固體廢棄物的處理--緒論共48頁PPT課件

1、固體廢物的處理與處置棄之為害日益嚴(yán)重的環(huán)境問題用之為寶重新認(rèn)識的資源前景教 材： 羋振明等編著. 固體廢物的處理與處置 高教出版社，2019（修訂版）參考書： 1、李國鼎等.固體廢物處理與資源化 清華大學(xué)出版社，1990 2、楊國清主編.固體廢物處理工程 科學(xué)出版社，2000.1 3、Integrated Solid Waste Management Engineering Principles Management Issuse (固體廢物的全過程管理工程原理及管理問題) 影印版，清華大學(xué)出版社，2000.3 教學(xué)時數(shù)：56學(xué)分：3考試：閉卷筆試1緒論 本章主要討論六個問題 固體廢物的概念

2、固體廢物的來源與分類 固體廢物的污染及其控制 固體廢物的處理與處置方法 控制固體廢物污染的技術(shù)政策 固體廢物的管理 由于本章涉及到與固體廢物處理與利用有關(guān)的許多基本概念及綜合性內(nèi)容，故本章的內(nèi)容均為重點。1.1 固體廢物（Solid wastes）的概念 在社會的生產(chǎn)、流通、消費等一系列活動中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀賦存的物質(zhì)。 不再具有原使用價值 并不意味其沒有利用價值，事實上，廢與不廢是一個相對的概念，它與當(dāng)時的社會發(fā)展階段，技術(shù)水平與經(jīng)濟條件以及生活習(xí)慣均密切相關(guān)。特別是自20世紀(jì)中期以來，隨著資源的大量消耗而導(dǎo)致的資源枯竭以及環(huán)境惡化給人類帶來的巨大壓力，人們

3、逐漸認(rèn)識到固體廢物的再利用性，所以固體廢物又有二次資源(Secondary resourses)，再生資源(renewable resourse )，放錯了地方的資源等稱謂，并將固體廢物視作第二礦業(yè)(Secondary mining )，固體廢物工程也發(fā)展成為一門新興的應(yīng)用技術(shù)型學(xué)科，即再生資源工程。 固態(tài)和泥狀 幾乎包括一切有形廢棄物。1.2 固體廢物的來源與分類 固廢的排量是隨著人口的增加，經(jīng)濟的增長，生活水平的提高而與日俱增的。 來源 分類 1.2.1 來源 固體廢物來源于人類的生產(chǎn)與消費活動。 從書上表11（P2）可以看出，固廢的來源復(fù)雜（各行各業(yè)，各種生產(chǎn)和生活活動），種類繁多（幾乎

4、包括一切成形物質(zhì)）。 一般將其來源概括為兩大類： 生產(chǎn)活動 生活活動（1）生產(chǎn)活動 包括兩個部分不能完全利用的資源天然資源從開采到成為各種產(chǎn)品，最終利用率僅為2030%，在開采和各種加工過程中，未能完全利用的部分即成為各個環(huán)節(jié)中的廢物，以鐵礦石的開采和冶煉為例：首先要開采鐵礦石，產(chǎn)生所謂的采礦廢石；再經(jīng)選礦處理，又有選礦尾礦；在煉鐵和煉鋼過程中產(chǎn)生高爐礦渣和鋼渣，鋼鐵的機械加工又產(chǎn)生金屬碎屑等。超過使用壽命的產(chǎn)品任何產(chǎn)品都有一定的使用壽命，并且，隨著技術(shù)的進步，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也越來越快，這都加劇了固體廢物的排量。鐵礦石的開采與冶煉 在我國，貧鐵礦石的工業(yè)開采要求含鐵大于20，高爐冶煉要求大

5、于60，這就需要在開采礦石后通過選礦進行富集。 某鐵礦原礦含鐵30，精礦含鐵60，選礦回收率為85，以年產(chǎn)300萬噸鐵金屬量計算： 進入選礦廠的鐵金屬量：30085352.94（萬t/a）； 進入選礦廠的礦石量： 352.94/30%=1176.47（萬t/a）; 進入冶煉廠的礦石量：30060500（萬t/a）； 選礦廠排出的尾礦量： 1176-500=676（萬t/a）。 冶煉廠根據(jù)精礦中的非鐵組分酸、堿性，又要加入相反的溶劑礦石造渣，加上鐵精礦中的非鐵組分，又會產(chǎn)生 500-352.94=147.06+147.060.5=221.09（萬t高爐渣）；即生產(chǎn)300萬噸鐵要產(chǎn)生676萬噸尾礦

