固體廢棄物復(fù)習(xí)提綱

第1章緒論一、固廢污染控制政策世界第一個專業(yè)性法規(guī)：美國1965年制定的《固體廢物處置法》；1978年的憲法中，首次提出了“國家保護(hù)環(huán)境和自然資源，防止污染和其他公害“的規(guī)定1979年頒布了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法（試行）》1989年通過了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》1995年頒布《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，該法于2004年予以修訂通過，從2005年4月1日正式成為我國固體廢物污染環(huán)境防治及管理的法律依據(jù)。二、固廢管理原則1.三化原則減量化：從源頭開始，改變粗放型經(jīng)營發(fā)展模式資源化：采取管理和工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值。物質(zhì)回收－物質(zhì)轉(zhuǎn)換－能量轉(zhuǎn)換。無害化：通過采用適當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)對廢物進(jìn)行處理，使其對環(huán)境不產(chǎn)生污染，不致對人體健康產(chǎn)生影響。2.全過程”管理原則對固體廢物的產(chǎn)生-收集-運(yùn)輸-綜合利用-處理-儲存-處置實(shí)行“全過程”管理，對每一個環(huán)節(jié)都將其作為污染源進(jìn)行嚴(yán)格的控制3.3C原則避免產(chǎn)生（clean）、綜合利用（cycle）、妥善處置（control）4.3R原則實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、降低環(huán)境污染及資源永續(xù)利用的目的：減少固體廢物的產(chǎn)生(reduce)、再利用(reuse)、再循環(huán)(recycle)第2章固體廢物的收集貯存與清運(yùn)一、垃圾收集，貯存與清運(yùn)連接固體廢物發(fā)生源和處理處置設(shè)施的中間環(huán)節(jié)：第一階段：搬運(yùn)貯存（運(yùn)貯），從垃圾發(fā)生源到垃圾桶第二階段：垃圾的清除（清運(yùn)），近距離運(yùn)輸，清運(yùn)車輛沿一定的路線收集清除容器和其他貯存設(shè)施中的垃圾，并運(yùn)至垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站或直接送至垃圾處理廠和處置場第三階段：轉(zhuǎn)運(yùn)，垃圾從轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)至處理廠和處置場，遠(yuǎn)途運(yùn)輸，大容量運(yùn)輸工具收運(yùn)費(fèi)占整個垃圾處理系統(tǒng)總費(fèi)用的60—80%，應(yīng)科學(xué)地制定合理的收運(yùn)計(jì)劃、提高收運(yùn)效率，降低成本1.垃圾產(chǎn)生源（各街道、樓房及家庭）的清運(yùn)管理。特點(diǎn)：產(chǎn)生源分散1.1城市垃圾產(chǎn)生源的清運(yùn)管理1.1.1低層居民住宅區(qū)垃圾清運(yùn)①居民使用自備的垃圾容器把垃圾搬運(yùn)到居民區(qū)附近的垃圾集裝點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：居民可以自覺實(shí)施，隨時方便的進(jìn)行操作，垃圾收集人員不必挨戶收集，節(jié)省大量人力和物力。缺點(diǎn)：物業(yè)管理不善或環(huán)衛(wèi)部門收集不及時，會影響居住區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。