9第九章固體廢物的處理

1、第九章 固體廢物的處理、處置和利用第一節(jié) 概述一、固體廢物的定義固體廢物（ solid wastes ）亦稱廢物，是指人類在生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)以及生活 等過(guò)程中提取所需目的成分之后，所丟棄的固態(tài)或泥漿狀的物質(zhì)。隨著人類社會(huì)文明的發(fā)展，人們?cè)谒魅『屠米匀毁Y源從事生產(chǎn)和生活活動(dòng)時(shí)，由于 客觀條件的限制，總要把其中的一部分作為廢物丟棄。另外，由于各種產(chǎn)品本身也有其使 用壽命，超過(guò)了壽命期限，也會(huì)成為廢物。其實(shí)，一種過(guò)程的廢物隨著時(shí)空條件的變化， 往往可以成為另一過(guò)程的原料，廢與不廢是相對(duì)的，它與技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件密切相關(guān)。 所以，廢物也有“放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料”之稱。二、固體廢物的來(lái)源和分類固體

2、廢物的來(lái)源大體上可以分為兩類：一類是生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物（不包括廢氣、 廢水）；另一類是產(chǎn)品在流通過(guò)程和消費(fèi)使用后產(chǎn)生的固體廢物。固體廢物分類方法很多，可以根據(jù)其性質(zhì)、狀態(tài)和來(lái)源等進(jìn)行分類。如按其化學(xué)性質(zhì) 可分為有機(jī)廢物和無(wú)機(jī)廢物；按其形狀可分為固體廢物（粉狀、粒狀、塊狀）和泥狀廢物 （污泥）；按其危害狀況可分為有害廢物（指有易燃性、易爆性、腐蝕性、毒性、傳染性、 放射性等廢物）和一般廢物。應(yīng)用較多的是按其來(lái)源進(jìn)行分類，分為工業(yè)固體廢物、礦業(yè) 固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物、城市垃圾和有害廢物五類，見 表 9-1 。我國(guó)從固體廢物管理的 角度出發(fā)，將其分為工業(yè)固體廢物、危險(xiǎn)廢物和城市垃圾等三類。1 工

3、業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物 （ industrial solid wastes ）是指在工業(yè)生產(chǎn)、 加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、 粉塵、碎屑、污泥，以及在采礦過(guò)程中產(chǎn)生的廢石、尾砂等。2危險(xiǎn)廢物危險(xiǎn)廢物（ hazardous wastes ）是指對(duì)人類、動(dòng)植物現(xiàn)在和將來(lái)會(huì)構(gòu)成危害的，沒(méi)有 特殊的預(yù)防措施不能進(jìn)行處理或處置的廢棄物， 它具有毒性 （如含重金屬的廢物） 、爆炸性 （如含硝酸銨、 氯化銨等的廢物） 、易燃性（如廢油和廢溶劑等） 、腐蝕性 （如廢酸和廢堿） 化學(xué)反應(yīng)性（如含鉻廢物） 、傳染性（如醫(yī)院臨床廢物） 、放射性（如核反應(yīng)廢物）等一種 或幾種以上的危害特性。3城市垃圾城市垃圾（ munic

4、ipal wastes ）是指來(lái)自居民的生活消費(fèi)、商業(yè)活動(dòng)、市政建設(shè)和維 護(hù)、機(jī)關(guān)辦公等過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢物，包括生活垃圾、城建渣土、商業(yè)固體廢物、糞便 等。本章重點(diǎn)講述工業(yè)固體廢物和城市垃圾的處理、處置和利用。三、固體廢物對(duì)環(huán)境的危害固體廢物對(duì)人類環(huán)境的危害很大。一方面，固體廢物是各種污染物的終態(tài)，特別是從 污染控制設(shè)施排出的固體廢物，濃集了許多污染物成分，而人們對(duì)這類污染物卻往往產(chǎn)生 一種穩(wěn)定、污染慢的錯(cuò)覺(jué)；另一方面，在自然條件影響下，固體廢物中的一些有害成分會(huì) 轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，具有潛在的、長(zhǎng)期的危害性。因此， 對(duì)固體廢物，特別是有害固體廢物處理、處置不當(dāng)，會(huì)

5、嚴(yán)重危害人體健康。固體廢物對(duì)環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在以下方面：表9-1固體廢物的分類、來(lái)源和主要組成物分類來(lái)源主要組成物礦業(yè)廢物礦山、選冶廢石、尾砂、金屬、磚瓦灰石、水泥等工 業(yè) 廢 物冶金、交通、機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等工業(yè)金屬、礦渣、砂石、模型、芯、陶瓷、邊角料、涂料、管道、絕 熱和絕緣材料、黏結(jié)劑、廢木、塑料、橡膠、煙塵、各種廢舊建 材等煤炭業(yè)礦石、木料、金屬、煤矸石等食品加工業(yè)肉類、谷物、果類、蔬菜、煙草等橡膠、皮革、塑料等工業(yè)橡膠、皮革、塑料、布、線、纖維、染料、金屬等造紙、木材、印刷等工業(yè)刨花、鋸末、碎木、化學(xué)藥劑、金屬填料、塑料等石油化工化學(xué)藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈、石棉、涂

6、料等電器、儀器儀表等工業(yè)金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學(xué)藥劑、研磨料、陶瓷、絕 緣材料等紡織服裝業(yè)布頭、纖維、橡膠、塑料、金屬等建筑材料業(yè)金屬、水泥、黏土、陶瓷、石膏、石棉、砂石、紙、纖維等電力工業(yè)爐渣、粉煤灰、煙塵等城 市 垃 圾居民生活食物垃圾、紙屑、布料、木料、金屬、玻璃、塑料、陶瓷、庭院 植物修剪物、燃料、灰渣、碎磚瓦、廢器具、糞便、雜品等商業(yè)、機(jī)關(guān)管道、碎砌體、瀝青及其它建筑材料，廢汽車、廢電器、廢器具， 含有易燃、易爆、腐蝕性、放射性的廢物，以及類似居民生活欄 內(nèi)的各種廢物市政維護(hù)、管理部門碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥、臟土等農(nóng) 業(yè) 廢 物農(nóng)林稻草、秸桿、蔬菜、水果

7、、果樹枝條、糠秕、落葉、廢塑料、人畜糞便、農(nóng)藥等水產(chǎn)腥臭死禽畜，腐爛魚、蝦、貝殼，水產(chǎn)加工污水、污泥等有害廢 物核工業(yè)、核電站，放射性醫(yī)療單位、科研單位含有放射性的金屬、廢渣、粉塵、污泥、器具、勞保用品、建筑 材料等其它有關(guān)單位含有易燃性、易爆性、腐蝕性、反應(yīng)性、有毒性、傳染性的固體 廢物1 .侵占土地固體廢物不加利用時(shí)，需占地堆放，堆積量越大，占地越多。據(jù)估算，每堆積1萬(wàn)噸廢物，占地約需1畝（666.6m2）。截止1994年，我國(guó)僅工礦業(yè)固體廢物的累計(jì)堆存量就達(dá) 66億多噸，占地 90多萬(wàn)畝。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的很大提高， 礦山廢物和城市垃圾占地與人類生存和發(fā)展的矛盾日

