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文檔簡介

1、固廢污染相關(guān)知識(shí)及技術(shù)北京大鋼環(huán)境治理技術(shù)研究院2015年3月16日固廢污染相關(guān)知識(shí)及技術(shù)一、概述1、固體廢物的定義  固體廢物(solid wastes)亦稱廢物,是指人類在生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)以及生活等過程中提取所需目的成分之后,所丟棄的固態(tài)或泥漿狀的物質(zhì)。  隨著人類社會(huì)文明的發(fā)展,人們在索取和利用自然資源從事生產(chǎn)和生活活動(dòng)時(shí),由于客觀條件的限制,總要把其中的一部分作為廢物丟棄。另外,由于各種產(chǎn)品本身也有其使用壽命,超過了壽命期限,也會(huì)成為廢物。其實(shí),一種過程的廢物隨著時(shí)空條件的變化,往往可以成為另一過程的原料,廢與不廢是相對(duì)的,它與技術(shù)水平和經(jīng)

2、濟(jì)條件密切相關(guān)。所以,廢物也有“放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料”之稱。2、固廢物的來源和分類 固體廢物按來源大致可分為生活垃圾、一般工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物三種。此外,還有農(nóng)業(yè)固體廢物、建筑廢料及棄土。固體廢物如不加妥善收集、利用和處理處置將會(huì)污染大氣、水體和土壤,危害人體健康。固體廢物具有兩重性,也就是說,在一定時(shí)間、地點(diǎn),某些物品對(duì)用戶不再有用或暫不需要而被丟棄,成為廢物;但對(duì)另些用戶或者在某種特定條件下,廢物可能成為有用的甚至是必要的原料。固體廢物污染防治正是利用這一特點(diǎn),力求使固體廢物減量化、資源化、無害化。對(duì)那些不可避免地產(chǎn)生和無法利用的固體廢物需要進(jìn)行處理處置。 固體廢物還有來源廣、種類多、數(shù)量

3、大、成分復(fù)雜的特點(diǎn)。因此防治工作的重點(diǎn)是按廢物的不同特性分類收集運(yùn)輸和貯存,然后進(jìn)行合理利用和處理處置,減少環(huán)境污染,盡量變廢為寶。3、固廢物具體的分類?一、工業(yè)固體廢物 工業(yè)固體廢物是在工業(yè)生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的,排入環(huán)境的各種廢渣、污泥、粉塵等。工業(yè)固體廢物如果沒有嚴(yán)格按環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求安全處理處置對(duì)土地資源、水資源會(huì)造成嚴(yán)重的污染。二、危險(xiǎn)固體廢物 危險(xiǎn)固體廢物特指有害廢物,具有易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性、毒性、放射性等特性產(chǎn)生于各種有危險(xiǎn)廢物產(chǎn)物的生產(chǎn)企業(yè)。從危險(xiǎn)廢物的特性看,它對(duì)人體健康和環(huán)境保護(hù)潛伏著巨大危害。如引起或助長死亡率增高,或使嚴(yán)重疾病的發(fā)病率增高,或在管理不當(dāng)時(shí)會(huì)給人類

4、健康或環(huán)境造成重大急性。即時(shí),或潛在危害等。三、醫(yī)療廢物 醫(yī)療廢物是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以及其他相關(guān)活動(dòng)中產(chǎn)生的具有直接或者間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物。主要有五類;一是感染性廢物、二是病理性廢物、三是損傷性廢物、四是藥物性廢物、五是化學(xué)性廢物。四、城市生活垃圾 城市生活垃圾指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物。包括有機(jī)類:瓜果皮、剩菜剩飯,無機(jī)類:廢紙、飲料罐、廢金屬等,有害類:如廢電池、熒光燈管、過期藥品等。危害:固廢物對(duì)土壤、大氣、水和人體都有很大危害。4、固體廢物對(duì)環(huán)境的危害  固體廢物對(duì)人類環(huán)境的危害很大。一方面,

5、固體廢物是各種污染物的終態(tài),特別是從污染控制設(shè)施排出的固體廢物,濃集了許多污染物成分,而人們對(duì)這類污染物卻往往產(chǎn)生一種穩(wěn)定、污染慢的錯(cuò)覺;另一方面,在自然條件影響下,固體廢物中的一些有害成分會(huì)轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤,參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),具有潛在的、長期的危害性。因此,對(duì)固體廢物,特別是有害固體廢物處理、處置不當(dāng),會(huì)嚴(yán)重危害人體健康。固體廢物對(duì)環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在以下方面:  表9-1 固體廢物的分類、來源和主要組成物  分類來源主要組成物礦業(yè)廢物礦山、選冶廢石、尾砂、金屬、磚瓦灰石、水泥等  工  業(yè) 

6、 廢  物  冶金、交通、機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等工業(yè)金屬、礦渣、砂石、模型、芯、陶瓷、邊角料、涂料、管道、絕熱和絕緣材料、黏結(jié)劑、廢木、塑料、橡膠、煙塵、各種廢舊建材等煤炭業(yè)礦石、木料、金屬、煤矸石等食品加工業(yè)肉類、谷物、果類、蔬菜、煙草等橡膠、皮革、塑料等工業(yè)橡膠、皮革、塑料、布、線、纖維、染料、金屬等造紙、木材、印刷等工業(yè)刨花、鋸末、碎木、化學(xué)藥劑、金屬填料、塑料等 石油化工化學(xué)藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈、石棉、涂料等電器、儀器儀表等工業(yè)金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學(xué)藥劑、研磨料、陶瓷、絕緣材料等紡織服裝業(yè)布頭、纖維、

7、橡膠、塑料、金屬等建筑材料業(yè)金屬、水泥、黏土、陶瓷、石膏、石棉、砂石、紙、纖維等電力工業(yè)爐渣、粉煤灰、煙塵等城市垃圾居民生活食物垃圾、紙屑、布料、木料、金屬、玻璃、塑料、陶瓷、庭院植物修剪物、燃料、灰渣、碎磚瓦、廢器具、糞便、雜品等商業(yè)、機(jī)關(guān)管道、碎砌體、瀝青及其它建筑材料,廢汽車、廢電器、廢器具,含有易燃、易爆、腐蝕性、放射性的廢物,以及類似居民生活欄內(nèi)的各種廢物市政維護(hù)、管理部門碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥、臟土等農(nóng)業(yè)廢物農(nóng)林稻草、秸桿、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕、落葉、廢塑料、人畜糞便、農(nóng)藥等水產(chǎn)腥臭死禽畜,腐爛魚、蝦、貝殼,水產(chǎn)加工污水、污泥等有害廢物核工業(yè)、核電站,放射

8、性醫(yī)療單位、科研單位含有放射性的金屬、廢渣、粉塵、污泥、器具、勞保用品、建筑材料等其它有關(guān)單位含有易燃性、易爆性、腐蝕性、反應(yīng)性、有毒性、傳染性的固體廢物    1侵占土地  固體廢物不加利用時(shí),需占地堆放,堆積量越大,占地越多。據(jù)估算,每堆積1萬噸廢物,占地約需1畝(666.6m2)。截止1994年,我國僅工礦業(yè)固體廢物的累計(jì)堆存量就達(dá)66億多噸,占地90多萬畝。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的很大提高,礦山廢物和城市垃圾占地與人類生存和發(fā)展的矛盾日益突出,例如,根據(jù)對(duì)北京市高空遠(yuǎn)紅外探測的結(jié)果顯示,北京市區(qū)幾乎被環(huán)狀的垃

