廢棄物的處理及綜合利用

1、第一章 緒論從原始人類活動(dòng)開(kāi)始，就有固體廢物（？）的產(chǎn)生，其解決辦法是用遷徙來(lái)更換生活住址；1000多年前，古希臘人把生活垃圾倒入深坑填埋；17-18世紀(jì)，工業(yè)生產(chǎn)為對(duì)自然物質(zhì)進(jìn)行機(jī)械加工，固體廢物多為屑末；19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人們開(kāi)始改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，產(chǎn)生了含汞、鉛、砷、氰化物等的有毒固體廢物。20世紀(jì)以來(lái)，有了原子能工業(yè)，產(chǎn)生放射性固體廢物。第一節(jié) 固體廢物的來(lái)源與分類一.固體廢物的幾個(gè)基本概念1.固體廢物(solid wastes)：是指人類在日常生活、生產(chǎn)建設(shè)和其他非生產(chǎn)性活動(dòng)中產(chǎn)生，在一定時(shí)間和地點(diǎn)又無(wú)法利用而被丟棄的對(duì)環(huán)境具有污染性的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。

2、生活垃圾、廢紙、廢塑料等，廢酸、廢堿、廢油等。2.固體廢物處理(treatment of solid wastes)：指通過(guò)物理、化學(xué)、生物等不同方法，使固體廢物轉(zhuǎn)化為適于運(yùn)輸、貯存、資源化利用及最終處置的一種過(guò)程。物理：破碎、分選、沉淀、過(guò)濾、離心等化學(xué)：焚燒、浸出等生物：好氧堆肥、厭氧分解等 例3.固體廢物處置(disposal of solid wastes)：指最終處置或安全處置，是解決固體廢物的歸宿問(wèn)題，如堆置、填埋、海洋投棄等。4.資源化：是指通過(guò)各種方法從固體廢物中回收有用組分和能源，廣義的資源化包括物質(zhì)回收、物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換三個(gè)部分。二.固體廢物的來(lái)源與排量1.來(lái)源：固體廢物

3、的來(lái)源大體上可分為兩類，一是在生活過(guò)程中產(chǎn)生，二是生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生。其主要發(fā)生源是冶金、煤炭和火力發(fā)電三大部門（生產(chǎn)）。2.排量三.固體廢物的分類城市生活垃圾、工業(yè)固體廢物、礦業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物、放射性固體廢物、危險(xiǎn)性固體廢物。核燃料生產(chǎn)與加工同位素應(yīng)用等。第二節(jié) 固體廢物的污染及控制一.固體廢物的污染途徑1.與廢水、廢氣相比，固體廢物幾個(gè)顯著的特點(diǎn)（1）固體廢物是各種污染物的終態(tài)，濃集了許多污染成分。人們卻往往對(duì)這類污染物產(chǎn)生一種穩(wěn)定的、污染慢的錯(cuò)覺(jué)；（2）在自然條件的影響下，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，固體廢

4、物能通過(guò)各種途徑危害人體健康。二.固體廢物的污染危害固廢污染危害侵占土地污染土壤污染水體污染大氣影響環(huán)境衛(wèi)生三.固體廢物污染控制措施1.改革生產(chǎn)工藝（1）從技術(shù)上減少固體廢物的產(chǎn)生；（2）從原料入手，采用精料；（3）從產(chǎn)品質(zhì)量入手。2.發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝。3.進(jìn)行綜合利用：固體廢物一般具有某些工業(yè)原料所具有的物理化學(xué)特性，有的還含有很大一部分未起變化的原料或副產(chǎn)物。4.進(jìn)行無(wú)害化處理與處置。5.其他控制固體廢物污染的措施：改變城市的燃料結(jié)構(gòu)，推行精凈菜進(jìn)城，塑料垃圾袋等。第三節(jié) 固體廢物管理與循環(huán)經(jīng)濟(jì)固體廢物污染控制的“三化”原則：減量化、無(wú)害化及資源化。固體廢物污染控制的“3C”原則：避免

5、產(chǎn)生(clean)、綜合利用(cycle)和妥善處理(control)。1995年10月30日，正式公布我國(guó)第一部關(guān)于固體廢物污染管理的法規(guī)中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法。循環(huán)經(jīng)濟(jì)：是物質(zhì)閉環(huán)流動(dòng)型經(jīng)濟(jì)的簡(jiǎn)稱，特征是物質(zhì)與能量的梯次使用和閉路循環(huán)使用，使物質(zhì)與能量的使用從“搖籃”到“搖籃”，在環(huán)境方面表現(xiàn)為污染低排放，甚至零排放。其本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)。物質(zhì)能量一級(jí)生產(chǎn)二級(jí)生產(chǎn)三級(jí)生產(chǎn)第二章 廢棄物的收集、運(yùn)輸與壓實(shí)第一節(jié) 固體廢物的收集一般工業(yè)固體廢物的收集、運(yùn)輸由工廠或?qū)ｉT的物質(zhì)回收公司負(fù)責(zé)。主要介紹城市垃圾的收集與運(yùn)輸。城市垃圾的收集與運(yùn)輸費(fèi)用很大，發(fā)達(dá)國(guó)家目前已達(dá)到處理總費(fèi)用的8

6、0%左右。城市垃圾一般主要包括生活垃圾、商業(yè)垃圾及建筑垃圾等。其中商業(yè)垃圾與建筑垃圾由單位自行清除，生活垃圾的收集與運(yùn)輸是本章重點(diǎn)。分類分類收集收集一.收集原則二.生活垃圾的收集方式1.概述大多數(shù)城市對(duì)生活垃圾的收集采用傳統(tǒng)的收集方法，即由垃圾發(fā)生源送至垃圾桶，統(tǒng)一由環(huán)衛(wèi)工人將垃圾桶內(nèi)垃圾裝入垃圾車，再運(yùn)至中轉(zhuǎn)站，最后由中轉(zhuǎn)站運(yùn)到最終處理廠或填埋廠處置，形成了一套固定模式的收集-中轉(zhuǎn)-集中處置系統(tǒng)。發(fā)生源-垃圾桶-垃圾車-中轉(zhuǎn)站-填埋場(chǎng)2.垃圾發(fā)生源到垃圾桶過(guò)程中的收集方式分類及容器（1）混合收集：是傳統(tǒng)的收集方式，費(fèi)用低，簡(jiǎn)單易行；但降低了廢物中有用物質(zhì)的純度和再生利用的價(jià)值。定點(diǎn)收集方式其

7、是指收集容器放置于固定的地點(diǎn)，一天中的全部或大部分時(shí)間為居民服務(wù)。要求：占用一定的空間設(shè)立收集點(diǎn)；收集點(diǎn)便于車輛經(jīng)過(guò)；收集容器要有較好的密封隔離效果，以避免收集過(guò)程中產(chǎn)生公共衛(wèi)生問(wèn)題。該收集方式所使用的容器有容器式和構(gòu)筑物式兩種。容器式：是最常見(jiàn)的一種形式，有圓形和方形兩種，目前使用的多為塑料或鋼制的。構(gòu)筑物式：一般為磚、水泥結(jié)構(gòu)，容器為5-10m3,不密封。特點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng)，費(fèi)用低；但在高峰季節(jié)會(huì)發(fā)生垃圾滿溢的情況，與周圍環(huán)境敞開(kāi)接觸，易造成周圍環(huán)境衛(wèi)生的惡化；另外，清運(yùn)時(shí)難度較大，不利于機(jī)械化操作。定時(shí)收集方式及容器定時(shí)垃圾收集方式不設(shè)置固定的垃圾收集點(diǎn)，直接用垃圾清運(yùn)車收集居民區(qū)垃圾。具

