環(huán)境概論-5固體污染

環(huán)境概論東北大學(xué)石忠寧/znshi2012年9月-11月

第五章固體污染物第一節(jié)固體污染物來源第二節(jié)固體污染物對環(huán)境的污染及其控制第三節(jié)固體廢物處理技術(shù)第四節(jié)固體廢物綜合利用第一節(jié)固體污染物來源固體廢棄物是指在社會生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等一系列過程中產(chǎn)生的一般不再具有進(jìn)一步使用價(jià)值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀存在的物質(zhì)固體顆粒、垃圾、爐渣、廢制品、破損器皿、殘次品、動物尸體、變質(zhì)食品、污泥、人畜糞便易燃易爆、易氧化、毒性、腐蝕性、易傳染疾病等成為危險(xiǎn)廢物廢物是相對的：放錯地方的原料其危害主要有侵占土地污染土壤、水體及大氣影響環(huán)境衛(wèi)生有害廢物具有毒性、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性和放射性來源土產(chǎn)廢物：生產(chǎn)過程中產(chǎn)生生活廢物：產(chǎn)品進(jìn)入市場后在流動、消費(fèi)過程中產(chǎn)生城市生活垃圾年平均增長率美國5%歐盟2-5%韓國11%中國5-6%英國15年就翻番日本10年翻番簡介化學(xué)成分：有機(jī)廢物、無機(jī)廢物形狀：固體廢物、泥狀廢物危害狀況：有害廢物、一般廢物來源：工業(yè)廢棄物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)固體廢棄物固體廢物廢棄物無害化、資源化、減量化，變廢為寶，凈化環(huán)境簡單堆放法圍海造地法堆肥處置法焚燒處置法衛(wèi)生填埋法表1廢物類型及來源分類來源主要組成物礦山廢物礦山選冶廠廢石、尾礦、金屬、廢木、磚瓦、水泥、沙石等工業(yè)廢物冶金、交通、機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)工業(yè)金屬、礦渣、沙石、模型、芯、陶瓷邊角料，涂料、管道、絕熱絕緣材料、粘接劑、廢木、橡膠、煙塵、廢舊建材煤炭礦石、木材、金屬、煤矸石食品加工肉類、谷類、果類、蔬菜、煙草橡膠、皮革、塑料工業(yè)橡膠、皮革、塑料、布、線、纖維、染料、金屬等造紙、木材、印刷刨花、鋸木、碎木、化學(xué)藥劑、金屬填料、塑料及其填料石油化工化學(xué)藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈、石棉、涂料電器、儀器、儀表金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學(xué)藥劑、研磨料、陶瓷、絕緣料紡織服裝工業(yè)布頭、纖維、橡膠、塑料、金屬建筑材料金屬、水泥、粘土、陶瓷、石棉、石膏、沙石、紙張、纖維電力工業(yè)爐渣、粉煤灰、煙灰城市垃圾居民生活食物垃圾、紙屑、布料、庭院植物修剪物、金屬、玻璃、塑料、陶瓷、燃料、灰渣、碎磚瓦、廢器具、糞便、雜品商業(yè)機(jī)關(guān)管道、碎磚瓦、瀝青、建筑材料、廢舊汽車、廢電器、廢器具、易燃易爆、放射物及居民生活欄內(nèi)廢物市政維護(hù)、管理部門碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥、臟土農(nóng)業(yè)廢物農(nóng)林稻草、秸稈、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕、落葉、廢塑料、廢料、農(nóng)藥水產(chǎn)腥臭死禽畜、腐爛魚蝦貝類、水產(chǎn)加工污泥有害廢物核工業(yè)、放射性醫(yī)療、科研單位金屬、含放射性廢渣、粉塵、污泥器具、勞保用品、建筑材料等其他有關(guān)單位含有易燃易爆、有毒有害物、反應(yīng)性、傳染性固體物1981年一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家固體廢棄物產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表21981年一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家固體廢物產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)英國法國荷蘭比利時(shí)意大利瑞典芬蘭日本前聯(lián)邦德國美國城市垃圾20.0012.505.202.6021.002.501.1035.0020.00150.00工業(yè)廢物45.0016.002.001.0019.002.00－－――13.0060.00污泥――8.001.00――――――――125.007.00――有害廢物5.002.001.00――――――0.40――3.0057.00爐灰12.00――――――――――――――13.00――礦業(yè)廢物60.0042.00――――――――――――80.001890.00建筑廢物3.00――6.50――――――0.3075.0096.00――農(nóng)業(yè)廢物250.00220.001.00――130.0032.00――44.00260.00660.00表3我國工業(yè)固體廢物生產(chǎn)量發(fā)展趨勢（1981－2000年）年份19811985198719952000工業(yè)固廢（104t）3766046150529206142069350表4我國2000年6大類再生資源產(chǎn)生量預(yù)測數(shù)據(jù)（單位：104t）廢鋼鐵廢有色金屬廢橡膠廢塑料廢紙廢玻璃4150-4300100-20085-92230-2806501040三、固體廢物的分類

