環(huán)境工程概論第四章固廢課件

1、環(huán)境工程概論第四章固廢2022/7/28環(huán)境工程概論第四章固廢 一、固體廢物的概念和特點定義：是指人類在生產、加工、流通、消費以及生活等過程中利用完其使用價值后丟棄的固體狀或泥漿狀的物質。4.1 概述 特點：（1）污染的特殊性 通過水、氣和土壤對環(huán)境造成影響。既是大氣、水體、土壤污染的“終態(tài)”，又是這些環(huán)境污染的“源頭”。 （2）資源性 某一過程中排出的廢物往往成為另一過程的原料，或暫時無法加以利用?！胺旁阱e誤地點的原料”、“二次資源”、“再生資源” 環(huán)境工程概論第四章固廢 二、固體廢物的來源與分類1. 來源主要來源于人類的生產和消費活動。城市生活垃圾、工農業(yè)生產中產生的固體廢棄物主要包括：廢

2、紙、廢塑料、廢舊電池、建筑垃圾、廢舊家用電器等主要來源：城市居民家庭、商業(yè)、餐飲業(yè)、旅游業(yè)、市政環(huán)衛(wèi)業(yè)、交通運輸業(yè)、街道打掃垃圾、建筑遺留垃圾、水處理污泥和其他零散垃圾等特點：具有無主性、分散性、難收集、成分復雜、有機物含量高等特點影響主要因素：居民的生活水平、質量和習慣、季節(jié)、氣候等（1）城市生活垃圾定義：又稱為城市固體廢物，指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物。2003年，全國生活垃圾清運量為14857萬噸，比上年增加8.8%;其中生活垃圾無害化處理量為7550萬噸,比上年增加2.0%,生活垃圾無害化處理率為50.8%。環(huán)境工程概論第四章固廢主要來源于工農業(yè)

3、各部門的生產環(huán)節(jié)和生產廢棄物行業(yè)分類： 冶金工業(yè)固體廢物、能源工業(yè)固體廢物、石油化學工業(yè)固體廢物、礦業(yè)固 體廢物、輕工業(yè)固體廢物和其他工業(yè)固體廢物，見表1l。（2）工農業(yè)生產中所產生的廢棄物2003年，全國工業(yè)固體廢物產生量為10.0億噸，比上年增加6.3%；工業(yè)固體廢物排放量為1941萬噸，比上年減少26.3%。工業(yè)固體廢物綜合利用量為5.6億噸，綜合利用率為55.8%，比上年增加3.8個百分點。危險廢物產生量1171萬噸，比上年增加17.1%。環(huán)境工程概論第四章固廢2. 分類按其化學性質可分為有機廢物和無機廢物；按其危害狀況可分為有害廢物和一般廢物；按其形態(tài)一般可分為固體的(顆粒狀、粉狀、

4、塊狀)和泥狀的(污泥)廢物；通常為便于管理，可按來源進行分類，可分為礦業(yè)固體廢物、工業(yè)固體廢物、城市垃圾、農業(yè)廢棄物和放射性廢物五類；工業(yè)固體廢物 礦業(yè)固體廢物 城市固體廢物 農業(yè)固體廢物 放射性固體廢物環(huán)境工程概論第四章固廢（1）工業(yè)固體廢物 工業(yè)固體廢物是指在工業(yè)生產、加工過程中產生的廢渣、粉塵、碎屑、污泥，以及在采礦過程中產生的廢石、尾礦等。 （2 危險固體廢物 是指列入國家廢物名錄或根據國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有有毒性、易燃性、腐蝕性、反應性、傳染疾病性、放射性等危險特性的廢物。（3） 城市垃圾 城市垃圾是指居民生活、商業(yè)活動、市政建設與維護、機關辦公等過程產生的固

5、體廢物。包括生活垃圾、城建渣土、商業(yè)固體廢物、糞便等。按中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法（1995年公布）又將固體廢物分為城市生活垃圾、工業(yè)固體廢物和危險廢物。我國固體廢物特點：排放量大，占地多。危害重，處置及利用較少。到2000年我國城市垃圾的產生量已達到1.5億噸。全國2/3的城市陷入垃圾包圍之中。“白色污染”環(huán)境工程概論第四章固廢表 固體廢物的分類、來源和主要組成物分類來源主要組成物礦業(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、機械、金屬結構等工業(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、黏結劑、廢木、塑料、橡膠、煙塵、各種廢舊建