8、益突出，例如，根據(jù)對(duì)北京市高空遠(yuǎn) 紅外探測(cè)的結(jié)果顯示，北京市區(qū)幾乎被環(huán)狀的垃圾堆群所包圍。2. 污染土壤廢物堆放和沒(méi)有采取適當(dāng)防滲措施的垃圾填埋，經(jīng)過(guò)風(fēng)化、雨雪淋溶、地表徑流的侵 蝕，其中的有害成分很容易產(chǎn)生高溫和有毒液體并滲入土壤，殺滅土壤中的微生物，破壞 微生物與周圍環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致草木不生。其有害成分若滲流入水體，則可 能進(jìn)一步危害人的健康。例如，在20世紀(jì)80年代，我國(guó)內(nèi)蒙古包頭市的某礦尾砂堆積如山，造成尾砂壩下游的大片土地被污染，一個(gè)鄉(xiāng)的居民被迫搬遷。污染水體固體廢物若隨天然降水或地表徑流進(jìn)入河流、湖泊，或隨風(fēng)飄遷落入水體，則使地面水受到污染；若隨滲瀝水進(jìn)入土壤，則使地下

9、水受到污染；若直接排入河流、湖泊或海洋，則 會(huì)造成更大的水體污染不僅減少水體面積，而且還妨害水生生物的生存和水資源的利 用。例如，德國(guó)萊茵河地區(qū)的地下水因受廢渣滲瀝水污染，導(dǎo)致當(dāng)?shù)刈詠?lái)水廠有的關(guān)閉，有 的減產(chǎn)。3. 污染大氣固體廢物一般通過(guò)如下途徑污染大氣：以細(xì)粒狀存在的廢渣和垃圾，在大風(fēng)吹動(dòng)下會(huì) 隨風(fēng)飄逸，擴(kuò)散到遠(yuǎn)處；運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害的氣體和粉塵；一些有機(jī)固體廢物在適宜 的溫度和濕度下會(huì)被微生物分解，釋放出有害氣體；固體廢物本身以及在對(duì)其處理（如焚 燒）時(shí)散發(fā)的毒氣和臭氣等。典型的例子是曾在我國(guó)各地煤礦多次發(fā)生的煤矸石的自燃， 散發(fā)出大量的SQ、CQ、NH等氣體，造成了嚴(yán)重的大氣污染。4

10、. 影響環(huán)境衛(wèi)生城市的生活垃圾、糞便等若清運(yùn)不及時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生堆存，嚴(yán)重影響人們居住環(huán)境的衛(wèi) 生狀況，對(duì)人們的健康構(gòu)成潛在的威脅。四、固體廢物的處理原則固體廢物處理（treatment of solid wastes）,是指通過(guò)物理、化學(xué)、生物等不同方法，使固體廢物轉(zhuǎn)化成適于運(yùn)輸、貯存、資源化利用以及最終處置的一種過(guò)程。隨著對(duì)環(huán) 境保護(hù)的日益重視以及正在出現(xiàn)的全球性的資源危機(jī)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開始從固體廢物中回 收資源和能源，并且將再生資源的開發(fā)利用視為“第二礦業(yè)”，給予高度重視。我國(guó)于 80年代中期提出了“無(wú)害化”、“減量化”、“資源化”的控制固體廢物污染的技術(shù)政策，今后 的趨勢(shì)也是從無(wú)害化走向資

11、源化。1“無(wú)害化”固體廢物“無(wú)害化”（inno cuity ）處理是指將固體廢物通過(guò)工程處理，達(dá)到不損害人體健康、不污染周圍自然環(huán)境的目的。目前，固廢“無(wú)害化”處理技術(shù)有：垃圾焚燒、衛(wèi) 生填埋、堆肥、糞便的厭氧發(fā)酵、有害廢物的熱處理和解毒處理等。其中“高溫快速堆肥 處理工藝”、“高溫厭氧發(fā)酵處理工藝”，在我國(guó)都已達(dá)到實(shí)用程度，“厭氧發(fā)酵工藝”用于廢物“無(wú)害化”處理的理論已經(jīng)成熟，具有我國(guó)特點(diǎn)的“糞便高溫厭氧發(fā)酵處理工藝”在 國(guó)際上一直處于領(lǐng)先地位。2“減量化”固體廢物的“減量化” （mi nimizatio n ）是指通過(guò)適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù) 量和容積。這需要從兩方面著手，一是減少

12、固體廢物的產(chǎn)生，二是對(duì)固體廢物進(jìn)行處理利 用。首先從廢物產(chǎn)生的源頭考慮，為了解決人類面臨的資源、人口、環(huán)境三大問(wèn)題，人們 必須注重資源的合理、綜合利用，包括采用經(jīng)濟(jì)合理的綜合利用工藝和技術(shù)，制定科學(xué)的 資源消耗定額等。另外，對(duì)固體廢物采用壓實(shí)、破碎、焚燒等處理方法，也可以達(dá)到減量 和便于運(yùn)輸、處理的目的。3“資源化”固體廢物“資源化”（resource recovery ）是指采取適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)，從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源。近 40年來(lái)，隨著工業(yè)文明的高速發(fā)展，固體廢物的數(shù)量以驚人的 速度不斷增長(zhǎng)，而另一方面世界資源也正以驚人的速度被開發(fā)和消耗，維持工業(yè)發(fā)展命脈 的石油和煤炭等不可再生資

13、源已經(jīng)瀕于枯竭。在這種形勢(shì)下，歐美及日本等許多國(guó)家紛紛 把固體廢物資源化列為國(guó)家的重要經(jīng)濟(jì)政策。世界各國(guó)的廢物資源化的實(shí)踐表明，從固體 廢物中回收有用物資和能源的潛力相當(dāng)大，表9-2是美國(guó)資源回收的經(jīng)濟(jì)潛力，由此可見固體廢物資源化可觀的經(jīng)濟(jì)效益。表9-2美國(guó)資源回收的經(jīng)濟(jì)潛力廢物料年產(chǎn)生量可實(shí)際回收量二次物料價(jià)格年總收益（百萬(wàn)噸/年）（百萬(wàn)噸/年）（美元/噸）（百萬(wàn)美元）紙40.032.022.1705黑色金屬10.28.1638.6316鋁0.910.73220.5160玻璃12.49.987.7277有色金屬0.360.29132.338總收益1296我國(guó)雖然資源總量豐富，但人均資源不足。

14、而且我國(guó)資源利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)周轉(zhuǎn)中，社會(huì)需要的最終產(chǎn)品僅占原材料的20%廠30%即70%-80%成為廢物。另一方面我國(guó)的廢物資源利用率也很低，與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距很大，因此，固體 廢物資源化及開發(fā)再生資源，更應(yīng)該成為我國(guó)應(yīng)對(duì)資源危機(jī)、解決生存與環(huán)境問(wèn)題的國(guó)策。固體廢物資源化的優(yōu)勢(shì)很突出，主要有以下幾個(gè)方面：生產(chǎn)成本低，例如用廢鋁煉 鋁比用鋁磯土煉鋁可減少資源90%- 97%減少空氣污染95%減少水質(zhì)污染97%能耗少，例如用廢鋼煉鋼比用鐵礦石煉鋼可節(jié)約能耗74%生產(chǎn)效率高，例如用鐵礦石煉1噸鋼需8個(gè)工時(shí)，而用廢鐵煉 1噸電爐鋼只需23個(gè)工時(shí)；環(huán)境效益好，可除去有毒、有害物

15、 質(zhì)，減少?gòu)U物堆置場(chǎng)地，減少環(huán)境污染?？梢?，推行固體廢物資源化，不但可節(jié)約投資、降低能耗和生產(chǎn)成本，而且可減少自 然資源的開采、治理環(huán)境，維持生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，是保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)有 效措施。第二節(jié)固體廢物處理基本方法固體廢物處理(treatment of solid wastes),如前所述，是指通過(guò)物理、化學(xué)和生物的方法，使固體廢物轉(zhuǎn)化成適于運(yùn)輸、貯存、資源化利用以及最終處置的一種過(guò)程。按其處理過(guò)程可分為預(yù)處理和資源化兩個(gè)階段，按其處理方法可分為物理處理、化學(xué)處理和生物處理等。一、固體廢物的預(yù)處理固體廢物預(yù)處理(pretreatme nt )又稱前處理，是資源化前的預(yù)處理，主要

