固體廢物處理.doc

定義：固體廢物：通常指人類在生產與生活中產生，生產者在一定時間和地點不再需要而丟棄的固體、半固體或泥狀物質二重性 ：“廢物”是一個相對概念，是有一定時空條件的。往往一種過程中產生的廢物，可以成為另一種過程的原料，所以廢物也有在錯誤時間放錯地點的原料之稱。 固體廢物可以按不同的方式進行分類：1.按其組成可分 有機廢物，無機廢物2.按其形態(tài)可分 固體（塊狀、粒狀、粉狀）泥狀按其來源可分: 工業(yè)廢物，礦業(yè)廢物，城市垃圾，農業(yè)廢物，放射性廢物按其危害性可分 ：危險廢物，無害廢物礦業(yè)廢物：礦山，選冶 工業(yè)廢物：冶金，交通，機械，金屬結構，煤炭，食品加工，橡膠，皮革，塑料，造紙，木材，印刷，石油化工，電器儀器儀表，紡織服裝業(yè)，建筑材料，電力工業(yè)城市垃圾：居民生活，商業(yè)機關，市政維護，管理部門農業(yè)廢物：農林，水產放射性廢物：核工業(yè)，核電站，放射性醫(yī)療單位，科研單位危險廢物：又稱為有毒有害廢物，這類廢物泛指除放射性廢物以外，具有毒性易燃性、反應性、腐蝕性、爆炸性、傳染性因而可能對人類的生活環(huán)境產生危害的廢物。 急性毒性廢物：用1:1浸提液灌胃對小鼠（或大鼠），能引起小鼠（或大鼠）在48小時內死亡半數以上者定為有急性毒性的固體廢物易燃性廢物：閃點低于60的液體，經摩擦、吸濕或自發(fā)產生著火傾向的固體，著火時燃燒較劇烈并能持續(xù)，以及在管理期間會引起危險；反應性廢物：性質不穩(wěn)定，在無爆震時即易發(fā)生劇烈變化； 遇水能劇烈反應； 遇水能形成爆炸性混合物； 與水混合產生有毒氣體、蒸氣或煙霧； 在有引發(fā)源和加熱時能引起爆震或爆炸； 在常溫、常壓下易發(fā)生爆炸或爆炸性反應； 根據其他法規(guī)所定義的爆炸品；d、腐蝕性廢物：pH12.5或pH2的廢物固體廢棄物對環(huán)境污染的危害 ：1污染水體：固體廢棄物未經無害化合理隨意堆放，將隨天然降水或地表徑流進入河流、湖泊，長期淤積，使水面面積縮小，其有害成分造成了水體的各種污染，如果人們將固體廢棄物直接傾倒到水體中，那造成的危害將是更大的。（地下水）2污染大氣：固體廢物中的干物質或輕物質隨風飄揚，會對大氣造成污染。另外，焚燒法是處理固體廢棄物的一種目前較為流行的方法，但是焚燒將產生大量有害氣體和粉塵，一些有機固體廢棄物長期堆放，在適宜的溫度和濕度下會被微生物分解，同時釋放出有害氣體。3污染土壤：土壤是許多細菌、真菌等微生物聚居的場所，這些微生物在土壤功能的體現中起著重要的作用，它們與土壤本身構成了一個平衡的生態(tài)系統，而未經處理的有害固廢物，經過風化、雨淋、地表徑流等作用，其有毒液體將滲入土壤，進而殺死土壤中的微生物，破壞了土壤中的生態(tài)平衡，污染嚴重的地方生殖寸草不生4侵占土地：不斷增加的固體廢棄物如不加利用，就要占用土地來堆放。就我國80年代以來，工業(yè)固體廢物的產生量相當迅速，許多城市利用大片的城市城郊邊緣的農田來堆放它們.固體廢物污染防治的原則：1）固體廢物污染防治的“三化”原則、（2）固體廢物進行全過程管理的原則（3）根據這些原則確立了我國固體廢物管理體系的基本框架。