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1、固體廢物處理技術(shù)固體廢物的特點(diǎn):·時(shí)空性:從空間性來說,一過稱的廢物可能成為另一過程的原料; 從時(shí)間性來說,隨著科技的發(fā)展,今天的廢物也許會(huì)成為明天的資源;·無主性:固體廢物被丟棄后,不再屬于某個(gè)人,因此很難找到具體的負(fù)責(zé)人;·分散性:多數(shù)固體廢物并非集中在某一個(gè)地方產(chǎn)生,而是散布在各個(gè)地方,在進(jìn)行處理處置、資源化利用之前,首先需要收集起來,這帶來了固體廢物處理成本的增加;·危害性:一些固體廢物含有有毒物質(zhì),污染周圍環(huán)境; 一些固體廢物含有一些病原微生物,可能危害人類健康;固體廢物污染危害·侵占土地 ·污染土壤 ·污染水體
2、·污染大氣 ·影響環(huán)境衛(wèi)生固體廢物污染控制 需從兩方面著手,一是防治固體廢物污染,二是綜合利用廢物資源。·改革生產(chǎn)工藝 ·發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝 ·進(jìn)行綜合利用 ·進(jìn)行無害化處理與處置固體廢物處理方法固體廢物處理是指將固體廢物轉(zhuǎn)變成適于運(yùn)輸、利用、貯存、或最終處置的過程。·物理處理:通過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
3、有機(jī)物,從而達(dá)到無害化或綜合利用;·熱處理:通過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:采用固化基材料將廢物固定或包覆起來以降低其對(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程。固體廢物處置方法固體廢物處置是指最終處置或安全處置,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題。·海洋處置:深海投棄、海上焚燒·陸地處置:土地耕作、工程庫或貯留池貯存、土地填埋、深井灌注我國控制固體廢物污染的技術(shù)政策 “無害化” ·基本任務(wù):將固體廢物通過工
4、程處理,達(dá)到不損害人體健康,不污染周圍的自然環(huán)境(包括原生環(huán)境與次生環(huán)境)。 ·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” ·基本任務(wù):通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積。 ·實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略:固體廢物進(jìn)行處理利用、 減少固體廢物的產(chǎn)生 “資源化” ·基本任務(wù):采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源。 ·特點(diǎn):保護(hù)和延長(zhǎng)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(shù)是可行的;經(jīng)濟(jì)效益比較好,有較強(qiáng)的生命力,廢物在排放源就近利用可以
5、節(jié)省貯放、運(yùn)輸?shù)冗^程的投資;“資源化”產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。固體廢物的填埋處理技術(shù)填埋的概念和分類固體廢物無論采取何種減量化和資源化處理方法,如焚燒、熱解、堆肥等處理后,剩下的無法再利用的殘?jiān)夹枰獙?duì)其進(jìn)行最終處理。最終處理的目的就是為了避免廢物對(duì)大氣環(huán)境、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和人的生存環(huán)境產(chǎn)生不利的影響,最大限度地將廢物封閉隔離。含義:·當(dāng)前技術(shù)條件下無法繼續(xù)利用的固體污染物終態(tài)。·因其富集不同種類的污染物質(zhì)而對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康具有即時(shí)性和長(zhǎng)期性影響。·放置在某些安全可靠的場(chǎng)所,以最大限度地與生物圈隔離。目標(biāo): 確保廢物中的有毒有害物質(zhì),無論現(xiàn)在還是
6、將來都不至于對(duì)人類及環(huán)境造成不可接受的危害。要求: 廢物體積盡量??; 廢物無較大危害性; 處置場(chǎng)地適宜; 設(shè)施結(jié)構(gòu)合理; 封場(chǎng)后定期維護(hù)監(jiān)測(cè); 處置方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì),同時(shí)兼顧環(huán)境效益。處置方法分類(1)按隔離屏障劃分:天然屏障隔離處置; 人工屏障隔離處置 天然屏障隔離處置: ·處置場(chǎng)地所處的地質(zhì)構(gòu)造和周圍的地質(zhì)環(huán)境。 ·沿著從處置場(chǎng)所經(jīng)過地質(zhì)環(huán)境到達(dá)生物圈的各種可能途徑對(duì)于有害物質(zhì)的阻滯作用。 人工屏障隔離處置: ·使廢物轉(zhuǎn)化為具有低浸出性和適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度的穩(wěn)定的物理化學(xué)形態(tài)。 ·廢物容器。 ·處置場(chǎng)地內(nèi)各種輔助性設(shè)施(人工防滲工程)。(2)按處
7、置場(chǎng)所劃分:陸地處置; 海洋處置(海洋傾倒、遠(yuǎn)洋焚燒) 陸地處置:深井灌注; 土地耕作; 工程庫; 淺地層埋藏; 儲(chǔ)留池儲(chǔ)存; 土地填埋(衛(wèi)生土地填埋、安全土地填埋) 陸地處置的優(yōu)點(diǎn):方法簡(jiǎn)單、操作方便、成本低 陸地處置的缺點(diǎn):離人群近、安全感差、易污染固體廢物的最終處置方法 安全化、穩(wěn)定化、無害化(一)堆存法 ·土地堆存(原始) 對(duì)象:不揚(yáng)塵、不腐爛變質(zhì)、不溶解 場(chǎng)地:山溝、山谷、洼地等 ·筑壩堆存法 對(duì)象:粉煤灰、尾礦粉等濕排灰泥(二)填埋法(應(yīng)用最廣) 在陸地上選擇合適的天然場(chǎng)所或人工改造出合適的場(chǎng)所,把固廢用土壤覆蓋起來的技術(shù)。 ·衛(wèi)生土地填埋 對(duì)象:城市
