第六章 固體廢物的處理與利用.ppt

第六章固體廢物的處理與利用 第一節(jié)固體廢物與危險(xiǎn)廢物的來(lái)源與危害第二節(jié)固體廢物的管理及消除污染的途徑 第一節(jié)固體廢物與危險(xiǎn)廢物的來(lái)源與危害 一固體廢物和危險(xiǎn)廢物的來(lái)源與分類(lèi)二固體廢物與危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移三固體廢物對(duì)環(huán)境的危害 一 固體廢物和危險(xiǎn)廢物的來(lái)源與分類(lèi) 1固體廢物的概念 來(lái)源與分類(lèi)2危險(xiǎn)廢物的概念與類(lèi)別 一 固體廢物和危險(xiǎn)廢物的來(lái)源與分類(lèi) 1固體廢物的概念 來(lái)源與分類(lèi) 1 固體廢物的概念固體廢物 solidwaste 亦稱(chēng)廢物 一般指人類(lèi)在生產(chǎn) 加工 流通 消費(fèi)以及生活等過(guò)程提取目的組分之后 廢棄去的固態(tài)或泥漿狀物質(zhì) 2 分類(lèi)按化學(xué)性質(zhì)分 有機(jī)廢物和無(wú)機(jī)廢物按危害狀況分 有害廢物和一般廢物按來(lái)源分 歐美 工業(yè)固體廢物 礦業(yè)固體廢物 城市固體廢物 農(nóng)業(yè)固體廢物和放射性固體廢物 按固體廢物的管理需要 我國(guó) 分 工礦業(yè)固體廢物 有害固體廢物和城市垃圾 1 固體廢物的概念 來(lái)源與分類(lèi) 3 固體廢物的來(lái)源 見(jiàn)表 目前我國(guó)固體廢物的主要來(lái)源是工礦業(yè)固體廢物和城市垃圾 農(nóng)業(yè)固體廢物主要是農(nóng)用化學(xué)塑料薄膜和塑料制品 但數(shù)量較少 農(nóng)村的大量有機(jī)垃圾通常經(jīng)發(fā)酵后在農(nóng)業(yè)上自行消化 根據(jù)國(guó)家工業(yè)污染源調(diào)查辦公室公布的資料 1985年 全國(guó)煤矸石 鍋爐渣等十類(lèi)工業(yè)廢棄物排放量為56776萬(wàn)噸 排放率50 37 綜合利用12742萬(wàn)噸 利用率22 44 處置15433萬(wàn)噸 處置率27 18 歷年堆存量589939萬(wàn)噸 占地面積31924萬(wàn)平方米 2 危險(xiǎn)廢物的概念與類(lèi)別 1 危險(xiǎn)廢物的概念危險(xiǎn)廢物又稱(chēng)為有毒有害廢物 這類(lèi)廢物泛指除放射性廢物以外 具有毒性 易燃性 反應(yīng)性 腐蝕性 爆炸性 傳染性因而可能對(duì)人類(lèi)的生活環(huán)境產(chǎn)生危害的廢物 美國(guó)的定義 能引起或助長(zhǎng)死亡率的上升或嚴(yán)重不可恢復(fù)的疾病 可造成嚴(yán)重殘疾 在操作 儲(chǔ)存 運(yùn)輸 處理或其他管理不當(dāng)時(shí) 會(huì)對(duì)人體健康或環(huán)境帶來(lái)重大威脅的廢物稱(chēng)為危險(xiǎn)廢物世界衛(wèi)生組織的定義 根據(jù)其物理或化學(xué)性質(zhì) 要求必須對(duì)其進(jìn)行持殊處理和處置的廢物 以免對(duì)人體健康或環(huán)境造成影響的廢物 2 危險(xiǎn)廢物的類(lèi)別 我國(guó)都已公布名錄 a 急性毒性廢物 用1 1浸提液灌胃對(duì)小鼠 或大鼠 能引起小鼠 或大鼠 在48小時(shí)內(nèi)死亡半數(shù)以上者定為有急性毒性的固體廢物 b 易燃性廢物 閃點(diǎn)低于60 的液體 經(jīng)摩擦 吸濕或自發(fā)產(chǎn)生著火傾向的固體 著火時(shí)燃燒較劇烈并能持續(xù) 以及在管理期間會(huì)引起危險(xiǎn)者 c 反應(yīng)性廢物 性質(zhì)不穩(wěn)定 在無(wú)爆震時(shí)即易發(fā)生劇烈變化 遇水能劇烈反應(yīng) 遇水能形成爆炸性混合物 與水混合產(chǎn)生有毒氣體 蒸氣或煙霧 在有引發(fā)源和加熱時(shí)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(yīng) 根據(jù)其他法規(guī)所定義的爆炸品 d 浸出毒性 見(jiàn)表 e 腐蝕性廢物 pH 12 5或pH 2的廢物 世界衛(wèi)生組織重點(diǎn)限制的主要危險(xiǎn)廢物 二固體廢物與危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移 1 世界固體廢物和危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量 