1、第三章 固体废物的预处理,第一节 固体废物的压实第二节 固体废物的破碎第三节 固体废物的分选第四节 固体废物的脱水,第一节 固体废物的压实,定义：又称压缩：指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术。一、压实的目的1、实现减容化，便于运输，降低运输成本。2、可制作高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用，延长填埋场寿命。,二、固体废物压实的原理三、固体废物压实程度的量度,固废的体积组成：,固废的干密度：,孔隙比：,孔隙率：,Vm,总质量：,湿密度：,干密度：,体积体积减少百分比：,压缩比：,压缩倍数：,压 实 原 理,Vm,若忽略
2、空气中的气体质量,则固体废物的总质量(Wt)就等于固体物质质量（Ws）与水分质量（Ww）质量之和。 则：湿密度：Dw= Wt/Vm 干密度：Dd= Ws/Vm,湿密度 干密度,高层住宅垃圾压实器三向联合式压实器回转式压实器水平压实器城市垃圾压缩处理工艺流程,四、固体废物的压实设备,固体废物压实,压 实 器,根据废物性质如含水率、后续处理要求（压缩比）选用不同设备,固定式压实器,卧（水平）式压实器、三向联合压实器、回转式压实器、袋式压实器。 基本参数：装料截面尺寸、循环时间、压面上的压力、压面行程长度、体积排率,移动式压实器,碾（滚压）压实机、夯实压实机、振动压实机。 轮胎式或履带式压土机、钢轮
3、式布料压实器等。 垃圾填埋场或垃圾车使用。,循环时间：压头的压面从完全缩回位置使垃圾由装料箱 压入容器，然后进行挤压，并使压头回到原 来完全缩回的位置，准备接受下一次装载垃 圾所需要的时间。,体积排率：压头每次把废物载荷推入容器可压缩的体积（v） 与1h内机器完成的循环次数的乘积（ n ）就是体 积排率。（用来量度废物可被压入容器的速率。） v*n,五、固体废物压实设备的选用,1、根据处理要求确定是否需要压实；2、根据固体废物的压实程度，选择合适的压缩比和使用压力；3、根据不同的固体废物，采用不同的压实方式，选用不同的压实设备。,第二节 固体废物破碎,一.破碎的理论基础1.定义：破碎：用外力克
4、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磨碎：使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程称为磨碎。,容积减小，便于运输和贮存。 为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。增加比表面积，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。为下一步加工作准备。提高压实密度而均匀，可以加快复土还原。 防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备。,2、固体废物破碎的目的,2、固体废物的机械强度和破碎方法,1.固体废物的机械强度,固体废物的机械强度影响因素,与废物种类有关,与废物颗粒的粒度有关,粒度小，机械强度较高,粒度大，机械强度较小,固体废物的机械强度是指固体
5、废物抗破碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。其中抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小。,按抗压强度分类,坚硬固体废物：250MPa,中硬固体废物： （40，250 MPa,软固体废物： 40MPa,解理,在实际工程中，鉴于固体废物的硬度在一定程度上反映被破碎的难易程度，因而可以用 废物的硬度表示其可碎性。 众所周知，矿物的硬度可按莫式硬度分为十级，其硬度从小到大排列如下：(1)滑石：(2)石 膏 ：(3)方解石；(4)萤石；(5)灰石；(6)长石：(7)石英：(8)黄玉石；(9)刚玉；(10)金刚石 。各种固体废物的硬度可通过与这些矿物相
6、比较来确定。,普氏硬度系数：f=压/100,各种硬度物料的分类,破碎方法,机械能破碎,非机械能破碎,低温破 碎,热力破碎,减压破碎,超声破碎,压碎,劈碎,折断,磨碎,冲击破碎,按破碎固体物所用的外力，即消耗能量的形式来分,一般的破碎机兼有多种破碎方法，通常是破碎机的组件与物料及物料间多种力综合作用的结果,破碎方法选择,根据废物的机械强度，特别是废物的硬度而定,坚硬,挤压破碎,冲击破碎,脆性,劈碎,冲击破碎,韧性,磨碎,剪切破碎,冲击破碎,3、破碎比、破碎段与破碎流程,破碎比与破碎段的定义 破碎比：表示废物粒度在 破碎过程中减小的倍数，即表示废物被破碎的程度。破碎段数：是决定破碎工艺流程的基本指
7、标，它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。,破碎比：在破碎过程中，原废物粒度与破碎后产物粒度的比值称为破碎比。破碎段：固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。,破碎比的计算方法有以下两种：,1、极限破碎比： iDmax/dmax 在工程设计中常被采用。根据最大块直径来选择 破碎机给料口宽度2、真实破碎比： iDcp/dcp 在科研及理论研 究中常被采用。一般破碎机的平均破碎比在330之间，磨碎机破碎比可达40400以上,破碎流程,根据固体废物的性质、粒度大小，要求的破碎比和破碎机的类型，每段破碎流程可以有不同的组合方式。,带预先筛分和检 查筛分破碎流程,带预先筛分破碎流程,破碎工艺选
8、择需考虑节能、处理量及破碎产品粒径大小、粒度组成、形状等的要求。根据固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）,单纯破碎流程,带检查筛分破碎工艺,破 碎 流程,单纯破碎流程,破碎,带预先筛分和检 查筛分破碎流程,筛 分,破碎,筛下物,优点：流程和破碎机组合简单、操作控制方便、占地面积少等优点,缺点：只适用于对破碎产品粒度要求不高的场合,优点：减少进入破碎机总给量、利于节能,破碎,筛 分,筛上物,筛下物,带检查筛分破碎流程,破碎,筛 分,筛上物,筛下物,筛 分,筛下物,筛上物,带预先筛分和检 查筛分破碎流程,优点：可获得全部符合粒度要求的产品,思考题：,某锌矿山对废石进行选矿，主要