8、垃圾、建筑垃圾、爐渣等 分類:好氧填埋、厭氧填埋、準(zhǔn)好氧填埋 應(yīng)考慮的問題:滲出液的處理、降解氣的控制、臭味和病原菌的消除、填埋場(chǎng)地的選擇設(shè)計(jì)、填埋方法等。 1.密封或底部和四周都密封的結(jié)構(gòu) 人工屏障 襯里材料:無機(jī)材料:粘土、水泥等 有機(jī)材料:瀝青、橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯等 2.場(chǎng)地的選擇 兩項(xiàng)原則:場(chǎng)地能滿足防止污染的需要、經(jīng)濟(jì)合理 考慮因素:垃圾:確定場(chǎng)地的規(guī)模 地形:要便于施工,避開洼地,泄水能力要強(qiáng) 土壤:易取,易壓實(shí),防滲能力強(qiáng) 水文:地下水距最下層埋藏物至少1.5m 氣候:要蒸發(fā)大于降水,避開高寒區(qū) 另外還要考慮交通、距離與方位、土地征用、開發(fā)等方面。 3.場(chǎng)地的設(shè)計(jì) (1)場(chǎng)地
9、的面積和容量 城市人口數(shù)量、垃圾的產(chǎn)量、廢物填埋的高度、垃圾與覆蓋材料量之比以及填埋后的壓實(shí)密度有關(guān)。 1:4或1:3; 壓實(shí)密度為500-700kB/m; 20年地下水保護(hù)系統(tǒng)來源:降水、地表徑流、地下水、垃圾含水填埋場(chǎng)水的收支平衡關(guān)系:填埋場(chǎng)流入流出降雨蒸發(fā)地表徑流地表徑流地下涌出水地下滲出廢物含水 浸出液 措施:設(shè)置防滲襯里、建立排水、集水設(shè)施垃圾填埋場(chǎng)漏氣危害:爆炸、人員窒息、漏氣可能引起燃燒、替代土壤中的空氣影響作物生長(zhǎng)、二氧化碳溶于地下水,改變水質(zhì)措施:收集作為能源或鋪管焚燒收集設(shè)施注意:井口密封、覆土厚度4m以上,地面出口用混凝土密封;集氣管開口適宜,外加尼龍網(wǎng)氣體控制:可滲透性
10、排氣和不可滲透阻擋層排氣填埋方法衛(wèi)生土地填埋方法主要有三種:溝槽法、地面法、混合法(斜坡法)綜述:衛(wèi)生土地填埋法,工藝簡(jiǎn)單,操作方便,處置量大,費(fèi)用較低。在我國目前城市垃圾無機(jī)成分高、處理利用率低、經(jīng)費(fèi)緊張的情況下,衛(wèi)生土地填埋是一種較為可行的處理方法。它既消納處置了垃圾,又可根據(jù)城市的地形地貌特點(diǎn)將填埋場(chǎng)開發(fā)利用,封場(chǎng)后可植樹綠化,建造假山公園。固體廢物的焚燒處理技術(shù)焚燒處理 焚燒法是將垃圾置于高溫爐中,使其中可燃成分充分氧化的一種方法,產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。 我國已有深圳、杭州、石家莊、上海、武漢等城市相繼建造了垃圾焚化電廠。 焚燒處理的優(yōu)點(diǎn)是減量效果好,處理徹底。但建設(shè)和生產(chǎn)費(fèi)用極為
11、昂貴。典型的城市生活垃圾焚燒系統(tǒng)的工藝單元包括系統(tǒng):·進(jìn)廠垃圾計(jì)量系統(tǒng) ·垃圾卸料及貯存系統(tǒng) ·垃圾進(jìn)料系統(tǒng)·垃圾焚燒系統(tǒng) ·焚燒余熱利用系統(tǒng) ·煙氣凈化和排放系統(tǒng)·灰渣處理或利用系統(tǒng) ·污水處理或回用系統(tǒng) ·煙氣排放在線監(jiān)測(cè)·垃圾焚燒自動(dòng)控制系統(tǒng)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)?。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?/p>
12、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。焚燒法的優(yōu)點(diǎn)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理容易得多。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。焚燒法的缺點(diǎn)1、焚燒法對(duì)垃圾的熱值有一定要求。2、建設(shè)成本和運(yùn)行成本相對(duì)高。3、管理水平和設(shè)備維修要求高。4、焚燒產(chǎn)生的廢
13、氣若處理不當(dāng),很容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。5、不同季節(jié)、年份垃圾熱值的變化不同。燃燒產(chǎn)物有機(jī)碳CO2HH2O,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)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)特別高固體廢物的焚燒(1)燃燒原理 有機(jī)物或可燃無機(jī)物 + 02 = CO2 + H2O + 其它簡(jiǎn)單無機(jī)物 + 熱量某種廢物的熱量 = 某種廢物的熱值 +
14、 該種廢物的重量熱值:單位質(zhì)量的固體廢物完全燃燒所釋放出來的熱量,kJ/kg。(2)廢物在焚燒爐中停留時(shí)間的計(jì)算 停留時(shí)間:指固體廢物從進(jìn)爐開始到焚燒結(jié)束爐渣從爐中排出所需的時(shí)間。(3)理論燃燒溫度的計(jì)算 ·燃燒反應(yīng)是由許多單個(gè)反應(yīng)組成的復(fù)雜的化學(xué)過程。它包括放熱反應(yīng),也有吸熱反應(yīng)。 ·當(dāng)燃燒系統(tǒng)處于絕熱狀態(tài)時(shí),焚燒釋放出的全部熱量使焚燒產(chǎn)物(廢氣)達(dá)到的溫度稱為理論燃燒溫度,即絕熱火焰溫度。焚燒設(shè)備·按燃燒方式: 多段焚燒爐、 流化床焚燒爐、 機(jī)械爐排焚燒爐、 回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐。固體廢物的熱解·固體廢物中有機(jī)物可分為天然的和人工合成的兩類。·天
15、然的有橡膠、木材、紙張、蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、麥稈、廢油脂和污泥等。·人工合成的有塑料、合成橡膠、合成纖維等。·這些廢物都具有可燃性,能通過焚燒回收能源。 固體廢物熱解:利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性,在無氧或缺氧條件下受熱分解的過程。熱解法與焚燒比較:·焚燒是放熱的,熱解是吸熱的; ·焚燒的產(chǎn)物主要是CO2和H2O,熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物:氣態(tài)的氫、甲烷、一氧化碳、液態(tài)的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機(jī)物及焦油、溶劑油等,固態(tài)的主要是焦炭或碳黑。 ·焚燒產(chǎn)生的熱能量大的可用于發(fā)電,量小的只可供加熱水或產(chǎn)生蒸汽,就近利用。熱解的產(chǎn)物是燃料油及燃