②專門的垃圾收集人員定期收集優(yōu)點(diǎn)：只需按時支付一定的垃圾清運(yùn)費(fèi)用，不需要親自搬運(yùn)垃圾，方便整個居住區(qū)的環(huán)境管理。缺點(diǎn)：物業(yè)管理部門或環(huán)衛(wèi)部門需耗費(fèi)較多的勞力和作業(yè)時間1.1.2中高層居住區(qū)的垃圾清運(yùn)①沒有設(shè)立垃圾道的住宅②設(shè)有垃圾通道的中高層住宅③在國外，采用管道方式運(yùn)送垃圾④國外正逐步推廣的小型家用垃圾粉碎機(jī)1.2商業(yè)區(qū)與企事業(yè)單位垃圾清運(yùn)商業(yè)垃圾、建筑垃圾、城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥等一般由生產(chǎn)者負(fù)責(zé)處理1.3城市公共場所垃圾清運(yùn)落葉、紙屑、果皮、塑料袋、灰塵等，環(huán)衛(wèi)部門負(fù)責(zé)清運(yùn)方式：①配備專門的環(huán)衛(wèi)人員②環(huán)衛(wèi)部門指派專門人員在公共場所值班，負(fù)責(zé)清運(yùn)公共垃圾2.貯存管理目的：確定合理的貯存方式、選擇合理的貯存容器、科學(xué)地規(guī)劃貯存容器的合適數(shù)量和放置地點(diǎn)。干凈、衛(wèi)生、不產(chǎn)生二次污染。2.1垃圾貯存方式家庭、單位、公共、轉(zhuǎn)運(yùn)站2.2垃圾貯存容器2.2.1容器性能除使用方便、美觀耐用、造價合適、便于機(jī)械化裝車外，還應(yīng)具有一定的密封隔離性能、足夠的耐壓強(qiáng)度、不與垃圾進(jìn)行反應(yīng)而產(chǎn)生新的污染物、耐腐蝕難燃燒等性能2.2.2貯存容器類型容器式和構(gòu)筑式兩大類，構(gòu)筑式已被逐漸淘汰2.2.3容器設(shè)置數(shù)量N（個）=[收集周期（日）×垃圾體積(m3/日）]÷[容器的容積（m3/個）×容器的充填系數(shù)（0.75-0.9）]2.2.4容器放置地點(diǎn)置于收集點(diǎn)附近，收集點(diǎn)的服務(wù)半徑一般不超過70米2.3垃圾分類貯存二類貯存（可燃性垃圾和不可燃性垃圾）三類貯存（可燃物、不可燃物、塑料）四類貯存（可燃物、金屬類、玻璃、塑料陶瓷、不可燃物）五類貯存（在四類貯存基礎(chǔ)上，挑出含重金屬的電池、燈管、水銀溫度計(jì)等）3.清運(yùn)操作方法3.1移動容器操作方法（移動式）可分解為四個單元過程來計(jì)算收集清運(yùn)所耗時間：集裝時間、運(yùn)輸時間、在處置場所花費(fèi)的時間（卸車時間）、非生產(chǎn)性時間（一般取值15%）3.2固定容器操作方法（固定法）分為機(jī)械裝車和人工裝車4.收集車輛廢物的收集運(yùn)輸車輛主要有普通敞篷車、無壓縮密閉車、壓縮密閉車和集裝箱車選擇車輛運(yùn)輸需要考慮的因素：①充分考慮車輛與收集容器的匹配②裝卸機(jī)械:降低勞動強(qiáng)度③車身密封:防止運(yùn)輸過程中廢物泄漏對環(huán)境造成污染，尤其是危險廢物對其密封的要求更高；④廢物壓縮:主要與車輛的裝載效率有關(guān)⑤中轉(zhuǎn)站類型⑥收集運(yùn)輸路線以及道路交通情況等5.作業(yè)方式5.1收集次數(shù)與作業(yè)時間的確定原則：衛(wèi)生、迅速、廉價、不影響居民正常生活5.2收集次數(shù)要充分考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，進(jìn)行合理的規(guī)劃、確定每日一次每周一次每月兩次5.3收集時間白天、夜間、黎明三種時段二、垃圾收運(yùn)路線確定目的：有效地利用車輛和勞力，提高工作效率，節(jié)省成本，減少污染目標(biāo)：使收集車輛通過一系列的單行線或雙行線街道，使整個行駛距離最短——即空載時間最小。1.垃圾收運(yùn)路線的設(shè)計(jì)一般有四種方案：1.1每天按固定路線收集按照預(yù)設(shè)固定路線進(jìn)行收集工作。