第十一章固體廢物資源化、綜合利用與最終處置

1、第十一章第十一章 固體廢物資源固體廢物資源化、綜合化、綜合 利用與最終處置利用與最終處置第一節(jié)第一節(jié) 固體廢物資源化的意義與資源化系統(tǒng)固體廢物資源化的意義與資源化系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 材料回收系統(tǒng)材料回收系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置固體廢物的資源化：由固體廢物到有用物質(zhì)的固體廢物的資源化：由固體廢物到有用物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，或稱為固體廢物的綜合利用。轉(zhuǎn)化，或稱為固體廢物的綜合利用。固體廢物綜合利用的范圍：固體廢物綜合利用的范圍：建材利用建材利用化工利用化

2、工利用固體廢物能的利用固體廢物能的利用農(nóng)業(yè)利用農(nóng)業(yè)利用第一節(jié)第一節(jié) 固體廢物資源固體廢物資源化的意義與資源化系統(tǒng)化的意義與資源化系統(tǒng)固體廢物綜合利用的原則：固體廢物綜合利用的原則： 綜合利用技術(shù)應(yīng)是可行的；綜合利用技術(shù)應(yīng)是可行的； 固體廢物綜合利用要有較大的經(jīng)濟(jì)效益；固體廢物綜合利用要有較大的經(jīng)濟(jì)效益； 綜合利用生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家相應(yīng)綜合利用生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具有與用相應(yīng)的原材料產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具有與用相應(yīng)的原材料所制的產(chǎn)品相競爭的能力。所制的產(chǎn)品相競爭的能力。 第一節(jié)第一節(jié) 固體廢物資源固體廢物資源化的意義與資源化系統(tǒng)化的意義與資源化系統(tǒng)概念：城市垃圾中含有的有用

3、原材料通過適當(dāng)?shù)膯卧拍睿撼鞘欣泻械挠杏迷牧贤ㄟ^適當(dāng)?shù)膯卧夹g(shù)組合處理，可以一一得到加工、分選與回收，這技術(shù)組合處理，可以一一得到加工、分選與回收，這種由幾種處理單元技術(shù)組合，形成對(duì)城市垃圾加工、種由幾種處理單元技術(shù)組合，形成對(duì)城市垃圾加工、分選的工程系統(tǒng)，稱為材料回收系統(tǒng)。分選的工程系統(tǒng)，稱為材料回收系統(tǒng)。一、建立材料回收系統(tǒng)的條件一、建立材料回收系統(tǒng)的條件產(chǎn)品應(yīng)滿足市場需求的技術(shù)規(guī)范產(chǎn)品應(yīng)滿足市場需求的技術(shù)規(guī)范各類回收物品的產(chǎn)量與運(yùn)輸條件各類回收物品的產(chǎn)量與運(yùn)輸條件第二節(jié)第二節(jié) 材料回收系統(tǒng)材料回收系統(tǒng)評(píng)價(jià)條件評(píng)價(jià)條件二、材料回收系統(tǒng)流程二、材料回收系統(tǒng)流程固體廢物固體廢物儲(chǔ)存場儲(chǔ)

4、存場破碎破碎風(fēng)選風(fēng)選旋分器旋分器除塵設(shè)備除塵設(shè)備排氣排氣輕組分輕組分磁選磁選鐵金屬回收鐵金屬回收主要有機(jī)組分主要有機(jī)組分空氣空氣第二節(jié)第二節(jié) 材料回收系統(tǒng)材料回收系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 材料回收系統(tǒng)材料回收系統(tǒng)固體固體廢物廢物儲(chǔ)存場儲(chǔ)存場破碎破碎風(fēng)選風(fēng)選旋分器旋分器除塵設(shè)備除塵設(shè)備排氣排氣磁選磁選鐵金屬回收鐵金屬回收主要有機(jī)組分主要有機(jī)組分空氣空氣重組分處理重組分處理第二節(jié)第二節(jié) 材料回收系統(tǒng)材料回收系統(tǒng)固體廢物固體廢物儲(chǔ)存場儲(chǔ)存場破碎破碎風(fēng)選風(fēng)選旋分器旋分器除塵設(shè)備除塵設(shè)備排氣排氣輕組分輕組分磁選磁選鐵金屬回收鐵金屬回收主要有機(jī)組分主要有機(jī)組分空氣空氣玻璃回收玻璃回收旋轉(zhuǎn)篩分旋轉(zhuǎn)篩分非鐵金屬回收非