16、料氣,便于貯藏及遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。熱解原理固體廢物熱解過程是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。包含大分子的鍵斷裂,異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng),最后生成各種較小的分子,熱解過程可以用通式表示如下: 有機(jī)固體廢物(H2、CH4、CO、CO2等)氣體 + (有機(jī)酸、焦油等)有機(jī)液體 + 碳黑 + 爐渣熱解方式·熱分解過程用于供熱方式、產(chǎn)品狀態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等方面的不同,熱解方式各異。·按供熱方式分為內(nèi)部加熱和外部加熱。·按熱分解與燃燒反應(yīng)是否在同一設(shè)備中進(jìn)行,熱分解過程分為單塔式和雙塔式。·按熱解過程是否生成爐渣分為造渣型和非造渣型。·按熱解產(chǎn)物的狀態(tài)分為氣化方式、液
17、化方式和碳化方式。·按熱解爐的結(jié)構(gòu)分為固定層式、移動(dòng)層式和回轉(zhuǎn)式。典型固體廢物的熱解1、廢塑料的熱解產(chǎn)物及工藝流程 塑料分類:解聚反應(yīng)型塑料、隨機(jī)分解型塑料、中間分解型塑料。 ·解聚反應(yīng)型塑料受熱分解時(shí)聚合物解離、分解成單體,主要是切斷了單體分子之間的結(jié)合鍵。如聚氧化甲烯、聚-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、四氟乙烯塑料等。 ·隨機(jī)分解型塑料受熱分解時(shí)鏈的斷裂是隨機(jī)的,因此產(chǎn)生無一定數(shù)目的碳原子和氫原子結(jié)合的低分子化合物。如聚乙烯、聚氯乙烯等。 ·大多數(shù)塑料的受熱分解,二者兼有之,各種分解產(chǎn)物的比例,隨塑料的種類、分解的溫度而不同,一般溫度越高、氣態(tài)的(低
18、級(jí)的)碳?xì)浠衔锏谋壤礁摺?、熱解流程 特點(diǎn):導(dǎo)熱系數(shù)較低0.07-0.3kcal/(m,h,)(相當(dāng)于木材),當(dāng)加熱到熔點(diǎn)溫度(100-250)時(shí),中心溫度還很低,繼續(xù)加熱,外部溫度可達(dá)500以上并碳化,而內(nèi)部溫度才達(dá)到可熔化的程度。由于外部炭化妨礙內(nèi)部的分解,故熱效低下。 塑料品種多,廢塑料品種混雜,分選困難。3、城市垃圾的熱解產(chǎn)物及工藝流程(1)城市垃圾熱解產(chǎn)物 城市垃圾中含可燃組分、紙張、塑料以及合成纖維等占有很大比重。因此,城市垃圾作為資源回收也是一個(gè)重要方面。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)。(2)熱解工藝流程(不同國家
19、垃圾組份不同,流程也不大相同) 移動(dòng)床熱分解工藝:經(jīng)碎除去重組分的城市垃圾從爐頂進(jìn)入熱解爐,從爐底送入約600的空氣-水蒸氣混合氣,爐子溫度由上到下逐漸增加。爐頂為預(yù)熱區(qū),依次為熱分解區(qū)和氣化區(qū)。垃圾經(jīng)過各區(qū)分解后產(chǎn)生的殘?jiān)?jīng)回轉(zhuǎn)爐柵從爐底排出。 · 生成的氣體:H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4等。含N2高,熱值低。 雙塔循環(huán)式流動(dòng)床熱分解的工藝 原理:該工藝由荏原-工技院及月島機(jī)械分別開發(fā)。二者共同點(diǎn)都是將熱分解及燃燒反應(yīng)分開在兩個(gè)塔中進(jìn)行,熱解所需的熱量由熱解生成的固體炭或燃料氣在燃燒塔內(nèi)燃燒來供給。惰性的熱媒體(砂)在燃燒爐內(nèi)吸收熱量并被流化氣鼓動(dòng)成流態(tài)化,經(jīng)連絡(luò)
20、管到熱分解塔與垃圾相遇,供給熱分解所需的熱量,經(jīng)連絡(luò)管返回燃燒爐內(nèi),再被加熱返回?zé)峤鉅t。 優(yōu)點(diǎn):燃燒的廢氣不進(jìn)入產(chǎn)品氣體中,因此可得到高熱值燃料氣;在燃燒爐內(nèi)熱媒體向上擾動(dòng),可防止熱媒體結(jié)塊;因炭燃燒需要的空氣量少,向外排氣少;流化床內(nèi)溫度均一,可以避免局部過熱;由于燃燒溫度低,產(chǎn)生的NOX少,特別適合于處理熱塑性塑料含量高的垃圾的熱解;可以防止結(jié)塊。 管型瞬間熱分解 特點(diǎn):破碎(5mm)風(fēng)力分選(二次破碎)、篩分(磁選,浮選)、外加熱式熱分解爐氣、發(fā)熱量高。 缺點(diǎn):此法由于前處理工程復(fù)雜,破碎過程動(dòng)力消耗量大,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。 回轉(zhuǎn)窯熱解法:溫度控制730-760;此分解流程由于前處理簡(jiǎn)單,對(duì)垃
21、圾組成適應(yīng)性大,裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作可靠性高。 高溫熔融熱分解:該工藝流程是將城市垃圾轉(zhuǎn)變成能量并副產(chǎn)粒狀熔渣的流程。其特點(diǎn)是在氣化爐中用預(yù)熱到1000的空氣將分解出來的炭燃燒,產(chǎn)生1650的高溫將無機(jī)殘?jiān)廴?,熱解產(chǎn)生的燃料氣在二次燃燒室燃燒,產(chǎn)生的高溫氣體約1150-1250,85%進(jìn)入熱鍋爐,15%預(yù)熱空氣。 純氧高溫?zé)岱纸釻CC流程 此方法氣體以CO、CO2、H2為主,熱值低;燃燒區(qū),可形成堅(jiān)硬的顆粒狀熔渣。 此方法垃圾不需要前處理,流程簡(jiǎn)單。有機(jī)物幾乎全部分解,分解溫度高達(dá)1650,由于不是供應(yīng)空氣而是采用純氧,NOX產(chǎn)生量極少。垃圾減量較多, 約為95-98%,本法的關(guān)鍵是能否提供廉
22、價(jià)的純氧。4、農(nóng)用固體廢物的熱解產(chǎn)物及工藝流程農(nóng)業(yè)固體廢物中存在大量的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素,也可以經(jīng)熱解而得到燃料油和燃料氣。早在50年代,我國就從農(nóng)業(yè)的廢玉米芯中提取糠醛,作為化工原料,也可作燃料。5、污泥熱解產(chǎn)物及熱及工藝 有機(jī)污泥一般都采用焚燒法處理以回收能量,但焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生二次污染問題,如廢氣中含SOX、NOX、HCl,殘?jiān)亟饘?;有些熱值不高的污泥還需輔助燃料;含有鉻的污泥焚燒時(shí)使相當(dāng)大的一部分鉻氧化成毒性較高的六價(jià)鉻等,如采用污泥熱解的方法以回收能量可以避免以上問題。但是污泥與前面所述塑料、橡膠等不同,它含有大量水分,需要將水分干燥到20-30%,再進(jìn)行熱解。干燥可直接
