1、第五章 固体废物与环境,内容介绍,第一节 固体废物的概述 第二节 固体废物的收集、运输 第三节 固体废物的预处理 第四节 固体废物的处置,第一节 固体废物的概述,一、固体废物(solid waste)的概念 概念：生产和生活活动中丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒物。 生产活动中废渣 生活活动中生活垃圾 相对性,第一节 固体废物的概述,二、固体废物的分类和来源 分类的依据： 组成来源危害,有机废物 无机废物,工业固体废物 农业固体废物 矿业固体废物 城市生活垃圾,一般废物 危险废物,第一节 固体废物的概述,二、固体废物的分类和来源 固体废物污染环境防治法 城市生活垃圾工
2、业固体废物危险废物,城市日常生活中或者为城市日常生活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。,在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。,列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别方法认定的具有危险特性的废物。,第一节 固体废物的概述,二、固体废物的分类和来源 城市生活垃圾 特点：种类复杂、有机物含量高。 产生量 日本城市垃圾是每10年增加一倍，英国每15年增加一倍。我国城市垃圾年产量1.5亿吨，并以每年8%-10%的增长率递增。,城市生活垃圾的来源及分类,食品垃圾,炉灰、白色垃圾,生活垃圾,城市生活垃圾的产生量与组成,百万吨,第一节 固体废物的概述,
3、二、固体废物的分类和来源 工业固体废物 特点：种类极其复杂、各地组分差异大。 产生量 全世界每天新增固体废物419.49万吨，年产量平均增长率达8.24%，高出世界经济平均增长速度2.5-3倍。我国年产生量约8.2亿吨。,主要工业固体废物的来源和分类,废石,煤矸石,废金属,工业固体废物产生量,百万吨,工业固体废物组成,第一节 固体废物的概述,二、固体废物的分类和来源 危险废物 概念：对危险废物的定义标准不同，我国认为除放射性废物，具有化学活性、毒性、爆炸性、腐蚀性、传染性的废物。 产生量 我国年产生量约830万吨。,医疗垃圾,废旧电池,废旧电脑,第一节 固体废物的概述,三、固体废物的污染途径和
4、危害 污染途径：,地表水,土壤,大气,地下水,固体废物的污染途径,第一节 固体废物的概述,三、固体废物的污染途径和危害 危害： 占用土地 污染土壤 污染水体 污染大气 处置不当 影响环境卫生,影响土壤微生物 直接作用于植物根系,直接倾倒，直接污染 地表径流污染 渗滤液污染,风吹扬尘 异臭、有害气体散发 自燃,废物处置率低 资源利用率低,堆积1万吨固体废物占地1亩,自燃过的煤矸石山,我国近23城市陷入垃圾包围,1951年,1953年,1980年,第二节 固体废物的收集和运输,一、固体废物的收集 收集原则 谁污染，谁治理 分类收集 危险固体废物与一般固体废物分开； 工业固体废物与生活垃圾分开； 泥
5、态与固态分开； 污泥应进行脱水处理,第二节 固体废物的收集和运输,一、固体废物的收集 工业固体废物 定期收集 可将不合理的暂存降到最小，以有效地利用资源；运输者可有计划地使用车辆；处理与处置者有时间更改管理计划，适宜大中型厂矿企业。 随时收集 根据固体废物产生者的要求随时收集固体废物，适宜小型企业。,第二节 固体废物的收集和运输,一、固体废物的收集 工业固体废物 具体操作： 大型工厂，回收公司到厂内回收； 中型工厂，定人定期回收； 小型工厂，划片包干巡回回收； 危险固体废物专门分类收集、分类管理。,第二节 固体废物的收集和运输,一、固体废物的收集 城市垃圾 混合收集 某些情况下，混合收集可使危
6、害变小或有利于处理或处置。 分类收集 有利于固体废物的资源化，可以减少固体废物处理与处置费用及对环境的潜在危害，适宜多数情况。,第二节 固体废物的收集和运输,一、固体废物的收集 城市垃圾 具体操作： 生活垃圾由清洁人员每天收集； 商业垃圾及建筑垃圾原则上由单位自行清除； 粪便：有卫生设施的住宅，居民粪便的小部分进入污水厂净化处理，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。,第二节 固体废物的收集和运输,二、固体废物的运输 包装容器选择 容器及包装材料与所盛固体废物相容； 有足够的强度； 贮存及装卸过程中不易破裂； 固体废物不扬散、不