8、體做法是：清運(yùn)車以固定的時(shí)間與路線行駛于居民區(qū)中并收集路旁的居民垃圾。該收集方式的容器：其一是配合高級(jí)住宅獨(dú)家獨(dú)院式生活方式而設(shè)置的小型移動(dòng)式垃圾桶，二是普通容器，一般為小型垃圾收集車。特殊垃圾收集方式垃圾樓道式收集方式，是定點(diǎn)垃圾收集方式的一種，垃圾樓道是高層建筑物中的一條垂直通道，每層都開(kāi)一個(gè)傾倒口，底部有垃圾儲(chǔ)存室。節(jié)約居民家務(wù)勞動(dòng)量。上世紀(jì)70年代在瑞典斯德哥爾摩首先得到應(yīng)用的氣動(dòng)垃圾輸送方式。 主要服務(wù)于高層居住區(qū)。（2）分類收集分類收集是根據(jù)廢物的種類和組成分別進(jìn)行收集的方式，其主要優(yōu)點(diǎn)是：從垃圾發(fā)生源上入手，提高了垃圾的資源利用價(jià)值，有利于廢物的資源化綜合利用。分類收集的具體做法

9、：根據(jù)本地區(qū)的垃圾組成情況，將垃圾分成幾個(gè)分類組，一般分成可回收廢品、易腐性有機(jī)物和一般無(wú)機(jī)物等幾類，其中可回收廢品組又可根據(jù)需要分成玻璃、金屬、紙、塑料等成分，然后再分別收集。分類收集工具：特制塑料垃圾袋，居民在排放垃圾時(shí)按分類將其放入有明顯標(biāo)志的不同垃圾袋內(nèi)，然后再送到收集點(diǎn)，放入不同容器中?；旌侠占绞饺绾胃脑鞛榉诸惱占绞?？a:以定點(diǎn)收集方式為例，只要在收集點(diǎn)增加一定數(shù)量的收集容器即可適合要求；b:由于垃圾的類別增加，每一類要分別收運(yùn)，所以需要增加收運(yùn)次數(shù)，增加成本。解決方法：延長(zhǎng)對(duì)非易腐性垃圾的收運(yùn)周期，以縮減總的收運(yùn)次數(shù)。二、收集系統(tǒng)分析發(fā)生源-垃圾桶-垃圾車-中轉(zhuǎn)站-填埋

10、場(chǎng)1.基本概念（1）拖曳容器系統(tǒng)：可分為簡(jiǎn)便模式和交換模式。簡(jiǎn)便模式是從收集點(diǎn)將裝滿垃圾的容器用牽引車拖到處置場(chǎng)倒空后再送回原收集點(diǎn)，車子開(kāi)到第二個(gè)垃圾容器放置點(diǎn)，如此重復(fù)直至一天工作結(jié)束。交換模式是帶空垃圾桶去交換。（2）固定容器系統(tǒng)：垃圾容器放在固定的收集點(diǎn)，垃圾車從調(diào)度站出來(lái)將垃圾容器中垃圾出空，垃圾容器放回原處，車子開(kāi)到第二個(gè)收集點(diǎn)重復(fù)操作，直至垃圾車裝滿或工作日結(jié)束。拖曳容器系統(tǒng)和固定容器系統(tǒng)是收集系統(tǒng)的兩種。（3）拾取時(shí)間（裝運(yùn)時(shí)間）：與收集系統(tǒng)的類型有關(guān)。拖曳容器系統(tǒng)的簡(jiǎn)便模式：拾取時(shí)間（Phcs）=牽引車從放置點(diǎn)開(kāi)車到下一個(gè)放置點(diǎn)所需的時(shí)間+提起裝滿垃圾的垃圾桶的時(shí)間+放下空垃

11、圾桶的時(shí)間拖曳容器系統(tǒng)的交換模式：拾取時(shí)間=提起裝滿垃圾的垃圾桶的時(shí)間+在另一個(gè)放置點(diǎn)放下空垃圾桶的時(shí)間固定容器系統(tǒng)：拾取時(shí)間是將所有垃圾桶中的垃圾出空到垃圾車上所花費(fèi)的時(shí)間。（出空垃圾所用時(shí)間及車輛行駛于垃圾桶放置點(diǎn)之間所需要的時(shí)間）（4）運(yùn)輸時(shí)間：也與收集系統(tǒng)的類型有關(guān)。拖曳容器系統(tǒng)：運(yùn)輸時(shí)間=將裝滿垃圾的垃圾桶從放置點(diǎn)拖到處置場(chǎng)所需時(shí)間+將空垃圾桶從處置場(chǎng)拖到放置點(diǎn)所需時(shí)間。固定容器系統(tǒng)：運(yùn)輸時(shí)間是指垃圾車裝滿后或從收集路線的最后一個(gè)放置點(diǎn)開(kāi)車到處置場(chǎng)，以及出空垃圾后再?gòu)奶幹脠?chǎng)開(kāi)車到下一個(gè)收集路線的第一個(gè)放置點(diǎn)所需的時(shí)間。（5）在處置場(chǎng)所花費(fèi)的時(shí)間：等待卸車、出空垃圾（6）非生產(chǎn)性時(shí)間：

12、報(bào)道、登記、交通擁擠時(shí)間損失收集和運(yùn)輸生活垃圾所耗費(fèi)的時(shí)間主要包括以上的拾取時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間、在處置場(chǎng)所花費(fèi)的時(shí)間及非生產(chǎn)性時(shí)間。收集成本？2.拖曳容器系統(tǒng)（1）每收集一桶垃圾所需時(shí)間為： Thcs=(Phcs+h+S)/(1-) （2-1）式中，Thcs：拖曳垃圾桶每個(gè)雙層所需時(shí)間，h； Phcs：每個(gè)雙層拾取所花費(fèi)的時(shí)間，h； h：每個(gè)雙層運(yùn)輸花費(fèi)的時(shí)間，h； S：在處置場(chǎng)花費(fèi)的時(shí)間，h；：非生產(chǎn)性時(shí)間因子，%。非生產(chǎn)性時(shí)間占整個(gè)收集過(guò)程所花時(shí)間的百分?jǐn)?shù)，在0.1-0.25之間，一般取0.15。式（2-1）中， Phcs=pc+dbc+uc （簡(jiǎn)便模式） Phcs=pc+uc （交換模式）

13、h=a+bx （其中h為每個(gè)雙層運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，h；a和b均為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；x為每個(gè)雙層運(yùn)輸?shù)木嚯x，km。因此式（2-1）又可表示為： Thcs=(Phcs+S+a+bx)/(1-) （2-2）（2）設(shè)每輛車一個(gè)工作日的工作時(shí)間為H（h/d）則： H/Thcs為？記為Nd即：Nd=H/Thcs=(1-)H/(Phcs+S+a+bx) （2-3）（3）若每周雙程旅程總次數(shù)為tw則 tw/Nd為？ 記為Dw即：Dw=tw/Nd=tw(Phcs+S+a+bx)/(1-)H （2-4）（4）tw的計(jì)算設(shè)：一周廢物產(chǎn)生量為：Vw (m3) 垃圾桶的平均大小為：C (m3) 垃圾桶的填充系數(shù)為：f 則：Vw/Cf

14、 ?Vw/Cf每周需要出空的垃圾桶數(shù)，記為Nw；twNw=Vw/Cf3.收集車輛許多國(guó)家和地區(qū)都有自己的收集車分類方法和型號(hào)，我國(guó)目前尚未形成垃圾收集車的分類體系。所用的垃圾車種類主要有：（1）簡(jiǎn)易自卸收集車，適宜于固定容器系統(tǒng)；（2）活斗垃圾收集車，適宜于拖曳容器系統(tǒng)；（3）桶式倒裝密封收集車，適宜于固定容器系統(tǒng)；（4）后裝式壓縮收集車，適宜于分類收集方法。4.收集次數(shù)與時(shí)間（1）收集次數(shù)：住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)基本上要日產(chǎn)日清。特殊情況下，每周幾次要根據(jù)產(chǎn)生量、氣候等而定。（2）收集時(shí)間：垃圾收集時(shí)間大致可分晝間、晚間和黎明三種。住宅區(qū)最好在晝間收集，？。商業(yè)區(qū)則宜在晚間收集，此時(shí)車輛和行人稀少，