按來源分類：

工業(yè)固體廢物農(nóng)業(yè)固體廢物城市固體廢物放射性固體廢物有害固體廢物冶金工業(yè)：高爐渣、有色金屬冶金渣、赤泥礦業(yè)工業(yè)：廢石、尾礦能源工業(yè)：粉煤灰、爐渣、煙道灰、煤矸石、油泥、焦油、頁巖渣化學(xué)工業(yè)：硫鐵礦渣、酸渣、堿渣、鹽泥輕工業(yè)：食品、造紙、印刷、紡織印染等污泥生活垃圾、城建渣土、商業(yè)固體廢物、糞便第二節(jié)固體廢物的污染及其控制一、固體廢物污染途徑

固體廢物特別是有害固體廢物，處理處置不當(dāng)，能通過不同途徑危害人體健康。通常，工礦業(yè)固體廢物所含化學(xué)成分能形成化學(xué)物質(zhì)型污染，人畜糞便和生活垃圾是各種病源微生物的孽生地和繁殖場，能形成病源體型污染。固體廢棄物堆存填埋（地表層，深層）地下水飲用接觸進(jìn)入江湖等地下水廢水處理地水生動植物食用水生動植物污泥廢料、改良土壤污水處理廠污泥焚燒處理塵埃直接接觸大氣肺皮膚懸浮大氣顆粒食用植物飼料肉、奶人類食品人類疾病固體廢物污染途徑圖1固體廢物污染途徑二、固體廢物污染危害

侵占土地1萬噸廢渣占地0.067公頃，我國固體廢棄物堆存量超過65億噸，占地560公頃。污染土壤有害成分浸入土壤，植物含量超標(biāo)，如Pb、Cd污染水體隨天然降水進(jìn)入江河湖泊滲入土壤進(jìn)入地下水小顆粒隨風(fēng)飄揚(yáng)進(jìn)入水體污染大氣溫度變化和蒸發(fā)、升華釋放有害氣體顆粒飄揚(yáng)，粉塵污染廢物運(yùn)輸產(chǎn)生有害塵埃影響環(huán)境衛(wèi)生影響市容、景觀燈三、固體廢物污染控制

固體廢物它們往往是許多污染成分的終極狀態(tài)。一些有害氣體或飄塵，通過治理，最終富集成為廢渣，一些有害溶質(zhì)和懸浮物，通過治理，最終被分離出來成為污泥或殘?jiān)?，一些含重金屬的可燃固體廢物，通過焚燒處理，有害金屬濃集于灰燼中。這些“終態(tài)”物質(zhì)中的有害成分，在長期的自然因素作用下，又會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，故又成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭”。固體廢物這一污染“源頭”和“終態(tài)”特性告訴我們，控制“源頭”、處理好“終態(tài)物”是固體廢物污染控制的關(guān)鍵。

固體廢物污染控制需從兩方面著手，一是防治固體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。改革生產(chǎn)工藝進(jìn)行無害化處理與處置進(jìn)行綜合利用發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝采用無廢或少廢技術(shù)采用精料提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命四、控制固體廢物污染的技術(shù)政策無害化垃圾焚燒衛(wèi)生填埋堆肥糞便厭氧發(fā)酵減量化減少數(shù)量、容積資源化技術(shù)可行就近利用我國控制固體廢物污染技術(shù)政策的產(chǎn)生我國固體廢物污染控制工作起步較晚，開始于80年代初期。由于技術(shù)力量和經(jīng)濟(jì)力有限，近期內(nèi)還不可能在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)“資源化”。我國于80年代中期提出了以“資源化”、“無害化”、“減量化”作為控制固體廢物污染的技術(shù)政策，并確定今后較長一段時(shí)間內(nèi)應(yīng)以“無害化”為主。我國固體廢物處理利用的發(fā)展趨勢必然是從“無害化”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”基本任務(wù)：將固體廢物通過工程處理，達(dá)到不損害人體健康，不污染周圍的自然環(huán)境(包括原生環(huán)境與次生環(huán)境)。處理工程：垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、糞便的厭氧發(fā)酵，有害廢物的熱處理和解毒處理等?！皽p量化”

基本任務(wù)：通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積。實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略固體廢物進(jìn)行處理利用

減少固體廢物的產(chǎn)生“資源化”

