固體廢物資源化課件

固體廢物資源化課件第一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五2.1固體廢物的壓實通過外力加壓于松散的固體廢物，以縮小其體積，使固體廢物變得密實的操作簡稱為壓實，又稱壓縮。壓實目的增大容重、減少固體廢物體積以便于裝卸和運輸，確保運輸安全與衛(wèi)生，降低運輸成本制取高密度惰性塊料，便于貯存、填埋或作為建筑材料使用。第二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五固體廢物的表觀體積固體顆粒體積（包括水分）空隙體積當對固體廢物實施壓實操作時：壓力，空隙體積，表現(xiàn)體積也隨之，而容重。一、壓實原理固體廢物經(jīng)過壓實處理后體積減少的程度叫壓縮比R：第三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五容重：固體廢物的干密度，用ρ表示。固體廢物顆粒重固體廢物中水分重固體廢物表觀體積固體廢物總重第四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五壓實的適用對象：主要適用于壓縮性能大而復原性小的物質(zhì)，如冰箱、洗衣機、紙箱、紙袋、纖維、廢金屬細絲等。

有些固體廢物如木頭、玻璃、金屬、塑料塊等本身已經(jīng)很密實的固體或是焦油、污泥等半固體廢物不宜作壓實處理。第五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五二、壓實設備：壓實器構造壓實單元：具有液壓或氣壓操作的壓頭，利用高壓使廢物致密化。容器單元：接受廢物并把廢物送入壓實單元移動式壓實器：帶有行駛輪或可在軌道上行駛的壓實器。固定式壓實器：只能定點使用的壓實器，為常見的壓實器。按是否運動分第六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五固定式壓實器大型工業(yè)壓縮機：可將汽車壓縮，每日可以壓縮數(shù)千噸垃圾，一般安裝在廢物轉運站、高層住宅垃圾滑道的底部以及其它需要壓實廢物的場合。小型家庭用壓實器：安裝在廚房下面，用于一些家庭生活垃圾的收集和壓實。第七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五固定式壓實器三向聯(lián)合壓實器水平壓實器：鋼制容器回轉式壓實器

圖2.1水平壓實器結構圖裝料室壓面破碎桿第八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五壓頭壓頭壓頭圖2.2三向聯(lián)合壓實器第九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五圖2.3回轉式壓實器壓頭壓頭壓頭第十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（b）鋼輪壓實機（a）高履帶壓實機圖2-4填埋場常用的移動式壓實機移動式壓實器，填埋場使用高履帶壓實機鋼輪壓實機第十一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五圖2.4城市垃圾壓縮處理工藝流程180～200℃瀝青浸漬池10s壓力為16～20MPa，壓縮比可達5：1第十二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五2.2固體廢物的破碎破碎:利用外力克服固體廢物質(zhì)點間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程，稱為破碎。一、破碎原理：（1）固體廢物破碎的難易程度：通常用機械強度或硬度來衡量。機械強度:指固體廢物抗破碎的阻力，通常用靜載下測定的抗壓強度為標準來衡量。第十三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五一般，抗壓強度大于250Mpa者稱為堅硬固體廢物40～250Mpa者稱為中硬固體廢物小于40Mpa者稱為軟固體廢物機械強度，破碎難度。廢物粒度，機械強度，破碎難度第十四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五硬度：指固體廢物抵抗外力機械侵入的能力。按廢物破碎時的性狀確定:按廢物在破碎時的性狀，固體廢物可分為最堅硬物料、堅硬物料、中硬物料和軟質(zhì)物料四種。硬度表示方法對照礦物硬度確定：礦物的硬度可按莫氏硬度分為十級，其軟硬排列順序如下：滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃玉石、剛玉和金剛石。第十五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（2）破碎方法干式破碎：通常所說的破碎濕式破碎：在大量水中的破碎機械能破碎：利用破碎工具如齒板、錘子、鋼球非機械能破碎：利用電能、熱能等，如低溫破碎、熱力破碎、減壓破碎及超聲波破碎干式破碎第十六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五(a)壓碎(b)劈碎(c)折斷(d)磨剝（e）沖擊破碎圖2-5常見的機械能破碎方法第十七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五循環(huán)用水斗式脫水提升機減速機電動機篩網(wǎng)有色金屬鐵漿液含紙垃圾轉子圖2-6濕式破碎機的構造原理圖第十八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五投入垃圾第一段篩網(wǎng)第二段刮板第三段I組II組

