專題講座資料（2021-2022年）固體廢物處理與處置工程..

1、固體廢物處理與處置工程1緒論固體廢物的定義、來源、分類方法、危害及污染控制和固體廢物的管理（相關(guān)法規(guī)、管理原則、管理制度和管理標(biāo)準(zhǔn)）3) 固體廢物：是指在生產(chǎn)、生活和其他活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或放棄的固態(tài)、半固固體廢物的危害：堆放占用大量土地，污染土壤；污染大氣；污染水體；影響環(huán)境衛(wèi)生，廣泛傳播疾??；處置不當(dāng)，造“三化原則”：無害化（通過采用適當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)手段對廢物進(jìn)行處理，使其對環(huán)境不產(chǎn)生污染，不至于對人體健康產(chǎn)生態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。 成污染會影響人體健康。 影響）；減量化（通過適當(dāng)?shù)氖侄螠p少和減

2、小固體廢物的數(shù)量和體積）；資源化（從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源，加快物質(zhì)循環(huán)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的廣泛的技術(shù)和方法）。4)5)a.b.c. 全過程管理原則：對固體廢物從生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸、綜合利用、處理、貯存、處置的全過程實(shí)行一體化的管理。 固體廢物的分類： 按化學(xué)性質(zhì)分為：有機(jī)固體廢物、無機(jī)固體廢物； 按照污染性分為：一般固體廢物、危險(xiǎn)固體廢物、放射性固體廢物； 按廢物的來源分為：工礦業(yè)固體廢物、生活垃圾及其他固體廢物。6）減少工業(yè)固體廢物污染的主要控制措施：推行清潔生產(chǎn)審核；采用清潔資源能源；采用精料；改進(jìn)生產(chǎn)工藝；加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制；提高產(chǎn)品質(zhì)量和壽命；發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝；進(jìn)行綜合利用；進(jìn)行

3、無害化處理處置。7）固體廢物處理：只通過不同的物化或生化處理技術(shù)，將固體廢物轉(zhuǎn)化為便于運(yùn)輸、儲存、利用及最終處置的另一種形體結(jié)構(gòu)。8）固體廢物處置：指對已無回收利用價(jià)值或確屬不能再利用的固體廢物采取長期置于生物圈隔離地帶的技術(shù)措施，也是解決固體廢物最終歸宿的手段。2固體廢物的收集、貯存及清運(yùn)城市生活垃圾的收集與清運(yùn)、城市垃圾中轉(zhuǎn)站的設(shè)置。）垃圾收運(yùn)費(fèi)用占整個(gè)垃圾處理系統(tǒng)費(fèi)用的60%80%。2）危險(xiǎn)廢物：對人類、動植物以及環(huán)境的現(xiàn)在及未來構(gòu)成危害的，具有一定的毒性、爆炸性、易燃性、腐蝕性、傳染性、放射性以及其他化學(xué)反應(yīng)特性的一種或幾種危害特性的固體廢物。3）收集系統(tǒng)分為：移動容器系統(tǒng)和固定容器系

4、統(tǒng)。城市垃圾源主要包括固定形式垃圾源和移動形式垃圾源。4）收運(yùn)站選址要求：a.b.c.d.e.f. 科學(xué)規(guī)劃 設(shè)在垃圾集中或產(chǎn)垃圾多的地方 對居民環(huán)境影響小的地方 便于運(yùn)輸 運(yùn)作能耗最低 便于回收利用3固體廢物的預(yù)處理方法固體廢物的壓實(shí)、破碎、分選（包括原理、工藝和設(shè)備等）。1）預(yù)處理的目的：方便后續(xù)的資源化、減量化和無害化的處理與處置。2）預(yù)處理技術(shù)有：壓實(shí)、破碎、分選、脫水、固化、浮選。3）固體廢物壓實(shí)：用機(jī)械方法增加固體廢物的聚集程度、增大容重、減小固體廢物的表觀體積，提高運(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)。4）常用的固定式壓實(shí)器：水平壓實(shí)器、三項(xiàng)聯(lián)合壓實(shí)器和回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器。5）壓實(shí)器的選擇：主

