環(huán)境工程基礎(chǔ)3(固體廢物污染與防治)

概述固體廢物污染的防治輻射技術(shù)在固體廢物處理中的應(yīng)用固體廢物污染與防治固體廢物的概念固體廢物的來源與分類固體廢物對環(huán)境的危害概述定義《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》（2014年修訂）中關(guān)于固體廢物的定義：指生產(chǎn)、生活和其他活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價值或雖未喪失利用價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)。特點資源性污染的“特殊性”嚴(yán)重的危害性。固體廢物的概念來源固體廢物主要來源于人類的生產(chǎn)和消費活動。分類固體廢物分類的方法有多種。固體廢物的來源與分類有機廢物無機廢物按組成危險廢物按污染特性一般廢物固態(tài)廢物半固態(tài)和液態(tài)（氣態(tài)）廢物按形態(tài)固體廢物按其來源可分為礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)廢物和放射性廢物等。固體廢物的來源與分類《固體廢物污染環(huán)境防治法》分為：城市生活垃圾、工業(yè)固體廢物和危險廢物。生活垃圾，是指在日常生活中或日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物以法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃圾的固體廢物。一般工業(yè)固體廢物，是指在工業(yè)生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢物。危險廢物指列入《國家危險廢物名錄》或根據(jù)GB5086認(rèn)定的具有危險性的固體廢物。固體廢物的來源與分類固體廢物的來源與分類居民日常生活用品中的典型危險廢物固體廢物對環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：侵占土地，破壞地貌與植被。污染土壤。污染水體。污染大氣。危害人群健康。固體廢物對環(huán)境的危害固體廢物污染的防治原則固體廢物處理方法城鎮(zhèn)垃圾的處置與利用工、礦業(yè)固體廢物的利用與處置危險廢物的利用、處理與處置固體廢物污染的防治固體廢物污染的防治原則減量化盡可能減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積，特別要減少危險廢物和有毒廢物的產(chǎn)生量。資源化對固體廢物進行綜合利用，使之成為可利用的二次資源。無害化通過工程處理使固體廢物達到不損害人體健康、不污染周圍的自然環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。固體廢物處理方法固體廢物處理是指通過物理、化學(xué)和生物等不同方法，使固體廢物形式轉(zhuǎn)換、資源化利用以及最終處置的一種過程。固體廢物處理按采用的方式可分為物理處理、化學(xué)處理和生物處理等。固體廢物的處理，按其處理目的又可分為預(yù)處理、資源化處理和最終處置等。預(yù)處理技術(shù)目的通過一定處理手段，將固體廢物變成便于運輸、貯存、回收利用和處置的形態(tài)。主要預(yù)處理技術(shù)壓實技術(shù)破碎技術(shù)分選技術(shù)脫水和干燥技術(shù)預(yù)處理技術(shù)壓實技術(shù)方法：強大的外界力施加于固體廢物上進行壓實。目的效果：增大容重、減少表觀體積，便于運輸，延長填埋場使用期，減少填埋場地面沉降。