III組圖2-7半濕式破碎機構造原理圖破碎分選易碎物質(zhì)，如玻璃陶瓷加水破碎分選紙類物質(zhì)第十九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（3）破碎比和破碎段破碎比計算極限破碎比真實破碎比破碎段：固體廢物經(jīng)過不同的破碎機或磨碎機的次數(shù)。多次（段）破碎總破碎比計算：第二十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（4）破碎的四個基本工藝流程固體廢物破碎產(chǎn)物破碎篩下物破碎破碎產(chǎn)物固體廢物篩上物篩分（a）單純破碎工藝（b）帶預先篩分的破碎工藝第二十一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五破碎篩分篩上物固體廢物篩下物破碎產(chǎn)物破碎產(chǎn)物篩下物固體廢物破碎篩上物（c）帶檢查篩分破碎工藝（d）帶預先和檢查篩分破碎工藝第二十二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五二、常用的破碎設備（1）錘式破碎機可逆式：轉子可兩個方向轉動按轉子的轉動方向單轉子錘式破碎機（如圖）不可逆式：轉子只能一個方向轉動錘式、沖擊式、剪切、鄂式、輥式破碎機和粉磨機單轉子錘式破碎機：只有一個轉子雙轉子錘式破碎機：有兩個做相對運動回轉的轉子按轉子數(shù)目第二十三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五圖2.20單轉子錘式破碎機示意圖固體廢物破碎篩分篩上物破碎產(chǎn)物篩下物第二十四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五進料口破碎板破碎產(chǎn)物排出篩板錘頭錘頭銷軸錘頭輪主軸固體廢物破碎篩分篩上物破碎產(chǎn)物篩下物按破碎軸安裝方式臥軸錘式破碎機：水平軸式破碎機（如圖）立軸錘式破碎機第二十五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五大型廢物錘碎機：用于破碎廢汽車等粗大固體廢物。廢物先經(jīng)壓縮機壓縮，再給入錘碎機，轉子由大小兩種錘子組成，大錘子磨損后，改作小錘用，錘子鉸接懸掛在繞中心旋轉的轉子上做高速旋轉。轉子下方半周安裝有箅子篩板，篩板兩端安裝有固定反擊板，起二次破碎和剪切作用。破碎機本體小錘頭大錘頭壓縮給料機輸送器柵條切斷墊圈固體廢物破碎篩分篩上物破碎產(chǎn)物篩下物第二十六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五主要用于破碎家具、電視機、電冰箱、洗衣粉、廚房等大型廢物，破碎塊可達到50mm左右。該機設有旁路，不能破碎的廢物由旁路排出。格柵（a）普通錘式破碎機測量頭錘頭旁路固體廢物破碎篩分篩上物破碎產(chǎn)物篩下物旁路第二十七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五可使金屬切屑的松散體積減小3～8倍，便于運輸。錘子呈鉤形，對金屬切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。（b）金屬切屑破碎機襯板錘子篩條小門非破碎物收集區(qū)進料口彈簧第二十八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五細粒級產(chǎn)品出口風力分級機物料入口固體廢物雙轉子錘式破碎機具有兩個旋轉方向的轉子，轉子下方均裝有研磨板。廢物自右方給料口送入機內(nèi)，經(jīng)右方轉子破碎后顆粒排至左方破碎腔，再沿左方研磨板運動3/4圓周后，借風力排至上部的旋轉式風力分級板排出機外。該機破碎比可達30。第二十九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五一種新型高效破碎設備，它具有破碎比大、適應性廣，可以破碎中硬、軟、脆、韌性、纖維性廢物，且構造簡單、外形尺寸小、安全方便、易于維護（a）Universa型沖擊式破碎機研磨板板錘篩條沖擊板鏈幕固體廢物（2）、沖擊式破碎機第三十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（b）Hazemag型沖擊式破碎機固體廢物旋轉打擊刀排出口一級沖撞板（固定刀）二級沖撞板（固定刀）主要用于破碎家具、電視機、雜器等生活廢物第三十一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（3）剪切式破碎機靠一組固定刀與一組(或兩組)活動刀之間的剪切作用完成固體廢物的破碎過程。根據(jù)活動刀的運動方式回轉式往復式第三十二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五圖2.7往復式剪切機結構示意圖固定刀活動刀固定刀和活動刀交錯排列，通過下端活動鉸軸連接，尤似一把無柄剪刀。當呈開口狀態(tài)時，從側面看固定刀和活動刀呈V字形。固體廢物由上端給入，通過液壓裝置緩緩將活動刀推向固定刀，當V字形閉合時，廢物被擠壓破碎，破碎物大小約30cm。這種破碎機適合松散的片、條狀廢物的破碎。

