固体废物污染控制工程固体废物的资源化

关于固体废物污染控制工程固体废物的资源化1．概述1.1固体废物的资源化固体废物的处理处置技术自80年代以来已有很大发展，处理处置的固体废物的量也在不断增加。但是，由于固体废物排放量的急剧增长，人们虽已投入了巨大的人力、物力和财力，仍没有从根本上解决问题。实际上，我们所说的“废物”中含有许多可利用的资源，如能将它们分离出来并加以充分利用，实现固体废物的资源化，才是解决固体废物污染环境的根本途径。第2页,共28页，2024年2月25日，星期天固体废物的资源化是指对固体废物进行综合利用，使之成为可利用的二次资源。不少国家都通过经济杠杆和行政强制性政策来鼓励和支持固体废物资源化技术的开发和应用，从消极的污染治理转为回收利用，向废物索取资源，使之成为固体废物处理的替代技术措施。例如美国已建立了废物交换中心，服务于5000多个企业，使固体废物的综合利用率得到提高。许多国家固体废物管理法规中也都强调了废物中有用资源和能源的回收利用，并且作为保护环境、保护自然资源的重要技术手段和政策。第3页,共28页，2024年2月25日，星期天1.2资源化系统资源化系统的构成如图12-1所示，根据循环经济的思想，整个系统可以分为两大类。第一类叫做前端系统，被应用于该系统内的有关技术如分选、破碎等物理方法称为前端技术或前处理技术；第二类叫后端系统，被应用在后端系统的有关技术如燃烧、热解、堆肥等化学和生物方法称为后端技术或后端处理技术。第4页,共28页，2024年2月25日，星期天图12-1资源化系统图第5页,共28页，2024年2月25日，星期天1.2.1前端系统：在资源化处理过程中，物质的性质不发生改变，是利用物理的方法，对废物中的有用物质进行分离提取型的回收。这一系统又可分两类，一类是保持废物的原形和成份不变的回收利用。例如，对空瓶、空罐、设备的零部件等只需经分选、清洗及简单的修补即可直接再利用。另一类是破坏废物原型，从中提取有用成份加以利用。例如从固体废物中回收金属、玻璃、废纸、塑料等基本原材料。第6页,共28页，2024年2月25日，星期天1.2.2后端系统：它是把前端系统回收后的残余物质用化学的或生物学的方法，使废物的物性发生改变而加以回收利用。这一系统显然比前端系统复杂，实现资源化较为困难，成本也比较高。其中的生物学方法使废物原材料化、产品化而再生利用；另一类是以回收能源为目的，包括制得燃料气、油、微粒状燃料、发电等可贮存或迁移型的能源回收和燃烧、发电、水蒸汽、热水等不能贮存或随即使用型的能源回收。对于物质回收和能源回收有时不能截然区分，应用某一技术处理废物时，有时既能回收物质，又可回收能源，则应视其主要作用而分类。第7页,共28页，2024年2月25日，星期天在固体废物的资源化过程中，可处理和利用的固体废物的种类很多，本章将根据我国的实际情况，将排放量较大、综合利用程度较高、技术上较为成熟的几类固体废物的综合处理利用的情况作一介绍。第8页,共28页，2024年2月25日，星期天2．城市固体废物的资源化2.1城市固体废物资源化途径2.1.1资源化途径概述城市固体废物通过其所具有的可溶性、挥发性、迁移性进入环境，它们侵占土地，污染大气、水体和土壤，传播疾病，影响环境卫生。我国的垃圾治理政策是：“减量化”、“无害化”和“资源化”。《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中明确指出“应按照减量化、资源化、无害化的原则，加强对垃圾产生的全过程管理，从源头减少垃圾的产生量；对已经产生的垃圾，要积极进行无害化处理和回收利用，防止污染环境。”这充分体现了循环经济的理念。对已经产生的垃圾，则“无害化”是垃圾处理的基础，在实现“无害化”的同时，实现垃圾的“减量化”和“资源化”是我们追求的目标。第9页,共28页，2024年2月25日，星期天垃圾资源化方法有许多，从利用方式可公分为两类，即循环再利用和通过工程手段利用，而通过工程手段回收利用又可分为加工再利用和转换利用，图1-2列出了一些常用的资源化方法。第10页,共28页，2024年2月25日，星期天（1）循环再利用：是指对垃圾中的有用物质的利用，如啤酒瓶的回收再利用；（2）加工再利用：是指对垃圾中的某些物质经过加压、加温等物理方法处理，其化学性质未发生改变的利用，如废塑料的熔融再生，用废塑料、废纸生产复合板材等；（3）转换再利用：是指利用垃圾中某些物质的化学和生物性质，经过一系列的化学或生物反应，其物理、化学和生物性质发生了改变的利用，如垃圾的焚烧、堆肥等。第11页,共28页，2024年2月25日，星期天显然，在上述垃圾资源化方式中以“循环再利用”最为简便易行，只需增加很少的设备和人力，但其对再利用物的单一性有要求，一般只能通过多源头回收获得；“加工再利用”次之，它需要增加一定的设备，加工再利用物可以是一种物质也可以是几种物质的混合物，可以通过源头回收获得也可以通过一些分选设备获得；“转换利用”要经过化学或生物反应，其工艺过程较难控制，设备较为复杂，二次污染控制措施较难实现，但由于垃圾的特殊性决定了垃圾完全的分类是不可能的，最终仍会有大量的混合垃圾，而“转换利用”中的大部分技术可适用于混合垃圾，因而被广泛采用。第12页,共28页，2024年2月25日，星期天从垃圾产生的源头最大限度地分类回收垃圾是垃圾资源化最有效的方法，也是其它资源化方法能够顺利实施的基础。在垃圾产生的源头通过分类回收，将可直接回收利用的物质通过一定的回收渠道回收，作为再生产原料而不进入垃圾，如丢弃的大量的塑料可以再生利用，废旧报纸、废弃办公用纸可送往造纸厂直接制浆造纸，这样既减少了垃圾处理总量，又由于没有进入垃圾，污染小、再利用成本低，在选择资源化的方法时，通过源头分类回收实现垃圾的“循环再利用”是最经济、污染最小、最简便的方法，是首选方案。表12-1列出了几种典型垃圾资源化方法对垃圾的物性要求。第13页,共28页，2024年2月25日，星期天表12-1垃圾资源化处理技术对垃圾的物性条件要求项目垃圾物性条件相应政策和标准垃圾堆肥垃圾堆肥适用于可生物降解的有机物含量需大于40%城市生活垃圾处理及污染防治技术政策堆肥原料符合：含水率40%~60%；有机物含量20%~60%；碳氮比（20：1）~（30：1）；重金属含量符合GB8172-87CJJ/T3059-93适宜堆肥原料特性：密度一般为350~650kg/m3；组成成分（湿重）其中有机物含量不少于20%；含水率40%~60%；碳氮比(20：1)~(30：1)CJ/T3059-1996垃圾焚烧适用于进炉垃圾平均低位热值高于5000kJ/kg城市生活垃圾处理及污染防治技术政策危险废物不得进入生活垃圾焚烧厂处理GWKB3-2000垃圾填埋对填埋物要求：含水量、有机成分、处形尺寸应符合当地具体填埋工艺要求CJJ17-2001进入生活垃圾填埋场的填埋物应是生活垃圾GB16889-1997，CJ17-2001第14页,共28页，2024年2月25日，星期天2.1.2城市固体废物资源化途径从上面分析可见，实现城市固体废物资源化途径主要有3大类：以废物回收利用为代表的物理法和以废物转换利用为代表的化学、生物法。2.1.2.1废物回收利用回收垃圾中废品的方法包括：垃圾分类收集与废品回收以及混合垃圾分选回收。1．垃圾分类收集和废品回收（1）垃圾分类收集（2）废品回收2．混合垃圾分选回收第15页,共28页，2024年2月25日，星期天2.1.2.2废物转换利用（1）废物转化资源（2）废物转化能源第16页,共28页，2024年2月25日，星期天资源化实例：焚烧：深圳（85年三菱）、广州李坑（1000吨/天，上网电量1.4亿kWh—Onyx

