固体废弃物复习总结.docx

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固体废弃物复习总结

筛分效率

筛分效率:

实际得到的筛下产品重量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料质量之比。

影响筛分效率的因素（P65）：

1.物料性质影响

（1）粒度组成:

“易筛粒”含量高，筛分效率高；

（2）颗粒形状:

球形或多面体颗粒比片状颗粒易通过筛孔。

（3）含水率和含泥量

含水率<10%，筛分效率随含水率增高而降低；

含水率>10%，颗粒活动性增强，筛分效率提高。

含泥量高，筛分效率低。

2.筛分设备性能影响：

（1）筛分设备有效面积及筛孔形状,编织筛网>冲孔筛>棒条筛。

粒度较小颗粒应用冲孔筛。

片状或针形颗粒，使用棒条筛。

（2）筛子运动方式及运动强度：

固定筛比运动筛筛分效率低；同一种筛子运动强度不同，筛分效率不同。

（3）筛面长宽比，筛面宽度影响处理能力，长度影响筛分效率,一般长宽比为（2.5～3）：

1。

（4）筛面倾角:

运动筛15º-25º，固定筛40º-45º。

3.筛分操作条件：

连续均匀给料、及时清理和维修筛面。

合理调节筛分设备振动强度。

4.筛分设备选择考虑以下因素：

颗粒大小、形状，颗粒尺寸分布，整体密度，含水率，黏结或缠绕的可能；

筛分设备构造材料，筛孔尺寸、形状，转筒筛转速、长与直径，振动筛振动频率、长与宽；

筛分效率与总体效果要求；运行特征，非正常振动与堵塞的可能等。

共振筛:

特点：

生产能力大，筛分效率高；但设备复杂。

用于中、细粒的筛分及脱水、脱泥筛分。

一、重力分选：

简称重选，按颗粒密度差异在运动介质中进行颗粒混合物的分选过程。

2.影响因素:

颗粒尺寸、颗粒与介质密度差、介质粘度。

不同密度矿物分选的难易程度用等降比（e）判断

基本原理:

颗粒密度（ρs）>重介质密度（ρL）颗粒下沉，ρs<ρL颗粒上浮，实现不同物料的分选。

重介质分选主要用于:

矿业废物的分选。

不适于可溶性物质和城市垃圾的分选。

跳汰分选

分类：

（1）跳汰分选：

在垂直脉冲介质中颗粒群反复交替的膨胀收缩，按密度分选废物的一种方法。

（2）风力分选：

两个分离过程：

轻颗粒（密度小、空气阻力大）和重颗粒（密度大、空气阻力小）分离;轻颗粒与气流的分离，常采用旋流器（除尘器）。

（3）摇床分选：

在倾斜的床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使废物按密度差异在床面上呈扇形分布进行分选的一种方法。

特点：

（a）分选过程中析离分层占主导，按密度分选完善；（b）等降颗粒按移动速度不同达到按密度分选；（c）不同性质颗粒的分选，主要取决于它们的合速度偏离摇动方向的角度。

二、磁力分选:

1、磁选原理：

利用不同物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的处理方法。

2、物质的磁性:

⑴强磁性物质比磁化系数>38×10-6m3/kg，弱磁选方法分离。

⑵弱磁性物质比磁化系数（0.19～7.5）×10-6m3/kg，强磁选方法分离。

⑶非磁性物质比磁化系数<0.19×10-6m3/kg。

3、磁选设备:

（1）磁力滚筒

（2）湿式永磁圆筒磁选机（3）悬吊磁铁器

电力分选

三、电力分选：

利用废物中各种组分在高压电场中导电性的差异进行分选的方法。

静电分选机电选原理：

废物直接与传导电极接触，导电性好的废物获得和电极极性相同的电荷被排斥，导电性差的废物或非导体与带电滚筒接触被极化，颗粒被滚筒吸引，从而实现不同物质的分离。

四、其它分选方法：

（一）摩擦与弹跳分选：

1、分选原理：

根据废物中各组分在斜面上摩擦系数和碰撞系数的差异，造成不同组分在斜面上产生不同的运动速度和弹跳轨迹实现分离的处理方法。

废物在斜面的运动方式与颗粒性质有关。

纤维状或片状废物滑动，球形颗粒有滑动、滚动和弹跳三种运动方式。

当颗粒在斜面上向下运动时，纤维体或片状体滑动速度小；球形颗粒运动速度大。

（二）分选设备：

1.带式筛2.斜板运输分选机和反弹滚筒分选机

分选效果评价：

回收率：

单位时间内从排料口排出的某一组分的质量与进入分选机的同种组分的质量之比。

数量指标，计算确定。

品位：

即纯度，指从排料口中排出的某一组分的质量与排料口排出的所有组分质量之比。

质量指标，化验确定。

第四章固体废物的物化处理

一、浮选原理：

根据物质表面润湿性差异对废物进行分离的过程。

在废物与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通入空气形成无数细微气泡，目的颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮形成泡沫层后刮出；不上浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。

