第三章 固體廢物的預(yù)處理

1、【概念】【概念】壓實壓實 壓縮比壓縮比 硬度硬度 破碎比破碎比 破碎段破碎段 低溫破碎低溫破碎 篩分效率篩分效率 等降比等降比 重介質(zhì)重介質(zhì) 加重質(zhì)加重質(zhì) 磁流體磁流體 磁流體動力分選磁流體動力分選 【理論和方法】【理論和方法】 壓實效果的度量壓實效果的度量;壓實設(shè)備評價壓實設(shè)備評價;影響破碎效影響破碎效 果的因素果的因素;破碎方法及工藝破碎方法及工藝;常見分選方法及原常見分選方法及原 理理;影響篩分效率的因素影響篩分效率的因素;磁流體分選原理磁流體分選原理;常見常見 分選設(shè)備分選設(shè)備;固體廢物水分存在方式固體廢物水分存在方式;脫水濃縮方脫水濃縮方 法及常見機械。法及常見機械。本章重點本章重點

2、 濃縮脫水濃縮脫水分選分選破碎破碎壓實壓實含水率超過含水率超過90%的的 固體廢物固體廢物,必須脫水必須脫水 減容減容,以便于包裝、以便于包裝、 運輸與資源化利用運輸與資源化利用用機械方用機械方 法增加固法增加固 體廢物聚集體廢物聚集 程度，增大容重減少表程度，增大容重減少表觀體積，提高運輸與管觀體積，提高運輸與管理的一種操作技術(shù)。具理的一種操作技術(shù)。具有減容和預(yù)穩(wěn)定的作用有減容和預(yù)穩(wěn)定的作用 利用外利用外 力克服廢物質(zhì)點力克服廢物質(zhì)點間的內(nèi)聚力使大塊變間的內(nèi)聚力使大塊變小塊的過程。小塊分小塊的過程。小塊分裂成細粉過程稱為磨裂成細粉過程稱為磨碎。有利于三化處理碎。有利于三化處理. 將固體廢物中

3、各種可回收將固體廢物中各種可回收利用廢物或不利于后續(xù)處利用廢物或不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采理工藝要求的廢物組分采 用適當(dāng)技術(shù)分離出用適當(dāng)技術(shù)分離出 來的過程。來的過程。 VmVvVs若忽略空氣中的氣體質(zhì)量若忽略空氣中的氣體質(zhì)量,則固則固體廢物的總質(zhì)量體廢物的總質(zhì)量(Wt)就等于干就等于干固體物質(zhì)質(zhì)量（固體物質(zhì)質(zhì)量（Ws）與水分）與水分質(zhì)量（質(zhì)量（Ww）之和。）之和。 則：濕密度：則：濕密度：w= Wt/Vm 干密度：干密度：d= Ws/Vm 孔隙比孔隙比 空隙率空隙率 濕密度濕密度 干密度干密度 體積減少體積減少 百分比百分比 壓縮比壓縮比 壓縮倍數(shù)壓縮倍數(shù)越小壓實程度越高越小壓實程度

4、越高較適用較適用r越小，壓實越好越小，壓實越好 n越大，壓實越好越大，壓實越好越大越好越大越好dw 固定固定式壓式壓實器實器定義：凡用人工或機械方法把廢物送進壓實定義：凡用人工或機械方法把廢物送進壓實機械中進行壓實的設(shè)備。機械中進行壓實的設(shè)備。 基本參數(shù)：裝料截面尺寸、循環(huán)時間、壓面基本參數(shù)：裝料截面尺寸、循環(huán)時間、壓面上的壓力、壓面行程長度、體積排率上的壓力、壓面行程長度、體積排率家用小型壓實器、廢物收集車上配備的壓實家用小型壓實器、廢物收集車上配備的壓實器及中轉(zhuǎn)站配置的專用壓實機器及中轉(zhuǎn)站配置的專用壓實機移動移動式壓式壓實器實器定義：帶有行駛輪或可在軌道上行駛的壓實器。定義：帶有行駛輪或可