收集時間固定、路線長短調(diào)整;但是人力設(shè)備使用效率較低，當(dāng)線路垃圾產(chǎn)生量發(fā)生變化時，不能及時調(diào)整收集線路1.2.大路線收運(yùn)允許收集人員在一定的時間段內(nèi)，自己決定何時何地進(jìn)行那條路線的收集工作。此法的優(yōu)缺點(diǎn)與第一種方法的相同1.3車輛滿載法收集最大承載量的垃圾?？梢詼p少垃圾運(yùn)輸時間，能夠較充分的利用人力和設(shè)備，適用于所有收集方式；但不能準(zhǔn)確預(yù)測垃圾產(chǎn)生量1.4采用固定工作時間收集人員每天在規(guī)定的時間內(nèi)工作。這樣可以比較充分地利用有關(guān)的人力和物力，但是由于本方法規(guī)律性不明顯，一般人員很少了解本地垃圾收集的具體時間。2.設(shè)計(jì)垃圾收運(yùn)路線的原則①路線緊湊、避免重復(fù)或斷續(xù)②工作量能平衡作業(yè)階段、路線及不同時間的工作量③避免高峰期收集、清運(yùn)④首先收集地勢較高地區(qū)⑤收集點(diǎn)最好位于停車場或車庫附近⑥單行車道收集時，盡可能靠近入口，沿環(huán)形收集3.收運(yùn)路線設(shè)計(jì)步驟①調(diào)查、考察垃圾清運(yùn)區(qū)特點(diǎn)②資料整理分析③初步設(shè)計(jì)收集線路（幾條）④根據(jù)實(shí)踐，優(yōu)化、比選，均衡⑤制作收集線路圖三、轉(zhuǎn)運(yùn)站選址要求；設(shè)置在產(chǎn)量多地方環(huán)境影響小的地方靠近交通干線便于垃圾收集輸送科學(xué)合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)置四、轉(zhuǎn)運(yùn)站類型與設(shè)置要求1.中轉(zhuǎn)站類型分類依據(jù)類別中轉(zhuǎn)量小型，<150t;中型，150—450t；大型，>450t裝載方式直接傾卸裝車；直接傾卸壓實(shí)裝車；貯存待裝；復(fù)合型中轉(zhuǎn)站裝卸料方法高低貨位方式；平面?zhèn)魉蛶Х绞酱笮颓暹\(yùn)工具公路中轉(zhuǎn)；鐵路中轉(zhuǎn)；水路中轉(zhuǎn)2.中轉(zhuǎn)站環(huán)境保護(hù)與衛(wèi)生要求①設(shè)置防風(fēng)罩和其它柵欄②綠化面積10%—20%③避免漂塵及臭氣污染④采取綜合防治污染措施⑤規(guī)范組織和管理⑥防止噪聲擾民⑦設(shè)防火設(shè)施⑧設(shè)置防滲設(shè)施第3章固體廢物的預(yù)處理一、垃圾壓實(shí)設(shè)備選用①主要針對固體廢物的壓實(shí)程度，選擇合理的壓縮比和使用壓力；②針對不同的廢物采用不同的壓實(shí)方式，選用不同的壓實(shí)設(shè)備；③充分考慮壓實(shí)過程中水分對壓實(shí)設(shè)備的不利影響；④充分考慮壓實(shí)過程對后續(xù)處理過程的影響：如若壓實(shí)后固體廢物還殘留有水分，將不利于后續(xù)處理過程的風(fēng)選分離。二、影響破碎的因素硬度：物料抵抗外界機(jī)械力侵入的性質(zhì)，反映了物料的堅(jiān)固性。硬度越高，越難破碎。韌性：物料受壓軋、切割、捶擊、拉伸、彎曲等外力作用所表現(xiàn)出來的抵抗性能，包括脆性、柔性、延展性、彈性等力學(xué)性質(zhì)。解理：物料被敲打后，沿一定方向規(guī)則破裂的性質(zhì)叫做解理。這種破裂面就稱為解理面結(jié)構(gòu)缺陷：結(jié)構(gòu)缺陷對粗塊物料的破磨影響較為顯著，隨著粒度的變小，裂縫及裂紋逐漸消失，強(qiáng)度逐漸增大，力學(xué)的均勻性增高，故細(xì)磨更為困難。三、破碎產(chǎn)物的特性表示1.粒徑和粒度分布表示顆粒尺寸的指標(biāo)：粒徑、粒度分布和顆粒形狀粒度分布的表示方法：累計(jì)分布和頻度分布2.