15、可加快收集速度。第二節(jié) 固體廢物壓實(shí)VvVsVm一.壓實(shí)的原理、目的1.原理大多數(shù)固體廢物是由顆粒及顆粒間的孔隙組成的集合體，自然堆放的固體廢物，其表觀體積是顆粒體積與孔隙體積之和。因此壓實(shí)的原理是利用機(jī)械的方法減少垃圾的孔隙率，將空氣擠壓出來(lái)增加固體廢物的聚集程度。壓實(shí)技術(shù)適宜于壓縮性能大而復(fù)原性能小的物質(zhì)。壓實(shí)的目的：（1）增大密度，減小體積，降低運(yùn)輸成本，延長(zhǎng)填埋場(chǎng)壽命；（2）制取高密度惰性塊料，便于貯存、填埋或作建筑材料。3.壓縮比（R）：固體廢物壓縮前的體積與壓縮后的體積之比。（或固體廢物經(jīng)壓實(shí)后，體積減少的程度。）一般壓縮比為3-5，若同時(shí)采用破碎和壓實(shí)兩技術(shù)可使壓縮比達(dá)到5-10

16、。4.固體廢物壓實(shí)處理的優(yōu)點(diǎn)（1）減輕環(huán)境污染。固體廢物中有機(jī)物在高壓壓縮過(guò)程中，由于擠壓而升溫，BOD5可由6000mg/L降低到20mg/L，COD可以從8000mg/L降低到150mg/L。（2）節(jié)省填埋或貯存場(chǎng)地。對(duì)于城市垃圾，目前國(guó)內(nèi)外填埋用地日漸緊張，生活垃圾壓縮后體積可減少60-70%，從而大大節(jié)省填埋用地。（3）快速安全造地。用惰性固體廢物壓實(shí)塊作為填海造地材料，上面只需覆蓋很薄土層，即可利用。二.固體廢物壓實(shí)器與流程固體廢物的壓實(shí)設(shè)備稱為壓實(shí)器，一般可分為固定式和移動(dòng)式兩大類。1.固定式壓實(shí)器：一般設(shè)置在廢物中轉(zhuǎn)站等場(chǎng)合，僅對(duì)廢物進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)器本身并不移動(dòng)。（1）水平壓實(shí)器

17、：是一個(gè)矩形或方形的鋼制容器，有一個(gè)可沿水平方向移動(dòng)的壓頭。（2）三向聯(lián)合式壓實(shí)器:具有三個(gè)互相垂直的壓頭。（3）回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器：有兩個(gè)水平壓頭，一個(gè)旋轉(zhuǎn)壓頭（鉸鏈在容器的一端）。2.移動(dòng)式壓實(shí)器帶有行駛輪或可在軌道上行駛的壓實(shí)器稱為移動(dòng)式壓實(shí)器，如膠輪式壓實(shí)機(jī)、履帶式壓實(shí)機(jī)等。3.壓實(shí)流程垃圾鐵絲網(wǎng)壓縮填埋場(chǎng)壓縮固化垃圾冷卻瀝青浸漬退塊污水油水分離 曝氣槽 沉淀槽 滅菌槽排放凈水國(guó)外城市垃圾壓縮處理工藝流程第三章 廢棄物的破碎第一節(jié) 破碎的基礎(chǔ)理論一.概述固體廢物的破碎就是把廢物轉(zhuǎn)變成適合于進(jìn)一步加工或能經(jīng)濟(jì)地再處理、處置的形狀和大小。1.破碎的原理：利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊

18、固體廢物裂成小塊、使小塊固體廢物顆粒裂成細(xì)粉。前者產(chǎn)品粒度在1-5mm以上，設(shè)備為破碎機(jī)；后者又稱為磨碎或細(xì)磨，產(chǎn)品粒度在1-5mm以下，設(shè)備為磨碎機(jī)。2.固體廢物破碎的目的（1）減小固體廢物的容積，以便運(yùn)輸和貯存；（2）為固體廢物的分選提供所要求的粒度，以便能夠有效地回收其中的有用成分；（3）防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設(shè)備或爐膛；（4）增加固體廢物的比表面積，提高焚燒、熱解、熔融等作業(yè)的效率；（5）為下一步加工做準(zhǔn)備，以便進(jìn)一步加工制備；（6）生活垃圾進(jìn)行填埋處置時(shí)，破碎后壓實(shí)密度高而均勻，可以加快覆土還原。（有利于固廢三化）二.固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度和破碎方法1.機(jī)械強(qiáng)度（

19、可碎性）固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力。通常用抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度來(lái)表示。其中：抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度大于250MPa者為堅(jiān)硬固體廢物，40-250MPa者為中硬固體廢物，小于40MPa者為軟固體廢物。2.破碎方法破碎方法有干式、濕式和半濕式三種，通常所指的破碎為干式破碎。破碎機(jī)械能破碎非機(jī)械能破碎壓碎 磨碎劈碎 沖擊折斷 剪切低溫破碎：廢塑料及制品、廢橡膠及制品超聲波破碎：三.破碎中常用的一些概念1.破碎比：指在破碎過(guò)程中，原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值，表征廢物被破碎的程度。破碎比的計(jì)算方法有以下兩種：（1）用廢物破碎前的最大粒度Dmax與破

20、碎后最大粒度dmax的比值來(lái)確定破碎比i（其中最大粒度一般以95%的該物料能通過(guò)的方形篩孔尺寸來(lái)表示）maxmaxdDi 此破碎比稱為極限破碎比（2）用廢物破碎前的平均粒度（Dcp）與破碎后平均粒度（dcp）的比值來(lái)確定破碎比。dcpDcpi 此破碎比稱為真實(shí)破碎比一般破碎機(jī)的i在3-30之間，磨碎機(jī)破碎比可達(dá)40-400以上。2.總破碎比：若固體廢物要進(jìn)行分選（浮選、磁選等），要求的入選粒度很細(xì)。這不是任何單臺(tái)破碎機(jī)械能夠獨(dú)立完成的，而需要多臺(tái)破碎、磨碎機(jī)械經(jīng)過(guò)多次破碎或磨碎才能達(dá)到最終要求。固體廢物每經(jīng)過(guò)一次破碎機(jī)或磨碎機(jī)稱為一個(gè)破碎段，每個(gè)破碎段有一個(gè)破碎比?？偲扑楸鹊扔诟鞫纹扑楸鹊某朔e

21、，即：i=i1i2i3in3.破碎流程按破碎要求使物料依次通過(guò)一系列破碎、篩分和分級(jí)機(jī)械，構(gòu)成了破碎流程。P50破碎基本流程。4.過(guò)粉碎：在粉碎過(guò)程中產(chǎn)生小于規(guī)定粒度下限產(chǎn)品的現(xiàn)象稱為過(guò)粉碎。第二節(jié) 破碎機(jī)械破碎固體廢物常用的破碎機(jī)類型有顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、剪切式破碎機(jī)及輥式破碎機(jī)等。一.顎式破碎機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)和擺動(dòng)方式不同，顎式破碎機(jī)可分為簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)和復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。1.簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)（結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖）（1）結(jié)構(gòu)機(jī)架：穩(wěn)定作用；破碎齒板：固定顎和可動(dòng)顎板上所裝襯板，其作用有：一是防止固定顎和可動(dòng)顎受到磨損，二是襯板上的齒牙有助于破碎物料；心軸：使動(dòng)顎上端固定，只能

22、繞心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能上下左右移動(dòng)；可動(dòng)顎板：工作時(shí)，固定顎的齒峰與可動(dòng)顎板的齒谷相對(duì)；偏心軸：是顎式破碎機(jī)的主要構(gòu)件，偏心軸的旋轉(zhuǎn)引起可動(dòng)顎板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（2）工作原理皮帶輪帶動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心頂點(diǎn)牽動(dòng)牽動(dòng)連桿上下運(yùn)動(dòng)，也就牽動(dòng)前后推力板作舒張及收縮運(yùn)動(dòng)，從而使動(dòng)顎時(shí)而靠近固定顎，時(shí)而離開(kāi)固定顎。動(dòng)顎靠近固定顎時(shí)就對(duì)破碎腔內(nèi)的物料進(jìn)行壓碎、劈碎及折斷，動(dòng)顎離開(kāi)固定顎時(shí)，破碎后的物料靠自重從破碎腔內(nèi)落下。2.復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)與簡(jiǎn)擺型相比，復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是破碎比大，規(guī)格相同時(shí)復(fù)擺型比簡(jiǎn)擺型破碎能力高20-30%。（1）結(jié)構(gòu) （見(jiàn)下頁(yè)圖）與簡(jiǎn)擺型相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有心軸、垂直連桿和后肘板