1 固體廢物的產(chǎn)生量各類(lèi)廢物的產(chǎn)生量工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量城市廢物的產(chǎn)生量 1981年各國(guó)各類(lèi)廢物的產(chǎn)生量 百萬(wàn)噸 工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量 美國(guó)年排放量4億噸 1980年 日本年排放量3 2億噸 1982年 全球每年約產(chǎn)生21億噸 我國(guó)的產(chǎn)生量 見(jiàn)表 城市廢物的產(chǎn)生量 人均產(chǎn)生的廢物量 2 危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量 2 固體廢物與危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移 1 廢物越境轉(zhuǎn)移的原因工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廢物產(chǎn)量巨大 處理費(fèi)用巨大 因而處理量較小 導(dǎo)致廢物的累積量巨大 影響生態(tài)環(huán)境和人們的身體健康 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家危險(xiǎn)廢物已稱(chēng)為 政治廢物 公眾對(duì)廢物問(wèn)題很敏感 反對(duì)自己居住的地區(qū)設(shè)立危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)所 發(fā)展中國(guó)家某些人為了撈取好處 使得大量廢物 尤其是危險(xiǎn)廢物大量涌入 2 固體廢物與危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移 2 巴塞爾公約巴塞爾公約聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署1989年3月20日至22日在瑞士巴塞爾召開(kāi)了 控制危險(xiǎn)廢物越境轉(zhuǎn)移及其處理公約 外交大會(huì) 公約的基本原則 首先 所有國(guó)家都應(yīng)禁止輸入危險(xiǎn)廢物 其次 應(yīng)盡量減少危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量 第三 對(duì)于不可避免而產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物 應(yīng)盡可能以對(duì)環(huán)境無(wú)害的方式處置 并應(yīng)盡量在產(chǎn)生地處置 須幫助發(fā)展中國(guó)家建立起最有效的管理危險(xiǎn)廢物的能力 第四 只有在特殊情況下 當(dāng)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生國(guó)沒(méi)有合適的處置設(shè)施時(shí) 才允許將危險(xiǎn)廢物出口到其他國(guó)家進(jìn)行安全處置 2 固體廢物與危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移 3 控制危險(xiǎn)廢物越境轉(zhuǎn)移的對(duì)策首先 應(yīng)加強(qiáng)宣傳工作 提高世界各國(guó)的環(huán)境意識(shí) 其次 要加強(qiáng)國(guó)際間的廣泛交流和合作 第三 各國(guó)應(yīng)建立完善的法律制度 以法律作為嚴(yán)格管理的依據(jù) 第四 建立并完善統(tǒng)一的國(guó)際公約及公約的維護(hù)機(jī)構(gòu) 三固體廢物對(duì)環(huán)境的危害 1 固體廢物的特點(diǎn)首先 具有呆滯性和不可稀釋性 污染物的最終形態(tài) 其次 在自然條件下 固體廢物中的有害成分會(huì)轉(zhuǎn)入大氣 水體和土壤中 參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 具有長(zhǎng)期潛在的危害性 最后 由于固體廢物具有呆滯性 不可稀釋性 長(zhǎng)期潛在的危害性 因而對(duì)固體廢物必須從其產(chǎn)生 運(yùn)輸 存貯 處理及處置的每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行控制 即具有全過(guò)程管理的特點(diǎn) 