1、2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,固体废物管理问题,管理更强调源头控制源头控制是比资源利用更有效的管理措施资源化利用的政策与技术同样重要技术的应用通常需要政策环境的支持分类化处理处置有实施的必要和应用的可能性,第二章 固体废物产生与性质, 固体废物是什么？管理与技术要求的固体废物表征方法,2.1 产 生 源,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,定 义,一般定义,固体废物是人类生产与生活活动中，因不需要和无用而弃置的固态物料,中华人民共和国固体废物污染环境防治法“以容器包装的液态、气态废弃物属固体废物”,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,定 义,法规定义,工业固
2、体废物 是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物城市生活垃圾 是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务 的活动中产生的固体废物，以及法律行政法规规定 视为城市生活垃圾的固体废物城市生活垃圾 是指城市中单位和居民在日常生活及为日常生活服务 中产生的废弃物，以及建筑施工活动中产生的垃圾（建设部定义 ）,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,定 义,法规定义,危险废物 是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险 废物标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,产 生 源,普遍性覆盖所有的人类活动环节,2018/4/3,同济大学环境科学与工
3、程学院,分 类,一般分类,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,分 类,按性质特征归类,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,分 类,按性质特征归类,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,分 类,按性质特征归类,2.2 性 质 表 征,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,性质分类与指标,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,性质分类与指标,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,习 题,固体废物卫生填埋场经营者，受委托要求代为处理一种工业垃圾。法律规定危险废物不能在卫生填埋场处置；同时，经营者也需要向委托者说明它的收费依据。据此，你认为经营者应要
4、求对委托处理的工业垃圾做哪些指标的测试，简述理由,2.3 性质分析方法的特点,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,取 样 与 制 样,代表性取样系统性取样系列取样工艺排废点收集运输点制样缩分方法”四分法”,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,浸 出,固体直接分析的限制固体废物基质（Matrix）对分析的限制破坏基质对污染物化学结构的同时改变基质结构对污染物生物效价的影响浸出液(水或特定溶剂)分析替代直接分析微量有机物重金属极大部分的生物监测,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,消 解 与 挥 发,消解基于Matrix化学破坏的无机物（重金属）全量分析方法挥发基于M
5、atrix控制性破坏的有机物全量分析方法（TGA-GC/MS）,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,非破坏性全量分析方法,核磁共振 表面有机物基团CT扫描 Matrix的密度差分析XRD 无机物碎片分析AFS (原子力显微镜) 表面分子与原子形态， 包括活动状态,2.4 产 生 量 分 析,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算, 主要用于现状分析，分析的统计总结可用于推定一定范围与条件下的未来值,准静态衡算原理,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,例题：对一罐头食品厂进行物料衡算并分析 在给定的一天，某罐头食品厂接收食品原料12t，铁
6、罐5t，纸板0.5t，其他原料0.3t。在这天的生产中，12t食品原料中的10t加工成了产品，1.2t以固态废物排出，将用作牲畜饲料，剩下的则从该厂的废水中排出。铁罐中的4t将在工厂中贮存待用，其余的用于当天的生产，使用过程中其中的3被损坏，损坏的铁罐分类暂存、以备循环利用。纸板全部用于当天的生产，但其中3损坏，损坏的纸板分类暂存供给循环利用。其他原料中，25贮存待用；50使用后成为废纸，其中的35分类供给循环利用，其余作为混合废物排出；另有25的其他原料使用后成为混合废物。假定所有分类供循环或排出的物料均在当天收集外运。试计算该食品厂当天的物料平衡，给出该日的物流计算图，确定该厂生产每吨产品
7、所产生的废物量。,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,当日罐头食品厂输入的原料食品原料：12t；铁罐：5t；纸板：0.5t；其他原料：0.3t当日厂内物流转化过程食品净产量10t，产生食品废物1.2t，其余食品原料从废水中排出4t铁罐在厂内贮存，其余用于当天生产，其中3损坏0.5t纸板全部用于当日生产，其中3损坏当日进厂的其他原料中，25厂内贮存，50用于当日生产后转化为废纸，其中35分类收集供回收，其余进入混合废物中，另有25的原料在当日生产后成为混合废物,物 流 衡 算,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,该工作日内的相关物流量计算 食品原料进入生产产品
8、的食品原料 = 10t变成废物后用作牲畜饲料 = 1.2t变成废物后从废水中排出 = 12 10 1.2 = 0.8t铁罐贮存的铁罐 = 4t进入出厂产品中的铁罐 =（5 4）（1 0.03）= 0.97t损坏后用于循环的铁罐 =（5 4） 0.03 = 0.03t,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,该工作日内的相关物流量计算 纸板 进入出厂产品中的纸板 = 0.5 （1 0.03）= 0.485t损坏后用于循环的纸板 = 0.5 0.03 = 0.015t其他原料 厂内储存量 = 0.3 0.25 = 0.075t分类用于回收的纸 = 0.3 0.5 0.35 =
9、 0.053t进入混合废物中的纸 = 0.3 0.075 0.053 = 0.172t,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,物料平衡方程 贮存物料量 = 原料输入量 产品输出量 废物产生量物料衡算贮存物流量 = 4 + 0.075 = 4.075t原料输入量 = 12 + 5 + 0.5 + 0.3 = 17.8t产品输出量（含循环利用废物）= （10 + 0.97 + 0.485）+ （1.2 + 0.03 + 0.015 + 0.053）= 12.753t废物产生量 = 0.8 + 0.172 = 0.972t物料平衡核算: 右项 = 17.8 12.753 0.