23、。偏心軸：復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的主要構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)，從而使物料遭受壓碎；調(diào)節(jié)楔：排料口寬度的調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)可以改變破碎機(jī)的破碎比。（2）工作原理復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)的動(dòng)顎在偏心軸的帶動(dòng)下，上端作近似圓形的運(yùn)動(dòng)，下端運(yùn)動(dòng)近似橢圓形，其運(yùn)動(dòng)較簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)復(fù)雜。動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)使物料時(shí)而遭受壓碎，時(shí)而向下排送。3.顎式破碎機(jī)的應(yīng)用主要用于破碎強(qiáng)度韌性高、腐蝕性強(qiáng)的廢物。（吃硬不吃軟）4.顎式破碎機(jī)的參數(shù)選擇與計(jì)算（1）嚙角（如圖所示）破碎機(jī)的動(dòng)顎與固定顎之間的夾角，稱為嚙角。嚙角與排料口寬度的關(guān)系排料口寬度 嚙角 破碎比 生產(chǎn)能力 排料口寬度 嚙角 破碎比 生產(chǎn)能力 嚙角的計(jì)算嚙角的上限

24、應(yīng)能保證破碎時(shí)能夠咬住物料不被擠出。理論上嚙角的計(jì)算可通過(guò)顎板上物料的受力分析求出，如下圖所示：固定顎對(duì)物體的垂直作用力P1動(dòng)顎對(duì)物體的垂直作用力P2物體的重量 G摩擦力 fP1，fP2對(duì)x軸 P1=P2cos+fP2sin y軸 P2sin=fP1+fP2cos 212fftg摩擦系數(shù)f和摩擦角0的關(guān)系是： f=tg0故02012tgtgtgtg=tg20 =20即當(dāng)嚙角等于摩擦角0的兩倍時(shí)，上述平衡關(guān)系可保持。因而最大允許嚙角應(yīng)小于兩倍摩擦角。通常情況下，物料與顎板之間的摩擦系數(shù)f=0.2-0.3，相當(dāng)于摩擦角0=12。因此，顎式破碎機(jī)的嚙角通常取18-24。（2）偏心軸的轉(zhuǎn)速（r/min

25、)偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動(dòng)顎往復(fù)擺動(dòng)一次，其中半圈為工作行程，半圈為空行程。轉(zhuǎn)速太快或太慢均不利于破碎機(jī)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。對(duì)設(shè)備規(guī)格9001200mm的顎式破碎機(jī)，其轉(zhuǎn)速可用下式計(jì)算：Stgn500其中，嚙角，度；S動(dòng)顎在排料口處的水平行程。對(duì)設(shè)備規(guī)格9001200mm的顎式破碎機(jī)，其轉(zhuǎn)速可用下式計(jì)算：Stgn665其中，、S同上。（3）顎式破碎機(jī)的處理能力在工作中常用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算顎式破碎機(jī)的處理能力，即 Q=340KLe10-6其中，K是與物料粒度及機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)的系數(shù)。當(dāng)給料中粗粒含量高且處理的是難碎性物料時(shí)，K=1；處理難碎性物料但給料中粗粒含量少，或處理中硬物料但給料中粗粒含量多時(shí)，K=1.

26、25；處理易碎物料且給料中粗粒含量低時(shí)，K=1.5。L為破碎機(jī)破碎腔的長(zhǎng)度，cm；e為排料口寬度，cm；為物料的松散體積密度，t/m3。二.錘式破碎機(jī)1.簡(jiǎn)介：錘式破碎機(jī)是最普通的一種工業(yè)破碎設(shè)備?？煞譃閮深悾?jiǎn)无D(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)（只有一個(gè)轉(zhuǎn)子）和雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)，主要用于破碎中等硬度且腐蝕性弱的固體廢物。2.結(jié)構(gòu)：錘式破碎機(jī)主要有供料斗、主機(jī)架、轉(zhuǎn)子裝置、破碎板、篩板等組成。其中轉(zhuǎn)子裝置又包括圓盤和錘子。錘子：是錘式破碎機(jī)的最主要工作機(jī)件，通常用高錳鋼或其他合金鋼等制成。錘子以鉸鏈方式裝在圓盤上，在圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)錘子向外張開(kāi)，一旦遇到硬物，錘子向后退讓，起保險(xiǎn)作用。（3）工作原理固體廢物自上部給料口

27、給入機(jī)內(nèi)，立即受到高速旋轉(zhuǎn)的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨等作用而破碎，同時(shí)固體廢物從轉(zhuǎn)子上獲得能量后飛向堅(jiān)硬的破碎板，通過(guò)顆粒與破碎板之間的沖擊作用、顆粒與顆粒之間的摩擦作用等，使物料得到進(jìn)一步破碎。在轉(zhuǎn)子的下部設(shè)有篩板，破碎物料中小于篩孔尺寸的細(xì)粒通過(guò)篩板排出；大于篩孔尺寸的粗粒被阻留在篩板上并繼續(xù)受到錘子的打擊和研磨，最后通過(guò)篩板排出。（4）錘碎機(jī)的參數(shù)轉(zhuǎn)速圓盤的轉(zhuǎn)速通常在35-75m/s之間，轉(zhuǎn)速越大，破碎產(chǎn)品的粒度越小，但同時(shí)錘子的磨損也越大。處理能力計(jì)算錘碎機(jī)處理能力的經(jīng)驗(yàn)公式為： Q=kgL式中，Q為破碎機(jī)的處理能力，t/h； ，L為轉(zhuǎn)子的直徑和長(zhǎng)度； 為物料的松散體積密度，t/m

28、3； kg為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，主要取決于物料的物理性質(zhì)，當(dāng)破碎石灰石等中硬物料時(shí)，kg=30-45；破碎煤時(shí)，kg=130 -150。錘碎機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的選擇錘碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑通常為最大給料粒度的2-8倍，轉(zhuǎn)子直徑與長(zhǎng)度的比值一般為0.7-1.5。錘子重量的計(jì)算錘碎機(jī)錘子的重量是影響破碎機(jī)處理能力和功率消耗的主要因素。多數(shù)情況下，錘子的重量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： G=(1.5-2)Gm式中，G為每個(gè)錘子的重量，kg； Gm為最大塊物料的重量，kg。三.輥式破碎機(jī)輥式破碎機(jī)具有能耗低、產(chǎn)品過(guò)粉碎程度小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。輥式破碎機(jī)的規(guī)格用輥?zhàn)又睆捷佔(zhàn)娱L(zhǎng)度L來(lái)表示。1.輥式破碎機(jī)的分類（1）按輥?zhàn)訑?shù)目分為

29、單輥破碎機(jī)和雙輥破碎機(jī)兩類。（2）按滾面類別分為光面輥碎機(jī)和齒面輥碎機(jī)兩類。其中光面輥碎機(jī)：擠壓、研磨； 齒面輥碎機(jī)：劈碎。2.單輥破碎機(jī)（如圖所示）（1）結(jié)構(gòu)：主要由輥?zhàn)雍推扑榘鍢?gòu)成，對(duì)單輥破碎機(jī)來(lái)講，其輥?zhàn)佣际菐X的。（2）工作原理：固體廢物由上方給入破碎腔，大塊物料在破碎腔上部被長(zhǎng)齒劈碎，隨后繼續(xù)落在破碎腔下部進(jìn)一步被齒輥軋碎，破碎產(chǎn)品自下部排出。3.雙輥破碎機(jī)（如圖所示）（1）結(jié)構(gòu)：工作機(jī)構(gòu)是輥?zhàn)?、3，輥?zhàn)?支承在固定軸承上，輥?zhàn)?支承在活動(dòng)軸承上。活動(dòng)軸承的作用：當(dāng)硬質(zhì)雜物進(jìn)入破碎腔時(shí)，輥?zhàn)邮芰E增，迫使活動(dòng)軸承壓迫彈簧向右移動(dòng)，使排料口間隙增加，排除硬質(zhì)雜物，從而防止破碎機(jī)的機(jī)件

