1、第五章 固体废物的处理与利用,第一节 固体废物的来源与危害 第二节 固体废物的管理 第三节 固体废物的处理与处置 第四节 固体废物的资源化利用,第一节 固体废物的来源与危害,一 固体废物和危险废物的来源与分类 二 固体废物对环境的危害,一 、 固体废物的来源与分类,1 固体废物的概念、来源与分类 2 危险废物的概念与类别,一 、 固体废物的来源与分类,1 固体废物的概念、来源与分类 （1）固体废物的概念 固体废物（solid waste）亦称废物，是指人类在工农业生产、日常生活和其它活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质 。 （2）分类 按化学性质分：有
2、机废物和无机废物 按危害状况分：有害废物和一般废物 按来源分（欧美）：工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农业固体废物和放射性固体废物； 按固体废物的管理需要（我国）分：工矿业固体废物、有害固体废物和城市垃圾。,（3）固体废物的来源（见表） 目前我国固体废物的主要来源是工矿业固体废物和城市垃圾； 农业固体废物主要是农用化学塑料薄膜和塑料制品，但数量较少；农村的大量有机垃圾通常经发酵后在农业上自行消化。,全国工业固体废物： 1981年：3.77108t， 1995年：6.45108t， 2000年：8.2108t， 2002年则高达9.5108t。 累积堆存量：60多亿吨， 占地5.510
3、4hm2。,全国城市垃圾： 1980：3132104t； 1995：10748104t， 年增长速度：8%10% 人均日产垃圾量已超过1.0kg，,人均产生的废物量,固体废物的分类、来源和主要组成,固体废物的分类、来源和主要组成（续）,2、危险废物的概念与类别,（1）危险废物的概念 危险废物又称为有毒有害废物，这类废物泛指 除放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人 类的生活环境产生危害的废物。 美国的定义：能引起或助长死亡率的上升或严重不可恢复的疾病；可造成严重残 疾；在操作、储存、运输、处理或其他管理不当时，会对人体健康或环境带来重大威胁的废 物称为危险
4、废物 世界卫生组织的定义：根据其物理或化学性质、要求必须对其进 行持殊处理和处置的废物，以免对人体健康或环境造成影响的废物。,（2）危险废物的类别 我国1998年7月1日实施的国家危险废物名录，将危险废物分为47类，同时制定了危险废物鉴别标准。 标准规定：“凡名录所列废物类别高于鉴别标准的属危险废物，列入国家危险废物管理范围，低于鉴别标准后，不列入国家危险废物管理。”,我国危险废物鉴别标准 GB5085.3-2007,危险废物鉴别标准 腐蚀性鉴别 GB5085.1-2007 危险废物鉴别标准 急性毒性初筛 GB5085.2-2007 危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别 GB5085.3-2007
5、危险废物鉴别标准 易燃性鉴别 GB5085.4-2007 危险废物鉴别标准 反应性鉴别 GB5085.5-2007 危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别 GB5085.6-2007 危险废物鉴别标准 通则 GB5085.7-2007,有害废物中一部分重要的有害成分,世界卫生组织重点限制的主要危险废物,（3）危险废物的产生量,我国有害固体废物产生量,1985：1670万吨，其中化学工业820万吨， 1995年有害固体废物产生量已高达2691.8104t ,占一般固体废物产生量的0.24%6.33%。,3、固体废物与危险废物的越境转移,巴塞尔公约 联合国环境规划署1989年3月20日至22日在瑞士巴
