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固体废物处理与处置复习提纲修订版


《固体废物处理与处置》复习重点

第一章 绪论 ★1、掌握固体废物的定义 固体废物是指在生产、 生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失 利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以 及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。 2、了解固体废物的来源与分类 (1)按来源分;工矿业固体废物、生活垃圾以及其他固体废物三类。 (2)按污染特性分:一般固体废物、危险废物以及放射性固体废物。 危险废物特性:毒性,易燃性,易爆性,腐蚀性,反应性,感染性 3、了解固体废物的危害污染控制 污染土壤,污染大气,污染水体。侵占土地,影响环境卫生 4、了解固体废物的污染控制 固体废物污染控制需要从两个方面下手,一是综合利用废物资源,二是防治固体 废物污染。 ★5、掌握固体废物的管理原则 (1) “三化”原则:减量化,无害化,资源化 (2)全过程管理原则: 3C 原则:避免产生 clean,综合利用 cycle,妥善处置 control 3R 原则:减少产生 reduce,再利用 reuse,再循环 recycle 第二章 固体废物的收集、贮存及清运
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1、生活垃圾的收运原则(可看可不看) (1)满足环卫要求; (2)收运费用最低; (3)考虑后续处理阶段,使垃圾处理 系统的 总费用最低。 ★2、生活垃圾的收集方式(PPT) (1)混合收集:指收集未经任何处理的原生固体废物混杂在一起的收集方式。 简单易行,收集费用低、不利于废物的回收利用 (2)分类收集:指根据废物的种类和组成成分分别进行收集的方式。 有利于资 源化利用,是降低废物处理成本、简化处理工艺、实现综合治理的前提 。 (广州 市 2011 年 4 月开始试行垃圾分类,具体分为:有害垃圾、可回收垃圾、餐厨垃 圾和其他垃圾) (3)定点收集:指的是将收集容器放置于固定地点,一天中的全部或大部分时 间为居民服务 (4)定时收集:不设置固定的垃圾收集点,直接用垃圾清运车以固定的时间和 路线行驶于居民区并收集路旁的居民垃圾 3、生活垃圾清运的收集系统类型 收集系统:二种类型,三种方式 (1)拖曳容器(Mobile container)系统 A 简便模式:多次旅程 B 交换模式:需备用垃圾桶 (2)固定容器(Fixed container)系统 :只收集垃圾而不带走容器 运输的形式:车辆运输,船舶运输,管道运输,空气运输,水力运输 4、中转站的选址原则 ① 选择靠近服务地区的中心或废物产量最多的地方 ② 选择靠近干线公路或交通方便的地方 ③ 选择基建或操作方便的地方 五联单制度: ① 第一联:白色,由废物产生者送交环保局 ② 第二联:红色,废物产生者保存 ③ 第三联:黄色,由处置场工作人员送交环保局 ④ 第四联:蓝色,处置场工作人员保存 ⑤ 第五联:绿色,废物运输者保存 第三章 固体废物的预处理(压实,破碎,分选和浓缩脱水) 1、了解固体废物压实的目的和原理
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定义:压实是用机械方法增加固体废物聚集程度,增大容重减少表观体积,提高 运输与管理的一种操作技术。具有减容和预稳定的作用。 压缩比:固体废物压实后体积减小的程度 r=Vf/Vm(r<1) 压缩系数:经压实处理后,体积压实的程度 n=Vm/Vf(n≥1) 压实器:城市垃圾压实器 金属类压实器:三向垂直式压实器,回旋式压实器 目的:一、可增大容重,减少固体废物体积,便于装卸和运输,确保运输安全与 卫生,降低运输成本;二、可制取高密度惰性块料,便于贮存、填埋或作为建筑 材料使用。 原理:消耗机械能,减少固体废物空隙率,增加容重。 2、了解固体废物的破碎方法 定义:利用外力克服废物质点间的内聚力使大块固体废物分裂成小块的过程 硬度:指物料抵抗外界机械力入侵的性质,反映了物料的坚固性 破碎方法: 干式、 湿式、 半湿式 (后两种兼有分级分选, 通常破碎是指干式破碎) , 干式破碎又分为机械能破碎和非机械能破碎。 低温破碎:常采用液氮作制冷剂,塑料橡胶低温破碎 ★3、掌握破碎产物的特性表示(破碎比的计算) (1)极限破碎比,工程设计中常被采用,根据最大物料直径来选择破碎机给料 口的宽度。

