培训-环境学概论第9章固体废物处置与管理

第九章固体废物处置与管理弃之为害——日益严重的环境问题用之为宝——重新认识的资源前景本章作业1、固体废物有哪些种类，对环境有哪些危害？2、试述处理固体废物的途径有哪些？本章主要讨论的问题第一节固体废物的来源与分类第二节固体废物对环境的污染及其控制第三节固体废物的处理处置技术第四节固体废物的综合利用固体废物的概念人类在生产与生活中产生的，生产者在一定时间和地点不再需要而丢弃的固体、半固体和泥状物质。——”放在错误地点的原料“并不意味其没有利用价值，事实上，废与不废是一个相对的概念，它与当时的社会发展阶段，技术水平与经济条件等等密切相关。特别是自20世纪中期以来，随着资源的大量消耗而导致的资源枯竭以及环境恶化给人类带来的巨大压力，人们逐渐认识到固体废物的再利用性，所以固体废物又有二次资源(Secondaryresourses)，再生资源(renewableresourses)等称谓，并将固体废物视作第二矿业(Secondarymining)，固体废物工程也发展成为一门新兴的应用技术型学科，即再生资源工程。特点：无主性、分散性、危害性、错位性基本上包括了固废的所有形态固体废物的涵义SolidwasteRefuseResidueRubbishGarbage描述人类丢弃的东西，一般包括厨余物，垃圾，污泥，有害废物等，但是不包括放射性废物和原位采矿废物垃圾，涵义接近前者，但是一般指生活产生的固废一般指生产中产生的固废，也叫废渣垃圾，一般包括在refuse中，来源于生活家庭，机关，商业等厨余物，特指生的或者熟的食品残余1、原始人类产生的粪便、动植物残渣；2、新石器时期，原始人类磨制石器如石梨、石锄等的碎片；青铜时代，古代冶炼废渣；3、1781年瓦特发明蒸汽机爆发工业革命，产生大量工业废弃物；4、20世纪60年代开始以磁记录与电子化传送为标志的所谓“信息革命”，产生文化（信息媒体）废物，如各种废弃纸张、磁记录本、电子仪器（电脑）（发达国家18月更新）；5、特别是近20年来，越来越多的机器和专门器具进入家庭，如彩电、冰箱、洗衣机、微波炉等，产生“很多电子垃圾”。彩电、冰箱的使用寿命约10年，洗衣机、微波炉的寿命在5～8年。据国家统计局统计：我国电视机的社会保有量为3.5亿台，冰箱1.3亿台，洗衣机1.7亿台。从2003年起，我国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、500万台洗衣机要淘汰和报废。固体废物的产生固体废物的来源固体废物来源于人类的生产与消费活动。来源复杂（各行各业，各种生产和生活活动），种类繁多（几乎包括一切成形物质）。一般将其来源概括为两大类：生产废物和生活废物。不能完全利用的资源:最典型的有冶金、化工、电力、煤碳等行业产生的废渣砷渣、铬渣、铍渣、铊、汞渣、镉渣、铅等。超过使用寿命的产品:特别是电子垃圾生产废物生活废物生活活动产生的垃圾(Trash)，每年以8-10%速度增加。我国城市垃圾的增长情况年份19871989199019982000垃圾量（108t）0.540.630.70.71.50国内外主要城市的垃圾产生量城市名称东京纽约巴黎北京武汉广州垃圾量（104kg）300024009001200400350固体废物的分类我国目前分为四类：工矿业固体废物，农业固体废物，城市生活垃圾及放射性固废（须专门管理）。一般按来源分为：工业废物(industrialsolidwastes)：冶金、交通、化工、能源、矿业、轻工业及其它城市垃圾(municipalsolidwastes)：生活、商业、建筑、粪便农业固体废弃物(agriculturalsolidwastes)：农、林、牧、渔放射性废物(radiologicalsolidwastes)：放射性矿物、核工业、同位素加工、科研单位、医疗单位有毒有害固废(hazardouswastes)：除放射性废物外，具有直接毒害，即有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