5、鐵金屬回收處置場處置場第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收主要的生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品：主要的生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品：腐殖肥料腐殖肥料沼氣沼氣飼料蛋白飼料蛋白乙醇乙醇糖類糖類生物轉(zhuǎn)化工藝：生物轉(zhuǎn)化工藝：堆肥化和厭氧生物發(fā)酵堆肥化和厭氧生物發(fā)酵第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收一、城市垃圾堆肥化一、城市垃圾堆肥化（一）堆肥過程基本原理（一）堆肥過程基本原理概念：是指在一定人工控制條件下，通過生概念：是指在一定人工控制條件下，通過生物化學(xué)作用，使垃圾中有機(jī)成份分解轉(zhuǎn)化為物化學(xué)作用，使垃圾中有機(jī)成份分解轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的腐植肥料過程，其實(shí)質(zhì)是一種發(fā)比較穩(wěn)定的腐植肥料過程，其實(shí)質(zhì)是一種發(fā)酵過程

6、。酵過程。好氧堆肥好氧堆肥厭氧堆肥厭氧堆肥厭氧堆肥：與污泥厭氧消化過程相似，分酸性與堿性發(fā)厭氧堆肥：與污泥厭氧消化過程相似，分酸性與堿性發(fā)酵兩個(gè)階段。第一階段，酵兩個(gè)階段。第一階段，PHPH值下降，第二階段，值下降，第二階段，PHPH值上值上升。所需時(shí)間較長，環(huán)境惡劣，適于小規(guī)模農(nóng)家堆肥。升。所需時(shí)間較長，環(huán)境惡劣，適于小規(guī)模農(nóng)家堆肥。好氧堆肥：是好氧菌處于和空氣充分接觸的情況下，好氧堆肥：是好氧菌處于和空氣充分接觸的情況下，使垃圾中的有機(jī)物發(fā)生一系列放熱分解反應(yīng)，最終使使垃圾中的有機(jī)物發(fā)生一系列放熱分解反應(yīng)，最終使之轉(zhuǎn)化為簡單而穩(wěn)定的腐化物的過程。好氣分解速度之轉(zhuǎn)化為簡單而穩(wěn)定的腐化物的過程

7、。好氣分解速度快，環(huán)境條件好，適于大規(guī)模生產(chǎn)?？?，環(huán)境條件好，適于大規(guī)模生產(chǎn)。第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收水水熱熱原料原料堆肥產(chǎn)品堆肥產(chǎn)品有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)礦物質(zhì)礦物質(zhì)水水微生物微生物有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)礦物質(zhì)礦物質(zhì)水水微生物微生物第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收二、城市垃圾厭氧消化處理與沼氣回收二、城市垃圾厭氧消化處理與沼氣回收（一）城市垃圾厭氧消化處理工藝流程（一）城市垃圾厭氧消化處理工藝流程（二）垃圾預(yù)處理（二）垃圾預(yù)處理加工分選出輕組分，去除有毒有害性廢物，并加工分選出輕組分，去除有毒有害性廢物，并進(jìn)一步破碎、篩分，使顆粒細(xì)小均勻。進(jìn)一步破碎、篩分，使顆粒細(xì)小

8、均勻。第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收l城市污水廠污泥與糞便是最佳配料。城市污水廠污泥與糞便是最佳配料。（四）厭氧消化處理工藝條件（四）厭氧消化處理工藝條件1.1.碳氮比（碳氮比（C/NC/N）：）：2020：1 13030：1 12.2.操作溫度：操作溫度：55556060C C。第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收（三）配料與制漿（三）配料與制漿l保持合適的保持合適的C/NC/N比與比與C/PC/P。間歇式：農(nóng)村小型沼氣池間歇式：農(nóng)村小型沼氣池連續(xù)式：大中型垃圾漿體厭氧消化系統(tǒng)連續(xù)式：大中型垃圾漿體厭氧消化系統(tǒng)投配率以有機(jī)物容積負(fù)荷計(jì)算確定投配率以有機(jī)物容積