第三十三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五由固定刀（1～2片）和旋轉刀（3～5片）組成。固體廢物給入料斗，依靠高速轉動的旋轉刀和固定刀之間的間隙擠壓和剪切破碎，破碎產(chǎn)品經(jīng)篩縫排出機外。該機的缺點是當混入硬度較大的雜物時，易發(fā)生操作事故。這種破碎機適合家庭生活垃圾的破碎。圖2.8所示為回轉式剪切機結構示意圖固體廢物破碎篩分篩上物破碎產(chǎn)物篩下物固體廢物固定刀旋轉刀篩網(wǎng)第三十四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五破碎機借助預壓機壓縮蓋的閉合將廢物壓碎，然后再經(jīng)剪切機剪斷，剪切長度可由推桿控制。固體廢物破碎產(chǎn)物破碎第三十五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（4）鄂式破碎機：有簡擺和復擺兩種。適用于堅硬和中硬物料的破碎。圖2.9簡單擺動顎式破碎機固體廢物破碎產(chǎn)物破碎機架破碎齒板可動鄂板心軸飛輪偏心軸連桿彈簧拉桿后推力板前推力板第三十六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五圖2.10復雜擺動顎式破碎機固體廢物破碎產(chǎn)物破碎機架可動鄂板固定鄂板破碎齒板飛輪肘板彈簧偏心轉動軸第三十七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（5）、輥式破碎機根據(jù)輥子的特點光輥破碎機：輥子表面光滑，可用于硬度較大的固體廢物的中碎與細碎齒輥破碎機：輥子表面有破碎齒牙，可用干脆性或粘性較大的廢物，也可用于堆肥物料的破碎齒輥破碎機，按齒輥數(shù)目單齒輥雙齒輥第三十八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五雙齒輥破碎機有兩個相對運動的齒輥。當兩齒輥相對運動時，輥面上的齒牙將廢物咬住并加以劈碎，破碎后產(chǎn)品隨齒輥轉動由下部排出。破碎產(chǎn)品粒度由兩齒輥的間隙大小決定。單齒輥破碎機有一旋轉的齒輥和一固定的弧形破碎板。破碎板和齒輥之間形成上寬下窄的破碎腔。大塊廢物在破碎腔上部被長齒劈碎，隨后繼續(xù)落在破碎腔下部進一步被齒輥軋碎，合格破碎產(chǎn)品從下部縫隙排出。固體廢物破碎產(chǎn)物破碎第三十九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（6）、粉磨機：主要有球磨機和自磨機筒體端蓋給料軸承大齒圈排料筒體由圓柱形筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動大齒圈組成。筒體內(nèi)裝有直徑25～150mm鋼球，裝入量為筒體有效容積的25%～50%。當筒體轉動時，在摩擦力、離心力和襯板共同作用下，鋼球和廢物被襯板提升。當提升到一定高度后，在鋼球和廢物本身重力作用下，產(chǎn)生自由瀉落和拋落，從而對筒體內(nèi)底角區(qū)廢物產(chǎn)生沖擊和研磨作用，使廢物粉碎。第四十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五自磨機又稱無介質(zhì)磨機，分干磨和濕磨兩種。干式自磨機由給料斗、短筒體、傳動部分和排料斗等組成。給料粒度一般300～400mm，一次磨細到0.1mm以下，粉碎比可達3000～4000，比球磨機等有介質(zhì)磨機大數(shù)十倍。磨剝區(qū)瀉落區(qū)瀑落區(qū)圖2.33干式自磨機的工作原理圖。第四十一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五2.3固體廢物的脫水脫水對象城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥脫水工業(yè)廢水處理廠產(chǎn)生的污泥脫水類似于污泥含水率的其它固體廢物的脫水第四十二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（1）以無機物為主要成分的無機泥渣或沉泥，如冶金、建材等工業(yè)廢水處理后的固體廢物。