基本任務(wù):采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源特點(diǎn):保護(hù)和延長原生資源壽命，保證資源永續(xù)，節(jié)省投資，降低成本，減少環(huán)境污染，保持生態(tài)平衡原則：技術(shù)是可行的；經(jīng)濟(jì)效益比較好，有較強(qiáng)的生命力，廢物在排放源就近利用可以節(jié)省貯放、運(yùn)輸?shù)冗^程的投資，“資源化”產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第三節(jié)固體廢物處理處置方法一、預(yù)處理技術(shù)二、分選技術(shù)三、脫水技術(shù)四、生物處理技術(shù)五、焚燒處理技術(shù)六、熱解處理技術(shù)七、危險(xiǎn)固化及化學(xué)處理技術(shù)八、固體廢物處置技術(shù)

物理處理化學(xué)處理生物處理熱處理固化處理物理處理：通過濃縮或相變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，使之成為便于運(yùn)輸、貯存、利用或處置的形態(tài)。

化學(xué)處理：采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分從而達(dá)到無害化，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變成為適于進(jìn)一步處理、處置的形態(tài)。

生物處理：利用微生物分解固體廢物中可降解的有機(jī)物，從而達(dá)到無害化或綜合利用。

熱處理：通過高溫破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時(shí)達(dá)到減容、無害化或綜合利用的目的。熱處理方法包括焚化、熱解、濕式氧化以及焙燒、燒結(jié)等。固化處理：采用固化基材將廢物固定或包覆起來以降低其對環(huán)境的危害，因而能較安全地運(yùn)輸和處置的一種處理過程。

一、預(yù)處理技術(shù)收運(yùn)工廠有堆場零星、分散由廢舊物資系統(tǒng)收集壓實(shí)減少體積、運(yùn)輸費(fèi)用焦油、污泥或半固半液物料不壓實(shí)破碎進(jìn)入焚燒爐、填埋場、堆肥系統(tǒng)等廢物需要破碎處理物理破碎低溫冷凍破碎超聲波破碎機(jī)械破碎擠壓劈裂彎曲沖擊磨剝剪切破碎：利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。破碎目的：（1）使固體廢物的容積減小，便于運(yùn)輸和貯存。（2）為固體廢物的分選提供所要求的入選粒度，以便有效地?fù)]手固體廢物中某種成分。（3）使固體廢物的比表面積增加，提高焚燒、熱分解熔融等作業(yè)的穩(wěn)定性和熱效性。（4）為固體廢物的下一步加工作準(zhǔn)備。（5）用破碎后的生活垃圾進(jìn)行填埋處置時(shí)，壓實(shí)密度高而均勻，可以加快復(fù)土還原。（6）防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設(shè)備或爐膛。壓實(shí)目的及操作原理

壓實(shí)亦稱壓縮，即是利用機(jī)械的方法增加固體廢物的聚集程度，增大容重和減小體積，便于裝卸、運(yùn)輸、貯存和填埋。固體廢物中適合壓實(shí)處理的主要是壓縮性能大而復(fù)原性小的物質(zhì)，液態(tài)廢物不宜作壓縮處理。壓實(shí)的原理主要是減少空隙率，將空氣壓掉。如若采用高壓壓實(shí)，除減少空隙外，在分子之間可能產(chǎn)生晶格的破壞使物質(zhì)變性。

固體廢物壓實(shí)器構(gòu)造：容器單元和壓實(shí)單元二部分類別：固定和移動容器單元接受廢物，壓實(shí)單元具有液壓或氣壓操作的壓頭，利用高壓使廢物致密化。移動式壓實(shí)器一般安裝在收集垃圾車上，接受廢物后即行壓縮，隨后送往處置場地。固定式壓實(shí)器一般設(shè)在廢物轉(zhuǎn)運(yùn)站、高層住宅垃圾滑道的底部，以及需要壓實(shí)廢物的場合。