9、圾堆群所包圍。  2污染土壤  廢物堆放和沒有采取適當(dāng)防滲措施的垃圾填埋,經(jīng)過風(fēng)化、雨雪淋溶、地表徑流的侵蝕,其中的有害成分很容易產(chǎn)生高溫和有毒液體并滲入土壤,殺滅土壤中的微生物,破壞微生物與周圍環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng),甚至導(dǎo)致草木不生。其有害成分若滲流入水體,則可能進(jìn)一步危害人的健康。例如,在20世紀(jì)80年代,我國內(nèi)蒙古包頭市的某礦尾砂堆積如山,造成尾砂壩下游的大片土地被污染,一個(gè)鄉(xiāng)的居民被迫搬遷。  3污染水體  固體廢物若隨天然降水或地表徑流進(jìn)入河流、湖泊,或隨風(fēng)飄遷落入水體,則使地面水受到污染;若隨滲瀝水進(jìn)入土

10、壤,則使地下水受到污染;若直接排入河流、湖泊或海洋,則會(huì)造成更大的水體污染不僅減少水體面積,而且還妨害水生生物的生存和水資源的利用。例如,德國萊茵河地區(qū)的地下水因受廢渣滲瀝水污染,導(dǎo)致當(dāng)?shù)刈詠硭畯S有的關(guān)閉,有的減產(chǎn)。  4污染大氣  固體廢物一般通過如下途徑污染大氣:以細(xì)粒狀存在的廢渣和垃圾,在大風(fēng)吹動(dòng)下會(huì)隨風(fēng)飄逸,擴(kuò)散到遠(yuǎn)處;運(yùn)輸過程中會(huì)產(chǎn)生有害的氣體和粉塵;一些有機(jī)固體廢物在適宜的溫度和濕度下會(huì)被微生物分解,釋放出有害氣體;固體廢物本身以及在對(duì)其處理(如焚燒)時(shí)散發(fā)的毒氣和臭氣等。典型的例子是曾在我國各地煤礦多次發(fā)生的煤矸石的自燃,散發(fā)出大量的SO2

11、、CO2、NH3等氣體,造成了嚴(yán)重的大氣污染。  5影響環(huán)境衛(wèi)生  城市的生活垃圾、糞便等若清運(yùn)不及時(shí),就會(huì)產(chǎn)生堆存,嚴(yán)重影響人們居住環(huán)境的衛(wèi)生狀況,對(duì)人們的健康構(gòu)成潛在的威脅。二、固廢污染處理 1、固體廢物的處理原則  固體廢物處理(treatment of solid wastes),是指通過物理、化學(xué)、生物等不同方法,使固體廢物轉(zhuǎn)化成適于運(yùn)輸、貯存、資源化利用以及最終處置的一種過程。隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視以及正在出現(xiàn)的全球性的資源危機(jī),工業(yè)發(fā)達(dá)國家開始從固體廢物中回收資源和能源,并且將再生資源的開發(fā)利用視為“第二礦業(yè)

12、”,給予高度重視。我國于80年代中期提出了“無害化”、“減量化”、“資源化”的控制固體廢物污染的技術(shù)政策,今后的趨勢也是從無害化走向資源化。  “無害化”  固體廢物“無害化”(innocuity)處理是指將固體廢物通過工程處理,達(dá)到不損害人體健康、不污染周圍自然環(huán)境的目的。目前,固廢“無害化”處理技術(shù)有:垃圾焚燒、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。其中“高溫快速堆肥處理工藝”、“高溫厭氧發(fā)酵處理工藝”,在我國都已達(dá)到實(shí)用程度,“厭氧發(fā)酵工藝”用于廢物“ 無害化”處理的理論已經(jīng)成熟,具有我國特點(diǎn)的“糞便高溫厭氧發(fā)酵處理工藝”在

13、國際上一直處于領(lǐng)先地位。 “減量化”   固體廢物的“減量化”(minimization)是指通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積。這需要從兩方面著手,一是減少固體廢物的產(chǎn)生,二是對(duì)固體廢物進(jìn)行處理利用。首先從廢物產(chǎn)生的源頭考慮,為了解決人類面臨的資源、人口、環(huán)境三大問題,人們必須注重資源的合理、綜合利用,包括采用經(jīng)濟(jì)合理的綜合利用工藝和技術(shù),制定科學(xué)的資源消耗定額等。另外,對(duì)固體廢物采用壓實(shí)、破碎、焚燒等處理方法,也可以達(dá)到減量和便于運(yùn)輸、處理的目的。  “資源化”   固體廢物“資源化”(re

14、source recovery)是指采取適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù),從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源。近40年來,隨著工業(yè)文明的高速發(fā)展,固體廢物的數(shù)量以驚人的速度不斷增長,而另一方面世界資源也正以驚人的速度被開發(fā)和消耗,維持工業(yè)發(fā)展命脈的石油和煤炭等不可再生資源已經(jīng)瀕于枯竭。在這種形勢下,歐美及日本等許多國家紛紛把固體廢物資源化列為國家的重要經(jīng)濟(jì)政策。世界各國的廢物資源化的實(shí)踐表明,從固體廢物中回收有用物資和能源的潛力相當(dāng)大,表9-2是美國資源回收的經(jīng)濟(jì)潛力,由此可見固體廢物資源化可觀的經(jīng)濟(jì)效益。  表9-2 美國資源回收的經(jīng)濟(jì)潛力廢物料年產(chǎn)生量(百萬噸/年)  

15、可實(shí)際回收量(百萬噸/年)二次物料價(jià)格  (美元/噸)  年總收益  (百萬美元)  紙  黑色金屬  鋁  玻璃  有色金屬  總收益  40.0 10.2  0.91  12.4  0.36    32.0  8.16  0.73 &#

16、160;9.98  0.29    22.1  38.6  220.5  7.72  132.3  705  316  160  77  38  1296    我國雖然資源總量豐富,但人均資源不足。而且我國資源利用率低,浪費(fèi)嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國的國民經(jīng)濟(jì)周轉(zhuǎn)中,社會(huì)需要的最終產(chǎn)品僅占原材料的20%

17、30%,即70%80%成為廢物。另一方面我國的廢物資源利用率也很低,與發(fā)達(dá)國家的差距很大,因此,固體廢物資源化及開發(fā)再生資源,更應(yīng)該成為我國應(yīng)對(duì)資源危機(jī)、解決生存與環(huán)境問題的國策。  固體廢物資源化的優(yōu)勢很突出,主要有以下幾個(gè)方面:生產(chǎn)成本低,例如用廢鋁煉鋁比用鋁礬土煉鋁可減少資源90%97%,減少空氣污染95%,減少水質(zhì)污染97%;能耗少,例如用廢鋼煉鋼比用鐵礦石煉鋼可節(jié)約能耗74%;生產(chǎn)效率高,例如用鐵礦石煉1噸鋼需8個(gè)工時(shí),而用廢鐵煉1噸電爐鋼只需23個(gè)工時(shí);環(huán)境效益好,可除去有毒、有害物質(zhì),減少廢物堆置場地,減少環(huán)境污染。  可見,推行固體廢物資