5、要針對固體廢物的壓實(shí)程度、選擇合適的壓縮比和使用壓力。6）壓縮比：固體廢物經(jīng)壓實(shí)后體積減少的程度。壓縮比越小壓實(shí)效果越好。7）破碎：利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊的固體廢物分裂成小塊的過程。8）影響破碎效果的因素：硬度：韌性；解理（物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性質(zhì)）；結(jié)構(gòu)缺陷。9）破碎方法可分為：干式破碎、濕式破碎、半濕式破碎。10）破碎比：在破碎過程中，原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值。極限破碎比：最大粒度破碎的前后之比（用的多）；真實(shí)破碎比：平均粒度破碎的前后之比。11）固體廢物破碎設(shè)備的選擇因素：a.b.c. 所需的破碎能力； 固體廢物性質(zhì)和顆粒的大?。?對破碎產(chǎn)

6、品粒徑大小、粒度組成和形狀的要求；d.e.f. 供料方式； 安裝操作現(xiàn)場情況； 有效控制所需產(chǎn)品尺寸并使功率消耗達(dá)到最低。12）常用破碎機(jī)：顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、剪切式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)和粉磨機(jī)。13）機(jī)械分選的方法：篩分、重力分選、磁力分選、電力分選、光電分選、摩擦與彈跳分選。14）篩分原理：利用篩子將物料中小于篩孔的細(xì)粒物料透過篩面，而大于篩孔的粗粒物料留在篩面上，完成粗細(xì)粒物料分離的過程。篩分分為準(zhǔn)備篩分、預(yù)先篩分和檢查篩分、選擇篩分、脫水或脫泥篩分。15）篩分效率的影響因素：篩分物料性質(zhì)、篩分設(shè)備性能、篩分操作條件。16）篩分效率是指實(shí)際得到的篩下產(chǎn)品質(zhì)量與入篩廢物中所

7、含小于篩孔尺寸的細(xì)粒物料質(zhì)量之比。通常用篩分效率評定篩分設(shè)備的分離效率。17）易篩粒：粒徑小于篩孔尺寸3/4的顆粒，容易通過粗粒形成的間隙到達(dá)篩面的顆粒；難篩粒：粒徑大于篩孔尺寸3/4的顆粒，不易通過粗粒形成的間隙到達(dá)篩面的顆粒。18）重力分選：包括重介質(zhì)分選、跳汰分選、風(fēng)力分選、搖床分選、慣性分選。19）重力分選的影響因素：物料顆粒的尺寸、顆粒與介質(zhì)的密度差、介質(zhì)的黏度。20）跳汰分選主要用于混合金屬的分離回收。21）分選效果的評價(jià)：回收率和品位（也即純度）回收率：是指單位時(shí)間內(nèi)從某一排料口中排出的某一組分的質(zhì)量與進(jìn)入分選機(jī)的這種組分的質(zhì)量之比；品位（也即純度）：是指單位時(shí)間內(nèi)從某一排料口中

8、排出的某一組分的質(zhì)量與從這一排料口中排出的所有組分的質(zhì)量之比。22）固體廢物的水分按存在形式分為：間隙水、毛細(xì)管結(jié)合水、表面吸附水、內(nèi)部水。23）固體廢物脫水的方法：濃縮脫水和機(jī)械脫水。24）濃縮脫水的方法：重力濃縮法、氣浮濃縮法、離心濃縮法。25）濃縮池分為：間歇式和連續(xù)式。26）機(jī)械脫水的過濾介質(zhì)常用的有：織物介質(zhì)、粒狀介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)。4固體廢物的物化處理溶劑浸出和固體廢物的穩(wěn)定化/固化處理1）常見的固體廢物物化處理方法有：浮選、溶劑浸出、穩(wěn)定化/固化處理。2）浮選：根據(jù)不同物質(zhì)被水潤濕程度的差異對其進(jìn)行分離的過程。浮選原理：通過在固體廢物與水形成的料漿中加入浮選藥劑擴(kuò)大不同組分可浮性