23、加熱也可間接加熱,為防止臭氣逸出,用間接加熱熱別是蒸汽間接加熱更有利。(1)污泥熱解流程:污泥與干燥過的一部分污泥在攪拌器中混合進(jìn)入干燥器干燥,然后送入熱解爐。從干燥器中出來的氣體在冷水塔中經(jīng)冷卻凝縮去水后可作為燃燒氣在燃燒室中使用。熱解產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻后可回收油品或熱量。氣體導(dǎo)入燃燒室在800以上燃燒。燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體在廢熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽用于干燥,若能量不足時(shí)可在燃燒室加補(bǔ)助燃料。 (2)污泥與垃圾聯(lián)合熱解 近年來,國外固體廢物熱解的另一發(fā)展是將城市垃圾和含可燃組分的工業(yè)垃圾與污泥進(jìn)行聯(lián)合熱解,這樣可以更有效地回收熱能。 固體廢物與污泥聯(lián)合熱解有以下特點(diǎn): 固體廢物中有用的無機(jī)物可以直接
24、回收,有機(jī)物的熱量亦被回收利用。 尾氣經(jīng)過多級(jí)凈化處理,廢水經(jīng)過一般處理均能達(dá)到允許排放的標(biāo)準(zhǔn)。 殘?jiān)械奈⒘吭乜蛇M(jìn)行填埋處理,而占地面積只有傳統(tǒng)填埋面積的20-30%,還可省去傳統(tǒng)填埋前的預(yù)處理。 固體廢物與污泥聯(lián)合熱解處理的方法改變了污泥熱解處理的地位,大大提高了污泥作為能源的競(jìng)爭(zhēng)能力。 會(huì)產(chǎn)生二次污染問題,如廢氣中含SOX、NOX、HCl,殘?jiān)亟饘?;有些熱值不高的污泥還需輔助燃料;含有鉻的污泥焚燒時(shí)使相當(dāng)大的一部分鉻氧化成毒性較高的六價(jià)鉻等。 污泥和城市垃圾聯(lián)合熱解處理可提供大量的電能以滿足大型現(xiàn)代化水處理所需的能源,根據(jù)外國學(xué)者預(yù)斷,污泥熱解處理將是今后污泥處理的主要方向。固體廢
25、物的堆肥化處理技術(shù)自然界的許多微生物具有氧化、分解有機(jī)固體廢物的能力。利用微生物的這種能力,處理可降解的有機(jī)廢物,達(dá)到無害化和資源化,這是有機(jī)固體廢物處理利用的一條重要途徑。好氧生物降解制堆肥1、好氧堆肥概念 堆肥化(compost in):是在控制條件下,使來源于生物的有機(jī)廢物,發(fā)生生物穩(wěn)定作用(biostablization)的過程。 (或 依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物,有控制地促進(jìn)可被微生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。) 堆肥(compost):深褐色、質(zhì)地松散、有泥土味的物質(zhì)。這種物質(zhì)的養(yǎng)料價(jià)值不高,但卻是一種極好的土壤調(diào)節(jié)劑和改良劑,其主要成分是腐
26、殖質(zhì)。· 堆肥化系統(tǒng)分類方法有多種:按堆制方式可分為間歇堆積法和連續(xù)堆積法;按原料發(fā)酵所處狀態(tài)可分為靜態(tài)發(fā)酵法和動(dòng)態(tài)發(fā)酵法;按堆制過程的需氧程度可分為好氧法和厭氧法。· 現(xiàn)代化堆肥工藝。特別是城市垃圾堆肥工藝,大都是好氧堆肥。好氧堆肥系統(tǒng)溫度一般為50-65,最高可達(dá)80-90,堆制周期短,也稱高溫快速堆肥。· 厭氧堆肥系統(tǒng),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,但堆制周期過長(zhǎng),需3-12個(gè)月,異味濃烈,分解不夠充分。 2、好氧法堆肥原理 好氧法堆肥是以好氧菌為主對(duì)廢物進(jìn)行吸收、氧化、分解。微生物通過自身的生命活動(dòng),把一部分被吸收
27、的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無機(jī)物,并放出生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需要的能量,把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成為新的細(xì)胞物質(zhì),使微生物生長(zhǎng)繁殖,產(chǎn)生更多的生物體。 通氣條件下借好氧性微生物活動(dòng)使有機(jī)物降解,從而使固體廢棄物無害化、資源化。 特點(diǎn):高溫堆肥(一般在50-60,極限可達(dá)80-90)3、堆肥原料與堆肥微生物 (1)堆肥原料 生活垃圾、有機(jī)污泥、人和禽畜糞便以及農(nóng)林廢物等都含有堆肥微生物所需要的各種基質(zhì)碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì),因而是常用的堆肥原料。在生活垃圾中,不可堆肥的物質(zhì)較多,需通過預(yù)處理,適當(dāng)排除,才能用作堆肥原料。 人和禽畜糞便,已經(jīng)經(jīng)過胃腸系統(tǒng)的充分消化,一般顆粒較小,含有大量低分子化合物人和動(dòng)物吸
28、收消化的中間產(chǎn)物,含水量較高,可直接用作堆肥原料。 有機(jī)污泥富含微生物生活繁殖所需的營養(yǎng)成分,是堆肥的良好原料。 農(nóng)林廢物均富含碳素,但有的因含維生素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素、植物蠟等,較難被微生物分解,有的因表面布有眾多毛孔而具有疏水性,致使其受微生物分解十分緩慢,故均需作預(yù)處理,才能用于生產(chǎn)堆肥。 (2)堆肥微生物 好氧法制堆肥,參與有機(jī)物生化降解的微生物包括兩類:嗜溫菌和嗜熱菌。 固體廢物好氧微生物降解過程,依據(jù)溫度變化大致分成三個(gè)階段,每一階段各有其獨(dú)特的微生物類群。 中溫階段:堆制初期,堆層呈中溫(1545)。此時(shí),嗜溫性微生物活躍,利用可溶性物質(zhì)糖類、淀粉不斷增值,在轉(zhuǎn)換和利用化學(xué)
29、能的過程中產(chǎn)生的能量超過細(xì)胞合成所需的能量,加上物料的保溫作用,溫度不斷上升,以細(xì)菌、真菌、放線菌為主的微生物迅速繁殖。 高溫階段:堆層溫度上升到45以上,便進(jìn)入高溫階段。從廢物堆積發(fā)酵開始,不到1周的時(shí)間,堆溫一般可達(dá)到6570,或者更高。此時(shí),嗜溫性微生物受到抑制,甚至死亡,而嗜熱性微生物逐漸替代嗜溫性微生物的活動(dòng)。除前一階段殘留的和新形成的可溶性有機(jī)物繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化外,半纖維素、纖維素、蛋白質(zhì)等復(fù)雜有機(jī)物也開始強(qiáng)烈分解。在50左右活動(dòng)的主要是嗜熱性真菌和放線菌。60時(shí),僅有嗜熱性放線菌與細(xì)菌活動(dòng),70以上,微生物大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)。 降溫階段:在內(nèi)源呼吸期,微生物活性下降,發(fā)熱量減少,