(2)真实破碎比,科研和理论研究中常被采用,较真实反映废物破碎程度。一 般破碎机的平均破碎比在 3-30 之间

破碎工艺:单纯破碎工艺,带预先筛分破碎工艺,带检查筛分的破碎工艺,带预 先筛分和检查筛分工艺 破碎效果影响因素:硬度,韧性,解理,结构缺陷 ★4、掌握筛分、重力分选两种方法 一、筛分(粒度差异) 定义: 筛分利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物质透过筛面,而大于筛孔的粗粒 物料留在筛面上,完成粗、细粒物料分离的过程。 筛分效率: 指实际得到的筛下产品质量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细物料

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质量之比 影响筛分效率因素:颗粒的尺寸与形状,含水率,筛孔形状,筛分器的参数,运 动方式 二、重力分选(密度差异) 定义:根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异,在运动介质(空气、水、重 介质等)中受到重力、介质动力和机械力的作用,使颗粒群产生松散分层和迁移 分离,从而得到不同密度产品的分选过程。 重介质:通常将密度大于水的介质称为重介质 重介质中的高密度固体微粒称为加重质 5、了解磁力分选(磁性差异) 定义:利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理 方法。 原理:固体废物颗粒通过磁选机的磁场时,同时受到磁力和机械力(包括重力、 离心力、介质阻力、摩擦力等)的作用。磁性强的颗粒所受的磁力大于其所受的 机械力,而磁性弱的或非磁性颗粒所受的磁力很小,其机械力大于磁力。由于作 用在各种颗粒上的磁力和机械力的合力不同,因而它们的运动轨迹不同,从而实 现分离。 (1)传统磁选:利用各种物质磁性差异在不均匀磁场中进行分选;主要用于供 料中磁性杂质的提纯、净化及磁性物料的精选。 (2)磁流体动力分选:在磁场与电场的联合作用下,以强电解质溶液为分选介 质,按废物中各组分的密度、比磁化系数和电导率的差异进行分选的方法。 (3)磁流体静力分选:在非均匀磁场中,以顺磁性液体和铁磁性胶体悬浮液为 分选介质,按废物中各组分的密度和比磁化系数的差异进行分离的方法。 6、了解分选效果的评价 利用分选设备回收某种固体废物中的有价成分的分选效果, 常用回收率和品 味两个指标来评价。 回收率指单位时间内从某一排料口中排出的某一组分的质量 与进入分选机的这种组分的质量之比。 品味则是指某一排料口中排出的某一组分 的质量与从这一料口中排出的所有组分质量之比,品味即是纯度。 品味是质量指标, 通常经过化验确定。 回收率是数量指标, 可通过计算确定。 第四章 固体废物的物化处理 ★1、重点掌握浮选的原理和工艺 (1)定义: 浮选是根据不同的物质被水湿润程度的差异而对其进行分离的过程。 (2)原理:浮选是通过固体废物与水调成的料浆中加入浮选药剂扩大不同组分
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可浮性的差异性,再通过空气形成无数细小的气泡,使目的颗粒黏附在气泡上, 并随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层后刮出,成为泡沫产品;不上浮的颗粒仍留 在料浆内,通过适当处理后废弃。 ★料浆/浮选药剂/扩大不同组分的可浮性差异/无数细小气泡/目的颗粒粘附在 气泡上上浮 工艺分类:全溶气气浮,加压溶气气浮,涡凹气浮 浮选药剂:捕收剂,起泡剂,活化剂,抑制剂,调整剂 2、了解溶剂浸出(化学浸出) 定义: (书)用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性地溶解的物 理化学过程。 (PPT) 溶剂选择性地溶解分离固体废物中某种目的组分的工艺过程。 浸出主要用于处理成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低的矿业固体废物、 化工和冶金过程的废弃物。 污泥的脱水:含水率>90%需脱水 方法:浓缩脱水,机械脱水 污泥中水分的存在形式:间隙水,毛细管结合水,表面吸附水,内部水 污泥比阻衡量污泥的除水性能,浓缩性能,脱水性能和可压缩性能 V1/V2=W1/W2=(100-P2)/(100-P1)=C2/C1 ★3、掌握固体废物稳定化/固化处理技术的含义、途径,以及它们所涉及的方 法(水泥固化) 。 一、稳定化、固化的含义 稳定化:指对废物的有害成分, 通过化学变化或被引入某种稳定的晶体格中的过 程 固化:指对废物中的有害成分,用惰性材料加以束缚的过程 化学处理技术:中和法,氧化还原法,水解法 二、稳定化的途径 ①使污染物迁移到环境中的速率达到最小 ②改变物质的化学形式,减小毒性的水平 三、目前常用的固化处理方法 主要包括:水泥固化、石灰固化、沥青固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、 自胶结固化、熔融固化(玻璃固化) 、陶瓷固化等。 固化分类:包胶固化,自胶结固化,玻璃固化,水玻璃固化 ★水泥固化(属于包胶固化) :以水泥为固化剂将有害毒物进行固化的一种处理
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方法,用于处理各种含有重金属的污泥 (1)影响水泥固化的因素: ① ② ③ ④ ⑤ pH,利于氢氧化物沉淀和碳酸盐沉淀;过高,金属络合物产生,溶解度 ↑,Cu:9,Zn:9.3 ;
水、水泥和废物的量比。水分过少,不能保证水泥的充分水合作用;水分过大, 出现泌水现象,影响固化强度。 凝固时间,一般初凝时间>2h,终凝>24h(且<48h) ,保证混料后有足够时间输送、