適用目標(biāo)物：壓縮性能大而恢復(fù)性能小的固體廢物。破碎技術(shù)方法：利用外力使大塊固體破分裂成小塊的方法。目的效果：便于壓實；便于分選與回收；增大比表面積，有利于焚燒等熱處理。適用目標(biāo)物：主要用于大塊、硬質(zhì)物料。預(yù)處理技術(shù)分選技術(shù)目的：實現(xiàn)固體廢物資源化、減量化的重要手段。人工分選：人工選出大塊可回收物。機械分選：篩分：利用粒徑差異進行分離。重力分選：利用比重差異進行分離。磁力分選：利用鐵系金屬磁性分離回收金屬。渦電流分選：利用渦電流產(chǎn)生排斥力分選金屬。光學(xué)分選：利用物質(zhì)表面光反射特性分選。脫水和干燥技術(shù)目的：主要用于廢水處理廠的污泥及某些工業(yè)企業(yè)的泥漿狀廢物處理。處理方法：機械脫水、自然干化。資源化處理技術(shù)熱化學(xué)處理技術(shù)利用高溫破壞和改變固體廢物的組成和結(jié)構(gòu)，使廢物中的有機有害物質(zhì)得到分解和轉(zhuǎn)化的處理，是實現(xiàn)有機固體廢物處理無害化、減量化、資源化的一種有效技術(shù)。主要熱化學(xué)處理技術(shù)焚燒法熱解法濕式氧化法資源化處理技術(shù)生物處理技術(shù)利用微生物對有機固體廢物的分解作用，不僅可以使有機固體廢物轉(zhuǎn)化為能源、食品、飼料和肥料，還可以從廢品和廢渣中提取金屬，是固體廢物處理資源化的有效而又經(jīng)濟的技術(shù)方法。主要生物處理技術(shù)堆肥化處理厭氧消化法廢纖維素糖化技術(shù)細(xì)菌浸出最終處置固體廢物的處置是指最終處置和安全處置，是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問題。包括海洋處置陸地處置最終處置海洋處置主要分為海洋傾倒與遠(yuǎn)洋焚燒兩種方法。海洋傾倒利用海洋的巨大環(huán)境容量，將廢物直接投入海洋。遠(yuǎn)洋焚燒利用焚燒船將固體廢物運至遠(yuǎn)洋處置區(qū)進行船上焚燒。最終處置陸地處置主要包括土地耕作、深井灌注以及土地填埋等。土地耕作處置利用表層土壤的離子交換、吸附、微生物降解以及滲濾水浸出、降解產(chǎn)物的揮發(fā)等綜合作用機制處置工業(yè)固體廢物的一種方法。深井灌注處置把液狀廢物注入地下與飲用水和礦脈層隔開的可滲性巖層內(nèi)。土地填埋處置城鎮(zhèn)垃圾的處置和利用城鎮(zhèn)垃圾大體可分為：無機物和有機物兩大類。無機物類：灰渣、磚瓦、金屬、玻璃等。有機物類：廚余、塑料、紙、織物、草木等。處置和利用方法衛(wèi)生填埋焚燒堆肥衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋是處置城鎮(zhèn)垃圾的最基本方法之一。填埋場場址的選擇和填埋場設(shè)計必須符合國務(wù)院環(huán)境保護行政主管部門和國務(wù)院建設(shè)行政主管部門規(guī)定的環(huán)境保護和環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。生活垃圾填埋場不得建在下列地區(qū)國務(wù)院和國務(wù)院有關(guān)主管部門及省、自治區(qū)、直轄市人民政府劃定的自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、生活飲用水水源地和其他需要特殊保護的地區(qū)。居民密集居住區(qū)直接與航道相通的地區(qū)。地下水補給區(qū)、洪泛區(qū)、淤泥區(qū)?；顒拥奶貛?、斷裂帶、地下蘊礦帶、石灰坑及熔巖洞。