10、972 = 4.075t = 左项,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,物流计算图,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,生产每吨产品产生的废物量总产废率 =（17.8 11.455 4.075）/11.455 = 0.198t/t再循环废物产率 = （1.2 + 0.03 + 0.015 + 0.053）/11.455 = 0.113t/t净产废率 = 0.198 0.113 = 0.085t/t,= 8.5%,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,产品基准法原料基准法产值基准法,动态推算原理 同类行业、同等技术水平下
11、的推广测算,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,例题 某磷酸厂采用磷酸萃取（湿法磷酸）工艺，以磷矿石为主要原料，加适量硫酸生产磷酸，其主要的固体废物为磷石膏（二水硫酸钙晶体与杂质）。经统计测算磷石膏的产生量与原料磷矿粉消耗量之间存在下述关系：式中：Gsw磷石膏产生量，t；Gm磷矿粉用量，t；Pp磷矿粉中P2O5的质量比，t/t。现已知该厂生产每吨磷酸（浓度为3032）的磷矿粉消耗量为2.2t，磷矿粉P2O5的质量比为32。试用原料基准法求该厂生产每吨磷酸的磷石膏产生量,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,代入,得：该厂生产每吨磷酸的磷石膏产生量为3.1吨,2
12、018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,物 流 衡 算,影响因素生产工艺差异原料差异技术进步的测算,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,统 计 分 析 方 法,平均值（ x ）中位值（Med）排序确定(奇数样本1个值/偶数样本2个值)最频值（Mod）出现频数最大的值或值域计算 Mod = 3（Med）- 2（ x ）, 以城市生活垃圾为例，也是其他废物源分析中必须的,现状值分析 找出直接调查数据背后的规律性,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,统 计 分 析 方 法,标准差S变异系数CV不对称系数3峰值系数4,正态分布的偏移程度,峰值的水平,2018/4/3,同济大学环
13、境科学与工程学院,统 计 分 析 方 法,时间序列分析方法初等函数时间序列,未来值分析,（a）直线,（b）二次曲线,（c）三次曲线,（d）指数曲线,（e）对数曲线,（f）成长曲线,y 城市生活垃圾年产生量，t/at 城市生活垃圾的产生年份，有时用（tt0）代替，其中t为产生量预测年份，t0为模型基准年份，aa，b，c，d模型回归参数,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,灰色模型函数,有自回归的特征，可消除数据或然性影响,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,相关回归分析方法,通常的形式,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,产生途径分析方法,易腐食品垃圾产生量,201
14、8/4/3,同济大学环境科学与工程学院,建筑垃圾产生量,建筑拆毁垃圾,建筑施工垃圾,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,医疗垃圾产生量,我国医疗服务的垃圾产生状况,第三章 固体废物管理的概念, 了解管理思想形成对技术发展与应用的正确思路,3.1 全过程固体废物管理,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,末端管理的发展与困境,以经济发展和环境问题发现与控制要求提高为轴线经济发展废物量增长与组分复杂化,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,末端管理的发展与困境,环境问题发现与控制要求提高技术复杂化,资源,废物,处理,资源衰竭型危机的爆发,单纯向上的资源消耗,+,+,+,2
15、018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程固体废物管理的理论依据,向自然生态的可持续性学习,自然生态的物料与能量循环,在太阳能输入条件下达到平衡,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,人类社会的物料利用过程,远离热力学平衡条件下，靠自然物流、能流输入维持,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,环境治理的强化, 加速崩溃的可能性,更多的物流、能流输入,通过减少物流、能流需求, 增加内部循环 同时解决环境与资源问题,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程固体废物管理的实施框架,全过程管理原则产生源控制优先完善资源化体系分流有害物流最终处置无遗漏,2018/4/
16、3,同济大学环境科学与工程学院,全过程管理的边界与重点,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程管理的策略框架,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程管理的实施计划框架,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程管理的法规框架,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程固体废物管理与循环经济,循环经济的概念来自于资源循环产业的经验，但不限于循环产业关键是经济发展的立足点与影响立足点：资源的合理利用与减量影 响：环境影响得到有效控制,经济发展循环向前，生生不息,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,全过程固体废物管理与循环经济,循环经济与全过
