工業(yè)固體廢物處理技術(shù)

1、工業(yè)固廢處理技術(shù)第一章 概論1 、固體廢物：是指在生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、 半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、 物質(zhì)以及法律、 行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。2、 依據(jù)固體廢物污染環(huán)境防治法對(duì)固體廢物的分類，將其分為 生活垃圾、工業(yè)固體廢物、 和 危險(xiǎn)廢物 等三類進(jìn)行管理。3、各種工礦企業(yè)生產(chǎn)或原料加工過(guò)程中所產(chǎn)生或排出的廢物，統(tǒng)稱工業(yè)固體廢物。4 、固體廢物環(huán)境污染的特點(diǎn)： （ 1 ）產(chǎn)生量大，種類繁多，成分復(fù)雜；（ 2 ）污染物滯留期長(zhǎng)、危害性強(qiáng)；（ 3）其他處理工程的終態(tài)，污染環(huán)境的源頭。5、固體廢物的管理原則（1

2、） “三化”管理原則：資源化、無(wú)害化、減量化。固體廢物處理利用的發(fā)展趨勢(shì)必然是從“無(wú)害化”走向“資源化” ， “資源化”是以“無(wú)害化”為前提的， “無(wú)害化” “減量化”應(yīng)以“資源化”為條件。（ 2 ）“全過(guò)程”管理原則3C 原則：避免產(chǎn)生、綜合利用、妥善處置。3R 原則：減少產(chǎn)生、再利用、再循環(huán)。6、固體廢物的物理化學(xué)特性（一）物理性質(zhì)包括物理組成、色、臭、溫度、含水率、空隙率、滲透率、粒度、密度、磁性、電性、光電性、摩擦性與彈性等。（二）化學(xué)性質(zhì)表示固體廢物化學(xué)性質(zhì)的特征參數(shù)有揮發(fā)分、灰分、灰分熔點(diǎn)、元素組成、固定碳及發(fā)熱值 。（三）生物化學(xué)性質(zhì)包括病毒、 細(xì)菌、原生及后生動(dòng)物、 寄生蟲卵等

3、生物性污染物質(zhì)的組成、有機(jī)組分的生物降解性等。第二章 工業(yè)固體廢物的壓實(shí)、破碎和分選技術(shù)1 、壓實(shí)，又稱壓縮，指用機(jī)械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重和減小固體廢物表觀體積，提高運(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)。2、固體廢物破碎難易程度通常用機(jī)械強(qiáng)度或硬度來(lái)衡量。固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力，通常以靜載下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。一般的，抗壓強(qiáng)度大于250MPa 的稱為堅(jiān)硬固體廢物；40250MPa 的稱為中硬固體廢物； 小于 40MPa 的稱為軟固體廢物。3、固體廢物的硬度是指固體廢物抵抗外力機(jī)械侵入的能力。4、固體廢物的分選就是將固體廢物中各種可回收利用的廢物或不符合后續(xù)處理

4、工藝要求的廢物組分采用適當(dāng)技術(shù)分離出來(lái)的過(guò)程。5、影響篩分效率的因素影響篩分效率的因素有 固體廢物性質(zhì)、篩分設(shè)備性能、篩分操作條件。6、 （ 1） 加重質(zhì)的選擇：最常用的加重質(zhì)有硅鐵、磁鐵礦等。作為重介質(zhì)分選的硅鐵含硅量為 13%18%，磁鐵礦一般要求的粒度為小于200 目占 60%90%，能夠均勻分散于水中，容積濃度一般為10%15%。（ 2 ）對(duì)重介質(zhì)性能的要求：密度高、黏度低、化學(xué)穩(wěn)定性好（不與處理的廢物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)） 、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、易回收再生。第三章 工業(yè)固體廢物固化 / 穩(wěn)定化處理技術(shù)1 、 固化 ：是在危險(xiǎn)廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)固體或形成緊密固體的過(guò)程。2 、 固