6、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、化學藥劑、金屬填料、塑料等石油化工化學藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈、石棉、涂料等電器、儀器儀表等工業(yè)金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學藥劑、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、

7、糞便、雜品等商業(yè)、機關管道、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的各種廢物市政維護、管理部門碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥、臟土等農業(yè)廢物農林稻草、秸桿、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕、落葉、廢塑料、人畜糞便、農藥等水產腥臭死禽畜，腐爛魚、蝦、貝殼，水產加工污水、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單位含有易燃性、易爆性、腐蝕性、反應性、有毒性、傳染性的固體廢物環(huán)境工程概論第四章固廢 三、固體廢物對環(huán)境的危害 固體廢物污染環(huán)境

8、的途徑環(huán)境工程概論第四章固廢生活垃圾污染環(huán)境的途徑環(huán)境工程概論第四章固廢1. 侵占土地據估算，每堆積一萬噸，約需占地一畝。我國僅煤矸石一項存積量就達10億噸，侵占農田5萬畝，全國有堆肥廠30多個，無害化垃圾處理廠(場)29個。妨礙了城市環(huán)境衛(wèi)生，大面積的破壞了地球表面的植被，不僅破壞了自然環(huán)境的優(yōu)美景觀，更重要的是破壞了大自然的生態(tài)平衡。 環(huán)境工程概論第四章固廢 2. 污染土壤塑料垃圾殘留3.9克/畝玉米減產 11%13%小麥減產 9%16%大豆減產 5.5%9%蔬菜減產 14.4%54.9%植物體內積蓄，危害人體健康環(huán)境工程概論第四章固廢 3. 污染水體 殺死水中生物，污染人類飲用水水源，危

9、害人體健康； 固體廢物產生的滲濾液危害更大，它可進入土壤使地下水受污染，或直接流入河流、湖泊和海洋，造成水資源的水質型短缺。環(huán)境工程概論第四章固廢 4. 污染大氣一些有機固體廢物在適宜的溫度和濕度下可發(fā)生生物降解，釋放出沼氣，在一定程度上消耗其上層空間的氧氣，使植物衰?。挥卸居泻U物還可發(fā)生化學反應產生有毒氣體，擴散到大氣中危害人體健康。有害氣體如SO2，NH3，CH4和粉塵等環(huán)境工程概論第四章固廢4.2 固體廢物的管理原則 減量化 資源化 無害化環(huán)境工程概論第四章固廢固體廢物管理的模式：對產生一收集一運輸一綜合利用一處理一貯存一處置實行全過程管理減少廢棄物的產生量物資回收能源回收安全填埋環(huán)境

10、工程概論第四章固廢我國治理固體廢物的總方針：以減量化、資源化為中心，大力開展綜合利用，妥善處置、處理固體廢物，盡快改變生活垃圾圍城的狀況。環(huán)境工程概論第四章固廢減量化（minimization）是指通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數量和容積。（1）控制廢物的排放量采用先進的生產工藝，實施清潔生產。提高原材料的利用率和產品質量。（2）對固體廢物進行處理利用將城市垃圾采用焚燒處理后，體積可減少8090% 。 環(huán)境工程概論第四章固廢資源化（resource recovery）是指采取適當的工藝技術，從固體廢物中回收有用的物質和能源?！皬U棄物又稱為放錯地點的原料” “二次資源”回收：鋼鐵、有色金屬、

11、廢紙、橡膠、化纖、碎玻璃等利用：生產建筑材料、提取有用金屬、制備化工產品、用作工業(yè)原料、生產農業(yè)化肥、回收熱能等 環(huán)境工程概論第四章固廢（1）粉煤灰主要成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO2 20% 20% 10% 50% 粉煤灰生產建筑材料 粉煤灰在農業(yè)上的應用 1.粉煤灰用于改良土壤 2.粉煤灰肥料 （1）直接做土壤肥料 （2）粉煤灰復合肥 （3）磁化粉煤灰肥料 環(huán)境工程概論第四章固廢（2）廢塑料 轉化為汽油環(huán)境工程概論第四章固廢無害化（innocuity）：是指將固體廢物通過工程處理，達到不損害人體健康、不污染周圍自然環(huán)境的目的。對無法利用或現有技術尚不能處理的廢物必需進行無害