5、在軌道上行駛的壓實器。垃圾填埋場使用。垃圾填埋場使用。根據(jù)廢物性質(zhì)如含水率、后續(xù)處理要求（壓縮比）選用不同設(shè)備根據(jù)廢物性質(zhì)如含水率、后續(xù)處理要求（壓縮比）選用不同設(shè)備分分類類分分類類三向聯(lián)合壓實器三向聯(lián)合壓實器回轉(zhuǎn)式壓實器回轉(zhuǎn)式壓實器實例實例破碎：破碎：通過人力或機械等外力的作用，通過人力或機械等外力的作用，破壞物體內(nèi)部的凝聚力和分子間作用力破壞物體內(nèi)部的凝聚力和分子間作用力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。磨碎：磨碎：小塊廢物顆粒分裂成細粉的過程。小塊廢物顆粒分裂成細粉的過程。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)缺陷缺陷硬度硬度韌性韌性解理解理影響破碎影響破碎 效果因素效果因素F.C邦

6、德功指數(shù)；邦德功指數(shù)；莫氏硬度莫氏硬度（10級）；普氏級）；普氏硬度系數(shù)硬度系數(shù)f壓壓極完全、完全、中等、不完全和極不完全極完全、完全、中等、不完全和極不完全解理解理 脆性脆性 延展性延展性柔性柔性 撓性撓性 彈性等彈性等 細塊物細塊物料機構(gòu)料機構(gòu)缺陷少，缺陷少，難磨；難磨；粗塊多，粗塊多，易碎易碎 抗壓強度抗壓強度抗剪切強度抗剪切強度抗彎強度抗彎強度抗拉強度抗拉強度 濕式破碎濕式破碎干干 式式 破破 碎碎半濕式破碎半濕式破碎非機非機械能械能破碎破碎機機 械械 能能 破破 碎碎劈碎劈碎沖擊破碎沖擊破碎剪切破碎剪切破碎磨剝破碎磨剝破碎擠壓破碎擠壓破碎超聲破碎超聲破碎減壓破碎減壓破碎熱力破碎熱力破

7、碎低溫破碎低溫破碎一般的一般的破破碎機碎機兼有兼有多種破碎多種破碎方法，通方法，通常是破碎常是破碎機的組件機的組件與物料及與物料及物料間多物料間多種力綜合種力綜合作用的結(jié)作用的結(jié)果果機械能破碎的方法機械能破碎的方法壓碎壓碎劈碎劈碎折斷折斷磨碎磨碎沖擊破碎沖擊破碎 顆粒有球形、片狀、顆粒有球形、片狀、 柱狀等柱狀等表征不同粒級的顆表征不同粒級的顆 粒相對量粒相對量破碎機，破碎機，330 磨碎機，磨碎機，40400表示廢物被破碎表示廢物被破碎 的程度的程度球體等效直徑、球體等效直徑、 有效直徑和篩徑有效直徑和篩徑累積曲線累積曲線 頻度曲線頻度曲線 真實破碎比真實破碎比 極限破碎比極限破碎比破碎段破

8、碎段破碎比破碎比顆粒級顆粒級分布分布顆粒的顆粒的粒度粒度i=3計算方法：計算方法： 1 1）極限破碎比：）極限破碎比： 工程設(shè)計中常被采用。工程設(shè)計中常被采用。另：根據(jù)另：根據(jù)最大物料直徑最大物料直徑來選擇來選擇破碎機給料口的寬度。破碎機給料口的寬度。 2 2）真實破碎比：）真實破碎比： 科研和理論研究中常被采用，較真實反映廢物破碎程度。科研和理論研究中常被采用，較真實反映廢物破碎程度。 單純破碎工藝單純破碎工藝帶預(yù)先篩分和檢帶預(yù)先篩分和檢 查篩分破碎工藝查篩分破碎工藝帶預(yù)帶預(yù)先篩先篩分破分破碎工碎工藝藝帶檢帶檢查篩查篩分破分破碎工碎工藝藝破碎工藝選擇破碎工藝選擇需需考慮考慮節(jié)能、處理節(jié)能、處