5、化技術(shù) ：是利用物理或化學(xué)方法將有害廢物與能聚結(jié)成固體的某些惰性基材混合，從而使固體廢物固定1 或包容在惰性固體基材張， 使之具有化學(xué)穩(wěn)定性或密封性的一種無(wú)害化處理技術(shù)。3 、 穩(wěn)定化 ：是將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌瓦w移性及低毒性的過(guò)程。一般分為化學(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化。4 、 包容化技術(shù) ：是指用穩(wěn)定劑、固化劑凝聚，將有毒物質(zhì)或危險(xiǎn)廢物顆粒包容或覆蓋的過(guò)程。5 、固化 / 穩(wěn)定化處理的目的對(duì)危險(xiǎn)廢物、其他處理過(guò)程殘?jiān)氨晃廴镜耐寥肋M(jìn)行處理，使危險(xiǎn)廢物中所有污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容起來(lái)，減少后續(xù)處理與處置的潛在危險(xiǎn)。6 、固化 / 穩(wěn)定化處理的基本要求（ 1 ）有害物質(zhì)經(jīng)過(guò)固化處理后

6、形成的固化物應(yīng)具有良好的抗?jié)B透性、 抗浸出性、 抗干濕性、 抗凍融性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度等，最好能作為資源加以利用。（ 2 ）固化過(guò)程中材料和能量消耗要低，增容比要低。（ 3 ）固化工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，便于操作。（ 4 ）固化劑來(lái)源豐富，價(jià)廉易得。（ 5 ）處理費(fèi)用低廉。（ 6 ）對(duì)于發(fā)射性廢物的固化產(chǎn)品，還應(yīng)有較好的導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性，以便于用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法處理， 以防止放射性衰變熱使固化體溫度升高， 避免產(chǎn)生自融化現(xiàn)象， 同時(shí)還要求產(chǎn)品具有較好的耐輻照穩(wěn)定性。7 、固化處理效果常用 浸出率、增容比、抗壓強(qiáng)度 等物理、化學(xué)指標(biāo)予以評(píng)價(jià)。8、水泥固化的影響因素（ 1 ） PH 值； （ 2 ）水灰比； （

7、 3 ）水泥與廢物比；（ 4 ）凝固時(shí)間；（ 5）添加劑；（ 6 ）養(yǎng)護(hù)條件； （ 7 ）固化產(chǎn)物性能。第四章 工業(yè)固體廢物的熱化學(xué)處理1 、 固體廢物的熱處理是指利用熱物理方法改變固體廢物狀態(tài)的過(guò)程，廣泛應(yīng)用于固體廢物的預(yù)處理過(guò)程，包括干燥、熱分解、燒成、焙燒等。2 、 固體廢物的熱化學(xué)處理是指在高溫條件下使固體廢物中可回收利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的過(guò)程，主要包括焚燒和熱解。3 、 熱化學(xué)處理的優(yōu)點(diǎn)（ 1 ）處理時(shí)間短。流化床焚燒爐幾分鐘即可使垃圾燃燒完全，爐排式焚燒爐垃圾停留時(shí)間僅 1h。（2）減容效果好。焚燒殘?jiān)w積是原來(lái)的8%12%，如經(jīng)分選后的垃圾殘?jiān)鼉H2%3%。（ 3 ）消毒徹底。減輕

8、或消除后續(xù)處理過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響，是處理帶有病原菌垃圾和有機(jī)污染垃圾的良好方法。（ 4 ）焚燒廠占地面積相對(duì)較小，不超過(guò)5hm2.（ 5 ）回收能源和資源。4 、 熱化學(xué)處理存在的問(wèn)題（ 1 ）投資和運(yùn)行費(fèi)用高。（ 2 ）操作運(yùn)行復(fù)雜。（ 3 ）焚燒使垃圾利用率降低。（ 4 ）同時(shí)帶來(lái)二次污染。5、焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時(shí)間（一般稱為3T） 及 過(guò)?？諝饴屎戏Q為焚燒的 4大控制參數(shù)。6、固體廢物熱解就是利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無(wú)氧或缺氧條件下，利用熱能使化合物的化學(xué)鍵斷裂， 由大相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小相對(duì)分子質(zhì)量的可燃?xì)怏w、 液體燃料和焦炭的過(guò)程。雖然熱解和焚燒都是熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)