無害化：指對已產生又無法或暫時尚不能資源化利用的固體廢物，經過物理、化學或生物方法，進行對環(huán)境無害或低危害的安全處理、處置，達到廢物的消毒、解毒或穩(wěn)定化，以防止并減少固體廢物的污染危害。無害化處理工程 ：垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、糞便的厭氧發(fā)酵，有害廢物的熱處理和解毒處理等。減量化途徑：（1）選用合適的生產原料。（2）采用無廢或低廢工藝。（3）提高產品質量和使用壽命。（4）廢物綜合利用。 資源化 ：基本任務:采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質和能源。 特點:保護和延長原生資源壽命，保證資源永續(xù)，節(jié)省投資，降低成本，減少環(huán)境污染，保持生態(tài)平衡原則：技術、經濟是可行的，廢物在排放源就近利用可以節(jié)省貯放、運輸等過程的投資，“資源化”產品應當符合國家相應產品的質量標準。資源再生工程：目前，工業(yè)發(fā)達國家出于資源危機和治理環(huán)境的考慮 ，已把固體廢物資源化納入資源和能源開發(fā)利用之中，逐步形成了一個新興的工業(yè)體系：資源再生工程。 全過程管理的原則：指對固體廢物的產生、收集、運輸、利用、貯存、處理、處置的全過程及各個環(huán)節(jié)都實施控制管理和開展污染防治。要作最終處置安全處置主要解決廢棄物的最終歸宿問題，它是控制固體廢棄物污染環(huán)境的最后關鍵環(huán)節(jié)。固體廢物的利用 1. 固體廢物作建筑材料2. 固體廢物作工業(yè)原料3. 固體廢物作能源4. 固體廢物在農業(yè)上的利用固體廢物的處理：1. 固體廢物的壓實2. 固體廢物的破碎3. 固體廢物的分選4. 固體廢物的固化水泥固化；石灰固化；熱塑性材料固化；有機聚合固化；自膠結固化；玻璃固化、陶瓷固化等。5. 固體廢物的焚燒和熱解解1.海洋處置（1）海洋傾倒：其理論基礎是海洋是一個龐大廢棄物接受體，對污染物質有極大的稀釋能力。裝在封閉容器中的有害廢棄物，即使容器破損污染物浸出，由于海水的自然稀釋和擴散作用，可使環(huán)境中污染物質達到容許的程度。（2）遠洋焚燒：遠洋焚燒是利用焚燒船在遠海對固體廢物進行處置的一種方法。適于處理各種含量氯的有機廢物。2.土地處置 ：（1）衛(wèi)生土地填埋：主要用來處置城市垃圾。通常把運到土地填埋場的廢物在限定的區(qū)域內鋪成4070cm的薄層，然后壓實以減少廢棄物的體積，每層操作之后用1530cm厚的土壤覆蓋，并壓實。壓實的廢物和土壤覆蓋層共同構成一個單元，具有同樣高度的一系列相互銜接的單元構成一個升層。完整的衛(wèi)生土地填埋場是由一個或多個升層組成的。當土地填埋達到最終的設計高度之后，再在填層之上覆蓋一層90120cm厚的土壤，壓實之后就得到一個完整的衛(wèi)生土地填埋場。（2）安全土地填埋：處置危險廢物安全土地填埋實際上是衛(wèi)生土地填埋方法的進一步改進，對場地的建造技術要求更為嚴格。襯里系統的滲透系數要小于10-8cm/s；浸出液則要加以收集和處理；地表徑流要加以控制。安全土地填埋適于處置多種類型的廢物且價格較為便宜，目前許多國家已采用，并取得了大量的生產運行經驗。