环境学精品课固体废物（PPT44页)

第五章固体废弃物与环境第一节固体废弃物概述第二节固体废弃物的综合利用和资源化第一节固体废弃物概述一、固体废弃物概念二、固体废弃物的来源和分类三、固体废物的特点1.资源性2.污染的“特殊性”3.严重的危害性四、固体废物处理、处置和利用的原则一、固体废弃物概念固体废弃物系指生产和生活活动中丢弃的固体、半固体物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒物。在固体废物中凡具有易燃性、腐蚀性、毒性、反应性、感染性的废物,称为危险废物。废物是一个相对概念，在某种条件下它为废物，在另一种条件下却可能成为宝贵原材料。故固体废物有”放在错地点的原料”之称。二、固体废弃物的来源和分类来源：固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动。分类：按其形状可分为块状、粒状、粉状和半固体~泥状、浆状、糊状等废物；按其来源可分为矿业废物、工业废物、农业废物、城市生活垃圾等废物；按其性质和危害程度可分为有机和无机废物，一般性和危险性废物（见图5-1）。对于有放射性的固体废物，在国际上单列一类，另行管理。三、固体废物的特点●资源和废物的相对性●富集终态和污染源头的双重性●危害具有潜在性、长期性和灾难性1.资源性固体废物品种繁多、成分复杂，特别是工业废渣，不仅数量大，具备某些天然原料、能源所具有的物理、化学特性，而且比废水、废气易于收集、运输、加工和再利用；城市垃圾也含有多种可再利用的物质和一定热值的可燃物质。因此，近代许多国家已把固体废物视为”二次资源”或”再生资源”。把利用废物替代天然资源作为可持续发展战略中的一个重要组成部分。三、固体废物的特点2.污染的“特殊性”固体废物除直接占用土地和空间外，其对环境的影响通常是通过水、气和土壤进行的，是水、气、土壤环境污染的”源头”，其污染途径见图5-2所示。被固体废物污染的水、气、土经治理后，生成含有污染物的污泥、粉尘、脏土等”新固体废物”。这些”新固体废物”如不再进行彻底治理，则又会成为水、气、土壤环境的”新污染源”。如此循环污染，形成固体废物污染的”特殊性”。3.严重的危害性工业、矿业固体废物堆积，占用了大片土地造成环境污染，严重影响着生态环境；生活垃圾、粪便是细菌和蠕虫等的孳生地和繁殖场，能传播多种疾病、危害人畜健康；危险废物对环境污染和人体健康的危害更加严重。这与危险废物的特性密切相关，主要表现为易燃性、腐蚀性、反应性、毒性和感染性。1.侵占土地，造成资源浪费:2.污染土壤：3.污染水体4.污染大气5.影响环境卫生四、固体废物处理、处置和利用的原则处理、处置和利用固体废物对维护国家的持续发展有重要意义。其原则为：1.减量化：2.资源化：表5-1美国利用几种废物再生产的环境效益分析3.无害化表5-1美国利用几种废物再生产的环境效益分析废钢铁废铝废纸废玻璃节省能源减少大气污染减少水污染减少固体废物量节省用水量47~748676974070~979597100_23~747435100584~3220-8050第二节固体废弃物的综合利用和资源化一、主要工矿业固体废物的利用和处理、处置二、危险废物的利用和处理、处置三、城市垃圾的处理、处置和利用一、主要工矿业固体废物的利用和处理、处置1.工矿业固体废物的综合利用技术（1）用作建筑材料（表5-2）（2）用作冶炼金属的原料（表5-3）（3）回收能源（4）用作农肥、改良土壤2.