Chapter_3固廢預處理

1、【概念】【概念】壓實壓實 壓縮比壓縮比 硬度硬度 破碎比破碎比 破碎段破碎段 低溫破碎低溫破碎 篩分效率篩分效率 等降比等降比 重介質重介質 加重質加重質 磁流體磁流體 磁流體動力分選磁流體動力分選 【理論和方法】【理論和方法】 壓實效果的度量壓實效果的度量;壓實設備評價壓實設備評價;影響破碎效影響破碎效 果的因素果的因素;破碎方法及工藝破碎方法及工藝;常見分選方法及原常見分選方法及原 理理;影響篩分效率的因素影響篩分效率的因素;磁流體分選原理磁流體分選原理;常見常見 分選設備分選設備;固體廢物水分存在方式固體廢物水分存在方式;脫水濃縮方脫水濃縮方 法及常見機械。法及常見機械。本章重點本章重點

2、 濃縮脫水濃縮脫水dewatering分選分選seperation破碎破碎shredding壓實壓實compaction含水率超過含水率超過90%的的 固體廢物固體廢物,必須脫水必須脫水 減容減容,以便于包裝、以便于包裝、 運輸與資源化利用運輸與資源化利用用機械方用機械方 法增加固法增加固 體廢物聚集體廢物聚集 程度，增大容重減少表程度，增大容重減少表觀體積，提高運輸與管觀體積，提高運輸與管理的一種操作技術。具理的一種操作技術。具有減容和預穩(wěn)定的作用有減容和預穩(wěn)定的作用 利用外利用外 力克服廢物質點力克服廢物質點間的內(nèi)聚力使大塊變間的內(nèi)聚力使大塊變小塊的過程。小塊分小塊的過程。小塊分裂成細粉過

3、程稱為磨裂成細粉過程稱為磨碎。有利于三化處理碎。有利于三化處理. 將固體廢物中各種可回收將固體廢物中各種可回收利用廢物或不利于后續(xù)處利用廢物或不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采理工藝要求的廢物組分采 用適當技術分離出用適當技術分離出 來的過程。來的過程。 VmVvVs若忽略空氣中的氣體質量若忽略空氣中的氣體質量,則固則固體廢物的總質量體廢物的總質量(Wt)就等于干就等于干固體物質質量（固體物質質量（Ws）與水分）與水分質量（質量（Ww）之和。）之和。 則：濕密度：則：濕密度：w= Wt/Vm 干密度：干密度：d= Ws/Vm 孔隙比孔隙比 空隙率空隙率 濕密度濕密度 干密度干密度 體積減少體積

4、減少 百分比百分比 壓縮比壓縮比 壓縮倍數(shù)壓縮倍數(shù)越小壓實程度越高越小壓實程度越高較適用較適用r越小，壓實越好越小，壓實越好 n越大，壓實越好越大，壓實越好越大越好越大越好dw 固定固定式壓式壓實器實器定義：凡用人工或機械方法把廢物送進壓實定義：凡用人工或機械方法把廢物送進壓實機械中進行壓實的設備。機械中進行壓實的設備。 基本參數(shù)：裝料截面尺寸、循環(huán)時間、壓面基本參數(shù)：裝料截面尺寸、循環(huán)時間、壓面上的壓力、壓面行程長度、體積排率上的壓力、壓面行程長度、體積排率家用小型壓實器、廢物收集車上配備的壓實家用小型壓實器、廢物收集車上配備的壓實器及中轉站配置的專用壓實機器及中轉站配置的專用壓實機移動移動

5、式壓式壓實器實器定義：帶有行駛輪或可在軌道上行駛的壓實器。定義：帶有行駛輪或可在軌道上行駛的壓實器。垃圾填埋場使用。垃圾填埋場使用。根據(jù)廢物性質如含水率、后續(xù)處理要求（壓縮比）選用不同設備根據(jù)廢物性質如含水率、后續(xù)處理要求（壓縮比）選用不同設備分分類類分分類類三向聯(lián)合壓實器三向聯(lián)合壓實器回轉式壓實器回轉式壓實器實例實例Typical compactors used in conjunction with waste chutes in large apartment buildingsDetachable containerPacking ramFloor discharge chutePac