破碎比與破碎段破碎比：破碎中，原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值（表征固廢被破碎的程度，與能耗，處理能力有關(guān)）2.1破碎比的常用計(jì)算方法：①極限破碎比:破碎前最大粒度/破碎后最大粒度②真實(shí)破碎比:破碎前平均粒度/破碎后平均粒度平均破碎比一般可達(dá)3-30，磨碎比：40-400破碎段：固體廢物每經(jīng)過一次破碎機(jī)或磨碎機(jī)為一個破碎段。多段破碎的破碎比：總破碎比等于各段破碎比的乘積破碎段數(shù)的確定：取決于破碎廢物的原始粒度和最終粒度四、破碎工藝1.破碎工藝根據(jù)固體廢物的性質(zhì)、顆粒大小、要求達(dá)到的破碎比和選用的破碎機(jī)類型，把破碎機(jī)、磨碎機(jī)依次串聯(lián)組成破碎和磨碎工藝流程①帶預(yù)先篩分和檢查篩分破碎工藝②帶檢查篩分破碎工藝③帶檢查篩分破碎工藝④單純破碎工藝2.其他破碎方法2.1低溫破碎原理：部分固體廢物常溫下難破碎，低溫變脆不同的物質(zhì)脆化溫度不同——選擇性破碎2.2濕式破碎原理：用特制的破碎機(jī)將投入機(jī)內(nèi)的含紙垃圾和水流劇烈攪拌破碎成漿液，回收垃圾中的紙纖維優(yōu)點(diǎn)：①纖維類廢物破碎效果好；②衛(wèi)生條件好；③噪聲低，無粉塵危害；④適于回收紙類，金屬類廢物2.3半濕式破碎原理：城市垃圾中含各種不同強(qiáng)度、脆性的物質(zhì)，一定濕度下，破碎成不同粒度的碎塊，通過不同篩孔分離。優(yōu)點(diǎn)：①同時破碎分選；②有效回收有用垃圾：廚房垃圾、紙類、塑料類，廢鐵③對進(jìn)料適應(yīng)好：易破碎的可以及時排出五、不同分選技術(shù)的原理1.篩分物料分層，細(xì)粒透篩2.重力分選影響重力分選的因素：顆粒尺寸、顆粒與介質(zhì)的密度差、介質(zhì)的粘度等物料分選難易程度的判斷依據(jù)：等降比（e）ρ1為輕物料密度，kg/m3;ρ2為重物料密度，kg/m3;ρ為分選介質(zhì)的密度，kg/m32.1跳汰分選在垂直脈沖介質(zhì)中,顆粒群隨脈沖介質(zhì)反復(fù)交替地上升（松散）、下降（壓緊），脈沖作用使物料按密度分層2.2搖床分選在一個傾斜的床面上，借助床面的不對稱往復(fù)運(yùn)動和薄層斜面水流的綜合作用，使細(xì)粒固體廢棄物按照密度差異在床面上呈扇形分布而進(jìn)行分選2.3風(fēng)力分選原理：以空氣為介質(zhì)，在氣流作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度進(jìn)行分離應(yīng)用：風(fēng)力分選在國外主要用于城市垃圾的分選顆粒在空氣中的沉降末速（ν0）d為顆粒直徑，ρs為顆粒密度，ρ為空氣密度，Ψ為顆粒在空氣中的阻力系數(shù)，g為重力加速度由上式可以看出：顆粒的沉降末速主要取決于顆粒的密度、粒度和形狀等降顆粒：具有相同沉降末速的顆粒等降比e0：等降顆粒中，密度小的顆粒粒度（dr1）與密度大的顆粒粒度（dr2）比由于兩種顆粒沉降速度相等：等降比e0是阻力系數(shù)的函數(shù)，隨兩種顆粒的密度差（ρs2—ρs1）增大而增大，等降比大物料易按照密度進(jìn)行分選因?yàn)轭w粒在空氣中的等降比遠(yuǎn)小于在水中的等降比（1/2-1/5），所以風(fēng)選之前應(yīng)對廢物進(jìn)行破碎窄分級2.3.1分選設(shè)備及應(yīng)用立式曲折形風(fēng)力分選機(jī)(上升氣流)特點(diǎn)：高速氣流沖散結(jié)塊的進(jìn)料，氣流速度分布均勻，分選精度高臥式風(fēng)力分選機(jī)(水平氣流)城市垃圾：5m/s，最佳風(fēng)速20m/s重組分：100%黑色金屬；中重：木塊塑料等；輕組分：紙?zhí)攸c(diǎn)：簡單方便，分選精度不高，常與破碎、篩分和立式風(fēng)力分選機(jī)聯(lián)合使用2.4重介質(zhì)分選原理：在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分層，顆粒密度＞重介質(zhì)密度，顆粒下沉。