二、浮选药剂：

1.捕收剂（使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，易于向气泡附着。

分为异极性（黄药、油酸）和非极性油类（煤油、柴油、燃料油、变压器油）两类。

）2.起泡剂（促进泡沫形成，增加分选界面，与捕收剂联合使用。

）3.调整剂（调整捕收剂作用及介质条件的药）

三、浮选工艺过程：

1.调浆2.调药3.调泡

第二节固体废物稳定化/固化处理

1.稳定化/固化目的：

（1）对危险废物进行处理，满足后续处理或填埋要求；

（2）其它处理过程中产生残渣的无害化处理；（3）对被有害污染物污染的土壤进行去污。

2.稳定化:

将有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。

（1）化学稳定化：

通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物。

（2）物理稳定化：

通过物理过程将污染物直接掺合到惰性材料中。

3.固化：

将危险废物转为不可流动固体或形成紧密固体的过程。

一种特定的稳定化过程。

4.限定化：

将有毒化合物固定在固体粒子表面的过程。

5.包容化：

用稳定剂/固化剂将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。

二.稳定化/固化效果评价指标：

（1）浸出速率：

（2）增容比CR：

（3）抗压强度：

保证固化体安全贮存的重要指标。

抗压强度高，危险组分浸出速率低。

三、固体废物药剂稳定化处理

1、中和法：

处理含重金属的酸、碱性泥渣。

根据废物的酸碱性、含量、药剂的来源等选择中和剂。

2、氧化还原法

3、化学沉淀法

（1）氢氧化物沉淀法：

投加碱性物质，pH是关键。

（2）硫化物沉淀法

四、固体废物固化处理只要方法：

水泥固化，石灰固化，沥青固化，塑性固化，有机聚合物固化，自胶结固化，熔融固化，陶瓷固化等。

第五章固体废物的生物处理

（一）堆肥处理：

根据微生物生长环境分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。

通常指好氧堆肥。

堆肥化：

在控制条件下，使可生物降解的有机废物，向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。

堆肥作用：

增加土壤中的腐殖质，改善土壤的物理、化学、生物性质，适于农作物生长。

好氧堆肥原理：

好氧微生物使堆肥原料中的有机物转化为稳定的腐殖质过程。

（二）影响因素：

1、供氧量2、含水率（水分作用：

溶解有机物，参与微生物新陈代谢；调节温度。

适宜的含水率为50～60%）3、温度和有机物含量4、颗粒度（影响供风通氧；堆肥前需通过破碎、分选等去除不可堆肥化物质，使物料粒度达到均匀化）5、C/N和N/P比，碳为微生物生命活动提供动力和能源，氮主要用于合成微生物体，也是反应速率的重要因素；C/N为（26～35）:

1;C/P为（75～150）：

1。

好氧堆肥工艺：

1.前处理。

包括破碎、分选、筛分、混合及养分、水分的调节等。

2.主发酵（一次发酵，4～12d）在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制通风供氧。

堆肥过程中温度升高到开始降低的阶段称为主发酵期。

3.后发酵（二次发酵，20～30d）将主发酵中尚未分解有机物进一步分解，得到腐熟的堆肥制品。

通常采用条堆或静态堆肥的方式。

4.后处理：

去除杂质，或按需要加入N、P和K等添加剂。

5.脱臭：

去除堆肥化过程中产生的臭气。

——化学除臭剂；碱水或水溶液过滤；生物除臭法；吸附法。

6.贮存

三、堆肥腐熟度评价：

1.腐熟度：

指堆肥中有机质的稳定程度。

2.评价指标：

（1）物理指标：

气味、粒度、色度、温度

（2）化学指标

pH、有机质变化指标（COD、BOD5、VS）、碳氮比、氮化合物（总氮、NH4-N、NO3-N、NO2-N）；腐殖酸。

（3）生物指标：

耗氧速率、微生物的数量及种群。

三阶段理论：

1.水解阶段，2.产酸阶段.3.产甲烷阶段

厌氧消化影响因素：

1、厌氧条件2、原料配比3、温度4、pH值5、添加物和抑制物6、接种物7、搅拌

第六章固体废物的热处理

固体废物处理所利用的热处理法：

焚烧、热（裂）解、焙烧、烧成、煅烧、烧结等。

1、焚烧原理：

可燃物质燃烧，特别市生活垃圾的焚烧过程，是一系列十分复杂的物理变化的化学反应过程，通常可将焚烧过程划分为干燥、热分解、燃烧三个阶段。

焚烧过程实际上是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应的综合作用过程。

2、焚烧的主要影响因素：

（1）固体废物性质：

如废物的可燃成分、有毒有害物质、水分等物质的含量和种类。

2、温度：

影响废物的减量化和无害化程度。

温度高，燃烧速度快，停留时间短；温度低，停留时间长。

3、停留时间：

指固体废物在焚烧炉停留时间和烟气停留时间。

停留时间长，焚烧效果好，但焚烧炉处理能力降低；停留时间短废物燃烧不完全。

4、供氧量和物料混合程度

热平衡和烟气分析

（一）固体废物热值：

1、定义：

单位质量废物完全燃烧产生的热量，以kJ/kg（或kcal/kg）计。

高位热值（粗热值）：

物料完全燃烧产生的热量，包括烟气中水蒸气潜热。

低位热值（净热值）：

不包含烟气中水蒸汽潜热。

例6-1：

某固体废物含可燃物60%、水分20%、惰性物20%。

固体废物的元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%。

假设：

①固体废物热值为11630kJ/kg；

②残渣含碳量为5%；

③空气进入炉膛温度为65℃，离开焚烧炉温度为650℃；

④残渣的比热为0.323kJ/（kg.℃）；

⑤水的汽化潜热2420kJ/kg；

⑥辐射损失为炉膛总输入热量的0.5%；

⑦碳的热值为32564kJ/kg。

计算这种废物燃烧后可利用的热值。

解：

以1kg固体废物进行计算。

⑴残渣中未燃烧碳含热量

①未燃烧碳质量

惰性物质量=1kg×20%=0.2kg；

总残渣量=0.2kg/（1-0.05）=0.2105kg；

未燃烧碳质量=0.2105-0.2=0.0105kg

②未燃烧碳热损失

32564kJ/kg×0.0105kg=341.9kJ

⑵计算水的汽化热

①计算生成水的总重量。

总水量=固体废物原含水量+组分中氢燃烧生成的水量

固体废物原含水量=1kg×20%=0.2kg；

组分中氢燃烧生成水量=1kg×4%×18/2=0.36kg

总水量=0.2+0.36=0.56kg

②水的汽化热：

2420kJ/kg×0.56=1355.2kJ

⑶辐射热损失=11630kJ×0.5%=58.2kJ

⑷残渣带出的热量

0.2105kg*0.323kJ/（kg.℃）×（650-65）℃=39.8kJ

⑸可利用的热值=固体废物总热量-各种热损失

=11630-（341.9+1355.2+58.2+39.8）=9834.9kJ

焚烧工艺

（2）二噁英控制

①二噁英来源

•废物成分：

如PVC塑料

•炉内焚烧过程形成:

炉内燃烧不完全，二噁英类前驱物质生成。

•炉外低温合成：

二噁英类前驱物质，在适当温度（300-500℃）和催化剂条件下重新生成。

②二噁英的控制

•控制来源：

控制含氯和PCDDs物质。

•控制燃烧室温度和废物、烟气停留时间。

•对烟气净化处理。

活性碳或多孔吸附剂净化去除。

•

焚烧效果：

1、目测法2、热灼减量法

MRC－热灼减量比，%；m－废物质量，kg；

m灰－焚烧残渣在600±25℃经3h灼烧后质量，kg。

m渣－废物焚烧灰渣的质量，kg；

热灼减率Rc

3、二氧化碳法

4、有害有机物破坏去除率（DRE）

min--进入焚烧炉的有害有机物的质量或浓度；

mout－-焚烧炉排出的有害有机物的重量或浓度。

第二节固体废物的热解

1热解：

定义:

有机物在无氧或缺氧下的高温分解过程。

2、热解特点：

（1）有机物转化为储存性能源；

（2）对环境污染小。

3、焚烧与热解对比：

项目

焚烧

热解

氧需求

有氧

无氧或缺氧

能量

放热过程

吸热过程

产物

CO2、H2O

可燃小分子物质

热量利用

直接利用

储存或远距离输送。

污染

二次污染大

二次污染小

二、热解工艺

1、按供热方式分：

（1）直接加热（内部加热）：

热解所需热量由被热解物直接燃烧或补充燃料燃烧产生。

热解可燃气热值低。

（2）间接加热（外部加热）：

物料与加热介质分开。

热效率低，产品热值高。

2、按热解温度分：

高温热解：

温度>1000℃。

采用直接加热。

中温热解：

温度600～700℃；用于单一物料的热解。

低温热解：

温度<600℃。

如农林废物热解。

3、按炉型结构分：

固定床、流化床、移动床、回转床。

4、按热解产物物理形态：

气化方式、液化方式和碳化方式。

5、按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行：

单塔式和双塔式。

6、按热解过程是否生成炉渣：

造渣型和非造渣型。

第七章：

固体废物的资源化与综合利用

第一节工业固体废物的综合利用

冶金及电力工业废渣：

指在冶金和火力发电的过程中产生的固体废物。

冶金工业废渣主要包括：

高炉矿渣，钢渣，铁合金渣，赤渣等固体废物。

电力工业废渣主要包括：

粉煤灰以及燃煤炉渣。

1、高炉矿渣：

指冶炼生铁时从高炉中排放出来的废物。

高炉矿渣综合利用：

（1）水淬矿渣作建筑材料

（2）矿渣碎石用作基建材料（3）膨珠作轻骨材料（4）高炉矿渣除用于建材生产外，还可以用来生产一些具有特殊性能的矿渣产品，如：

矿渣棉，微晶矿渣，热铸矿渣及矿渣铸石。

2、钢渣的综合利用：

（1）用作冶金

（2）用作建筑材料（3）用于农业

3、粉煤灰的综合利用：

（1）用作建筑材料

（2）筑路回填（3）农业生产（4）回收工业原料（5）用作环保材料

第八章固体废物的填埋处置

固体废物处置分类

1.海洋处置:

海洋倾倒和远洋焚烧，已被国际公约废止。

2.陆地处置:

土地耕作:

适用于可生物降解废物、含盐较低、不含有毒物质废物。

工程库或贮留池贮存：

如粉煤灰、尾矿；浅地层埋藏:

放射性废物；深井灌注:

难于破坏、不能采用其它方法处置的废物。

土地填埋:

包括卫生土地填埋和安全土地填埋。

第一节填埋场的规划和设计

一、卫生填埋场概述：

填埋是进行固体废物最终处置的较为理想的方法之一。

它是又传统的废物堆放和填地技术发展起来的一种城市固体废物处置技术。

进过长期的改良，废物填埋已演变成一种系统而成熟的科学工程方法，即现代填埋法。

该法事利用工程手段买菜去有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体、大气和土壤环境的污染，使整个填埋作业及废物稳定过程对公共卫生安全及环境均无危害的一种土地处置废物方法。

2、分类：

按结构分：

衰竭型和封闭型填埋场；按地形特征：

平原型、坑洼型及山谷型填埋场；废物降解机理：

好氧型、准好氧型、厌氧型填埋场。

3、特点：

①投资低，运行经济；②适应性广；③相对完全、彻底处置方式；④管理简单。

二、填埋场选址：

1、服从城市总体规划2、足够库容量：

使用年限10年以上，特殊情况不低于8年。

3、场址有良好的自然条件：

①场地地质条件稳定，地基有一定承载力;②场址竖向标高不低于城市防洪标准；③城市主导风向下风向和城市取水水源下游。

④与居民区距离不小于500m；⑤附近有足够的覆土土源。

4、运输距离短。

5、较好的外部建设条件：

如方便的交通，供电电源，供水条件等。

三、填埋场环境影响评价：

1、填埋场对环境的主要影响：

1）渗滤液未处理或处理不达标对地表水的污染；

（2）填埋场气体对大气的污染，燃烧及爆炸威胁；（3）填埋堆体对地质环境影响；（4）建设及运行期噪声影响；（5）对周围景观的不利影响；（6）填埋场害虫、昆虫和其他动物可能传染疾病；（7）渗滤液泄露对地下水的影响。