17、程固体废物管理原理上的一致性都要求从2个基本方面改善经济发展的环境生态影响循环经济对全过程固体废物管理实施的支撑经济措施的合理应用,3.2 固体废物管理的其他概念,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,废 物 防 止,避免产生,过程替代消费替代清洁生产,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,废物最小化与清洁生产,建立在过程管理基础上的废物源减量,工艺改进操作革新库存管理,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,废 物 “ 三 R ”,Reduction Reuse Resource /Recovery,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,废物热处理与能源回收,特
18、指焚烧热能回收,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,废 物 处 置,不属于上述范围且不产生二次物流（固体）,3.3 固体废物管理法规的趋向,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,源控制循环经济促进,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,美国有害物减量计划（waste wise）台北市居民垃圾的随袋收费德国的包装物管理法规,第四章 固体废物管理技术体系,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,技术体系的框架危险废物处理的技术方法工业固体废物利用技术过程生活垃圾处理技术体系技术标准体系,4.1 技术体系的框架,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,技术的定义
19、,广义包括软硬2方面的技术方法狭义硬技术改变固体废物物流特征的技术方法,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,技术体系的框架,技术体系单元分类,功能分类,物流集中物流分流物性转化物流隔离,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,技术体系的框架,技术体系单元分类,层次分类,集中,分流,转化,隔离,收集,回用,资源化与处理,处置,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,技术体系的框架,技术体系单元分类,过程原理分类,过程,分类,能达到特定管理目标的工艺技术单元组合,物理化学生物最终处置,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,4.2 危险废物处理技术方法,2018/4/3
20、,同济大学环境科学与工程学院,技术功能与分类,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,技术设施分类,In Site,Off Site,单一对象与功能,多对象与功能,集中处理设施,选址等管理特征,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,基本技术方法,回收与循环利用技术过程溶剂回收对象占危险废物的5%30%方法,回收与循环利用技术过程溶剂回收对象占危险废物的5%30%方法,蒸馏条件的保证是关键,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,油脂回收对象各种润滑油方法酸泥法（酸性白土） 减压蒸馏法酸再生对象酸洗废液方法冷却沉淀 喷雾焙烧,雾化,焙烧,气化,吸收,2018/4/3,同济大学
21、环境科学与工程学院,金属回收火法冶金：焙烧炉、熔融炉湿法冶金：,溶解,分离,强酸、强碱,氧化,离子交换,电解,反渗透,膜滤,吸附,溶剂吹脱,沉淀,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,燃料调制对象：废油、溶剂、釜残液方法：废废调制 废煤调制 废油调制能量回收共燃烧水泥窑同时具有处理效果其它类似燃料调制,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,液态危险废物回收设施,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,处理技术方法热处理焚烧,DRE99.99%,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,水相（溶液）处理氰破坏铬还原二段法金属沉淀中和 固液分离生物处理活性炭吸附污泥脱水,
22、2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,液相处理示意,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,稳定化（重金属类废物）化学稳定形成难溶物晶格化（固化）晶格结构中稳定,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,生物处理堆肥化生物渗滤(Bioleaching)氧化硫杆菌氧化亚铁硫杆菌,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,土地处置填埋深井灌注废盐矿最佳,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,综合性危险废物处理设施,流程示例,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,空间布置,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,操作,操作事项与设施组成,2018/4/3,
23、同济大学环境科学与工程学院,处理方法选择,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,配套管理安全保卫检查与维护事故防范应急计划员工培训监测例行报告档案保存审计,4.3 工业固体废物资源化利用,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,粉 煤 灰,组成,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,方法建材,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,材料,微珠耐火材料,微珠耐火材料,微珠耐火材料,风选、浮选,磁选,浮选、静电分选,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,钢 铁 渣,高炉渣组成CaO、SO2、Al2O3、MgO、MnO