（3）深井灌注：處置液態(tài)物質深井處置系統要求適宜的地層條件，并要求廢物跟建筑材料、巖層本身具有相容性。對于在石灰?guī)r或白云層處置容納廢物的主要機理是基于空穴型孔隙，加上斷裂層和裂縫。對于在砂石巖層處置，廢物的容納主要依靠存在于穿過密實砂床，內部相連的間隙。（4）土地耕作固體廢物的壓實技術：壓實的目的：利用機械的方法增加固體廢物的聚集程度，增大容重和減小體積，以便于裝卸、運輸、貯存和填埋。壓實的原理：主要是減少空隙率，將空氣壓掉。如果采用高壓壓實，除減少空隙率之外，在分子之間可能產生晶格的破壞使物質變性。適合壓實處理的物質，壓縮性能大而復原性小的物質。常用的幾種壓實器：水平壓實器 ：常作為轉運站固定型壓實操作使用。三向垂直壓實器 ：適用于金屬類廢物的壓實?；剞D式壓實器：適用于壓實體積小、重量輕的固體廢物固體廢物綜合利用的政策：1.“強制性”的法律政策2.“刺激性”的經濟政策3.“交換式”的管理對策固體廢物綜合利用的途徑：1.生產建筑材料2.提取有用金屬和制備化學品3.代替某些工業(yè)原料4.制備農用化肥5.利用固體廢物作能源鉻渣的解毒處理：鉻渣的主要處理方法是解毒后堆存，制成建筑材料或填海。鉻渣的解毒處理原理是將Cr6+還原為Cr3+，解毒方法有煤粉還原法和硫化鈉還原法兩種。(1) 煤粉還原法：將煤粉和鉻渣按15：100重量比均勻混合后，在回轉窯中經550650高溫焙燒還原。還原一噸鉻渣約用100 kg煤，配料中用煤的用量約130150 kg。對于回轉窯應控制好溫度，窯尾為290以上，高溫區(qū)為550650，出料口為750850。物料在高溫區(qū)停留約810分鐘，在整個窯內停留時間為30分鐘，可以達到較好的還原效果。還原后的鉻渣需放置45天以上，曝曬56.5小時后，檢測Cr+6的含量應5mgkg。也可用含碳固體廢物，如廢活性炭，紙漿廢液，鋸木屑，谷殼等作為還原劑，在200900下還原Cr+6。煤粉還原焙燒法工藝、設備簡單，處理費用低，但操作要求嚴格，溫度、時間條件控制不好，解毒效果也不好。(2)硫化鈉還原法該法用Na2S、硫氫化鈉、硫酸亞鐵、亞硫酸鈉等作還原劑。解毒工藝是：然后加酸調節(jié)pH78，再加20FeSO4，最后堆放，處理后得到的料液呈無色透明，含Cr+60.5PPm，濾渣含Cr+61.8PPm。此法處理費用高，處理效果較差，且殘渣中過量的硫化物會造成二次污染。硫鐵礦燒渣的利用：用作建材原料1. 回轉窯生產生鐵及水泥：利用硫鐵礦燒渣的SiO2，CaO，Al2O3，Fe2O3，配以其它水泥生料組分，在回轉窯中煅燒水泥。多余Fe2O3被還原為鐵水。所含的S生成SO2和SO3與CaO結合成CaSO4,這是水泥中所需的緩凝劑。2. 作水泥生料：水泥生產中需35的鐵礦作助熔劑，以降低燒成溫度。硫鐵礦燒渣中的Fe2O3可代替鐵礦作水泥助熔劑，水泥生料中可摻入35燒渣。3. 制磚含Fe量比較低，而Si、Al含量高的硫鐵礦燒可代替粘土，摻入適量石灰，經濕加壓成型，自然養(yǎng)護成硫鐵礦渣磚，生產工藝簡單，不需焙燒也不需蒸壓或蒸汽養(yǎng)護，成本低于粘土磚，物理性能良好。