第二章 城市生活垃圾的收集,貯存

1、 第二章 固體廢物的收集、貯存 主講內(nèi)容 2.1、概論 2.2、城市生活垃圾的收集與運輸 城市生活垃圾城市生活垃圾：是指在城市日常生活中和為日常生活 提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢棄物。包括一般性垃圾、 人畜糞便、廚房廢物、污泥、垃圾殘渣和灰塵等固體物 質(zhì)。 危害：對大氣、水體、土壤造成污染，嚴重影響城市 的環(huán)境質(zhì)量，直接威脅到人的身體健康。 基本目標：無害化處理。 分選技術(shù)分選技術(shù) 城城 市市 垃垃 圾圾 卡車運輸卡車運輸 管道運輸管道運輸 常溫破碎常溫破碎 低溫破碎低溫破碎 濕式破碎濕式破碎 篩選、重力篩選、重力 分離、靜電分離、靜電 分離、渦流分離、渦流 分離、光學分離、光學 分離、磁場分

2、離、磁場 分離分離、溶劑溶劑 分分 離離、浮選分浮選分 離等離等 燃燃 燒燒 熱熱 分分 解解 微生物分解微生物分解 廢氣處理廢氣處理 廢水處理廢水處理 廢渣處理廢渣處理 大氣大氣 河流河流 填埋填埋 無機無機 物物 鐵鐵 非鐵非鐵 金屬金屬 玻璃玻璃 有機有機 物物 紙紙 紙漿紙漿 塑料塑料 橡膠橡膠 空瓶空瓶 空罐空罐 廢紙廢紙 廢零件廢零件 分選回收、手選分選回收、手選 水水 蒸蒸 氣氣 和和 電電 力力 燃燃 料料 氣氣、 油油、 炭炭 黑黑 堆肥堆肥、葡葡 萄糖萄糖、蛋蛋 白白、乙乙 醇醇、丙丙 酮酮、甲甲 烷烷、乙烯乙烯 建材建材 骨料骨料 或道或道 路用路用 材等材等 消消 費費

3、 活活 動動 生產(chǎn)活動生產(chǎn)活動 工業(yè)廢物工業(yè)廢物 天然資源天然資源 收集運輸技術(shù)收集運輸技術(shù)破碎技術(shù)破碎技術(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)后處理技術(shù)后處理技術(shù) 2.1 概論 2.1.1、城市生活垃圾的產(chǎn)生和分類 2.1.2、城市生活垃圾的組成與性質(zhì) 2.1.3、國外城市生活垃圾管理概況 2.1.1 城市生活垃圾的產(chǎn)生和分類 一、城市生活垃圾產(chǎn)生及其影響因素 二、城市生活垃圾的分類 一、城市生活垃圾產(chǎn)生及其影響因素 1.垃圾的產(chǎn)生垃圾的產(chǎn)生 來源：主要來自人們生活中產(chǎn)生的固體廢棄物。來源：主要來自人們生活中產(chǎn)生的固體廢棄物。 特點：隨經(jīng)濟和城市化的發(fā)展逐年增加，特點：隨經(jīng)濟和城市化的發(fā)展逐年增加， 20c70

4、s-80s增長較為迅速，近年來仍然保持增長增長較為迅速，近年來仍然保持增長 趨勢，但增速放緩，自趨勢，但增速放緩，自1979 年以來，我國城市生活垃年以來，我國城市生活垃 圾平均以每年圾平均以每年8.98% 的速度增長，的速度增長，2005年城市生活垃圾年城市生活垃圾 產(chǎn)生量已達產(chǎn)生量已達1.52億噸，預計到億噸，預計到2010年將達到年將達到3.1億噸。億噸。 我國上世紀我國上世紀80年代到本世紀初垃圾增長趨勢如下圖年代到本世紀初垃圾增長趨勢如下圖 圖圖1 1 1 19 99 90 0- -2 20 00 03 3年年全全國國垃垃圾圾、糞糞便便清清運運量量 16798 13077 18332