24、、TiO2、S等形态（冷却方法不同）水渣、矿渣、膨胀矿渣,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,水渣,掺和制水泥加激发剂共磨制混凝土加石灰、石膏制矿渣砖,矿渣,破碎代碎石,膨胀渣,轻骨料砌块/浇注,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,炼钢渣组成基本与高炉渣相似形态,热泼碎石渣,水淬渣,风淬粒化渣,粘度,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,用途路基、路面材料代生料制水泥破碎磁选回收钢,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,有 色 冶 金 渣,制水泥赤泥铜渣金属回收铅锌渣金属回收漩涡炉烟化挥发镍钴渣湿法回收,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,2018
25、/4/3,同济大学环境科学与工程学院,煤 矸 石,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,化 工 渣,硫酸渣,沸腾炉焙烧,成 球,回转窑焙烧,烧渣,球团,硫铁矿,烟气,余热锅炉,除 尘,硫酸生产,焙烧球团,炼铁高炉,生铁,CaCl2或酸洗废液(FeCl3) + 消石灰,挥发态金属氯化物,除 尘,酸 洗,中 和,有色金属回收,循环,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,铬渣,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,磷石膏,调土壤矿物组成,水泥窑,尾气,氧化吸收法制硫酸,4.4 生活垃圾处理技术体系,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,基本的处理方法资源化分选堆肥化厌
26、氧消化焚烧卫生填埋,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,资源化分选按废物的物理组分对废物流作分离-可回收物流，含：纸板、塑料、玻璃、铝罐和镀锌铁罐，及其他铁金属 -混合可燃物 -混合可堆肥物 -需填埋的残余物等物流,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,堆肥化生物可降解性组分的好氧腐殖化-气体产物 二氧化碳和水，一定量的NH3和微量VOCs-沥滤液 有机物浓度甚高（COD约30 000mg/L）-堆肥 有土壤气味、松散的褐色类土物料，几乎没有致病微生物,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,厌氧消化生物可降解性组分的好氧腐殖化-气体产物 消化气或沼气，主要成分为甲烷（
27、CH4）和二氧化碳（CO2），一定量的NH3、还原性硫化物（硫化氢、甲硫醇等）和其他VOCs等致臭物质 -脱水液 有机物含量低于堆肥沥滤液，但NH3-N的含量更高 -沼渣 无恶臭的以高腐殖质含量为特征的泥状物,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,焚烧可燃物热氧化 -焚烧烟气 特征性物质：HCl、SO2、NOx、CO、重金属蒸气、有机物和颗粒物-液相物流 储坑沥滤液，烟气处理废液，锅炉排水-飞灰与底渣 分配比例为1：51：10,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,卫生填埋物理隔离，有自发性的厌氧代谢 -填埋气体（Landfill Gas） 总的组成与厌氧消化产生的沼气相似-填
28、埋渗滤液 特征性污染物是由COD、BOD5表征的混合有机物及NH3-N,4.5 固体废物处理与利用技术标准体系,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,鼓励政策限制政策标准化运行,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,框 架,按物流管理要求设置,固体废物对象,收集/运输,贮存,处理/处置/利用,利用产品,分类与鉴别,规范固体废物技术体系的建设与运行,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,固体废物分类与鉴别,主要涉及危险废物是该类危险废物定义的基础,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,危险废物运输与转移,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,基本参照具有相
29、关特性的货物运输标准,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,危 险 废 物 贮 存,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,危险废物处理与处置,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,一般工业废物处理与利用,相对简化、突出利用,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,城市生活垃圾收运,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,处理处置设施,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,资源化产物质量,城镇垃圾农用控制标准,GB 817287,农用污泥中污染物控制标准,GB 428484,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,其它废物,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,标准体系的严密性与等级,废物的危害预期对公众的影响范围,国 家 性,行 业 性,地 方 性,2018/4/3,同济大学环境科学与工程学院,Thank you for your attention!,