生產鐵系顏料，制取水處理劑硫鐵礦燒渣煉鐵的不利因素有三：（硫鐵礦燒渣的化學成分以鐵質為主，金屬鐵含量約為3050，因此可作為煉鐵原料）含硫量較高，一般約為12（煉鐵原料的含硫量要求0.5%)； Fe含量較低且波動范圍大；含有Cu、Pb、Zn、As等影響冶煉和鐵產品質量的有害元素。解決途徑：1. 降低燒渣中S含量的途徑 2.提高燒渣中鐵含量的途徑高爐礦渣：高爐礦渣是煉鐵過程中形成的廢渣，其排出率與礦石品位有關，我國目前冶煉一噸生鐵，約產生礦渣0.60.7噸，工業(yè)先進的國家，渣鐵比約為0.230.27。在煉鐵中，礦石中的氧化鐵被高溫還原成全屬鐵，礦石中的Si，Al質雜質則與助熔劑(石灰石)合成硅酸鈣、硅酸鋁等輕質礦渣與鐵水分離。高爐礦渣活性：1.水淬渣酸堿性高爐水淬渣具有良好的活性。熔渣中的MgO能降低其粘度，在水淬急冷時易于進入玻璃體，對水淬渣活性有利。熔渣中的MnO不利于玻璃體的形成，因此對水淬渣活性有不良影響。2.塊渣的礦物成份絕大多數不具有活性。3.高爐礦渣的利用途徑：1.水淬渣的利用2.塊渣的利用3.膨脹礦渣的利用4.礦渣棉5.礦渣微晶玻璃。塊渣的利用：安定性好的塊渣，經破碎、分級可代替碎石用作混凝土的骨料和路材，可廣泛用于公路，橋梁，機場，各種工業(yè)民用建筑。實驗表明，礦渣碎石混凝土的抗壓強度與水灰比的關系和普通混凝土相近，而且有良好的保溫隔熱和抗?jié)B性能，可用于500號以下各種混凝土和防水工程上，包括有承重要求的部位以及有抗?jié)B，耐熱，抗振動等特殊要求的部位。塊渣作為道路材料可用于：鐵路道渣；瀝青碎石道路；混凝土道路工程。 礦渣的活性及其評定方法：磨細的粒化礦渣加水拌和時，反應極慢，得不到足夠的膠凝性能，但在ca(OH)2溶液中會發(fā)生明顯的水化作用，這就是說礦渣的活性是潛在的，水淬渣的活性評定方法有兩種 1. 化學分析法：通常用水渣的活性率(MC)和質量系數(K)進行評定。MC0.25為活性礦渣;MC0.25為低活性礦渣；K1.9為高活性礦渣，K=1.61.9為中等活性礦渣，K1.6為低活性礦渣。在國標GB20378中規(guī)定粒化礦渣的必須要K1.2。 2. 強度試驗法：將礦渣和硅酸鹽水泥熟料及適量石膏混合均勻，配成礦渣水泥，并保持摻量和細度相同，以標準試驗方法，分別測定礦渣水泥和純熟料水泥試塊的7d、28d強度。計算強度比(R)：R=1則表明礦渣無活性，R1，則其值越大，礦渣活性越高。與粉煤灰一樣，強度實驗法更接近實際。粉煤灰的性質：粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的廢棄物。電廠煙氣經除塵器收集的細灰稱為粉煤灰或飛灰。由爐底排出的廢渣稱為爐渣或熔渣。每一萬千瓦發(fā)電機組排灰渣量約為0.91.0萬噸。粉煤灰是一種火山灰質材料，具有火山灰活性。粉煤灰的活性：天然產出的噴出巖,火山碎屑巖,如玻璃體流紋巖（松脂巖、珍珠巖、黑曜巖、浮巖）和凝灰?guī)r、硅藻土、蛋白巖等SiO2和A12O3含量較高(總和7085%)且含有相當多玻璃體或其它無定形物質，在潮濕環(huán)境下能與Ca(OH)2發(fā)生反應,生成一系列水化硅酸鈣，鋁酸鈣C-S(A)-H凝膠，在空氣或水中都能產生明顯的強度，這就是火山灰活性。