固體廢棄物處置技術(shù)10.ppt

固體廢棄物處置技術(shù) 第一章緒論 1 定義 固體廢物 簡(jiǎn)稱(chēng)廢物 是指在社會(huì)的生產(chǎn) 流通 消費(fèi)等一系列活動(dòng)中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價(jià)值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀賦存在物質(zhì) 2 固體廢物的分類(lèi) 3 固體廢物污染途徑 化學(xué)物質(zhì)型污染 病源體型污染 固體廢物的分類(lèi) 工業(yè)固體廢物礦業(yè)固體廢物農(nóng)業(yè)固體廢物城市固體廢物放射性固體廢物有害固體廢物 侵占土地污染土壤污染水體污染大氣影響環(huán)境衛(wèi)生 4 固體廢物污染危害 5 固體廢物污染控制 一是防治固體廢物污染 二是綜合利用廢物資源 6 固體廢物處理 轉(zhuǎn)變成適于運(yùn)輸 利用 貯存或最終處置的過(guò)程 物理處理化學(xué)處理生物處理熱處理固化處理 物理處理 通過(guò)濃縮或相變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu) 使之成為便于運(yùn)輸 貯存 利用或處置的形態(tài) 化學(xué)處理 采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分從而達(dá)到無(wú)害化 或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變成為適于進(jìn)一步處理 處置的形態(tài) 生物處理 利用微生物分解固體廢物中可降解的有機(jī)物 從而達(dá)到無(wú)害化或綜合利用 熱處理 通過(guò)高溫破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu) 同時(shí)達(dá)到減容 無(wú)害化或綜合利用的目的 熱處理方法包括焚化 熱解 濕式氧化以及焙燒 燒結(jié)等 固化處理 采用固化基材將廢物固定或包覆起來(lái)以降低其對(duì)環(huán)境的危害 因而能較安全地運(yùn)輸和處置的一種處理過(guò)程 7 固體廢物處置 海洋處置 深海投棄 海上焚燒陸地處置 土地填埋 深井灌注 土地耕作 工程庫(kù)或貯留池貯存 8 我國(guó)控制固體廢物污染技術(shù)政策 無(wú)害化 減量化 資源化 第二章固體廢物的收集 運(yùn)輸與壓實(shí) 1 工業(yè)固體廢物的收集 運(yùn)輸 誰(shuí)污染 誰(shuí)治理 2 城市垃圾的收集運(yùn)輸 分類(lèi)收集與混合收集 垃圾收集容器 混凝土垃圾箱 垃圾臺(tái) 移動(dòng)式鐵制圓型垃圾桶 街道里弄 垃圾滑道 高層建筑 廢物箱 商業(yè)區(qū) 3 收集系統(tǒng)分析 針對(duì)不同收集系統(tǒng)和收集方法 研究完成所需要的車(chē)輛 勞力和時(shí)間 拖曳容器系統(tǒng) a 簡(jiǎn)便模式 b 交換模式 固定容器系統(tǒng) 圖2 3固定容器系統(tǒng)示意圖 3 固體廢物壓實(shí)器 構(gòu)造 容器單元和壓實(shí)單元二部分 類(lèi)別 固定和移動(dòng) 第五章污泥的濃縮與脫水 1 定義 指給水和污水處理中 采用各種分離方法去掉溶解的 懸浮的或膠體的固體物質(zhì) 從這些不同的方法中產(chǎn)生的泥渣統(tǒng)稱(chēng)污泥 2 處理目的 減少體積 降低含水率 使污泥衛(wèi)生化 穩(wěn)定化 改善污泥成分性質(zhì) 3 水分的分類(lèi) 存在形式 間隙水 70 左右 一般用濃縮法分離 毛細(xì)管結(jié)合水 20 左右 可采用高速離心機(jī)脫水 負(fù)壓或正壓過(guò)濾脫水機(jī)表面吸附水 7 左右 可用加熱法脫除 內(nèi)部水 3 左右 可用生物法破壞細(xì)胞膜除去胞內(nèi)水或高溫加熱法 冷凍法去除 污泥脫水的影響因素 水分在污泥中的存在形式 污泥顆粒的大小 有機(jī)物的含量 顆粒細(xì) 有機(jī)物含量高 4 污泥的處置 建筑材料 制磚 板材 鋪路 農(nóng)肥沼氣等 填埋 焚燒 減量 滅菌 海洋投棄 污泥濃縮的目的 除去間隙水 縮小體積方法 重力濃縮法 氣浮濃縮法 離心濃縮法 5 污泥濃縮 6 污泥的調(diào)理 目的 污泥濃縮或機(jī)械脫水前的預(yù)處理 改善性能 提高處理量方法 化學(xué)調(diào)理 