二、分選技術(shù)將固體廢物中的有用資源或者不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采用人工或機(jī)械的方法分門別列分離出來。是資源化的基礎(chǔ)，主要根據(jù)各物質(zhì)之間粒度、磁性、電性、光學(xué)性、摩擦性及表面濕潤性的差異不同而進(jìn)行。手工分選適用于廢物產(chǎn)原地、收集站、處理中心、轉(zhuǎn)運(yùn)站或處置場危險(xiǎn)性、有毒有害物許手工分選機(jī)械分選一般至少經(jīng)過破碎固體廢物分選機(jī)滾筒式水力篩分機(jī)帶式磁選機(jī)表5分選技術(shù)與應(yīng)用分選技術(shù)分選物料預(yù)處理要求應(yīng)用場合手工廢紙、鋼鐵銅鋁等廢舊金屬、木材不需要商業(yè)、工業(yè)與家庭垃圾站分揀紙張、金屬、木材等篩選玻璃、粗細(xì)骨料可不予處理、或先破碎后分選不同粒度等級物料風(fēng)選廢報(bào)紙、皺紋紙等可燃物不需要輕組分中可燃物或種族分鐘的金屬玻璃分選浮選無機(jī)有用成分破碎、漿化細(xì)小有用組分分選光選玻璃類破碎、風(fēng)選從不透明廢物中分離玻璃會有色玻璃磁選鐵金屬類破碎、風(fēng)選大規(guī)模用于工業(yè)固體廢物和城市垃圾分選重介質(zhì)分選鋁及其他非鐵金屬破碎、風(fēng)選通過調(diào)整重介質(zhì)的密度、分離多種金屬、沒重金屬需一組介質(zhì)分離單元靜電分選玻璃粉煤灰破碎、風(fēng)選、篩選含鉛和玻璃廢物的分選或從粉煤灰中分選除煤炭分選方法簡介篩選利用顆粒尺寸不同分選設(shè)備：固定篩、滾筒篩、振動篩風(fēng)選用氣流將不同密度、粒度的顆粒分選分選水平氣流風(fēng)力分選機(jī)和上升氣流風(fēng)選機(jī)浮選加入浮選藥劑并通入空氣形成小氣泡，將待選物粘附在氣泡上上浮到液面分離回收（疏水性強(qiáng)的容易沾附在氣泡上達(dá)到分離目的）浮選機(jī)可分為捕收劑（黃藥、油酸、脂肪烷烴和環(huán)烷烴等，使疏水性增強(qiáng)）、起泡劑（表面活性劑，作用于水-汽界面使其界面張力降低，使空氣在料漿中彌散）、調(diào)節(jié)劑（活化劑、抑制劑、介質(zhì)調(diào)整劑等）可用于從粉煤灰中回收碳，煤矸石中回收硫鐵礦，焚燒爐灰渣回收金屬磁選電選高壓電場中的電性差異實(shí)現(xiàn)分離，用于分離半導(dǎo)體和非導(dǎo)電體，塑料、橡膠、纖維分離效果99-100%其他分選法摩擦與彈跳、光電、渦電分選摩擦與彈跳：各組分摩擦系數(shù)和碰撞稀疏差異，在斜面運(yùn)動與斜面碰撞彈跳是產(chǎn)生不同運(yùn)動速度和彈跳軌跡光電分選：物質(zhì)表面反光特性不同，可用于從城市垃圾中分離橡膠、塑料、金屬等渦電流：固體廢物（非磁金屬）通過交變磁場，由電阻、導(dǎo)磁率、磁密度變化差異是金屬分離機(jī)械攪拌式浮選機(jī)城市垃圾分選回收工藝系統(tǒng)格篩雙層振動篩磁選機(jī)破碎機(jī)磁選機(jī)雙層振動篩擊碎機(jī)磁選機(jī)破碎機(jī)鋼渣渣鋼規(guī)格渣>300mm>100mm>20mm鋼渣機(jī)械破碎回收渣鋼工藝系統(tǒng)三、固體廢物脫水處理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糊狀自然干化脫水自然干化場、曬沙場70-80餅狀機(jī)械脫水真空過濾真空轉(zhuǎn)股、真空轉(zhuǎn)盤60-80餅狀滾壓過濾滾壓帶式過濾機(jī)78-86餅狀壓力過濾板框壓濾機(jī)45-80餅狀離心過濾離心機(jī)80-85干燥法脫水干燥設(shè)備10-40粉狀粒狀焚燒法脫水焚燒爐0-10灰狀四、固體廢物生物處理自然界中許多微生物具有氧化、分解有機(jī)固體廢物的能力，利用微生物這種能力可降解有機(jī)廢物。達(dá)到無害化、資源化。一般將大分子有機(jī)物或者中間代謝產(chǎn)物，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、脂肪酸等分解。根據(jù)對氧氣的需求作用，分為好氧和厭氧微生物處理兩類。好氧微生物處理-好氧堆肥

在好氧條件下，通過微生物作用達(dá)到穩(wěn)定化（病原性微生物失活、有機(jī)物分解以及腐殖質(zhì)生成過程），轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣谕寥栏牧疾ψ魑锷L有益的有機(jī)物的過程。又稱好氧發(fā)酵或堆肥化，該過程具有保護(hù)環(huán)境和資源利用雙功能。厭氧微生物處理-好氧堆肥

在厭氧條件下，通過微生物代謝活動達(dá)到穩(wěn)定化，伴有CH4和CO2產(chǎn)生液化產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷

依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進(jìn)可被微生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。堆肥：深褐色、質(zhì)地松散、有泥土味的物質(zhì)。這種物質(zhì)的養(yǎng)料價(jià)值不高，但卻是一種極好的土壤調(diào)節(jié)劑和改良劑，其主要成分是腐殖質(zhì)。堆肥化好氧堆肥特點(diǎn)：高溫堆肥（一般在50-60℃，極限可達(dá)80-90℃）堆制升溫高溫降溫腐熟1-2d50-60℃中溫菌嗜熱菌中溫菌寄生蟲和病原菌被殺死30-40℃一次發(fā)酵二次發(fā)酵好氧堆肥好氧堆肥環(huán)境溫度：對二次發(fā)酵的影響大有機(jī)質(zhì)含量：20-80%為宜。太低，升溫慢，太高，供氧不足（發(fā)臭）水分：50-60%為宜。過高，氧不足碳氮比：初始30-35：1為宜。過高，缺氮，周期長，過低，氮損失。碳磷比：75-150為宜。酸堿度：中性或弱堿性。通風(fēng)供氧：動力供氧影響堆肥的因素有機(jī)分解反應(yīng)：(CxHyOz)+O2→簡單無機(jī)物（CO2+H2O）+能量(CsHtNuOv·aH2O)+O2→CwHxNyOz·cH2O(堆肥)CO2+H2O+NH3