顆粒密度＜重介質(zhì)密度，顆粒上浮特點(diǎn)：分選精度高，入選物料顆粒范圍較寬應(yīng)用：用于物料密度差別較小及難以用跳汰等其他分離技術(shù)分離的場合2.4.1重介質(zhì)密度大于水的介質(zhì)，密度介于輕、重物料之間，有重液和重懸浮液兩類。重液貴，試驗(yàn)室用，分選用重懸浮液常用重液：高密度的鹽溶液：CaCl2、ZnCl2等或高密度的有機(jī)液體：CCl4、CHCl3等。重懸浮液：水+高密度的固體顆粒，構(gòu)成的固液兩相分散體系，密度可隨固體顆粒的種類和含量改變。2.4.2加重劑起加大介質(zhì)密度作用的高密度固體顆粒性能要求：①密度高，粘度低，穩(wěn)定無毒無腐蝕，易回收再生②粒度小于200目（0.074mm)的物料質(zhì)量占60%-80%，能均勻分散于水中，容積濃度10%-15%常用加重質(zhì)：硅鐵：密度6.8g/cm3，耐氧化，硬度大，強(qiáng)磁性，易于篩分、磁選再生。硅鐵與水按85：15比例混合，配成3.0g/cm3以上的重介質(zhì)。磁鐵礦：密度5.0g/cm3,配成2.5g/cm3的重介質(zhì)2.5磁力分選2.5.1磁選原理：利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場中進(jìn)行分選過程：輸入—磁化—吸附—排出顆粒受到磁力和機(jī)械力（重力、離心力、介質(zhì)阻力等）的作用分離條件：F磁＞ΣF機(jī)2.5.2磁流體分選原理：利用磁流體作為分選介質(zhì)，在磁場或磁場和電場的聯(lián)合作用下產(chǎn)生“加重”作用，按固體廢物各組分的磁性和密度的差異或磁性、導(dǎo)電性和密度的差異，使不同組分分離。磁流體：指某種能夠在磁場和電場聯(lián)合作用下磁化、產(chǎn)生“加重”作用，對顆粒產(chǎn)生磁浮力作用的穩(wěn)定分散劑。磁流體特點(diǎn)：應(yīng)具有磁化率高、密度大、粘度低、穩(wěn)定性好、無毒、無刺激味、無色透明、價廉易得等條件。常用的有順磁性鹽溶液和鐵磁性膠粒懸浮液兩大類。2.6電力分選利用固體廢物各種組分在高壓電場中電性的差異實(shí)現(xiàn)分選。按電場特征分為靜電分選機(jī)和復(fù)合電場分選機(jī)2.6.1靜電分選機(jī)電選原理靜電分選機(jī)中廢物的帶電方式為直接傳導(dǎo)帶電。廢物直接與傳導(dǎo)電極接觸，導(dǎo)電性好的將獲得和電極極性相同的電荷而被排斥，導(dǎo)電性差的廢物或非導(dǎo)體與帶電滾筒被極化，在靠近滾筒一端產(chǎn)生相反的束縛電荷被滾筒吸引，從而實(shí)現(xiàn)不同電性的廢物分離。靜電分選可用于各種塑料、橡膠、纖維紙、合成皮革和膠卷等物質(zhì)的分離。塑料類回收率可達(dá)99%以上，紙類等基本可達(dá)100%。2.6.2復(fù)合電場分選機(jī)電選原理分選電場：電暈—靜電復(fù)合電場，被大多數(shù)電選設(shè)備所用電暈電場是不均勻電場，在電場中有兩個電極：電暈電極（帶負(fù)電）和滾筒電極（帶正電）。分離過程：廢物均勻給入滾筒，隨滾筒的轉(zhuǎn)動，廢物顆粒進(jìn)入電暈電場區(qū)，從而獲得電荷（與電暈電極電性相同），導(dǎo)電性好的物質(zhì)將負(fù)電荷迅速傳給正極而不受正極作用。導(dǎo)電性差的物質(zhì)傳遞電荷速度很慢，而受到正極的吸引作用，實(shí)現(xiàn)電選分離過程。2.7其他分選方法2.7.1摩擦與彈跳分選根據(jù)固廢中各組分的摩擦系數(shù)和碰撞系數(shù)的差異，在斜面上運(yùn)動或與斜面碰撞彈跳時，產(chǎn)生不同的運(yùn)動速度和彈跳軌跡實(shí)現(xiàn)彼此分離。2.7.2光電分選利用物質(zhì)表面光反射特性的不同而分離物料?？捎糜趶某鞘欣谢厥障鹉z、塑料、金屬、玻璃等物質(zhì)。六、污泥中的水分及其分離方法1.