9、选出铜砂，需要进行破碎，已知废石的初始平均粒径为12cm，选矿机需要的平均粒径为0.3cm，破碎设备有三台，其各参数见下表，检验筛若干个，请设计其破碎流程。,二、破碎机,选择破碎机类型时，必须综合考虑下列因素：所需要的破碎能力；固体废物的性质 (如破碎对形状、硬度、密度、形状、含水率等)和颗粒的大小；对破碎产品粒径大小、粒 度组成、形状的要求；供料方式：安装操作场所情况等。,粉磨机 球磨机 自磨机,剪切破碎机 Von Roll型往复式 Lincle-mann型 旋转剪切式,冲击式破碎机 Universa型 Hazemag型,颚式破碎机 简单摆动式 复杂摆动式 综合摆动式,辊式破碎机 光辊、齿辊
10、 单齿辊 双齿辊,锤式破碎机 Hammer Mills式 BJD型 Movorotor型双转子,常见破碎设备,移动搅拌粉碎机,颚式破碎机(一)简单摆动颚式破碎机,(二)复杂摆动颚式破碎机,比较：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。优点：破碎产品较细，破碎比大(一般可达48、简摆型只 能达36)。规格相同时，复摆型比简摆型破碎能力高2030。,(三)颚式破碎机的特点及应用,颚式破碎机具有结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等特点。在固体废物破 碎处理中，主要用破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物。例如，煤矸石作为沸腾炉燃料，制 砖和水泥原料时的破碎等。
11、既可用于粗碎，也可用于中、细碎。,锤式和冲击式破碎机,(一)锤式破碎机 锤式破碎机的类型 锤式破碎机按转子数目可分为两类：一类是单转子锤式破碎机(只有一个转子)；另一类 是双转子破碎机(它有两个作相对回转的转子)。单转子破碎机根据转子的旋转方向，又可分 为可逆式(转子可两个方向转动)和不可逆式(转子只能一个方向转动)两种。BJD型破碎金属切屑的锤式破碎机Hammer Mills型锤式破碎机,锤式破碎机主要用于破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物。例如，煤矸石经一次破碎后 小于25mm的粒度达95，可送至球磨机磨细制造水泥。还可破碎含水分及油质的有机物、纤维 结构、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料
12、、回收石棉纤维和金属切屑等。,（二）冲击式破碎机,冲击式破碎机具有破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点。适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等多种团体废物。我国在水泥 、火力、发电、玻璃、化工、建材、冶金等工业部门广泛应用。Universa型冲击式破碎机,剪切式破碎机,剪切式破碎机是通过固定刀和可动刀(往复式刀或旋转式刀)之间的啮合作用，将固体废 物切开或割裂适宜的形状和尺寸，特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。,辊式破碎机,辊式破碎机的类型 按辊子的特点可分为光辊破碎机和齿辊破碎机两种。光辊破碎机的辊子表面光滑，具压挤破碎兼有研磨作用。用于硬度较大的
13、固体废物的中碎和细碎。齿辊破碎机辊子表面带有齿牙，主要破碎形式是劈碎。用于破碎脆性和含泥粘性废物。齿辊破碎机按齿辊数目又可分为单齿 辊和双齿辊破碎机两种。,1.双齿辊破碎机,该机由两个相对转动的齿轮组成，固体废物由上方给入两齿辊中间，当两齿辊 同步相对转动时，辊面上的齿牙将物料咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊转动从下部排出 。破碎产品粒度由两齿辊的间隙决定。,2单齿辊破碎机,单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个固定的弧形破碎板组成。破碎板与齿辊 之间形成上宽下窄的破碎腔。固体废物由上方给入破碎腔，大块物料在破碎腔上部被长齿劈 碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，合格破碎产品从下部缝隙排出
14、。,辊式破碎机的特点,辊式破碎机的特点是能耗低、产品过度粉碎程度小，构造简单，工作可靠等。,球磨机,磨碎在固体废物处理与利用中占有重要地位。对于矿业废物和工业废物尤其是这样。例 如，在煤矸石生产水泥、砖瓦、矸石棉、化肥和得取化工原料等；在硫铁矿烧渣炼铁制造球团，回收有色金属、制造铁粉和化工原料、生产铸石等；电石渣生产水泥、砖瓦、回收化工 原料等；钢渣生产水泥、砖瓦、化肥、溶剂等等过程都离不开球磨机对固体废物的磨碎。球磨机磨介的运动状态盘式磨碎机,各类破碎机的特点,各类破碎机的特点,低温破碎,利用某些废物低温变 脆的性能而有效地破碎。亦可利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温 破碎技术。适用于：塑料、汽车轮胎等 低温破碎通常采用液氮作致冷剂。液氮具有致冷温度低、无毒、无爆炸危险等优点。但 制备液氮需耗用大量能源，故低温破碎的对象仅限于常温难破碎的废物，如橡胶和塑料。,卡特彼勒793D大型矿石运输车,低温破碎的应用,塑料低温破碎：对塑料低温破碎的研究结果表明：各种塑料的脆化点聚氯乙烯为-5 -20、聚乙烯 为-95 -135、聚丙烯为0 -20。 从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线等废物中回收铜、铝及锌的低温破碎 汽车轮胎的低温破碎 。,