12、化處理。垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥，糞便的厭氧發(fā)酵，有害廢物的熱處理、解毒處理。環(huán)境工程概論第四章固廢工業(yè)廢物安全填埋場環(huán)境工程概論第四章固廢一、預處理技術（1）壓實（2）破碎（3）分選二、資源化處理技術（1）焚燒技術（2） 熱解技術（3） 生物處理技術三、最終處置（1）海洋處置（2）陸地處置4.3 固體廢物的處理技術環(huán)境工程概論第四章固廢環(huán)境工程概論第四章固廢一、 預處理技術 固體廢物預處理是指采用物理、化學或生物方法， 將固體廢物轉變成便于運輸、貯存、回收利用和處置的形態(tài)。分選、壓實、破碎、脫水和干燥環(huán)境工程概論第四章固廢a、壓實技術壓實是一種通過對廢物實行減容化，降低運輸成本、延長填埋場

13、壽命的預處理技術。是一種普遍采用的固體廢棄物預處理方法。如汽車、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用壓實處理。適于壓實減少體積處理的固體廢棄物還有垃圾、松散廢物、紙帶、紙箱及某些纖維制品等。對于那些可能使壓實設備損壞的廢棄物不宜采用壓實處理，某些可能引起操作問題的廢棄物，如焦油、污泥或液體物料，一般也不宜作壓實處理。環(huán)境工程概論第四章固廢環(huán)境工程概論第四章固廢環(huán)境工程概論第四章固廢環(huán)境工程概論第四章固廢b、破碎技術用外力克服固體廢物質點間的內聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程稱為破碎；使小塊固體廢物顆粒分裂成細粉的過程稱為磨碎。破碎目的：使固體廢物的容積減小，便于運輸和貯存。 為固體廢物的分選提供所

14、要求的入選粒度，以便有效地回收固體廢物中的某種成分。使固體廢物的比表面積增加，提高焚燒、熱分解、熔融等作業(yè)的穩(wěn)定性和熱效率。為固體廢物的下一步加工作準備，例如，煤矸石的制磚、制水泥等，都要求把煤石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便進一步加工制備使用。對破碎后的生活垃圾進行填埋處置時，壓實密度高而均勻，可以加快復土還原。 防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設備。環(huán)境工程概論第四章固廢目前廣泛應用的是機械能破碎，主要有壓碎、劈碎、折斷、磨碎和沖擊破碎等方法。選擇破碎方法時，需視固體廢物的機械強度，特別是廢物的硬度而定。對堅硬物采用擠 壓破碎和沖擊破碎十分有效；對脆性廢物則采用劈碎、沖擊破碎

15、為宜。 一般破碎機都是由兩種或兩種以上的破碎方法聯合作用對固體廢物進行破碎的，例如壓 碎和折斷、沖擊破碎和磨碎等。破碎固體廢物常用的破碎機類型有顎式破碎機、錘式破碎機、沖擊式破碎機、剪切式破 碎機、輥式破碎機和球磨機等。環(huán)境工程概論第四章固廢 機械破碎方法環(huán)境工程概論第四章固廢低溫破碎工藝流程圖濕式破碎機環(huán)境工程概論第四章固廢移動攪拌粉碎機環(huán)境工程概論第四章固廢C、分選技術固體廢物分選是實現固體廢物資源化、減量化的重要手段，在固體廢物處理、處置與回收利用之前必須進行分選， 將有用的成分分選出來加以利用，并將有害的成分分離出來 。 分選的基本原理是利用物料的某些性質方面的差異，將其分選開。例如利

16、用廢棄物中的磁性和非磁性差別進行分離；利用粒徑尺寸差別進行分離；利用比重差別進行分離等。分選包括手工撿選、篩選、重力分選、磁力分選、電力分選、浮選、光學分選等。環(huán)境工程概論第四章固廢篩分是利用篩子將粒度范圍較寬的顆粒群分成窄級別的作業(yè)。物料和篩面之間具有適當的相對運動，使篩面上的物料層處于松散狀態(tài)，即按顆料大小分層，形成粗粒位于上層，細粒位于下層的規(guī)則排 列，細粒到達篩面并透過篩孔。環(huán)境工程概論第四章固廢重力分選是在活動的或流動的介質中按顆粒的密度或粒度進行顆?；旌衔锏姆诌x過程。 重力分選的介質有：空氣、水、重液、重懸浮液等。 按作用原理分：氣流分選、慣性分選、重介質分選、搖床分選、淘汰分選等