9、理量及破碎產(chǎn)品粒量及破碎產(chǎn)品粒徑大小、粒度組徑大小、粒度組成、形狀等的成、形狀等的要要求求，根據(jù)，根據(jù)固體廢固體廢物的性質(zhì)物的性質(zhì)（如破（如破碎特性、硬度、碎特性、硬度、密度、形狀、含密度、形狀、含水率等）確定。水率等）確定。單純破碎工藝單純破碎工藝帶預(yù)先篩分帶預(yù)先篩分破碎工藝破碎工藝帶檢查篩分帶檢查篩分破碎工藝破碎工藝帶預(yù)先篩分和檢查帶預(yù)先篩分和檢查篩分的破碎工藝篩分的破碎工藝(a)(b)(c)(d)破碎基本工藝流程破碎基本工藝流程顎式破碎機顎式破碎機 簡單擺動式簡單擺動式 復(fù)雜擺動式復(fù)雜擺動式 綜合擺動式綜合擺動式錘式破碎機錘式破碎機 Hammer Mills式式 BJD型型 Movoro

10、tor型雙轉(zhuǎn)子型雙轉(zhuǎn)子輥式破碎機輥式破碎機 光輥、齒輥光輥、齒輥 單齒輥單齒輥 雙齒輥雙齒輥粉磨機粉磨機 球磨機球磨機 自磨機自磨機剪切破碎機剪切破碎機 Von Roll型往復(fù)式型往復(fù)式 Lincle-mann型型 旋轉(zhuǎn)剪切式旋轉(zhuǎn)剪切式?jīng)_擊式破碎機沖擊式破碎機 Universa型型 Hazemag型型簡單擺動型簡單擺動型顎式破碎機顎式破碎機 復(fù)雜擺動型顎式破碎機復(fù)雜擺動型顎式破碎機 工作原理示意圖工作原理示意圖a a）不可逆式）不可逆式 b b）可逆式）可逆式 單轉(zhuǎn)子單轉(zhuǎn)子錘式破碎機錘式破碎機的示意圖的示意圖顆粒尺寸分布隨錘頭數(shù)而變。顆粒尺寸分布隨錘頭數(shù)而變。進進料料進進料料錘子區(qū)錘子區(qū)備用襯

11、板和篩板，備用襯板和篩板，逆向使用延長機逆向使用延長機器壽命。器壽命。a）UniversaUniversa型型 b b）HazemagHazemag型型 沖擊式破碎機沖擊式破碎機的類型的類型 用于破碎用于破碎家具、電家具、電視機、雜視機、雜器、破布、器、破布、金屬絲等金屬絲等廢物。廢物。a）雙齒輥破碎機）雙齒輥破碎機b)單齒輥破碎機單齒輥破碎機旋轉(zhuǎn)剪切式破碎機旋轉(zhuǎn)剪切式破碎機球磨機的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖球磨機的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖 固體廢物各組分物質(zhì)在低溫冷凍固體廢物各組分物質(zhì)在低溫冷凍（-60-60至至-120-120）條件下易條件下易脆化脆化，且脆化溫度不同而實現(xiàn)破碎分離，且脆化溫度不同而

12、實現(xiàn)破碎分離。低溫破碎工藝流程圖低溫破碎工藝流程圖 原理原理 優(yōu)點優(yōu)點破碎機將投入的破碎機將投入的含紙垃圾含紙垃圾和水流一起攪拌和破碎成為漿液和水流一起攪拌和破碎成為漿液 在化學(xué)物質(zhì)、紙和紙漿、礦物等處理中均可使用，可以回在化學(xué)物質(zhì)、紙和紙漿、礦物等處理中均可使用，可以回收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬，剩余泥土等可做堆肥。收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬，剩余泥土等可做堆肥。 脫水有機殘渣，無論質(zhì)脫水有機殘渣，無論質(zhì) 量、粒度大小等變化都小，量、粒度大小等變化都小， 不會產(chǎn)生噪聲、發(fā)不會產(chǎn)生噪聲、發(fā)熱和爆炸的危險性，熱和爆炸的危險性， 垃圾變均質(zhì)漿狀物，垃圾變均質(zhì)漿狀物， 可按流體處理可按流體處理