30、溫度下降,嗜溫性微生物再占優(yōu)勢(shì),使殘留難降解的有機(jī)物進(jìn)一步分解,腐殖質(zhì)不斷增多且趨于“穩(wěn)定力”,堆肥便進(jìn)入腐熟階段。好氧堆肥程序、工藝、裝置和影響因素1、堆肥程序 典型的靜態(tài)好氧發(fā)酵制堆肥包括以下幾個(gè)工序: (1)原料預(yù)處理:包括分選、破碎以及含水率和碳氮比調(diào)整。 (2)原料發(fā)酵:我國高溫堆肥,大多采用一次發(fā)酵方式,周期長(zhǎng)達(dá)30天以上。目前實(shí)驗(yàn)推廣的是二次發(fā)酵方式,周期一般需要20天。 一次發(fā)酵:好氧堆肥的中溫與高溫兩個(gè)階段的微生物代謝過程稱為一次發(fā)酵或者主發(fā)酵。它是指從發(fā)酵初期開始,經(jīng)中溫、高溫然后到達(dá)溫度開始下降的整個(gè)過程,一般需10-12天,以高溫階段持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。 二次發(fā)酵:物料經(jīng)過一
31、次發(fā)酵,還有一部分易分解和大量難分解的有機(jī)物存在,需將其送到后發(fā)酵室,堆成1-2米高的堆垛進(jìn)行二次發(fā)酵,使之腐熟。此時(shí)溫度持續(xù)下降,當(dāng)溫度穩(wěn)定在40左右時(shí)即達(dá)腐熟,一般需20-30天。 (3)后處理:后處理包括去除雜質(zhì)和進(jìn)行必要的破碎處理。(立式堆肥發(fā)酵塔、箱式堆肥發(fā)酵池)2、發(fā)酵工藝與裝置 (1)間歇式發(fā)酵工藝與裝置 間歇式發(fā)酵工藝:間歇式發(fā)酵工藝是將原料一批一批地發(fā)酵,一批原料堆積之后不再添加新料,待完成發(fā)酵成為腐殖土運(yùn)出。3、影響堆肥的因素 ·環(huán)境溫度:對(duì)二次發(fā)酵的影響大。 ·有機(jī)質(zhì)含量:20-80%為宜。太低,升溫慢,太高,供氧不足(發(fā)臭)。 ·水分:50
32、-60%為宜。過高,氧不足。 ·碳氮比:初始30-35 :1為宜。過高,缺氮,周期長(zhǎng)。過低,氮損失。 ·碳磷比:75-150 : 1為宜。 ·酸堿度:中性或弱堿性。 ·通風(fēng)供養(yǎng):動(dòng)力供養(yǎng)。4、影響好氧發(fā)酵過程的主要因素 (1)有機(jī)物含量:堆肥物料適宜的有機(jī)物含量20-80%,有機(jī)物含量過低,不能提供足夠的熱能,影響嗜熱菌增殖,難以維持高溫發(fā)酵過程。有機(jī)物含量大于80%時(shí),堆制過程要求大量供氧,實(shí)踐中常因供氧不足而發(fā)生部分厭氧過程。 (2)含水率:微生物的生長(zhǎng)和對(duì)氧的要求均在含水率為50-60%時(shí)達(dá)到峰值。故在用生活垃圾制堆肥時(shí),一般以含水率為55%為最佳
33、。通常,生活垃圾的含水率均低于此值,可添加糞稀或污水污泥等進(jìn)行調(diào)節(jié)。 (3)通風(fēng)和耗氧速率:堆層中氧的濃度和耗氧速率能表征微生物活動(dòng)的強(qiáng)弱和有機(jī)物的分解程度。(微生物的耗氧速率一般在發(fā)酵反應(yīng)的60-80小時(shí)達(dá)到峰值,在200小時(shí)左右時(shí)進(jìn)入初步穩(wěn)定階段,耗氧速率變化緩慢;堆肥原料中有機(jī)物含量不同,其耗氧速率也不同,有機(jī)物含量越高,耗氧速率上升越快,到達(dá)峰值的時(shí)間越短) 好氧堆肥供氧方式有翻堆通風(fēng)、風(fēng)機(jī)供風(fēng)、插入風(fēng)管通風(fēng)等。 (4)碳氮比:微生物每利用30份碳就需要1份氮,故初始物料的碳氮比為30:1合乎堆肥需要,其最佳值在26:1-35:1之間。成品堆肥的適宜碳氮比為10:1-20:1之間。由于
34、初始原料的碳氮比一般都高于前述最佳值,故應(yīng)加入氮肥水溶液、糞便、污泥等調(diào)節(jié)劑,使之調(diào)到30以下。 (5)溫度:整個(gè)堆肥過程的最佳溫度是35-55。有機(jī)物含量對(duì)堆肥有一定影響。據(jù)報(bào)道,當(dāng)有機(jī)物含量由20%上升到50%時(shí),相應(yīng)地初堆時(shí)間(以55為界),可由原來的60小時(shí)縮短到44小時(shí),而55以上的穩(wěn)定時(shí)間可由56小時(shí)延長(zhǎng)到72小時(shí)。 (6)pH:好氧堆肥初期,pH值一般可下降為5-6天,而后又開始上升,發(fā)酵完成前可達(dá)8.5-9.0,最終成品達(dá)到7.0-8.0。對(duì)用石灰調(diào)節(jié)再經(jīng)真空過濾或加壓脫水得到的污泥濾餅,其pH值一般可高達(dá)12,采用此種污泥濾餅作堆肥原料時(shí),需作pH值調(diào)整。 ·堆肥過
35、程對(duì)上述影響因素,特別是耗氧速率、水分和有機(jī)物含量三項(xiàng)理論參數(shù)的控制特別重要。堆肥質(zhì)量包括:適于農(nóng)用的成分和養(yǎng)分,符合衛(wèi)生要求的無害化和腐熟度。1、堆肥的成分和養(yǎng)分 目前,我國尚未制定出統(tǒng)一的堆肥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),關(guān)于堆肥中適于農(nóng)用的成分和養(yǎng)分,沒有一個(gè)統(tǒng)一的考核指標(biāo)。國外也只有為數(shù)很少的國家或堆肥廠制定有這方面的考核指標(biāo)。 堆肥的成分和養(yǎng)分依其所用原料、工藝和堆制周期不同而有差異。2、堆肥的無害化 堆肥的無害化質(zhì)量應(yīng)從其中重金屬含量和致病微生物的數(shù)量上進(jìn)行考察。近年來,我國曾先后頒布了農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB4284)、 城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)(GB8172-87)以及包括高溫堆肥的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)
36、的糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB7959-87)。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于垃圾、污泥、糞便用于堆肥時(shí)的重金屬含量以及衛(wèi)生安全要求,都有明確的規(guī)定,可以綜合運(yùn)用以考察堆肥的無害化質(zhì)量。就我國目前為數(shù)不多的堆肥廠的成品來看,基本上能達(dá)到上述各標(biāo)準(zhǔn)的要求。3、堆肥的腐熟度(1)腐熟度概念:堆肥的腐熟度是指成品堆肥的穩(wěn)定程度。在工程上,它是衡量堆肥反應(yīng)完成的信號(hào);在農(nóng)業(yè)上,它是堆肥質(zhì)量的指標(biāo),(2)腐熟度評(píng)定方法 直觀經(jīng)驗(yàn)法:成品堆肥顯棕色或暗灰色,并具有霉臭的土壤氣味,無明顯的纖維。采用此法確定堆肥質(zhì)量,比較簡(jiǎn)便,但過于“粗糙”,且因人而異,缺乏統(tǒng)一尺寸。 淀粉測(cè)試法:理論依據(jù)是在正常的發(fā)酵過程中,堆肥的淀粉量隨時(shí)間