其特性是密度較大、含水率較低，易于脫水，但流動性較差，對設備和管道磨損嚴重。（2）以有機物為主要成分的有機泥渣或污泥。如紡織、造紙、食品等工業(yè)廢水和城市污水處理后的固體廢物，其特性是有機物含量高、容易腐敗發(fā)臭、密度較小、含水率較高，呈膠體結構，不易脫水，但流動性較好，便于用管道輸送。按所含成分的不同，需脫水處理的固體廢物分為兩大類:第四十三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五表4.1固體廢物常用的脫水方法及效果脫水方法脫水裝置脫水后含水率，%脫水后狀態(tài)濃縮脫水重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮95～97近似糊狀自然干化法自然干化場、曬砂場70～80泥餅狀機械脫水真空過濾真空轉鼓、真空轉盤等60～80泥餅狀壓力過濾板框壓濾機45～80泥餅狀滾壓過濾滾壓帶式壓濾機78～86泥餅狀離心過濾離心機80～85泥餅狀干燥法焚燒法各種干燥設備各種焚燒設備10～400～10粉狀、粒狀灰狀第四十四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五2.3.1濃縮脫水濃縮脫水主要是為了去除污泥中的間隙水，縮小污泥的體積，為污泥的輸送、消化、脫水、資源化利用等創(chuàng)造條件。濃縮后污泥含水率仍高達90%以上，可以用泵輸送。濃縮脫水方法重力濃縮，使用最廣、方法最簡便氣浮濃縮離心濃縮第四十五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五一、重力濃縮：其構筑物稱為濃縮池。按運行方式分連續(xù)式濃縮池：用于大中型污水處理廠。間隙式濃縮池：用于小型處理廠或工業(yè)企業(yè)的污水處理廠進泥排泥清液進泥排泥清液圖4.10間隙式濃縮池示意圖第四十六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五上清液溢流堰刮泥機排泥管中心進泥管攪動柵圖4.11帶刮泥機與攪動柵的連續(xù)式濃縮池結構示意圖第四十七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五排泥溢流進泥可升降的上清液排除管排泥進泥圖4.13多斗連續(xù)式濃縮池圖4.12多層輻射式濃縮池第四十八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五二、氣浮濃縮：氣浮池中進行溶氣罐污泥減壓閥進水室刮泥機氣浮池出水管浮渣排除澄清水排水壓縮空氣加壓泵圖4.14污泥氣浮濃縮流程第四十九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五馬達刮板清液進泥加壓回流水刮板加壓回流水沉泥排沉泥刮板刮板傳動鏈帶浮泥清液(a)圓形氣浮池(b)矩形氣浮池圖4.15氣浮池結構類型第五十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五三、離心濃縮離心分離設備：倒錐分離板型離心機、螺旋卸料離心機進泥離心后的液體轉動部件濃縮污泥齒輪箱驅(qū)動滑輪進泥濃縮污泥澄清液(a)倒錐分離板型離心機(b)螺旋卸料離心機第五十一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五2.3.2機械過濾脫水機械壓榨：靠機械壓縮作用的脫水方法主要方法通氣脫水：采取加壓或抽真空將濾層內(nèi)液體用空氣或蒸汽排除的方法離心脫水法：用離心力作為推動力除去料層內(nèi)液體的方法。機械脫水設備真空式：真空過濾脫水機加壓式：壓濾機離心式：離心脫水機第五十二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五濾布轉鼓傳送帶刮泥板脫水后濾餅真空抽濾機風機排液泵真空泵氣液分離器圖4.17轉鼓式真空抽濾機工作原理與操作系統(tǒng)脫水后泥渣含水率為75～80%