13、不會孳生蚊蠅和惡不會孳生蚊蠅和惡 臭，符合衛(wèi)生條件臭，符合衛(wèi)生條件 含紙垃含紙垃圾圾濕濕式式破破碎碎機機半濕式選擇破碎分選機半濕式選擇破碎分選機第一段：沙石、粉塵顆粒第一段：沙石、粉塵顆粒第二段：廚余垃圾、玻璃、第二段：廚余垃圾、玻璃、 陶瓷等陶瓷等第三段：塑料、橡膠、木屑、第三段：塑料、橡膠、木屑、 紙張等紙張等粒度差異粒度差異 篩選（篩分）篩選（篩分） 密度差異密度差異 重力分選重力分選 磁性差異磁性差異 磁力分選磁力分選 導(dǎo)電性差異導(dǎo)電性差異 電力分選電力分選 光電性差異光電性差異 光電分選光電分選 摩擦性差異摩擦性差異 摩擦分選摩擦分選 彈性差異彈性差異 彈跳分選彈跳分選 機機 械械手

14、手 工工人人 衛(wèi)生條衛(wèi)生條件差，件差， 但識別但識別能力強能力強垃圾分揀臺 篩篩分分原原理理及及篩篩分分分分類類脫水和脫泥篩分脫水和脫泥篩分 選擇篩分選擇篩分 預(yù)先篩分和檢查篩分預(yù)先篩分和檢查篩分 準(zhǔn)備篩分準(zhǔn)備篩分物料分層物料分層 細粒透篩細粒透篩易篩粒易篩粒難篩粒難篩粒Principle 分類分類 篩篩 分分 效效 率率處理能力處理能力篩分效率篩分效率Q1Q2 影影響響篩篩分分效效率率因因素素篩分物料性質(zhì)篩分物料性質(zhì)粒度組成: 易篩粒、難篩粒和阻礙粒 含水率和含泥量：篩孔尺寸 顆粒形狀：球形、多角形、片狀、柱狀等 篩分設(shè)備性能篩分設(shè)備性能篩面種類(沖孔、編織及棒條) 篩孔形狀 篩子運動方式

15、篩子長寬比(2.53)篩面傾角(1525度)篩分操作條件篩分操作條件連續(xù)、均勻給料 振動程度 及時清理和維修篩面 篩篩分分設(shè)設(shè)備備類類型型篩分設(shè)備類篩分設(shè)備類型型滾筒篩滾筒篩固定篩固定篩振動篩振動篩格篩在粗碎前，格篩在粗碎前，棒條篩在粗碎棒條篩在粗碎和中碎前和中碎前。摩擦角，摩擦角，30 350， 50 mm慣性振動篩慣性振動篩和和共振篩共振篩；600 3000r/min,0.51.5mm,8400,1015r/min， 350，臨界，臨界速度速度45%振振動動篩篩固固定定篩篩多孔眼的回轉(zhuǎn)滾筒多孔眼的回轉(zhuǎn)滾筒移動式滾筒篩移動式滾筒篩 共同的工藝條件：共同的工藝條件： 具有密度差異的組分具有密度

