第十章 固体废弃物处置及综合利用.ppt

1、第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第一节 固体废弃物的来源与分类 第二节 固体废弃物对环境的污染及其控制 第三节 固体废弃物收集、运输和压实 第四节 固体废弃物处理及处置技术 第五节 固体废弃物综合利用,第一节 固体废弃物的来源与分类,一、固体废弃物的概念 固体废弃物是在生活和生产过程中废气的固体、半固体或泥浆状物质。如：居民生活垃圾、工业固体废料、动物尸体、植物秸秆、人畜粪便、污水处理产生的污泥、建筑施工垃圾。 固体废弃物又称垃圾，是“放在错误地点的原料” 。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第一节 固体废弃物的来源与分类,二、固体废弃物的来源 固体废物的来源大体上可以分为

2、两类：一类是生产过程中产生的废物（不包括废气、废水）；另一类是产品在流通过程和消费使用后产生的固体废物。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第一节 固体废弃物的来源与分类,三、固体废弃物的分类 按其化学性质可分为有机废物和无机废物； 按其形状可分为固体废物（粉状、粒状、块状）和泥状废物（污泥）； 按其危害状况可分为有害废物（指有易燃性、易爆性、腐蚀性、毒性、传染性、放射性等废物）和一般废物。 按其来源进行分类，分为工业固体废物、矿业固体废物、农业固体废物、城市垃圾和有害废物五类。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第一节 固体废弃物的来源与分类,三、固体废弃物的分类 我国从固体

3、废物管理的角度出发，将其分为 工业固体废物 危险废物 城市垃圾,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,工业固体废物,是指在工业生产、加工过程中产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥，以及在采矿过程中产生的废石、尾砂等。 在我国，工业固体废物处理的原则是“谁污染，谁治理”。 一般,产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集、运输工作由工厂负责。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,危险废物,是指对人类、动植物现在和将来会构成危害的，没有特殊的预防措施不能进行处理或处置的废弃物。 有毒性（如含重金属的废物） 爆炸性（如含硝酸铵、氯化铵等的废物） 易燃性（如废油和废溶剂等） 腐蚀性（如废酸和废

4、碱） 化学反应性（如含铬废物） 传染性（如医院临床废物） 放射性（如核反应废物）,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,城市垃圾,是指来自居民的生活消费、商业活动、市政建设和维护、机关办公等过程中产生的固体废物，包括生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便等。 中国有668座城市，1998年产垃圾1.4亿吨，且以每年10%的速度增长。而且，还有历年的存量城市生活垃圾60亿吨。绝大多数的城市已经陷于垃圾的包围之中，泛滥的垃圾对城市环境造成严重污染，社会每年要消耗大量的人力物力用于垃圾的清运和处理。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第二节 固体废弃物对环境的污染及其控制,对环境的污染

5、侵占土地 污染土壤 污染水体 污染大气 影响环境卫生 控制措施 无害化 减量化 资源化,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,“无害化”,是指将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康、不污染周围自然环境的目的。目前，固废“无害化”处理技术有：垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理和解毒处理等。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,“减量化”,是指通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。这需要从两方面着手，一是减少固体废物的产生，二是对固体废物进行处理利用。 从源头减量，采用经济合理的综合利用工艺和技术，制定科学的资源消耗定额等。 减量化技术：压实、破碎、焚

6、烧等。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,“资源化”,是指采取适当的工艺技术，从固体废物中回收有用的物质和能源。 随着工业文明的高速发展，固体废物的数量以惊人的速度不断增长； 另一方面世界资源也正以惊人的速度被开发和消耗，维持工业发展命脉的石油和煤炭等不可再生资源已经濒于枯竭。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第三节 固体废弃物处理及处置技术,一、固体废弃物的预处理 二、固体废弃物的处理 三、固体废弃物的处置,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,固体废弃物的预处理包括 固体废弃物的收集、运输 固体废弃物的分类与分选 固体废弃物的脱水、压实、破碎,

7、第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,生活垃圾的收集、转运 垃圾发生源到垃圾桶的过程 垃圾的清除 垃圾车按收集路线将垃圾桶中垃圾进行收集 运输至垃圾填堆场或转运站 垃圾由转运站送至最终处置场或填埋场,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,城市生活垃圾的收集方式 混合收集方法 分类收集方式,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,城市生活垃圾的转运方式 垃圾收集车收运法； 集装箱收运法； 管道收集法。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,气体管道抽吸收集方式 目前国外采用这种方法收运城