+能量微生物細(xì)胞質(zhì)合成：n(CxHyOf)+NH3)+O2→C5H7NO2(細(xì)胞質(zhì))+CO2+H2O

+能量微生物細(xì)胞質(zhì)氧化分解：C5H7NO2(細(xì)胞質(zhì))+5O2→5CO2+2H2O

+NH3+能量好氧堆肥菌類特征好氧堆肥立式堆肥發(fā)酵塔臥式堆肥發(fā)酵滾筒簡倉式堆肥發(fā)酵倉箱式堆肥發(fā)酵池堆肥發(fā)酵裝置5-8天完成一次發(fā)酵立式堆肥發(fā)酵塔臥式堆肥發(fā)酵滾筒箱式堆肥發(fā)酵池厭氧堆肥在無氧條件下，借厭氧微生物的作用，將有機(jī)廢棄物（包括城市垃圾、人畜糞便、植物秸稈、污水處理廠的剩余污泥等）進(jìn)行厭氧發(fā)酵，制成有機(jī)肥料，使固體廢棄物無害化的過程。特點(diǎn)為：1）堆置方式與好氧堆肥法相同2）堆內(nèi)不設(shè)通氣系統(tǒng)，堆溫低，腐熟及無害化所需時(shí)間較長3）簡便、省工4）封堆后1個月左右翻堆1次環(huán)境溫度：影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，T越高，產(chǎn)氣量越高原料配比：厭氧發(fā)酵的碳氮比20-30:1為宜酸堿度：對甲烷菌6.8-7.5為宜，pH過低CO2增加，水溶性有機(jī)酸和H2S增多。攪拌：可以使H2S、NH3、CH4迅速排出影響厭氧發(fā)酵因素纖維素淀粉脂肪和蛋白質(zhì)等單糖活二塘肽和氨基酸脂肪酸甘油低級揮發(fā)性脂肪醇中性化合物CO2H2CH4甲醇甲酸乙酸CH4CO2等甲烷細(xì)菌醋酸分解菌發(fā)酵細(xì)菌液化階段產(chǎn)酸階段產(chǎn)甲烷階段厭氧發(fā)酵處理技術(shù)五、焚燒處理技術(shù)供熱（小規(guī)模處理廠，日處理量小于100噸）余熱發(fā)電熱電聯(lián)供焚燒是一種固體廢物高溫處理工藝，在900-1100oC的焚燒爐內(nèi)，廢物中的有機(jī)或部分無機(jī)成分（被充分氧化，留下金屬組分成為熔渣排出，使廢物減容并穩(wěn)定。可燃無機(jī)物(如煤矸石）、有毒有害有機(jī)物（醫(yī)院帶菌性廢物）、石油化工廠塑料廠的含毒性中間副產(chǎn)品和焦?fàn)顝U渣。固體廢物焚燒的的另一目的是利用焚燒產(chǎn)生的熱量，用于：流化床焚燒爐及系統(tǒng)流化床燃燒的概念與特點(diǎn)流態(tài)化與循環(huán)床的概念

在任一高度的靜壓近似等于在此高度上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量，這與液柱完全一樣。無論床層如何傾斜，床表面基本保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀。床內(nèi)固體顆粒可以像液體一樣，從底部或側(cè)面的孔口中排出。密度大于床層表觀密度的物體在床內(nèi)會下沉，密度小的物體會浮在床面上。床內(nèi)顆?；旌狭己茫?dāng)加熱床層時(shí)整個床層的溫度和成分基本上均勻。構(gòu)造循環(huán)流化床鍋爐可分為兩部分第一部分由以下各部件組成爐膛或快速流化床氣固分離設(shè)備物料循環(huán)設(shè)備第二部分就是對流煙道過熱器省煤器空氣預(yù)熱器．大型燃煤循環(huán)床鍋爐有的還布置再熱器，煙氣的余熱就在對流煙道中被吸收，循環(huán)流化床鍋爐的部件還有排渣設(shè)備、給料設(shè)備和顆粒分級設(shè)備。燃燒溫度880-1050℃在該溫度下部不會熔化；脫硫反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度為850℃左右：在該溫度下垃圾中的堿金屬不會升華，這樣就可降低鍋爐受熱面上的結(jié)渣；燃燒空氣中氮不會大量轉(zhuǎn)化成NO。