6、king ram fully retractedSolid wastes in compaction chamberPacking ram fully extended破碎：破碎：通過人力或機械等外力的作用，通過人力或機械等外力的作用，破壞物體內(nèi)部的凝聚力和分子間作用力破壞物體內(nèi)部的凝聚力和分子間作用力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。磨碎：磨碎：小塊廢物顆粒分裂成細粉的過程。小塊廢物顆粒分裂成細粉的過程。結構結構缺陷缺陷硬度硬度韌性韌性解理解理影響破碎影響破碎 效果因素效果因素F.C邦德功指數(shù)；邦德功指數(shù)；莫氏硬度莫氏硬度（10級）；普氏級）；普氏硬度系數(shù)硬

7、度系數(shù)f壓壓極完全、完全、中等、不完全和極不完全極完全、完全、中等、不完全和極不完全解理解理 脆性脆性 延展性延展性柔性柔性 撓性撓性 彈性等彈性等 細塊物細塊物料機構料機構缺陷少，缺陷少，難磨；難磨；粗塊多，粗塊多，易碎易碎 抗壓強度抗壓強度抗剪切強度抗剪切強度抗彎強度抗彎強度抗拉強度抗拉強度 濕式破碎濕式破碎干干 式式 破破 碎碎半濕式破碎半濕式破碎非機非機械能械能破碎破碎機機 械械 能能 破破 碎碎劈碎劈碎沖擊破碎沖擊破碎剪切破碎剪切破碎磨剝破碎磨剝破碎擠壓破碎擠壓破碎超聲破碎超聲破碎減壓破碎減壓破碎熱力破碎熱力破碎低溫破碎低溫破碎一般的一般的破破碎機碎機兼有兼有多種破碎多種破碎方法，通

8、方法，通常是破碎常是破碎機的組件機的組件與物料及與物料及物料間多物料間多種力綜合種力綜合作用的結作用的結果果機械能破碎的方法機械能破碎的方法壓碎壓碎劈碎劈碎折斷折斷磨碎磨碎沖擊破碎沖擊破碎 顆粒有球形、片狀、顆粒有球形、片狀、 柱狀等柱狀等表征不同粒級的顆表征不同粒級的顆 粒相對量粒相對量破碎機，破碎機，330 磨碎機，磨碎機，40400表示廢物被破碎表示廢物被破碎 的程度的程度球體等效直徑、球體等效直徑、 有效直徑和篩徑有效直徑和篩徑累積曲線累積曲線 頻度曲線頻度曲線 真實破碎比真實破碎比 極限破碎比極限破碎比破碎段破碎段破碎比破碎比顆粒級顆粒級分布分布顆粒的顆粒的粒度粒度i=3計算方法：計

9、算方法： 1 1）極限破碎比：）極限破碎比： 工程設計中常被采用。工程設計中常被采用。另：根據(jù)另：根據(jù)最大物料直徑最大物料直徑來選擇來選擇破碎機給料口的寬度。破碎機給料口的寬度。 2 2）真實破碎比：）真實破碎比： 科研和理論研究中常被采用，較真實反映廢物破碎程度?？蒲泻屠碚撗芯恐谐１徊捎?，較真實反映廢物破碎程度。 單純破碎工藝單純破碎工藝帶預先篩分和檢帶預先篩分和檢 查篩分破碎工藝查篩分破碎工藝帶預帶預先篩先篩分破分破碎工碎工藝藝帶檢帶檢查篩查篩分破分破碎工碎工藝藝破碎工藝選擇破碎工藝選擇需需考慮考慮節(jié)能、處理節(jié)能、處理量及破碎產(chǎn)品粒量及破碎產(chǎn)品粒徑大小、粒度組徑大小、粒度組成、形狀等的成、

10、形狀等的要要求求，根據(jù)，根據(jù)固體廢固體廢物的性質物的性質（如破（如破碎特性、硬度、碎特性、硬度、密度、形狀、含密度、形狀、含水率等）確定。水率等）確定。單純破碎工藝單純破碎工藝帶預先篩分帶預先篩分破碎工藝破碎工藝帶檢查篩分帶檢查篩分破碎工藝破碎工藝帶預先篩分和檢查帶預先篩分和檢查篩分的破碎工藝篩分的破碎工藝(a)(b)(c)(d)破碎基本工藝流程破碎基本工藝流程顎式破碎機顎式破碎機 簡單擺動式簡單擺動式 復雜擺動式復雜擺動式 綜合擺動式綜合擺動式錘式破碎機錘式破碎機 Hammer Mills式式 BJD型型 Movorotor型雙轉子型雙轉子輥式破碎機輥式破碎機 光輥、齒輥光輥、齒輥 單齒輥單