9、負(fù)荷計(jì)算確定3.PH3.PH值與堿度：值與堿度：7.07.08.08.0，200020003000mg/l3000mg/l；4.4.投料方式與投配率：投料方式與投配率：第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收（五）沼氣回收與利用（五）沼氣回收與利用CHCH4 4為為60% 60% ，COCO2 2 為為40%40%，極少量，極少量NHNH3 3與與H H2 2S S。5.5.攪拌與強(qiáng)度：攪拌與強(qiáng)度：機(jī)械攪拌機(jī)械攪拌沼氣回流攪拌沼氣回流攪拌第三節(jié)第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收一、城市垃圾焚燒技術(shù)

10、的發(fā)展一、城市垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展能徹底的消滅各類病原體，消除腐化源。能徹底的消滅各類病原體，消除腐化源。可回收熱資源；可回收熱資源；垃圾體積可減少垃圾體積可減少80-95%80-95%；重量顯著減少；重量顯著減少；最終產(chǎn)物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且無害化；最終產(chǎn)物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且無害化；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（一）焚燒過程的基本條件（一）焚燒過程的基本條件1.1.燃料在焚燒爐中燃燒完畢后所需停留燃料在焚燒爐中燃燒完畢后所需停留時(shí)間時(shí)間：燃燒室加熱、起燃、燃盡。燃燒室加熱、起燃、燃盡。2.2.燃料與空氣混合的燃料與空氣混合的湍流湍流程度：適度過量空氣。程度：適度過量空氣。3.3.燃燒過程燃燒過程溫度溫度：取決于燃料

11、性質(zhì)（熱值、燃：取決于燃料性質(zhì)（熱值、燃點(diǎn)、含水率）。點(diǎn)、含水率）。三三T T原則原則第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收二、焚燒過程的基本條件與物料熱量衡算二、焚燒過程的基本條件與物料熱量衡算三、城市垃圾焚燒系統(tǒng)三、城市垃圾焚燒系統(tǒng)u城市垃圾的的處理與貯存城市垃圾的的處理與貯存u進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)料系統(tǒng)第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收u燃燒室燃燒室u廢氣排放與污染控制系統(tǒng)廢氣排放與污染控制系統(tǒng)u排渣系統(tǒng)排渣系統(tǒng)u焚燒爐的控制與測(cè)試系統(tǒng)焚燒爐的控制與測(cè)試系統(tǒng)u熱源回收系統(tǒng)熱源回收系統(tǒng)五、焚燒爐類型五、焚燒爐類型l流

12、化床焚燒爐流化床焚燒爐第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收l標(biāo)準(zhǔn)焚燒爐標(biāo)準(zhǔn)焚燒爐l多膛焚燒爐多膛焚燒爐l水墻式鍋爐水墻式鍋爐六、固體廢物熱解處理六、固體廢物熱解處理第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收概念：在缺氧條件下，使可燃性固體廢物在高溫下分概念：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⒂?、固形炭等形式的過程。固解，最終成為可燃?xì)狻⒂?、固形炭等形式的過程。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，體廢物中所蘊(yùn)藏的熱量以上述物質(zhì)的形式貯留起來，成為便于貯藏、運(yùn)輸?shù)挠袃r(jià)值的燃料。成為便

13、于貯藏、運(yùn)輸?shù)挠袃r(jià)值的燃料。 熱解與焚燒過程有本質(zhì)區(qū)別熱解與焚燒過程有本質(zhì)區(qū)別422322+CH +CO +H +NH +H S+HCN+H O 缺氧 加熱含碳固體有機(jī)物分子量較高的有機(jī)液體 低分子量有機(jī)液體多種有機(jī)酸 碳渣+CO第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收（一）熱解過程與產(chǎn)物（一）熱解過程與產(chǎn)物氣相產(chǎn)物：氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳?xì)庀喈a(chǎn)物：氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳液相產(chǎn)物：焦油、燃油、乙酸、丙酮、甲醇液相產(chǎn)物：焦油、燃油、乙酸、丙酮、甲醇固相產(chǎn)物：純凈炭質(zhì)、惰性物質(zhì)固相產(chǎn)物：純凈炭質(zhì)、惰性物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物組分分布與熱解溫度有顯著關(guān)系轉(zhuǎn)化