性的废物如：医药废物、木材防腐化学品、废燃油、含Be（铍）、As、Cd、Hg、Te、Tl、Pb及含氰、酚、醚、多氯苯、二恶英按危害性分为有毒有害性和无毒无害性危险固体废物危险固体废物反应性传染性腐蚀性毒性易爆性易燃性浸出毒性危险特性小白鼠实验小白鼠实验HazardouswastesharpwasteInfectivitywastechemistrywastedruggerywastebiologicwasteradiativewasteglasswasteplasticwaste第二节固体废物对环境的污染及其控制固体废物的污染途径(pollutionapproach)固体废物主要是通过污染气、水、土壤来间接危害人类的图为化学物质型固体废物的主要污染途径(Pollutingmodeofchemicalsolidwastes)。图为病原体型固体废物的主要污染途径(Pollutingmodeofpathogenicsolidwastes)。从污染途径来看，固体废物的危害不具有直接性，这也是固体废物在很长时期没有受到足够重视的原因。化学物质型固体废物的主要污染途径(Pollutingmodeofchemicalsolidwastes)病原体型固体废物的主要污染途径(Pollutingmodeofpathogenicsolidwastes)固体废物的污染途径固体废物水污染物污染物净化大气污染物源宿化学物质型污染病源体型污染固体废物对环境的污染危害(pollutionhazard)侵占土地污染土地污染水体污染大气影响环境卫生（1）侵占土地据估算，每堆积1万吨废物，占地需0.067hm2。我国工矿业固体废物累计堆放量达60亿吨，占地5万多公顷。另据《2001年全国环境状况公报》公布，我国已有三分之二的城市处于垃圾包围之中，垃圾堆存占地累计达75万亩。（2）污染土地主要通过淋滤作用和细菌分解进入土壤，一方面污染土壤，一方破坏土壤的生态平衡。70年代，美国的密苏里州，将混有一种有机有毒化学污泥废渍的沥青铺路，造成土壤中深达60cm的污染，致使大批牲畜死亡，人产生各种怪疾，后美国环保局花3300万美元，买下该城镇的全部地产，居民搬适，并给予赔偿。80年代,内蒙古某尾矿堆污染大片土地,造成整个村庄被迫搬迁.(3)污染水体(contaminatedwaterbodies)主要通过浸渍、渗滤作用与细菌分解作用进入水体。美国的罗芙运河（LoveCanal）事件1930－1953年，美国胡光化学工业公司在纽约州尼亚加拉瀑布附近的罗芙运河废潭谷填埋了2800多吨桶装有害固废，1953年填平覆土，在上面兴建了学校和住宅。1978年，由于大雨和融化的冰雪造成有害废物外溢，以后，陆续发现该地区井水变臭，婴儿畸型，居民身患怪疾。检测结果发现：该地区大气中有害物浓度超标500多倍，有毒物质82种，致癌物质11种。由此，总统颁布紧急法令，封闭住宅，关闭学校，居民全部迁居，拨款2700万元补救治理。我国一家铁合金厂其铬渣堆场缺乏防渗措施，6价铬污染了20多km2的地下水，致使7个村1800多眼井无法饮用，工厂先后花费7000万元用于赔款和补救。我国某锡矿：含砷废渣长期堆放，渗滤污染水井，曾一次造成308人中毒，6人死亡。(4)污染大气主要通过漂逸扩散、焚烧处理进入大气尾矿库（坝）的扬尘，甚至能形成局部沙尘暴；运输过程中产生的有害气体和粉尘；污泥和垃圾中的尘粒及臭气；一些有机固体废物,在适宜的温度和湿度下被微生物分解,能释放出有害气体;固体废物焚烧引起的二恶英污染。(5)影响环境卫生主要是感官污染并引起疾病传播我国生活垃圾,粪便的清运能力不高,无害化处理率低，很大一部分垃圾堆存在城市的一些死角，严重影响环境卫生，对人们的健康构成潜在的威胁．我国的技术政策主要是“三化”，即无害化，减量化，资源化，并在相当长的时间内以无害化为主：我国技术政策的发展趋势是：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。