6、和221.09萬噸高爐渣，合計897.09萬噸固廢，平均每噸鐵為2.99噸，我國每年鋼鐵產(chǎn)量為1億噸，此類固廢即可達(dá)3億噸左右。（若均以開采原礦計算） 其它資源的利用情況也大體如此。（2）生活活動生活活動所產(chǎn)生的固體廢物主要是指城市垃圾。在發(fā)達(dá)國家，由于城市化水平和消費水平較高，城市生活垃圾的增長十分迅速，如美國城市垃圾的排量已經(jīng)達(dá)到每年60億t，南朝鮮在其快速發(fā)展時期，生活垃圾的年增長率高達(dá)11%。我國處于高速發(fā)展階段，2019年底，我國城市已達(dá)668個，人口為3.76億，城市化水平30.9。目前全國城市人均年產(chǎn)生活垃圾約440kg，且以平均810的速度增長，而無害化處理率僅3。我國較發(fā)達(dá)地

7、區(qū)城市垃圾的增長速度更為驚人：廣州僅塑料垃圾90年為11噸日，現(xiàn)已達(dá)755噸日；北京93年城市垃圾431噸，95年達(dá)71萬噸，2000年550萬噸。目前，全國約70的城市為垃圾所包圍。垃圾堆存量已累計達(dá)60億t，占地約5億m2。隨著城市化進程的加快，到2020年我國城市化水平預(yù)計將達(dá)60，城市垃圾的排放總量也將達(dá)到一個新的更大值。近年來我國城市垃圾的增長情況見表1-1。國內(nèi)外一些主要城市的垃圾產(chǎn)生量見表1-2。表1-1 近年來我國城市垃圾的增長年份19871989199020192000垃圾量（108t）0.540.630.71.461.50表1-2 國內(nèi)外主要城市的垃圾產(chǎn)生量城市名稱東京紐約

8、巴黎北京武漢廣州垃圾量（104kg/日）3000240090012004003501.2.2 分類(classfaction) 分類方法 分類（1）分類方法 按不同的分類方法可有不同的分類，如：按組成：有機廢物(organic waste)，無機廢物（abio-waster ）按形態(tài)：固態(tài)廢物(solid waste )，泥狀廢物（earthy waste）按來源：工業(yè)固廢，礦業(yè)固廢，城市垃圾，農(nóng)業(yè)固廢，放射性固廢，有害固廢（六種）（2）分類 一般按來源分為6類工業(yè)廢物(industrial wastes)：冶金、交通、機械等；礦業(yè)廢物(mine wastes)：礦山、選冶，如廢石、尾礦；城市

9、垃圾(nunicipal wastes)：生活垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾；農(nóng)業(yè)廢棄物(agricultural wastes)：農(nóng)林、水產(chǎn)等；放射性廢物(radiological wastes)：放射性礦物、核工業(yè)等；有毒有害固廢(hazardous wastes)：除放射性廢物外，具有直接毒害，即具有毒性、易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性的廢物。如：醫(yī)藥廢物、木材防腐化學(xué)品、廢燃油、含Be（鈹）、As、Cd、Hg、Te、Tl、Pb及含氰、酚、醚、多氯苯、二惡英的廢物等 我國目前趨向于分為四類：城市生活垃圾，一般工業(yè)固廢（含礦業(yè)），有害固廢，其它固廢（含農(nóng)業(yè)）。放射性固廢因須專門管理，不包

10、括在內(nèi)。1.3 固體廢物的污染及其控制 污染途徑 污染危害 污染特點 污染控制1.3.1 污染途徑(pollution approach)固體廢物主要是通過污染氣、水、土壤來間接危害人類的。圖11為化學(xué)物質(zhì)型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of chemical solid wastes)。圖12為病原體型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of pathogenic solid wastes)。從污染途徑來看，固體廢物的危害不具有直接性，這也是固體廢物在很長時期沒有受到足夠重視的原因。圖1-1 化學(xué)物質(zhì)型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mo

11、de of chemical solid wastes)圖1-2 病原體型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of pathogenic solid wastes )1.3.2 污染危害(pollution hazard) 主要表現(xiàn)在五個方面： 侵占土地(catch trespassing on land) 污染土壤(pollution soil) 污染水體(pollution water bodies) 污染大氣(pollution atmosphere) 影響環(huán)境衛(wèi)生(archetypes environmental health)（1）侵占土地(catch trespa