污泥的種類分類依據(jù)種類來源生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥、給水污泥分離過程沉淀污泥（初沉池污泥、混凝沉淀污泥、化學(xué)沉淀污泥）及生物污泥（包括腐殖污泥、剩余活性污泥）成分和性質(zhì)有機(jī)污泥和無機(jī)污泥；親水性污泥和疏水性污泥處理階段生污泥、濃縮污泥、消化污泥（熟污泥）、脫水污泥、干化污泥、干燥污泥及污泥焚燒灰2.污泥中的水分2.1水分存在形式間隙水70%、毛細(xì)管結(jié)合水20%、表面吸附水7%和內(nèi)部水3%2.2不同水分的強(qiáng)度大?。簝?nèi)部水>表面吸附水>毛細(xì)管結(jié)合水>間隙水污水脫水的難易除與水分在污泥中的存在形式有關(guān)，還與污泥顆粒的大小和有機(jī)物含量有關(guān)污泥消化，化學(xué)調(diào)理等改善脫水性能2.3水分去除方法：間隙水：存在于污泥顆粒間隙，約占污泥水分的70%。去除方法：濃縮分離毛細(xì)管結(jié)合水：污泥顆粒間形成一些小的毛細(xì)管，有裂紋形，楔形裂紋毛細(xì)管結(jié)合水，楔形毛細(xì)管結(jié)合水。約占污泥水分的20%。去除方法：高速離心機(jī)，壓濾機(jī)表面吸附水：吸附在污泥表面的水，約占污泥水分的7%。去除方法：加熱法脫除內(nèi)部水：存在與污泥顆粒內(nèi)部或生物細(xì)胞內(nèi)部的水，占污泥水分的3%。去除方法：生物法破壞細(xì)胞膜去除胞內(nèi)水；高溫加熱；冷凍法第4章固體廢物的物化處理一、浮選藥劑的原理與應(yīng)用按作用不同分為：捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑1.捕收劑選擇吸附在欲選物質(zhì)顆粒表面，提高其疏水性要求：捕收作用強(qiáng)、高選擇性、穩(wěn)定易溶于水、價格低廉1.1異極性捕收劑分子結(jié)構(gòu)包含2個基團(tuán)，極性基與非極性基。例如：黃藥，也叫烴基二硫代碳酸鹽1.2非極性油類捕收劑非極性分子，強(qiáng)烈攪拌乳化成微細(xì)油滴黏附于疏水性顆粒周圍，形成油膜，增大其表面疏水2.起泡劑作用：在水-氣界面上的表面活性物質(zhì)。減低表面張力，促使空氣彌散成小氣泡。與捕收劑聯(lián)合作用。要求：無捕收作用、用量少分布均勻、穩(wěn)定無毒無臭、價格低廉常用：松油，松醇油，脂肪醇。起泡劑的共同結(jié)果特征：①是異極性的有機(jī)物質(zhì)，極性基親水，非極性基親氣使起泡劑分子在空氣和水的界面產(chǎn)生定向排列；②表面活性物質(zhì)，能降低水的表面張力；③應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜芙舛?。起泡劑與捕收劑不僅在氣泡表面有聯(lián)合作用，在廢物表面也有聯(lián)合作用，稱為“共吸附”現(xiàn)象，因而產(chǎn)生共吸附界面“相互穿插”，使顆粒相氣泡附著3.調(diào)整劑調(diào)整其他藥劑（一般是捕收劑）與固體顆粒間的作用或者調(diào)整料漿的性質(zhì)。3.1活化劑促進(jìn)捕收劑與固體顆粒的作用，提高可浮性。（金屬陽離子、HS-、HSiO3-）3.2抑制劑削弱非選物質(zhì)與捕收劑之間的作用。（氧、SO2、淀粉、單寧等）3.3介質(zhì)調(diào)整劑調(diào)整料漿性質(zhì)，如pH,粒子組成，可溶鹽濃度。（酸、堿）3.4分散與混凝劑調(diào)整給料中細(xì)顆粒的分散，團(tuán)聚絮凝以減小其對浮選的干擾。（水玻璃、磷酸鹽）、（腐殖酸、聚丙烯酰胺）二、浮選工藝1.浮選工藝過程料漿的調(diào)制（破碎篩分）—加藥調(diào)整—充氣浮選（調(diào)漿，調(diào)藥，調(diào)泡）①浮選密度和粒度較大的廢物顆粒用較濃的料漿，密度小的顆粒用較稀的料漿；②調(diào)藥包括提高藥效、合理添加、混合用藥、藥劑濃度調(diào)節(jié)與控制；③當(dāng)料漿中有起泡劑存在時，大部分氣泡直徑介于0.4-0.8mm之間④正浮選和反浮選回收多種物質(zhì)：優(yōu)先浮選與混合浮選2.