16、包括收集、 運(yùn)輸、壓實(shí)、破碎、分選等工藝過(guò)程。預(yù)處理常涉及固體廢物中某些組分的分離與濃集，因 而往往又是一種回收材料的過(guò)程。1.固體廢物的收集和運(yùn)輸固體廢物的收集(collecti on )是一項(xiàng)困難而又復(fù)雜的工作，尤其是城市垃圾的收集 更加復(fù)雜。由于產(chǎn)生垃圾的地點(diǎn)分散在每條街道、每幢住宅和每個(gè)家庭，且垃圾的產(chǎn)生不 僅有固定源，還有移動(dòng)源，因此給垃圾的收集工作帶來(lái)許多困難。一般，產(chǎn)生廢物較多的工廠在廠內(nèi)外都建有自己的堆場(chǎng)，收集、運(yùn)輸工作由工廠負(fù)責(zé)。 零星、分散的固體廢物(工業(yè)下腳料及居民廢棄的日常生活用品)則由商業(yè)部門所屬?gòu)U舊 物資公司負(fù)責(zé)收集。此外，有關(guān)部門還組織城市居民、農(nóng)村基層供銷合作社

17、收購(gòu)站代收廢 舊物資。回收的品種有黑色金屬、有色金屬、橡膠、塑料、紙張、破布、玻璃、機(jī)電、五 金、化工下腳料等 16大類1000多個(gè)品種。城市垃圾包括生活垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾、糞便及污水處理廠的污泥等。在我國(guó)， 它們的收集工作是分開處理的：商業(yè)垃圾及建筑垃圾原則上由產(chǎn)生單位自行清除；糞便的 收集按其住宅有無(wú)衛(wèi)生設(shè)施分成兩種情況，具有衛(wèi)生設(shè)施的住宅，居民糞便的小部分進(jìn)入 污水廠作凈化處理，大部分直接排入化糞池。沒(méi)有衛(wèi)生設(shè)施的使用公廁或倒糞站進(jìn)行收集， 并由環(huán)衛(wèi)專業(yè)隊(duì)伍用真空吸糞車清除、運(yùn)輸，一般每天收集一次，當(dāng)天運(yùn)出市區(qū)。我國(guó)對(duì)城市生活垃圾的收集，一般是由垃圾發(fā)生源送至垃圾桶(箱)，統(tǒng)一由環(huán)

18、衛(wèi)工人將垃圾桶(箱)裝入垃圾車，再運(yùn)至中轉(zhuǎn)站，最后由中轉(zhuǎn)站運(yùn)到最終處理場(chǎng)或填埋場(chǎng)處置， 形成了一套固定模式的收集一中轉(zhuǎn)一集中處置系統(tǒng)。城市生活垃圾的收集頻率應(yīng)由季節(jié)、 氣候、垃圾數(shù)量和民眾需求等因素決定。醫(yī)院垃圾則由醫(yī)院自行焚燒處理，再送至處置場(chǎng) 所。在有些發(fā)達(dá)國(guó)家，垃圾的收集和加工處理系統(tǒng)已經(jīng)成為擁有現(xiàn)代化技術(shù)裝備的重要部門。美、英、法和瑞士等國(guó)，由居民從垃圾中分出玻璃、黑色金屬、織物、廢紙、紙板等， 分裝入不同的垃圾箱或不同顏色的垃圾袋，進(jìn)行垃圾分類收集，這樣就可以將不同成分的 垃圾直接運(yùn)往垃圾處理廠。目前，在我國(guó)的個(gè)別城市也正進(jìn)行垃圾分裝和上門收集的試驗(yàn)。比較先進(jìn)的垃圾收集和運(yùn)輸方法是采

19、用管道輸送。在瑞典、美國(guó)和日本的有些城市就 是采用管道輸送垃圾的，并已取代了部分垃圾車，這是最有前途的垃圾輸送方法。利用氣 流系統(tǒng)，可將垃圾從多層住宅運(yùn)出 20公里之外。收集和運(yùn)輸垃圾的費(fèi)用很大，在發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)到處理總費(fèi)用的80%左右。運(yùn)輸費(fèi)用與焚燒、填埋或處理廠的距離成正比，由于處理廠必須與居民區(qū)保持足夠的距離，必然會(huì)增加 運(yùn)費(fèi)；但是，如果對(duì)垃圾收集和運(yùn)輸線路進(jìn)行優(yōu)化，并采取垃圾分類方法，所需運(yùn)輸費(fèi)用 會(huì)有所降低。2 .固體廢物的壓實(shí)壓實(shí)又稱壓縮(compressing ),是一種采用機(jī)械方法將 固體廢物中的空氣擠壓出來(lái)、減少其空隙率以增加其聚集程 度的過(guò)程。其目的一是為了減少體積、增加容重

20、以便于裝卸 和運(yùn)輸，降低運(yùn)輸成本；二是制作高密度惰性塊料以便于貯 存、填埋或作建筑材料。 大部分固體廢物(除焦油、污泥等) 都可進(jìn)行壓實(shí)處理。壓實(shí)技術(shù)最初主要用來(lái)處理金屬加工業(yè)排出的各種松 散廢料，后來(lái)逐步發(fā)展到處理城市垃圾如紙箱、紙袋和纖維 制品等。一般固體廢物經(jīng)過(guò)壓縮處理后，壓縮比(即體積減 少的程度)為35,如果同時(shí)采用破碎和壓實(shí)技術(shù)，其壓縮比可增加到510。壓縮后的垃圾或袋裝或打捆，對(duì)于大型 壓縮塊，往往先將鐵絲網(wǎng)置于壓縮腔內(nèi)，再裝入廢物，因而 壓縮完成后即已牢固捆好。除了便于運(yùn)輸外，固體廢物壓實(shí)處理還具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 減輕環(huán)境污染。經(jīng)過(guò)高壓壓縮的垃圾塊切片用顯 微鏡鏡檢表明，它已

21、成為一種均勻的類塑料結(jié)構(gòu)。日本東京 灣的垃圾塊在自然暴露三年后檢驗(yàn)，沒(méi)有任何可見的降解痕 跡，足見其確已成為一種惰性材料，從而減輕了對(duì)環(huán)境的污染。(2) 快速安全造地。用惰性固體廢物壓縮塊作地基或填海造地材料，上面只需覆蓋很 薄土層，所填場(chǎng)地不必作其它處理或等待多年的沉降，即可利用。(3) 節(jié)省貯存或填埋場(chǎng)地。對(duì)于廢金屬切屑、廢鋼鐵制品或其它廢渣，其壓縮塊在加工利用之前，往往需要堆存保管，對(duì)于放射性廢物要深埋于地下水泥堡或廢礦坑等中，壓縮處理可大大節(jié)省貯存場(chǎng)地；對(duì)于城市垃圾的填埋處置，生活垃圾壓縮后容積可減少60%90%從而可大大節(jié)省目前國(guó)內(nèi)外均日趨緊張的填埋用地。固體廢物的壓實(shí)過(guò)程是用固體廢