18、源化,不但可節(jié)約投資、降低能耗和生產(chǎn)成本,而且可減少自然資源的開采、治理環(huán)境,維持生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),是保證國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)有效措施。  2、固體廢物前期處理基本方法  固體廢物處理(treatment of solid wastes),如前所述,是指通過物理、化學(xué)和生物的方法,使固體廢物轉(zhuǎn)化成適于運(yùn)輸、貯存、資源化利用以及最終處置的一種過程。按其處理過程可分為預(yù)處理和資源化兩個(gè)階段,按其處理方法可分為物理處理、化學(xué)處理和生物處理等。    、固體廢物的預(yù)處理  固體廢物預(yù)處理(pret

19、reatment)又稱前處理,是資源化前的預(yù)處理,主要包括收集、運(yùn)輸、壓實(shí)、破碎、分選等工藝過程。預(yù)處理常涉及固體廢物中某些組分的分離與濃集,因而往往又是一種回收材料的過程。    固體廢物的收集和運(yùn)輸  固體廢物的收集(collection)是一項(xiàng)困難而又復(fù)雜的工作,尤其是城市垃圾的收集更加復(fù)雜。由于產(chǎn)生垃圾的地點(diǎn)分散在每條街道、每幢住宅和每個(gè)家庭,且垃圾的產(chǎn)生不僅有固定源,還有移動(dòng)源,因此給垃圾的收集工作帶來許多困難。  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,收集、運(yùn)輸工作由工廠負(fù)責(zé)。零星、分散的固

20、體廢物(工業(yè)下腳料及居民廢棄的日常生活用品)則由商業(yè)部門所屬廢舊物資公司負(fù)責(zé)收集。此外,有關(guān)部門還組織城市居民、農(nóng)村基層供銷合作社收購站代收廢舊物資?;厥盏钠贩N有黑色金屬、有色金屬、橡膠、塑料、紙張、破布、玻璃、機(jī)電、五金、化工下腳料等16大類1000多個(gè)品種。  城市垃圾包括生活垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾、糞便及污水處理廠的污泥等。在我國,它們的收集工作是分開處理的:商業(yè)垃圾及建筑垃圾原則上由產(chǎn)生單位自行清除;糞便的收集按其住宅有無衛(wèi)生設(shè)施分成兩種情況,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)生設(shè)施的使用公廁或倒糞站進(jìn)行收集,并

21、由環(huán)衛(wèi)專業(yè)隊(duì)伍用真空吸糞車清除、運(yùn)輸,一般每天收集一次,當(dāng)天運(yùn)出市區(qū)。    我國對(duì)城市生活垃圾的收集,一般是由垃圾發(fā)生源送至垃圾桶(箱),統(tǒng)一由環(huán)衛(wèi)工人將垃圾桶(箱)裝入垃圾車,再運(yùn)至中轉(zhuǎn)站,最后由中轉(zhuǎn)站運(yùn)到最終處理場或填埋場處置,形成了一套固定模式的收集中轉(zhuǎn)集中處置系統(tǒng)。城市生活垃圾的收集頻率應(yīng)由季節(jié)、氣候、垃圾數(shù)量和民眾需求等因素決定。醫(yī)院垃圾則由醫(yī)院自行焚燒處理,再送至處置場所。  在有些發(fā)達(dá)國家,垃圾的收集和加工處理系統(tǒng)已經(jīng)成為擁有現(xiàn)代化技術(shù)裝備的重要部門。美、英、法和瑞士等國,由居民從垃圾中分出玻璃、黑色金屬、織物、廢紙、

22、紙板等,分裝入不同的垃圾箱或不同顏色的垃圾袋,進(jìn)行垃圾分類收集,這樣就可以將不同成分的垃圾直接運(yùn)往垃圾處理廠。目前,在我國的個(gè)別城市也正進(jìn)行垃圾分裝和上門收集的試驗(yàn)。  比較先進(jìn)的垃圾收集和運(yùn)輸方法是采用管道輸送。在瑞典、美國和日本的有些城市就是采用管道輸送垃圾的,并已取代了部分垃圾車,這是最有前途的垃圾輸送方法。利用氣流系統(tǒng),可將垃圾從多層住宅運(yùn)出20公里之外。  收集和運(yùn)輸垃圾的費(fèi)用很大,在發(fā)達(dá)國家已達(dá)到處理總費(fèi)用的80%左右。運(yùn)輸費(fèi)用與焚燒、填埋或處理廠的距離成正比,由于處理廠必須與居民區(qū)保持足夠的距離,必然會(huì)增加運(yùn)費(fèi);但是,如果對(duì)垃圾收集和運(yùn)輸線

23、路進(jìn)行優(yōu)化,并采取垃圾分類方法,所需運(yùn)輸費(fèi)用會(huì)有所降低。    固體廢物的壓實(shí)  壓實(shí)又稱壓縮(compressing),是一種采用機(jī)械方法將固體廢物中的空氣擠壓出來、減少其空隙率以增加其聚集程度的過程。其目的一是為了減少體積、增加容重以便于裝卸和運(yùn)輸,降低運(yùn)輸成本;二是制作高密度惰性塊料以便于貯存、填埋或作建筑材料。大部分固體廢物(除焦油、污泥等)都可進(jìn)行壓實(shí)處理。      壓實(shí)技術(shù)最初主要用來處理金屬加工業(yè)排出的各種松散廢料,后來逐步發(fā)展到處理城市垃圾如紙箱、紙袋和纖維

24、制品等。一般固體廢物經(jīng)過壓縮處理后,壓縮比(即體積減少的程度)為35,如果同時(shí)采用破碎和壓實(shí)技術(shù),其壓縮比可增加到510。壓縮后的垃圾或袋裝或打捆,對(duì)于大型壓縮塊,往往先將鐵絲網(wǎng)置于壓縮腔內(nèi),再裝入廢物,因而壓縮完成后即已牢固捆好。    除了便于運(yùn)輸外,固體廢物壓實(shí)處理還具有以下優(yōu)點(diǎn):  (1)減輕環(huán)境污染。經(jīng)過高壓壓縮的垃圾塊切片用顯微鏡鏡檢表明,它已成為一種均勻的類塑料結(jié)構(gòu)。日本東京灣的垃圾塊在自然暴露三年后檢驗(yàn),沒有任何可見的降解痕跡,足見其確已成為一種惰性材料,從而減輕了對(duì)環(huán)境的污染。   &#

25、160;(2)快速安全造地。用惰性固體廢物壓縮塊作地基或填海造地材料,上面只需覆蓋很薄土層,所填場地不必作其它處理或等待多年的沉降,即可利用。    (3)節(jié)省貯存或填埋場地。對(duì)于廢金屬切屑、廢鋼鐵制品或其它廢渣,其壓縮塊在加工利用之前,往往需要堆存保管,對(duì)于放射性廢物要深埋于地下水泥堡或廢礦坑等中,壓縮處理可大大節(jié)省貯存場地;對(duì)于城市垃圾的填埋處置,生活垃圾壓縮后容積可減少60%90%,從而可大大節(jié)省目前國內(nèi)外均日趨緊張的填埋用地。    固體廢物的壓實(shí)過程是用固體廢物壓實(shí)器完成的,其結(jié)構(gòu)主要由容器單元和壓實(shí)單元

