70固体废物处理与处置

固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWaste华南师范大学化学与环境学院环境工程【其它】固体废物的分类；固体废物的污染途径及污染控制策略；固体废物管理制度；我国固体废物管理标准。本章重点第一章绪论【概念】固体废物危险废物清洁生产“3R”原则“3C”原则“3化”原则全过程管理2005年4月1日施行的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第六章附则的第八十八条第（一）款中定义为：固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。1.1固体废物的概念与定义按《中华人民共和国固体废物污染防治法》危险废物工业固体废物城市生活垃圾固体废物生活垃圾的特点增长速度快，产生量不均匀1成分复杂、多变，有机物含量高2主要成分为碳，其次为氧氢氮硫3处理处置方式目前仍以填埋为主4表1-2主要工业固体废物的来源和分类来源产生过程分类矿业矿石开采和加工废石、尾矿冶金金属冶炼和加工高炉渣、钢渣、铁合金渣、赤泥、铜渣、铅锌渣、镍钴渣、汞渣等能源煤炭开采和使用煤矸石、粉煤灰、炉渣等石化石油开采与加工油泥、焦油页岩渣、废催化剂、硫酸渣、酸渣碱渣、盐泥、釜底泥等轻工食品、造纸等加工废果壳、废烟草、动物残骸、污泥、废纸、废织物等其它金属碎屑、电镀污泥、建筑废料等（3）危险废物《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中将危险废物规定为：列入国家危险废物名录或是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物。（3.1）危险废物的特征及鉴别标准危险废物的特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性。根据这些性质，世界各国均制定了自己的鉴别标准和危险废物名录。我国危险废物共分为47类(可在国家环保总局网站下载）。同时国家制定《危险废物鉴别标准》。国家规定，“凡《名录》所列废物类别高于鉴别标准的属危险废物，列入国家危险废物管理范围；低于鉴别标准的，不列入国家危险废物管理。”由此可以看出，我国危险废物的鉴别、分类分为两个步骤：第一步，将《国家危险废物名录》中所列废物纳入危险废物管理体系；第二步，通过《鉴别标准》将危险性低于一定程度的废物排出危险废物之外，即加以豁免。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放射性pH钢腐蚀深度鉴别标准2.2固体废物污染的危害主要有以下方面：（1）侵占土地；（2）污染土壤；（3）污染水体；（4）污染大气：主要通过飘逸扩散，如固体废物焚烧的二次污染；（5）影响环境卫生：主要是感官污染并引起疾病传播（如城市垃圾）；3固体废物污染的控制污染控制措施进行无害化处理与处置进行综合利用或回收利用少产生或不产生itisdecidedbyTechnological,economicalandculturalcondition固废消费观念结构改进设计、环评、采用精料、延长使用寿命消毒稳定化填埋焚烧固化处理循环利用翻新逆向物流综合利用污染控制措施生产过程原料能源技术工艺设备过程控制管理员工产品(包括副产品和中间产品)废弃物循环回用何为清洁生产？何为清洁生产？《中华人民共和国清洁生产促进法》于2002年6月29日颁布，2003年1月1日起施行，共六章四十二条。本法所称清洁生产，是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。在中华人民共和国领域内，从事生产和服务活动的单位以及从事相关管理活动的部门依照本法规定，组织、实施清洁生产。主要措施有四个：(1)改革生产工艺，包括三个方面：采用无废或少废技术采用精料提高产品质量(2)发展物质再循环利用工艺固废有“放错地方的资源”之称，将第一种产品的废物作为第二种产品的原料，依次推之，既可减少固废量，又达到了节约资源的目的，如火电厂建粉煤灰制品厂。(3)综合利用硫铁矿烧渣：可回收铁，剩余部分主要含硅、铝，可作建材制品；废胶片：回收银；废催化剂：回收铂；(4)进行无害化处理经消毒、焚烧、热解、氧化还原、固化等处理，将固废中的有害组分转化为无害或达到排放标准。1）固体废物处理（TreatmentofSolidWastes）：指通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程。2）固体废物处置（DisposalofSolidWastes）：主要解决固废的归属问题，是固废污染控制的末端环节，指最终处置（finaldisposal）或安全处置（securedisposal）。4.1固体废物处理与处置的含义固体废物管理遵循下列原则：(1)“三化”原则;(2)全过程管理原则;(3)循环经济理念下的固体废物管理原则(1)“三化原则”减量化——指减少固废的产生量和排放量（数量、体积、种类、降低有害成分的浓度、减轻或消除有害废物的危险特性）资源化——指采取管理和工艺措施从固废中回收物质和能源，加速物质和能源的循环，创造经济价值的广泛的技术方法（物质回收；物质转换；能量转换）。无害化——指对已产生又无法或暂时尚不能综合利用的固废，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全处理处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防止或减少固废的污染危害。“3C原则”Clean——避免产生Cycle——综合利用Control——妥善处置“3R原则”Reduce——减少产生Reuse——再利用Recycle——再循环生产容器贮存收集运输综合利用处理处置消费45312(2)固体废物全过程管理对固体废物产生——收集——运输——综合利用——处理——贮存——处置实行全过程管理，在每一环节都将其作为污染源进行严格的控制。概念：本质上是一种生态经济，要求应用生态学规律来指导人类社会的经济活动。是一种新型的、先进的经济形态，集经济、技术和社会于一体的系统工程。