37、增加而減少,一般當(dāng)發(fā)酵達(dá)到第4-5周時(shí),淀粉絕大部分分解,在最終成品堆肥中,淀粉應(yīng)全部消失。測(cè)定方法是將堆肥樣品加入高氯酸溶液,攪拌、過濾、用碘液檢驗(yàn)濾液,如果變黃、略有沉淀物,表明堆肥已經(jīng)穩(wěn)定;如果呈現(xiàn)藍(lán)色,表明堆肥未腐熟。此法簡(jiǎn)便,適于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)用。但由于堆肥原料中淀粉含量一般不多,生活垃圾中只有2-6%,被檢定的也僅是物料中可腐部分中的一部分,不足以充分反映堆肥的腐熟程度。 耗氧速率法:用耗氧速率作為堆肥腐熟程度的評(píng)定依據(jù),符合衛(wèi)生學(xué)原理,具有良好的穩(wěn)定性,專一性和可靠性,不受原料組分的影響,易于在工程上應(yīng)用。堆肥的農(nóng)業(yè)效用 良好的堆肥,具有改土、培肥、促進(jìn)作物生長(zhǎng)和增加生產(chǎn)的效用。1、堆
38、肥的改土作用 (1)增加土壤有機(jī)質(zhì); (2)改善土壤結(jié)構(gòu)(堆肥中的有機(jī)物能與土壤結(jié)合,使粘質(zhì)土壤松散,砂質(zhì)土壤結(jié)成團(tuán)粒);(3)提高土壤功能(土壤中加入堆肥,由于其結(jié)構(gòu)改善,可以促進(jìn)通風(fēng),提高保水能力);(4)促進(jìn)植物根系增長(zhǎng)(堆肥本身是腐殖質(zhì),能促進(jìn)植物根系的伸長(zhǎng)和增長(zhǎng)。堆肥中含有豐富的微生物和原生動(dòng)物,施入土壤可以改善土壤生境的結(jié)構(gòu)和功能,或成為防止病原微生物的“屏障”,作物不宜受蟲害); 2、堆肥的增產(chǎn)作用 國內(nèi)外許多研究表明,施用堆肥只要得當(dāng),都有增產(chǎn)作用。 3、堆肥農(nóng)用的不利因素·堆肥中N、P、K混合含量一般不高。很少達(dá)到3%。因此,不應(yīng)將其等同于傳統(tǒng)的農(nóng)家肥,而只能將其作
39、為“土壤改良劑”或“土壤調(diào)節(jié)劑”對(duì)待。·農(nóng)田大量施用堆肥,土壤中可能腹肌有害元素。·堆肥設(shè)備投資大,成品的成本偏高,其競(jìng)爭(zhēng)力敵不過商品化肥,因而影響到堆肥方法的普及推廣。此外,為了減少運(yùn)輸投資,堆肥廠最好按就近原則建在離市區(qū)較近的地方,這樣隨之而來的防臭、防塵、防噪聲的要求將更大,投資將更大厭氧發(fā)酵制沼氣·厭氧發(fā)酵也程沼氣發(fā)酵或甲烷發(fā)酵,是指有機(jī)物在厭氧細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為甲烷(沼氣)的過程。自然界中,厭氧發(fā)酵廣泛存在,但發(fā)酵速度緩慢。采用人工方法,創(chuàng)造厭氧細(xì)菌所需的營養(yǎng)條件,使其在一定設(shè)備內(nèi)具有很高的濃度,厭氧發(fā)酵過程則可大大加快,稱為厭氧發(fā)酵工藝。1、有機(jī)物的厭氧
40、發(fā)酵過程有機(jī)物厭氧發(fā)酵依次分為液化、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段。每一階段各有其獨(dú)特的微生物類群起作用。液化階段起作用的細(xì)菌稱為發(fā)酵細(xì)菌,包括纖維素分解菌、脂肪分解菌、蛋白質(zhì)水解菌。產(chǎn)酸階段起作用的細(xì)菌是醋酸分解菌。這兩個(gè)階段起作用的細(xì)菌統(tǒng)稱為不產(chǎn)甲烷菌。產(chǎn)甲烷階段起作用的細(xì)菌是甲烷細(xì)菌。2、厭氧發(fā)酵制沼氣·液化階段,發(fā)酵細(xì)菌利用胞外酶對(duì)有機(jī)物進(jìn)行體外酶解,使固體物質(zhì)變成可溶于水的物質(zhì),然后細(xì)菌再吸收可溶于水的物質(zhì),并將其酵解稱為不同產(chǎn)物。·在產(chǎn)酸階段,產(chǎn)氫、產(chǎn)醋酸細(xì)菌把前一階段產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物丙酸、丁酸、乳酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、醇類等進(jìn)一步分解成醋酸和氫。·在產(chǎn)甲烷階段,甲
41、烷菌利用H2、CO2、醋酸以及甲醇、甲酸、甲胺等C1類化合物為基質(zhì),將其轉(zhuǎn)化成甲烷。其中,H2、CO2和醋酸是主要基質(zhì)。一般認(rèn)為,甲烷的形成主要來自H2還原CO2和醋酸的分解。2、發(fā)酵原料堆肥原料都可以作沼氣發(fā)酵原料。3、發(fā)酵工藝及影響因素 (1)發(fā)酵工藝: 水壓式沼氣池; 傅罩式沼氣池; 自然溫度連續(xù)投料發(fā)酵工藝(自然溫度條件下,定時(shí)定量投料和出料。工藝控制的基本參數(shù)包括進(jìn)料濃度、水力停留時(shí)間、發(fā)酵溫度) (2)影響發(fā)酵的因素 溫度:溫度對(duì)有機(jī)物的分解速度影響較大,溫度增高,產(chǎn)氣量增大。沼氣發(fā)酵通常采用三種發(fā)酵溫度,即低溫發(fā)酵、中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵。低溫發(fā)酵過程,溫度隨氣候變化,大多處于20以
42、下,產(chǎn)氣量不高,不易達(dá)到殺滅病原微生物的目的。中文發(fā)酵過程,發(fā)酵液溫度控制在37左右,這是甲烷菌的第一個(gè)最佳活性溫區(qū)。高溫發(fā)酵過程,發(fā)酵液溫度控制在53左右,此時(shí)是甲烷菌的第二個(gè)最佳活性溫區(qū)。以高溫發(fā)酵產(chǎn)氣率最高,但料漿的發(fā)酵設(shè)備要求加熱保溫,給管理帶來一些復(fù)雜問題。中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率雖然低于高溫發(fā)酵,但高于低溫發(fā)酵。 pH值:甲烷菌要求的pH值范圍很窄,pH為7.0左右,故一般都是使發(fā)酵過程維持在6.8-7.5之間。在正常的發(fā)酵過程,依靠原料本身可以維持發(fā)酵所需的pH值,但在突然增加進(jìn)料,或由于改變?cè)系葧?huì)沖擊負(fù)荷,使發(fā)酵系統(tǒng)酸化,發(fā)酵過程受到抑制。為使發(fā)酵保持在最佳pH范圍,可加石灰調(diào)節(jié),也可
