3-固体废物的预处理

3固体废物的预处理预处理压实破碎分选浓缩脱水固体废物的压实又称压缩，是利用机械的方法对固体废物施加压力，增加其聚集程度和容积密度，减小其表观体积的处理方法。3.1.1压实原理当对固体废物实施压实操作时，随压力强度的增加，空隙率减少，表观体积随之而减小，容重增加。因此，固体废物压实的实质，可以看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。3.1固体废物的压实⑴压实程度的度量孔隙比空隙率湿密度干密度体积减少百分比压缩比压缩倍数越小压实程度越高较实用r越小，压实越好n越大，压实越好越大越好（3～5）（2）压实目的①减容增重；②减轻环境污染；③快速安全造地；④节省填埋或贮存场地。（3）压实的适用对象主要适用于压缩性能大而复原性小的物质，如冰箱、洗衣机、纸箱、纸袋、纤维、废金属细丝等。有些固体废物如木头、玻璃、金属、塑料块等本身已经很密实的固体或是焦油、污泥等半固体废物不宜作压实处理。压实器及选择固定式压实器卧式压实器、三向联合压实器、回转式压实器、袋式压实器基本参数：装料截面尺寸、循环时间、压面上的压力、压面行程长度、体积排率移动式压实器碾（辊压）压实机、夯实压实机、振动压实机。轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实器等。在垃圾填埋场或垃圾车使用。根据废物性质如含水率、后续处理要求（压缩比）选用不同设备压实器的构造主要是由容器单元和压实单元两部分组成，容器单元负责接受废物，压实单元具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。压实器选择依据①装截面的尺寸：0.765～9.18㎡。②循环时间：20～60s。③压面压力：0.1～0.35Mpa。④压面行程：10.2～66.2cm。⑤体积排率：根据废物产生率来确定。⑥压实器与容器匹配：最好由同一厂家制造。3.1.3压实流程3.2固体废物的破碎固体废物性质复杂且不均匀，体积庞大，这对固体废物的处理极为不利。在许多情况下，减少固体废物的颗粒尺寸对处理系统的可靠性极为重要。（1）破碎：就是用外力克服固体废物质点间的内聚力，使大块废物变成碎散细小颗粒的工艺过程。（2）破碎的作用：①使固体废物的体积减小，便于压实、运输和贮存。②固体废物中连接在一起的异种物质得到单体分离，为分选提供适宜的入选粒度。③使固体废物粒径均一，比表面积增大，提高焚烧、热解、熔融、固化等处理的稳定性和热效率。④防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。⑤为固体废物下一步加工和利用作准备。破碎方法湿式破碎干式破碎半湿式破碎非机械能破碎机械能破碎劈碎冲击破碎剪切破碎磨剥破碎挤压破碎超声破碎减压破碎热力破碎低温破碎一般的破碎机兼有多种破碎方法，通常是破碎机的组件与物料及物料间多种力综合作用的结果3.2.1破碎原理常用破碎机的破碎方式压碎劈碎切断磨剥冲击破碎破碎效果及度量颗粒有球形、片状、柱状等表征不同粒级的颗粒相对量破碎机，3~30磨碎机，40~400表示废物被破碎的程度球体等效直径、有效直径和筛径累积曲线频度曲线真实破碎比极限破碎比破碎段破碎比颗粒级分布颗粒的粒度影响破碎处理的因素概括起来，有以下四个方面：1.固体废物的性质(力学性质、粒度分布、含水率)2.破碎方法和破碎机性能3.破碎流程的设计4.破碎的作业过程(物料输入方式与操作过程控制)固体废物的力学性质1.强度2.硬度3.韧性4.易碎性5.可磨性6.磨蚀性莫氏硬度破碎工艺单纯破碎工艺带预先筛分和检查筛分破碎工艺带预先筛分破碎工艺带检查筛分破碎工艺破碎工艺选择需考虑节能、处理量及破碎产品粒径大小、粒度组成、形状等的要求。根据固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）破碎基本工艺流程3.2.2固体废物破碎设备（1）颚式破碎机（2）锤式破碎机（3）冲击式破碎机（4）剪切破碎机（5）辊式破碎机（6）粉磨机3.2.3非机械能破碎1.低温破碎：原理：利用某些固体废物在低温条件下变脆而易于破碎的性质。适用对象：废弃橡胶、废塑料、废电路板、废电缆和废电线等。特点：其优点是节省能耗，所需动力仅为常温破碎的1/4，且噪声下降约7dB，但缺点是以液态氮作为制冷剂，费用昂贵。所以低温破碎通常适用于寒冷季节或地区。2.湿式破碎原理：利用某些固体废物受到水浸润强度下降、分散性增强而易于破碎的性质。湿式破碎是为回收城市垃圾中大量纸类物质而研制的一种破碎技术。适用对象：纤维类废物(如废纸、废布)和粘土类废物等特点：其优点是破碎能耗低，噪声小，但缺点是会产生废水等二次污染物，增加后续处理成本。3.半湿式选择性破碎分选①半湿式选择性破碎分选是利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同孔径的筛网进行分离回收的过程。