8、市垃圾的有美国、日本、德国、瑞典等国家。 这是一种以真空涡轮机和垃圾输送管道为基本设备的密闭化垃圾收集方式。 该系统主要组成部分包括倾倒垃圾的通道、垃圾投入孔通道阀、垃圾输送管道、机械中心和垃圾站。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,城市垃圾收集站 类型 站点布局（运输问题）,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,城市垃圾收集站类型 容器式垃圾站 集装箱式垃圾站。 垃圾收集除满足混合垃圾收集容器或混合垃圾集装箱的放置外，还必须留有垃圾分类收集容器或分类集装箱的放置空间，以便于逐步开展垃圾分类收集。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合

9、利用,一、固体废弃物的预处理,城市生活垃圾的转运及中转站 转运的必要性 很难在市区垃圾收集点附近找到合适的地方来设立垃圾处理工厂或垃圾处置场 垃圾处理点不宜离居民太近 中转站的作用及功能 集中收集和储存来源分散的各种固体废物 对各种废物进行适当的预处理 降低收运的成本,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,城市垃圾收集站设置要求 满足城市规划的要求； 满足垃圾收运的工艺要求； 美观、卫生要求 外型美观，与周围建筑物、环境相协调； 进行立体绿化； 对日转运量每天在15吨以上的，应设置抽风除臭系统、给排水设施，以及供操作人员休息的更衣间和储存可回收物品储藏室,第十章 固

10、体废弃物的处理、处置及综合利用,一、固体废弃物的预处理,固体废弃物的压实 压实是一种通过对废物实行减容化，降低运输成本、延长填埋场寿命的预处理技术。 适于压实减少体积处理的固体废弃物有： 生活垃圾、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理，某些可能引起操作问题的废弃物，如焦油、污泥或液体物料，一般也不宜作压实处理。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,二、固体废弃物的处理技术,1、生物处理（生活垃圾）堆肥 2、焚烧 3、热解,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,1、堆肥（composting）,是指在人工控制的条件下，依靠自然界广泛分

11、布的细菌、放线菌、真菌等微生物，使可生物降解的有机固体废物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。 所谓稳定是相对的，是指堆肥产品对环境无害，并不是废物达到完全稳定。固体废物堆肥化是对有机固体废物实现资源化利用的无害化处理、处置的重要方法。 按需氧程度可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,好氧堆肥,好氧堆肥是在有氧条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体的过程。,第十章 固体废弃物的处理

12、、处置及综合利用,好氧堆肥,现代化堆肥工艺特别是城市垃圾堆肥工艺，基本上都是好氧堆肥。好氧堆肥温度高（一般为5065，最高可达8090），基质分解比较彻底，堆制周期短，异味小，可以大规模采用机械处理。 工艺流程主要是：前处理主发酵后发酵后处理贮存。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,好氧堆肥,原料的预处理，包括：分选、破碎以及含水率及碳氮比的调整。 首先去除废物中的金属、玻璃、塑料和木材等杂质，并破碎到40毫米左右的粒度，然后选择堆肥原料进行配料，以便调整水分和碳氮比，可以使用纯垃圾，垃圾和粪便之比为7：3或者垃圾与污泥之比为7：3进行混合堆肥。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利

13、用,好氧堆肥,好氧发酵阶段： 分为三个过程：起始阶段、高温阶段、熟化阶段。 一次发酵是好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程，具体从发酵开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，一般需要1012天，高温阶段持续时间较长。 二次发酵指物料经过一次发酵后，还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在，需将其送到后发酵室，堆成12米高的堆垛进行二次发酵并腐熟。当温度稳定在40左右时即达腐熟，一般需2030天。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,好氧堆肥,后处理阶段：是对发酵熟化的堆肥进行处理，进一步去除堆肥中前处理过程中没有去除的杂质和进行必要的破碎过程、经处理后得到的精制堆肥含水