26、兩部分組成。容器單元接受廢物;壓實(shí)單元利用液壓或氣壓作動(dòng)力,使廢物致密化。壓實(shí)器有固定式和移動(dòng)式兩種形式,固定式一般設(shè)在廢物轉(zhuǎn)運(yùn)站、高層住宅垃圾滑道底部等需要壓實(shí)廢物的場合,移動(dòng)式壓實(shí)器一般安裝在收集垃圾的車上,收集到廢物后即行壓縮,隨后運(yùn)往處置場地。圖9-1所示是常見的固體廢物壓實(shí)器。  固體廢物壓實(shí)處理流程隨固體廢物性質(zhì)的差異和處理目的的不同而不盡相同。圖9-2所示是較為先進(jìn)的國外城市垃圾的壓縮處理工藝流程。垃圾先裝入墊有鐵絲網(wǎng)的容器中,然后送入壓實(shí)機(jī)壓縮,壓力為160200kgf/cm2(1kgf9.8N),壓縮比為5。壓塊由上向運(yùn)動(dòng)活塞推出壓縮腔,送入180200的

27、瀝青浸漬池浸漬10秒,以涂浸瀝青防漏,冷卻后經(jīng)輸送皮帶裝入汽車運(yùn)往垃圾填埋場。壓縮污水經(jīng)油水分離器進(jìn)入活性污泥處理系統(tǒng),處理水滅菌后排放。    固體廢物的破碎   固體廢物破碎(fragmentation)就是利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊以便資源化利用或進(jìn)行最終處置的過程。使小塊固體廢物顆粒分裂成細(xì)粉的過程稱為磨碎。經(jīng)過破碎和磨碎的固體廢物,粒度變得小而均勻,具有以下優(yōu)點(diǎn):便于壓縮、運(yùn)輸、貯存和高密度填埋;可提高焚燒、熱解、熔燒及壓縮等處理過程的穩(wěn)定性和處理效率;便于分選、揀選回收有價(jià)物質(zhì)和

28、材料;避免粗大、鋒利的廢物損壞分選、焚燒、熱解等設(shè)備或爐腔;為固體廢物的下一步加工和資源化作準(zhǔn)備。  固體廢物的破碎按原理通常有兩類方法:物理方法和機(jī)械方法。前者有低溫冷凍破碎法和超聲波破碎法,低溫冷凍破碎已成功用于廢塑料制品、廢橡膠制品等的破碎;超聲波破碎法目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段。機(jī)械方法有擠壓、劈裂、彎曲、磨剝、沖擊和剪切破碎等方法,如圖9-3所示。          選擇機(jī)械破碎方法時(shí),需視固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度特別是其硬度而定。對(duì)于脆硬性廢物,如廢石和廢渣等多采用擠壓、劈裂

29、、沖擊、磨剝方法破碎;對(duì)于柔硬性廢物,如廢鋼鐵、廢汽車、廢塑料等多采用沖擊和剪切破碎。對(duì)于含有大量廢紙的城市垃圾,一般采用的是濕式和半濕式破碎。對(duì)于一般的粗大固體廢物,通常是先剪切,壓縮成一定形狀,再送入破碎機(jī)。        下面簡要介紹幾種普遍采用的固體廢物破碎方式及其設(shè)備。    (1)擠壓式破碎。擠壓式破碎是一種利用機(jī)械的擠壓作用使廢物破碎的方法(圖9-3(a)。所用設(shè)備一般采用一個(gè)擠壓面固定,另一個(gè)擠壓面作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形式,也稱為顎式破碎機(jī)。  (

30、2)沖擊式破碎。沖擊式破碎是一物體撞擊另一物體時(shí),前者的動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楹笳叩男巫兾荒?,而且集中在被撞擊處,從而使物料破碎的一種方法。如果撞擊速度很高,形變來不及擴(kuò)展到被撞擊物全部,就在撞擊處產(chǎn)生相當(dāng)大的局部應(yīng)力。如果進(jìn)行反復(fù)沖擊,則可使載荷超過疲勞極限,使被撞擊物碎裂。因此用高頻率沖擊法破碎有很好的效果。沖擊式破碎機(jī)大多是旋轉(zhuǎn)式,都是利用沖擊作用進(jìn)行破碎的。圖9-4為Hazemag型沖擊式破碎機(jī)。沖擊式破碎幾乎適于所有顆粒較為粗大的固體廢物。   (3)剪切式破碎。剪切式破碎是一種利用機(jī)械的剪切力破碎固體廢物的方法。剪切式破碎作用發(fā)生在互呈一定角度能夠逆向運(yùn)動(dòng)或閉

31、合的刀刃之間。一般刀刃分固定刃和可動(dòng)刃,可動(dòng)刃又分往復(fù)刃和回轉(zhuǎn)刃。圖9-5所示為林德曼(Lindemann)式剪切破碎機(jī),其可動(dòng)刃為往復(fù)式,分預(yù)備壓縮機(jī)和剪切機(jī)兩部分。剪切式破碎適于處理城市垃圾中的紙、布等纖維織物,金屬類廢物等。        (4)磨剝式破碎。磨剝式破碎即磨碎,在固體廢物處理與利用中占有重要地位。圖9-6是磨剝式破碎常用設(shè)備球磨機(jī)的構(gòu)造示意圖。它主要由圓柱形筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動(dòng)大齒圈等部件組成。筒體裝有直徑為25150mm的鋼球。當(dāng)電機(jī)聯(lián)軸器和小齒輪帶動(dòng)大齒圈和筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在磨檫力、

32、離心力和筒壁襯板的共同作用下,鋼球和物料被提升到一定高度,然后在其本身重力作用下,產(chǎn)生自由瀉落和拋落,從而對(duì)筒體內(nèi)底腳區(qū)的物料產(chǎn)生沖擊和研磨作用,使物料粉碎。物料達(dá)到磨碎細(xì)度要求后,由風(fēng)機(jī)抽出。磨剝式破碎廣泛用于用煤矸石、鋼渣生產(chǎn)水泥、磚瓦、化肥等過程以及垃圾堆肥的深加工過程。   (5)低溫破碎。對(duì)于在常溫下難以破碎的固體廢物,可利用其低溫變脆的性能而有效地破碎,亦可利用不同物質(zhì)脆化溫度的差異進(jìn)行選擇性破碎,即所謂低溫破碎。低溫破碎技術(shù)適用于常溫下難以破碎的復(fù)合材質(zhì)的廢物,如鋼絲膠管、橡膠包覆電線電纜,廢家用電器等橡膠和塑料制品等。  低溫破

33、碎的工藝流程如圖9-7所示。先將固體廢物投入預(yù)冷裝置,再進(jìn)入浸沒冷卻裝置,這樣橡膠、塑料等易冷脆物質(zhì)迅速脆化,然后送入高速?zèng)_擊破碎機(jī)破碎,使易脆物質(zhì)脫落粉碎。破碎產(chǎn)品再進(jìn)入各種分選設(shè)備進(jìn)行分選。   采用低溫破碎,同一種材質(zhì)破碎的尺寸大體一致,形狀好,便于分離。但因通常采用液氮作制冷劑,而制造液氮需耗用大量能源,因此,發(fā)展該技術(shù)必須考慮在經(jīng)濟(jì)效益上能否抵上能源方面的消耗費(fèi)用。   (6)濕式和半濕式破碎。濕式破碎技術(shù)最早是美國開發(fā)的,主要以回收城市垃圾中的大量紙類為目的。由于紙類在水力的作用下發(fā)生漿化,然后將漿化的紙類用于造紙,從而達(dá)

