固体废弃物资源化工程

固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程福建工程学院环境与设备工程系刘心中教授固体废弃物资源化工程第一章绪论固体废物(简称废物)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在物质。固体废物的产生有其必然性。这一方面是由于人们在索取的利用自然资源从事生产和活动时，限于实际需要和技术条件，总要将其中一部分为废物丢弃；另一个方面是由于各种产品本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成为废物。第一节固体废物的来源和分类一、固体废物的来源固体废物来自人类活动的许多环节,主要包括生产过程和生活过程的一些环节。表1-1列出从各类发生源产生的主要固体废物。二、固体废物的排量经济的不断增长，生产规模的不断扩大，人类需求的不断提高，随之而来的固体废物排出量也不断增加。表1-2是1981年一些工业发达国家排出的各种固体废物数量。表1－1从各类发生源产生的固体废弃物发生之源产生的主要固体废物矿业废石,尾矿,金属,废木,砖瓦和水泥,砂石等冶金、金属结构、交通金属,渣,砂石,陶瓷,涂料,管道,绝热和绝缘材料机械等工业粘结剂,污垢,废木,塑料,橡胶,纸,各种建筑材料等建筑材料工业金属,水泥,粘土,陶瓷,石膏,石棉,砂,石,纤维等食品加工业肉,谷物,蔬菜,硬壳果,水果,烟草等橡胶、皮革、塑料等工业橡胶,塑料,皮革,纤维,染料等石油化工工业化学药剂,金属,塑料,橡胶,陶瓷,沥青,油毡,涂料等电器,仪器仪表等工业金属,玻璃,木,橡胶,塑料,化学药剂,研磨料,陶瓷,绝缘材料等纺织服装工业纤维,金属,橡胶,塑料等造纸,木材,印刷等工业刨花,锯末,碎木,化学药剂,金属,塑料等居民生活食物,纸,木,布庭院植物修剪物,金属,玻璃,塑料,瓷,燃料,灰渣,脏土,碎砖瓦,废器具,粪便等商业,机关同上,另有管道,碎砌体,沥青及其他建筑材料,含有易爆,易燃腐蚀性,放射性废物以及废汽车,废电器,废器具等市政维护,管理部门碎砖瓦,树叶,死禽畜,金属,锅炉灰渣,污泥等农业秸秆,蔬菜,水果,果树枝条,人和禽畜粪便,农药等核工业和放射性医疗单位金属,含放射性废渣,粉尘,污泥,器具和建筑材料等注：引自《中国大百科全书》环境科学卷，P1321981年一些工业发达国家固体废弃物产量统计表1－21981年一些工业发达国家固体废物产量统计英国法国荷兰比利时意大利瑞典芬兰日本前联邦德国美国城市垃圾20.0012.505.202.6021.002.501.1035.0020.00150.00工业废物45.0016.002.001.0019.002.00－－――13.0060.00污泥――8.001.00――――――――125.007.00――有害废物5.002.001.00――――――0.40――3.0057.00炉灰12.00――――――――――――――13.00――矿业废物60.0042.00――――――――――――80.001890.00建筑废物3.00――6.50――――――0.3075.0096.00――农业废物250.00220.001.00――130.0032.00――44.00260.00660.00表1－3我国工业固体废物生产量发展趋势（1981－2000年）年份19811985198719952000工业固废（104t）3766046150529206142069350表1－4我国2000年6大类再生资源产生量预测数据（单位：104t）废钢铁废有色金属废橡胶废塑料废纸废玻璃4150－4300100－20085－92230－2806501040三、固体废物的分类按来源分类：工业固体废物矿业固体废物农业固体废物城市固体废物放射性固体废物有害固体废物冶金固体废物、燃料灰渣、化学工业固体废物、石油工业固体废物、粮食，食品工业固体废物、其他生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便第二节固体废物的污染及其控制一、固体废物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，能形成病源体型污染。二、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三、固体废物污染控制固体废物它们往往是许多污染成分的终极状态。一些有害气体或飘尘，通过治理，最终富集成为废渣，一些有害溶质和悬浮物，通过治理，最终被分离出来成为污泥或残渣，一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。固体废物这一污染“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。改革生产工艺发展物质循环利用工艺进行综合利用进行无害化处理与处置采用无废或少废技采用精料提高产品质量和使用寿命第三节固体废物处理处置方法一、固体废物处理方法二、固体废物处置方法一、固体废物处理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。物理处理化学处理生物处理热处理固化处理物理处理：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。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。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。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。