14、在30%左右，碳氮比为1520。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,好氧堆肥,贮存阶段：贮存是指堆肥处理前必须加以堆存管理，一般可直接存放，也可装袋存放。但贮存时要注意保持干燥通风，防止闭气受潮。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,好氧堆肥,好氧堆肥过程的影响因素有： 供氧量要适当，实际所需空气量应为理论空气量的210倍； 含水量在50%-60%为宜，55%最理想，此时微生物分解速度最快，水的作用有二： 一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢； 二是调节堆肥温度，温度过高时通过水分的蒸发，带周一部分热量。 碳氮比要适当，一般认为城市垃圾为2035之间；碳磷比为75150； PH值

15、，当有机污泥做堆肥原料时，需要进行PH调整，堆肥过程开始时，由于酸性菌作用，PH为5.56.0，堆肥结束后，PH为8.59.0。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,厌氧堆肥,厌氧堆肥 是在缺氧情况下（不通气），利用自然界固有的微生物厌氧菌（特别是甲烷菌），进行厌氧发酵，使固体废弃物无害化并得到有机肥料的过程。 垃圾中有机物作为甲烷菌的营养源，经过新陈代谢，将垃圾中有机物转化为沼气和沼肥，又称“有机垃圾厌氧消化作用”。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,厌氧堆肥,厌氧堆肥的方式与好氧堆肥法基本相同，但堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长。 厌氧堆肥法简便、省工，在不

16、急需用肥或劳力紧张的情况下可以采用。 但堆制周期太长（需312个月），异味浓烈，分解不够充分。 一般厌氧堆肥要求封堆后一个月左右翻堆一次，以利于微生物活动使堆料腐熟。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,厌氧堆肥,无害化：生产过程中不产生二次污染。无灰渣生成，不需要填埋。 资源化：产沼气和有机肥料。 经济效益：设备投资仅为同样规模的热解工艺设备投资50左右，故经济效果显著，其投资利润率约为1015%，投资回收期约为810年。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,2、焚烧,垃圾焚烧法，比起填埋法，效率高、占地面积小，一度被视为“减量快”的好方法。 焚烧法是一种热化学处理过程。通过焚烧

17、可以使固体废物氧化分解，能迅速大幅度地减容（一般体积可减少80%90%），可彻底消除有害细菌和病毒，破坏毒性有机物，回收能量及副产品，同时残渣稳定安全。由于焚烧法适用于废物性状难以把握，废物产量随时间变化幅度较大的情况，加之某些带菌性或含毒性有机固体废物只能焚烧处理，故应用十分广泛。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,2、焚烧,垃圾焚烧的问题 二次污染 产生二恶英/呋喃类的剧毒物质，对环境造成很大危害。 投资大； 操作复杂； 浪费资源,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,2、焚烧,垃圾焚烧发电 垃圾焚烧发电，是利用垃圾焚烧产生的热能回收发电。 首家垃圾发电厂诞于深圳，1988年建

18、成了国内首家垃圾焚烧发电厂，到现在已建成投产的垃圾发电厂达6家。深圳垃圾发电正处于高速发展期，一批垃圾发电厂陆续兴建。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,2、焚烧,垃圾焚烧发电的优点 减量化：与填埋、堆肥等垃圾处理方法相比，垃圾焚烧发电处理速度快，焚烧后的垃圾减容量大，燃烧后的残渣量只有原垃圾量的520。 无害化：垃圾燃烧时可有效分解有毒物质，垃圾中的病原体和寄生虫卵被彻底消灭。 资源化：垃圾燃烧释放的能量则可转化成电能，可谓一举多得。 占地面积小 处理垃圾速度快、效率高 问题是：二次污染、投资大、技术要求高。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,2、焚烧,垃圾焚烧发电的工艺技术

19、 冷渣分选； 垃圾低污染焚烧技术； 自动点火； 燃烧控制； 尾气净化技术。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,2、焚烧,垃圾焚烧的发电效益 2002年，我国共有660个城市，年垃圾清运量为1.365亿吨，考虑垃圾的平均热值4200kJ/kg，则垃圾作为能源资源年总量为573TJ（1012 J）。根据国家环保总局预测，2010年我国城市垃圾年产量将为1.52亿吨，2015年和2020年将达到1.79、2.1亿吨。 根据专家估计，2005年大中城市垃圾中有机物含量将达到70%以上，含水率在50%左右，并配合垃圾分类等措施，到2010年大中城市的生活垃圾基本能够达到直接焚烧的要求，届时能够达