6、塞尔召开了控制危险废物越境转移及其处理公约外交大会。 公约的基本原则：首先，所有国家都应禁止输入危险废物； 其次，应尽量减少危险废物的产生量； 第三，对于不可避免而产生的危险废物，应尽可能以对环境无害的方式处置，并应尽量在产生地处置，须帮助发展中国家建立起最有效的管理危险废物的能力；第四，只有在特殊情况下，当危险废物产生国没有合适的处置设施时，才允许将危险废物出口到其他国家进行安全处置。,二、 固体废物对环境的危害,1、固体废物的特点 资源和废物的相对性：固体废物具有鲜明的时间和空间特征，是在错误时间放在错误地点的资源。 具有呆滞性和不可稀释性（污染物的最终形态） 在自然条件下，固体废物中的有
7、害成分会转入大气、水体和土壤中，参与生态系统的物质循环，具有长期潜在的危害性； 最后，由于固体废物具有呆滞性、不可稀释性、长期潜在的危害性，因而对固体废物必须从其产生、运输、存贮、处理及处置的每个环节都进行控制，即具有全过程管理的特点。,2、固体废物对环境的危害 侵占土地（1990年，我国历年工业固体废物堆存总量为64.82亿吨，占地5.84亿平方米）； 污染土壤和地下水（ 堆存垃圾渗滤液会污染土壤和地下水）； 污染水体（许多人将垃圾倾入水体，造成水体污染）； 污染大气（尾矿粉煤灰、污泥和垃圾颗粒随风飞扬；固体废物的焚烧产生有害气体和粉尘等）。,3、危险废物的危害 （1）危险废物危害环境的途径
8、： 处理前的堆放过程中，可污染空气、水体和土壤； 处理处置过程中，潜在的危险物质会从一种介质转入另一种介质引起污染； 处理处置后，危险废物仍然可通过空气、水和土壤污染人类健康与环境。,3、危险废物的危害 （2）危险废物对人体健康的危害： 短期危害： 通过摄入、吸入和皮肤吸收、眼接触引起毒害； 引起燃烧、爆炸、腐蚀等危险性事件。 长期危害： 长期接触导致的长期中毒、致癌、致畸和致变等。,第二节 固体废物的管理,一、固体废物的管理 二、固体废物的减量化及无废工艺的发展 三、固体废物的处理及资源化技术 四、固体废物的无害化处置,一、固体废物的管理,1、废物管理的观点 废物产生机制（从废物的价值角度看
9、）：当商品失去效用从而失去价值时，即成为废物，因而废物的产生是不可避免的。 废物产生机制（从人类活动的一次环境空间看）：废物存留在环境中，只不过被排除在生活和生产活动之外，但是废物会恶化环境质量，因而废物具有负的价值。 废物价值的大小取决于社会的自然、文化、科学和经济状况，同时又因个人的伦理、道德因素有关。 固体废物管理的核心：使负价值达到最小，甚至使废物重新转变为有用的物质。,一、固体废物的管理,2、固体废物管理状况 日本“废物处理和清扫法”规定：全体国民的义务和废物处理的主体。不但企业有适当处理的义务，而且公民也有保持生活环境清洁的义务； 美国1976年颁布了资源保护和回收法；1980年后
10、实行了“摇篮到坟墓”计划，对20万家污染源产生的危险废物实行从运输、贮存到最终处置的跟踪管理； 发展中国家几乎无人管理； 我国在废物管理方面正逐步完善；,一、固体废物的管理,3、固体废物管理的发展趋势 固体废物管理的发展过程的三阶段： （1）未加控制的土地处理阶段； （2）卫生填埋与简单的资源回收并存阶段； （3）固体废物的综合管理阶段。 固体废物综合管理模式（见图） 固体废物综合管理的主要目标： “减量化”、“资源化”和“无害化”。,二、固体废物的减量化,1、固体废物的减量化 固体废物的减量化指的是减少固体废物的产生量； 主要针对工业生产中产生的废物而言； 减少污染源的废物产生量是解决工业固
11、体废物问题的最佳方案；理论上解决固体废物问题最有效的办法。 上世纪70年代美国环境保护局制定了一份固体废物管理实施方案，首先采取减少废物的产生，其次是废物的重复利用；再次是选择才是处理。,二、固体废物的减量化,2、无废少废工艺 （1）无废工艺 定义：无废工艺是这样一种生产产品的方法，借助这种方法，所有的原料和能量在原料资源生产消费二次原料资源的循环中得到最合理和综合的利用，同时对环境的任何作用都不致破坏它的正常功能。 目的：解决自然资源的合理利用和环境保护问题。,二、固体废物的减量化,（2）少废工艺 定义：少废工艺是这样一种生产方法，这种生产的实际活动对环境所造成的影响不超过允许的环境卫生标准
