第二章固体废物预处理

1、第2章固体废物的预处理，第1节固体废物的压实，第2节固体废物的破碎，第3节固体废物的分类，第4节污泥的浓缩和脱水，第5节固体废物的稳定和固化，第1节压实，第1节。压实的含义和性质，这是机械设计的重点，1。压实的含义和性质。固体废物压实时，随着压力强度的增加，空隙率减小，说明固体废物压实的实质是消耗一定的压力能量，提高废物堆积密度的过程。2.固体废物压实是机械1、水平压实机2、三个垂直压实机3、旋转压实机、平面压实技术结构图、三相压实机和旋转压实机结构示意图；3.固体废物压实工程设计要点，应考虑以下几点：1 .压实废物的物理特性，包括粒度、成分、含水量和堆积密度等。2.给料至压实机料斗的输送方式

2、。3.压实废弃物的处理方法和利用途径。4.压实机械的特征参数，包括装载室的尺寸、压头的循环时间、机械的容积吞吐量、压力、压头的穿透深度、压实比和单元的整体尺寸等。5压实机械的运行特性，包括能耗、维护要求、操作简单性、性能可靠性、噪音水平、空气和水污染控制等。6.作业地点的选择，包括位置、高度、道路和与环境相关的限制因素。第2节固体废物的粉碎，1。固体废物粉碎的重要性，2。固体废物粉碎机械，3。固体废物粉碎工程设计要点，1。固体废物粉碎的重要性固体废物粉碎的过程是一个减小其颗粒尺寸并使其质地均匀的过程，从而降低孔隙率并增加堆积密度。根据相关研究，与未破碎的城市固体废物相比，破碎的城市固体废物的堆

3、密度增加了2550%，并且易于压实。与此同时，它也带来了其他好处，例如减少筹备委员会的数量，防止老鼠繁殖，破坏蚊子和苍蝇的繁殖条件，以及减少火灾的机会。这种处理技术对于大型城市固体废物的运输、物料回收和最终处置以及城市废物管理的改进无疑具有特殊的意义。二。固体废物粉碎机械城市废物粉碎机械一般有三种：冲击粉碎型、剪切粉碎型和挤压粉碎型。(1)锤式破碎机(2)剪切式破碎机(3)颚式破碎机、锤式破碎机、往复式剪切机、旋转剪切机、颚式破碎机的示意图；3)固体废物粉碎工程的设计要点，应考虑以下几点：1 .被粉碎物的性质及其粉碎后的性质；2破碎后废物的物理成分、外部尺寸和粒度。3破碎机给料方式和堆积密度。

4、为了避免悬挂和清洗的要求，破碎机外壳应该有足够的容量。4操作类型(连续或间歇)。5运行特性，包括能量需求、维护和操作的简单性、性能的可靠性、噪音、空气和水污染的控制、防止危险物质进入破碎机的措施等。6位置选择，包括空间、高度、通道、噪音和环境。7.粉碎材料的储存和与下一个操作环节的连接。第3节固体废物的分离，1。固体废物分离方法综述2。固体废物分离效果的评价。风分离技术。磁选技术。筛选技术。其他分离技术介绍。固体废物分离的目的是通过人工或机械方法分离各种有用的资源，并在不同的生产中再利用它们。表1固体废物分离技术及应用评价，1。固体废物分离方法综述，2。固体废物分离效果评价。一组固体废物分离单

5、元的分离效果通过两个参数来评价：分离材料的回收率和纯度。回收率由以下公式定义：Rij=(xij/xio)100%，其中：主要成分的回收率选自Rijj排放口；xijj卸料口选择的第一种主要成分的物料回收率(kg/h)；混合物进料口xio的第一种材料成分的装载速率(kg/h)。纯度由以下公式定义：其中：Pijj排放口处ith组分的纯度。(1)工作原理及影响因素(3)风力分选是重力分选的一种常用方法。重力分离是利用不同物质的密度差异(在一定流速的介质中，由于沉降速度的差异，沉降物从重粒子向轻粒子分布)来达到分离轻粒子和重粒子的目的。风分离是利用气流携带介质来达到上述目的。风分离示意图，(2)风分离机

6、械，1台卧式分离器，2台立式分离器，锯齿立式分离器，常规槽式立式分离器和开式进料振荡分离器，(3)风分离工程的设计基础，1风分离工程设计中应考虑以下基本因素：(1)粉碎固体废物的颗粒特性，包括颗粒尺寸、形状、含水量、团聚倾向和纤维含量，(2)轻组分材料的特性。(3)废物从破碎单元到分选单元的运输和给料方法。(4)空气分离的操作特性，包括能量要求、维护和操作的简单性、性能的可靠性、噪声输出以及空气和水污染控制要求。(5)设备安装的空间、高度、通道、噪音和环境等约束。空分设备的基本设计参数：基本设计参数包括气固比、空气流速、单位时间进料量、送风量、气体压降等。气固比和气流速度是主要参数。根据相关研