淘洗 加熱加壓調(diào)理 冷凍融化調(diào)理 7 污泥脫水 真空過(guò)濾脫水 壓濾脫水 離心脫水 第六章固體廢物固化 1 廢物固化是用物理 化學(xué)方法將有害廢物摻合并包容在密實(shí)的惰性基材中 使其穩(wěn)定化的一種過(guò)程 2 目前采用的方法 使污染物轉(zhuǎn)變或引入到某種晶格中去 通過(guò)物理過(guò)程把污染成分直接滲入到惰性基材中 或兼而有之 主要處理無(wú)機(jī)廢物 電鍍污泥 砷渣 汞渣 氰渣 鉻渣等有害廢 固化劑 水泥 瀝青 玻璃 塑料等 對(duì)固化處理的基本要求包括 固化體應(yīng)具有良好的抗?jié)B透性 抗浸出性 抗干濕性 抗凍融性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度等 最好能作為資源加以利用 固化過(guò)程中材料和能量消耗要低 增容比 即所形成的固化體體積與被固化廢物的體積之比 要低 固化工藝過(guò)程簡(jiǎn)單 便于操作 固化劑來(lái)源豐富 價(jià)廉易得 處理費(fèi)用低 固化體的浸出率 指固化體浸于水中或其它溶液中時(shí) 其中有害物質(zhì)的浸出速度 增容比 固化技術(shù)可按固化劑分為水泥固化 瀝青固化 塑料固化 玻璃固化 石灰固化等 水泥固化 水泥是一種無(wú)機(jī)膠結(jié)劑 經(jīng)水化反應(yīng)后可形成堅(jiān)硬的水泥塊 能將砂 石等添加料牢固地凝結(jié)在一起 添加劑 常用的添加劑有吸附劑 如活性氧化鋁 粘土 蛭石等 緩凝劑 如酒石酸 檸檬酸 硼酸鹽等 促凝劑 如水玻璃 鋁酸鈉 碳酸鈉等 和減水劑 表面活性劑 等 水泥固化工藝配方原則 水泥固化的混合方法 外部攪拌混合法 筒內(nèi) 200L鋼筒 混合法 注入法 優(yōu)點(diǎn) 電鍍污泥處理十分有效設(shè)備和工藝過(guò)程簡(jiǎn)單 設(shè)備投資 動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用低添加劑價(jià)廉易得對(duì)含水率較高的廢物可以直接固化操作常溫即可 瀝青涂覆可降低污染物的浸出產(chǎn)品的強(qiáng)度 耐熱性和耐久性好放射性固廢安全運(yùn)輸適合投?；蜃鳛槁坊褂?水泥固化體的浸出率較高 需作涂覆處理 水泥固化體的增容比較高 達(dá)1 5 2 有的廢物需進(jìn)行預(yù)處理和投加添加劑 使處理費(fèi)用增高 水泥的堿性易使銨離子轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩?處理化學(xué)泥渣時(shí) 由于生成膠狀物 使混合器的排料較困難 需加入適量的鋸末予以克服 缺點(diǎn) 第七章可燃固體廢物的焚燒 從焚燒角度分析 城市生活垃圾可分為可燃和不可燃兩部分 可燃垃圾 橡塑 紙張 破布 竹木 皮革 果皮及動(dòng)植物 廚房垃圾等 其組分 物性和燃燒特性等非常復(fù)雜 不易直接填埋 不可燃垃圾 金屬 建筑垃圾 玻璃 灰渣等 除可回收利用部分外 大多可直接安全填埋 1 焚燒法一般是指將垃圾作為固體燃料送入焚燒爐中 在高溫條件下 一般為900 左右 爐心最高溫度可達(dá)1100 垃圾中的可燃成分與空氣中的氧進(jìn)行劇烈化學(xué)反應(yīng) 放出熱量 轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔夂托再|(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)?1 垃圾焚燒后 體積可減少85 95 質(zhì)量減少20 80 2 高溫焚燒消除了垃圾中的病原體和有害物質(zhì) 無(wú)害化 3 焚燒排出的氣體和殘?jiān)械囊恍┯泻Ω碑a(chǎn)物的處理遠(yuǎn)比有害廢棄物直接處置容易得多 4 焚燒法具有處理周期短 占地面積小 選址靈活等特點(diǎn) 5 熱能可以利用 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 焚燒法對(duì)垃圾的熱值有一定要求 建設(shè)成本和運(yùn)行成本相對(duì)高 管理水平和設(shè)備維修要求高 焚燒產(chǎn)生的廢氣若處理不當(dāng) 很容易對(duì)環(huán)境造成二次污染 不同季節(jié) 年份垃圾熱值的變化不同 熱值 粗熱值 凈熱值 固體廢物焚燒熱的利用包括供熱和發(fā)電 垃圾焚燒發(fā)電存在的問(wèn)題 垃圾發(fā)電當(dāng)前遇到的關(guān)鍵問(wèn)題是電站的發(fā)電量波動(dòng)性大 