12、(最高容许浓度)；同时由于技术、经济、组织或其它方面的原因，部分原材料可能转化成长期存放或埋藏的废料。 少废工艺是现阶段作为传统工业向无废生产转化的一种过渡形式 。,二、固体废物的减量化,（3）实现无废生产的主要途径 原料的综合利用； 改革原有工艺或开发全新流程； 实现物料的闭路循环； 工业废料转化成二次资源； 改进产品的设计，加强皮品的回收利用。,二、固体废物的资源化,（一）资源化 1、资源化的含义 资源化即为废物的再循环利用，回收能源和资源。 大规模地建立资源回收系统，必将减少原材料的采用，减少废物的排放量、运输量和处理量。 废物的资源回收可以提高社会经济效益，而且做到物尽其用，取得一定的
13、经济效益。,（一）固体废物的资源化,2、资源化系统（见图） 概念：是指从原材料制成的成品，经过市场消费，最后成为废物又引入新的生产消费循环系统。就整个社会而言，就是生产消费废物的一个不断循环系统。 理想的资源化系统要综合地进行技术、经济和社会的论证才能实现。,第二节 固体废物的处理与处置,一、固体废物的收集、分类与回收 （一）收集、分类 按收集物的存放形式来分，收集方法可分为混合收集与分类收集。 混合收集指收集未经任何处理的原生固体废物的收集方式。 分类收集是根据废物的种类和组成，将不同的废物分开收集存放。,对固体废物进行分类收集原则： 1工业废物与城市垃圾分开 2危险废物与一般废物分开 3可
14、回收利用物质与不可回收利用物质分开 4 可燃性物质与不可燃性物质分开,（二）回收 1大多数以“干式”回收有用成分，只有少数在工艺过程的结束工序辅以“湿式”回收； 2通用工艺程序均是原始固体废物破碎、分选、处理、回收； 3采用综合技术方法进行破碎、分选、回收，很少用单一的方法处理； 4回收的产品有黑色金属、有色金属、纸浆、塑料、有机肥料、饲料、玻璃以及焚烧热等。,二、固体废物的处理,1、物理法 物理处理是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。 物理处理方法包括压实、破碎、分选等。,（二）固体废物的处理技术,2、化学法 化学处理是采用化学方法破坏团体废物中的
15、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。 化学处理方法通常只用在所含成分单一或所含几种化学成分特性相似的废物处理方面。 化学处理方法包括氧化、还原、中和、化学沉淀和 化学溶出等。 有些有害固体废物，经过化学处理还可能产生含毒性成分的残渣，须对残渣进行解毒处理或安全处置。,（二）固体废物的处理技术,3、生物处理 生物处理是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化和综合利用。固体废物经过生物处理，在容积、形态、组成等方面，均发生重大变化，因而便于运输、贮存、利用和处置。 生物处理方法包括好氧处理、厌氧处理、兼性厌氧处理。 与化学处理方法相比，生物处理在经济上
16、一般比较便宜，应用也相当普遍，但处理过程所需时间 较长，处理效率有时不够稳定。,3、生物处理,（1）堆肥化 依靠自然界的细菌、放线茵、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质的生物转化过程。 堆肥化的产物称作堆肥，是一种具有改良土壤结构，增大土壤容水性、减少无机氨流失、促进难溶解转化为易溶磷、增加土壤缓冲能力， 提高化学肥料的肥效等多种功效的廉价、优质土壤改朗l料。 可分为厌氧堆肥与好氧堆肥； 好氧堆肥又分为露天推肥和快速堆肥两种方式；现代化堆肥生产通常由前处理、主发酵(一次发酵)、后发酵(二次发酵)、后处理、 贮藏等五个工序组成。其中主发酵是整个生产过程的关键，应控制好通风、
17、温度、水分、 C/N比、C/P比及pH值等发酵条件。,3、生物处理,（2）沼气化 沼气化亦称厌氧发酵，是固体废物中的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物在人为控制的温度、湿度、酸碱度的厌氧环境中经多种微生物的作用生成可燃气体的过程。 适用于城市污泥、农业固体废物、粪便处理。 对固体废物起到稳定无害的作用，且可以生产一种便于贮存和有效利用的能源沼气。,3、生物处理,（3）废纤维素糖化技术 废纤维素糖化是利用酶水解技术使之转化成单体葡萄糖，然后可通过化学反应转化为化工原料或生化反应转化为单细胞蛋白或微生物蛋白。 天然纤维素酶水解顺序如下：,4、热处理,热处理是通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时