43、通過調(diào)整原料的碳氨比進(jìn)行調(diào)節(jié)。 攪拌:高溫發(fā)酵要求對(duì)物料攪拌,以保證發(fā)酵裝置有較高的池容產(chǎn)氣率和不致出現(xiàn)局部酸積累。攪拌方式有機(jī)械攪拌、充氣攪拌和充液攪拌三種。定期加料加活性污泥定期出料大出料入池發(fā)酵產(chǎn)氣配料原料預(yù)處理原料選擇送農(nóng)田自然溫度半批量投料沼氣發(fā)酵工藝流程固體廢物的其他處理技術(shù)化學(xué)處理化學(xué)處理的目的是對(duì)固體廢物中能對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重后果的有毒有害的化學(xué)成分,采用化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法,使之達(dá)到無害化。該法要視廢物的成分、性質(zhì)不同而采取相應(yīng)的處理方法,即同一廢物可根據(jù)處理的效果、經(jīng)濟(jì)投入而選擇不同的處理技術(shù)。由于化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)條件復(fù)雜且受多種因素影響,因此,僅限于對(duì)廢物中某一成分或性質(zhì)相近的混合成分
44、進(jìn)行處理,而成分復(fù)雜的廢物處理,則不宜采用。另外,由于化學(xué)處理投入費(fèi)用較高,目前多用于各種工業(yè)廢渣的綜合治理?;瘜W(xué)處理包括中和法、氧化還原法、化學(xué)浸出法。生活垃圾的處理與利用生活垃圾概述生活垃圾在不同的場(chǎng)合,不同的國家有著不同的含義。在我國,生活垃圾一般是指城市生活垃圾,也稱城市固體廢棄物,就是那些在城市日常生活中或者城市日常生活提供服務(wù)的過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為城市生活垃圾的固體廢物。其主要成分包括廚余垃物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢電池、廢玻璃、廢金屬、陶瓷碎片、磚瓦渣土、園林樹枝(草)、廢舊電池、廢舊家電等。主要來自于居民家庭、城市商業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)、市政維護(hù)管
45、理和企事業(yè)單位、機(jī)關(guān)、學(xué)校、軍隊(duì)、社會(huì)單位等。·我國建設(shè)部頒布的市容環(huán)境衛(wèi)生術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類垃圾的定義如下: (1)垃圾,指人類在生存和發(fā)展中產(chǎn)生的固體廢棄物,又稱固體廢物。 (2)生活垃圾,一般指人類在日常生活及為生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的垃圾。 (3)城市生活垃圾,是指人類在城市日常生活中及為城市日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的垃圾。 (4)生活垃圾,是指城市居民家庭產(chǎn)生的垃圾。 (5)生活廢棄物,是指人類在生活活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物。·城市垃圾的分類 (1)根據(jù)垃圾產(chǎn)生源不同,我國將生活垃圾主要分為居民生活垃圾、街道保潔垃圾和集團(tuán)垃圾三大類。 居民生活垃圾:來自居民生活過程中
46、遺棄的廢棄物,主要由易腐有機(jī)物、煤灰、泥沙、塑料、紙類等構(gòu)成。它在城市垃圾整體中,不僅數(shù)量占據(jù)首位,而且成分最為復(fù)雜,其構(gòu)成受時(shí)間和季節(jié)影響,變化大且不均勻。 街道保潔垃圾:來自清掃馬路、街道和巷子路面,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(jī)物較少,平均含水量較低。 集團(tuán)垃圾:指機(jī)關(guān)、團(tuán)體、學(xué)校、工廠和第三產(chǎn)業(yè)等生活和工作過程中產(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(特別是高熱值的易燃物多)的特點(diǎn)。 (2)根據(jù)垃圾的可回收性分為可回收垃圾和不可回收垃圾。生活垃圾的組成復(fù)雜,受多種因素的影
47、響,如自然環(huán)境、氣候條件、城市規(guī)模、居民生活習(xí)性以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等都對(duì)其有不同的影響。一般來說,工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)較不發(fā)達(dá)的地區(qū)垃圾成分有機(jī)物多、無機(jī)物少,南方的城市較北方的城市有機(jī)物多,無機(jī)物少。我國生活垃圾的現(xiàn)狀·隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國城市垃圾產(chǎn)生量大幅度增加。自1979年以來,我國的城市垃圾平均以每年8.98%的速度增長(zhǎng),少數(shù)城市(如北京)的增長(zhǎng)率達(dá)15-20%。1998年我國城市垃圾清運(yùn)量已達(dá)1.15億噸。·我國城市垃圾在產(chǎn)量迅速增加的同時(shí),垃圾構(gòu)成及其理化問題也相應(yīng)地發(fā)生了很大變化。我國城市生活垃圾構(gòu)成擁有以下變化趨勢(shì):有機(jī)物增多; 可燃物增多; 可回收利用物增多;
48、 可利用價(jià)值增大。·我國城市垃圾清運(yùn)處置主要由各市環(huán)衛(wèi)部門主管。垃圾清運(yùn)處置過程的管理、監(jiān)督、運(yùn)行基本由一家完成。許多城市環(huán)境衛(wèi)生實(shí)行市、區(qū)、街道三級(jí)管理體制。垃圾清運(yùn)處置費(fèi)用靠政府全額財(cái)政撥款,生產(chǎn)效率低而技術(shù)含量少,仍屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)。·長(zhǎng)期以來,我國城市垃圾處置主要以尋找合適地點(diǎn)加以消納為目的。目前,我國城市垃圾處置的最主要方式是填埋,約占全部處置總量的70%以上;其次是高溫堆肥,約占20%以上;焚燒量甚微。·我國生活垃圾的污染較為嚴(yán)重,主要變現(xiàn)在: (1)垃圾露天堆放。大量氨、硫化物等有害氣體釋放,嚴(yán)重污染大氣; (2)嚴(yán)重污染水體。垃圾不但含有病原微生