16、差異的組分運動介質(zhì)運動介質(zhì)分散分散分層分層分離分離 重力分選重力分選（類型）（類型）等降比：等降粒子中密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度比。等降比：等降粒子中密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度比。 重介質(zhì)分選重介質(zhì)分選風(fēng)力分選風(fēng)力分選 水平氣流水平氣流 上升氣流上升氣流 跳汰分選跳汰分選慣性分選慣性分選 彈道分選彈道分選 旋風(fēng)分選旋風(fēng)分選搖床分選搖床分選(cm/s) 6)(0ccsdgV析離 作用定義：定義：根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異密度差異，在，在運動運動介質(zhì)（空介質(zhì)（空氣、水、重介質(zhì)氣、水、重介質(zhì)等）中受到等）中受到重力、介質(zhì)動力和機械力重力、介質(zhì)

17、動力和機械力的作用，使顆粒的作用，使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。 風(fēng)風(fēng)力力分分選選 氣流運動方向：氣流運動方向：向上向上( (上升氣流上升氣流- -左左) )、水平水平( (水平氣流水平氣流- -右右) )ua顆粒實際沉降速度顆粒實際沉降速度v=v0-uav=v0-uav0v0，顆粒下沉；，顆粒下沉；v=0v=0，顆粒懸，顆粒懸?。桓?； v0v0,顆粒下沉，顆粒下沉， 0顆粒上浮。顆粒上浮。 重重介介質(zhì)質(zhì)分分選選原原理理 搖搖床床分分選選原原理理是使固體廢物顆是使固體廢物顆粒群在傾斜床面粒群在傾斜床面的

18、的不對稱往復(fù)運不對稱往復(fù)運動動和和薄層斜面水薄層斜面水流流的綜合作用下的綜合作用下按按密度差異密度差異在床在床面上呈扇形分布面上呈扇形分布而進行分選的一而進行分選的一種方法。種方法。 床面至上而下顆粒分布：粗而輕，細而輕，粗而重，細而重床面至上而下顆粒分布：粗而輕，細而輕，粗而重，細而重 跳跳汰汰分分選選原原理理 定義：定義：在在垂直變速介質(zhì)流垂直變速介質(zhì)流中按中按密度密度分選固體廢物分選固體廢物 原理：原理：將固體廢物給入跳汰機的篩板上，形成將固體廢物給入跳汰機的篩板上，形成密集的物料層，從下面透過篩板周期性地給入密集的物料層，從下面透過篩板周期性地給入上下交變的水流上下交變的水流，使床層松

19、散并按，使床層松散并按密度分層。密度分層。至上而下顆粒分布：粗而輕，細而輕，粗而重，細而重至上而下顆粒分布：粗而輕，細而輕，粗而重，細而重 常常見見的的重重選選設(shè)設(shè)備備鼓形重介質(zhì)分選機鼓形重介質(zhì)分選機跳汰機跳汰機立式曲折型風(fēng)力分選機立式曲折型風(fēng)力分選機水平氣流分選機水平氣流分選機平面搖床平面搖床鼓形、深槽、淺槽、鼓形、深槽、淺槽、振動、離心振動、離心構(gòu)造簡單、維修方便、構(gòu)造簡單、維修方便、分選精度低，少獨用分選精度低，少獨用分選精度高，三種型式分選精度高，三種型式隔膜鼓動、空氣鼓動隔膜鼓動、空氣鼓動來復(fù)條或刻槽、料槽、來復(fù)條或刻槽、料槽、水槽等水槽等鼓形重介質(zhì)分選機結(jié)構(gòu)及原理示意圖鼓形重介質(zhì)分

20、選機結(jié)構(gòu)及原理示意圖 大齒輪大齒輪輥輪輥輪揚板揚板揚揚板板圓筒形圓筒形轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓溜槽溜槽（a）隔膜鼓動）隔膜鼓動（b）空氣鼓動）空氣鼓動跳汰機中推動水流運動的形式跳汰機中推動水流運動的形式 水平風(fēng)水平風(fēng)選機結(jié)選機結(jié)構(gòu)流向構(gòu)流向示意圖示意圖 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)分選分選機示機示意圖意圖 給料給料給料給料提取物提取物空氣空氣排出物排出物排出物排出物空氣空氣提取物提取物 立式分選機立式分選機 導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體半導(dǎo)體非導(dǎo)體非導(dǎo)體固體廢物中各種組分在高壓電場中固體廢物中各種組分在高壓電場中電性的差異電性的差異實現(xiàn)分離實現(xiàn)分離-電電選選分分離離過過程程 輥筒式靜電分選機輥筒式靜電分選機YDYD4 4型高壓電選機型高壓電選