生产者：厂矿企业消费者：利用生产者提供的产品分解者：把产生的副产品和废物进行处置、转化的部门。生产者（植物群落、自氧细胞）消费者（动物群落）分解者（细菌真菌土壤小动物）(3)循环经济理念下的固体废物管理原则生产者消费者分解者循环经济示意图：新开采资源自然资源生产产品消费过程废物作为再生资源循环利用作为再生资源循环利用其他生产企业内部的小循环：促进原料和能源的循环利用，企业的清洁生产；企业之间的中循环：企业间共生形成的生态工业链；社会整体大循环：大力发展绿色消费市场和产品消费后的资源再生回收，由此形成“自然资源—产品—再生资源”的整体社会循环，完成循环经济的物质闭环运动循环经济的三个层次：第二章固体废物的收集、运输及中转城市垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常需包括三个阶段，构成一个收运系统。第一阶段是搬运与贮存（简称运贮），是指由垃圾产生者（住户或单位）或环卫系统收集工厂从垃圾产生源头将垃圾送至贮存容器或集装点的运输过程。第二阶段是收集与清除（简称清运）通常指垃圾的近距离运输。一般用清运车辆沿一定路线收集清除容器或其它贮存设施中的垃圾，并运至垃圾中转站的操作，有时也可就近直接送至垃圾处理厂或处置场。第三阶段为转运，特指垃圾的远途运输。即在中转站将垃圾转载至大容量运输工具上，运往远处的处理处置场。空气输送（正压、负压）城市垃圾收集系统连续收集非连续收集管道输送水力输送1、垃圾收集系统2、非连续收集系统操作方法操作方法：二种类型，三种方式拖曳(移动)容器(Mobilecontainer)系统简便模式：多次旅程交换模式：需备用垃圾桶固定容器(Fixedcontainer)系统只收集垃圾而不带走容器下图为危险废物运输清单共五联及分送情况。其中第一联由废物产生者送交环保局，第二联由废物产生者保存，第三联由处置场工作人员送交环保局，第四联由处置场工作人员保存，第五联由废物运输者保存。实践证明，这是一种有效的防止危险废物在运输时向环境扩散的措施。五联单第三章固体废物的预处理主要内容固体废物的压实处理固体废物的破碎处理固体废物的分选技术污泥浓缩、调理与脱水处理【概念】压实压缩比破碎比破碎段低温破碎筛分效率等降比重介质【理论和方法】压实效果的度量；压实设备评价；影响破碎效果的因素；破碎方法及工艺；常见分选方法及原理；影响筛分效率的因素；常见分选设备；固体废物水分存在方式；脱水浓缩方法及常见机械。本章重点为判断压实效果，比较压实技术与压实设备的效率，常用下述指标来表示废物的压实程度。空隙比与空隙率（1）空隙比：e=Vv/Vs（2）空隙率：ε=Vv/Vm空隙比或空隙率越小，则表明压实程度越高，相应的容重越大三、固体废物压实程度的度量VvVs体积减少百分比R(%)=(Vi-Vf)/Vi100R–体积减少百分比（%），Vi–压实前废物的体积（m3），Vf–压实后废物的体积（m3）。压缩比与压缩倍数（1）压缩比定义为：r=Vf/Vi(r1)显然，r越小，说明压实效果越好。（2）压缩倍数(n)定义为：n=Vi/Vf(n1)三、破碎难易程度衡量硬度：指物料抵抗外界机械力侵入的性质。硬度越高，破碎越困难固体废物破碎的难易程度：通常用机械强度或硬度来衡量。机械强度:指固体废物抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。四、破碎方法干式破碎(所消耗能量形式不同)破碎方法湿式破碎半湿式破碎破碎同时兼分级分选机械能破碎(利用工具对固体废物施力而将其破碎)非机械能破碎(利用电能、热能等对固体废物进行破碎，有低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破碎)五、破碎设备技术指标破碎比与破碎段1、破碎比定义：原废物粒度与破碎产物粒度的比值—表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数—破碎机的能量消耗和处理能力与破碎比有关E=cln(D/d)E—单位动力消耗，KW·h/tc—动力消耗常数，KW·h/tD—废物原始尺寸;d—废物最终尺寸(1)极限破碎比：用废物破碎前的最大粒度与破碎后最大粒度的比值来确定；在工程设计中常被采用2、破碎比表示方法(2)真实破碎比：用废物破碎前的平均粒度与破碎后平均粒度的比值来确定。能较真实地反映破碎程度，在科研及理论研究中常被采用maxmaxdDi破碎产物最大粒度废物破碎前最大粒度破碎比cpcpdDi破碎产物的平均粒度废物破碎前的平均粒度破碎比破碎比计算极限破碎比真实破碎比3、破碎段定义：固体废物每经过一次破碎机称为一个破碎段总破碎比（i）：等于各段破碎比（i1，i2，…，in）的乘积niiiii321一般破碎机的破碎比在3~30，磨碎机的破碎比在40~400；破碎处理中如仅通过一个破碎机难以达到要求的粒度，所以需要几级破碎段。七、破碎设备常见破碎设备颚式破碎机简单摆动式复杂摆动式综合摆动式锤式破碎机HammerMills式BJD型Movorotor型双转子辊式破碎机光辊、齿辊单齿辊双齿辊粉磨机球磨机自磨机剪切破碎机VonRoll型往复式Lincle-mann型旋转剪切式冲击式破碎机Universa型Hazemag型分选方法粒度差异筛选(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手工分选卫生条件差，但识别能力强二、筛分（Screening）原理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、细粒物料分离的过程分离过程可看作由物料分层和细粒透筛两个阶段组成，物料分层是完成分离的条件，分层结果是大颗粒在上，小颗粒在下；细粒透筛是分离目的，使小颗粒透过筛孔成为筛下物粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，容易通过粗粒形成的间隙到达筛面透过筛孔，称为“易筛粒”；粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒，很难通过粗粒形成的间隙，而且粒度越接近筛孔尺寸就越难透筛，这种颗粒称为“难筛粒”影响筛