34、到回收紙類的目的。圖9-8為濕式破碎機(jī)。垃圾用傳送帶投入破碎機(jī),破碎機(jī)于圓形槽底上安裝多孔篩,篩上設(shè)有6個(gè)刀片的旋轉(zhuǎn)破碎輥,使投入的垃圾和水一起激烈旋轉(zhuǎn),廢紙則破碎成漿狀,透過篩孔由底部排出,難以破碎的篩上物(如金屬等)從破碎機(jī)側(cè)口排出,再用斗式提升機(jī)送至磁選器將鐵與非鐵物質(zhì)分離。      半濕式破碎則是利用各類物質(zhì)在一定均勻濕度下的耐剪切、耐壓縮、耐沖擊性能等差異很大的特點(diǎn),在不同的濕度下選擇不同的破碎方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)廢物的選擇性破碎和分選。  濕式和半濕式破碎特別適于回收含紙屑較多的城市垃圾中的紙纖維、玻璃、鐵和

35、有色金屬。    固體廢物的分選  固體廢物分選(selecting),就是把固體廢物中可回收利用的或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物粒分離出來。這是繼破碎以后固體廢物處理過程中重要的處理環(huán)節(jié)之一。根據(jù)廢物的物理和物理化學(xué)性質(zhì)不同,主要有以下分選方法:篩分、重力分選、磁力分選、靜電分選、光電分選、渦電流分選以及浮選等。  (1)篩分。篩分亦稱篩選,是利用具有不同粒度分布的固體物料之粒度差別,將物料中小于篩孔的細(xì)粒物料透過篩網(wǎng),而大于篩孔的粗粒物料留在篩網(wǎng)上面,完成粗、細(xì)料分離的過程。影響篩分效率的因素,包括振動(dòng)方式

36、、振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向、篩子角度、粒子反彈力差異、篩孔數(shù)目及與篩孔大小相近的粒子占總粒子的百分?jǐn)?shù)等。篩分設(shè)備有固定篩、振動(dòng)篩和滾筒篩等。它們通常被組裝于其它分選設(shè)備中,或者和其它分選設(shè)備串聯(lián)使用。篩分技術(shù)在固體廢物資源回收和利用方面應(yīng)用很廣泛。  (2)重力分選。重力分選是根據(jù)混合固體廢物在介質(zhì)中的密度差進(jìn)行分選的一種方法。不同密度的固體廢物顆粒在同一運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中,由于受到重力、介質(zhì)動(dòng)力和機(jī)械力的共同作用,使具有相同密度的粒子群產(chǎn)生松散分層和遷移分離,從而得到不同密度的產(chǎn)品。固體顆粒只有在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中才能分選。重力分選介質(zhì)可以是空氣、水,也可以是重液(密度大于水的液體)和重懸浮

37、液(由高密度的固體微粒和水組成)等。固體廢物的重力分選方法較多,按作用原理可分為風(fēng)力分選、慣性分選、搖床分選、重介質(zhì)分選和跳汰分選等。    1)風(fēng)力分選又稱氣流分選,是基于固體廢物顆粒在空氣氣流作用下,密度大的沉降末速度大,運(yùn)動(dòng)距離比較近;密度小的沉降末速度小,運(yùn)動(dòng)距離比較遠(yuǎn)的原理。此方法適用于顆粒的形狀、尺寸相近的固體廢物分選。有時(shí)也可先經(jīng)破碎、篩選后,再進(jìn)行風(fēng)力分選。風(fēng)力分選設(shè)備按工作氣流的主流向分為水平、垂直和傾斜三種類型,其中尤以垂直氣流風(fēng)選機(jī)應(yīng)用最為廣泛。  2)慣性分選是基于混合固體廢物中各組分的密度和硬度差異而進(jìn)行分離

38、的一種方法。用高速傳送帶、旋轉(zhuǎn)器或氣流沿水平方向拋射粒子,粒子沿拋物線運(yùn)行的軌跡隨粒子的大小和密度不同而異,粒徑和密度越大飛得越遠(yuǎn)。這種方法又稱為彈道分離法。目前這種方法主要用于從垃圾中分選回收金屬、玻璃和陶瓷等物。根據(jù)慣性分選原理而設(shè)計(jì)制造的分選機(jī)械主要有彈道分選機(jī)、反彈滾筒分選機(jī)和斜板輸送分選機(jī)等。  3)搖床分選是利用混合固體廢物在隨床面作往復(fù)不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)時(shí),由于橫向水流的流動(dòng)和床面的搖動(dòng)作用,不同密度的顆粒在床面上形成扇形分布,從而達(dá)到分選的目的。搖床床面近似長方形,微向輕質(zhì)產(chǎn)物排出端傾斜,床面上釘有或刻有溝槽。搖床分選用于分選細(xì)粒和微粒物料。在固體廢物處理中,目前主

39、要用于從含硫鐵礦較多的煤矸石中回收硫鐵礦,分選精度很高。最常用的搖床分選設(shè)備是平面搖床。  4)重介質(zhì)分選是將兩種密度不同的固體混合物放在一種密度介于二者密度之間的重液(如氯化鋅、四氯化碳、四溴乙烷等)中,密度小于重液密度的固體顆粒上浮,大于重液密度的固體顆粒下沉,從而實(shí)現(xiàn)兩種固體顆粒分離。從理論上講,由于重液分選主要是依靠密度的差異進(jìn)行的,而受顆粒粒度和形狀的影響很小,從而可對(duì)密度差很小的固體物質(zhì)進(jìn)行分選。不過,當(dāng)入選物質(zhì)粒度過小,且固體廢物的密度與介質(zhì)密度非常接近時(shí),其沉降速度很慢,造成分選效率低,故一般需將入選渣料粒度控制在23mm范圍內(nèi)。  &#

40、160; 5)跳汰分選是使磨細(xì)的混合廢物中的不同密度的粒子群,在垂直脈沖運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中按密度分層,不同密度的粒子群在高度上占據(jù)不同的位置,大密度的粒子群位于下層,小密度的粒子群位于上層,從而實(shí)現(xiàn)物料分離。跳汰介質(zhì)可以是水或空氣。目前用于固體廢物跳汰分選的介質(zhì)都是水。跳汰分選為一古老的選礦方式,對(duì)固體廢物中混合金屬細(xì)粒的分離,是一種有效的分離方法。  (3)磁力分選。磁力分選技術(shù)是借助磁選設(shè)備產(chǎn)生的磁場使鐵磁物質(zhì)組分分離的一種方法。固體廢物包括各種不同的磁性組分,當(dāng)這些不同磁性組分物質(zhì)通過磁場時(shí),由于磁性差異,受到的磁力作用互不相同,磁性較強(qiáng)的顆粒會(huì)被帶到一個(gè)非磁性區(qū)而

41、脫落下來,磁性弱或非磁性顆粒,僅受自身重力和離心力的作用而掉落到預(yù)定的另一個(gè)非磁性區(qū)內(nèi),從而完成磁力分選過程。固體廢物的磁力分選主要用于從固體廢物中回收或富集黑色金屬(鐵類物質(zhì))。磁場強(qiáng)弱不同的磁選設(shè)備可選出不同磁性組分的固體廢物。固體廢物的磁選設(shè)備根據(jù)供料方式的不同,可分為帶式磁選機(jī)和輥筒式磁選機(jī)兩大類。    (4)靜電分選。靜電分選技術(shù)是利用各種物質(zhì)的電導(dǎo)率、熱電效應(yīng)及帶電作用的差異而進(jìn)行物料分選的方法??捎糜诟鞣N塑料、橡膠和纖維紙、合成皮革、膠卷、玻璃與金屬等物料的分選。例如給兩種不同性能的塑料混合物加以電壓,使一種塑料帶負(fù)電,另一種帶正電,就可