22、物壓實(shí)器完成的，其結(jié)構(gòu)主要由容器單元和壓實(shí)單元 兩部分組成。容器單元接受廢物；壓實(shí)單元利用液壓或氣壓作動(dòng)力，使廢物致密化。壓實(shí)器 有固定式和移動(dòng)式兩種形式，固定式一般設(shè)在廢物轉(zhuǎn)運(yùn)站、高層住宅垃圾滑道底部等需要壓 實(shí)廢物的場(chǎng)合，移動(dòng)式壓實(shí)器一般安裝在收集垃圾的車上，收集到廢物后即行壓縮，隨后運(yùn)往處置場(chǎng)地。圖9-1所示是常見的固體廢物壓實(shí)器。固體廢物壓實(shí)處理流程隨固體廢物性質(zhì)的差異和處理目的的不同而不盡相同。圖9-2所示是較為先進(jìn)的國(guó)外城市垃圾的壓縮處理工藝流程。垃圾先裝入墊有鐵絲網(wǎng)的容器中，然后送入壓實(shí)機(jī)壓縮，壓力為 160200kgf/cm 2 (1kgf衣9.8N),壓縮比為5。壓塊由上向運(yùn)

23、動(dòng) 活塞推出壓縮腔，送入 180200 C的瀝青浸漬池浸漬 10秒，以涂浸瀝青防漏，冷卻后經(jīng)輸 送皮帶裝入汽車運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)。壓縮污水經(jīng)油水分離器進(jìn)入活性污泥處理系統(tǒng)，處理水滅菌后排放。3. 固體廢物的破碎固體廢物破碎(fragmentation )就是利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊 固體廢物分裂成小塊以便資源化利用或進(jìn)行最終處置的過(guò)程。使小塊固體廢物顆粒分裂成細(xì)粉的過(guò)程稱為磨碎。經(jīng)過(guò)破碎和磨碎的固體廢物，粒度變得小而均勻，具有以下優(yōu)點(diǎn)：便于 壓縮、運(yùn)輸、貯存和高密度填埋；可提高焚燒、熱解、熔燒及壓縮等處理過(guò)程的穩(wěn)定性和處理效率；便于分選、揀選回收有價(jià)物質(zhì)和材料；避免粗大、鋒利的廢

24、物損壞分選、焚燒、熱 解等設(shè)備或爐腔；為固體廢物的下一步加工和資源化作準(zhǔn)備。固體廢物的破碎按原理通常有兩類方法：物理方法和機(jī)械方法。前者有低溫冷凍破碎 法和超聲波破碎法， 低溫冷凍破碎已成功用于廢塑料制品、廢橡膠制品等的破碎； 超聲波破碎法目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段。機(jī)械方法有擠壓、劈裂、彎曲、磨剝、沖擊和剪切破碎等方法，如圖9-3所示。吃縮n垃圾|W：排山軟i械詵莎壓黠固化垃換詼帶 I一亠詡城稀澤水機(jī)械破碎方法搐分離槽曝氣槽沉注槽IC1航0體愛(ài)物-級(jí)沖揖板排出口貨轉(zhuǎn)旳擊ZI圖9-4 Hazemag型沖擊式破碎機(jī)圖9 - 2城市垃圾壓縮處理工藝流程選擇機(jī)械破碎方法時(shí)，需視固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度特別是其硬

25、度而定。 對(duì)于脆硬性廢物，如廢石和廢渣等多采用擠壓、劈裂、沖擊、磨剝方法破碎；對(duì)于柔硬性廢 物，如廢鋼鐵、廢汽車、廢塑料等多采用沖擊和剪切破碎。對(duì)于含有大量廢紙的城市垃圾， 一般采用的是濕式和半濕式破碎。對(duì)于一般的粗大固體廢物，通常是先剪切，壓縮成一定形狀，再送入破碎機(jī)。下面簡(jiǎn)要介紹幾種普遍采用的固體 廢物破碎方式及其設(shè)備。(1) 擠壓式破碎。擠壓式破碎是一 種利用機(jī)械的擠壓作用使廢物破碎的方 法(圖9-3 (a)。所用設(shè)備一般采用一 個(gè)擠壓面固定，另一個(gè)擠壓面作往復(fù)運(yùn) 動(dòng)的形式，也稱為顎式破碎機(jī)。(2) 沖擊式破碎。沖擊式破碎是一 物體撞擊另一物體時(shí)，前者的動(dòng)能迅速 轉(zhuǎn)變?yōu)楹笳叩男巫兾荒?，?/p>

26、且集中在被 撞擊處，從而使物料破碎的一種方法。 如果撞擊速度很高，形變來(lái)不及擴(kuò)展到 被撞擊物全部，就在撞擊處產(chǎn)生相當(dāng)大 的局部應(yīng)力。如果進(jìn)行反復(fù)沖擊，則可 使載荷超過(guò)疲勞極限，使被撞擊物碎裂。因此用高頻率沖擊法破碎有很好的效果。沖擊式破碎機(jī)大多是旋轉(zhuǎn)式，都是利用沖擊作用進(jìn)行破碎的。圖9-4為Hazemag型沖擊式破碎機(jī)。沖擊式破碎幾乎適于所有顆粒較為粗大的固體廢物。(3) 剪切式破碎。剪切式破碎是一種利用機(jī)械的剪切力破碎固體廢物的方法。剪切式 破碎作用發(fā)生在互呈一定角度能夠逆向運(yùn)動(dòng)或閉合的刀刃之間。一般刀刃分固定刃和可動(dòng)刃，可動(dòng)刃又分往復(fù)刃和回轉(zhuǎn)刃。圖9-5所示為林德曼(Lindemann)式

27、剪切破碎機(jī)，其可動(dòng)刃為往復(fù)式，分預(yù)備壓縮機(jī)和剪切機(jī)兩部分。剪切式破碎適于處理城市垃圾中的紙、布 等纖維織物，金屬類廢物等。叼時(shí)圖9-6球磨機(jī)示意圖1-筒體；2-端蓋；3-軸承；4-小齒輪;5-傳動(dòng)大齒圈(a)預(yù)壓機(jī)(b)剪切機(jī)圖9-5林德曼剪切式破碎機(jī)1-壓塊；2-刀具；3-推料桿；4-沖頭(4) 磨剝式破碎。磨剝式破碎即磨碎， 在固體廢物處理與利用中占有重要地位。圖9-6 是磨剝式破碎常用設(shè)備球磨機(jī)的構(gòu)造示意圖。它主要由圓柱形筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動(dòng)大齒圈等部件組成。筒體裝有直徑為25150mm的鋼球。當(dāng)電機(jī)聯(lián)軸器和小齒輪帶動(dòng)大齒圈和筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在磨檫力、離心力和筒壁襯板的共同作用下

28、，鋼球和物料被提 升到一定高度，然后在其本身重力作用下，產(chǎn)生自由瀉落和拋落，從而對(duì)筒體內(nèi)底腳區(qū)的 物料產(chǎn)生沖擊和研磨作用，使物料粉碎。物料達(dá)到磨碎細(xì)度要求后，由風(fēng)機(jī)抽出。磨剝式 破碎廣泛用于用煤矸石、鋼渣生產(chǎn)水泥、磚瓦、化肥等過(guò)程以及垃圾堆肥的深加工過(guò)程。(5) 低溫破碎。對(duì)于在常溫下難以破碎的固體廢物，可利用其低溫變脆的性能而有效 地破碎，亦可利用不同物質(zhì)脆化溫度的差異進(jìn)行選擇性破碎，即所謂低溫破碎。低溫破碎 技術(shù)適用于常溫下難以破碎的復(fù)合材質(zhì)的廢物，如鋼絲膠管、橡膠包覆電線電纜，廢家用 電器等橡膠和塑料制品等。低溫破碎的工藝流程如 圖9-7所示。先將固體廢物投入預(yù)冷裝置，再進(jìn)入浸沒(méi)冷卻裝