7、究，城市固体废物中轻组分分离的气固比(重量比)在5:1-1.25301之间。不同材料颗粒所需的典型气流速度；4.磁选技术；1.磁选原理及应用；磁分离是一种利用固体废弃物中成分的磁差异，在不均匀磁场中实现分离的分离技术。物质的磁性分类(根据磁化率xm):当0 xm 1时，这种介质是顺磁性的，磁化介质的磁场与外部磁场相同，如铝、锰、铬等金属；当-1 xm 0时，这种介质是反磁性的，磁化介质的磁场与外部磁场相反，如铜、铋和锑。当xm=0时，介质是非磁性的。(2)磁选机械、吸入式磁选机；滚筒式磁选机带式磁选机悬挂式磁选机。滚筒式磁选机、带式磁选机、悬挂式磁选机，(3)磁选工程设计要点，(1)磁选工程设

8、计应考虑以下因素：(1)通过技术经济评价，选择合适的工程场地。(2)分离固体废物的特性。包括铁磁性材料的含量和致密性、各组分结块或相互粘附的趋势、粒度(大铁片的直径应小于20厘米)和含水量等。(3)考虑磁选机进出料传动设备的类型。(4)设备的运行特性。包括能源要求、日常和特殊维护要求、操作的简单性和可靠性、噪音以及空气和水污染控制。(5)考虑设备安装的空间、高度、通道、噪音和环境。2.磁选工程设计的特征参数：设计特征参数包括给定的磁选机负载率、分选效率、滚筒速度、磁体长度、直径、场强和磁场梯度、输送带速度、设备结构材料和冷却系统选型等。以上参数应根据实际情况和设备选择确定。不同磁选设备类型的参

9、数有一定的选择范围。滚筒式磁选机的滚筒长度范围为30150厘米，直径在3075厘米之间，设计速度为50250米/分钟。滚筒直径(1)筛分设备，旋转圆筒筛分机；(2)影响筛分效率的因素：在筛分过程中，由于各种影响因素，小于筛孔的颗粒不能全部通过筛孔，因此存在筛分效率问题。一般来说，综合筛选效率在85.95%的范围内。1粒度和形状：这是影响筛分效率的主要因素之一。粒度和筛孔之间的差异越大，筛分效率越高。球形和多边形比其他形状更容易筛选。2.含水量：高含水量容易导致细颗粒粘附和聚集，从而影响筛分。3、筛孔形状，方孔面积较大，有利于筛分。然而，含有小颗粒和高水分含量的废物应使用圆孔进行筛选。4.筛分机

10、的主要参数，当载荷不变时，筛面的长宽比对筛分效率有很大影响。通常，平板屏幕的长宽比为2.53，屏幕表面和水平面之间的倾角为1530。振动筛的振幅和频率必须使筛面产生足够的加速度。防止堵塞。5运行方式：进料负荷的波动和进料沿筛面宽度和废料方向的均匀性都会影响筛分效率，进料方向应遵循筛面上物料的运动方向。其他分离技术介绍(1)惯性分离惯性分离是基于喷射力和重力对固体废物颗粒的联合作用，以达到分离轻组分和重组分的目的。(2)浮选，根据各种废物颗粒的表面性质和泡沫在水中的浮力的不同，加入适合分离的材料颗粒表面性质的化学浮选剂，如捕集剂、起泡剂、活化剂、抑制剂或调节剂，从混合物中分离材料。通过这种分离技

11、术分离的材料与密度无关，需要在更细的粒度下操作。(3)剔除分选，也是一种重力分选技术，适用于处理密度差异较大的粗颗粒废物。该方法以水为介质，原理如图所示。当物料进入筛面时，与活塞上下往复运动形成的垂直交替振荡水流根据密度差逐步分层。密度最低的物料漂浮在表面上，溢出并分离，而密度高的物料沉入筛网底部，随水从侧孔流出。这种分选方法适用于在筛选和分级操作中未被分选的细金属的回收。(4)静电分离是基于固体废物中含有不同导电性的物质颗粒，可以通过充电来识别，并被反电极吸引，从而达到分离的目的。静电分离可使塑料回收率达99%以上，纸张回收率高达100%。含水量对静电分离的影响与其他分离方法相反，回收率随着