17、。磁選是利用固體廢物中各種物質的磁性差異在不均勻磁場中進行分選的一種處理方法。 磁選過程是將固體廢物輸入磁選機后，磁性顆粒在不均勻磁場作用下被磁化，從而受磁場吸引力的作用被分離出動，而非磁性顆粒由于所受的磁場作用力很小，仍留在廢物中而被排出。環(huán)境工程概論第四章固廢浮選 （氣?。┦抢脧U水中的顆粒的疏水性，通過在氣浮池中向廢水中通入一定尺寸的氣泡，使廢水中的污染物吸附在氣泡上，隨氣泡的上浮，污染物也隨之浮到水面上而形成由氣泡、水和污染物形成的三相泡沫層，收集泡沫層即可把污染物與水分離。環(huán)境工程概論第四章固廢二、資源化處理技術（1）焚燒技術焚燒是高溫分解和深度氧化的過程，目的在于使可燃的固體廢物氧

18、化分解，借以減容、去毒并回收能量及副產品。是實現減量化、無害化、資源化的一種重要處理方法。優(yōu)點：回收熱能，降低體積（一般可減少8090%），徹底消除有害細菌和病毒，破壞有毒廢物。缺點：只能處理可燃物成分高的固體廢物，否則添加助燃劑，使運行費用提高；易造成二次污染。環(huán)境工程概論第四章固廢環(huán)境工程概論第四章固廢（2） 熱解技術固體廢物熱解是利用有機物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧條件下受熱（5001000）發(fā)生裂解，轉化為相對質量較小的組分的過程。熱解的結果產生3種相態(tài)的物質：固、液、氣。優(yōu)點：將廢物中的有機物轉化為便于貯存和運輸的有用燃料，且尾氣排放量和殘渣量較少 。低污染的處理與資源化技術。環(huán)境工

19、程概論第四章固廢（3） 微生物分解技術 利用微生物的分解作用處理固體廢物的技術。 主要有：堆肥化、沼氣化、廢纖維素糖化、生物浸出等目前應用最廣泛的是堆肥化。堆肥化是指依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌和真菌等微生物，人為地促進可生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質生化轉化的微生物學過程。好氧生物轉化沼氣化處理厭氧消化法基本原理同廢水厭氧生物處理。在厭氧條件下，利用多種厭氧菌的生物轉化作用使廢物中可生物降解的有機物分解為穩(wěn)定所謂無毒物質，同時產生甲烷為主的沼氣。環(huán)境工程概論第四章固廢（4）濕式氧化法（濕式燃燒法）適用于有水存在的有機物料。在適當的溫度和壓力條件下進行快速氧化，排放的尾氣中主要二氧化碳、氮

20、、過剩的氧氣和其他氣體，殘余液中包括殘留的金屬鹽類和未完全反應的有機物。優(yōu)點：可以不經過污泥脫水過程就能有效地處理污泥或高濃度的有機廢水；不產生粉塵和煤煙；去除毒物 較徹底；反應速度快等；缺點：設備費用和運轉費用較高。環(huán)境工程概論第四章固廢三、固體廢物的最終處置1、海洋處置（開始禁止和限制） 海洋傾倒、遠洋焚燒2、陸地處置土地耕作處置（含鹽量低、不含毒物、可生物降解的有機固體廢物）深井灌注處置（難于破壞、轉化、不能采用其他方法處理處置或采用其他方法費用昂貴的廢物）土地填埋處置（衛(wèi)生填埋一般固體廢物；安全填埋危險廢物）土地填埋是從傳統(tǒng)的堆放和填地處置發(fā)展起來的一項最終處置技術。工藝簡單、成本較低

21、、適于處置多種類型的廢物，填埋后的土地可重新用作停車處，游樂場、高爾夫球場等，目前已成為一種處置固體廢物的主要方法。 主要缺點：填埋場必須遠離居民區(qū)；回復的填埋場將因沉降而需不斷地維修；埋在地下的固體廢物，通過分解可能會產生易燃、易爆或毒性氣體，需加以控制和處理。環(huán)境工程概論第四章固廢衛(wèi)生土地填埋 適于處置一般固體廢物，操作簡單，施工方便、費用低廉，還可同時回收甲烷氣體作為能源使用。 可滲透性排氣系統(tǒng)不可滲透阻擋層排氣系統(tǒng)CH4、CO2環(huán)境工程概論第四章固廢安全土地填埋 主要用來處置危險廢物，它對防止填埋場地產生二次污染的要求更為嚴格。已成為危險廢物的主要處置方法。 滲透率小于10-8cm/s