衛(wèi)生填埋填埋作業(yè)的基本程序?qū)⒎稚⒌睦占嚼D(zhuǎn)運站是處理垃圾的第一道工序，也是一項繁重的工作。垃圾從轉(zhuǎn)運站由大噸位的密閉式轉(zhuǎn)運車運到填埋場進行填埋作業(yè)。填埋作業(yè)的基本程序：將傾倒在填埋場的垃圾推平、壓實，用土覆蓋、噴藥，最后用壓路機壓實覆土。存在的主要問題產(chǎn)生滲瀝液和大氣污染物。焚燒處理和熱能回收優(yōu)點可以使垃圾減重、減容，并可使某些有害組分分解和去除。同時焚燒后產(chǎn)生的熱能可用于發(fā)電或供熱，現(xiàn)代化的垃圾焚燒廠一般附有發(fā)電廠或供熱動力站。缺點垃圾焚燒后雖可以把爐渣和灰分中的有害物質(zhì)降低到最低程度，但卻向大氣排放了有害物質(zhì)并在城市散布灰塵。必須配備消煙除塵的裝置，一次性投資較大。其他技術(shù)再生資源的分類回收利用廢紙40%黑色和有色金屬3%~5%廢棄食物25%~40%塑料1%~2%織物4%~6%玻璃4%其他物質(zhì)其他技術(shù)利用城鎮(zhèn)垃圾進行堆肥垃圾的堆肥是指垃圾中的可降解的有機物借助微生物發(fā)酵降解的作用，使垃圾轉(zhuǎn)化成肥料的方法。利用城鎮(zhèn)垃圾制取沼氣制取沼氣是替代不可再生資源的好途徑。沼氣制取過程可以殺滅病蟲卵，有利于環(huán)境衛(wèi)生，沼氣渣還可以提高肥效。其他生物處理方法微生物技術(shù)當(dāng)前較難處理利用的城市垃圾

工、礦業(yè)固體廢物的利用和處置工業(yè)固體廢物的利用和處置分類工、礦業(yè)固體廢物的利用和處置工、礦業(yè)固體廢物的利用利用技術(shù)：用作建筑材料、用作冶金原料、回收能源、用作農(nóng)肥、改良土壤等。工、礦業(yè)固體廢物的儲存儲存方法：露天堆存法、筑壩堆存法、壓實干儲法。工業(yè)固體廢物的處置包括：填埋處置和投海處置。工、礦業(yè)固體廢物儲存、處置場址選擇對于工、礦業(yè)固體廢物儲存、處置場址選擇應(yīng)符合規(guī)定的環(huán)境保護要求。危險廢物的利用、處理和處置有毒廢渣的回收處理與利用危險固體廢物的處理危險固體廢物的處置有毒廢渣的回收處理與利用含汞廢渣含汞固體廢物主要有汞礦和冶煉廠排出的含汞礦石燒渣以及化學(xué)工業(yè)中的水銀法制造堿、電解法生產(chǎn)燒堿、定期更換下的含汞觸媒。處理方法：焙燒法、氧化法和固定法。含鉻廢渣鉻渣：冶金和化工部門在生產(chǎn)金屬鉻和鉻鹽時排出的廢渣。處理方法：將毒性大的六價鉻還原為毒性小的三價鉻。電鍍鉻：電鍍鉻廢液、污泥電鍍鉻的離子交換洗脫液可以通過化學(xué)法（酸還原、堿和鹽基中和）制揉革劑。有毒廢渣的回收處理與利用可燃性危險廢渣主要指受鉛污染的廢油、多氯聯(lián)苯、甲苯、氯化烴、含重金屬的潤滑油、氟利昂、醇類、廢可燃溶劑等。處理方法：1450℃高溫+堿性氣氛危險固體廢物的處理危險廢棄物轉(zhuǎn)運站內(nèi)的處理流程危險固體廢物的處理物理化學(xué)處理方法物理處理通過濃縮或相變以改變其體積及結(jié)構(gòu)外形，使之成為更便于加工或處置的形式，包括磁選、液固分離、干燥、蒸餾、蒸發(fā)、洗提、吸收、溶劑萃取、吸附、膜工藝、冷凍等?；瘜W(xué)處理是一種利用危險廢物的化學(xué)性質(zhì)，通過酸堿中和、氧化還原以及沉淀等方式、將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的最終產(chǎn)物。危險固體廢物的處理固化法利用物理或化學(xué)方法將危險固體廢物固定或包容在惰性固體基質(zhì)內(nèi)，使之呈現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定性或密閉性的一種無害處理方法。