二、固体废物处置方法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。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、深井灌注第四节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二、“无害化”三、“减量化”四、“资源化”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工作起步较晚，开始于80年代初期。由于技术力量和经济力有限，近期内还不可能在较大的范围内实现“资源化”。我国于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。我国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。实现战略固体废物进行处理利用减少固体废物的产生四、“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，保持生态平衡原则：技术是可行的；经济效益比较好，有较强的生命力，废物在排放源就近利用可以节省贮放、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。第五节固体废物管理一、固体废物管理程序和内容二、固体废物管理方法一、固体废物管理程序和内容产生者：要求其按照有关标准，将所产生的废物分类，并用符合法定标准的容器包装，做好标记、登记记录，建立废物(主要是有害废物)清单，待收集运输者运出。容器：对不同废物要求采用不同容器包装贮存：对固体废物进行处理处置前的贮存过程实行控制收集运输：对各厂家的收集和集过程中的运输和收集后运送到中间贮存处或处理处置厂(场)的过程所需实行污染控制综合利用：包括用于农业、建材、回收资源和能源过程中对于污染的控制处理处置：包括有控堆放、卫生填埋，安全填埋、深地层处置，深海投弃、焚烧、生化解毒和物化解毒等。二、固体废物管理方法(一)划定有害废物与非有害废物的种类和范围(二)建立固体废物管理法规(一)划定有害废物与非有害废物的种类和范围名录法：根据经验与实验，将有害废物的品名列成一览表，将非有害废物列成排除表，用以表明某种废物属于有害废物或非有害废物，再由国家管理部门以立法形式予以公布。鉴别法：在专门的立法中，对有害废物的特性及其鉴别分析方法以“标准”的形式予以规制。依据鉴别分析方法，测定废物的特性，进而判定其属于有害废物或非有害废物。(二)建立固体废物管理法规1．现状2．制定“资源综合利用法”3．制定“固体废物法”4．建立“固体废物环境标准体系”5.控制有害废物越境转移第二章固体废物的收集、运输与压实第一节工业固体废物的收集、运输第二节城市垃圾的收集、运输第三节固体废物的压实第一节工业固体废物的收集、运输在我国，工业固体废物处理的原则是“谁污染，谁治理”。一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集，运输工作由工厂负责。零星、分散的固体废物(工业下脚废料及居民废弃的日常生活用品)则由商业部所属废旧物资系统负责收集。此外，有关部门还组织城市居民、农村基层供销合作社收购站代收废旧物资。对大型工厂，回收公司到厂内回收，中型工厂则定人定期回收，小型工厂划片包干巡回回收。并配备管理人员，设置废料仓库，建立各类废物“积攒”资料卡，开展经常性的收集和分类存放活动。第二节城市垃圾的收集运输商业垃圾及建筑垃圾原则上都是由单位自行清除。粪便的收集按其住宅有无卫生设施分成二种情况：具有卫生设施的住宅，居民粪便的小部分进入污水厂作净化处理，大部分直接排入化粪池’；没有卫生设施的使用公共厕所或倒粪站进行收集，再由环卫专业队伍用真空吸粪车清除运输。化粪池的粪便，达到初级处理后，定期清运。清除的粪便可直接用粪车，或粪船运至郊区农村经密封发酵后作肥料使用。第二节城市垃圾的收集运输垃圾分类生活垃圾商业垃圾建筑垃圾粪便污水处理厂的污泥一、生活垃圾的收集方式及收集容器五个阶段垃圾发生源到垃圾桶垃圾的清除:将垃圾箱内垃圾装入垃圾车内垃圾车收集垃圾桶中垃圾垃圾车运输至垃圾场或转运站由转运站运送至最终处置场，或填埋场第一阶段垃圾发生源到垃圾桶分类：分类收集与混合收集垃圾收集容器：混凝土垃圾箱、垃圾台、移动式铁制圆型垃圾桶（街道里弄）垃圾滑道（高层建筑）废物箱（商业区）1．不锈钢网2．洗涤器罩3．通道挡板4．风机和气体洗涤器5．气体进入洗涤器入口6.各层垃圾倾倒口7.垃圾滑道8．斜坡9．垃圾收集底部10.垃圾出口第二阶段垃圾的清除我国统一由环卫工人将垃圾箱内垃圾装入垃圾车内。垃圾车有0．5吨、2吨和4吨的，根据收集容器设置点、道路及周围条件、人口密度选用不同的垃圾卡车。对固定砌筑的水泥垃圾箱，由环卫工人从垃圾箱中清除垃圾并装上垃圾车。垃圾台站可从下部或侧面设置的门直排放进垃圾车。铁制圆桶内的垃圾则由2吨密封垃圾卡车的液力提升器，将筒内垃圾倾倒入车内。移动式长方形铁制垃圾桶则由叉车提升，将垃圾装上2—4吨的垃圾车。二、收集系统分析定义：收集系统分析（analysisOfcollectionsystems)是针对不同收集系统和收集方法，研究完成所需要的车辆、劳力和时间。分析的方法是将收集活动分解成几个单元操作，根据过去的经验与数据，并估计与收集活动有关的可变因素，研究每个单元操作完成的时间。（一）基本概念分类：拖曳容器系统(hauledcontainersystem)简便模式：收集点将装满垃圾的容器(垃圾桶)用牵引车拖曳到处置场(或转运站加工场)倒空后再送回原收集点，车子再开到第二个垃圾桶放置点，如此重复直至一天工作日结束，如图2