22、環(huán)境工程概論第四章固廢1. 焚燒法通過焚燒可以使可燃性固體廢物氧化分解，達到減少容積、去除毒性，回收能量及副產品的目的。 如醫(yī)院的帶菌的固體廢物、石化工業(yè)生產中某些含毒性的中間副產物等。 2. 固化法是將水泥、塑料、水玻璃、瀝青等凝結劑同危險廢物加以混合進行固化，使得污泥中所含的有害物質封閉在固化體內不被浸出，從而達到穩(wěn)定化、無害化、減量化的目的。特別適用于含重金屬的廢物。 3. 化學法是一種利用危險廢物的化學性質有害物質轉化為無害的最終產物。通過中和、氧化還原以及沉淀等方式，將有害物質轉化為無害的最終產物。 4. 生物法通過生物降解來解除毒性的，解除毒性后的廢物可以被土壤和水體所接受?；钚晕?/p>

23、泥法、氣化池發(fā)、氧化塘法等。5、填埋法安全填埋是處置有害廢物的一種有效方法。4.4 危險固體廢物的處置環(huán)境工程概論第四章固廢 隨著工業(yè)化國家的城市化和居民生活消費水平的提高，城市垃圾的增長十分迅速。全球年產垃圾超過100億噸，其中美國達30億噸。我國1年垃圾產生量達1.42億噸。由于處置設施嚴重不足，目前已有2/3的城市陷入垃圾的包圍之中。 2. 垃圾組分的變化 不同國家以及同一國家地區(qū)不同，垃圾的組成比會發(fā)生了很大的變化。影響城市生活垃圾組成的主要因素有三個：一是城市經濟的發(fā)展水平；二是城市居民的生活習慣；三是城市的燃料結構等。經濟發(fā)達、生活水平較高的城市，有機物如廚余、紙張、塑料、橡膠的含

24、量均較高。 我國垃圾成分與工業(yè)發(fā)達國家的顯著差別是：無機物多，有機物少，可回收的廢品也少。 4.5 城市垃圾的主要處理技術一、概述1、垃圾的增長環(huán)境工程概論第四章固廢表幾個國家城市垃圾的組成 （%）成分英國法國荷蘭瑞士意大利美國有機物27222202512紙383425452050灰、渣11202020257金屬983539玻璃9810579塑料2.544355其它3.54172158平均含水253525353025每人每年平均量/Kg320270210250210820環(huán)境工程概論第四章固廢表我國部分城市垃圾組成 （%）環(huán)境工程概論第四章固廢 隨著我國城市規(guī)模的擴大和居民生活水平的提高，城市

25、垃圾總量以平均每年10%左右的速度增加；隨著城市煤氣化率的上升，廚余垃圾中的煤渣、灰土明顯減少，而易腐有機物的比例逐年增加；隨著消費水平的提高，生活用品和食品等包裝的快速發(fā)展，城市垃圾中的廢品類物質顯著增加。其中塑料類成分增長最快，主要是塑料包裝材料和廉價的一次性用品。隨著城市垃圾構成比例的變化，垃圾的發(fā)熱值也有了很大的提高，已達到中等發(fā)達國家的水平。 我國城市生活垃圾的變化特點 ：環(huán)境工程概論第四章固廢環(huán)境工程概論第四章固廢附 當前致力研究的八大技術突破 1、癌癥研究 2、腦功能研究 3、毫微技術 4、人工智能 5、超導技術 6、太陽能電池 7、城市垃圾處理 8、地球變暖對策環(huán)境工程概論第四章固廢1. 垃圾的壓縮處理對于一些密度小、占體積大的城市垃圾，經過加壓壓縮處理后可以減小體積和填埋。有些可成為高密度的惰性材料和建筑材料。2. 城市垃圾填埋城市垃圾填埋是廢物的一種最終處理方式，可根據不同的基礎條件，采用不同的填埋方式，滿足作業(yè)和消納的要求。3. 城市垃圾焚燒若缺乏垃圾填埋場時，可用焚燒法處理，達到無害化和減量化的目的。4. 城市垃圾堆肥垃圾堆肥處理的基本目的是，通過它自行升溫到5055，消滅病原體而使其無害化同時使其轉化為有機肥料(生堆肥)。二、城市垃圾的處理方法環(huán)境工程概論第四章固廢