29、置，這樣橡膠、塑料等易冷脆物質(zhì)迅速脆化，然后送入高速?zèng)_擊破碎機(jī)破碎，使易脆物質(zhì) 脫落粉碎。破碎產(chǎn)品再進(jìn)入各種分選設(shè)備進(jìn)行分選。采用低溫破碎，同一種材質(zhì)破碎的尺 寸大體一致，形狀好，便于分離。但因通 常采用液氮作制冷劑，而制造液氮需耗用 大量能源，因此，發(fā)展該技術(shù)必須考慮在 經(jīng)濟(jì)效益上能否抵上能源方面的消耗費(fèi) 用。(6) 濕式和半濕式破碎。濕式破碎技術(shù)最早是美國(guó)開發(fā)的，主要以回收城市垃圾中的 大量紙類為目的。由于紙類在水力的作用下發(fā)生漿化，然后將漿化的紙類用于造紙，從而達(dá)到回收紙類的目的。圖9-8為濕式破碎機(jī)。垃圾用傳送帶投入破碎機(jī)，破碎機(jī)于圓形槽底上安裝多孔篩，篩上設(shè)有6個(gè)刀片的旋轉(zhuǎn)破碎輥，使

30、投入的垃圾和水一起激烈旋轉(zhuǎn)，廢紙則破碎成漿狀，透過(guò)篩孔由底部排出，難以破碎的篩上物(如金屬等)從破碎機(jī)側(cè)口排 出，再用斗式提升機(jī)送至磁選器將鐵與非鐵物質(zhì)分離。高速?zèng)_擊破碎機(jī)圖9-7低溫破碎工藝流程圖圖9-8濕式破碎機(jī)半濕式破碎則是利用各類物質(zhì)在一定均勻濕度下的耐剪切、耐壓縮、耐沖擊性能等差 異很大的特點(diǎn)，在不同的濕度下選擇不同的破碎方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢物的選擇性破碎和分選。濕式和半濕式破碎特別適于回收含紙屑較多的城市垃圾中的紙纖維、玻璃、鐵和有色 金屬。4. 固體廢物的分選固體廢物分選（selecting ）,就是把固體廢物中可回收利用的或不利于后續(xù)處理、處 置工藝要求的物粒分離出來(lái)。這是繼破碎以后

31、固體廢物處理過(guò)程中重要的處理環(huán)節(jié)之一。 根據(jù)廢物的物理和物理化學(xué)性質(zhì)不同，主要有以下分選方法：篩分、重力分選、磁力分選、 靜電分選、光電分選、渦電流分選以及浮選等。（1）篩分。篩分亦稱篩選，是利用具有不同粒度分布的固體物料之粒度差別，將物料中小于篩孔的細(xì)粒物料透過(guò)篩網(wǎng)，而大于篩孔的粗粒物料留在篩網(wǎng)上面，完成粗、細(xì)料分離的過(guò)程。影響篩分效率的因素，包括振動(dòng)方式、振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向、篩子角度、粒子反彈力差異、篩孔數(shù)目及與篩孔大小相近的粒子占總粒子的百分?jǐn)?shù)等。篩分設(shè)備有固定篩、 振動(dòng)篩和滾筒篩等。它們通常被組裝于其它分選設(shè)備中， 或者和其它分選設(shè)備串聯(lián)使用。 篩分技 術(shù)在固體廢物資源回收和利用方面應(yīng)

32、用很廣泛。（2）重力分選。重力分選是根據(jù)混合固體廢物在介質(zhì)中的密度差進(jìn)行分選的一種方法。不同密度的固體廢物顆粒在同一運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中，由于受到重力、介質(zhì)動(dòng)力和機(jī)械力的共同作用，使具有相同密度的粒子群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度的產(chǎn)品。固體顆粒只有在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中才能分選。重力分選介質(zhì)可以是空氣、水，也可以是重液（密度大于水的液體）和重懸浮液（由高密度的固體微粒和水組成）等。固體廢物的重力分選方法較多，按作用原理可分為風(fēng)力分選、慣性分選、搖床分選、重介質(zhì)分選和跳汰分選等。1）風(fēng)力分選又稱氣流分選，是基于固體廢物顆粒在空氣氣流作用下，密度大的沉降末 速度大，運(yùn)動(dòng)距離比較近；密度小的沉降末速度小

33、，運(yùn)動(dòng)距離比較遠(yuǎn)的原理。此方法適用于 顆粒的形狀、尺寸相近的固體廢物分選。有時(shí)也可先經(jīng)破碎、篩選后，再進(jìn)行風(fēng)力分選。風(fēng)力分選設(shè)備按工作氣流的主流向分為水平、垂直和傾斜三種類型，其中尤以垂直氣流風(fēng)選機(jī)應(yīng)用最為廣泛。2）慣性分選是基于混合固體廢物中各組分的密度和硬度差異而進(jìn)行分離的一種方法。用高速傳送帶、旋轉(zhuǎn)器或氣流沿水平方向拋射粒子，粒子沿拋物線運(yùn)行的軌跡隨粒子的大小和密度不同而異，粒徑和密度越大飛得越遠(yuǎn)。 這種方法又稱為彈道分離法。目前這種方法主要用于從垃圾中分選回收金屬、玻璃和陶瓷等物。根據(jù)慣性分選原理而設(shè)計(jì)制造的分選機(jī)械主 要有彈道分選機(jī)、反彈滾筒分選機(jī)和斜板輸送分選機(jī)等。3）搖床分選是利

34、用混合固體廢物在隨床面作往復(fù)不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于橫向水流的流動(dòng)和床面的搖動(dòng)作用，不同密度的顆粒在床面上形成扇形分布，從而達(dá)到分選的目的。 搖床床面近似長(zhǎng)方形，微向輕質(zhì)產(chǎn)物排出端傾斜， 床面上釘有或刻有溝槽。 搖床分選用于分選細(xì)粒和 微粒物料。在固體廢物處理中，目前主要用于從含硫鐵礦較多的煤矸石中回收硫鐵礦，分選精度很高。最常用的搖床分選設(shè)備是平面搖床。4）重介質(zhì)分選是將兩種密度不同的固體混合物放在一種密度介于二者密度之間的重液（如氯化鋅、四氯化碳、四溴乙烷等 ）中，密度小于重液密度的固體顆粒上浮，大于重液密度的固體顆粒下沉，從而實(shí)現(xiàn)兩種固體顆粒分離。從理論上講，由于重液分選主要是依靠密度的差異進(jìn)

35、行的， 而受顆粒粒度和形狀的影響很小， 從而可對(duì)密度差很小的固體物質(zhì)進(jìn)行分選。 不過(guò)，當(dāng)入選物質(zhì)粒度過(guò)小，且固體廢物的密度與介質(zhì)密度非常接近時(shí)，其沉降速度很慢， 造成分選效率低，故一般需將入選渣料粒度控制在23mn范圍內(nèi)。5）跳汰分選是使磨細(xì)的混合廢物中的不同密度的粒子群，在垂直脈沖運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中按密度分層， 不同密度的粒子群在高度上占據(jù)不同的位置， 大密度的粒子群位于下層， 小密度的粒 子群位于上層， 從而實(shí)現(xiàn)物料分離。 跳汰介質(zhì)可以是水或空氣。 目前用于固體廢物跳汰分選 的介質(zhì)都是水。 跳汰分選為一古老的選礦方式， 對(duì)固體廢物中混合金屬細(xì)粒的分離， 是一種 有效的分離方法。（ 3）磁力分選。磁