49、物,在堆放腐敗過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的酸性和堿性有機(jī)污染物,并會(huì)將垃圾中的重金屬溶解出來,形成有機(jī)物質(zhì)、重金屬和病原微生物三位一體的污染源,雨水淋入產(chǎn)生的滲濾液必然會(huì)造成地表水和地下水的嚴(yán)重污染。 (3)生物性污染。垃圾中有許多致病微生物,同時(shí)垃圾往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的滋生地,這些必然危害著廣大市民的身體健康。 (4)侵占大量土地。據(jù)初步調(diào)查,1998年全國668座城市中有2/3被垃圾帶包圍。全國垃圾占地累計(jì)75萬畝。 (5)垃圾爆炸事故不斷發(fā)生。隨著城市中有機(jī)物含量的提高和由露天分散堆放變?yōu)榧卸汛妫徊捎煤?jiǎn)單覆蓋,易造成產(chǎn)生甲烷氣體的厭氧環(huán)境,易燃易爆。收集、轉(zhuǎn)運(yùn)與壓實(shí) ·工業(yè)固
50、體廢物處理的原則是“誰污染,誰治理”。 ·一般,產(chǎn)生廢物較多的工廠在廠內(nèi)外都建有自己的堆場(chǎng),收集、運(yùn)輸工作由工廠負(fù)責(zé)。 ·零星、分散的固體廢物(工業(yè)下腳廢料及居民廢棄的日常生活用品)則由廢舊物資系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集。 ·對(duì)有害廢物專門分類收集,分類管理。 ·城市垃圾包括生活垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾、糞便以及污水處理廠的污泥等。·它們的收集工作是分開進(jìn)行的。·商業(yè)垃圾及建筑垃圾原則上都是由單位自行清除。·糞便的收集按其住宅有無衛(wèi)生設(shè)施分為2種情況:具有衛(wèi)生設(shè)施的住宅,居民糞便的小部分進(jìn)入污水廠作凈化處理,大部分直接排入化糞池。沒有衛(wèi)生
51、設(shè)施的使用公共廁所或倒糞站進(jìn)行收集,再由環(huán)衛(wèi)專業(yè)隊(duì)伍用真空吸糞車清除運(yùn)輸。壓實(shí)的目的及操作原理 ·壓實(shí)亦稱壓縮,即是利用機(jī)械的方法增加固體廢物的聚集程度,增大容量和減少體積,便于裝卸、運(yùn)輸、貯存和填埋。 ·固體廢物經(jīng)壓實(shí)處理后,體積減小的程度叫壓縮比。 ·壓實(shí)的原理主要是減少空隙率,將空氣壓掉。如采用高壓壓實(shí),除減少空隙外,在分子之間可能產(chǎn)生晶格的破壞使物質(zhì)變性。固體廢物壓實(shí)器·固體廢物所用的壓實(shí)器很多,但不論何種類型,其構(gòu)造主要由容器單元和壓實(shí)單元二部分組成。·容器單元接受廢物;壓實(shí)單元具有液壓或氣壓操作的壓頭,利用高壓使廢物致密化。
52、3;壓實(shí)器有固定及移動(dòng)2種形式。·移動(dòng)式壓實(shí)器一般安裝在收集垃圾車上,接受廢物后即行壓縮,隨后送往處置場(chǎng)地。·固定式壓實(shí)器一般設(shè)在廢物運(yùn)轉(zhuǎn)站、高層住宅垃圾滑道的底部,以及需要壓實(shí)廢物的場(chǎng)合。壓實(shí)器的選擇 ·壓實(shí)器的選擇主要針對(duì)壓縮比,應(yīng)當(dāng)選擇合適的壓縮比和使用壓力。此外,應(yīng)注意壓縮過程中的情況,如城市垃圾壓縮過程中會(huì)出現(xiàn)水分,塑料熱壓時(shí)會(huì)粘在壓頭上等,應(yīng)對(duì)不同廢物采用不同壓縮機(jī)。 ·在城市垃圾的綜合利用中,垃圾壓實(shí)后產(chǎn)生水分,在風(fēng)選分離紙時(shí)是不利的,因此,是否選用壓實(shí)裝置與后繼處理過程也有關(guān),應(yīng)當(dāng)綜合考慮。破碎的理論基礎(chǔ)破碎:利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的
53、內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程稱為破碎。磨碎:使小塊固體廢物顆粒分裂成細(xì)粉的過程稱為磨碎。破碎的目的(1)使固體廢物的容積減小,便于運(yùn)輸和貯存。(2)為固體廢物的分選提供所要求的入選粒度,以便有效地回收固體廢物中某種成分。(3)使固體廢物的比表面積增加提高焚燒、熱分解、熔融等作業(yè)的穩(wěn)定性和熱效率。(4)為固體廢物的下一步加工準(zhǔn)備,例如:煤矸石的制磚、制水泥等,都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下,以便進(jìn)一步加工制備使用。(5)用破碎后的生活垃圾進(jìn)行填埋處置時(shí),壓實(shí)密度高而均勻,可以加快復(fù)土還原。(6)防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設(shè)備或爐膛。固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度
54、83;固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力。 ·通常用靜載下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度來表示。 ·其中抗壓強(qiáng)度最大,抗剪強(qiáng)度次之,抗彎強(qiáng)度較小,抗拉強(qiáng)度最小。 ·一般以固體廢物的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)來衡量。抗壓強(qiáng)度大于250MPa者為堅(jiān)硬固體廢物;40-250Mpa者為中硬固體廢物;小于40MPa者為軟固體廢物。 ·固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度與廢物顆粒的粒度有關(guān),粒度小的廢物顆粒,其宏觀和微觀裂縫比大粒度顆粒要少,因而機(jī)械強(qiáng)度較高。 ·在實(shí)際工程中,鑒于固體廢物的硬度在一定程度上反映廢物破碎的難易程度,因而可以用廢物的硬度表示其可碎性
55、。 ·眾所周知,礦物的硬度可按莫氏硬度分為十級(jí),其軟硬排列順序如下(各種固體廢物的硬度可通過與這些礦物相比較來確定): 滑石; 石膏; 方解石; 螢石; 磷灰石; 長(zhǎng)石; 石英; 黃玉石; 剛玉; 金剛石;·另一種方法是按物料在破碎時(shí)的性狀分為最堅(jiān)硬物料、中硬物料和軟質(zhì)物料四種,如表所示:軟質(zhì)物料中硬物料堅(jiān)硬物料最堅(jiān)硬物料石棉礦石膏礦軟質(zhì)石膏板煙煤褐煤粘土石灰石白云石砂巖泥灰石巖鹽鐵礦石金屬礦石電石礦渣燒結(jié)產(chǎn)品韌性化工原料礫石花崗巖剛玉碳化硅硬質(zhì)熟料燒結(jié)鎂砂 ·在需要破碎的廢物中,大多數(shù)呈現(xiàn)脆性,廢物在斷裂之前的塑性變形很小。 ·但也有一些需要破碎的廢物在常溫下呈現(xiàn)較高的韌性和塑性,這些廢物用傳統(tǒng)的破碎機(jī)難以破碎,需要采
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