装桶或浇注。 其他的添加剂。吸附剂——沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中,防止其与水泥成

分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀和破裂。 固化块的成型工艺

第五章 固体废物的生物处理 生物处理是以固体废物中的可降解有机物为对象, 使之转化为稳定产物, 能源和 其他有用物质的一种处理技术 ★重点掌握固体废物的好氧堆肥处理 1、堆肥化:依靠自然界中广泛分布的微生物有控制地促进可生物降解的有机物 向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。堆肥化的产物称为堆肥。 分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化 2、好氧堆肥的基本原理 好氧堆肥是好氧微生物在与空气充分接触的条件下, 使堆肥原料中的有机物 发生一系列放热分解反应, 最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。在 堆肥过程中,细菌和真菌等主要微生物通过生物化学作用,把一部分有机物氧 化成简单的无机物,并释放出能量,把另外一部分有机物转化合成新的细胞物 质,供微生物生长繁殖。

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3、好氧堆肥的主要影响因素 ①粒度:25~75mm ② C/N:25~50 ③ 含水率:50%~70% ④ 通风/氧 ⑤ 温度:55℃左右最佳 ⑥ pH:7.5~8.5 到课件上了解各种因素具体影响 ★4、堆肥原料 C/N 和水分的计算 ★7、重点掌握固体废物的厌氧消化处理 (1)定义:厌氧发酵是有机物在无氧条件下被微生物分解、转化成甲烷和二氧 化碳等,并合成自身细胞物质的生物学过程。 (2)原理 三段理论: (1)水解(液化)阶段(2)产酸阶段
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(3)产甲烷阶段

一、水解(液化)阶段

微生物的孢外酶,如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪

酶等,将有机物进行体外酶解,纤维素、淀粉等多糖分解成单糖和二糖进而形成 丙酮酸,蛋白质转化为肽和氨基酸,脂肪转化为甘油和脂肪酸。也就是说,将固 体有机物转化为可溶性的分子量较小的物质。 水解细菌 二、 产酸阶段 上一阶段的液化产物进入微生物细胞, 在胞内酶的作用下迅速转 化为低分子化合物,如低级脂肪酸、醇、中性化和物等,其中以有机酸尤其是乙 酸所占比例最大,可以达到 80%左右。 产酸细菌 三、 产甲烷阶段 由严格厌氧的产甲烷菌完成。 它们利用一碳化和物 (二氧化碳、 甲醇、甲酸、甲基胺和一氧化碳) 、一酸和氢气产生甲烷。在这一阶段,前面 所产生的低分子物质几乎有 90%可以转化为家湾, 其余 10%则被甲烷菌作为自身 的养料进行新陈代谢。 产甲烷菌 二段理论: (1)酸性发酵阶段; (2)碱性发酵阶段。

(2)厌氧发酵的主要影响因素 原料配比,底物浓度,温度,pH 值和碱度,营养物质,抑制物,接种物,搅 拌 8、厌氧消化工艺 一、根据消化温度划分工艺类型 (1)高温消化工艺 ? 最佳温度范围是 47~55 ℃,此时有机物分解旺盛,消化快,物料在厌氧池内
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停留时间短 。 ? 适用于城市垃圾、粪便和有机污泥的处理 。 ? 培养高温消化菌、维持高温投料和排料、搅拌 (2)自然温度消化工艺 ? 目前我国农村都采用这种消化类型。 ? 这种工艺的消化池结构简单、成本低廉、施工容易、便于推广,但受季节影 响明显。 ? 消化周期须视季节和地区的不同加以控制。