9、程，但二者又是完全不同的兩個(gè)過(guò)程，主要區(qū)別具體表現(xiàn)在三個(gè)方面： 1、焚燒是放熱的，熱解是吸熱的； 2、焚燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，而熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物；3 、焚燒產(chǎn)生的熱能量大的可用于發(fā)電，熱能量小的只可供加熱水或產(chǎn)生蒸汽，適合就近利用，熱解產(chǎn)物是燃料油及燃料氣，便于貯藏及遠(yuǎn)距離輸送。7、影響熱解的主要因素有熱解溫度、加熱速率，物料性質(zhì)、物料停留時(shí)間、供氣供氧以及反應(yīng)器類型等。第五章 礦山固體廢物綜合利用1 、 礦山固體廢物 主要是指礦山開采和礦石選冶加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢石和尾礦。2 、礦山固體廢物按其來(lái)源和組成，可以分為廢石、剝離巖石、尾礦、粉塵和其他廢物共 5類。3、煤矸石

10、的綜合利用技術(shù)（一）煤矸石發(fā)電；（二）煤矸石作為建筑材料的應(yīng)用（制燒結(jié)磚， 制免燒磚， 用煤矸石制水泥，用煤矸石生產(chǎn)輕骨料） ；（三）從煤矸石中提取化工產(chǎn)品；（四）用煤矸石生產(chǎn)肥料；（五）煤矸石作為填充材料的應(yīng)用 （煤矸石制炭黑用于橡膠填充，煤矸石改性后直接用于補(bǔ)強(qiáng)橡膠） 。第六章 能源工業(yè)固體廢物的綜合利用1 、粉煤灰的綜合利用作為建材使用時(shí)， 含量越高越好。對(duì)用作水泥和混凝土原料的粉煤灰要求：對(duì)于低鈣灰，對(duì)于高鈣灰，需要注意的是， 越低越好。2、粉煤灰作土壤改良劑（ 1 ） 改善土壤的可耕性； （ 2 ）改善酸性土和鹽堿土；（ 3）提高土壤的溫度；（ 4 ）提高土壤保水能力； （ 5）增加

11、土壤的有效成分，提高土壤能力。3、爐渣在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用（ 1 ）爐渣對(duì)印染廢水的處理；（ 2 ）對(duì)制藥廢水的處理；（ 3 ）對(duì)造紙廢水的處理；（ 4）對(duì)鍋爐濕法除塵廢水的處理；（ 5）爐渣對(duì)其他工業(yè)廢水處理。第七章 冶金工業(yè)固體廢物的綜合利用1、 高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排放的廢物。 煉鐵的原料主要是鐵礦石、 焦炭和助溶劑燒 結(jié)礦和球團(tuán)礦等。在高爐冶煉過(guò)程中，各種物料通過(guò)熱交換和氧交換發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到13001500 攝氏度時(shí)，爐料融化，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑等非揮發(fā)性組分形成以硅酸鹽和鋁酸鹽為主，浮在鐵水上面的熔渣，稱為高爐渣。高爐渣的產(chǎn)量與礦石的品位和

12、焦炭的灰分含量以及助溶劑的質(zhì)量有關(guān)， 也和冶煉工藝水 平相關(guān)。一般采用貧鐵礦煉鐵時(shí)，每噸生鐵產(chǎn)生噸高爐渣；采用富鐵礦煉鐵的時(shí)候，每噸鐵只產(chǎn)生噸高爐渣。隨著選礦和煉鐵技術(shù)的提高，高爐渣產(chǎn)生量已大大降低。2、高爐渣分類 按礦渣的堿度區(qū)分高爐渣的主要成分中的堿性氧化物與酸性氧化物的含量比稱為高爐渣的堿度或堿度率，以M0 表示。即按照高爐渣的堿度率可把礦渣分為如下三類：（ 1 ）堿性礦渣，堿度率（ 2 ）中性礦渣，堿度率（ 3 ）酸性礦渣，堿度率M0 大于1的礦渣；M0 等于1的礦渣；M0 小于1的礦渣。3 、 活性 ：活性指鋼渣中具有水硬膠凝性活性礦物的含量。4 、 穩(wěn)定性 ：穩(wěn)定性指鋼渣中游離氧化