30、損壞，起保險(xiǎn)作用。（2）工作原理：固體廢物由上方給入兩齒輥中間，當(dāng)兩齒輥同步相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輥面上的齒牙降咬住物料并進(jìn)行劈碎，破碎后的產(chǎn)品隨齒輥轉(zhuǎn)動(dòng)從下部排出。第三節(jié) 磨碎機(jī)械磨碎是固體廢物破碎過(guò)程的繼續(xù)，磨碎作業(yè)以濕式為主。磨碎機(jī)類型主要有球磨機(jī)（介質(zhì)為鋼球）、棒磨機(jī)（介質(zhì)為鋼棒）及自磨機(jī)等。一.球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)（如圖所示）1.筒體：由厚鋼板焊接而成的圓柱體，筒體上開(kāi)有1-2個(gè)人孔，便于更換襯板和檢查。2.襯板：設(shè)于筒體內(nèi)部，為耐磨材料。作用：防止筒體磨損，兼有提升鋼球的作用。3.中空軸頸：有兩個(gè)作用，一是起支撐作用，二是起給料和排料的漏斗作用。4.鋼球：裝在筒體內(nèi)部，直徑為25-150mm，其裝入

31、量為筒體有效容積的25-50%。鋼球是球磨機(jī)的主要工作機(jī)件，正是由于鋼球?qū)ξ锪纤a(chǎn)生的沖擊和研磨作用，使物料得以粉碎。二.工作原理物料由左端的中空軸頸給入筒體，在電動(dòng)機(jī)的作用下，筒體緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。在摩擦力、離心力和襯板的共同作用下，鋼球和物料被襯板提升。當(dāng)提升到一定高度后，在鋼球和物料本身重力作用下，產(chǎn)生自由瀉落和拋落，從而對(duì)筒體底腳區(qū)的物料產(chǎn)生沖擊和研磨作用，使物料粉碎。在此過(guò)程中，物料逐漸向右方擴(kuò)散，最后從右方的中空軸頸溢流出去。三.鋼球的瀉落、拋落及離心狀態(tài)1.瀉落態(tài)：當(dāng)鋼球的裝載量（填充率）較高（40-50%）且磨機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，鋼球隨筒體升至大約與垂線成40-50角度后，介質(zhì)一層層往下滑落

32、，這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為瀉落態(tài)。鋼球在滑滾過(guò)程中對(duì)鋼球間隙里的物料主要產(chǎn)生研磨作用。2.拋落態(tài)：當(dāng)磨機(jī)轉(zhuǎn)速較高，鋼球隨筒體提升至一定高度后，將脫離筒體沿拋物線軌跡呈自由下落，稱為拋落態(tài)。拋落的鋼球?qū)μ幱谙虏课恢玫奈锪现饕a(chǎn)生沖擊作用。3.離心狀態(tài)：當(dāng)磨機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，離心力使介質(zhì)隨筒壁一起旋轉(zhuǎn)，即離心旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)對(duì)物料的粉碎作用也停止。因此，實(shí)踐中筒體轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在能使鋼球產(chǎn)生瀉落態(tài)和拋落態(tài)。以最外層介質(zhì)產(chǎn)生離心旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。四.如何求球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速如圖所示，令鋼球的質(zhì)量為m，筒體轉(zhuǎn)速、半徑、直徑、線速度分別為n、R、和v，為鋼球開(kāi)始拋射的點(diǎn)A與圓心連線OA同垂直軸的夾角。則C=Gc

33、osmv2/R=Gcos以G=mg和v=2Rn/60帶入上式并化簡(jiǎn)得：cos3 .42n當(dāng)=0時(shí)，則出現(xiàn)離心旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，鋼球停止拋射，有 3 .42Cn式中，nC為臨界轉(zhuǎn)速，即介質(zhì)產(chǎn)生離心旋轉(zhuǎn)時(shí)的磨機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。生產(chǎn)實(shí)踐中，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)低于臨界轉(zhuǎn)速。五.球磨機(jī)的工作參數(shù)1.轉(zhuǎn)速 n=nC式中，為轉(zhuǎn)速率。2.介質(zhì)填充率提高介質(zhì)填充率，在一定條件下可以提高球磨機(jī)的處理能力，但介質(zhì)填充率也不能太高。在生產(chǎn)實(shí)踐中，溢流型球磨機(jī)的介質(zhì)填充率取40%。第四節(jié) 低溫破碎一.低溫破碎的原理利用有些物質(zhì)低溫變脆的特點(diǎn)，在低溫下對(duì)固體廢物進(jìn)行破碎。例，幾種塑料的脆化點(diǎn)分別為：聚氯乙烯-5-20；聚乙烯-95

34、-135；聚丙烯0-20。二.致冷劑低溫破碎通常采用液氮作為致冷劑，液氮具有致冷溫度低、無(wú)毒、無(wú)爆炸等優(yōu)點(diǎn)，但制備液氮需大量能源。三.低溫破碎的應(yīng)用低溫破碎主要用于廢塑料及其制品、廢橡膠及其制品的破碎。四.低溫破碎的優(yōu)點(diǎn)1.破碎后的同一種物料尺寸大體一致，形狀好，便于分離利用；2.復(fù)合材料經(jīng)過(guò)低溫破碎后，分離性能好，資源的回收率和回收材質(zhì)的純度都比較高；（3）對(duì)于極難破碎的并且塑性極高的氟塑料廢物，采用低溫破碎能夠獲得碎塊和粉末。第四章 固體廢物的分選固體廢物分選的目的：將有用的成分分選出來(lái)加以利用，或?qū)⒂泻Τ煞址蛛x出來(lái)，防止損害處理、處置設(shè)備。固體廢物分選的定義：分選是根據(jù)固體物質(zhì)的粒度、密

35、度、磁性、電性、光電性、摩擦性、彈性及表面潤(rùn)濕性等的差異，采用相應(yīng)的手段將其分離的過(guò)程。分選是廢物處理的一種方法。人工揀選和機(jī)械分選第一節(jié) 篩分一.篩分概述1.篩分定義：依據(jù)固體廢物的粒度不同，利用一個(gè)或多個(gè)篩面將不同粒徑顆粒的混合廢物分成兩種或多種粒度級(jí)別的分選方法。2.篩分分類：根據(jù)操作條件，篩分分為干式篩分和濕式篩分；根據(jù)使用目的，篩分又分為預(yù)先篩分、檢查篩分等。3.篩分過(guò)程：篩分可分為兩個(gè)階段即物料分層和細(xì)粒透篩，物料分層是完成分離的條件，細(xì)粒透篩是分離的目的。這兩個(gè)過(guò)程皆需通過(guò)物料與篩面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成。4.易篩粒與難篩粒易篩粒：粒度小于篩孔尺寸3/4的顆粒易通過(guò)篩孔，稱為易篩粒。

36、粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒很難透過(guò)篩孔稱為難篩粒。（小于篩孔尺寸）二.篩分效率1.篩分效率定義：篩分效率是指實(shí)際得到的篩下產(chǎn)品質(zhì)量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細(xì)粒物料質(zhì)量之比。表達(dá)式：%10%100100422QQQQE式中，E為篩分效率，%； Q2為篩下產(chǎn)品質(zhì)量，kg； Q為入篩固體廢物質(zhì)量，kg； 為入篩固體廢物中小于篩孔的細(xì)粒固體廢物所占比重，%；上述定義式中的Q和Q2在實(shí)際篩分過(guò)程中的測(cè)定比較困難。 2.篩分效率計(jì)算式的推導(dǎo)篩分過(guò)程中， Q=Q1+Q2式中，Q1為篩上產(chǎn)品質(zhì)量。 Q=100Q2+Q1式中，為篩上產(chǎn)品中所含小于篩孔尺寸的細(xì)粒固體廢物所占比重，%。1002QQ將上式帶入

37、篩分效率定義式：%101004E因此，只要知道和，E即可求。和可通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出。3.實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于篩網(wǎng)破損而常有部分大于篩孔的粗粒進(jìn)入篩下產(chǎn)品，此時(shí)篩分效率公式為：%100)()(E上式的推導(dǎo)？三.影響篩分效率的因素1.篩分物料的性質(zhì)（1）粒度：易篩粒含量越多，篩分效率越高。（2）含水率（濕度）：一般廢物含水率小于10%時(shí)，篩分效率隨含水率增高而降低；當(dāng)含水率大于10%時(shí)，篩分效率隨含水率增高而增大。（3）含泥量：含泥量高而水分少不利于篩分。（4）廢物顆粒形狀：一般篩子篩孔形狀多為圓形或方形，此時(shí)球形、立方形及多邊形顆粒篩分效率高。2.篩分設(shè)備性能的影響（1）篩面類型及篩孔：編織篩網(wǎng)沖孔篩