11、齒輥 雙齒輥雙齒輥粉磨機粉磨機 球磨機球磨機 自磨機自磨機剪切破碎機剪切破碎機 Von Roll型往復式型往復式 Lincle-mann型型 旋轉剪切式旋轉剪切式?jīng)_擊式破碎機沖擊式破碎機 Universa型型 Hazemag型型簡單擺動型簡單擺動型顎式破碎機顎式破碎機 復雜擺動型顎式破碎機復雜擺動型顎式破碎機 工作原理示意圖工作原理示意圖a a）不可逆式）不可逆式 b b）可逆式）可逆式 單轉子單轉子錘式破碎機錘式破碎機的示意圖的示意圖顆粒尺寸分布隨錘頭數(shù)而變。顆粒尺寸分布隨錘頭數(shù)而變。進進料料進進料料錘子區(qū)錘子區(qū)備用襯板和篩板，備用襯板和篩板，逆向使用延長機逆向使用延長機器壽命。器壽命。a）

12、UniversaUniversa型型 b b）HazemagHazemag型型 沖擊式破碎機沖擊式破碎機的類型的類型 用于破碎用于破碎家具、電家具、電視機、雜視機、雜器、破布、器、破布、金屬絲等金屬絲等廢物。廢物。a）雙齒輥破碎機）雙齒輥破碎機b)單齒輥破碎機單齒輥破碎機旋轉剪切式破碎機旋轉剪切式破碎機球磨機的結構和工作原理示意圖球磨機的結構和工作原理示意圖 固體廢物各組分物質在低溫冷凍固體廢物各組分物質在低溫冷凍（-60-60至至-120-120）條件下易條件下易脆化脆化，且脆化溫度不同而實現(xiàn)破碎分離，且脆化溫度不同而實現(xiàn)破碎分離。低溫破碎工藝流程圖低溫破碎工藝流程圖 原理原理 優(yōu)點優(yōu)點破碎

13、機將投入的破碎機將投入的含紙垃圾含紙垃圾和水流一起攪拌和破碎成為漿液和水流一起攪拌和破碎成為漿液 在化學物質、紙和紙漿、礦物等處理中均可使用，可以回在化學物質、紙和紙漿、礦物等處理中均可使用，可以回收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬，剩余泥土等可做堆肥。收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬，剩余泥土等可做堆肥。 脫水有機殘渣，無論質脫水有機殘渣，無論質 量、粒度大小等變化都小，量、粒度大小等變化都小， 不會產(chǎn)生噪聲、發(fā)不會產(chǎn)生噪聲、發(fā)熱和爆炸的危險性，熱和爆炸的危險性， 垃圾變均質漿狀物，垃圾變均質漿狀物， 可按流體處理可按流體處理 不會孳生蚊蠅和惡不會孳生蚊蠅和惡 臭，符合衛(wèi)生條件臭，符合衛(wèi)生條件 含紙垃

14、含紙垃圾圾濕濕式式破破碎碎機機半濕式選擇破碎分選機半濕式選擇破碎分選機第一段：沙石、粉塵顆粒第一段：沙石、粉塵顆粒第二段：廚余垃圾、玻璃、第二段：廚余垃圾、玻璃、 陶瓷等陶瓷等第三段：塑料、橡膠、木屑、第三段：塑料、橡膠、木屑、 紙張等紙張等粒度差異粒度差異 篩選篩選/篩分篩分 Screening密度差異密度差異 重力分選重力分選 Density seperation磁性差異磁性差異 磁力分選磁力分選 Magnetic seperation導電性差異導電性差異 電力分選電力分選Electric seperation 光電性差異光電性差異 光電分選光電分選 摩擦性差異摩擦性差異 摩擦分選摩擦分選