7、渗漏、不流失、不释放出有害气体与臭味。,第二节 固体废物的收集和运输,二、固体废物的运输 生活垃圾 第一阶段：分类收集、混合收集 第二阶段：垃圾清除至垃圾车 第三阶段：运输至垃圾堆场或转运站 第四阶段：运至最终处置场,垃圾桶,小型垃圾车,垃圾运输车,垃圾运输车,压缩式运输车,垃圾堆场,垃圾堆场,无防护的垃圾转运站,第二节 固体废物的收集和运输,二、固体废物的运输 收运路线设计 组成 一条完整的收集清运路线大致由“实际路线”和“区域路线”组成。 实际路线指垃圾收集车在指定的街区内所遵循的实际收集路线 区域路线指装满垃圾后，收集车为运往转运站(或处理处置场)需走过的地区或街区。,第二节 固体废物的
8、收集和运输,收运路线设计 考虑因素 每个作业日每条路线限制在一个地区尽可能紧凑，没有断续或重复的线路： 平衡工作量，使每个作业、每条路线的收集和运输时间都合理地大致相等； 收集路线的出发点从车库开始； 要考虑交通繁忙和单行街道的因素。在交通拥挤时间，避免在繁忙的街道上收集垃圾。,第二节 固体废物的收集和运输,收运路线设计 步骤 准备适当比例的地域地形图，标注所需内容； 资料分析，将资料数据概要列为表格； 初步收集路线设计； 对初步收集路线进行比较，反复试算均衡收集路线，最后将确定的收集路线画在收集区域图上。,容器收集安排,第二节 固体废物的收集和运输,收运路线设计 步骤 准备适当比例的地域地形
9、图，标注所需内容； 资料分析，将资料数据概要列为表格； 初步收集路线设计； 对初步收集路线进行比较，反复试算均衡收集路线，最后将确定的收集路线画在收集区域图上。,使每周各个工作日收集的 垃圾量、行驶路程、收集时间等大致相等。,第三节 固体废物预处理,收运,压实,破碎,分选,目的：使形状、大小结构和性质符合处理与处置的要求,第三节 固体废物预处理,一、压实 概念：通过外力加压于松散的固体物，以缩小其体积，使其变得密实的操作简称为压实。 压实器： 回转式、三相联合式、水平式、高层建筑压实器 城市垃圾压缩处理工艺,第三节 固体废物预处理,二、破碎 概念： 破碎通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部
10、的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的操作过程统称破碎。 磨碎使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。,第三节 固体废物预处理,二、破碎 目的： 容易使组成不一的废物混合均勺，可提高燃烧、热解等处理过程的效率及稳定性 可防止粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备体。 可减小容积降低运输费用。 容易通过磁选等方法回收小块的贵重金属 破碎后的生活垃圾进行填埋处置时压实密度高而均匀，可加快复土还原,第三节 固体废物预处理,二、破碎 方法： 按原理可分为物理方法和机械方法。 物理法：包括低温冷冻破碎和湿式破碎。 低温冷冻破碎：利用塑料橡胶类废物在低温下脆化的特性进行破碎。 湿式破碎：利用湿法使纸类、
11、纤维类废物调制成浆状，然后加以利用的方法。,第三节 固体废物预处理,二、破碎 方法： 机械法：主要包括剪切、冲击、挤压三种类型 剪切破碎：是指在剪切作用下使废物破碎剪切作用包括劈开、撕破和折断等， 冲击破碎：有重力冲击和动冲击两种。重力冲击是使废物落到一个硬的表面上使其破碎；动冲击是使废物碰到一个比它硬的快速旋转的表面时而产生冲击作用。 挤压破碎：是指废物在两个相对运动的硬面之间的挤压作用下破碎。,第三节 固体废物预处理,二、破碎 破碎设备： 锤式 冲击式 剪切式 鄂式 辊式 粉磨机,第三节 固体废物预处理,三、分选 目的和意义： 处理、处置与回用之前，将有用的成分分选出来加以利用，并将有害的
12、成分分离出来。磨碎使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。 分选依据： 物料的物理性质或化学性质(这些性质包括粒度、密度、重力、磁性、电性、弹性等),第三节 固体废物预处理,三、分选 分选方法： 人工手选 筛分 风力分选 跳汰机 浮选 磁选 电选,激振力：离心惯性力,第四节 固体废物处理与处置,一、处理 （一）焚烧 （二）熔融 （三）资源化“减量化、资源化、无害化”三化原则,第四节 固体废物处理与处置,（一）焚烧 我国现行标推 适用于焚烧量在20kg/h以上、500kg/h以下的小型焚烧炉(HJ/T181996)。 适用于医疗垃圾焚烧的医疗垃圾焚烧环境卫生标准(CJ30361995)。 危险废物焚