12、含水量的增加而增加。一般来说，电极中心之间的距离约为0.15米，电压需要3550千伏。第4节污泥的浓缩和脱水，1。污泥浓缩，2。固体废物脱水及脱水设备，1。污泥浓缩。城市污水污泥含水率很高，一般为99.2.8%，体积庞大，给污泥的处理、利用和运输带来困难，因此必须先浓缩。浓缩污泥呈近似糊状，含水量为95%。污泥浓缩的目的是减少体积。当污泥含水率由99%降至96%时，体积可降至14%，但仍能保持流动性，可采用泵输送，运输方便，大大降低了运输和后续处理的成本。因此，污泥浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法，尤其是剩余活性污泥的处理。污泥中所含的水大致可分为四类：颗粒间的间隙水，约占总水量的70%；毛

13、细水，即颗粒之间的毛细水，约占20%；污泥颗粒吸收水和颗粒内部的水重力浓缩的基本原理重力浓缩是一种在重力场作用下污泥自然沉降的分离方法，是一种不需要额外能量的物理过程，是最节能的污泥浓缩方法。重力集中沉积可分为四种形式：自由沉积干扰区域沉积和压缩沉积。重力浓缩池的形式和过程控制，重力浓缩池的结构称为重力浓缩池。根据操作方式不同，可分为连续重力浓缩池和间歇重力浓缩池。前者主要用于大中型污水处理厂；后者用于小型处理厂或工业企业的污水处理厂。1.连续重力浓缩池连续重力浓缩池与径向沉淀池相同，可分为三种类型：刮泥机和污泥搅拌装置、无刮泥机和多层浓缩池(带刮泥机)。2.间歇重力浓缩池3。工艺控制(1)污

14、泥投加控制(2)浓度效应测量(3)搅拌速度和污泥排放控制，重力浓缩池的运行管理，污泥体积指数SVI与运行的关系，污泥膨胀和上浮的原因及解决办法(1)生物法(2)化学法(3)物理法，气浮浓缩，初沉池污泥活性污泥的相对密度约为1.01.005，活性污泥絮体本身的相对密度约为1.01.01，膨胀状态下甚至小于1，一般难以控制如果其他条件相同，固体和水的密度差越大，重力浓缩的效果越好。针对活性污泥难以沉降的特点，近年来，气浮浓缩逐渐取代重力浓缩，成为污泥浓缩的主要手段。根据微气泡的产生方式，气浮的形式和特点可分为以下四种形式：加压溶气浮、真空气浮、电解气浮和分散气浮。在污泥处理中，加压溶气气浮工艺已广

15、泛应用于剩余活性污泥浓缩，而其他气浮方法在污泥浓缩中的应用尚未见报道。与沉降法和离心法相比，气浮浓缩法具有以下特点：(1)悬浮浓缩污泥的固体含量高于沉降法，低于离心法；(2)气浮的固体负荷和水力负荷高，水力停留时间短，结构体积小；(3)对水力冲击负荷有较强的缓冲能力，能获得稳定的浮泥浓度和澄清水质，能有效浓缩膨胀活性污泥；(4)气浮可以防止污泥在浓缩过程中腐烂，避免臭气问题；(5)气浮浓缩的电耗高于沉降法，低于离心法。2.污泥脱水和脱水设备。污水污泥是污水处理厂产生的液体或泥浆副产品。一级污泥的固体浓度一般在3%-5%之间，剩余活性污泥的固体浓度小于1%。通过浓缩和脱水，污泥浓度将进一步增加。

16、大多数污泥浓缩装置可达到5%的固体浓度，脱水装置可达到20P%的固体浓度。影响脱水污泥固体浓度的因素有：污泥性质；淬火和回火类型；脱水装置的类型。污泥脱水过程主要包括机械脱水和自然脱水。机械脱水主要有过滤脱水和离心脱水。污泥机械脱水的原理和设备包括机械过滤和离心脱水。理论基础：机械过滤脱水是由过滤介质两侧的压差驱动，迫使水通过过滤介质成为滤液，固体颗粒被截留成为滤饼，从而达到固液分离的目的。过滤时，滤液必须克服过滤介质和滤饼的阻力。每单位时间通过滤饼的滤液体积可以恒压过滤时；由于滤饼的比电阻远大于过滤介质的阻抗；其中：l过滤机械产量(kg(干固体)/(m2h)，以及不同污泥的比电阻；真空过滤是一种连续操作；效率高、运行稳定、维护方便，适用于各种污泥的脱水。脱水污泥的含水率为75.80%。这种机械的缺点是运行费用高、建筑面积大、开槽和气味大。真空过滤机的工作真空度过滤段为300600毫米汞柱，脱水段为500700毫米汞柱，转鼓转速为0.751.1毫米/