2、评价目的与内容⑴场址选址的合理性。

⑵环境质量现状调查与评价⑶水环境影响预测与评价：

⑷大气环境影响预测与评价：

⑸噪声环境影响预测及评价：

⑹污染防治措施：

渗滤液处理措施、防渗层破裂补救措施；释放气综合利用及防臭措施；减振降噪措施。

⑺经济损益分析：

污染防治措施投资及经济、社会和环境效益。

（8）其它评价：

土地、生态、景观等评价。

四、计划填埋量和填埋年限

填埋的废物总量与覆土量之和为计划填埋量。

填埋场总填埋容量：

式中：

Vt—填埋场总容量，m3；

m—垃圾产率，kg/（人·d）；P—人口数，人；

t—填埋年限，a；ρ—废物压实密度，kg/m3；

Vs—覆土量，m3。

如填埋高度H，所需土地面积：

A=Vt/H。

第二节填埋场防渗

一、防渗方式：

1、按防渗设施铺设时间分：

场区防渗和终场防渗。

2、按防渗设施设置方向分：

（1）水平防渗：

指防渗层水平方向铺设，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透。

按防渗材料分自然防渗和人工防渗。

（2）垂直防渗：

指防渗层竖向布置，防止渗滤液横向渗透迁移，污染土壤和地下水。

二、防渗结构：

（一）水平防渗结构：

1、结构类型：

（1）单层衬里系统

（2）单复合衬里系统（3）双层衬里系统（4）双复合衬里系统

（二）终场防渗系统：

1、系统功能：

消减渗滤液产生量；控制填埋气体的无组织排放；避免废物扩散，抑制病原菌繁殖；改善景观。

2、系统构成与设计：

第一部分：

土地恢复层，即表土层；第二部分：

密封层。

由保护层、排水层（可选）、防渗层和调整层（或基础层）组成。

第三节渗滤液的收集与处理

渗滤液指废物在填埋或堆放过程中有机物分解产生的水或废物中游离水、降水、径流及地下水入渗淋溶废物形成的高浓度有机废水。

渗滤液特点：

①有机物浓度高：

特别是“年轻”填埋场渗滤液。

②氨氮浓度高：

“中老年”填埋场渗滤液突出。

③磷含量低；④金属离子含量高，含量与废物组分及填埋时间有关；⑤溶解性固体含量高。

⑥色度高：

初期黑色，后期褐色，具较浓的腐败臭味。

⑦水质历时变化大。

二、渗滤液产量估算

（一）经验公式法：

日本《指南解说》推荐的主因素相关法：

式中：

Q--渗滤液产量，m3/d；

C1、C2—分别为正在填埋区和填埋完成区渗出系数，C1>C2。

A1、A2--正在填埋区面积和填埋区完成面积，m2;

I—填埋场所在区域最大年或月降雨量的日换算值，mm/d

三、渗滤液收集系统

（一）收集系统功能：

收集填埋场内渗滤液并输送至场外指定地点，避免渗滤液在填埋场内的长时间蓄积。

（二）收集系统构成：

1、导流（排水）层2、导流（盲）沟与导流管3、集液池及提升系统4、调节池

四、渗滤液处理：

（一）合并处理：

将渗滤液预处理后引入填埋场附近的污水处理厂处理。

（二）单独处理：

1、土地处理：

填埋场回灌处理、土壤植物处理系统。

2、生物处理法：

渗滤液主要处理方式。

包括好氧生物处理、厌氧生物处理和及两者的结合。

3、物理化学法

第四节垃圾填埋气体的收集与利用

1、产生过程：

第一阶段:

好氧分解阶段。

  第二阶段:

过渡阶段。

第三阶段:

酸发酵阶段。

第四阶段:

产甲烷阶段。

第五阶段:

填埋场稳定阶段。

2、填埋气组成：

主要成分：

CH4（体积分数45％～60％）、CO2（体积分数40％～50％）。

微量气体：

N2、O2、H2S、NH3和H2O及其它化合物。

（二）填埋气对环境的影响：

1、爆炸和火灾2、对水环境影响CO2溶于水造成地下水pH值降低，含盐量升高。

3、对大气环境影响

第九章危险废物及放射性固体废物的管理

一、安全填埋场的基本要求：

场址应选在交通方便，运输距离较短，建造和运行费用低，不会因自然或人为的因素而受到破坏，保证填埋场征程运行的一个相对稳定的区域。

二、危险废物入场要求。

三、填埋场运行管理要求。

四、填埋场污染控制要求。

五、封场及封场后维护要求。

低中水平放射性固体废物的岩洞处置：

1、场址选择，2、处置场的关闭

高放射性废物的安全处置：

1、工程屏障。

2、天然屏障