5、 12337 11959 9820 8851 11264 14223 13755 13827 16457 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 2001 2002 2003 年年 份份 垃垃 圾圾 糞糞 便便 清清 運運 量量 2.影響垃圾產(chǎn)生量的因素(五個方面) (1) 人口的影響 (2) 經(jīng)濟發(fā)展水平的影響 (3) 居民生活水平的影響 (4) 燃料結(jié)構(gòu)和地理位置的影響 (5) 消費習慣的影響 (1) 人口的影響 垃圾的產(chǎn)生量

6、與城市人口的數(shù)量呈正相關(guān) 的對應(yīng)關(guān)系。 改革開放初期，城市人口大量增加是城市 垃圾產(chǎn)生量增長快的主要原因。 圖3-1給出了垃圾產(chǎn)生量與城市人口數(shù)的對 應(yīng)關(guān)系。（參p20） (2) 經(jīng)濟發(fā)展水平的影響 垃圾的產(chǎn)生量與經(jīng)濟發(fā)展水平呈正相關(guān)的 對應(yīng)關(guān)系。 經(jīng)濟發(fā)展速度越快，垃圾產(chǎn)生量增加的也 就越快，發(fā)展中國家與發(fā)達國家相比垃圾 增長率相對較低即為例證。 圖3-2給出了我國城市垃圾產(chǎn)生量與國內(nèi)生 產(chǎn)總值的對應(yīng)關(guān)系。（參p20） 北京和上海垃圾增長率示意圖 分析上海市和北京市垃圾產(chǎn)量增長率不難發(fā)現(xiàn)， 兩個城市垃圾增長速率都從高速增長期過渡到了 平穩(wěn)增長期。目前，根據(jù)兩個城市的預測垃圾增 長率基本上將穩(wěn)

7、定在2%的水平。 (3) 居民生活水平的影響 垃圾的產(chǎn)生量與居民生活水平也呈正相關(guān) 的對應(yīng)關(guān)系。 表3-2（參p21）部分發(fā)達國家和我國不同 地區(qū)垃圾的產(chǎn)生情況。 發(fā)達國家如美國、日本人均垃圾產(chǎn)生量明 顯高于其他國家。 我國北京上海等發(fā)達地區(qū)的人均垃圾產(chǎn)生 量也明顯高于其它欠發(fā)達地區(qū)。 (4) 燃料結(jié)構(gòu)和地理位置的影響 我國是以煤為主要燃料的國家，一次能源 的75%是煤炭。煤炭不僅廣泛用于工業(yè)生 產(chǎn)，同時也是家庭燃料的重要組成部分， 大部分北方家庭的做飯、取暖均以煤炭為 主要燃料。而南方相對用煤量少，所以燃 料結(jié)構(gòu)和地理位置對城市垃圾的產(chǎn)量也會 有重要的影響。 (5) 消費習慣的影響 隨著生活

8、水平的提高和人們消費意識的變化，以及包裝 工業(yè)的發(fā)展，商品的包裝形式越來越繁多，包裝物的種 類和數(shù)量急增，一次性使用的商品也被廣泛應(yīng)用于賓館 和餐飲行業(yè)。這些附有包裝的物品和一次性用品消費后， 包裝材料便進入垃圾，使城市垃圾猛增。實際上垃圾中 的金屬、玻璃、紙類，特別是塑料等物質(zhì)大部分是用后 廢棄的包裝材料。例如，蔬菜進入超級市場后，雖然由 于曾進行過擇選和清洗減少了垃圾中廚余物的量，但卻 因為進行了包裝，增加了垃圾中包裝材料的含量。 二、城市生活垃圾的分類 種類繁多，組成復雜，性質(zhì)多樣，分類方法多 種多樣，各不相同， 按城市垃圾的性質(zhì)如可燃 性能、燃燒熱值、化學成分及可堆肥性等分為： 可燃性