12、ssing on land)我國工礦業(yè)固體廢物累計堆放量達(dá)60億噸，占地5萬多公頃。另據(jù)2019年全國環(huán)境狀況公報公布，我國已有三分之二的城市處于垃圾包圍之中，垃圾堆存占地累計達(dá)75萬畝。（2）污染土壤(pollution soil)主要通過淋濾作用和細(xì)菌分解進入土壤。70年代，美國的密蘇里州，將混有一種有機有毒化學(xué)污泥廢漬的瀝青鋪路，造成土壤中深達(dá)60cm的污染，致使大批牲畜死亡，人產(chǎn)生各種怪疾，后美國環(huán)保局花3300萬美元，買下該城鎮(zhèn)的全部地產(chǎn)，居民搬適，并給予賠償。(3) 污染水體(pollution water bodies)主要通過浸漬、滲濾作用與細(xì)菌分解作用進入水體。美國的羅芙運河

13、（Love Canal）事件19301953年，美國胡光化學(xué)工業(yè)公司在紐約州尼亞加拉瀑布附近的羅芙運河廢潭谷填埋了2800多噸桶裝有害固廢，1953年填平覆土，在上面興建了學(xué)校和住宅。1978年，由于大雨和融化的冰雪造成有害廢物外溢，以后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)井水變臭，嬰兒畸型，居民身患怪疾。檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該地區(qū)大氣中有害物濃度超標(biāo)500多倍，有毒物質(zhì)82種，致癌物質(zhì)11種。由此，總統(tǒng)頒布緊急法令，封閉住宅，關(guān)閉學(xué)校，居民全部遷居，撥款2700萬元補救治理。我國一家鐵合金廠其鉻渣堆場缺乏防滲措施，6價鉻污染了20多km2的地下水，致使7個村1800多眼井無法飲用，工廠先后花費7000萬元用于賠款和補

14、救。我國某錫礦：含砷廢渣長期堆放，滲濾污染水井，曾一次造成308人中毒，6人死亡。(4) 污染大氣(pollution atmosphere)主要通過漂逸擴散、焚燒處理進入大氣尾礦庫（壩）的揚塵，甚至能形成局部沙塵暴；固體廢物焚燒引起的二惡英污染。 (5) 影響環(huán)境衛(wèi)生(archetypes environmental health) 主要是感官污染并引起疾病傳播 1.3.3 固廢污染的特點固廢是各種污染的終態(tài)(final state)人們總有一種穩(wěn)定、滯呆的錯覺。具有潛在(latency)和長期的(extended)危害性在自然條件影響下，固廢中的有害成份會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，參與生態(tài)系統(tǒng)

15、的物質(zhì)循環(huán) 必須全過程管理(Integrated Management )由于固體廢物的上述特點，決定了從其產(chǎn)生運輸處理貯存處置的每一個環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生新的污染，因此必須全過程妥善管理。1.3.4 固體廢物的污染控制(pollution control) 主要從兩個方面：一是控制污染二是綜合利用(comprehensive utilization) 主要措施有四個：改革生產(chǎn)工藝 發(fā)展物質(zhì)再循環(huán)利用工藝 綜合利用進行無害化處理 （1）改革生產(chǎn)工藝包括3個方面采用無廢或少廢技術(shù)如苯胺生產(chǎn)，原采用鐵粉還原，產(chǎn)生2.5噸鐵泥噸產(chǎn)品，改用流化床氣相加氫工藝，固廢5kg噸產(chǎn)品。采用精料如：提高鐵精礦品位，

16、可降低溶劑和焦炭用量。實際上就減少了高爐渣的產(chǎn)生量。提高產(chǎn)品質(zhì)量延長使用壽命，減少固廢產(chǎn)生量。 （2）發(fā)展物質(zhì)再循環(huán)利用工藝(Materials recycling & utilization technology)固廢有“放錯地方的資源”之稱，將第一種產(chǎn)品的廢物作為第二種產(chǎn)品的原料，依次推之，既可減少固廢量，又達(dá)到了節(jié)約資源的目的。如火電廠建粉煤灰制品廠；煉鐵廠建礦渣水泥廠。 （3） 綜合利用(comprehensive utilization)硫鐵礦燒渣：可回收鐵，剩余部分主要含硅、鋁，可作建材制品；廢膠片：可回收銀廢催化劑：回收鉑（4）進行無害化(Detoxification)處理 經(jīng)焚

17、燒、熱解、氧化還原等處理，將固廢中的有害組分轉(zhuǎn)化為無害或達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。1.4 固體廢物的處理和處置方法 處理方法(processing method) 處置方法(disposition method)1.4.1 處理方法物理處理(physical treatment)不改變固廢的成分，僅改變固廢結(jié)構(gòu)的處理方法，如破碎，壓實，分選等；化學(xué)處理(chemical treatment)將固廢中的有害成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的處理方法，如氧化，還原，化學(xué)沉淀等；生物處理(biologic treatment)利用微生物分解固廢中的有機物使之達(dá)到無害的處理方法，如堆肥等；熱處理(heat treatment)采用