②特点3.3分选粒度差异筛选（筛分）密度差异重力分选磁性差异磁力分选导电性差异电力分选（静电分选）光电性差异光电分选摩擦性差异摩擦分选弹性差异弹跳分选固体废物分选方法机械分选人工工作卫生条件差，但识别能力强3.3.1筛分筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细物料分离的过程。该分离过程可以看作是物料分层和细粒透筛两个阶段组成的。物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。筛分效率筛分效率的测定（2）筛分效率影响筛分效率因素筛分物料性质粒度组成；易筛粒、难筛粒和阻碍粒含水率和含泥量：筛孔尺寸颗粒形状：球形、多角形、片状、柱状等筛面种类(冲孔、编织及棒条)筛孔形状筛孔尺寸筛子运动状况筛子宽度和长度筛面倾角连续、均匀给料给料量及时清理和维修筛面筛分设备性能筛分操作条件（3）影响筛分效率的因素通常筛分效率低于85％～95％，主要受以下因素影响②滚筒筛亦称转筒筛，在城市垃圾分选中广泛使用。③振动筛：在筑路、建筑、化工、冶金和谷物加工等部门得到广泛应用，其特点是振动方向与筛面垂直或近似垂直。3.3.2重力分选重力分选简称重选，是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。①分类：按介质不同可分为：重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选。②符合重力分选的工艺条件：具有密度差异的组分→运动介质→分散→沉降→分层→分离⑴重介质分选密度高于水的流态分散体系。无毒、密度高、黏度低、化学稳定性好、易回收重介质重液重悬浮液密度高的有机溶液或无机盐溶液稳定性好，但价格昂贵与各种磨细的颗粒与水组成的混合物稳定性差，无毒、价廉、易回收有机或无机盐溶液加重质CaCl2+水；相对密度1.3ZnCl2+水；相对密度2.07四溴甲烷+四氯化碳2.9硅铁磁铁矿鼓形重介质分选机构造和原理（2）跳汰分选:在固体废物分选重跳汰法主要用于混合金属的分离回收。颗粒在跳汰时的分层过程（a）分层前颗粒混杂堆积；（b）上升水流将床层抬起；（c）颗粒在水中沉降分层；（d）下降水流使床层紧密，重颗粒进入底层水平气流分选机构造和工作原理（3）风力分选立式风力分选机工作原理（4）摇床分选摇床分选主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿，从硫铁矿烧渣中回收赤铁矿，从经破碎后的废电路板中回收金属，是一种分选精度很高的单元操作。分选技术分选的材料预处理应用场合手工捡选废纸、钢铁类、非铁金属、木材等不需要商业、工业与家庭垃圾收集站捡选皱纹纸、高质纸、金属、木材等筛选玻璃类、粗细骨料可不预处理或先破碎或风选从重组分中分选玻璃或获得不同粒级的物料重介质分选铝及其它非铁金属破碎、风选通过调整重介质的密度、分离多种金属，每种金属需用一组介质分离单元风选废报纸、皱纹纸等可燃性物料不需要轻组分中可燃性物料或重组分中的金属、玻璃等资源的分选磁选铁金属破碎、分选大规模用于工业固体废物和城市垃圾的分选静电分选玻璃类、粉煤灰等破碎、风选、筛选含铅和玻璃废物的分选或从粉煤灰中分选煤炭3.3.3垃圾分选回收工艺系统城市垃圾的分选方法有手工分选、风选和重力分选、筛选、浮选、静电分选和磁选等，通过这些手段，可回收城市垃圾中有价值的玻璃、金属、橡胶、纸等成分。综合回收工艺系统3.4.1水分存在形式及其脱除方法按水分在污泥中存在的形式可分为间隙水、毛细管结合水、表面吸附水和内部水四种。1间隙水（70%）利用重力作用分离2毛细管结合水（20%），利用较高的机械作用力和能量3表面吸附水（7%），可用加热法脱除4内部水（3%），高温加热法或冷冻法去除3.4固体废物的脱水污泥中水分与污泥颗粒结合的强度由大到小的顺序大致为：内部水表面吸附水楔形毛细管结合水裂纹毛细管结合水间隙水。该顺序也是污泥脱水的难易顺序。3.4.2浓缩脱水⑴重力浓缩法⑵气浮浓缩法⑶离心浓缩法3.4.3机械脱水脱水设备类型优点缺点适用范围真空过滤机能连续操作，运行平稳，可以自动控制，处理量较大，滤饼含水率较高污泥脱水前需进行预处理，附属设备多，工序复杂，运行费用较高适应于各种污泥的脱水板框过滤机制造较方便，适应性大，自动压滤剂进料、卸料、滤饼含水率较低间歇操作，处理量较低适应于各种污泥的脱水滚压带式压滤机可连续操作，设备构造简单，投资低、自动化程度高操作麻烦，处理量较低不适于粘性较大的污泥脱水离心脱水机占地面积小，附属设备少，投资低，自动化程度高分离液不清，电耗量较大，机械部件磨损较大不适于含沙量高的污泥造粒脱水机设备简单，电耗低，管理方便处理量大刚才消耗量大，混凝剂消耗量较高，污泥泥丸紧密性较差使用于含油污泥的脱水脱水设备的选择