三固體廢物對(duì)環(huán)境的危害 2 固體廢物對(duì)環(huán)境的危害侵占土地 1990年 我國(guó)歷年工業(yè)固體廢物堆存總量為64 82億噸 占地5 84億平方米 污染土壤和地下水 堆存垃圾滲濾液會(huì)污染土壤和地下水 污染水體 許多人將垃圾傾入水體 造成水體污染 污染大氣 尾礦粉煤灰 污泥和垃圾顆粒隨風(fēng)飛揚(yáng) 固體廢物的焚燒產(chǎn)生有害氣體和粉塵等 3 危險(xiǎn)廢物的危害 1 危險(xiǎn)廢物危害環(huán)境的途徑 處理前的堆放過(guò)程中 可污染空氣 水體和土壤 處理處置過(guò)程中 潛在的危險(xiǎn)物質(zhì)會(huì)從一種介質(zhì)轉(zhuǎn)入另一種介質(zhì)引起污染 處理處置后 危險(xiǎn)廢物仍然可通過(guò)空氣 水和土壤污染人類(lèi)健康與環(huán)境 三固體廢物對(duì)環(huán)境的危害 3 危險(xiǎn)廢物的危害 2 危險(xiǎn)廢物對(duì)人體健康的危害 短期危害 通過(guò)攝入 吸入和皮膚吸收 眼接觸引起毒害 引起燃燒 爆炸 腐蝕等危險(xiǎn)性事件 長(zhǎng)期危害 長(zhǎng)期接觸導(dǎo)致的長(zhǎng)期中毒 致癌 致畸和致變等 三固體廢物對(duì)環(huán)境的危害 第二節(jié)固體廢物的管理及消除污染的途徑 一 固體廢物的管理二 固體廢物的減量化及無(wú)廢工藝的發(fā)展三 固體廢物的處理及資源化技術(shù)四 固體廢物的無(wú)害化處置 一 固體廢物的管理 1 廢物管理的觀點(diǎn)廢物產(chǎn)生機(jī)制 從廢物的價(jià)值角度看 當(dāng)商品失去效用從而失去價(jià)值時(shí) 即成為廢物 因而廢物的產(chǎn)生是不可避免的 廢物產(chǎn)生機(jī)制 從人類(lèi)活動(dòng)的一次環(huán)境空間看 廢物存留在環(huán)境中 只不過(guò)被排除在生活和生產(chǎn)活動(dòng)之外 但是廢物會(huì)惡化環(huán)境質(zhì)量 因而廢物具有負(fù)的價(jià)值 廢物價(jià)值的大小取決于社會(huì)的自然 文化 科學(xué)和經(jīng)濟(jì)狀況 同時(shí)又因個(gè)人的倫理 道德因素有關(guān) 固體廢物管理的核心 使負(fù)價(jià)值達(dá)到最小 甚至使廢物重新轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫奈镔|(zhì) 一 固體廢物的管理 2 固體廢物管理狀況日本 廢物處理和清掃法 規(guī)定 全體國(guó)民的義務(wù)和廢物處理的主體 不但企業(yè)有適當(dāng)處理的義務(wù) 而且公民也有保持生活環(huán)境清潔的義務(wù) 美國(guó)1976年頒布了 資源保護(hù)和回收法 1980年后實(shí)行了 搖籃到墳?zāi)?計(jì)劃 對(duì)20萬(wàn)家污染源產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物實(shí)行從運(yùn)輸 貯存到最終處置的跟蹤管理 發(fā)展中國(guó)家?guī)缀鯚o(wú)人管理 我國(guó)在廢物管理方面正逐步完善 一 固體廢物的管理 3 固體廢物管理的發(fā)展趨勢(shì)固體廢物管理的發(fā)展過(guò)程的三階段 1 未加控制的土地處理階段 2 衛(wèi)生填埋與簡(jiǎn)單的資源回收并存階段 3 固體廢物的綜合管理階段 固體廢物綜合管理模式 見(jiàn)圖 固體廢物綜合管理的主要目標(biāo) 減量化 資源化 和 無(wú)害化 二 固體廢物的減量化 1 固體廢物的減量化固體廢物的減量化指的是減少固體廢物的產(chǎn)生量 主要針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢物而言 減少污染源的廢物產(chǎn)生量是解決工業(yè)固體廢物問(wèn)題的最佳方案 理論上解決固體廢物問(wèn)題最有效的辦法 上世紀(jì)70年代美國(guó)環(huán)境保護(hù)局制定了一份固體廢物管理實(shí)施方案 首先采取減少?gòu)U物的產(chǎn)生 其次是廢物的重復(fù)利用 再次是選擇才是處理 二 固體廢物的減量化 2 無(wú)廢少?gòu)U工藝 1 無(wú)廢工藝定義 無(wú)廢工藝是這樣一種生產(chǎn)產(chǎn)品的方法 借助這種方法 所有的原料和能量在原料資源 生產(chǎn) 消費(fèi) 二次原料資源的循環(huán)中得到最合理和綜合的利用 