36、力分選技術(shù)是借助磁選設(shè)備產(chǎn)生的磁場(chǎng)使鐵磁物質(zhì)組分分離的一種 方法。 固體廢物包括各種不同的磁性組分， 當(dāng)這些不同磁性組分物質(zhì)通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，由于磁性差異， 受到的磁力作用互不相同， 磁性較強(qiáng)的顆粒會(huì)被帶到一個(gè)非磁性區(qū)而脫落下來(lái)，磁性弱或非磁性顆粒， 僅受自身重力和離心力的作用而掉落到預(yù)定的另一個(gè)非磁性區(qū)內(nèi)，從而完成磁力分選過(guò)程。 固體廢物的磁力分選主要用于從固體廢物中回收或富集黑色金屬（鐵類物質(zhì)）。磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同的磁選設(shè)備可選出不同磁性組分的固體廢物。固體廢物的磁選設(shè)備根據(jù)供料方式的不同，可分為帶式磁選機(jī)和輥筒式磁選機(jī)兩大類。（ 4）靜電分選。靜電分選技術(shù)是利用各種物質(zhì)的電導(dǎo)率、熱電效應(yīng)及帶電作用的

37、差異 而進(jìn)行物料分選的方法。可用于各種塑料、橡膠和纖維紙、合成皮革、膠卷、玻璃與金屬等 物料的分選。 例如給兩種不同性能的塑料混合物加以電壓， 使一種塑料帶負(fù)電， 另一種帶正 電，就可以使兩者得以分離。（5）渦電流分選。 渦電流分選技術(shù)是從固體廢物中將非磁性導(dǎo)電金屬（ 如鋼、鋁、鋅等）分選出來(lái)的分選技術(shù)。 當(dāng)含有非磁性導(dǎo)電金屬的固體廢物流以一定的速度通過(guò)一個(gè)交變磁場(chǎng) 時(shí)，這些非磁性導(dǎo)電金屬內(nèi)部會(huì)感生渦電流，并對(duì)產(chǎn)生渦流的金屬塊形成一個(gè)電磁排斥力。 作用于金屬上的電磁排斥力取決于金屬的電阻率、 導(dǎo)磁率、 磁場(chǎng)密度的變化速度以及金屬塊 的形狀尺寸等，因而利用此原理可使一些有色金屬?gòu)幕旌蠌U物中分離出

38、來(lái)。（ 6）浮選。浮選是在固體廢物與水調(diào)制的料漿中加入浮選藥劑，并通入空氣形成無(wú)數(shù) 細(xì)小氣泡， 使欲選物質(zhì)顆粒粘附在氣泡上， 隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層， 然后刮出回 收；不浮的顆粒仍留駐料漿內(nèi)， 通過(guò)適當(dāng)處理后廢棄。 固體廢物浮選主要是利用欲選物質(zhì)對(duì) 氣泡粘附的選擇性。 其中有些物質(zhì)表面的疏水性較強(qiáng)， 容易粘附在氣泡上， 而另一些物質(zhì)表 面親水， 不易粘附在氣泡上。 物質(zhì)表面的親水、 疏水性能， 可以通過(guò)浮選藥劑的作用而加強(qiáng)。 因此，在浮選工藝中正確選擇、使用浮選藥劑是調(diào)整物質(zhì)可浮性的主要外因條件。在我國(guó)， 浮選法已應(yīng)用于從粉煤灰中回收炭，從煤矸石中回收硫鐵礦，從焚燒爐灰渣中回收金屬。二

39、、固體廢物的主要處理方法1. 固體廢物的堆肥化處理堆肥化 （ composting ）是指在人工控制的條件下，依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、 放線菌、真菌等微生物， 使可生物降解的有機(jī)固體廢物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過(guò)程。 所謂穩(wěn) 定是相對(duì)的， 是指堆肥產(chǎn)品對(duì)環(huán)境無(wú)害， 并不是廢物達(dá)到完全穩(wěn)定。 固體廢物堆肥化是對(duì)有 機(jī)固體廢物實(shí)現(xiàn)資源化利用的無(wú)害化處理、處置的重要方法。堆肥化按需氧程度可分為好氧堆肥和厭氧堆肥。 現(xiàn)代化堆肥工藝特別是城市垃圾堆肥工 藝，基本上都是好氧堆肥。好氧堆肥溫度咼（一般為5065 C，最咼可達(dá) 8090 C）,基質(zhì)分解比較徹底，堆制周期短， 異味小， 可以大規(guī)模采用機(jī)械

40、處理。厭氧堆肥是利用厭氧微 生物完成分解反應(yīng)， 空氣與堆肥相隔絕， 堆制溫度低，工藝比較簡(jiǎn)單， 產(chǎn)品中氮保存量比較 多；但堆制周期太長(zhǎng)（需 312個(gè)月） ，異味濃烈，分解不夠充分。堆肥化的產(chǎn)物稱作堆肥 （compost ）。它是一類腐殖質(zhì)含量很高的疏松物質(zhì)，故也稱“腐殖土”。早在 1000 年前，中國(guó)和印度等東方國(guó)家的農(nóng)民就有將作物秸桿、落葉、野草、海 草和人、 畜糞便等堆積一起使其發(fā)酵獲得肥料的方法。 但在堆肥系統(tǒng)化、 工廠化方面的巨大 進(jìn)展則是始于 1925 年。此后堆肥的工藝也在不斷地發(fā)展。與此同時(shí)，堆肥化由以制做肥料 為目的而逐漸轉(zhuǎn)化為以處理固體廢物為目的， 同時(shí)生產(chǎn)出有機(jī)肥料。 堆肥

41、化的原料有城市垃 圾、由紙漿廠和食品廠等排水處理設(shè)施來(lái)的污泥、 家畜糞尿、 樹皮、鋸末、糠殼和秸桿等等。2. 固體廢物的焚燒處理焚燒法（ incineration method ）是一種熱化學(xué)處理過(guò)程。通過(guò)焚燒可以使固體廢物氧化分解，能迅速大幅度地減容(一般體積可減少80%- 90%，可徹底消除有害細(xì)菌和病毒，破壞毒性有機(jī)物， 回收能量及副產(chǎn)品， 同時(shí)殘?jiān)€(wěn)定安全。 由于焚燒法適用于廢物性狀難以 把握，廢物產(chǎn)量隨時(shí)間變化幅度較大的情況， 加之某些帶菌性或含毒性有機(jī)固體廢物只能焚 燒處理，故應(yīng)用十分廣泛。焚燒法歷史悠久，所積累的經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)可靠。焚燒設(shè)備主要有流化床焚燒爐、轉(zhuǎn)窯 式焚燒爐、 多

42、膛式焚燒爐、固定床型焚燒爐等。采用回轉(zhuǎn)窯焚燒廢塑料時(shí)， 對(duì)負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng) 性強(qiáng)， 但是焚燒發(fā)煙物或有機(jī)污泥時(shí)，粉塵量大。 采用流化床焚燒爐時(shí)，廢物顆粒和氣體間 的傳質(zhì)、傳熱速度快，溫度易于控制，特別在流化床爐的上半部分可進(jìn)行干燥過(guò)程，故往往 采用多段流化床焚燒爐。采用固定床爐型焚燒纖維質(zhì)廢物時(shí)效率較高。熔融型焚燒處理是將廢物在14001650 C的高溫下焚燒，可以把廢物的可燃部分燃燒與不可燃部分熔融在同一過(guò)程中進(jìn)行， 然后經(jīng)冷卻、 凝固變成最安全的適于填埋的固體燒結(jié) 物。在最終填埋處置時(shí)， 因?yàn)椴缓袡C(jī)物及惡臭成分， 并有很高的密度， 故不會(huì)有粉塵飛揚(yáng)， 且填埋后也不會(huì)有有害物浸出。燒結(jié)物通常為