13、烧污染控制标准 GW 18484-2001 代替GWKB 2-1999，2002-01-01实施。 生活垃圾焚烧污染控制标准 GW 18485-2001 代替 HJ/T18-1996，GWKB 3-2000 2002-01-01实施。,第四节 固体废物处理与处置,（一）焚烧 固体废物焚烧炉 种类繁多，主要有： 立式多段焚烧炉 回转式焚烧炉 沸腾流化床焚烧炉,立式多段焚烧炉,回转式焚烧炉,回转式焚烧炉,优点： 操作弹性大 耐冲击性强 缺点： 热效率低，处理低热值固体废物时，须加辅料 排放的粉尘量较大 排出的尾气经常带恶臭味，应加脱臭装置,沸腾流化床焚烧炉,沸腾,沸腾流化床焚烧炉,优点： 单位面积
14、的处理能力大 固体废物易混合并分散均匀 传热速度及温度易于控制 结构简单，故障少，建造费用低 缺点： 压力损失大（动力消耗大）,第四节 固体废物处理与处置,（二）熔融,第四节 固体废物处理与处置,（二）熔融 熔渣炉 构造与焚烧炉相似，但炉渣以玻璃体状态排出。 优缺点 优点：可将有害金属封存在玻璃体中需用空气少，废气净化装置体积小 缺点：焚烧时散发大量有害物质,第四节 固体废物处理与处置,（三）资源化 概念：广义上指资源的再循环；狭义上指为了再循环利用废物而回收资源与能源。 利用途径 用作工业原料 用作能源 在农业上的利用 用作建筑材料,第四节 固体废物处理与处置,（三）资源化 资源化系统技术
15、热分解技术 微生物分解技术 焚烧废热回收技术 残渣利用技术,第四节 固体废物处理与处置,资源化系统技术 热分解技术 定义：在工业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解为： 以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体； 在常温下为液态的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在内的燃料油； 纯碳与玻璃、金属、土砂等混合形成的炭黑。,第四节 固体废物处理与处置,资源化系统技术 热分解技术 最经典定义：斯坦福研究所的 JJones（Stanford Research Institute，SRI) 提出的： “在不向反应器内通入氧、水蒸气或加热的一氧化碳的条件下，通过间接加热使含
16、碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、液体和炭黑)的过程”。,第四节 固体废物处理与处置,资源化系统技术 热分解技术 城市垃圾的热解技术根据其装置类型分： 移动床熔融炉方式； 回转窑方式； 流化床方式； 多段炉方式； Flush Pyrolysis方式。,第四节 固体废物处理与处置,资源化系统技术 热分解技术 组成 进料 反应 回收净化 控制,第四节 固体废物处理与处置,资源化系统技术 微生物分解技术 堆肥化 前处理调整水分和C/H 主发酵分解易分解物质，产生二氧化碳和水 后发酵难分解的有机物全部分解，变成腐殖酸、氨基酸等 废纤维素糖化技术 加酶进行糖化反应，生成葡萄糖,第四节 固体废物处理
17、与处置,资源化系统技术 焚烧废物回收热能技术 欧洲：焚烧垃圾回收90%的热能，用于发电 美国：引进欧洲焚烧废物回收热能技术，将热能转化为蒸汽卖给附近工厂或用来干燥污泥 日本：不回收热能，而安装烟气除尘设备,第四节 固体废物处理与处置,二、处置 海洋处置 卫生土地填埋 (适用于一般固体废物) 安全土地填埋 (适用于有害固体废物) 深井灌注 土地耕作,第四节 固体废物处理与处置,二、处置 废物屏障系统 根据填埋的固体废物(生活垃圾或危险废物)性质进行预处理，包括固化或惰性化处理，以减轻废物的毒性或减少渗滤液中有害物质的浓度。 密封屏障系统 利用人为的工程措施将废物封闭，使废物渗滤液尽量少地突破密封
18、屏障；密封效果取决于密封材料品质、设计水平和施工质量保证。,第四节 固体废物处理与处置,二、处置 地质屏障系统 地质屏障系统包括场地的地质基础、外围和区域综合地质技术条件。 地质屏障系统“废物屏障系统”和“密封屏障系统”的基本结构固体废物处置场的工程安全和投资强度。,第四节 固体废物处理与处置,三、固体废物的管理,废弃物的最终储存,减少废物的产生量 推广无污染工艺 提高废物内部循环利用 强化管理手段,物资回收途径 采用明智的生产技术加强废弃物的分离回收资源化工厂,能源回收途径 RDF产品 焚烧 厌氧分解 热解,安全填埋 废物的干燥 废物的稳定化 废物的封装 混合填埋 废物的自然衰减 正确的填埋工程施工,