9、能：可燃性和不可燃性垃圾 按發(fā)熱量：高熱值垃圾和低熱值垃圾 化學成分：有機和無機垃圾 可堆肥性：可堆肥和不可堆肥垃圾 按城市生活垃圾的組成分類：（主要結(jié)合 垃圾處理處置方式或資源回收利用可能性） 分可回收物、易堆腐物、可燃物及其它無 機廢物等四大類。 簡單分：有機垃圾（動植物垃圾）、無機 垃圾(爐塵、庭院塵土、碎磚瓦）和可回收 物（金屬、塑料、橡膠、廢紙、玻璃等） 城市垃圾分類的目的是為了給后續(xù)的處理城市垃圾分類的目的是為了給后續(xù)的處理 方式和方法提供必要的依據(jù)。見下表：方式和方法提供必要的依據(jù)。見下表： 分類方法內(nèi)容意義 按可燃性 可燃垃圾與不可燃垃圾 為焚燒處理提供依據(jù) 按發(fā)熱量 高熱值垃

10、圾與低熱值垃圾 為焚燒處理提供依據(jù) 按可堆肥 性 可堆肥垃圾與不可堆肥垃圾 為堆肥及它生物處理提供依據(jù) 按處理 處置方法 可回收物、易堆腐物、可燃物其它無機廢物 有機物、無機物、可回收物 為資源回收、選擇合適的處理 處置方法提供依據(jù) 按產(chǎn)生或 收集來源 食品垃圾：居民住戶排出垃圾的主要成分 普通垃圾：紙類、廢舊塑料、罐頭盒、玻璃、陶瓷、木片 等日用舊物，亦可統(tǒng)稱為家庭垃圾，是城市生活垃圾中可回收 利用的主要對象。 庭院垃圾：植物殘余、樹葉、樹杈及庭院清掃物 清掃垃圾：城市道路、橋梁、廣場、公園及其它露天公共 場所由環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)清掃收集的垃圾。 商業(yè)垃圾：城市商業(yè)、各類商業(yè)性服務(wù)網(wǎng)點或?qū)I(yè)性營業(yè) 場

11、所（菜市場、飲食店）產(chǎn)生的垃圾。 建筑垃圾：城市建筑物、構(gòu)筑物等進行維修和興建的施工 現(xiàn)場產(chǎn)生的垃圾。 危險垃圾：醫(yī)院傳染病房、放射治療系統(tǒng)、核試驗室等場 所排放的各種廢物（常歸入危險廢物之列）。 其它垃圾：除以上各類產(chǎn)生源以外場所所排放的垃圾的總 稱。 為垃圾分類、收集、加工轉(zhuǎn)化、 資源回收選擇合適的處理處置 方法提供依據(jù) 詳細分類 食品垃圾、紙類、細碎物、金屬、玻璃、塑料、輪胎、 電池、木制品、舊家電、報廢汽車等 垃圾分類、收集、加工轉(zhuǎn)化、資源回收 選擇處理處置提供依據(jù) 化學成分C、O、S、H、N、P等 為垃圾研究、設(shè)計、加工處理提供依據(jù)。 2.1.2 城市生活垃圾的組成與性質(zhì) 一、垃圾的

12、組成及其影響因素 主要受地理條件、生活習慣、居民生活水平和民 用燃料結(jié)構(gòu)的影響。我國城市垃圾在產(chǎn)量迅速增長的 同時，垃圾構(gòu)成也發(fā)生了很大的變化。表現(xiàn)為有機物 增加，可燃物增多，可利用價值增大。 城市有機 垃圾 無機 垃圾 廢 品 紙塑料玻璃金屬織物小計 上海71.531.828.0511.784.010.582.2426.65 紐約27.32.944.85.111.98.0069.8 1.民用燃料結(jié)構(gòu)的改變對垃圾構(gòu)成的作用 我國是以煤為主要燃料的國家，一次能源的75%是煤炭。 煤炭不僅廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，同時也是家庭燃料的重要組成部 分，大部分家庭的做飯、取暖均以煤炭為主要燃料，造成城市 生活垃