38、棒條篩。一般，同樣尺寸的篩孔相比，方形篩孔比圓形篩孔的篩分效率高，因此多采用方形篩孔。（2）篩子的運(yùn)動(dòng)方式：振動(dòng)篩搖動(dòng)篩圓筒篩固定篩。（運(yùn)動(dòng)固定）（3）篩子的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度：運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度太小，則篩面上的物料不易松散分層，篩分效率不高；而運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度太大，廢物很快通過(guò)篩面排出，廢物得不到充分篩分，篩分效率也不高。（4）篩面尺寸：通常篩面長(zhǎng)與寬之比為2.5-3。（5）篩面傾角：一般選15-25為宜，傾角過(guò)小不利于篩上物的排出；傾角過(guò)大，廢物排出速度過(guò)快，篩分時(shí)間短，篩分效率低。3.篩分操作條件的影響充分利用篩面，及時(shí)清理和維修篩面是保證篩分效率的重要條件。四.篩分設(shè)備類型及應(yīng)用用于固體廢物處理的常用篩分設(shè)備類型

39、主要有固定篩、滾筒篩和振動(dòng)篩。工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，配重輪上的重塊產(chǎn)生離心慣性力，其水平分力使彈簧作橫向變形，由于彈簧橫向剛度大，所以水平分力被橫向剛度所吸收。而垂直分力則垂直于篩面通過(guò)篩箱作用于彈簧，強(qiáng)迫彈簧作拉伸及壓縮的運(yùn)動(dòng)。因此，篩箱的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓或近似于圓。由于該種篩子的激振力是離心慣性力，故稱為慣性振動(dòng)篩。工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)裝在下機(jī)體上的偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸上的偏心使連桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連桿通過(guò)其端部的彈簧將作用力傳給篩箱，與此同時(shí)下機(jī)體也受到相反的作用力，使篩箱和下機(jī)體沿著傾斜方向振動(dòng)，但它們的運(yùn)動(dòng)方向相反，所以達(dá)到動(dòng)力平衡。當(dāng)彈簧系統(tǒng)的自振頻率與傳動(dòng)裝置的強(qiáng)迫振

40、動(dòng)頻率相同時(shí)，使篩子在共振狀態(tài)下篩分。工作原理：滾筒篩在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，以一定的轉(zhuǎn)速緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。圓柱形篩筒的軸線傾斜3-5安裝。篩分時(shí)，廢物由稍高一端給入，隨即被旋轉(zhuǎn)的筒體帶起，當(dāng)達(dá)到一定高度后因重力作用自行落下，如此不斷地起落運(yùn)動(dòng)，使小于篩孔尺寸的細(xì)粒透篩，而篩上產(chǎn)品則逐漸移至篩筒的另一端排出。滾筒篩顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)第二節(jié) 浮選一.浮選的基礎(chǔ)知識(shí)1.潤(rùn)濕現(xiàn)象在光滑潔凈的石英表面上，放一滴水，水滴很快在石英表面擴(kuò)展開(kāi)，也就是說(shuō)石英能被水所潤(rùn)濕，是親水的。將一滴水放在石蠟表面上，水滴不擴(kuò)展而仍成球形，這說(shuō)明石蠟不易被水所潤(rùn)濕，是疏水的。這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于水分子結(jié)構(gòu)的偶極現(xiàn)象及礦物晶格構(gòu)造不同所

41、引起的。2.天然可浮性表面潤(rùn)濕性強(qiáng)的顆粒不能與氣泡粘浮在一起上浮，其天然可浮性差；表面潤(rùn)濕性差的顆粒天然可浮性好。3.接觸角（潤(rùn)濕角）（如圖所示）（1）定義：以三相潤(rùn)濕周邊上的A點(diǎn)為頂點(diǎn)，以固水交界線為一邊，以氣水交界線為另一邊，經(jīng)過(guò)水相的夾角稱為接觸角。（2）接觸角的表示方法如圖所示，氣泡附著在固體顆粒表面后，向四周擴(kuò)散，潤(rùn)濕周邊逐漸擴(kuò)大，這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行到三相界面表面張力水氣、固水及氣固達(dá)到平衡時(shí)為止。此時(shí)所形成的接觸角又稱為平衡接觸角。此時(shí)， 固氣=固水+水氣cos因此，水氣固水固氣cos此即為接觸角的表達(dá)式。（3）接觸角是反映固體顆粒表面親水性與疏水性強(qiáng)弱的物理量。接觸角越大，表示固體

42、顆粒表面的親水性越弱，顆粒在氣泡表面的附著也越穩(wěn)固，因而也越易浮選；反之，接觸角越小，表示固體顆粒表面的親水性越強(qiáng)，顆粒越難于浮選。二.浮選原理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，這樣就形成了三相體系。疏水性的物質(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；親水性的顆粒則仍留在料漿內(nèi)。這樣即可通過(guò)浮選法將表面性質(zhì)不同的物質(zhì)分開(kāi)。三.浮選藥劑有些固體廢物表面的親水性或疏水性不是很明顯，可以通過(guò)浮選藥劑的作用而加強(qiáng)。1.捕收劑（1）作用：捕收劑能選擇性地吸附在欲選的物質(zhì)顆粒表面上，使其疏水性增強(qiáng)，提高可浮性，并牢固地吸附在氣泡上而上浮。（

43、2）常用捕收劑的分類異極性捕收劑：如黃藥（R-OCSSNa）、脂肪酸（R-COOH）等。異極性捕收劑的分子由極性基和非極性基兩部分組成。極性基中不是所有的原子價(jià)都飽和，有剩余親和力，能夠與物質(zhì)顆粒發(fā)生作用而吸附在其表面；而非極性基中，全部原子價(jià)均飽和，不易被水所潤(rùn)濕，起疏水作用。非極性油類捕收劑主要包括脂肪烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴三類，化學(xué)通式為R-H，例如煤油、變壓器油等。作用機(jī)理：烴類油分子是非極性的，具有很強(qiáng)的疏水性，與物質(zhì)顆粒碰撞時(shí)，便粘浮于疏水性顆粒表面上，從而大大增加顆粒表面的疏水性，使其可浮性提高。2.起泡劑：起泡劑一般是異極性的表面活性物質(zhì)，其作用是使水、氣界面張力降低，形成小氣泡

44、，防止氣泡兼并，增大分選界面，提高分選效率。同時(shí)，起泡劑還可以提高氣泡與顆粒在粘浮和上浮過(guò)程中的穩(wěn)定性，以保證氣泡上浮形成泡沫層。常用的起泡劑有松油、二號(hào)油等。松油分子式如下圖：3.調(diào)整劑調(diào)整料漿的性質(zhì)及其他藥劑與物質(zhì)顆粒表面之間的作用。四.浮選的應(yīng)用浮選是固體廢物資源化的一種重要的技術(shù)，已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。第三節(jié) 重力分選一.概述1.重選定義重力分選也稱重選，是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異，在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中受到重力、介質(zhì)動(dòng)力和機(jī)械力的作用，使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過(guò)程。2.重選的分類根據(jù)分選介質(zhì)的不同和

45、作用機(jī)理的差異，重力分選可分為以下幾類：重力分選重介質(zhì)分選：介質(zhì)為重介質(zhì)，一般由硅鐵或磁鐵礦+水構(gòu)成；跳汰分選：一般介質(zhì)為水；風(fēng)力分選：介質(zhì)為空氣；搖床分選：介質(zhì)為水；溜槽分選：一般介質(zhì)為水。3.重選技術(shù)的發(fā)展隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，重選技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)廣泛用于固體廢物處理、水處理等實(shí)際工程中。4.各種重選過(guò)程的共同特點(diǎn)重選的共同特點(diǎn)存在密度差異在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中進(jìn)行在各力綜合作用下松散分層在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)流的推動(dòng)下遷移二.重介質(zhì)分選1.重介質(zhì)的概念通常將密度大于水的介質(zhì)稱為重介質(zhì)，主要包括重液和重懸浮液兩大類。重液是均質(zhì)液體，主要包括兩大類：無(wú)機(jī)鹽類水溶液：如杜列液，KI+HgI2水溶液，密度3.17-3.2有機(jī)