工矿业固体废物的处理技术海洋投弃法土地耕作法压实干贮法筑坝堆存法露天堆存法建材品种主要可利用的固体废物类型水泥：用于生料配料、混合材料、外掺剂等相当于石灰成分的废石、铁或铜的尾矿粉,，粉煤灰、锅炉渣、高炉渣、煤矸石，钢渣、铜渣、铅渣、镍渣、赤泥、硫酸渣、铬渣，油母页岩渣、碎砖瓦、水泥窑灰、废石膏、电石渣、铁合金渣等砖瓦：烧制、蒸制或高压蒸制砖瓦铁和铜尾矿粉、煤矸石、粉煤灰、锅炉渣、高炉渣、钢渣、铜渣、镍渣、赤泥、硫酸渣、电石渣等；铬渣、油母页岩渣等只能供烧制砖瓦砌块，墙板及混凝土制品废石膏、锅炉渣、高炉渣、电石渣、废石膏、铁合金水渣等混凝土骨料：普通混凝土及轻质混凝土骨料化学成分及体积固定的各种废石、自然或焙烧膨胀的煤矸石、粉煤灰陶粒，高炉重矿渣、膨胀矿渣、膨珠、水渣、铜渣、膨胀镍渣、赤泥陶粒、烧胀页岩、锅炉渣、碎砖、铁合金水渣等道路材料：用于垫层、路基、结构层、面层化学成分及体积固定的废石、铁和铜尾矿粉、自燃后的煤矸石、粉煤灰、锅炉渣、高炉渣、钢、铜、铅、镍、锌渣，赤泥、废石膏、电石渣等铸石及微晶玻璃类似玄武岩、辉绿岩的废石、煤矸石、粉煤灰、高炉渣、铜渣、镍渣、铬渣、铁合金渣等保温材料高炉渣棉及其制品，高炉水渣、粉煤灰及其微珠等其他材料高炉渣可作耐热混凝土骨料、陶瓷及搪瓷原料，粉煤灰作塑料填料，铬渣作玻璃着色剂等表5-2可用于生产建筑材料的固体废物冶炼和回收金属固体废物类型作炼铁原料作炼铁熔剂磁选回收铁回收有色金属回收金/锗/银/铟回收汞废钢铁、钢渣、钢铁尘泥、含铁量高的硫酸渣、铅锌渣、铜镍渣等转炉钢渣、平炉和电炉还原渣等煤矸石、粉煤灰、钢铁渣等铜、铅、锌、镍渣和粉煤灰等煤矸石、粉煤灰、铅锌渣等盐泥、含汞废水污泥等表5-3可用于冶炼和回收金属的固体废物二、危险废物的利用和处理、处置1.危险废物的管理要点2.危险废物的主要处理技术3.危险废物的主要处置技术4.几种危险废物的利用固化和包胶生物处理化学处理物理处理1.危险废物的管理要点(1)定义和鉴别(2)列名目表和建档(3)法规和标准(4)收集、贮存和运输(5)危险废物的管理部门及其职责(2)列名目表和建档判定危险废物，本应经过鉴别试验，但这项工作十分复杂而在不少厂、点难于实现。因而不少国家根据积累经验，将危险废物列成名目表，并以立法形式公布，使产生单位、操作人员、环境管理者以及各有关部门便于掌握。对有条件进行实际监测鉴别或必需的判定，均应按技术标准规定的方法作适当处理。凡已判定属危险废物者，应将其数量、性质、去向等登记入档，分别留存在产生点、处置单位和有关的环保部门，保存的年限20~30年各国不等。(4)收集、贮存和运输已判定的危险废物，应按有关规定进行包装、标记、登记；交运时带上注明数量、性质、有害成分及含量、去向以及其他应注意事项等的卡片，使废物安全地自产生点运达处置处所进行处置。对危险废物确定明显标志，是使之得到专门管理的一环。我国在化学危险品运输国标GB190-73中对毒性、腐蚀性、易燃性物品规定了专门标志①收集和包装②贮存③运输(5)危险废物的管理部门及其职责在制定实际可行的危险废物管理对策中，应包括各有关方面的职责，全过程中各组成部分的活动范围，承担的法律责任和行政措施。①管理部门②职责范围者化学物品的使用和消费工作人员处理、处置或综合利用运输者产生单位政府部门公众处理、处置者政府部门3.危险废物的主要处置技术(1)焚烧法(2)填埋法烟气净化装置焚烧炉焚烧系统毒物去除率废物性质对焚烧的影响焚烧法的主要技术要点焚烧厂的设计原则封场及关闭后的管理集排气系统浸出液的收集、处理和操作要点单层衬垫双层复合衬垫防渗层构造不宜地区适宜地区场址选择废物控制及其预处理4.几种危险废物的利用(1)含铬废物(2)可燃性危险废物电镀铬废液、污泥铬渣三、城市垃圾的处理、处置和利用1.概况2.城镇垃圾的组成、分类和性质3.城镇垃圾的收集和运输4.城镇垃圾的破碎和分选5.利用城镇垃圾进行堆肥6.利用城镇垃圾制取沼气7.城镇垃圾的焚烧处置和热能回收8.城镇垃圾的卫生填9.废旧物资的回收利用1.概况城镇垃圾的处理、处置和利用方法主要有卫生填埋、焚烧和堆肥等，每个国家选用的方法与其垃圾的组成成分、技术经济水平等因素有关。从垃圾成分来看，有机物含量高的垃圾，宜采用焚烧法；无机物含量高的垃圾,宜采用填埋法；垃圾中的可降解有机物多宜采用堆肥法。城镇垃圾包括城镇居民的生活垃圾、企事业单位和机关团体的办公垃圾、商业网点经营活动的垃圾、医疗垃圾和市政维护管理的垃圾等。