21、機含鋁、玻璃的廢物含鋁、玻璃的廢物粉煤灰粉煤灰 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的磁選磁選利用各種物質(zhì)利用各種物質(zhì)磁性差異磁性差異在不均勻磁場中進行分選；在不均勻磁場中進行分選；主要用于供料中磁性雜質(zhì)的提純、凈化及磁性物料主要用于供料中磁性雜質(zhì)的提純、凈化及磁性物料 的精選。的精選。磁流體磁流體分選分選磁流體磁流體靜力靜力分選：分選：在在非均勻磁場非均勻磁場中，以中，以順磁性液順磁性液體和鐵磁性膠體懸浮液體和鐵磁性膠體懸浮液為分選介質(zhì)，按廢物中各組分為分選介質(zhì)，按廢物中各組分的的密度和比磁化系數(shù)密度和比磁化系數(shù)的差異進行分離的方法。的差異進行分離的方法。 磁流體磁流體動力動力分選：分選：在在磁場與電場的聯(lián)合作用磁場

22、與電場的聯(lián)合作用下，以下，以強電解質(zhì)溶液強電解質(zhì)溶液為分選介質(zhì)，按廢物中各組分的為分選介質(zhì)，按廢物中各組分的密度、密度、比磁化系數(shù)和電導(dǎo)率比磁化系數(shù)和電導(dǎo)率的差異進行分選的方法。的差異進行分選的方法。 適用：各組分間的適用：各組分間的磁性差異小磁性差異小而而密度密度或或?qū)щ娦詫?dǎo)電性差異較大差異較大分離精度低分離精度低分離精度高分離精度高磁選磁選+ +電選電選磁選磁選+ +重介重介質(zhì)分選質(zhì)分選 傳傳統(tǒng)統(tǒng)磁磁選選設(shè)設(shè)備備一級粗磁選：一級粗磁選：廢物在破廢物在破碎前分選，主要去除大塊碎前分選，主要去除大塊的磁性較強的物質(zhì)，采用的磁性較強的物質(zhì)，采用懸掛帶式永磁磁選機。懸掛帶式永磁磁選機。二級磁選：二

23、級磁選：從破碎的從破碎的固廢中進一步去除磁性固廢中進一步去除磁性物質(zhì)，主要采用物質(zhì)，主要采用滾筒式滾筒式磁選機磁選機。 磁磁流流體體分分選選選選設(shè)設(shè)備備J.Shimoiizaka分選槽分選槽 該分選槽使用的該分選槽使用的分選介質(zhì)分選介質(zhì)是油基或水基磁流體。是油基或水基磁流體。垃圾分選系統(tǒng)垃圾分選系統(tǒng)日本北九州市日明瓶罐資源化中心分揀流程日本北九州市日明瓶罐資源化中心分揀流程 固體廢物中水固體廢物中水的存在形式的存在形式存在顆粒間歇中的水。約存在顆粒間歇中的水。約 占固體水分的占固體水分的70%左右，左右， 用濃縮法分離用濃縮法分離 在毛細管中充滿的水分在毛細管中充滿的水分.約約占水分的占水分的20%左右，采用高速左右，采用高速離心機脫水、負(fù)壓或正壓過濾離心機脫水、負(fù)壓或正壓過濾 機脫水機脫水吸附在顆粒表吸附在顆粒表 面的水，約占面的水，約占 水分的水分的7%，可用加熱法，可用加熱法 脫除脫除 在顆粒內(nèi)部或微在顆粒內(nèi)部或微