此外，燒頁巖、燒粘土、煤矸石燒渣、爐渣、粉煤灰等人工火山灰類物質，同樣具有上述火山灰活性，即它們同樣能在潮濕環(huán)境下與Ca(OH)2反應生成水化硅(鋁)酸鈣系列水化產物，而具有水化硬化性能。提高粉煤灰活性的方法1.粉磨：粉煤灰中的玻璃體顆粒在水化過程中不可能象水泥熟料顆粒那樣發(fā)生解體和分散，反應只能通過顆粒表面層進行，在磨細過程中玻璃體顆粒被粉碎形成許多新生表面，粒度變細，比表面積增加，提高界面反應能力，從而提高了粉煤灰的活性。2.增鈣燃燒：在燃煤中摻加一定量的石灰石，共同粉磨，送入旋風爐燃燒，在高溫中形成硅酸鈣相或富CaSi、Al玻璃體，改變了普通粉煤灰的化學組成，形成高鈣粉煤灰，其活性大大提高；增鈣燃燒后的粉煤灰經粉磨后，形成比表面積大，表面能大的細粉，在水化初期能生成較多的堿性膠體，后期生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝物質。3.化學處理：用堿或酸處理使粉煤灰玻璃體的Si-Al和Al-O長鍵裂斷，降低SiO2、Al2O3的聚合度，增大SiO2、Al2O3的溶出量，增大顆粒的反應性。粉煤灰的分選處理：利用分選技術可以從粉煤灰中回收未燃碳，鐵質產品未燃碳的分選技術主要有：1.干排灰的電選：粉煤灰電選脫碳是利用粉煤灰中的碳粒和灰粒導電性能的差異進行的。采用圓筒形電選機。當粉煤灰進入高壓直流電場后，碳粒、灰粒均帶上電荷。導電性能比較好的碳粒與旋轉的金屬圓筒接觸時，將所帶電荷傳遞給圓筒，隨著旋轉的慣性離心力和重力的作用，掉入圓筒前部的碳粒收集槽中。導電性能較差的灰粒不能將所帶的電荷給出，而繼續(xù)荷電，在電場力作用下，克服離心力和重力的作用而吸附在圓筒上，隨著圓筒和旋轉被帶到圓筒后部，用毛刷強行刷落，掉入灰收集槽中，達到碳粒、灰粒分離的目的。2.濕排灰的浮選：用浮選方法分選高碳粉煤灰中的碳的有效方法。碳顆粒的表面是疏水親油的，灰粒表面是親水的。利用粉煤灰中碳粒與灰粒的表面疏水、親水特性，在浮選藥劑的作用下并借助于浮選劑所產生的氣泡，將二者分離?；厥仗剂３Ｓ玫牟妒談?#柴油，起泡劑有紅樟油、雜醇、甲醇母液、松節(jié)油、煤焦油等。鐵質分選技術：粉煤灰中的鐵質礦物主要有金屬鐵粒，磁鐵礦（Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)等氧化鐵礦物。粉煤灰中的鐵質通常用磁選機分選，也可用搖床，磁力脫水槽，球磨細篩等工藝分選。粉煤灰的利用：目前，我國粉煤灰主要用于生產建筑材料和回填及粉煤灰肥料等。在建筑材料方面土要用于配制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰燒結磚、蒸養(yǎng)磚、蒸養(yǎng)砌塊、大型墻板、加氣混凝土砌塊。粉煤灰混凝土：混凝土是以硅酸鹽水泥為膠結料，砂、石為粗、細骨料，加水拌和而成的構筑材料。在配制混凝土混合料時加入一定量的粉煤灰(或細磨粉煤灰)可以有效地節(jié)約水泥，改善混凝土的和易性，提高混凝土質量。我國已在一些大型水電工程的混凝土中使用，取得了良好的經濟效益。粉煤灰對混凝土性能的影響：改善和易性，提高致密度，減少滲透性，降低水化熱對強度的影響，減少收縮性和徐變性，提高耐久性碳化作用土地填埋處置主要方法和適用