14、產(chǎn)物組分分布與熱解溫度有顯著關(guān)系三、熱解過程主要控制因素三、熱解過程主要控制因素n停留時(shí)間。停留時(shí)間。第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收n 操作溫度；操作溫度；n升溫速度；升溫速度；n固體廢物燃料的理化性質(zhì)；固體廢物燃料的理化性質(zhì)；六、熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品與能源的利用六、熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品與能源的利用蒸汽蒸汽并入城市熱力管網(wǎng)并入城市熱力管網(wǎng)沼氣、燃?xì)?、燃料油沼氣、燃?xì)?、燃料油民用與工業(yè)燃料民用與工業(yè)燃料熱能熱能電能電能第四節(jié)第四節(jié) 城市垃圾的焚城市垃圾的焚燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收燒與熱轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的回收一、最終處置的概念與途徑一、最終處置的概念與途徑概念：為防止對(duì)環(huán)境造成污染

15、，根據(jù)排放的不概念：為防止對(duì)環(huán)境造成污染，根據(jù)排放的不同環(huán)境條件，采取適當(dāng)而必要的防護(hù)措施，達(dá)同環(huán)境條件，采取適當(dāng)而必要的防護(hù)措施，達(dá)到被處置廢物與環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)最大限度的隔絕。到被處置廢物與環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)最大限度的隔絕。填埋處置、土地耕作處置、填埋處置、土地耕作處置、深井灌溉、尾礦壩、廢礦坑深井灌溉、尾礦壩、廢礦坑海洋處置海洋處置第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置陸地處置：陸地處置：二、城市垃圾陸地填埋處置二、城市垃圾陸地填埋處置對(duì)有毒有害廢物的填埋是基于安全考慮，此種填埋操對(duì)有毒有害廢物的填埋是基于安全考慮，此種填埋操作與結(jié)構(gòu)形式稱安全填埋。作與結(jié)構(gòu)形式稱安全填埋。一般城市垃圾

16、與無害化的工業(yè)廢渣是基于環(huán)境衛(wèi)生角一般城市垃圾與無害化的工業(yè)廢渣是基于環(huán)境衛(wèi)生角度而填埋的，其操作與結(jié)構(gòu)形式稱為衛(wèi)生填埋。度而填埋的，其操作與結(jié)構(gòu)形式稱為衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋安全填埋安全填埋第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置7.7.填埋場封場后的最終利用與開發(fā)填埋場封場后的最終利用與開發(fā)（一）衛(wèi)生填埋場的選址條件（一）衛(wèi)生填埋場的選址條件1.1.場地有效利用面積：滿足場地有效利用面積：滿足5 51010年的試用期年的試用期2.2.運(yùn)輸距離：運(yùn)輸距離：3.3.土壤與地形條件：土壤與地形條件：4.4.氣象條件：選在居民區(qū)的下風(fēng)向。氣象條件：選在居民區(qū)的下風(fēng)向。5.5.地表與地

17、質(zhì)水文條件：地表與地質(zhì)水文條件：6.6.地區(qū)環(huán)境條件地區(qū)環(huán)境條件第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置（二）衛(wèi)生填埋場的一般結(jié)構(gòu)形式谷地填埋法第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置地面堆埋法開槽填埋法（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法1.地面堆埋法適于地形地質(zhì)條件不易開挖溝槽的平原地區(qū)。2.開槽填埋法適于地面有足夠深度的可采土壤且地下水位較深的地區(qū)。3.谷地填埋法適于有天然或人為谷地與溝壑可利用的地區(qū)。第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置（四）潮濕地區(qū)衛(wèi)生填埋場結(jié)構(gòu)與操作特點(diǎn)沼澤、潮汐洼地、水塘、采土與采石場都可作為濕地衛(wèi)生填埋場。注意地下水的污染與填埋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)

18、定性。地下水抽提、排泄系統(tǒng)、氣體收集系統(tǒng)第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置（五）衛(wèi)生填埋場氣體的產(chǎn)生、遷移與控制1.衛(wèi)生填埋場中垃圾發(fā)酵分解與氣體的產(chǎn)生耗氧分解階段；厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段；穩(wěn)定產(chǎn)氣階段產(chǎn)物：穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)、可揮發(fā)性有機(jī)酸、甲烷、二氧化碳、氮?dú)?、氨、硫化氫、一氧化碳。第五?jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置第十一章 固體廢物資源化、綜合 利用與最終處置2.衛(wèi)生填埋場中氣體的遷移與控制（1）透氣通道控制法：用透氣性良好的的材料，在填埋場不同部位設(shè)排氣通道。（2）密封法控制氣體遷移：利用不透氣的材料在填埋廠四周鋪設(shè)全封閉型防滲層，同時(shí)控制氣體與滲濾液的遷移。第十一章 固體廢物資