46、液體：如CHBr3,C2H2Br4等，密度2.9-3.0但固體廢物分選中多使用重懸浮液。重懸浮液是由高密度的固體顆粒和水構(gòu)成的固液兩相分散體系，它是密度高于水的非均勻介質(zhì)。其中的固體顆粒一般稱為懸浮質(zhì)，又稱為加重質(zhì)，如硅鐵、重晶石、磁鐵礦、方鉛礦、剛玉等。2.對(duì)重介質(zhì)性能的要求重介質(zhì)應(yīng)具有密度高、粘度低、化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、易回收再生等特性。3.重介質(zhì)分選定義及原理定義：在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開(kāi)的方法稱為重介質(zhì)分選。原理：在重介質(zhì)分選時(shí)，重介質(zhì)密度（C)介于固體廢物中輕物料密度（L）和重物料密度（W）之間，即 L CW凡是顆粒密度大于重介質(zhì)密度的物料都下沉，集中于分選

47、設(shè)備的底部成為重產(chǎn)物；顆粒密度小于重介質(zhì)密度的輕物料都上浮，集中于分選設(shè)備的上部成為輕產(chǎn)物，分別排出，從而達(dá)到分選的目的。4.影響重介質(zhì)分選的因素固體廢物在重介質(zhì)中的分離主要取決于顆粒的密度，而受顆粒粒度和形狀的影響不大，因此它的分選精度很高。關(guān)于重介質(zhì)分選的粒度下限：當(dāng)入選物料粒度過(guò)小時(shí)，其沉降速度很小，致使分離過(guò)程太慢，造成處理量太小或分選效率降低。為了提高分選效率，其粒度下限要控制在2-3mm。5.重介質(zhì)分選設(shè)備鼓形重介質(zhì)分選機(jī)（1）結(jié)構(gòu)（如下頁(yè)圖所示）圓筒形轉(zhuǎn)鼓：分選的主要機(jī)件，水平安裝；揚(yáng)板：設(shè)置于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，其主要作用是將分層后的重物料提升至溜槽內(nèi)；溜槽：用于接收重產(chǎn)物，并將其排出（

48、固定不動(dòng)）；大齒輪：由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而使圓筒形轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）工作原理固體廢物和重介質(zhì)一起由圓筒一端給入，在向另一端流動(dòng)過(guò)程中，密度大于重介質(zhì)的顆粒沉于槽底，由揚(yáng)板提升落入溜槽內(nèi)，排出槽外成為重產(chǎn)物；密度小于重介質(zhì)的顆粒隨重介質(zhì)流從圓筒溢流口排出成為輕產(chǎn)物。（3）介質(zhì)回收由于一般的重介質(zhì)分選過(guò)程中，物料粒度與重介質(zhì)粒度有一定的差別，故無(wú)論是重產(chǎn)物還是輕產(chǎn)物都可用篩分的方法來(lái)回收介質(zhì)。三.風(fēng)力分選1.概述（1）定義：風(fēng)力分選簡(jiǎn)稱風(fēng)選，又稱氣流分選，是以空氣為分選介質(zhì)，在氣流的作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度進(jìn)行分選的方法。（2）分類：根據(jù)風(fēng)向可將風(fēng)力分選分為豎向氣流分選和水平氣流分選。（3

49、）風(fēng)選的應(yīng)用情況：目前利用風(fēng)選原理處理城市垃圾在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但由于決定風(fēng)選質(zhì)量的因素很多，除密度外，顆粒的大小、形狀的差異也非常重要，而城市垃圾大多不具備這些差異，以致在風(fēng)選時(shí)往往不易達(dá)到理想的分選目的。因此，各國(guó)都把風(fēng)選作為城市垃圾的粗分手段，把密度相差較大的有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分分開(kāi)。2.風(fēng)力分選的原理自由沉降即單個(gè)物體在無(wú)限介質(zhì)中的沉降，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只受重力和阻力的支配。一般風(fēng)選過(guò)程中應(yīng)用的風(fēng)壓不超過(guò)1MPa，故在風(fēng)選過(guò)程中可以忽略空氣的壓縮性，將其視為具有液體性質(zhì)的介質(zhì)，即顆粒在水中的沉降規(guī)律也同樣適用于在空氣中的沉降。（1）顆粒在空氣中沉降末速的推導(dǎo)顆粒在空氣中沉降時(shí)，隨著沉降

50、速度的增加，介質(zhì)作用于顆粒的阻力也會(huì)不斷增加。最后，當(dāng)介質(zhì)阻力增加到和顆粒的重力相等時(shí)，沉降的加速度就減少到零，此時(shí)顆粒就會(huì)以等速度沉降，這個(gè)速度稱為沉降末速度。沉降時(shí)的受力分析：所受重力（設(shè)固體顆粒為球形）：gdmgGS)(63式中，d為固體顆粒直徑；S為顆粒的密度；為空氣的密度。介質(zhì)阻力：其是指顆粒對(duì)介質(zhì)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用于顆粒上，并與顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反的力。22vdR 式中，R為介質(zhì)阻力；為阻力系數(shù)；v為沉降速度。根據(jù)沉降末速的定義，當(dāng)G=R時(shí)，顆粒的沉降速度即為沉降末速，即：223)(6vdgdS由于相對(duì)S很小，故上式又可表示為：gdvvdgdSS66223因此，在自由沉降過(guò)程中，球

51、形顆粒的沉降末速為：gdvS6（2）顆粒的自由沉降等降比由顆粒的沉降末速公式可知：顆粒密度越大，沉降末速越大；顆粒直徑越大，沉降末速也越大。故有可能出現(xiàn)密度、粒度互不相同的顆粒有相同的沉降末速，稱為等降顆粒。等降比的概念在等降顆粒中，密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度之比稱為等降比，以e0表示：等降比的其他表示方法設(shè)密度小的顆粒直徑為dr1，密度為S1,沉降過(guò)程中的阻力系數(shù)為1；密度大的顆粒直徑為dr2，密度為S2,沉降過(guò)程中的阻力系數(shù)為2。則以上兩種顆粒的沉降末速分別為：1210rrdde 式中，dr1為密度小的顆粒粒度；dr2為密度大的顆粒粒度。gdvSr111016gdvSr222026

52、若v01=v02，則gdgdSrSr222111661221210SSrrdde（3）風(fēng)力分選原理分析風(fēng)選時(shí)，沉降末速大于某一沉降末速的顆粒為一種產(chǎn)品，小于某一沉降末速的顆粒為另一種產(chǎn)品。也就是說(shuō)沉降末速是進(jìn)行分選的唯一標(biāo)準(zhǔn)。由于不同密度、粒度的顆?？梢跃哂邢嗤某两的┧伲梢猿蔀橥环N產(chǎn)品，因此，分選后的重產(chǎn)品雜質(zhì)多。因此，為了提高分選效率，在風(fēng)選前需要將廢物進(jìn)行窄分級(jí)，或經(jīng)破碎使粒度均勻后，使其按密度差異進(jìn)行分選。四.搖床分選搖床分選是細(xì)粒固體物料分選應(yīng)用最為廣泛的方法之一。1.搖床結(jié)構(gòu)（如圖所示）梯形床面：是產(chǎn)生分選的重要部件，其是傾斜的，橫向傾角為1.5-5，該角度是由機(jī)架上的調(diào)坡裝置

53、進(jìn)行調(diào)節(jié)。床面在傳動(dòng)裝置的作用下進(jìn)行往復(fù)不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)，即負(fù)加速度大于正加速度。給水槽：給入沖洗水，使固體物料產(chǎn)生橫向移動(dòng)。床條：床條高度由傳動(dòng)端向?qū)?cè)逐漸降低。床條的作用有兩個(gè)，一是使橫向水流產(chǎn)生渦流，造成水流的脈動(dòng)，使物料松散并按沉降速度分層，稱為析離分層；二是所引起的渦流能清洗出混雜在大密度顆粒層內(nèi)的小密度顆粒，改善分選效果。2.搖床分選過(guò)程當(dāng)固體廢物通過(guò)給料槽給入床面時(shí)，顆粒群在重力、搖床產(chǎn)生的慣性力及水流沖力等的作用下產(chǎn)生松散分層和運(yùn)動(dòng)，且不同密度的顆粒沿床面縱向運(yùn)動(dòng)和橫向運(yùn)動(dòng)的速度不同。大密度顆粒具有較大的縱向移動(dòng)速度和較小的橫向移動(dòng)速度，其合速度方向趨向于重產(chǎn)物端；而小密度顆粒具有較