43、黑色礫石形粒狀物，減容比(指容量減少的比率) 大，可用作建筑材料、骨料和鋪路材料。3. 固體廢物的熱解處理固體廢物熱解 (thermal destruction) 是指在缺氧條件下，使可燃性固體廢物在高溫下 分解， 最終成為可燃?xì)狻?油、固形炭等形式的過(guò)程。固體廢物中所蘊(yùn)藏的熱量以上述物質(zhì)的 形式貯留起來(lái)，成為便于貯藏、運(yùn)輸?shù)挠袃r(jià)值的燃料。熱解與充分供氧、 廢物完全燃燒的焚燒過(guò)程是有本質(zhì)區(qū)別的。 燃燒是放熱反應(yīng)， 而熱解 是吸熱過(guò)程。 而且， 焚燒的結(jié)果產(chǎn)生大量的廢氣和部分廢渣， 環(huán)保問(wèn)題嚴(yán)重。 除顯熱利用外， 無(wú)其它利用方式。而熱解的結(jié)果則產(chǎn)生可燃?xì)?、油等，可多種方式回收利用。固體廢物熱解是

44、一個(gè)復(fù)雜、連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，在反應(yīng)中包含著復(fù)雜的有機(jī)物斷鍵、 異構(gòu)化等化學(xué)反應(yīng)。 在熱解過(guò)程中， 其中間產(chǎn)物存在二種變化趨勢(shì)， 它們一方面由大分子變 成小分子直至氣體的裂解過(guò)程， 而另一方面又由小分子聚合成較大分子的聚合過(guò)程。 在利用 固體廢物熱解制造燃料時(shí)， 由于固體廢物的類型、 熱解溫度和加熱時(shí)間不同， 生成的燃料可 以是氣體、 油狀液體， 也可以是二者兼有。 如果被熱解處理的固體廢物中塑料和橡膠的含量 較大， 則回收的液態(tài)油占總裝料量的百分比就要高于一般垃圾。 除此之外， 固體廢物熱解產(chǎn) 物的產(chǎn)率也與溫度有關(guān)，分解溫度越高產(chǎn)氣越多，分解溫度低則油的產(chǎn)率高。城市固體廢物、污泥、工業(yè)廢物如

45、塑料、樹脂、橡膠以及農(nóng)業(yè)廢料、人畜糞便等具有潛 在能量的各種固體廢物都可以采用熱解方法，從中回收燃料。焚燒熱回收利用與熱解燃料化處理是固體廢物能利用的途徑。焚燒熱回收是一種直接利用法， 可用來(lái)生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電， 已達(dá)到工業(yè)規(guī)模程度。 熱解燃料化利用法是一種間接回收利 用法， 它把固體廢物能轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢再A存和輸送的燃料形式如沼氣、燃油和燃?xì)狻?其能源回收性好，環(huán)境污染小，這也是熱解處理技術(shù)最優(yōu)越、最有意義之處。三、固體廢物的最終處置固體廢物處置( disposal of solid wastes )是指對(duì)在當(dāng)前技術(shù)條件下無(wú)法繼續(xù)利用的 固體污染物終態(tài)， 因其自行降解能力很微弱而可能長(zhǎng)期停留在環(huán)境中，

46、 為了防止它們對(duì)環(huán)境 造成污染， 必須將其放置在一些安全可靠的場(chǎng)所。 對(duì)固體廢物進(jìn)行處置， 也就是解決固體廢 物的最終歸宿問(wèn)題： 使固體廢物最大限度地與生物圈隔離以控制其對(duì)環(huán)境的擴(kuò)散污染。 因此， 最終處置是對(duì)固體廢物全面管理的最后一環(huán)。固體廢物處置一般來(lái)說(shuō)可分為陸地處置 ( land disposal )和海洋處置 ( ocean disposal ) 兩大類。 所謂陸地處置就是在陸地上選擇合適的天然場(chǎng)所或人工改造出合適的場(chǎng)所，把固體廢物用土層覆蓋起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)。 陸地處置的基本要求是廢物的體積應(yīng)盡量小，廢物本身無(wú)較大危害性， 廢物處理設(shè)施結(jié)構(gòu)合理。 所謂海洋處置就是利用海洋巨大的環(huán)境容量和

47、自凈能 力，將固體廢物消散在汪洋大海之中的一種處置方法。海洋處置具有填埋處置的顯著優(yōu)點(diǎn)， 而又不需要填埋覆蓋。1. 固體廢物陸地處置 根據(jù)廢物的種類及其處置的地層位置，如地上、地表、地下和深地層，可將陸地處置分 為土地耕作、工程庫(kù)或貯留池貯存、土地填埋以及深井灌注等。( 1 )土地耕作處置。土地耕作( soil plowing )處置是使用表層土壤處置工業(yè)固體廢 物的一種方法。 它把廢物當(dāng)作肥料或土壤改良劑直接施到土地上或混入土壤表層， 利用土壤 中的微生物種群， 將有機(jī)物和無(wú)機(jī)物分解成為較高生命形式所需的物質(zhì)形式而不斷在土壤中 進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)。 土地耕作是對(duì)有機(jī)物消化處理， 對(duì)無(wú)機(jī)物永久 “

48、貯存” 的綜合性處置方式。 它具有工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用適宜、設(shè)備維修容易， 對(duì)環(huán)境影響較小，能夠改善土壤結(jié)構(gòu)和提高肥 效等優(yōu)點(diǎn)。土地耕作法主要用來(lái)處置可生物降解的石油或有機(jī)化工和制藥業(yè)所產(chǎn)生的可降解 廢物。為了保證在土地耕作處置過(guò)程中， 一方面獲得最大的生物降解率， 另一方面限制廢物引 起二次污染，在實(shí)施土地耕作時(shí)，一般要求土地的pH值在79之間，含水量為 6%- 20%由于廢物的降解速度隨溫度降低而降低，當(dāng)?shù)販剡_(dá)到0C時(shí)，降解作用基本停止，因此土地耕作處置地溫必須保持在 0C以上。土地耕作處置廢物的量要視其中有機(jī)物、油、鹽類和金 屬含量而定，廢物的鋪撒分布要均勻，耕作深度以1520cm比較適宜。另

49、外，土地耕作處置場(chǎng)地選擇要避開斷層、塌陷區(qū)，避免同通航水道直接相通，距地下水位至少1.5m，距飲用水源至少150m,耕作土壤為細(xì)粒土壤， 表面坡度應(yīng)小于 5%耕作區(qū)域內(nèi)或30m以內(nèi)的井、 穴和其它與底面直接相通的通道應(yīng)予堵塞。( 2)深井灌注處置。深井灌注(deep-well injection )處置是將液狀廢物注入與飲用水和礦脈層隔開的地下可滲透性巖層中。深井灌注方法主要用來(lái)處置那些實(shí)踐證明難于 破壞，難于轉(zhuǎn)化，不能采用其他方法處理、處置，或者采用其他方法處置費(fèi)用昂貴的廢物。 它可以處置一般廢物和有害廢物，可以是液體、氣體或固體。在實(shí)施灌注時(shí)，將這些氣體或固體都溶解在液體里，形成直溶液、乳

50、濁液或液固混相 體，然后加壓注入井內(nèi)，灌注速率一般為300 4000L/min 。對(duì)某些工業(yè)廢物來(lái)說(shuō)，深井灌注處置可能是對(duì)環(huán)境影響最小的切實(shí)可行的方法。但深井灌注處置必須注意井區(qū)的選擇和 深井的建造，以免對(duì)地下水造成污染。(3) 土地填埋處置。固體廢物的土地填埋(landfill )處置是一種最主要的固體廢物最終處置方法。土地填埋是由傳統(tǒng)的傾倒、堆放和填地處置發(fā)展起來(lái)的。按照處置對(duì)象和 技術(shù)要求上的差異，土地填埋處置分為衛(wèi)生土地填埋和安全土地填埋兩類。前者適于處置 城市垃圾，后者適于處置工業(yè)固體廢物，特別是有害廢物，也被稱作安全化學(xué)土地填埋。衛(wèi)生土地填埋( sanitary landfill