流化床焚燒技術(shù)自英國1874年建成第一座城市垃圾焚燒廠以來，目前世界上有2000多座現(xiàn)代化垃圾焚燒工廠，日本300多座，美國200多座，歐洲進(jìn)200座，國內(nèi)浙江、深圳等僅有相類似工廠。

垃圾焚燒的污染-二惡英

多氯二苯并-對-二惡英polychlorinateddibenzo-p-dioxin簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃polychlorinateddibenzofuran（簡稱PCDFs），分子式C12H4Cl4O2它的毒性十分大，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世紀(jì)之毒”之稱。二惡英中以2，3，7，8-四氯-二苯并-對-二惡英（2，3，7，8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,2，3，7，8-TCDD)的毒性最強(qiáng)，只要一盎司（28.35克），就可以殺死100萬人，相當(dāng)于氰化鉀（KCN）的1000倍，這是迄今為止化合物中毒性最大且含有多種毒性的物質(zhì)之一，因此對它研究也最多。主要的污染源是化工冶金工業(yè)、垃圾焚燒、造紙以及生產(chǎn)殺蟲劑等產(chǎn)業(yè)城市工業(yè)垃圾焚燒過程中二惡英的形成機(jī)制仍在研究之中。目前認(rèn)為主要有三種途徑：（1）在對氯乙烯等含氯塑料的焚燒過程中，焚燒溫度低于800℃，含氯垃圾不完全燃燒，極易生成二惡英。燃燒后形成氯苯，后者成為二惡英合成的前體；（2）其他含氯、含碳物質(zhì)如紙張、木制品、食物殘?jiān)冉?jīng)過銅銅、鈷等金屬離子的催化作用不經(jīng)氯苯生成二惡英。（3）在制造包括農(nóng)藥在內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，尤其是氯系化學(xué)物質(zhì),象殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、落葉劑（美軍用于越戰(zhàn)）、多氯聯(lián)苯等產(chǎn)品的過程中派生。其他污染物熱解燃燒過程中集中污染物的釋放特性CO的釋放特性NOX的釋放特性表6垃圾焚燒產(chǎn)生污染物的種類及來源類別污染物名稱污染物來源塵顆粒物垃圾中一小部分質(zhì)小體輕的不可燃物再氣流及熱泳力的作用下排出焚燒爐酸性氣體氯化氫來源于垃圾中含氯廢物的分解，如含氯塑料、廚余（含有大量氯化鈉）紙、布等硫氧化物含硫垃圾的高溫氧化過程氮氧化物在高溫條件下，來源于焚燒過程中氮?dú)夂脱鯕獾难趸磻?yīng)；另一部分產(chǎn)生于含氮有機(jī)物的燃燒氟化氫與氯化氫類似一氧化碳垃圾中有機(jī)可燃物不完全燃燒重金屬類Hg、Pb、Cr、Cu、Mg、Zn、Ca、Cr和As及它們的化合物垃圾所含重金屬及其化合物的蒸發(fā)有機(jī)類二噁英、呋喃其他有機(jī)物，如PCBs產(chǎn)生機(jī)理極為復(fù)雜，伴隨多種化學(xué)反應(yīng)。首先形成反應(yīng)產(chǎn)物的中間體即前驅(qū)物質(zhì)，最后形成終產(chǎn)物六、固體廢物的熱解處理技術(shù)熱解技術(shù)最早用于煤干餾、重油和煤炭氣化，現(xiàn)在開始用于固體廢物資源化處理，該方法工業(yè)上叫干餾，就是利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或者缺氧的條件下使有機(jī)物受熱分解成分子量小的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)的過程。有機(jī)固體廢物+熱量→可燃性氣體+液態(tài)油+固體燃料+爐渣可燃?xì)鉃镃1-5烴類、H2和CO氣體液態(tài)油為C25類烴、乙酸、丙酮、甲醇等固體燃料為含碳和聚合高分子的含碳物爐渣含碳量也高，有一定熱值影響熱解因素溫度、加熱速率、反應(yīng)時(shí)間熱解設(shè)備固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、回轉(zhuǎn)爐、雙塔循環(huán)熱解反應(yīng)器七、危險(xiǎn)固體廢物的化學(xué)處理技術(shù)固化技術(shù)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)對環(huán)境造成嚴(yán)重后果的有毒有害物，通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的惰性的組分。常見的有固化技術(shù)和藥劑穩(wěn)定技術(shù)水泥固化：處理含重金屬污泥石灰固化：處理含硫酸鹽、亞硫酸鹽類泥渣熱塑料固化：熱塑料作固化劑，處理瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丁二烯有機(jī)物聚合固化：自膠結(jié)固化：硫酸鹽、亞硫酸鹽煅燒玻璃固化：處理重金屬污泥中和沉淀氧化八、固體廢物處置方法