穩(wěn)定性小 其原因是垃圾中可燃廢棄物的質(zhì)量和數(shù)量隨季節(jié)和地區(qū)的不同而發(fā)生明顯變化 因此 垃圾焚燒電站的多余電力向電力公司出售時(shí) 價(jià)格不高 主要靠國(guó)家政策扶持 另外 垃圾焚燒發(fā)電本身屬于環(huán)保項(xiàng)目 如果處理的不好可能造成二次污染 燃燒產(chǎn)物 有機(jī)碳 CO2H H2O 有F或Cl存在時(shí)可能有HF HCl有機(jī)硫和有機(jī)磷 SO2 SO3 P2O5有機(jī)氮 N2為主 少量氮氧化物有機(jī)氟化物 HF 氫不足會(huì)出現(xiàn)CF4 COF2 需添加助燃料 有機(jī)氯 氯化氫 氫氣不足有游離氯氣產(chǎn)生 有機(jī)溴化物 碘化物 HBr Br2 I2金屬 鹵化物 硫酸鹽 磷酸鹽 碳酸鹽 氫氧化物和氧化物 垃圾焚燒煙氣的特點(diǎn)是HCl和CO2濃度特別高 粉塵中的鹽分 氯化物和硫酸鹽 特別高 有害有機(jī)廢物焚燒后要求達(dá)到的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)a 主要有害有機(jī)組成 POHC 的破壞去除率 DRE 要達(dá)到99 99 以上 b HCl的排放量應(yīng)符合從焚燒爐煙囪排出的HCl量在進(jìn)入洗滌設(shè)備之前小于1 8kg h 若達(dá)不到該要求 則經(jīng)過(guò)洗滌設(shè)備除去HCl的最小洗滌率應(yīng)為99 0 c 煙囪的排放顆粒物應(yīng)控制在183mg m3 空氣過(guò)量率為50 如果空氣過(guò)量率大于或小于50 應(yīng)折算成50 的排放量 第八章固體廢物的熱解 1 定義 固體廢物熱解是利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性 在無(wú)氧或缺氧條件下受熱分解的過(guò)程 2 熱解原理 3 典型固體廢物的熱解 產(chǎn)物 小分子化合物 碳?xì)浠衔?廢塑料的熱解 微波爐與熱風(fēng)爐加熱 減壓蒸餾的流程 聚烯烴浴熱解流程 流化床法 城市垃圾的熱解產(chǎn)物及工藝流程 一 城市垃圾熱解產(chǎn)物熱解以回收燃料油及燃料氣是一種資源回收途徑 其產(chǎn)物的組分與垃圾成分 熱解溫度以及熱解裝置有關(guān) 二 熱解工藝流程說(shuō)明 不同國(guó)家垃圾的組分不同 流程也不大相同 雙塔循環(huán)式流動(dòng)床熱分解的工藝 移動(dòng)床熱分解工藝 第九章可生化降解固體廢物的處理與利用 微生物降解技術(shù) 依靠自然界廣泛分布的微生物的作用 通過(guò)生物轉(zhuǎn)化 氧化 分解有機(jī)固廢 將有機(jī)固廢中易于生物降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為腐殖肥料 沼氣或其它化學(xué)轉(zhuǎn)化品 塑料蛋白 乙醇或糖類(lèi) 從而達(dá)到固廢無(wú)害化的一種處理方法 1 好氧生物降解制堆肥 原料 垃圾 污泥 人和禽畜糞便以及農(nóng)林廢物 工藝 傳統(tǒng) 手工操作和自然堆積方式 機(jī)械堆制技術(shù) 堆肥化 在控制條件下 使來(lái)源于生物的有機(jī)廢物 發(fā)生生物穩(wěn)定作用的過(guò)程 堆肥 腐殖土 好氧堆肥系統(tǒng)溫度一般為50一65 最高可達(dá)80一90 堆制周期短 故也稱(chēng)為高溫快速堆肥 厭氧堆肥 空氣與發(fā)酵原料隔絕 堆制溫度低 工藝比較簡(jiǎn)單 成品堆肥中氮素保留比較多 但堆制周期過(guò)長(zhǎng) 需3 12個(gè)月 異味濃烈 分解不夠充分 好氧法堆肥原理 堆肥微生物及其活動(dòng)情況嗜溫菌和嗜熱菌 堆肥過(guò)程參數(shù) 供氧量 含水率 碳氮比 有機(jī)物含量 堆肥程序 原料預(yù)處理 原料發(fā)酵 后處理 堆肥方法 間歇堆肥法 連續(xù)發(fā)酵 腐熟度 測(cè)試方法 直觀經(jīng)驗(yàn)法 淀粉測(cè)試法 耗氧速率法 厭氧發(fā)酵制沼氣 城市糞便厭氧發(fā)酵處理實(shí)例 P263 第十章煤系固體廢物的處理與利用 一 粉煤灰的形成 粉煤灰的組成 由玻璃體 內(nèi)部結(jié)晶體 空心球體 碎片組成的外觀相近 顆粒較細(xì)但并不均勻的多相混合物 氣壓增大 粉煤灰的組成 化學(xué)成分主要包括 Sio2Al2O3Fe2O3CaO和未燃燒盡的碳 粉煤灰的活性概念 粉煤灰的活