9、的差異，再通入空氣形成無數(shù)細(xì)小氣泡，使目的顆粒黏附在氣泡上，并隨氣泡上浮于料漿表面形成泡沫層后刮出，成為泡沫產(chǎn)品；不上浮的顆粒則留在料漿中，經(jīng)適當(dāng)處理后廢棄。3）浮選藥劑：捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑。捕收劑：能夠選擇性的吸附在欲選顆粒上，使目的顆粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著的藥劑。 起泡劑：能夠促進(jìn)氣泡形成，增加分選界面的藥劑。調(diào)整劑：用來調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件的藥劑。4）正浮選：將有用物質(zhì)浮入泡沫產(chǎn)物，無用或回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大的物質(zhì)仍留在料漿內(nèi)的浮選法；反浮選：將無用物質(zhì)浮入泡沫產(chǎn)物，將有用物質(zhì)留在料漿中的浮選法。5）溶劑浸出：是用適當(dāng)?shù)娜軇┡c廢物作用使物料中有關(guān)的組分有選擇性的

10、溶解的物理化學(xué)過程。6）穩(wěn)定化：將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性的物質(zhì)的過程。固化：在危險(xiǎn)物質(zhì)中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w或形成緊密固體的過程。限定化：將有毒化合物固體在固體粒子表面的過程。包容化：用穩(wěn)定劑/固化劑凝聚，將有毒物質(zhì)或危險(xiǎn)廢物顆粒包容或覆蓋的過程。7）危險(xiǎn)廢物穩(wěn)定化/固化處理產(chǎn)物為達(dá)到無害化必須具備的性能：抗浸出性；抗干濕性、抗凍融性；耐腐蝕性、不燃性；抗?jié)B透性；有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。8）穩(wěn)定化/固化處理效果的評價(jià)指標(biāo)：浸出速率（固化體浸于水或其他溶液中時(shí)，其中危險(xiǎn)物質(zhì)的浸出速率）、增容比（危險(xiǎn)廢物在穩(wěn)定化/固化處理前后的體積比）、抗壓強(qiáng)度(用來評價(jià)固化體的抗

11、破壞性）。5固體廢物的生物處理固體廢物的好氧堆肥處理、厭氧發(fā)酵處理、微生物浸出。1）堆肥化：在人工控制的條件下，依靠自然界中廣泛存在的細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物，人為的促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過程。2）堆肥化的影響因素：供氧量；含水率；溫度和有機(jī)物的含量；顆粒度；C/N比和C/P比；pH。3）好氧堆肥的原理：在好氧條件下，好氧微生物通過自身的分解代謝和合成代謝過程，把一部分有機(jī)物氧化分解為簡單的無機(jī)物，并釋放出能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成為自身的細(xì)胞物質(zhì)，供微生物生長繁殖。4）好氧堆肥過程的四個(gè)階段：潛伏階段（馴化階段）；中溫階段（產(chǎn)熱階段）；高溫階段；腐熟階段。5

12、）厭氧消化處理：厭氧條件下，利用厭氧微生物將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程。影響因素有：厭氧條件；原料配比；添加物和抑制物；接種物；溫度；pH；攪拌。6固體廢物的熱處理固體廢物的焚燒處理、熱解處理和其它熱處理方法1）固體廢物的熱處理法：高溫下的焚燒、熱解（裂解）、焙燒、燒成、熱分解、煅燒、燒結(jié)。2）燃燒必須具備的三個(gè)基本條件：可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和引燃火源，并在著火條件下才能燃燒。3）常見的燃燒著火方式有：化學(xué)自然燃燒、熱燃燒、強(qiáng)迫點(diǎn)燃燃燒。4）焚燒：將固體廢物進(jìn)行高溫分解和深度氧化的處理階段。是干燥脫水、熱化學(xué)分解和氧化還原反應(yīng)的綜合作用過程。5）焚燒過程分為：干燥、熱分解、氧化