15、 彈性差異彈性差異 彈跳分選彈跳分選 機機 械械手手 工工人人 衛(wèi)生條衛(wèi)生條件差，件差， 但識別但識別能力強能力強垃圾分揀臺 篩篩分分原原理理及及篩篩分分分分類類脫水和脫泥篩分脫水和脫泥篩分 選擇篩分選擇篩分 預先篩分和檢查篩分預先篩分和檢查篩分 準備篩分準備篩分物料分層物料分層 細粒透篩細粒透篩易篩粒易篩粒難篩粒難篩粒Principle Types 篩篩 分分 效效 率率處理能力處理能力篩分效率篩分效率Q1Q2 影影響響篩篩分分效效率率因因素素篩分物料性質篩分物料性質粒度組成: 易篩粒、難篩粒和阻礙粒 含水率和含泥量：篩孔尺寸 顆粒形狀：球形、多角形、片狀、柱狀等 篩分設備性能篩分設備性能篩

16、面種類(沖孔、編織及棒條) 篩孔形狀 篩子運動方式 篩子長寬比(2.53)篩面傾角(1525度)篩分操作條件篩分操作條件連續(xù)、均勻給料 振動程度 及時清理和維修篩面 篩篩分分設設備備類類型型篩分設備類篩分設備類型型滾筒篩滾筒篩(Rotary Screens)固定篩固定篩(Disc Screens)振動篩振動篩(Vibrating Screens)格篩在粗碎前，格篩在粗碎前，棒條篩在粗碎棒條篩在粗碎和中碎前和中碎前。摩擦角，摩擦角，30 350， 50 mm慣性振動篩慣性振動篩和和共振篩共振篩；600 3000r/min,0.51.5mm,8400,1015r/min， 350，臨界，臨界速度速

17、度45%振振動動篩篩固固定定篩篩多孔眼的回轉滾筒多孔眼的回轉滾筒移動式滾筒篩移動式滾筒篩 共同的工藝條件：共同的工藝條件： 具有密度差異的組分具有密度差異的組分運動介質運動介質分散分散分層分層分離分離 重選重選（類型）（類型）等降比：等降粒子中密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度比。等降比：等降粒子中密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度比。 重介質分選重介質分選(Heavy Medium Seperation)風力分選風力分選(Air Classification) 水平氣流水平氣流 上升氣流上升氣流 跳汰分選跳汰分選慣性分選慣性分選 彈道分選彈道分選 旋風分選旋風分選搖床分選搖床分選(cm/s)

18、 6)(0ccsdgV析離 作用定義定義：根據(jù)固體廢物中不同物質顆粒間的：根據(jù)固體廢物中不同物質顆粒間的密度差異密度差異，在，在運動運動介質（空介質（空氣、水、重介質氣、水、重介質等）中受到等）中受到重力、介質動力和機械力重力、介質動力和機械力的作用，使顆粒的作用，使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。 風風力力分分選選 氣流運動方向：氣流運動方向：向上向上( (上升氣流上升氣流- -左左) )、水平水平( (水平氣流水平氣流- -右右) )ua顆粒實際沉降速度顆粒實際沉降速度v=v0-uav=v0-uav0v

19、0，顆粒下沉；，顆粒下沉；v=0v=0，顆粒懸，顆粒懸??；??； v0 v0,顆粒下沉，顆粒下沉， 0顆粒上浮。顆粒上浮。 重重介介質質分分選選原原理理 常常見見的的重重選選設設備備鼓形重介質分選機鼓形重介質分選機跳汰機跳汰機立式曲折型風力分選機立式曲折型風力分選機水平氣流分選機水平氣流分選機平面搖床平面搖床鼓形、深槽、淺槽、鼓形、深槽、淺槽、振動、離心振動、離心構造簡單、維修方便、構造簡單、維修方便、分選精度低，少獨用分選精度低，少獨用分選精度高，三種型式分選精度高，三種型式隔膜鼓動、空氣鼓動隔膜鼓動、空氣鼓動來復條或刻槽、料槽、來復條或刻槽、料槽、水槽等水槽等鼓形重介質分選機結構及原理示意圖

20、鼓形重介質分選機結構及原理示意圖 大齒輪大齒輪輥輪輥輪揚板揚板揚揚板板圓筒形圓筒形轉鼓轉鼓溜槽溜槽（a）隔膜鼓動）隔膜鼓動（b）空氣鼓動）空氣鼓動跳汰機中推動水流運動的形式跳汰機中推動水流運動的形式 水平風水平風選機結選機結構流向構流向示意圖示意圖 旋轉旋轉分選分選機示機示意圖意圖 給料給料給料給料提取物提取物空氣空氣排出物排出物排出物排出物空氣空氣提取物提取物 立式分選機立式分選機 導體導體半導體半導體非導體非導體固體廢物中各種組分在高壓電場中固體廢物中各種組分在高壓電場中電性的差異電性的差異實現(xiàn)分離實現(xiàn)分離-電電選選分分離離過過程程 輥筒式靜電分選機輥筒式靜電分選機YDYD4 4型高壓電選