51、)始于 60 年代，是在傳統(tǒng)的堆放、填地基礎(chǔ)上， 對(duì)未經(jīng)處理的固體廢物的處置從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)取得的一種科學(xué)進(jìn)步。由于衛(wèi)生土地填 埋安全可靠、價(jià)格低廉，目前已被世界上許多國(guó)家采用。衛(wèi)生土地填埋工程操作方法大體 可分為場(chǎng)地選址、設(shè)計(jì)建造、日常填埋和監(jiān)測(cè)利用等步驟。場(chǎng)地選擇要考慮到水文地質(zhì)條件、交通方便、遠(yuǎn)離居民區(qū)、要有足夠的處置能力以及 廢物處置代價(jià)低，便于利用開發(fā)等因素。衛(wèi)生土地填埋主要用于處置城市垃圾，處置的容 量要與城市人口數(shù)量和垃圾的產(chǎn)率相適應(yīng)，一般建造一個(gè)場(chǎng)地至少要有20 年的處置能力。場(chǎng)地建造工藝要有防止對(duì)地下水污染的措施和氣體排出功能，例如：設(shè)置防滲襯里。 襯里分人造和天然兩類：人

52、造襯里有瀝青、橡膠和塑料薄膜；天然襯里主要是粘土，滲透 系數(shù)小于10-7cm/s，厚度為Im。設(shè)置導(dǎo)流渠或?qū)Я鲏危瑴p少地表徑流進(jìn)入場(chǎng)地。選擇 合適的覆蓋材料,減少雨水的滲入。垃圾填埋后,由于微生物的生化降解作用,會(huì)產(chǎn)生甲烷和二氧化碳?xì)怏w,也可能產(chǎn)生 含有硫化氫或其他有害或具有惡臭味的氣體。當(dāng)有氧存在時(shí),甲烷氣體濃度達(dá)到5%15%就可能發(fā)生爆炸,所以對(duì)所產(chǎn)生氣體的及時(shí)排出是非常必要的。工程上一般采用可滲透性排 氣如 圖 9-9(a) 和不可滲透阻擋層排氣如 圖 9-9(b) 兩種排氣方法?？蓾B透排氣是在填埋物內(nèi) 利用比周圍土壤容易透氣的礫石等物質(zhì)作為填料建造排氣通道,產(chǎn)生的氣體可水平方向運(yùn) 動(dòng),

53、通過(guò)此通道排出。邊界或井式排氣通道也可用來(lái)控制氣體水平運(yùn)動(dòng)。不可滲透阻擋層 排氣,是在不透氣的頂部覆蓋層中安裝排氣管,排氣管與設(shè)置在淺層礫石排氣通道或設(shè)置 在填埋物頂部的多孔集氣支管相連接，可排出氣體。產(chǎn)生的甲烷經(jīng)脫水t預(yù)熱t(yī)去除二氧 化碳后可作為能源使用。安全土地填埋( secure IandfiII )是處置工業(yè)固體廢物,特別是有害廢物的一種較好 的方法,是衛(wèi)生土地填埋方法的改進(jìn)型方法,它對(duì)場(chǎng)地的建造技術(shù)及管理要求更為嚴(yán)格： 填埋場(chǎng)必須設(shè)置人造或天然襯里,保護(hù)地下水免受污染,要配備浸出液收集、處理及檢測(cè) 系統(tǒng)。安全土地填埋處置場(chǎng)地不能處置易燃性廢物、反應(yīng)性廢物、揮發(fā)性廢物、液體廢物、 半固

54、體和污泥,以免混合以后發(fā)生爆炸、產(chǎn)生或釋出有毒有害的氣體或煙霧。(a)(b)圖9-9垃圾填埋的排氣系統(tǒng)(a)可滲透性；(b)不可滲透性阻擋層封場(chǎng)是土地填埋操作的最后一環(huán)。封場(chǎng)要與地表水的管理，浸出液的收集監(jiān)測(cè)以及氣 體控制等措施結(jié)合起來(lái)考慮。封場(chǎng)的目的是通過(guò)填埋場(chǎng)地表面的修筑來(lái)減少侵蝕并最大限 度排水。一般在填埋物上覆蓋一層厚I5cm、滲透系數(shù)為w 10-7cm/s的土壤，其上再覆蓋45cm厚的天然土壤。如果在其上種植植物，上面再覆蓋一層15100cm厚的表面土壤。土地填埋最大的優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單、成本低，適于處置多種類型的固體廢物。其致命 的弱點(diǎn)是：場(chǎng)地處理和防滲施工比較難于達(dá)到要求，以及浸出

55、液的收集控制問(wèn)題。在美國(guó) 等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著可供土地填埋用地的日趨緊張，固體廢物的土地填埋處置比例正逐 漸下降，而且從降低運(yùn)輸費(fèi)用和處置費(fèi)用角度考慮，固體廢物在土地填埋前應(yīng)盡量進(jìn)行減 容處理。2. 固體廢物的海洋處置海洋處置主要分為兩類：一類是海洋傾倒，另一類是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的遠(yuǎn)洋焚燒。 海洋傾倒有兩種方法：一種是將固體廢物如垃圾、含有重金屬的污泥等有害廢棄物以 及放射性廢棄物等直接投入海中，借助于海水的擴(kuò)散稀釋作用使?jié)舛冉档?；另一種方法是 把含有有害物質(zhì)的重金屬?gòu)U棄物和放射性廢棄物用容器密封，用水泥固化，然后投放到約 5000m深的海底。固化方法有兩種，一種是將廢物按一定配比同水泥混合，攪

56、勻注入容器， 養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行處置；另一種方法是先將廢物裝入桶內(nèi)，然后注入水泥或涂覆瀝青，以降低固 化體的浸出率。由于海洋有足夠大的接受能力，且又遠(yuǎn)離人群，污染物的擴(kuò)散不容易對(duì)人 類造成危害，因而是處置多種工業(yè)廢物的理想場(chǎng)所。處置場(chǎng)的海底越深，處置就越有效。 海洋傾倒不需覆蓋物，只需將廢物倒入海中，因此該方法為一種最經(jīng)濟(jì)的處置方法。遠(yuǎn)洋焚燒是利用焚燒船在遠(yuǎn)海對(duì)固體廢物進(jìn)行焚燒處置的一種方法，適于處置各種含 氯有機(jī)廢物。試驗(yàn)結(jié)果表明，含氯有機(jī)化合物完全燃燒產(chǎn)生的水、二氧化碳、氯化氫以及 氮氧化合物排入海中，由于海水本身氯化物含量高，并不會(huì)因?yàn)槲沾罅柯然瘹涠蛊渲?的氯平衡發(fā)生變化。此外，由于海水中碳酸鹽的緩沖作用，也不會(huì)使海水的酸度由于吸收 氯化氫發(fā)生變化。又由于焚燒溫度在1200 C以上，對(duì)有害廢物破壞效率較高。遠(yuǎn)洋焚燒能有效地保護(hù)人類的大氣環(huán)境，凡是不能在陸地上焚燒的廢物，采用遠(yuǎn)洋焚燒是一個(gè)較好的 方法。為了便于廢物充分燃燒，焚燒器結(jié)構(gòu)一般多采用由同心管供給空氣和液體的液、氣 霧化焚燒器?？傊?，海洋處置能做到將有害廢物與人類生存、生活環(huán)境隔離，是一種高效、經(jīng)濟(jì)的 最終處置方法。但對(duì)于有害固體廢物，特別是放射性廢物，不管采用何種方式投放海中， 也許短期內(nèi)很難發(fā)現(xiàn)其危害，長(zhǎng)期并不加控制的投放必將造成海洋污染，殺死魚類，破壞 海洋生物，最終禍及人類自身。為保護(hù)海洋，防止海洋污