13、鈣等不穩(wěn)定組分的含量。第八章 化學(xué)工業(yè)固體廢物的綜合利用1 、目前治理鉻渣的方法基本分三類： 高溫還原法（干法） 、濕法還原法（濕法）和固定法2、 鉻渣的固化 / 穩(wěn)定化處理是將鉻渣粉碎后加入一定量的無(wú)機(jī)酸或硫酸亞鐵，使其中的還原成 ，再加入相當(dāng)量的水泥，加水?dāng)嚢?，凝固，隨著水泥的水化與凝結(jié)硬化過(guò)程，鉻化物會(huì)形成穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)或化學(xué)鍵， 且被封閉在固體基材中， 不易再溶出， 從而達(dá)到穩(wěn)定化和無(wú)害化的目的。3、鉻渣的資源化鉻渣的熔融固化 就是使鉻渣在高溫下熔化，并在還原性氣氛中使轉(zhuǎn)化成形成含的熔體，冷卻后成為玻璃態(tài)固熔體的過(guò)程，固熔體作為產(chǎn)品直接利用。4、磷石膏的處理利用技術(shù)（ 1 ）磷石膏做水

14、泥緩沖劑； （ 2 ）磷石膏做石膏建材； （ 3）磷石膏做硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥；（ 4）磷石膏做土壤改良劑；（ 5 ）用磷石膏制硫酸銨和多種鹽。第九章 石油化學(xué)工業(yè)固體廢物的綜合利用1 、石油化學(xué)固體廢物一般按生產(chǎn)行業(yè)、化學(xué)性質(zhì)、危險(xiǎn)性程度進(jìn)行分類。按生產(chǎn)行業(yè)可分為 石油煉制行業(yè)固體廢物、石油化工行業(yè)固體廢物、石油化纖行業(yè)固體廢物 。石油煉制行業(yè)固體廢物主要有酸堿廢液、 廢催化劑、頁(yè)巖渣； 石油化工、 化纖行業(yè)固體廢物主要有廢添加劑、聚酯廢料、有機(jī)廢液等。按化學(xué)性質(zhì)可分為 有機(jī)固體廢物和無(wú)極固體廢物 。按照固體廢物對(duì)人體和環(huán)境所造成的危害程度， 又將固體廢物分為一般固體廢物和危險(xiǎn)固體廢物 。 一般固體

15、廢物常指對(duì)人體健康和環(huán)境危害性較小的廢物， 如經(jīng)過(guò)處理的廢白土、 廢分子篩、廢吸附劑、電石渣等；危險(xiǎn)性固體廢棄物則指具有毒性、腐蝕性、反應(yīng)性、易燃性、爆炸性、浸出毒性等特征的有毒。有害物質(zhì)，如酸堿廢液、甲乙酮廢液、雜醇廢液及含重金屬的廢催化劑等。2 、 石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的固體廢物 主要來(lái)自于生產(chǎn)工業(yè)本身及污水處理設(shè)施。主要包括廢酸、堿液、廢白土渣、廢頁(yè)巖渣、各種催化劑及污水處理廠污泥。3、廢酸液主要來(lái)源于油品酸精制和烷基化裝置排出的廢硫酸催化劑。其成分除硫酸外還有硫酸酯、磺酸等有機(jī)物及疊氮化物。4、廢堿液的處理利用（ 1 ）硫酸中和法回收環(huán)烷酸、粗酚； （ 2）二氧化碳中和法回收環(huán)烷酸、碳酸鈉