(1)真空抽濾機:主要用于初次沉淀污泥及消化污泥的脫水。第五十三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五(2)壓濾機間歇型：典型的為板框壓濾機連續(xù)型：典型的為帶式壓濾機進泥固定端板濾布濾板濾框可動端板濾液排出口圖4.20板框壓濾機的結構示意圖板框壓濾機操作壓力一般要求在4～8kg/cm2。濾餅含水率約為45～80%

第五十四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五4.20a對置滾壓式帶濾機混凝劑污泥混合槽濃縮段金屬絲網(wǎng)刮刀濾布濾液壓榨段滾壓軸第五十五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五混凝劑污泥混合槽金屬絲網(wǎng)刮刀滾壓軸濾布濾液壓榨段濃縮段4.20b水平滾壓式帶濾機第五十六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五重力脫水工序二次擠壓脫水工序一次擠壓脫水工序圖4.19三級皮帶壓濾機結構示意圖第五十七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五螺旋輸送器罩蓋變速箱分離液泥餅驅(qū)動輪空心軸污泥轉筒圖4.21臥式螺旋轉筒離心機的結構示意圖（3）離心機第五十八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五差動齒輪箱主螺旋輸送器內(nèi)部螺旋輸送器分離液室混凝劑入口污泥分離液出口污泥餅出口圖4.22圓錐形離心脫水機結構示意圖第五十九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五目的：排除固體廢物中的自由水和吸附水（去濕）的過程2.3.3干燥脫水對象：主要用于城市垃圾經(jīng)破碎、分選后的輕物料或是經(jīng)脫水處理后的污泥。當這些廢物后續(xù)資源化對廢物含水要求較高時，通常需要進行干燥脫水。干燥脫水的關鍵是干燥方法和設備。固體廢物干燥常用的干燥器有轉筒干燥器、循環(huán)履帶干燥器、流化床干燥器、噴撒干燥器等。第六十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五供料口彈簧填充或摩阻密封圈環(huán)行齒輪震擊器2號滾輪尾膛密封圈外殼尾膛排料口止推旋轉裝置提升螺旋片驅(qū)動裝置止推旋轉裝置1號滾輪螺旋推進片入口封頭圖4.23旋轉筒干燥器結構示意圖第六十一頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五脫水機皮帶運輸機排風機水廢氣處理裝置廢氣熱源裝置鼓風機帶式流化床干燥器溫度調(diào)節(jié)器鏈板式運輸機輸送桿成品倉圖2-36帶式流化床干燥示意圖第六十二頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五熱空氣流動方向廢物前進方向出料進料鼓風機干燥隧道排風機圖2-37隧道干燥器結構示意圖第六十三頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五濃縮池消化池真空脫水機離心脫水機加壓過濾污泥干燥裝置飼料、肥料水泥混合機掩埋流化床干燥器瀝青熱源2段爐多段爐加壓上浮濃縮池圖4.39污泥脫水綜合處理流程第六十四頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五2.4固體廢物的熱處理

利用熱物理方法改變固體廢物狀態(tài)的過程，廣泛用于固體廢物的預處理中。熱處理包括干燥脫水、熱分解、燒成、焙燒等。第六十五頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五一、固體廢物的熱分解

指晶體狀的固體廢物在較高溫度下脫除其中吸附水及結合水或同時脫除其他易揮發(fā)物質(zhì)的過程，它是無機固體廢物資源化的重要技術。（1）含高嶺石廢物的熱分解脫水第六十六頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（2）廢石膏分解脫水一種廣泛存在的化工廢渣。石膏脫除結構水的溫度較低，并被用來制取燒石膏。I型II型300～330℃60～150℃105～240℃III型105～194℃III型180～350℃600～1200℃第六十七頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（3）碳酸鹽的熱分解脫除揮發(fā)份第六十八頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五(4)硫酸鹽的熱分解脫除揮發(fā)份（5）其它物質(zhì)的熱分解脫除揮發(fā)份第六十九頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五（6）分解熔融某些硅酸鹽礦物，如尾礦，在高溫下熱解，易轉變成新的結晶礦物，同時產(chǎn)生具有補充組分的液相。這些高溫變化、高溫液相的生成，對固體廢物生產(chǎn)陶瓷、耐火材料、玻璃、鑄石等高溫材料具有重要作用第七十頁，共八十一頁，編輯于2023年，星期五焙燒溫度<被焙燒固體廢物的熔點目的：改變廢物的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)，以便于后續(xù)的資源化利用。焙燒后的產(chǎn)品稱為焙砂。二、固體廢物的焙燒第