同時(shí)對(duì)環(huán)境的任何作用都不致破壞它的正常功能 目的 解決自然資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題 二 固體廢物的減量化 2 少?gòu)U工藝定義 少?gòu)U工藝是這樣一種生產(chǎn)方法 這種生產(chǎn)的實(shí)際活動(dòng)對(duì)環(huán)境所造成的影響不超過(guò)允許的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 最高容許濃度 同時(shí)由于技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 組織或其它方面的原因 部分原材料可能轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)期存放或埋藏的廢料 少?gòu)U工藝是現(xiàn)階段作為傳統(tǒng)工業(yè)向無(wú)廢生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的一種過(guò)渡形式 二 固體廢物的減量化 3 實(shí)現(xiàn)無(wú)廢生產(chǎn)的主要途徑原料的綜合利用 改革原有工藝或開(kāi)發(fā)全新流程 實(shí)現(xiàn)物料的閉路循環(huán) 工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化成二次資源 改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 加強(qiáng)皮品的回收利用 三 固體廢物處理及資源化 一 資源化1 資源化的含義資源化即為廢物的再循環(huán)利用 回收能源和資源 大規(guī)模地建立資源回收系統(tǒng) 必將減少原材料的采用 減少?gòu)U物的排放量 運(yùn)輸量和處理量 廢物的資源回收可以提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 而且做到物盡其用 取得一定的經(jīng)濟(jì)效益 一 固體廢物的資源化 2 資源化系統(tǒng) 見(jiàn)圖 概念 是指從原材料制成的成品 經(jīng)過(guò)市場(chǎng)消費(fèi) 最后成為廢物又引入新的生產(chǎn)消費(fèi)循環(huán)系統(tǒng) 就整個(gè)社會(huì)而言 就是生產(chǎn) 消費(fèi) 廢物的一個(gè)不斷循環(huán)系統(tǒng) 理想的資源化系統(tǒng)要綜合地進(jìn)行技術(shù) 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的論證才能實(shí)現(xiàn) 二 固體廢物的處理技術(shù) 1 物理法物理處理是通過(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) 物理處理方法包括壓實(shí) 破碎 分選等 二 固體廢物的處理技術(shù) 2 化學(xué)法化學(xué)處理是采用化學(xué)方法破壞團(tuán)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) 化學(xué)處理方法通常只用在所含成分單一或所含幾種化學(xué)成分特性相似的廢物處理方面 化學(xué)處理方法包括氧化 還原 中和 化學(xué)沉淀和化學(xué)溶出等 有些有害固體廢物 經(jīng)過(guò)化學(xué)處理還可能產(chǎn)生含毒性成分的殘?jiān)?須對(duì)殘?jiān)M(jìn)行解毒處理或安全處置 二 固體廢物的處理技術(shù) 3 生物處理生物處理是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)害化和綜合利用 固體廢物經(jīng)過(guò)生物處理 在容積 形態(tài) 組成等方面 均發(fā)生重大變化 因而便于運(yùn)輸 貯存 利用和處置 生物處理方法包括好氧處理 厭氧處理 兼性厭氧處理 與化學(xué)處理方法相比 生物處理在經(jīng)濟(jì)上一般比較便宜 應(yīng)用也相當(dāng)普遍 但處理過(guò)程所需時(shí)間較長(zhǎng) 處理效率有時(shí)不夠穩(wěn)定 3 生物處理 1 堆肥化依靠自然界的細(xì)菌 放線(xiàn)茵 真菌等微生物 人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程 堆肥化的產(chǎn)物稱(chēng)作堆肥 是一種具有改良土壤結(jié)構(gòu) 