第一講-固體廢物處理與控制(緒論)

1、固體廢物的處理與控制緒論,1 緒 論,本章主要討論五個問題 （1）固體廢物的概念 （2）固體廢物的來源與分類 （3）固體廢物的污染及其控制 （4）固體廢物的處理與處置方法 （5）控制固體廢物污染的技術(shù)政策 由于本章涉及到與固體廢物處理與利用有關(guān)的許多基本概念，綜合性內(nèi)容等，故本章的內(nèi)容均為重點。,1.1 固體廢物（Solid wastes）的概念,在社會的生產(chǎn)、流通、消費等一系列活動中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀賦存的物質(zhì)。 固態(tài)和泥狀： 幾乎包括一切有形廢棄物,1.2 固體廢物的來源與分類(Sources and classification of solid wast

2、es),1.2.1 來源 固體廢物來源于人類的生產(chǎn)與消費活動 從書上表11（P2）可以看出，固廢的來源復(fù)雜（各行各業(yè)，各種生產(chǎn)和生活活動），種類繁多（幾乎包括一切成型物質(zhì)）。一般將其來源概括為兩大類。,a. 不能完全利用的資源； b. 超過使用壽命的產(chǎn)品,（1） 生產(chǎn)活動 包括兩部分：,a. 不能完全利用的資源(Idle resources),天然資源從開采到開發(fā)成為各種產(chǎn)品，其最終利用率僅為2030%，在開采和各種加工過程中，未能完全利用的部分即成為各個環(huán)節(jié)中的廢物，以煉鐵為例，首先要開采鐵礦石，產(chǎn)生所謂的采礦廢石；再經(jīng)選礦處理，又有選礦尾礦；在煉鐵和煉鋼過程中產(chǎn)生高爐礦渣和鋼渣，鋼鐵的機械

3、加工又產(chǎn)生金屬碎屑等。,b. 超過使用壽命的產(chǎn)品,任何產(chǎn)品都有一定的使用壽命，并 且，隨著技術(shù)的進步，產(chǎn)品的更新 換代速度也越來越快，這都加劇了 固體廢物的排量。,（2）生活活動：主要是城市垃圾,生活活動所產(chǎn)生的固體廢物主要是指城市垃圾。在發(fā)達國家，由于城市化水平和消費水平較高，城市生活垃圾的增長也十分迅速，如美國城市垃圾的排量已經(jīng)達到每年60億t，韓國在其快速發(fā)展時期，生活垃圾的年增長率高達11%。,1987-2000年我國城市垃圾的增長情況見表1-1,表1-1 我國城市垃圾的增長情況,國內(nèi)外一些主要城市的垃圾產(chǎn)生量見表1-2,表1-2 國內(nèi)外主要城市的垃圾產(chǎn)生量,1.2.2 分類,（1）分

4、類方法 按不同的分類方法可有不同的分類，如： 按組成：有機廢物，無機廢物（兩種） 按形態(tài)：固態(tài)廢物，泥狀廢物（兩種） 按來源： 工業(yè)固廢，礦業(yè)固廢，城市垃 圾，農(nóng)業(yè)固廢，放射性固廢，有害固廢（六種）,（2）分類 一般按來源分為6類 工業(yè)廢物：冶金、交通、機械 礦業(yè)廢物：礦山、選冶；廢石、尾礦 城市垃圾：生活垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾 農(nóng)業(yè)廢棄物：農(nóng)林、水產(chǎn) 放射性廢物：放射性礦物、核工業(yè) 有毒有害固廢：除放射性廢物外，具有直接毒害，即具有毒性、易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性的廢物 。,我國目前趨向于分為四類,城市生活垃圾 一般工業(yè)固廢（含礦業(yè)） 有害固廢 其它固廢（含農(nóng)業(yè)） 放射性固廢須

5、專門管理,13 固體廢物的污染及其控制,1.3.1 污染途徑 1.3.2 污染危害 1.3.3 固廢污染的特點 1.3.4 固體廢物的污染控制,1.3.1 污染途徑,固廢主要是通過污染大氣、水體、土壤來間接危害人類的，P9圖15和P10圖16分別圖示了化學(xué)物質(zhì)型和病原體型固體廢物的主要污染途徑。 從這些污染途徑來看，固體廢物的危害具有長期和潛在的特點，這也是在很長時期沒有受到足夠重視的原因。,1.3.2 污染危害,侵占土地 污染土壤：（淋濾、細菌分解） 污染水體：（羅芙運河事件和鐵合金廠事件） 污染大氣：飄逸擴散：固廢焚燒的二次污染（如二噁英） 影響環(huán)境衛(wèi)生：主要是感官污染并引起疾病傳播（城市

6、垃圾）,1.3.3 固廢污染的特點,a. 固廢是各種污染的終態(tài)： 人們有一種穩(wěn)定、呆滯、污染慢的錯覺 b. 具有潛在和長期的危害性 在自然條件影響下，固廢中的有害成份會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) c. 必須全過程管理 由于固體廢物的上述特點，決定了從其產(chǎn)生運輸處理貯存處置的每一個環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生新的污染，因此必須全過程妥善管理。,1.3.4 固體廢物的污染控制,主要從兩個方面：一是控制污染，二是綜合利用。 主要措施有四個： 改革生產(chǎn)工藝 發(fā)展物質(zhì)再循環(huán)利用工藝 綜合利用 進行無害化處理,14 固體廢物的處理和處置方法,1.4.1 處理方法 主要有五種：物理處理，化學(xué)處理，生物