13、圾中含有大量的煤灰，垃圾中有機物含量較少。 但是近年來，隨著城市集中供熱和煤氣化的普及，民用燃 料的消費結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，同時也帶來了城市垃圾組分的 變化。城市燃氣的普及率從1986年的28.52%增加到1995年的 70%，北方地區(qū)的集中供熱普及率1995年為20%，2000年達 到45%。城市生活垃圾中的有機物含量和熱值還將進一步增加。 燃煤區(qū)垃圾中的無機組分明顯高于燃氣區(qū)，而燃氣區(qū)垃圾中的 有機組分和可回收廢口的比例明顯高于燃煤區(qū)，變化最大的組 分就是垃圾中的煤灰量的減少，廚余成為主要組分，因此，垃 圾的含水量相對增加。 2.居民生活水平和消費結(jié)構(gòu)與垃圾構(gòu)成 居民生活水平和消費結(jié)構(gòu)的改

14、變不僅影響城 市垃圾的產(chǎn)生量，也是影響垃圾成分的重要因素。 近20年來，居民生活水平不斷提高，排出的垃圾 萬分也發(fā)生了相應(yīng)的變化。垃圾中的煤灰漸漸減 少，易堆腐物和廢品含量持續(xù)增長，白色污染成 為一道“風景線”。 另外，同一城市不同地區(qū)的垃圾萬分也有所 不同，高檔住宅區(qū)的垃圾中可回收廢物如塑料、 紙品、金屬、織物和玻璃等含量明顯高于普通住 宅區(qū)。 3.垃圾產(chǎn)生源與垃圾構(gòu)成 我國城市垃圾主要由居民生活垃圾、街道保潔垃圾和 集團垃圾三大類。 居民生活垃圾居民生活垃圾：來自居民生活過程中遺棄的廢棄物， 主要由易腐有機物、煤灰、泥砂、紙類等構(gòu)成。它在城市 垃圾整體中，不僅數(shù)量占居首位，而且成分最為復雜

15、，其 構(gòu)成受時間和季節(jié)影響，變化大且極不均勻。 街道保潔垃圾：街道保潔垃圾：來自清掃馬路、街道和小巷路面。它的成 分與居民生活垃圾相似，但是泥沙、枯枝落葉和商品包裝 物較多，易腐有機物較少，平均含水量較低，低位熱值略 高于居民生活垃圾。 集團垃圾集團垃圾：指機關(guān)、團體、學校、工廠和第三產(chǎn)業(yè)等在生 產(chǎn)和工作過程中產(chǎn)生的廢棄物。它的成分隨發(fā)生源不同而 變化。這類垃圾與居民生活垃圾相比，具有成分較為單一 穩(wěn)定、平均含水量較低和易燃物、特別是高熱值的易燃物 多的特點。 4.城市特征與垃圾構(gòu)成： 我國各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡，使中國城市垃圾構(gòu)成和特性有很 大的不均勻性。城市垃圾的產(chǎn)生量及其構(gòu)成，與城市的規(guī)模

16、、 性質(zhì)、功能和地理位置有很大關(guān)系，其特點特點是： A、大城市與中小城市垃圾構(gòu)成有十分明顯的區(qū)別。大城市 雖然地理環(huán)境等基礎(chǔ)條件不同，但是由于城市居民的消費水平 都比較高，所以城市垃圾的有機含量的差距相對較小。 B、中小城市的居民消費水平及生活能源氣化率都比較低， 有機物約占生活垃圾總量的25%，無機物約占65%，其余為廢 品。南方城市垃圾的有機物高于北方城市。 C、城市氣化率、集中供熱面積及人均燃煤購買量對垃圾的 產(chǎn)量和構(gòu)成具有明顯的影響。 D、包裝廢物在城市垃圾中的比重增加，是造成城市垃圾增 長的重要原因之一。 二、垃圾的性質(zhì) 1.物理性質(zhì)：含水率，容重 2.化學性質(zhì)：揮發(fā)份，灰分，元素組

