蒸气或加热的一氧化碳的条件下，通过间接加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、液体和炭黑)的过程”。第四节固体废物处理与处置资源化系统技术热分解技术城市垃圾的热解技术根据其装置类型分：移动床熔融炉方式；回转窑方式；流化床方式；多段炉方式；FlushPyrolysis方式（冲洗热解）。第四节固体废物处理与处置资源化系统技术热分解技术组成进料反应回收净化控