13、還原三個(gè)階段。6）干燥：按熱量傳遞方式，可分為傳導(dǎo)干燥、對流干燥、輻射干燥。7）燃燒可分為：蒸發(fā)燃燒、分解燃燒、表面燃燒。蒸發(fā)燃燒：可燃物質(zhì)受熱融化，形成蒸汽后燃燒（蠟質(zhì)類）；分解燃燒：可燃物質(zhì)中的碳?xì)浠衔锸軣岱纸?，揮發(fā)為較小分子可燃?xì)怏w后燃燒（紙、木材等）；表面燃燒：未經(jīng)明顯的蒸發(fā)、分解，與空氣接觸就直接燃燒（木炭、焦炭類）。8）焚燒的影響因素：固體廢物性質(zhì)；焚燒溫度；停留時(shí)間；供氧量和物料的混合程度。9）二惡英類物質(zhì)（PCDDS）是已知的毒性最大的物質(zhì)之一。10）控制二惡英類物質(zhì)可采用的三個(gè)措施：嚴(yán)格控制焚燒爐燃燒室溫度和固體廢物、煙氣的停留時(shí)間，確保固體廢物及煙氣中有機(jī)氣體，包括二惡英

14、類物質(zhì)前驅(qū)體的焚毀率；減少煙氣在200°C500°C溫度段的停留時(shí)間，以避免或減少二惡英類物質(zhì)的爐外生成；對煙氣進(jìn)行有效的凈化處理，以去除可能存在的微量二惡英類物質(zhì)。11）評價(jià)焚燒效果的方法：目測法；熱灼減量法；二氧化碳法；有害有機(jī)物破壞去除率（DRE）。12）焚燒爐的類型：機(jī)械爐排焚燒爐；流化床焚燒爐；回轉(zhuǎn)窯焚燒爐。機(jī)械爐排焚燒爐：具有工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、焚燒效率和熱回收效率高，對垃圾適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但爐排材質(zhì)要求高，加工、制造復(fù)雜，設(shè)備造價(jià)昂貴，一次性投資大，不適合經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)和中小城鎮(zhèn)的垃圾處理；流化床焚燒爐：具有固體廢物焚燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬、污染物排放少、熱

15、強(qiáng)度高、適合燃燒低熱值物料等優(yōu)點(diǎn)，其基本特征在于爐膛內(nèi)裝有布風(fēng)板、導(dǎo)流板、載熱媒介惰性顆粒和在焚燒運(yùn)行時(shí)物料呈沸騰狀態(tài)?；剞D(zhuǎn)窯焚燒爐：具有對固體廢物適應(yīng)性廣、故障少、可連續(xù)運(yùn)行等特點(diǎn)，但存在窯身較長、占地面積較大、熱效率低、成本高等缺點(diǎn)。13）熱解：是將有機(jī)物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之成為氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)可燃物質(zhì)的化學(xué)分解過程。14）熱解的特點(diǎn)：可將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃燒氣、燃燒油和炭黑為主的可儲存性能源；有利于減輕對大氣環(huán)境的二次污染；廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中；由于保持還原條件，Cr3+不會轉(zhuǎn)化為Cr6+；NOx的產(chǎn)生量少。15）熱解與焚燒二者的區(qū)別：焚燒是

16、需氧氧化反應(yīng)過程，熱解是無氧或缺氧反應(yīng)過程；焚燒是放熱的，熱解是吸熱的；焚燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水，熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物；焚燒產(chǎn)生的熱能一般就近直接利用，而熱解生成的產(chǎn)物則可以儲存及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。16）熱值：單位質(zhì)量生活垃圾燃燒釋放出來的熱量。7固體廢物的資源化與綜合利用工業(yè)固體廢物的綜合利用、礦業(yè)固體廢物的綜合利用和城市生活垃圾的綜合利用、農(nóng)業(yè)固體廢物的綜合利用1）粉煤灰的主要成分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃炭。2）粉煤灰的綜合利用：用作生產(chǎn)建筑材料：粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰制磚、粉煤灰陶粒；筑路回填；用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：用作土壤改良劑，用作農(nóng)業(yè)肥料；回收