增大土壤容水性 減少無(wú)機(jī)氨流失 促進(jìn)難溶解轉(zhuǎn)化為易溶磷 增加土壤緩沖能力 提高化學(xué)肥料的肥效等多種功效的廉價(jià) 優(yōu)質(zhì)土壤改朗l料 可分為厭氧堆肥與好氧堆肥 好氧堆肥又分為露天推肥和快速堆肥兩種方式 現(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)通常由前處理 主發(fā)酵 一次發(fā)酵 后發(fā)酵 二次發(fā)酵 后處理 貯藏等五個(gè)工序組成 其中主發(fā)酵是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵 應(yīng)控制好通風(fēng) 溫度 水分 C N比 C P比及pH值等發(fā)酵條件 3 生物處理 2 沼氣化沼氣化亦稱(chēng)厭氧發(fā)酵 是固體廢物中的碳水化合物 蛋白質(zhì) 脂肪等有機(jī)物在人為控制的溫度 濕度 酸堿度的厭氧環(huán)境中經(jīng)多種微生物的作用生成可燃?xì)怏w的過(guò)程 適用于城市污泥 農(nóng)業(yè)固體廢物 糞便處理 對(duì)固體廢物起到穩(wěn)定無(wú)害的作用 且可以生產(chǎn)一種便于貯存和有效利用的能源 沼氣 3 生物處理 3 廢纖維素糖化技術(shù)廢纖維素糖化是利用酶水解技術(shù)使之轉(zhuǎn)化成單體葡萄糖 然后可通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化工原料或生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白或微生物蛋白 天然纖維素酶水解順序如下 4 熱處理 熱處理是通過(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 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 4 熱處理 1 焚燒處理在高溫 800一1000 下 通過(guò)燃燒 使固體廢物中的可燃成分轉(zhuǎn)化成惰性殘?jiān)?同時(shí)回收熱能 通過(guò)燃燒 可使固體廢物進(jìn)一步減容 城市垃圾經(jīng)燃燒后可減小體積80 90 重量將降低75 一80 同時(shí)可以較徹底的消滅各種病源體 消除腐化源 優(yōu)點(diǎn) 焚燒占地小 焚燒對(duì)垃圾處理徹底 殘?jiān)挝廴疚ｋU(xiǎn)較小 焚燒操作是全天侯的不受天氣影響 焚燒可安裝在接近垃圾源的地方 節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用 焚燒的適用面廣 除城市垃圾以外的許多城市廢物也可以采用焚燒方法進(jìn)行凈化 4 熱處理 1 焚燒處理缺點(diǎn) 燃燒處理也有明顯缺陷首先 仍然存在二次污染 燃燒仍然要排出灰渣 廢氣 特別是近年來(lái)出現(xiàn)的 二惡英 其毒性比氰化物大一千倍 使人憂(yōu)心仲仲 其次 單位投資和處理運(yùn)轉(zhuǎn)成本較高 再次 對(duì)廢物有一定要求 即要求其熱值至少大于4000KJ kg 對(duì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō) 城市垃圾熱值幾乎都達(dá)不到要求 且經(jīng)濟(jì)上很難承受 故很難普遍推廣使用 4 熱處理 2 熱解熱解是將有機(jī)物在厭氧或缺氧條件下高溫 500一1000 加熱 使之分解為氣 液 固三類(lèi)產(chǎn)物 氣態(tài)的有氫 甲烷 碳?xì)浠衔?一氧化碳等可燃?xì)怏w 液態(tài)的有含甲醇 丙酮 醋酸 乙醛等成分的燃料油 固態(tài)的主要為固體碳 該法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)U物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為便于貯存和運(yùn)輸?shù)挠杏萌剂?而且尾氣排放量和殘?jiān)枯^少 是一種低污染的處理與資源化技術(shù) 四 固體廢物的無(wú)害化處置 一 固體廢物的處置 二 固體廢物的處置方法 一 固體廢物的處置 1 固體廢物處置的概念是指最終處置 Finaldisposal 或安全處置 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(wèn)題 2 目的 一些固體廢物經(jīng)過(guò)處理和利用 總還會(huì)有部分殘?jiān)嬖?而且很難再加以利用 這些殘?jiān)赡苡指患舜罅坑卸?