18、高溫破壞和改變固廢的組成和結(jié)構(gòu)，可同時達(dá)到減容，無害和熱利用的目的。如焚燒，熱解等；固化處理(curingprocess)采用固化基材將固廢固定或包覆以降低其危害的方法，如水泥固化，瀝青固化。1.4.2 固體廢物的處置方法 處置即最終處置，以解決固廢的最終歸宿，并且應(yīng)該是安全處置，方法有：海洋處置和陸地處置兩種：海洋處置(sea bed disposal)：深海投棄和海上焚燒陸地處置(disposal by land)：土地耕作，貯存，填埋等。15 控制固體廢物污染的技術(shù)政策我國的技術(shù)政策主要是“三化”，即資源化，無害化，減量化，并在相當(dāng)長的時間內(nèi)以無害化為主：我國技術(shù)政策的發(fā)展趨勢是：從無害

19、化走向資源化，資源化是以無害化為前提的，無害化和減量化則應(yīng)以資源化為條件。 無害化(Detoxification) 減量化 (Abatement) 資源化 (reclamation)（1）無害化(Detoxification) 經(jīng)各種處理后，達(dá)到不損害人體健康、不污染環(huán)境。所謂“害”，應(yīng)包括兩個方面的含義：一是對人和動物的直接危害，如傳播疾病，引起火災(zāi)等；二是對環(huán)境的危害，如占用土地，污染土壤，水體和空氣等。如有害固體廢物的固化處理即主要是一種無害化處理。（2）減量化(Abatement)通過適宜手段，使固廢的容積降到最低值。如采用破碎和壓實，壓縮比可達(dá)510。減量化也有兩層含義，以生產(chǎn)過程為

20、例:一是指生產(chǎn)過程的產(chǎn)生量（A），二是指向環(huán)境的排放量（B），當(dāng)資源化的回收利用率為零時，才有AB。當(dāng)資源化回收利用率（C）A，則BAC0（3）資源化(reclamation)天然資源是不可再生的一般，社會需要的最終產(chǎn)品僅為原料的2030，7080成為廢物。資源化的經(jīng)濟效益又是非常明顯的。資源化應(yīng)該遵循的三個原則大宗利用原則多用途開發(fā)原則高附加值產(chǎn)品原則經(jīng)濟效益明顯如美國的主要固廢資源化，年效益12億美元。我國廢金屬資源累計量已達(dá)6億多噸，可利用的為3500萬噸，價值220億元?；厥?噸廢紙可再造800kg紙，等于少砍17棵大樹，節(jié)約240kg純堿；回收1噸玻璃，可節(jié)約石英砂720kg，純堿2

21、50kg，長石粉60kg，煤10噸，電300度。（1）“大宗利用”原則固體廢物的產(chǎn)生量一般較大，以硫鐵礦渣為例，一般，當(dāng)采用硫鐵礦為原料時，生產(chǎn)1t硫酸約排放0.80.9t廢渣，若硫酸廠年產(chǎn)4萬t硫酸，燒渣的排放量可達(dá)3萬多t。無論開發(fā)什么產(chǎn)品，作為產(chǎn)品的原料其含量必須占有一定的比例才具有實際的意義。國家的有關(guān)政策規(guī)定，工業(yè)廢渣在產(chǎn)品原料中的利用率必須達(dá)到30%以上方能享受減免營業(yè)稅的優(yōu)惠政策。 （2）“多用途開發(fā)”原則隨著科學(xué)技術(shù)的進步，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來越快；并且，在市場化的進程中，即使某些產(chǎn)品具有長久的生命力，但市場的波動現(xiàn)象也在所難免，這也是二次資源開發(fā)利用研究中必須考慮的問題。只有對某種固體廢物進行多產(chǎn)品的開發(fā)，才能滿足市場的不同需求并適應(yīng)市場的變化；（3）“高附加值產(chǎn)品”原則固體廢物的處理與處置最初是基于環(huán)境因素的，由于資源的日益枯竭以及科技的發(fā)展,人們已經(jīng)有能力將其作為“二次資源”進行開發(fā)利用,并期望追求更高的經(jīng)濟利益和社會利益。盡可能開發(fā)高附加值產(chǎn)品，則在獲得環(huán)境效益和社會效益的同時，也可獲取較高的經(jīng)濟效益。 1.6 固體廢物的管理我國第一個專門性固體廢物管理標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)于1982年制定；作