42、以使兩者得以分離。  (5)渦電流分選。渦電流分選技術(shù)是從固體廢物中將非磁性導(dǎo)電金屬(如鋼、鋁、鋅等)分選出來的分選技術(shù)。當(dāng)含有非磁性導(dǎo)電金屬的固體廢物流以一定的速度通過一個(gè)交變磁場時(shí),這些非磁性導(dǎo)電金屬內(nèi)部會(huì)感生渦電流,并對(duì)產(chǎn)生渦流的金屬塊形成一個(gè)電磁排斥力。作用于金屬上的電磁排斥力取決于金屬的電阻率、導(dǎo)磁率、磁場密度的變化速度以及金屬塊的形狀尺寸等,因而利用此原理可使一些有色金屬從混合廢物中分離出來。    (6)浮選。浮選是在固體廢物與水調(diào)制的料漿中加入浮選藥劑,并通入空氣形成無數(shù)細(xì)小氣泡,使欲選物質(zhì)顆粒粘附在氣泡上,隨氣泡上浮

43、于料漿表面成為泡沫層,然后刮出回收;不浮的顆粒仍留駐料漿內(nèi),通過適當(dāng)處理后廢棄。固體廢物浮選主要是利用欲選物質(zhì)對(duì)氣泡粘附的選擇性。其中有些物質(zhì)表面的疏水性較強(qiáng),容易粘附在氣泡上,而另一些物質(zhì)表面親水,不易粘附在氣泡上。物質(zhì)表面的親水、疏水性能,可以通過浮選藥劑的作用而加強(qiáng)。因此,在浮選工藝中正確選擇、使用浮選藥劑是調(diào)整物質(zhì)可浮性的主要外因條件。在我國,浮選法已應(yīng)用于從粉煤灰中回收炭,從煤矸石中回收硫鐵礦,從焚燒爐灰渣中回收金屬。  2、固廢垃圾處理技術(shù)、優(yōu)缺點(diǎn)。 國內(nèi)垃圾處理方法多種多樣,主要有:堆肥,焚燒,衛(wèi)生填埋,熱解,生物處理和生化處理,分類回收,綜合處理。近年來綜合

44、處理已引起越來越多的重視,但迄今為止應(yīng)用最廣泛的仍是前三種方法。衛(wèi)生填埋處理是垃圾的最終穩(wěn)定處置方法,衛(wèi)生填埋費(fèi)用低廉,即使按照國外標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和營運(yùn)管理,其費(fèi)用也比焚燒等其它處理方法低,建設(shè)垃圾衛(wèi)生填埋場是符合我們國情的。在任何時(shí)候都是不可缺的。1、分類收集與回收利用 分類收集的目的在于提高廢品回收率和便于分類處理。總體而言,我國城市生活垃圾的分類工作才剛開始,分類收集的效果還不是很大,還無法有效的將占垃圾50以上的廚除物分開。 目前大城市普遍推行垃圾的分類收集,在主要的街道,居民小區(qū)都設(shè)立了分類收集的垃圾筒,但到目前為止,垃圾的混合收集仍是大城市普遍采用的垃圾收運(yùn)方式。城市垃圾分類收集推行中遇

45、到的主要問題是: 第一,公眾的環(huán)境意識(shí)不高,為方便起見,隨手亂仍的現(xiàn)象比較普遍; 第二,分類收集設(shè)施不足,在設(shè)計(jì)上缺乏分類引導(dǎo); 第三,分類運(yùn)輸?shù)脑O(shè)施不足,致使本已分類收集的垃圾,又混合運(yùn)輸; 第四,缺乏分類處理的基礎(chǔ)設(shè)施; 第五,缺乏優(yōu)惠的廢品回收政策。1、 堆肥處理堆肥化(composting)是指在人工控制的條件下,依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物,使可生物降解的有機(jī)固體廢物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。所謂穩(wěn)定是相對(duì)的,是指堆肥產(chǎn)品對(duì)環(huán)境無害,并不是廢物達(dá)到完全穩(wěn)定。固體廢物堆肥化是對(duì)有機(jī)固體廢物實(shí)現(xiàn)資源化利用的無害化處理、處置的重要方法。  &#

46、160; 堆肥化按需氧程度可分為好氧堆肥和厭氧堆肥?,F(xiàn)代化堆肥工藝特別是城市垃圾堆肥工藝,基本上都是好氧堆肥。好氧堆肥溫度高(一般為5065,最高可達(dá)8090),基質(zhì)分解比較徹底,堆制周期短,異味小,可以大規(guī)模采用機(jī)械處理。厭氧堆肥是利用厭氧微生物完成分解反應(yīng),空氣與堆肥相隔絕,堆制溫度低,工藝比較簡單,產(chǎn)品中氮保存量比較多;但堆制周期太長(需312個(gè)月),異味濃烈,分解不夠充分。   堆肥化的產(chǎn)物稱作堆肥(compost)。它是一類腐殖質(zhì)含量很高的疏松物質(zhì),故也稱“腐殖土”。早在1000年前,中國和印度等東方國家的農(nóng)民就有將作物秸桿、落葉、野草、海草和

47、人、畜糞便等堆積一起使其發(fā)酵獲得肥料的方法。但在堆肥系統(tǒng)化、工廠化方面的巨大進(jìn)展則是始于1925年。此后堆肥的工藝也在不斷地發(fā)展。與此同時(shí),堆肥化由以制做肥料為目的而逐漸轉(zhuǎn)化為以處理固體廢物為目的,同時(shí)生產(chǎn)出有機(jī)肥料。堆肥化的原料有城市垃圾、由紙漿廠和食品廠等排水處理設(shè)施來的污泥、家畜糞尿、樹皮、鋸末、糠殼和秸桿等等。 (1)堆肥技術(shù)與設(shè)備 以前,我國城市生活垃圾中主要為煤灰和廚徐類有機(jī)物,而包裝物如塑料、廢紙等含量較低,適宜于堆肥處理。到目前為止,堆肥處理主要采用低成本堆肥系統(tǒng),大部分垃圾堆肥處理場采用敞開式靜態(tài)堆肥。“七五”和“八五”期間,我國相繼開展了機(jī)械化程度較高的動(dòng)態(tài)高溫堆肥研究和開

48、發(fā),并取得了積極成果。但限于現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)條件,機(jī)械化高溫堆肥由于處理成本較高而難以推廣應(yīng)用。目前應(yīng)用較多的是一些機(jī)械化程度低、主要采用靜態(tài)通風(fēng)好氧發(fā)酵技術(shù)。其特點(diǎn)是工藝簡單,使用機(jī)械設(shè)備少,投資少,操作簡單。運(yùn)行費(fèi)用低,但同時(shí)也存在堆肥質(zhì)量不高、堆肥篩上物未得到處理和氣味及污水對(duì)周圍環(huán)境影響較大,如臭味、蚊蠅難以控制等因素,其應(yīng)用也受到一定限制。 (2)堆肥原料 目前由于城市垃圾缺乏有效的分類收集,不能有效的將廚余物等有機(jī)質(zhì)分離出來,用于堆肥的垃圾原料含有玻璃、塑料、甚至電池等有毒有害垃圾。 (3)堆肥產(chǎn)品堆肥產(chǎn)品質(zhì)量不高,肥效低,銷路不暢,嚴(yán)重制約著垃圾堆肥處理的發(fā)展。目前許多堆肥場都面