16、；（ 3）利用廢堿液造紙。5、廢酸液的利用技術(shù)（ 1 ）熱解法回收硫酸； （ 2 ）廢酸液濃縮后作為原料。第十章 污泥的濃縮與脫水1 、污泥的體積、質(zhì)量及所含固體物濃度之間的關(guān)系，由式子可知， 當(dāng)污泥含水率由 99%降至98%，或由98%降至96%，或由97%降至94%，污泥體積均能減少一半。也即污泥含水率越高，降低污泥的含水率對(duì)減容的作用越大。式子適由于含水率大于65%的污泥。因含水率低于65%以后，污泥內(nèi)出現(xiàn)很多氣泡，體積和質(zhì)量不再符合上式。2、污泥處理的目的（ 1 ）較少水分、降低容積，便于后續(xù)處理、利用和運(yùn)輸；（ 2 ）使污泥衛(wèi)生化和穩(wěn)定化，污泥含有大量有機(jī)物、各種病原體及其他有毒有害

17、物質(zhì)，若不進(jìn)行穩(wěn)定化處理，必將成為“二次污染源” ，導(dǎo)致環(huán)境污染和病菌傳播；（ 3 ）通過(guò)處理，改善污泥的成分和某些性質(zhì)，以利于污泥資源化利用?？傊?，污泥處理和處置的目的是減量、穩(wěn)定、無(wú)害化及綜合利用。3、可以根據(jù)需要選用不同的污泥處理系統(tǒng)，可供選擇的方案大致有：上述生污泥是指未經(jīng)消化處理的污泥。第（ 1） （ 2 ） （ 3）方案，以消化過(guò)程產(chǎn)生的生物能即沼氣（或稱消化氣、污泥氣），可作為能源利用，如用作燃料或發(fā)電；第（ 4 ） （ 5 ）方案是以堆肥，農(nóng)用為主，當(dāng)污泥符合農(nóng)用肥料條件及附近有農(nóng)林牧或蔬菜基地時(shí)可考慮采用；第（ 6 ）方案是以干燥焚燒為主，當(dāng)污泥不適于進(jìn)行消化處理、或不符合農(nóng)

18、用條件、或受污水處理廠用地面積的限制等地區(qū)可考慮采用。焚燒產(chǎn)生的熱能可作為能源。污泥最終處置方法包括作為肥料施用于農(nóng)田、 森林、草地或沙漠改良， 填海或投海，作為能源或建材或焚燒等。總之， 污泥處理方案的選擇，應(yīng)根據(jù)污泥的性質(zhì)與數(shù)量。 投資情況與運(yùn)行管理費(fèi)用、環(huán)境保護(hù)要求以及有關(guān)法律法規(guī)、 城市農(nóng)業(yè)發(fā)展情況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等情況， 綜合考慮后決定。4、降低含水率的方法有：濃縮法，由于降低污泥的空隙水，因空隙水所占比例最大，故濃縮是減容的主要方法；自然干化法和機(jī)械脫水法，主要脫除毛細(xì)水；干燥與焚燒法，主要脫除吸附水與內(nèi)部水。第十一章 工業(yè)固體廢物的最終處置技術(shù)1 、 處置 ，是指將固體廢物焚燒和用

19、其他改變固體廢物的物理化學(xué)、生物特性的方法，達(dá)到減少已產(chǎn)生的固體廢物數(shù)量、 縮小固體廢物體積、 減少或者消除其危險(xiǎn)成份的活動(dòng)， 或者將固體廢物最終置于符合環(huán)境保護(hù)要求的場(chǎng)所或者設(shè)施并不再回取的活動(dòng)。2、在評(píng)價(jià)一個(gè)用于長(zhǎng)期處置固體廢物的填埋場(chǎng)廠址的適宜性時(shí)，必須加以考慮的因素主要有：運(yùn)輸距離、廠址限制條件、可用土地面積、出入場(chǎng)地道路、地形地貌及土壤條件、氣候條件、 地表水文條件、地質(zhì)和地質(zhì)水文條件、 當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件、 地方公眾意見以及填埋場(chǎng)封場(chǎng)后是否可被利用。3、填埋場(chǎng)滲濾液的主要成分（ 1 ）常見元素和離子，如（ 2 ）微量金屬，如（ 3）有機(jī)物，常以TOC, COD來(lái)計(jì)量，酚等也可以單獨(dú)計(jì)量。（ 4 ）微生物。4 、