固體廢物處置是指最終處置或安全處置，是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問題。有海洋處置和陸地處置兩種海洋處置深海投棄：處理放射性廢物及含重金屬有害物海上焚燒：處理各種含氯有機(jī)廢料陸地處置土地耕作：能改善土壤肥力的廢料衛(wèi)生土地填埋:工程庫或貯留池貯存安全土地填埋深井灌注處置區(qū)在應(yīng)用水源之下不透水巖層隔開足夠容量、滲透性、與廢物相容安全填埋場結(jié)構(gòu)表7深圳下坪垃圾填埋場滲濾液的成分及含量項(xiàng)目前5年5年后范圍/(mg/L)典型/(mg/L)范圍/(mg/L)典型/(mg/L)COD/(mg/L)BOD5/(mg/L)NH3-N/(mg/L)TP/(mg/L)SS/(mg/L)pH堿度20000～6000010000～36000400～150010～701000～60005.6～73000～6000350000150001000303500640003000～200001000～10000500～100010～30100～30006.5～7.5600～400010000400060020100072000表8

法國Limany的SARP工業(yè)區(qū)垃圾填埋場滲濾液的組成及含量項(xiàng)目初始濃度/(mg/L)項(xiàng)目初始濃度/(mg/L)干萃取物SMpHCODBOD5TOC磷酸鹽TKNNH+4CN-酚類AOX70.67087.1394619107174.414541434＜0.11.211.2鹽類AgCdCrCoCuFeMnNiPbZnHg43300.40.10.21.00.39.40.30.81.11.123對土壤重金屬含量的影響采樣點(diǎn)樣號CuZnCdPb距垃圾填埋處100m以內(nèi)的土壤1234平均58.537.544.036.044.1159178107.5182.5156.80.650.550.500.650.5955.268.466.061.862.9距垃圾填埋處1km以外的土壤1234平均21.025.518.122.421.877.569.571.5131.087.40.060.080.050.100.0752.036.141.058.446.9表9上莊垃圾填埋場周圍土壤重金屬含量測定結(jié)果/(mg/kg)第四節(jié)固體廢物綜合利用一、工業(yè)固體廢物的綜合利用高爐渣粉煤灰鋼渣礦業(yè)尾礦化工固體廢物綜合利用二、城市垃圾的綜合利用填埋法焚燒法堆肥法三、農(nóng)業(yè)固體廢物-秸稈綜合利用秸稈還田利用秸稈制炭秸稈厭氧沼氣一、工業(yè)固體廢物的綜合利用－高爐渣高爐渣是煉鐵過程有脈石、燃料中灰分和助溶劑（石灰石）等爐料中的非揮發(fā)組分形成的廢物。排出率與礦石品位有關(guān)，我國冶煉1噸生鐵月產(chǎn)生0.6-0.7噸高爐渣。高爐渣利用技術(shù)成熟，100%利用。高爐渣的利用途徑一、工業(yè)固體廢物的綜合利用－粉煤灰粉煤灰是燃煤發(fā)電廠鍋爐和工業(yè)鍋爐除塵器中收集下來的，是粉煤經(jīng)過高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)混合物。主要成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃碳。綜合利用有：建筑材料：粉煤灰水泥、混凝土、燒結(jié)磚、蒸養(yǎng)磚、砌塊土建材料和填充土：代替沙石、粘土做土建基層材料、回填礦井、代替粘土復(fù)墾洼地農(nóng)業(yè)肥料和土壤改良劑或回收其中煤炭資源、金屬物質(zhì)和空心微珠鋼渣是煉鋼過程排出的熔渣，源于鐵水與廢鋼中所含元素氧化后形成的氧化物，金屬爐料帶入的雜質(zhì)，加入的造渣劑如石灰石、熒石、硅石等，以及氧化劑脫硫產(chǎn)物和被浸蝕的爐襯材料等，鋼渣盡量返回?zé)Y(jié)、煉鐵、煉鋼工藝中以充分利用鋼渣中的金屬盒其他有用成分。也可用于制造鋼渣水泥、筑路、和回填工程材料、建筑材料、農(nóng)肥和酸性土壤改良劑。一、工業(yè)固體廢物的綜合利用－鋼渣