49、臨著關(guān)、停的困境。解決堆肥問題的關(guān)鍵是必須實(shí)現(xiàn)有機(jī)垃圾的分類收集。2、 焚燒處理焚燒法(incineration method)是一種熱化學(xué)處理過程。通過焚燒可以使固體廢物氧化分解,能迅速大幅度地減容(一般體積可減少80%90%),可徹底消除有害細(xì)菌和病毒,破壞毒性有機(jī)物,回收能量及副產(chǎn)品,同時(shí)殘?jiān)€(wěn)定安全。由于焚燒法適用于廢物性狀難以把握,廢物產(chǎn)量隨時(shí)間變化幅度較大的情況,加之某些帶菌性或含毒性有機(jī)固體廢物只能焚燒處理,故應(yīng)用十分廣泛。  焚燒法歷史悠久,所積累的經(jīng)驗(yàn)豐富,技術(shù)可靠。焚燒設(shè)備主要有流化床焚燒爐、轉(zhuǎn)窯式焚燒爐、多膛式焚燒爐、固定床型焚燒爐等。采用回轉(zhuǎn)窯焚燒廢

50、塑料時(shí),對(duì)負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng),但是焚燒發(fā)煙物或有機(jī)污泥時(shí),粉塵量大。采用流化床焚燒爐時(shí),廢物顆粒和氣體間的傳質(zhì)、傳熱速度快,溫度易于控制,特別在流化床爐的上半部分可進(jìn)行干燥過程,故往往采用多段流化床焚燒爐。采用固定床爐型焚燒纖維質(zhì)廢物時(shí)效率較高。  熔融型焚燒處理是將廢物在14001650 的高溫下焚燒,可以把廢物的可燃部分燃燒與不可燃部分熔融在同一過程中進(jìn)行,然后經(jīng)冷卻、凝固變成最安全的適于填埋的固體燒結(jié)物。在最終填埋處置時(shí),因?yàn)椴缓袡C(jī)物及惡臭成分,并有很高的密度,故不會(huì)有粉塵飛揚(yáng),且填埋后也不會(huì)有有害物浸出。燒結(jié)物通常為黑色礫石形粒狀物,減容比(指容量減少的比率)大,可

51、用作建筑材料、骨料和鋪路材料。 焚燒在我國發(fā)展較慢,目前,制約我國城市生活垃圾焚燒處理發(fā)展主要因素是建設(shè)投資與運(yùn)行費(fèi)用,可靠、實(shí)用的國產(chǎn)化焚燒處理技術(shù)以及垃圾特性。其中資金短缺是關(guān)鍵因素。 (1)資金短缺 制約垃圾垃圾焚燒發(fā)展的重要原因還在于焚燒廠的建設(shè)一次性投資太大,以及建成后的運(yùn)行成本太高,這些都是制約焚燒在大城市發(fā)展的瓶頸。 (2)缺乏可靠、實(shí)用的國產(chǎn)化焚燒處理技術(shù) 目前我國引進(jìn)焚燒處理設(shè)備投資約為4070萬元/噸/日,由于投資大,超過大多數(shù)城市的經(jīng)濟(jì)承受力,只能借助利用國外優(yōu)惠貸款來建設(shè)。垃圾焚燒處理要進(jìn)一步發(fā)展,需要立足于國內(nèi),開發(fā)利用國內(nèi)的技術(shù)和設(shè)備,降低單位處理投資。 盡管垃圾焚

52、燒設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)展緩慢,但目前垃圾焚燒技術(shù)設(shè)備的開發(fā)正成為熱點(diǎn),國內(nèi)正在形成以企業(yè)實(shí)體為主的垃圾焚燒設(shè)備開發(fā)群體。但參與垃圾焚燒處理的科研、設(shè)計(jì)和有關(guān)的企業(yè)部門都處于十分分散的狀態(tài),所開發(fā)的技術(shù)類型既有發(fā)達(dá)國家?guī)资昵熬吞蕴穆浜蠓贌夹g(shù),也有直接還應(yīng)用較少的不成熟的焚燒技術(shù)。由于規(guī)模小且實(shí)力弱,既無力與國外同類企業(yè)競爭,也難以開發(fā)和生產(chǎn)適合國內(nèi)市場需要的技術(shù)和產(chǎn)品。在北京等大城市的已有的一些小型焚燒爐,基本上是國產(chǎn)開發(fā)的,大部分處于試運(yùn)行階段,煙氣排放無法達(dá)標(biāo),甚至沒有有效的煙氣處理系統(tǒng),余熱基本未有效利用。 (3)垃圾的特性由于城市中大部分垃圾還是混合收集,垃圾中有機(jī)物含量高達(dá) 60,且含

53、水率較高,導(dǎo)致垃圾熱值降低,不利于焚燒。可強(qiáng)化生活垃圾分區(qū)、分類收集。首先通過分區(qū)收集選擇對(duì)非燃煤區(qū)的生活垃圾進(jìn)行焚燒處理,進(jìn)一步通過分類收集提高垃圾可燃物含量,改善垃圾焚燒效率,從而降低焚燒廠建設(shè)投資和運(yùn)行成本。3、 固體廢物陸地處置根據(jù)廢物的種類及其處置的地層位置,如地上、地表、地下和深地層,可將陸地處置分為土地耕作、工程庫或貯留池貯存、土地填埋以及深井灌注等。  (1)土地耕作處置。土地耕作(soil plowing)處置是使用表層土壤處置工業(yè)固體廢物的一種方法。它把廢物當(dāng)作肥料或土壤改良劑直接施到土地上或混入土壤表層,利用土壤中的微生物種群,將有機(jī)物和無機(jī)

54、物分解成為較高生命形式所需的物質(zhì)形式而不斷在土壤中進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)。土地耕作是對(duì)有機(jī)物消化處理,對(duì)無機(jī)物永久“貯存”的綜合性處置方式。它具有工藝簡單、費(fèi)用適宜、設(shè)備維修容易,對(duì)環(huán)境影響較小,能夠改善土壤結(jié)構(gòu)和提高肥效等優(yōu)點(diǎn)。土地耕作法主要用來處置可生物降解的石油或有機(jī)化工和制藥業(yè)所產(chǎn)生的可降解廢物。  為了保證在土地耕作處置過程中,一方面獲得最大的生物降解率,另一方面限制廢物引起二次污染,在實(shí)施土地耕作時(shí),一般要求土地的pH值在79之間,含水量為6%20%。由于廢物的降解速度隨溫度降低而降低,當(dāng)?shù)販剡_(dá)到0時(shí),降解作用基本停止,因此土地耕作處置地溫必須保持在0以上。土地耕作處置

55、廢物的量要視其中有機(jī)物、油、鹽類和金屬含量而定,廢物的鋪撒分布要均勻,耕作深度以1520cm比較適宜。另外,土地耕作處置場地選擇要避開斷層、塌陷區(qū),避免同通航水道直接相通,距地下水位至少1.5m,距飲用水源至少150m,耕作土壤為細(xì)粒土壤,表面坡度應(yīng)小于5%,耕作區(qū)域內(nèi)或30m以內(nèi)的井、穴和其它與底面直接相通的通道應(yīng)予堵塞。     (2)深井灌注處置。深井灌注(deep-well injection)處置是將液狀廢物注入與飲用水和礦脈層隔開的地下可滲透性巖層中。深井灌注方法主要用來處置那些實(shí)踐證明難于破壞,難于轉(zhuǎn)化,不能采用其他方法處理、處置