17、工業(yè)原料：回收煤炭、回收金屬物質(zhì)、分選空心微珠；用做環(huán)保材料：制絮凝劑、吸附劑、用于廢水處理。3）煤矸石的綜合利用：生產(chǎn)建筑材料：生產(chǎn)水泥、煤矸石制磚、生產(chǎn)輕骨料；生產(chǎn)化工產(chǎn)品：制結(jié)晶氯化鋁、制水玻璃、生產(chǎn)硫酸銨化學(xué)肥料。8固體廢物的填埋處置生活垃圾填埋場的選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和防滲要求，日常運(yùn)行與管理，滲濾液的收集與處理方法，垃圾填埋氣體的收集與利用；生物反應(yīng)器填埋場的基本原理、組成系統(tǒng)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行要素，填埋技術(shù)和發(fā)展歷程與方向。1）土地填埋分為：衛(wèi)生土地填埋和安全土地填埋。2）衛(wèi)生填埋法：利用工程手段，采取有效技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對水體、大氣、土壤環(huán)境的污染，使整個(gè)填埋作業(yè)及廢物穩(wěn)定

18、過程對公共衛(wèi)生安全及環(huán)境均無危害的一種土地處置廢物方法。3）填埋場的自然條件：場地的地質(zhì)條件要穩(wěn)定；場址的豎向標(biāo)高應(yīng)不低于城市防排洪標(biāo)準(zhǔn)；廠區(qū)周圍500m范圍內(nèi)不應(yīng)有居民居住點(diǎn)；場址宜位于城市常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向和城市取水水源的下游；場址就近應(yīng)有相當(dāng)數(shù)量的覆土土源。4）填埋的優(yōu)點(diǎn)：其一次性投資較低，運(yùn)行也較為經(jīng)濟(jì)；適應(yīng)性廣，對生活廢物的種類、性質(zhì)、數(shù)量均無苛刻的要求；是一種相對完全、徹底的最終處理方式；運(yùn)行管理相對簡單。5）填埋場場地容量至少供使用20年，覆土和填埋垃圾之比為1:4或1:3，較經(jīng)濟(jì)的廢物運(yùn)輸距離不宜超過20km。6）天然粘土類的防滲襯里，其場底及四壁襯里厚度要大于2m，滲透系數(shù)

19、小于10-7cm/s。7）調(diào)整層用于控制填埋場氣體。8）垃圾填埋氣體的產(chǎn)生過程：好氧分解階段；好氧至厭氧的過渡階段；酸發(fā)酵階段；產(chǎn)甲烷階段；填埋場的穩(wěn)定階段。9）填埋場的水平防滲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型：單層襯里系統(tǒng)；單復(fù)合襯里系統(tǒng)；雙層襯里系統(tǒng)；雙復(fù)合襯里系統(tǒng)。我國大部分地區(qū)的城市固體廢物衛(wèi)生填埋場多采用單層襯里系統(tǒng)和單復(fù)合襯里系統(tǒng)。10）防滲結(jié)構(gòu)分為：水平防滲系統(tǒng)和終場防滲系統(tǒng)。終場防滲系統(tǒng)包括表土層、保護(hù)層、排水層、防滲層、調(diào)整層。11）滲濾液的特征：有機(jī)污染物濃度高；氨氮含量高；磷含量普遍偏低；金屬離子含量高；溶解性固體含量高；色度高；水質(zhì)歷時(shí)變化大。12）填埋場的氣體對環(huán)境的影響：爆炸和火災(zāi)；對水環(huán)境的影響；對大氣環(huán)境的影響。9危險(xiǎn)性固體廢物與放射性固體廢物    危險(xiǎn)性固體廢物與放射性固體廢物的定義、特點(diǎn)、分類；危險(xiǎn)廢物的收集、貯存、清運(yùn)及管理制度；危險(xiǎn)性固體廢物（包括