一、工業(yè)固體廢物的綜合利用－礦業(yè)尾礦選礦過程中選出精礦后剩余的含目的金屬很少的礦渣成為尾礦，也叫尾砂。一般一噸礦石產(chǎn)生0.5-0.95噸尾礦。對尾礦的綜合利用主要是回收尾礦中的有價(jià)金屬，同時(shí)利用尾礦生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，如，微晶玻璃、玻化磚、建筑陶瓷、美術(shù)陶瓷；用尾礦回填礦山采空區(qū)，用尾礦生產(chǎn)礦物肥料或土壤改良劑。礦山名稱回收組分效果回收方法大冶有色公司石榴子石、硅灰石等較好常規(guī)選礦手段新冶銅礦鎢精礦、硫精礦、鐵精礦很好重選-磁選-漂選聯(lián)合封山銅礦銅精礦、硫精礦、鐵精礦、鎢粗精礦較好重選-磁選-漂選聯(lián)合銅錄山由銅礦鐵精礦、金銅精礦、Au(21.34g/t)、Ag(100g/t)、Cu(16.58%)年產(chǎn)8萬噸、年獲利3000萬元強(qiáng)磁選，浮選-重選-磁選銅官山銅礦硫精礦、鐵精礦1975-1988年銅精礦61.1萬噸，鉬精礦83.5萬噸，利潤2500萬元常規(guī)方法改進(jìn)獅子山銅礦金精礦總回收率提高10-15%螺旋溜槽加搖床精選德興銅礦鉬精礦加工廠回收鉬9.2t,金33.4kg，硫精礦1000t，年產(chǎn)值1300萬元再選加工永平銅礦白鎢精礦、硫精礦白鎢精礦399.3t/a，硫精礦1584t/a，年產(chǎn)值668.4萬元重選-磁選-重選-浮選-重選金川公司銅、鈷、鎳回收率分別80%、90%、60%氨浸、褐煤吸附法平水銅礦重晶石、硫精礦回收率83.95%混合浮選兩段浮選一、工業(yè)固體廢物的綜合利用－化工廢料化工廢料種類繁多，成分復(fù)雜，治理方法和綜合利用工藝多種多樣。化工行業(yè)主要廢物廢物處理以綜合利用無機(jī)鹽工業(yè)鉻渣鉻渣干法解毒技術(shù)，鉻渣制玻璃著色劑、制鈣鎂磷肥和鈣鐵粉磷泥磷泥燒制磷酸電爐黃磷渣摻制硅酸鹽水泥氰渣高溫水解氧化法處理氯堿工業(yè)含汞鹽泥次氯酸鈉氧化法處理、氯化硫化焙燒法處理非汞鹽泥制氧化鎂、沉淀過濾法處理電石渣生產(chǎn)水泥、制漂白液和作為筑路基層磷肥工業(yè)電爐黃磷渣制水泥技術(shù)磷泥燒制磷酸磷石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥氮肥工業(yè)造氣爐渣制煤渣磚鍋爐渣制煤渣磚、制水泥、制鈣鎂磷肥硫酸工業(yè)硫鐵礦燒渣燒渣制磚技術(shù)、高溫氯化法處理技術(shù)、氰化法提取金銀鐵廢催化劑從含有釩催化劑中回收V2O5染料工業(yè)含銅廢渣從含銅廢渣中回收硫酸銅廢母液氯化母液中回收造紙助劑和廢液感光材料工業(yè)廢膠片給膠片和銀回收二、城市垃圾綜合利用我國歷年垃圾的堆存已達(dá)到65億多噸，占地面積過5億平方米，城市垃圾產(chǎn)生量年8-10%速度增長。每年城市垃圾處理費(fèi)用高達(dá)7.5億元。垃圾處理方法包括填埋法、堆肥法、焚燒法、熱解法。填埋法我國采用較多的方法，填埋法結(jié)果簡單、操作方便、施工費(fèi)用低、還可回收甲烷氣體等優(yōu)點(diǎn)，我國第一座城市垃圾填埋場是杭州天子嶺處理總場，采用斜坡作業(yè)法。焚燒法垃圾焚燒已經(jīng)有100年歷史，石油危機(jī)后（1973年），能源價(jià)格高漲，加速垃圾能源回收技術(shù)的發(fā)展，目前，不發(fā)達(dá)國家垃圾焚燒處理量超過填埋處理量。當(dāng)垃圾熱值大于3350kJ/kg時(shí)，自熱可發(fā)生。堆肥法堆肥法利用自然界微生物來氧化、分解城市垃圾中的有機(jī)廢物，達(dá)到無害化和資源化，是現(xiàn)代化城市垃圾處理利用的重要途徑。右圖是國內(nèi)日處理100噸垃圾的實(shí)驗(yàn)廠工藝流程，采用二次發(fā)酵。一酵：機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)10天，然后/60oC高溫5天，堆料無害化去除非堆腐物，二次發(fā)酵10天三、農(nóng)業(yè)固體廢物-秸稈綜合利用秸稈還田利用秸稈制炭秸稈厭氧制備沼氣秸稈還田利用可改善土壤結(jié)構(gòu)土壤容中下降、孔隙度增加秸稈覆蓋和翻壓對土壤有良好的調(diào)溫和保墑作用可抑制雜草生長、減輕土壤鹽堿度種類NPKCaMgMnSi水稻0.600.091.000.140.120.027.99小麥0.500.0