56、,或者采用其他方法處置費(fèi)用昂貴的廢物。它可以處置一般廢物和有害廢物,可以是液體、氣體或固體。  在實(shí)施灌注時(shí),將這些氣體或固體都溶解在液體里,形成直溶液、乳濁液或液固混相體,然后加壓注入井內(nèi),灌注速率一般為3004000L/min。對(duì)某些工業(yè)廢物來說,深井灌注處置可能是對(duì)環(huán)境影響最小的切實(shí)可行的方法。但深井灌注處置必須注意井區(qū)的選擇和深井的建造,以免對(duì)地下水造成污染。    (3)土地填埋處置。固體廢物的土地填埋(landfill)處置是一種最主要的固體廢物最終處置方法。土地填埋是由傳統(tǒng)的傾倒、堆放和填地處置發(fā)展起來的。按照處置對(duì)象和

57、技術(shù)要求上的差異,土地填埋處置分為衛(wèi)生土地填埋和安全土地填埋兩類。前者適于處置城市垃圾,后者適于處置工業(yè)固體廢物,特別是有害廢物,也被稱作安全化學(xué)土地填埋。  衛(wèi)生土地填埋(sanitary landfill)始于60年代,是在傳統(tǒng)的堆放、填地基礎(chǔ)上,對(duì)未經(jīng)處理的固體廢物的處置從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)取得的一種科學(xué)進(jìn)步。由于衛(wèi)生土地填埋安全可靠、價(jià)格低廉,目前已被世界上許多國家采用。衛(wèi)生土地填埋工程操作方法大體可分為場地選址、設(shè)計(jì)建造、日常填埋和監(jiān)測利用等步驟。  場地選擇要考慮到水文地質(zhì)條件、交通方便、遠(yuǎn)離居民區(qū)、要有足夠的處置能力以及廢物處置代價(jià)低,便于利

58、用開發(fā)等因素。衛(wèi)生土地填埋主要用于處置城市垃圾,處置的容量要與城市人口數(shù)量和垃圾的產(chǎn)率相適應(yīng),一般建造一個(gè)場地至少要有20年的處置能力。  場地建造工藝要有防止對(duì)地下水污染的措施和氣體排出功能,例如:設(shè)置防滲襯里。襯里分人造和天然兩類:人造襯里有瀝青、橡膠和塑料薄膜;天然襯里主要是粘土,滲透系數(shù)小于10-7cm/s,厚度為lm。設(shè)置導(dǎo)流渠或?qū)Я鲏?,減少地表徑流進(jìn)入場地。選擇合適的覆蓋材料,減少雨水的滲入。  垃圾填埋后,由于微生物的生化降解作用,會(huì)產(chǎn)生甲烷和二氧化碳?xì)怏w,也可能產(chǎn)生含有硫化氫或其他有害或具有惡臭味的氣體。當(dāng)有氧存在時(shí),甲烷氣體濃度達(dá)到5%

59、15%就可能發(fā)生爆炸,所以對(duì)所產(chǎn)生氣體的及時(shí)排出是非常必要的。工程上一般采用可滲透性排氣如圖9-9(a)和不可滲透阻擋層排氣如圖9-9(b)兩種排氣方法??蓾B透排氣是在填埋物內(nèi)利用比周圍土壤容易透氣的礫石等物質(zhì)作為填料建造排氣通道,產(chǎn)生的氣體可水平方向運(yùn)動(dòng),通過此通道排出。邊界或井式排氣通道也可用來控制氣體水平運(yùn)動(dòng)。不可滲透阻擋層排氣,是在不透氣的頂部覆蓋層中安裝排氣管,排氣管與設(shè)置在淺層礫石排氣通道或設(shè)置在填埋物頂部的多孔集氣支管相連接,可排出氣體。產(chǎn)生的甲烷經(jīng)脫水預(yù)熱去除二氧化碳后可作為能源使用。  安全土地填埋(secure landfill)是處置工業(yè)固體廢物,特別

60、是有害廢物的一種較好的方法,是衛(wèi)生土地填埋方法的改進(jìn)型方法,它對(duì)場地的建造技術(shù)及管理要求更為嚴(yán)格:填埋場必須設(shè)置人造或天然襯里,保護(hù)地下水免受污染,要配備浸出液收集、處理及檢測系統(tǒng)。安全土地填埋處置場地不能處置易燃性廢物、反應(yīng)性廢物、揮發(fā)性廢物、液體廢物、半固體和污泥,以免混合以后發(fā)生爆炸、產(chǎn)生或釋出有毒有害的氣體或煙霧。          封場是土地填埋操作的最后一環(huán)。封場要與地表水的管理,浸出液的收集監(jiān)測以及氣體控制等措施結(jié)合起來考慮。封場的目的是通過填埋場地表面的修筑來減少侵蝕并最大限度排

61、水。一般在填埋物上覆蓋一層厚l5cm、滲透系數(shù)為10-7cm/s的土壤,其上再覆蓋45cm厚的天然土壤。如果在其上種植植物,上面再覆蓋一層15100cm厚的表面土壤。  土地填埋最大的優(yōu)點(diǎn)是:工藝簡單、成本低,適于處置多種類型的固體廢物。其致命的弱點(diǎn)是:場地處理和防滲施工比較難于達(dá)到要求,以及浸出液的收集控制問題。在美國等一些發(fā)達(dá)國家,隨著可供土地填埋用地的日趨緊張,固體廢物的土地填埋處置比例正逐漸下降,而且從降低運(yùn)輸費(fèi)用和處置費(fèi)用角度考慮,固體廢物在土地填埋前應(yīng)盡量進(jìn)行減容處理。 垃圾填埋處理是我國城市垃圾處理的一種主要方式,并且在今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)將占垃圾處理的主導(dǎo)地位。

62、在我國大城市中還存在相當(dāng)數(shù)量的的垃圾堆放場或填埋場,這些填埋場還未達(dá)到使用年限,由于最初的選址、設(shè)計(jì)等因歷史原因未按照衛(wèi)生填埋場的要求,這類填埋存在嚴(yán)重的環(huán)境問題。 (1)填埋場的技術(shù)規(guī)范高發(fā)達(dá)國家的技術(shù)規(guī)范要求還有差距,導(dǎo)致設(shè)計(jì)的填埋場先天不足,在場底防滲、修濾波處理、以及填埋氣體的回收利用方面存在問題。 *填埋場防滲與滲濾液收集 我國還存在水平防滲和垂直防滲的爭論,現(xiàn)存的填埋技術(shù)規(guī)范中也沒有作出明確的技術(shù)說明,而事實(shí)上在發(fā)達(dá)國家,其技術(shù)規(guī)范對(duì)防滲作出了十分明確的規(guī)定,填埋場必須采用水平防滲,并且生活垃圾填埋場必須采用HDPE膜和粘土礦物相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行防滲。 填埋場的滲濾液收集系統(tǒng)往往在若干年后失去收集作用,場底導(dǎo)滲管發(fā)生堵塞,滲濾液無法正常排走,整個(gè)填埋場形成形成了高含水的滲濾液庫,垃圾填埋一定年限后,滲濾液往往從側(cè)面覆蓋體滲出,嚴(yán)重影響堆體的穩(wěn)定性和環(huán)境。 *滲濾液處理 處理的滲濾液無法達(dá)到正常的排放標(biāo)準(zhǔn),在暴雨的時(shí)候因滲濾液超出處理能力而直接排放,嚴(yán)重污染環(huán)境。 *填埋氣體 垃圾場產(chǎn)生的填埋氣體直接排人大氣,缺乏回收利用,這種自然排放的方式對(duì)大

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