南开大学固体废物处理与处置复习题

复习题：第1、3、4章部分的内容（1）固体废物概念固体废物（简称固废）是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。（放错了地方的资源）《中华人民共和国固体废物环境防治法》将它定义为：“在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。”（2）我国固体废物的分类、特点和特征固体废物的分类按组成分：有机废物，无机废物按形态分：固体（块状、粉状、粒状）废物，泥状（污泥）废物按危害程度分：有害废物，一般废物较多的是按来源分类：工业固体废物：是指工业生产过程和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等，主要有以下几类①冶金固体废物②燃料灰渣③化学工业固体废物④石油工业固体废物⑤粮食、食品工业固体废物⑥其他矿业固体废物：主要包括废石和尾矿城市固体废物：是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废物，一般分为①生活垃圾②城建渣土③商业固体废物④粪便农业固体废物：是指农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活活动排出的废物，如植物秸秆、人和禽畜粪便等。放射性固体废物：有害固体废物：国际上称之危险固体废物。这类废物泛指放射性废物之外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》分为城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物。日本将固体废物分成两类：产业固体废物和一般固体废物我国目前趋向将固体废物分为四类：城市生活垃圾，一般工业固体废物、有害固体废物、其他。其中，一般工业固体废物系指不具有毒性和有害性的工业固体废物。至于放射性固体废物，则自成体系，进行专门管理。固体废物的特点和特征⒈“资源”和“废物”的相对性从固体废物定义可知，它是在一定时间和地点被丢弃的物质，是“放错地方的资源”。因此，此处的“废物”，具有明显的时间和空间的特征。⒉成分的多样性和复杂性固体废物成分复杂、种类繁多、大小各异，既有无机物又有有机物，既有非金属又有金属，既有无味的又有有味的，既有无毒物又有有毒物，既有单质又有合金，既有单一物质又有聚合物，既有边角料又有设备配件。⒊危害的潜在性、长期性和灾难性它呆滞性大、扩散性小，它对环境的影响主要是通过水体、大气和土壤进行的。⒋污染“源头”和富集“终态”的双重性废水和废气既是水体、大气和土壤环境的污染源，又是接受污染物的环境。固体废物则不同，它们往往是许多污染成分的终极状态。这些“终态”物质中的有害成分，在长期自然因素的作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又成为大气、水体、土壤环境的污染“源头”。（3）固体废物的污染途径和污染控制途径固体废物的污染途径固体废物特别是有害固体废物，处理处置不当，能通过不同途径危害人体健康。通常，工矿业固体废物所含化学成分能形成化学物质型污染；人畜粪便和生活垃圾是各种病源微生物的孽生地和繁殖场，能形成病原体型污染。（固体废物污染危害：侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气、影响环境卫生）固体废物的危害侵占土地，污染土壤，污染水体，污染大气，影响环境卫生固体废物的污染控制途径固体废物污染“源头”和“终态”特性告诉我们，控制“源头”、处理好“终态物”是固体废物污染控制的关键。固体废物污染控制需从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要控制策略：1.改革生产工艺：①采用无废或少废技术②采用精料③提高产品质量和使用寿命，不使之过快的成为废物，即源头控制，少生产或不生产2.发展物质循环利用工艺，是一种产品的废物成为另一种产品的原料，如此循环下去，最后只剩下少量的废物进入环境，以取得经济、环境和社会的综合效益3.进行综合利用：有些固体废物中含有很大一部分未起变化的原料或者副产物，可以回收利用4.进行无害化处理与处置：有些固体废物通过消毒、热解、氧化-还原、焚烧、固化处理等方式，改变废物中有害物质的性质，可是之转化为无害物质或使有害物质达到国家规定的排放标准5.末端治理，仍是有效手段（4）固体废物的处理处置方法固体废物处理是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。固体废物的处理方法有：物理处理：通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。包括压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取等。化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。包括氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。生物处理：利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。如堆肥和制沼气。热处理：通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处理方法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等。固化处理：采用固化基材将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种处理过程。如水泥固化。固体废物处置是指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。固体废物的处置方法有：海洋处置：深海投弃、海上焚烧陆地处置：土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋、深井灌注等（5）全面阐述我国关于控制固体废物污染的技术政策一、我国控制固体废物污染技术政策的产生我国固体废物污染控制开始于80年代初期。于80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主。固体废物处理利用的发展趋势必然是从“无害化”走向“资源化”，“资源化”是以“无害化”为前提的，“无害化”和“减量化”则应以“资源化”为条件。二、“无害化”基本任务：将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境(包括原生环境与次生环境)。