我国城镇垃圾的产生量大，无害化处置率低，为防止城镇垃圾污染，保护环境和人体健康，处理、处置和利用城镇垃圾，具有重要意义。2.城镇垃圾的组成、分类和性质(1)城镇垃圾的组成和分类(2)城镇垃圾的性质a.含水率b.容重c.垃圾的热值(1)城镇垃圾的组成和分类城镇垃圾大体可分为无机物类和有机物类，垃圾中各组分的含量与居民所处阶层、生活水平和习惯等因素有关，表5-5为同一个城市不同功能地区的垃圾组成。取样点金属玻璃塑料纸类织物草木厨余灰渣砖瓦含水率普通住宅区1.9612.814.615.12.8611.232.61.926.7453.9高级住宅区8.7518.415.635.14.161.4816.30.2233.2学院区7.1825.212.717.64.6413.611.710.10.7936.2商业区6.6911.518.538.56.2412.52.650.3134.6大饭店4.7925.118.244.42.430.204.70.3010.3医院1.2526.114.138.93.551.0413.31.7139.4公园6.569.5212.412.21.6314.85.522.612.826.0a.含水率垃圾中的含水率不仅取决于垃圾的种类,而且还随季节的不同有所变化。垃圾的含水率用单位体积垃圾的含水量占垃圾(含水)总重量的分数表示,其计算式为:含水率=*100%=*100%式中:g-单位体积垃圾的总重量,kg/m3；g′-单位体积垃圾样品烘干后的重量,kg/m3；W-单位体积垃圾的含水量,kg/m3。gWgggggg(2)城镇垃圾的性质b.容重垃圾容重系指单位体积垃圾的重量。垃圾容重是设计收集、清运和贮存垃圾容器以及处理垃圾构筑物的重要参数。其值与垃圾压缩方法及压缩程度有关。表5-6列出城镇垃圾不同压缩情况的容重垃圾容重(kg/m3)备注范围标准值未压缩的原始态垃圾未压缩的园林废物未压缩的炉灰灰土运输车压缩后填埋物正常压缩填埋物良好压缩加工后压缩成型粉碎后未经压缩粉碎后压缩90-18060-150650-830180-440360-500600-700600-1070120-270650-1070130100740300440600710200770不包括炉灰压力值＜660t/m2压力值＜660t/m2c.垃圾的热值成分烧后残渣(%)热值/kJ•kg-1元素重量/%范围典型值范围典型值碳氢氧氮硫食品垃圾废纸废纸板废塑料纤维品废橡胶废皮革园林废物废木料碎玻璃罐头盒非铁金属铁金属炉灰砖等城市固体废物2~84~83~66~202~48~208~202~60.6-296-9990-9990-9994-9960-80565102.510101.51.598989698703500-700011630-1800014000-1740028000-3720015000-1800020900-2800015000-197702320-1800017400-19700120-230230-1200_230-12002300-120009300-128004560167501630032570174502326017450651018000140700-70070001050048.043.544.060.055.078.060.047.849.526.36.46.01.97.21.610.08.06.06.03.037.644.044.622.831.2-11.638.042.72.02.60.30.3-4.62.010.03.40.20.50.40.20.2-0.15-0.40.30.10.2表5-7城市垃圾热值及元素分析典型值3.城镇垃圾的收集和运输(1)垃圾的收集和运输工具目前各国用于收集城镇垃圾的容器多数是用金属或塑料制成的垃圾筒、垃圾箱和塑料袋、纸袋等。运输垃圾的主要工具是汽车。(2)垃圾收集、运输原则第一，收集、输运过程应密闭，以控制污染环境。第二，最大限度地方便居民。第