二、根据投料运转方式划分工艺类型 间歇式消化工艺,半连续消化工艺,两步消化工艺

第六章 固体废物的热处理 热化学处理是通过对固体废物进行高温分解和深度氧化,改变其物理、化学、生 物特性或组成的处理方法 粗热值=净热值+水汽化热 燃烧的基本条件:可燃物质,助燃物质,引燃火源,着火条件 燃烧方式:自然燃烧,热燃烧,强迫点燃燃烧(垃圾焚烧) 理论热值不等于实际热值的原因:①燃烧不充分 ②辐射热损失 ③灰渣带走部分热量 ④水汽化热损失

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★2、焚烧原理 P157 焚烧过程实际上是干燥、热分解、燃烧反应的综合作用过程。 干燥:利用焚烧系统热能,使入炉固体废物水分汽化,蒸发的过程 热分解: 固体废物中的有机可燃物质,在高温作用下进行化学分解和聚合反应的 过程。 燃烧:可燃物质的快速分解和高温氧化的过程。 ★3、焚烧处理的主要影响因素 3T+1E 指停留时间,温度,湍流度和空气过剩系数。 (1)焚烧温度(Temperature) 生活垃圾:850—950℃ 医疗垃圾,危废:1150℃ (2)停留时间(Time) 进行生活垃圾焚烧处理时,通常要求垃圾停留时间能达到 1.5—2h,烟气停 留时间能达到 2s 以上 (3)混合强度即湍流度(Turbulance) (4)过剩空气系数(Excess Air) (5)物料尺寸(Size) 过剩空气量应控制在理论空气量的 1.7-2.5 倍。 4、固体废物焚烧系统典型工艺流程图 预处理系统→进料系统→燃烧系统→废气排放和污染控制系统→排渣系统→自控 系统→热量回收 (1)工艺系统包括: ? 核心设备:焚烧炉主体 ? 辅助系统:原料储存系统,加料系统,送风系统,灰渣处理系统,废水处理 系统,尾气处理系统,余热回收系统 ? 焚烧过程包括三种物流:固体流,空气流,烟气流 ? 炉排(主要的燃烧过程发生地)作用:①输送废物及灰渣通过炉膛 ②搅拌和混合无聊 ③使从炉排下方进入的一次空气顺利通 过燃烧层 ? 一次空气从炉排下方通入,二次空气从炉排上方通入,一次空气供给量大于 二次
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? 炉排分类:往复式,滚筒式,摇动式,逆动式 ? 焚烧炉处理能力指标:燃烧室热负荷,炉排燃烧率 ? 焚烧效果评价指标:①焚烧效率 CE(%)=(1-Wr/Wf)*100 ②有害物质破坏去除率 DRE(%)=(Win-Wout)/Win*100 Wr:残渣中可燃物重量 Wf:进料中可燃物重量 Win:进料中某 POHC 重量 Wout:残渣中某 POHC 重量 5、掌握热解原理,了解它与焚烧的差别。P175 (1)定义:热解是将有机物在无氧或缺氧状态下加热,使之成为气态、液态或 固态可燃物质的化学分解过程。 (2)热解与焚烧的区别 ① ② ③ 物。 ④ ⑤ 焚烧产生的热能一般就近直接利用,而热解生成的产物如可燃气等可以 焚烧的二次污染大,而热解的二次污染较小。 储存及远距离输送。 焚烧是需氧氧化反应过程,热解是无氧或缺氧反应过程。 焚烧是放热的,热解是吸热的。 焚烧的主要产物是二氧化碳和水,热解的产物主要是可燃的低分子化合

第八章 固体废物的处置 垃圾处置按照场所不同:①陆地处置:土地耕作处置,土地填埋处置,深井灌注 ②海洋处置:海洋倾倒,远洋焚烧 卫生土地填埋:指把被处置的固体废物如城市生活垃圾,建筑垃圾,炉渣等进行 土地填埋 特点:对公众健康和环境的安全不会产生明显的改善 (2)填埋场选址原则 环境保护原则和经济可行原则

? 填埋场地设计:①场地面积和场地容积大小的确定 ②防渗措施

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③地下水保护 ④逸出气体的控制 ? 填埋方法:沟槽法,地面堆埋法,斜坡法 安全填埋:有毒有害废物的“坟墓” ,有效地保护了地下水遭受污染 ? 安全填埋的原则:以安全为重;经济合理

第十章 固体废物处理工程效益评价 固体废物处理工程是一类处于环境保护目的而进行的项目 效益的间接性,分散性,隐蔽性

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