）、珠海、上海（1200t/d—Onyx

）、佛山、东莞（1200吨/天）这是在澳门营运的垃圾焚烧发电厂（860吨/日）——Onyx第17页,共28页，2024年2月25日，星期天这是目前世界上最大的垃圾焚烧发电厂（3000吨/日，产电600度/吨，美国佛罗里达州）第18页,共28页，2024年2月25日，星期天以下是2个典型垃圾焚烧发电厂的工艺流程第19页,共28页，2024年2月25日，星期天第20页,共28页，2024年2月25日，星期天填埋气利用：沼气发电：翠谷、大田山、兴丰（4500~6000t/d）在香港建设和营运的翠谷垃圾填埋场（5000~8000吨/日）Onyx第21页,共28页，2024年2月25日，星期天固体废物的资源化这是在广州营运的兴丰垃圾卫生填埋场（2500~5000吨/日。目前7000吨/日）Onyx第22页,共28页，2024年2月25日，星期天这是填埋场的沼气发电系统热解城市垃圾、城市污水污泥、废塑料、废橡胶、农业废弃物蔗渣发电：梅山、江门甘化厂等第23页,共28页，2024年2月25日，星期天2.2城市固体废物资源化技术框架如上节所述，城市生活垃圾资源化是涉及收集、破碎、分选、转换等的一个技术系统，在这个系统里需要采用不同技术，经过多道工序，才能实现垃圾资源化。技术的选择、工序的排列，必须根据城市生活垃圾数量，组成成分和物化特性，正确地进行选择。如前所述，资源化系统技术可分为前期系统技术和后期系统技术（见表12-3）第24页,共28页，2024年2月25日，星期天资源化系统技术前期系统技术（分选提取型回收，用物理和机械的方法）保持废物原形的回收：重复利用（分选、修补、清洁洗涤）破坏废物原形回收材料：靠物理作用使废物原料化，再生利用（破碎、物理或机械的分离精制）后期系统技术（转化回收，用化学的、生物的方法

）回收物质：用化学和生物的方法使废物原料化、产品化而再生利用（转化+分离精制、热分解、催化分解、熔融、烧结、堆肥发酵等）回收能源：可贮存迁移型能源回收（热解、发酵、破碎，可得燃料气体、碳黑、粒状燃料（如RDF）、发电等）。非贮