18、达到减容、 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。,4、热处理,（1）焚烧处理 在高温(800一1000)下，通过燃烧，使固体废物中的可燃成分转化成惰性残渣，同时回收热能； 通过燃烧，可使固体废物进一步减容， 城市垃圾经燃烧后可减小体积8090，重量将降低75一80，同时可以较彻底的消灭各种病源体，消除腐化源。 优点：焚烧占地小；焚烧对垃圾处理彻底，残渣二次污染危险较小；焚烧操作是全天侯的不受天气影响：焚烧可安装在 接近垃圾源的地方，节约运输费用；焚烧的适用面广，除城市垃圾以外的许多城市废物 也可以采用焚烧方法进行净化；,4、热处理,（1）焚烧处理 缺点：燃烧处理也
19、有明显缺陷首先，仍然存在二次污染， 燃烧仍然要排出灰渣、废气。特别是近年来出现的“二恶英”，其毒性比氰化物大一千倍，使人忧心仲仲；其次，单位投资和处理运转成本较高；再次，对废物有一定要求，即要求其热值至少大于4000KJ/kg。 对经济不发达国家来说，城市垃圾热值几乎都达不到要求，且经济上很难承受，故很难普遍推广使用。,4、热处理,（2）热解 热解是将有机物在厌氧或缺氧条件下高温(500一1000)加热，使之分解为气、液、 固三类产物，气态的有氢、甲烷、碳氢化合物、一氧化碳等可燃气体；液态的有含甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等成分的燃料油；固态的主要为固体碳。 该法的主要优点是能够将废物中的有机物转化
20、为便于贮存和运输的有用燃料，而且尾气排放量和残渣量较少，是一种低污染的处理与资源化技术。,三、固体废物的最终处置,（一）固体废物的处置 （二）固体废物的处置方法,（一）固体废物的处置,1、固体废物处置的概念 是指最终处置(Final disposal)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。 2、目的：一些固体废物经过处理和利用，总还会有部分残渣存在，而且很难再加以利用，这些残渣可能又富集了大量有毒有害成分；还有些固体废物，目前尚无法利用，它们都特长期地保留在环境中，是一种潜在的污染源。为了控制其对环境的污染，必须进行最终处置，使之最大限度地与生物圈隔离。,（二
21、）固体废物的处置方法,固体废物处置方法包括海洋处置和陆地处置两大类。 海洋处置 海洋处置主要分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法； 近年来，随着人们对保护环境生态 重要性认识的加深和总体环境意识的提高，海洋处置己受到越来越多的限制 。,（二）固体废物的处置方法,陆地处置 陆地处置包括土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋以及深井灌注等几种。 土地填埋法是一种最常用的方法。,（二）固体废物的处置方法,土地填埋处置 它是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项最终处置技术。 其工艺简单、投资较低、适于处置多种类型的废物，目前己成为一种处置固体废物的主要方法。 土地填埋处置种类很多，采用的名称也不尽相同。按填埋地形特征可分为山间填埋、 平地填埋、废矿坑填埋；按填埋场的状态可分为厌氧填埋、好氧填埋、难好氧填埋；按法律可分为卫生填埋和安全填埋等。,（二）固体废物的处置方法,填埋场主要包括：废弃物坝、雨水集排水系统(含浸出液体集排水系统、浸出液处理系统)、释放气处理系统、入场管理设施、入场道路、环境监测系统、飞散防止设施、 防灾设施、管理办公设施、隔离设施等。 优点：操作简便；施工方便；费用低廉；还可同时回收甲烷气体。 缺点：浸出液的渗漏污染地下水；降解气体的释出易引起爆炸和火灾；臭味和病原菌的消除、场地有限。,（二）固体废物的处置方法,