7、處理，熱處理，固化處理 （1）物理處理：不改變固廢的成分，僅改變固廢結(jié)構(gòu)的處理方法，如破碎，壓實，分選等(第六章講)； （2）化學(xué)處理：將固廢中的有害成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的處理方法，如氧化，還原，化學(xué)沉淀等；,（3）生物處理：利用微生物分解固廢中的有機物使之達到無害的處理方法，如飼料化、堆肥化、沼氣發(fā)酵等(第十一、十二、十五章)； （4）熱處理：采用高溫破壞和改變固廢的組成和結(jié)構(gòu)，可同時達到減容，無害和熱利用的目的。如熱解、焚燒等(第九、十章)； （5）固化處理：采用固化基材將固廢固定或包覆以降低其危害的方法，如水泥固化，塑性材料固化等(第八章講)。,1.4.2 固體廢物的處置方法,處置即最終處置(

8、Final disposal)，以解決固廢的最終歸宿，并且應(yīng)該是安全處置，方法有：海洋處置和陸地處置兩種： （1）海洋處置：深海投棄和海上焚燒 （2）陸地處置：土地耕作，貯存，填埋等。,15 控制固體廢物污染的技術(shù)政策,（1）技術(shù)政策(Technical policy) （2）無害化(Hazard-free) （3）減量化(Reduction) （4）資源化(Reclamation),1.6 固體廢物的管理,固體廢物的管理至少應(yīng)包括以下兩個方面： （1）劃分有害固體廢物和非有害固體廢物的種類和范圍 對有害固體廢物必須實行嚴格的分類管理，通常采用兩種方法： a.名錄法 b.鑒別法 （2）完善固體

9、廢物污染環(huán)境防治法和加大執(zhí)法力度。,1.7 固體廢棄物開發(fā)利用的研究課題,1.7.1 冶金渣資源化利用 （1）冶金渣中往往含有一些有用的元素，如各種有色金屬、黑色金屬、稀有金屬等等。這些金屬如不加以回收，不僅浪費資源，而且進入環(huán)境后還會造成污染。因此，對于冶金渣中金屬元素的分離回收是有利于保護資源和環(huán)境的重要研究課題。,（2）冶金渣在建材領(lǐng)域的應(yīng)用是另一重要研究課題。眾所周知，冶金渣中主要化學(xué)成分為SiO2 、CaO、Al2O3、 MgO、 Fe2O3、 FeO等。主要礦物成分為硅酸二鈣（C2S）、鈣長石(CAS2)、薔薇輝石(C3MS2)。C3S 和C2S是一種具有水硬膠凝性礦物，而含有C2

10、AS、CAS2等礦物的冶金渣急冷后又可形成具有潛在活性的玻璃體，在激發(fā)劑作用下，也具有水硬膠凝性。冶金渣的活性如果能和水泥的活性相接近或某些特性比水泥性能更好，則冶金渣在建材行業(yè)的高價值利用才具有廣闊的前景。,1.7.2 粉煤灰資源化利用,火力發(fā)電廠每天產(chǎn)生大量固體廢棄物，從煤燃燒后的煙氣中捕集的細灰稱為粉煤灰。雖然粉煤灰綜合利用技術(shù)的研究取得了一定成果，但目前我國粉煤灰的實際利用率并不高，大量堆存或傾倒入河流的粉煤灰嚴重地危害環(huán)境，其處置和資源化利用是一項長期而艱巨的任務(wù)。由于粉煤灰的種類日趨復(fù)雜和多樣化，其資源化利用也向多元化方向發(fā)展。研究課題包括有用物質(zhì)（煤、碳、金屬、玻璃微珠等）回收，

11、建筑材料、水處理劑、廢氣吸附過濾材料、油田污泥固化劑、分子篩、填料等方面的應(yīng)用。,1.7.3 廢舊家電資源的利用,我國家電的普及始于20世紀80年代末，目前已到了家電報廢的高峰期。據(jù)預(yù)測，未來幾年內(nèi)，我國報廢的電視機每年將達到500萬臺，報廢洗衣機和電冰箱也將達到400萬臺，此外還有數(shù)量巨大的收音機、廢線路板和計算機等。這是一種巨大的資源，但我國目前對廢舊家電尚未進行統(tǒng)一的管理，其處理方式也大都是手工作坊式的小規(guī)模生產(chǎn)，環(huán)境污染嚴重，有價物品的回收率低。 對于廢舊家電的處理，其難點在于如何防止處理過程中產(chǎn)生二次污染，如噪音、粉塵、空氣污染、熒光粉、氟利昂等。因此，低成本、高效率、安全無污染的處

12、理技術(shù)是廢舊家電資源化利用的關(guān)鍵。,推薦文獻,1. G. Tchobanoglous, H. Theisen and S. Vigil, Integrated Solid Waste Management, McGraw-Hill Companies, Inc., 2000 2. E. Pongrcz, V. J. Pohjola, Re-defining waste, the concept of ownership and the role of waste management, Resources, Conservation and Recycling, 2004, 40, 14115

13、3 3. D. Fatta, A. Papadopoulos, Generation and management of construction and demolition waste in Greecean existing challenge, Resources, Conservation and Recycling 2003, 40, 8191 4. B. Gorai, R.K. Jana, Characteristics and utilisation of copper slag - a review, Resources, Conservation and Recycling 2003, 39, 299313 5. Marabini, New materials from industrial and mining wastes: glass-ceramics and glass-and-rock-wool fibre, Int. J. Miner. Process., 1998, 53, 121 6. 李國學(xué) 主編，固體廢物處理與資源化，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2005 7. 屠海令 主編，有色金屬 冶金、材料、再