处理工程：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵，有害废物的热处理和解毒处理等三、“减量化”基本任务：通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。实现战略：一是对固体废物进行处理利用（属于物质生产过程的末端，即通常人们所理解的“废弃物综合利用”，我们称之为“固体废物资源化”），二是减少固体废物的产生（属于物质生产过程的前端，需从资源的综合开发和生产过程中物质资料的综合利用着手）。四、“资源化”基本任务:采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源特点:保护和延长原生资源寿命，保证资源永续，节省投资，降低成本，减少环境污染，保持生态平衡“资源化”应遵循的原则：“资源化”技术是可行的；“资源化”的经济效益比较好，有较强的生命力；废物应尽可能在排放源就近利用，以节省废物在贮放、运输等过程的投资；“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准，因而具有与之相竞争的能力。（6）全过程管理原则定义和意义全过程管理原则：指对固体废物的产生、收集、运输、利用、贮存、处理和处置的全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治。是从源头的生产到固废的末端治理这一系列的过程中解决固废污染控制问题。如：对危险废物，包括对其鉴别、分析、监测、实验等环节；对其处理、处置、包括废物的接收、验查、残渣监督、操作和设施的关闭各环节的管理。——“从摇篮到坟墓”的管理原则。补充：3化原则：减量化，无害化，资源化3C原则：Clean,Cycle,Control3R原则:1、减量化原则(reduce):减少废弃物的产生2、再使用原则(reuse):要求制造产品能够以初始的形式被反复使用。再使用原则要求抵制当今世界一次性用品的泛滥。3、再循环原则(recycle):要求生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源，而不是不可恢复的垃圾。按照循环经济的思想，再循环有两种情况，一种是原级再循环，即废品被循环用来产生同种类型的新产品；另一种是次级再循环，即将废物资源转化成其它产品的原料。（7）破碎目的和意义利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程称为破碎。1.减小容积：使固体废物的容积减小，便于运输和贮存2.控制粒度：为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便有效地回收固体废物中的某种成分3.增加比表面积：使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率4.为固体废物的下一步加工工作准备：例如，煤矸石的制砖、制水泥等，都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便进一步加工制备使用5.增大压实密度：用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原6.防止破坏后续设备：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（8）破碎方法按破碎固体废物所用的外力，即消耗能量的形式可分为机械能破碎和非机械能破碎两类方法。1.机械能破碎是利用破碎工具（如破碎机的齿板、锤子、球磨机的钢球等）对固体废物施力而将其破碎的。主要有压碎、劈碎、折断、磨碎和冲击破碎等方法。2.非机械能破碎是利用电能，热能等对固体废物进行破碎的新方法，如低温破碎，热力破碎，减压破碎及超声波破碎等。或分为：干式破碎（机械能破碎）、湿式破碎、干湿式破碎、特殊破碎（9）鄂式破碎机结构和工作原理颚式破碎机内有个非常重要的核心部件－可移动式颚板（简称动颚板）。通常按照动颚板的运动特性将颚式破碎机分为简单摆动型和复杂摆动型，也是目前工业中应用最广的两种。简单摆动型颚式破碎机1－机架；2－固定齿板；3－动颚齿板；4－前肘板；5－可动颚板；6－心轴；7－偏心轴；8－连杆；9－飞轮；10－后肘板；11－拉杆；12－调整千斤顶简单摆动颚式破碎机工作原理示意图1－心轴；2－偏心轴；3－连杆；4－后肘板；5－前肘板简单摆动颚式破碎机具体工作原理：皮带轮带动偏心轴旋转时，偏心顶点牵动连杆上下运动，也就牵动前后推力板作舒张及收缩运动，从而使动颚时而靠近固定颚，时而又离开固定颚。动颚靠近固定颚时就对破碎腔内的物料进行压碎、劈碎及折断。破碎后的物料在动颚后退时靠自重从破碎腔内落下。复杂摆动型颚式破碎机1－机架；2－可动颚板；3－固定颚板；4，5－破碎齿板；6－偏心转动轴；7－轴孔；8－飞轮；9－肘板；10－调节楔；11－模块；12－水平拉杆；13－弹簧复杂摆动型颚式破碎机具体工作原理：复杂摆动型颚式破碎机与简单摆动颚式破碎机的区别是少了一根动颚悬挂的心轴，动颚与连杆合为一个部件，没有垂直连杆，肘板也只有一块。可见，复杂摆动颚式破碎机构造简单。但动颚的运动却较简单摆动颚式破碎机复杂，动颚在水平方向有摆动，同时在垂直方向也运动，是一种复杂运动，故称为复杂摆动型颚式破碎机。新型颚式破碎机1－飞轮；2－偏心轴；3－动颚；4－定颚（机体）；5－转子；6－齿轮箱；7－下料斗；8－联轴器；9－电机；10－三角带；11－皮带轮；12－进料斗新型颚式破碎机主要工作原理和过程：机器运转时，物料从上端进料口进入，经分离机将物料分散到四周，经过机身内部进行粉碎，再从下端出料口出料。电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颚上下运动，当动颚上升时肘板和动颚间夹角变大，从而推动动颚向定颚接近，与此同时物料被挤压、搓、碾等多重破碎；当动颚下行时，肘板和动颚间夹角变小，动颚板在拉杆、弹簧的作用下离开定颚板，此时已被破碎物料从破碎腔下口排出，随着电动机连续转动，破碎机动颚作周期性的压碎和排料，实现批量生产。与同等规格的鄂破机相比，其生产能力大、产品粒度小、破碎比大。（10）低温破碎及应用低温破碎：利用物质在低温下易变脆的特性或者利用不同废物脆化温度的差异，在低温下对其进行选择性破碎的过程，即为低温破碎。156234789101112给料排料动颚固定颚1234554391110131287612123478659111012出料进料低温破碎通常需要配置制冷系统，液氮具有制冷温度低、无毒、无爆炸危险等优点，常用来做制冷剂。然而，由于制备液氮需耗用大量能源，且需要量较大，造成费用昂贵，故其破碎对象仅限于常温难破碎的废物。工艺流程：将固体废物如钢丝胶管、汽车轮胎、塑料等先投入预冷装置，再进入浸没冷却装置，橡胶、塑料等易冷脆物质迅