20、到这一要求的垃圾如考虑占总量的50%的话，热值按5000kJ/kg计算，则垃圾能源资源总量为760TJ，可利用量380TJ，可利用的垃圾发电装机潜力为2500MW，提供电力约18TWh。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,3、热解,固体废物的热解是指在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气、油、固形炭等形式的过程。固体废物中所蕴藏的热量以上述物质的形式贮留起来，成为便于贮藏、运输的有价值的燃料。 城市固体废物、污泥、工业废物如塑料、树脂、橡胶以及农业废料、人畜粪便等具有潜在能量的各种固体废物都可以采用热解方法，从中回收燃料。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,

21、三、固体废弃物处置,陆地处置（卫生填埋） 选址问题（卫生、废气、防渗、渗滤液处理） 垃圾填埋场的生态修复 海洋处置,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,卫生填埋,卫生填埋（sanitary landfill）始于60年代，是在传统的堆放、填地基础上，对未经处理的固体废物的处置从保护环境角度出发取得的一种科学进步。由于卫生土地填埋安全可靠、价格低廉，目前已被世界上许多国家采用。 卫生填埋工程操作方法大体可分为场地选址、设计建造、日常填埋和监测利用、封场后的生态修复等步骤。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,卫生填埋,主要技术问题有： 选址； 防渗； 环境卫生（定期覆盖）； 沼气收集

22、利用、有害气体控制； 垃圾浸出液的处理。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,卫生填埋选址,卫生填埋是垃圾处理必不可少的最终处理手段，也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。 科学合理地选择卫生填埋场场址，以利于减少卫生填埋对环境的影响。 场址应满足一定的库容量要求，其他需要考虑的因素： 气象、水文及地质条件（主要是天然防渗条件）； 对周围环境的影响（大气、水体、土壤以及周围居民）； 运作成本（单位垃圾的处理费用最低，垃圾填埋场使用后资源化价值最高）。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,卫生填埋防渗,卫生填埋的人工防渗分为：垂直防渗和水平防渗。 单层防渗结构和双层防渗结构 单层防渗结构

23、的层次（从上至下）： 渗沥液收集导排系统； 防渗层 基础层； 地下水收集导排系统,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,卫生填埋防渗,渗滤液收集，导流至场外的污水池处理。 沼气通过沼气石笼引出排放或综合利用，从而达到保护环境的效果。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,卫生填埋的潜在问题,占用大量土地 平均垃圾厚度15m、土-垃圾体积比1:41:10，垃圾压实密度800kg/m3计算，每年全国填埋场需新占用土地约1000-1200公顷。 填埋场运营期间还需外借大量土壤作日覆盖层。 垃圾稳定时间长，影响和限制了填埋场土地的重新利用。 渗滤液处理难且费用高 资源化不足 目前除杭州、广州和

24、深圳已在利用填埋场气体发电外，其余100多个填埋场都将填埋气体就地燃烧后排放或直接排放。此举不仅浪费能源，同时富含甲烷的填埋场气体直接排放后，还对大气环境造成严重污染。 封场后维护监管期长、费用高，限制了填埋场的再利用。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,固体废物的海洋处置,海洋处置主要分为两类：一类是海洋倾倒，另一类是近年来发展起来的远洋焚烧。 海洋倾倒有两种方法：直接投海和固化处理（降低浸出率 ）后投海。 固化方法有两种：水泥或沥青固化。 远洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废物进行焚烧处置的一种方法，适于处置各种含氯有机废物。,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,第四节 固体废弃物综合利用,一、工业固体废弃物的综合利用 高炉渣 粉煤灰 钢渣 矿业尾矿渣 化工固体废弃物的综合利用 二、城市垃圾的综合利用（含大量有机物、易腐败污染地下水） 卫生填埋 焚烧 堆肥 三、农业固体废弃物秸秆的综合利用 秸秆还田 秸秆制炭 沼气利用,第十章 固体废弃物的处理、处置及综合利用,建筑垃圾的综合利用,建筑垃圾的主要成分有：土、渣土、废钢筋、废铁丝和各种废钢配件、金属管线废