无害化(Harmlessdisposal/Detoxification)减量化(Minimization/Reduction)资源化(Recycling/reclamation)固体废物的控制措施(pollutioncontrol)（1）无害化(Detoxification)经各种处理后，达到不损害人体健康、不污染周围的环境（包括原生环境与次生环境）。所谓“害”，应包括两个方面的含义：对人和动物的直接危害如传播疾病，引起火灾对环境的危害如占用土地，污染土壤，水体和空气废物残渣最终处置方法的选择孤岛处置、极地处置或深地层处置；排入海洋或其他大的水域；在地面上进行处置固体废物的土地填埋卫生填埋及安全填埋---适合我国国情的处置技术（2）减量化(Minimization/reduction)---减少固体废物的产生量通过适宜手段使固废的容积降到最低值(针对生活垃圾)。如采用破碎和压实，压缩比可达5～10。减少污染源的废物产生量是解决固废问题的最佳方案改变生产过程革新生产工艺重新调整化学品的配方无害化学品替代有毒化学品简化操作和改善运行管理清洁生产国际定义借助此生产方法，所有的原料和能量在原料资源—生产—消费—二次原料资源的循环中得到合理和综合利用，同时对环境的任何作用都不致破坏它的正常功能。目的：解决自然资源的合理利用和环境保护问题。现阶段定义该生产方法的实际活动对环境所造成的影响不超过允许的环境卫生标准；同时由于技术、经济、组织或其它方面的原因，部分原材料可能转化成长期存放或埋藏的废料。实现清洁生产的主要途径－原料的综合利用－改革原有工艺或开发全新流程－实现物料的闭路循环－工业废料转化成二次资源－改进产品的设计，加强废品的回收利用（3）资源化(reclamation)---废物的再循环利用，回收能源和资源天然资源是不可再生的一般，社会需要的最终产品仅为原料的20～30％，70～80％成为废物。资源化基本任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。定义：废物的再循环利用，回收能源和资源资源化的经济效益又是非常明显的。资源化应该遵循的三个原则大宗利用原则多用途开发原则高附加值产品原则资源化一般处理技术第三节固体废物的处理处置技术固体废物的处理处置技术处理方法(processing/treatmentmethod)预处理分选脱水生物处理焚烧处理热解处理化学处理海洋处置陆地处置处置方法(disposalmethod)固体废物处理方法Treatmentmethodsofsolidwaste（1）物理处理：不改变固废的成分，仅改变固废结构的处理方法，如破碎、压实、分选等；（2）化学处理：将固废中的有害成分转变为无害的处理方法，如氧化、还原、化学沉淀等；（3）生物处理：利用微生物分解固废中的有机物使之达到无害的处理方法，如堆肥等；（4）热处理：采用高温破坏和改变固废的组成和结构，可同时达到减容、无害和热利用的目的。如焚烧、热解等；（5）固化处理：采用固化基材将固废固定或包覆以降低其危害的方法，如水泥固化、沥青固化。固体废物的预处理技术固体收运固体废物的压实压实，又称压缩，即用机械方法增加固体废物的聚积程度，增大容重和减少固体表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术。压实器、压缩比3~5。固体废物的破碎物理方法和机械方法。低温冷冻破碎、超声波破碎法挤压、劈裂、弯曲、冲击、磨剥、剪切颚式、锤式、冲击式、剪切式、辊式破碎机固体废物的分选技术——资源化的基础手工分选不需要进行预处理的物品；危险性或有毒有害物品机械分选需要预处理；筛选、风选、浮选、磁选、电选；其他；分选回收工艺固体废物的脱水技术浓缩脱水、机械脱水、自然干化脱水、固体废物的干燥固体废物的生物处理技术好氧微生物处理技术——堆肥有机废物————稳定化影响因素：有机物含量、含水率（55%）、碳氮比（4~30）、供氧量（理论2~3倍）、温度（50~6