21、機型高壓電選機含鋁、玻璃的廢物含鋁、玻璃的廢物粉煤灰粉煤灰 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的磁選磁選利用各種物質利用各種物質磁性差異磁性差異在不均勻磁場中進行分選；在不均勻磁場中進行分選；主要用于供料中磁性雜質的提純、凈化及磁性物料主要用于供料中磁性雜質的提純、凈化及磁性物料 的精選。的精選。磁流體磁流體分選分選磁流體磁流體靜力靜力分選：分選：在在非均勻磁場非均勻磁場中，以中，以順磁性液順磁性液體和鐵磁性膠體懸浮液體和鐵磁性膠體懸浮液為分選介質，按廢物中各組分為分選介質，按廢物中各組分的的密度和比磁化系數(shù)密度和比磁化系數(shù)的差異進行分離的方法。的差異進行分離的方法。 磁流體磁流體動力動力分選：分選：在在磁場與電場的

22、聯(lián)合作用磁場與電場的聯(lián)合作用下，以下，以強電解質溶液強電解質溶液為分選介質，按廢物中各組分的為分選介質，按廢物中各組分的密度、密度、比磁化系數(shù)和電導率比磁化系數(shù)和電導率的差異進行分選的方法。的差異進行分選的方法。 適用：各組分間的適用：各組分間的磁性差異小磁性差異小而而密度密度或或導電性導電性差異較大差異較大分離精度低分離精度低分離精度高分離精度高磁選磁選+ +電選電選+ +重選重選磁選磁選+ +重選重選 傳傳統(tǒng)統(tǒng)磁磁選選設設備備一級粗磁選：一級粗磁選：廢物在破廢物在破碎前分選，主要去除大塊碎前分選，主要去除大塊的磁性較強的物質，采用的磁性較強的物質，采用懸掛帶式永磁磁選機。懸掛帶式永磁磁選機

23、。二級磁選：二級磁選：從破碎的從破碎的固廢中進一步去除磁性固廢中進一步去除磁性物質，主要采用物質，主要采用滾筒式滾筒式磁選機磁選機。 磁磁流流體體分分選選選選設設備備J.Shimoiizaka分選槽分選槽 該分選槽使用的該分選槽使用的分選介質分選介質是油基或水基磁流體。是油基或水基磁流體。垃圾分選系統(tǒng)垃圾分選系統(tǒng)日本北九州市日明瓶罐資源化中心分揀流程日本北九州市日明瓶罐資源化中心分揀流程 固體廢物中水固體廢物中水的存在形式的存在形式存在顆粒間歇中的水。約存在顆粒間歇中的水。約 占固體水分的占固體水分的70%左右，左右， 用濃縮法分離用濃縮法分離 在毛細管中充滿的水分在毛細管中充滿的水分.約約占

24、水分的占水分的20%左右，采用高速左右，采用高速離心機脫水、負壓或正壓過濾離心機脫水、負壓或正壓過濾 機脫水機脫水吸附在顆粒表吸附在顆粒表 面的水，約占面的水，約占 水分的水分的7%，可用加熱法，可用加熱法 脫除脫除 在顆粒內(nèi)部或微在顆粒內(nèi)部或微 生物細胞內(nèi)的水，生物細胞內(nèi)的水，約占水分的約占水分的3%,可采用生物法可采用生物法破壞細胞膜除去胞內(nèi)水或高溫破壞細胞膜除去胞內(nèi)水或高溫加熱法、冷凍法去除加熱法、冷凍法去除 間隙水間隙水毛細管水毛細管水表面吸附水表面吸附水內(nèi)部水內(nèi)部水脫脫水水設設備備的的選選擇擇脫水設備脫水設備類型類型 優(yōu)優(yōu) 點點 缺缺 點點 適用范圍適用范圍 真空過濾真空過濾機機 能連續(xù)操作，運行平穩(wěn)，可以能連續(xù)操作，運行平