根據(jù)用于固化的凝結(jié)劑不同，可分為：水泥固化法塑料固化法水玻璃固化法瀝青固化法危險固體廢物的處置生物處理法通過生物降解來接觸毒性?；钚晕勰喾饣胤ㄑ趸练ǚ贌幚矸▽τ谟卸?、有害的有機固體廢物最好用焚燒法處理。危險固體廢物的處理安全填埋是處置有害廢物的一種較好的方法。危險廢物儲存設(shè)施的選址要求危險廢物填埋場的選擇要求輻射技術(shù)在廢固處理中的應(yīng)用可回收的高分子固體廢物需消毒的固體廢物高分子固體廢物廢塑料廢橡膠纖維素廢塑料聚四氟乙烯（PTFE）處理難度：極其穩(wěn)定，不能生化分解，難機械破碎，用高溫處理會產(chǎn)生大量有毒的氟化物。輻射誘發(fā)塑料降解：可通過所使用的劑量、劑量率和溫度來控制輻射誘發(fā)過程。廢橡膠輻射回收原理輻射處理主要是利用橡膠對電子束和γ射線獨有的敏感性，使廢舊橡膠發(fā)生化學(xué)鏈解聚，從而獲得有價值的加工特性和改進它們的耐用性。在輻照劑量達到70kGy時可以明顯增強原始橡膠樹脂和回收橡膠混合物的可塑性質(zhì)，而對“拉長”等其他物理性質(zhì)影響不大。大多數(shù)橡膠彈性體在射線作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，只有極少數(shù)含四價碳原子基團的膠種如丁基硫化膠等在高能輻射場下呈現(xiàn)降解反應(yīng)。廢橡膠丁基橡膠丁基硫化膠主要用來制造汽車輪胎，而丁基橡膠是生產(chǎn)丁基硫化膠的主要原料。丁基硫化膠在輻照下發(fā)生降解反應(yīng)，降解程度取決于輻照劑量，所以通過調(diào)節(jié)輻射劑量就可以方便地產(chǎn)生不同相對分子質(zhì)量和不同塑性值的丁基再生橡膠，再生的效果非常理想。目前我國丁基橡膠的回收再利用已經(jīng)達到了每年2000t的水平。商業(yè)產(chǎn)品中的橡膠樹脂25%是基于被回收利用的橡膠。另外，回收的橡膠還可以用在屋頂和船只的防水材料中。廢橡膠輻射回收橡膠過程先把舊輪胎切割成小碎片，然后用高能電子束或γ射線輻照，使大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分解，從而改變了橡膠力學(xué)的性質(zhì)。破碎的纖維分離之后，原料便可與其它組分混合用于生產(chǎn)新輪胎。優(yōu)缺點優(yōu)點：整個回收利用過程相當(dāng)環(huán)保，幾乎沒有污染。缺點：只適用于丁基橡膠等少數(shù)膠種的再生。纖維素日本用輻照法處理木屑、廢紙、稻草等，通過糖化與發(fā)酵而得到酒精；美國對這類纖維素加酸后輻照處理，得到的葡萄糖回收率高達56%。美、俄等國研究用輻射技術(shù)處理棉纖維素制備火藥粘結(jié)劑——硝化纖維素(NC)，得到了很大的成果。中國（上海大學(xué)的周瑞敏教授等）在粘膠纖維的磺化過程中用輻射技術(shù)處理纖維素漿粕，減少了CS2的用量。需消毒固體廢物醫(yī)療廢物和港口垃圾污泥醫(yī)療廢物和港口垃圾醫(yī)療廢物：含有大量的致病菌、病毒，還含有化學(xué)藥品，甚至重金屬化合物，還有大量還有大約20%的塑料。港口垃圾：食品碎屑、塑料、纖維素等，可能存在潛在的動物傳染病原體。貯存和運輸廢物的容器：重復(fù)使用前應(yīng)該進行清洗和消毒。傳統(tǒng)處理方式：加熱(100℃以上至少30min)或焚化(產(chǎn)生毒氣)在新處理方式：輻射處理(輻照裝置設(shè)在港區(qū)，能自動和連續(xù)工作)污泥污泥特點含水(高)、有機物、病原體和少量重金屬。輻射技術(shù)是目前國際上普遍認(rèn)為很有前途的污泥處理方法。輻照污泥的優(yōu)點能殺死污泥中的病菌和病毒，消毒效果比熱處理可靠;不破壞污泥中的有機氮化物，不會減少了污泥