54、大的橫向移動(dòng)速度和較小的縱向移動(dòng)速度，其合速度方向趨向于輕產(chǎn)物端。于是使不同密度顆粒在床面上呈扇形分布，從而達(dá)到分選的目的。3.搖床分選的應(yīng)用搖床分選用于分選細(xì)粒和微粒物料。在固體廢物處理中主要用于從煤矸石中回收硫鐵礦，是一種分選精度很高的單元操作。五.磁力分選磁選的應(yīng)用已有100多年的歷史，在許多工業(yè)部門特別是礦業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。因此，現(xiàn)有的磁選技術(shù)及設(shè)備已發(fā)展到較為完善的階段。1.固體廢物的分類（根據(jù)固體廢物的磁性）根據(jù)比磁化系數(shù)x0的大小，可以將固體廢物分為四類：強(qiáng)磁性物質(zhì)：x0300010-6cm3/g；中強(qiáng)磁性物質(zhì)：x0=（500-3000）10-6cm3/g；弱磁性物質(zhì)：x0=（

55、15-500）10-6cm3/g；非磁性物質(zhì)： x0510-6cm3/g。2.磁選原理將固體廢物輸入磁選機(jī)后，磁性顆粒在不均勻磁場(chǎng)的作用下被磁化，從而受磁場(chǎng)吸引力的作用。此外磁性顆粒和非磁性顆粒都受重力、摩擦力等機(jī)械力的作用。磁性顆粒所受磁力大于機(jī)械力的合力，被吸附在圓筒上，并隨圓筒進(jìn)入排料端排出；非磁性顆粒所受磁力很小，仍留在廢物中而被排出。磁分離需滿足的條件： F1F機(jī)1且F2F機(jī)2其中，F(xiàn)1和F2分別為磁性顆粒和非磁性顆粒所受磁力；F機(jī)1和F機(jī)2分別為磁性顆粒和非磁性顆粒所受機(jī)械力合力。3.顆粒在磁場(chǎng)中所受磁力。）磁場(chǎng)梯度，（）磁場(chǎng)強(qiáng)度，（顆粒密度，顆粒體積，顆粒的比磁化系數(shù)，25003

56、3305000/4/10;/4/1000;/;/N/g;比磁力，10mAdxdHmAHcmgcmVcmgFdxdHHVFmm由上式所得結(jié)論:（1）磁選的磁場(chǎng)必須是非均勻磁場(chǎng)；（2）強(qiáng)磁性物質(zhì)采用弱磁場(chǎng)磁選機(jī)即可分離；而弱磁性物質(zhì)必須采用強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)。六.電力分選電力分選簡(jiǎn)稱電選，是利用固體廢物中各組分在高壓電場(chǎng)中的電性差異進(jìn)行分選的一種方法。電選是干式作業(yè)，不產(chǎn)生廢水所致的環(huán)境污染問(wèn)題。1.物質(zhì)根據(jù)其導(dǎo)電性的分類分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體。2.導(dǎo)體和非導(dǎo)體在電暈電場(chǎng)中的荷電情況處于電暈電場(chǎng)中的固體廢物顆粒不論導(dǎo)體和非導(dǎo)體都能獲得負(fù)電荷，但導(dǎo)體和非導(dǎo)體又有不同之處。導(dǎo)體：介電常數(shù)大，獲得的電荷比非

57、導(dǎo)體顆粒多，且電荷能在導(dǎo)體表面自由移動(dòng)。當(dāng)與接地極接觸后，所吸附的電荷在極短的時(shí)間內(nèi)即經(jīng)接地極傳走，表面不再留有電荷。非導(dǎo)體：獲得的電荷少，且吸附于其表面的電荷不能自由移動(dòng)。當(dāng)與接地極接觸時(shí)，表面吸附的電荷不能傳走或要經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間才能傳走一部分。電選正是利用導(dǎo)體和非導(dǎo)體以上的區(qū)別進(jìn)行分選固體廢物的。3.電力分選的基本原理目前大多數(shù)電選機(jī)應(yīng)用的是電暈-靜電復(fù)合電場(chǎng)。廢物由給料斗均勻地給入輥筒上，隨輥筒的旋轉(zhuǎn)，廢物顆粒進(jìn)入電暈電場(chǎng)區(qū)。由導(dǎo)體和非導(dǎo)體的荷電特性可知，導(dǎo)體和非導(dǎo)體顆粒都獲得負(fù)電荷。導(dǎo)體顆粒會(huì)把電荷傳給輥筒，且放電速度很快，當(dāng)進(jìn)入靜電場(chǎng)區(qū)時(shí)，導(dǎo)體顆粒的剩余電荷少，甚至?xí)Р糠终姾啥惠佂?/p>

58、排斥，在各種力的作用下在輥筒前方落下。而非導(dǎo)體顆粒因放電速度慢，致使剩余電荷多，將被吸附在輥筒上，帶到輥筒后方，被毛刷強(qiáng)制刷下。（如下頁(yè)圖所示）第五章 污泥的濃縮與脫水第一節(jié) 概述一.污泥的定義與種類1.定義：污泥是指在給水和廢水處理中，采用了各種分離方法以去掉溶解的、懸浮的或膠體的固體物質(zhì)，從這些不同方法中產(chǎn)生的沉渣統(tǒng)稱為污泥。2.污泥的分類根據(jù)其來(lái)源，通?？煞譃樯钗鬯勰?、工業(yè)廢水污泥和給水污泥三類。3.污泥的性質(zhì)污泥的性質(zhì)是選擇污泥處理、處置技術(shù)的重要基礎(chǔ)資料。污泥性質(zhì)取決于污水水質(zhì)、處理工藝等多種因素。城市污水處理廠的污泥具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）有機(jī)物含量低。（2）有機(jī)物中碳水化合物

59、含量高。（3）C/N較為適宜。（4）pH值和酸堿度基本正常。（5）重金屬超標(biāo)。二.污泥中的水分及其分離方法污泥的一個(gè)重要特征是含水率高，除了可以通過(guò)沉淀分離的自由水外，按水分在污泥中的存在形式可分為間隙水、毛細(xì)管結(jié)合水、表面吸附水和內(nèi)部水。1.間隙水存在于污泥顆粒的間隙中，約占污泥水分的70%左右，去除方法：濃縮。2.毛細(xì)管結(jié)合水存在于污泥顆粒間形成的小的毛細(xì)管中，約占污泥水分的20%左右。去除方法：離心過(guò)濾脫水。3.表面吸附水吸附在污泥顆粒表面，約占污泥水分的7%左右。去除方法：加熱。4.內(nèi)部水存在于污泥顆粒內(nèi)部或微生物細(xì)胞內(nèi)，約占污泥水分的3%左右。去除方法：高溫加熱或冷凍等。這四種水與污

60、泥顆粒結(jié)合的強(qiáng)度由大到小的順序?yàn)椋簝?nèi)部水表面吸附水毛細(xì)管結(jié)合水間隙水第二節(jié) 污泥濃縮污泥的含水率一般為96-99.8%，體積很大，因而對(duì)污泥處理利用及輸送都造成困難，必須先進(jìn)行濃縮。污泥濃縮的對(duì)象是間隙水。經(jīng)過(guò)濃縮后，體積可大大減小。污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法三種。一.重力濃縮法重力濃縮法是使用最廣泛和最簡(jiǎn)便的一種污泥濃縮方法。其是依據(jù)固體顆粒與溶液存在的密度差，利用自然的重力沉降作用，分離出污泥中的間隙水。重力濃縮法的構(gòu)筑物稱為濃縮池，共有兩種類型，即間歇式濃縮池和連續(xù)式濃縮池。二.氣浮濃縮法原理：氣浮濃縮與重力濃縮相反，其是通過(guò)壓力溶氣罐向污泥混合液中溶入過(guò)量空