17、成，發(fā)熱值 3.生物特性：生物可降解性，生物毒性 含水率對處理處置的影響 堆肥化：含水率過高，空隙度降低，易產(chǎn)生厭氧，導致惡臭； 含水率過低，微生物不能正常生長 焚燒：含水率過高，垃圾不能自持燃燒，解決方法，一是添 加煤粉來增加熱值，一是采用生物預處理方法，先將垃圾倒 入儲坑放置一段時間，使一部分水滲瀝出，含水率降低 填埋：含水率過高，使填埋場地泥濘，影響填埋機械操作 定義：是指單位質(zhì)量垃圾含有的水分量，用質(zhì)量分數(shù)（%） 表示 測定方法 1、實測法 廢物樣品 稱重 初始質(zhì)量 烘干 (1051) 取出稱重 每隔1h 直至恒重 測定過程： 含水率含水率/%=(初始質(zhì)量初始質(zhì)量-烘干至恒重時質(zhì)量烘干

18、至恒重時質(zhì)量)x100%/初始質(zhì)量初始質(zhì)量 測定方法（續(xù)） 2、計算法 原理：原理：已知廢物物理組成以及各組分含水率，則可以按固體已知廢物物理組成以及各組分含水率，則可以按固體 廢物的物理組成加權(quán)計算得到混合廢物的含水率廢物的物理組成加權(quán)計算得到混合廢物的含水率(現(xiàn)場應(yīng)用現(xiàn)場應(yīng)用) 表達式：表達式：W =iWi 例：例：已知廢物由食品垃圾、紙張、塑料、灰土組成，分別占已知廢物由食品垃圾、紙張、塑料、灰土組成，分別占 60%、10%、20%、10%，各組分含水率分別為，各組分含水率分別為85%、 20%、3%、9% 含水率為：含水率為： W=60% x 85%+10% x 20%+20% x 3

19、%+10% x 9%=54.5% 定義 又稱容積密度，指一定體積空間中所容納的廢物質(zhì)量，單位 kg/m3。 測定方法 1、實測法 容器(體積V) 稱重 初始質(zhì)量 填滿 樣品 稱重 末端質(zhì)量 容重容重=（末端質(zhì)量（末端質(zhì)量-初始質(zhì)量）初始質(zhì)量）/體積體積V W=(w2-w1)/V 測定方法（續(xù)） 2、計算法 原理：原理：可采用分別測各組分的容重，然后按固體廢物的物理可采用分別測各組分的容重，然后按固體廢物的物理 組成加權(quán)計算得到混合廢物的容重組成加權(quán)計算得到混合廢物的容重 表達式：表達式： =i i 例：例：廢物由食品垃圾、紙張、塑料組成，食品垃圾、紙張、廢物由食品垃圾、紙張、塑料組成，食品垃圾

20、、紙張、 塑料分別占塑料分別占60%、10%、30%，食品垃圾、紙張、塑料，食品垃圾、紙張、塑料 的容積密度分別為的容積密度分別為300 kg/m3、80 kg/m3、60 kg/m3 容重為：容重為： W=60% x 300+10% x 80+30% x 60=206 kg/m3 揮發(fā)分（Vs（%） 定義：指樣品干物質(zhì)中，在還原性氣氛中加熱，能轉(zhuǎn)化為氣 態(tài)物質(zhì)的部分 樣 品 干樣 稱重 初始質(zhì)量 無氧環(huán)境中 (60020) 稱重 末端質(zhì)量恒溫一段時間 揮發(fā)分揮發(fā)分/%=（初始質(zhì)量（初始質(zhì)量-末端質(zhì)量）末端質(zhì)量）x100%/初始質(zhì)量初始質(zhì)量 Vs= (W3-W4)/W3 x100% W3- 烘

21、干的垃圾樣品的質(zhì)量烘干的垃圾樣品的質(zhì)量 W4- 灼燒后的殘留量灼燒后的殘留量 灰分（A） 定義：指樣品干物質(zhì)中，無法由燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)的 殘余物（即灼燒殘留量（%） 灰分灰分/%=末端質(zhì)量末端質(zhì)量x100%/初始質(zhì)量初始質(zhì)量 A=1-Vs 樣品干樣 稱重 初始質(zhì)量 加熱 600,2h 稱重 末端質(zhì)量 冷卻 定義 指固體廢物在燃燒反應(yīng)中所能釋放的熱能 低熱值和高熱值的區(qū)分QL=QH-600W 低熱值大于3350kJ/kg時，燃燒不需要助燃劑。 ） 測定方法 1、測量法 廢物 樣品 裝入 密閉 充氧 釋放 熱量 助燃劑氧彈 量熱計 點火 夾套內(nèi)水溫 不再上升 樣品熱值樣品熱值=水的升溫焓水的

22、升溫焓-助燃劑熱值助燃劑熱值 例題：有1000kg混合垃圾,其物理組成 是:食品垃圾250kg,廢紙400kg,廢塑料 130kg,破布50kg,廢木料20kg,其余為 土,灰,磚等.請利用下表數(shù)據(jù)求該混合 垃圾的熱值. 元素組成分析的作用 1、判斷廢物化學性質(zhì) 2、確定廢物處理工藝（N、Cl） 3、預測焚燒后的二次污染物 分析方法-采用儀器分析方法 按物理組分分別分析，然后按物理組成換算成廢物的元素 組成（直接分析混合廢物樣，得到的元素組成數(shù)據(jù)離散 度較大，無代表性） 固廢pH值對農(nóng)用的影響 pH值過高，會使土壤鹽堿化 pH值過低，會使土壤酸化 測試過程 風干樣品 混合 振蕩水萃 水萃液 水

23、 1:10 樣品pH值 測pH值 PH計 1.生物性質(zhì)之一可降解性 （1）、生物質(zhì)源物理組分所占比例 廚余、紙類、草木竹類（庭院垃圾、木材類）和 織物（部分，其中的合成纖維織物一般不具有生 物質(zhì)特征） 固廢生物可降解性影響因素（續(xù)） （2）、生物質(zhì)類型 水溶性組分可被微生物直接利用，最易生物降解物質(zhì)； 蛋白質(zhì)、脂肪類、半纖維素類和纖維素類物質(zhì)，首先被 水解酶分解為水溶性物質(zhì)，然后才能被微生物利用； 木質(zhì)素類物質(zhì)不能被大多數(shù)微生物所利用 組分揮發(fā)性固體含量 /%(干基) 木質(zhì)素含量 /%(揮發(fā)性固體基) 生物可降解物分數(shù) / (揮發(fā)性固體基) 食品垃圾85930.40.82 報紙94.021.90.22 辦公用紙96.40.40.82 紙板94.012.90.47 園林垃圾50904.10.72 固廢生物可降解性影響因素（續(xù)） （3）、生物質(zhì)碳氮比 在微生物處理過程中，廢物中的碳提供能源、少量用于 合成細胞質(zhì)，氮則主要用于合成細胞質(zhì)，因此，碳氮比 (2030)只有保持在一定范圍內(nèi)，才適合于生物處理 組分碳氮比 糞便610 尿0.8 屠宰廢物2 嫩草12 廚房垃圾25 農(nóng)村庭院垃圾14 秸稈128 廢物中能使生物產(chǎn)生中毒性反應(yīng)的物質(zhì)類別 1、無機元素及其化合物-重金屬(重金屬污染) 2、毒害性有機物-多環(huán)化合物和鹵代有機物