影響浮選效果的主要因素物料性質(zhì)（潤濕性、粒度大小等）、藥劑條件（種類、用量、組合）和操作條件（充氣量大小、液面高低）等三、溶劑浸出原理1.動力學(xué)過程浸出過程主要取決于兩個階段——溶劑向反應(yīng)區(qū)的遷移和界面上的化學(xué)反應(yīng)。①外擴(kuò)散②化學(xué)反應(yīng)③解吸④反擴(kuò)散2.目的：是要使物料中有用或有害成分能夠選擇性地最大限度地從固相轉(zhuǎn)入液相。溶劑選擇需要注意：（1）對目的組分選擇性好；（2）浸出率高，速度快；（3）成本低，容易制取，便于循環(huán)利用；（4）對設(shè)備腐蝕性小。3.浸出過程的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理3.1物理溶解過程溶質(zhì)在溶劑作用下僅發(fā)生晶格的破壞，而離子或原子之間化學(xué)鍵的破壞是可逆過程，溶質(zhì)可以從溶液中結(jié)晶出來。3.2化學(xué)溶解過程溶劑與物料的有關(guān)組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性化合物進(jìn)入溶液相的過程。3.2.1交換反應(yīng)溶解原理物料中金屬氧化物、硫化物與酸、堿、可溶性鹽作用，生成可溶性鹽類的過程。3.2.2氧化還原反應(yīng)溶解原理溶液同物料組成之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成可溶性化合物的過程。3.2.3絡(luò)合反應(yīng)溶解原理溶劑與物料中組分發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成可溶性絡(luò)合物的過程。3.3幾種典型的浸出反應(yīng)3.3.1鹽浸，中性溶液浸出鹽浸劑：氯化鈉、高價鐵鹽、氯化銅和次氯酸鈉等3.3.2酸浸包括：簡單酸浸、氧化酸浸和還原酸浸常用酸浸劑：硫酸、鹽酸、硝酸、王水、氫氟酸、亞硫酸等3.3.3堿浸堿性溶劑浸出過程選擇性高，可獲得較純凈的浸出液，且設(shè)備防腐問題容易解決常用的堿浸劑有氨水、碳酸鈉、苛性鈉、硫化鈉等3.4影響浸出過程的主要因素①物料粒度及其特性②浸出溫度③浸出壓力④攪拌速度⑤其他因素的影響（溶劑濃度、固液比、氧分壓）四、固體廢物穩(wěn)定化，固化的概念目的：危險廢物穩(wěn)定化/固化是用物理-化學(xué)方法將危險廢物中的所有污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容在密實(shí)的惰性基材中，減少它在貯存或填埋過程中污染環(huán)境的潛在危險，并便于運(yùn)輸、利用或處置。途徑：包括將污染物通過化學(xué)轉(zhuǎn)化，引入到某種穩(wěn)定固體物質(zhì)的晶格中去，以及通過物理過程把污染物直接摻入到惰性基材中去。1.穩(wěn)定化將有害有毒廢物轉(zhuǎn)化為低溶解性、低遷移性及低毒性的過程1.1化學(xué)穩(wěn)定化：通過化學(xué)反應(yīng)將有害廢物變成不溶性化合物，使之在穩(wěn)定的晶格內(nèi)固定不動1.2物理穩(wěn)定化：將污泥或半固體物質(zhì)與一種疏松物料（如粉煤灰）混合生成出顆粒。在處理過程中，一般兼有上述兩種過程2.固化過程利用添加劑改變廢物的工程特性（如滲透性、可壓縮性和強(qiáng)度等）的過程，可看成是一種特定的穩(wěn)定化過程。固化劑:固化所用的惰性材料（如水泥等）固化體:固化處理后形成的固化產(chǎn)物限定化：將有毒化合物固定在固體粒子表面的過程包容化：將有毒有害物質(zhì)用惰性材料加以包容或覆蓋的過程第5章固體廢物的生物處理一、堆肥原理好氧堆肥化是在有氧條件下，依靠好氧微生物（主要是好氧細(xì)菌）的作用來進(jìn)行的。在堆肥化過程中，有機(jī)廢物中的可溶性有機(jī)物質(zhì)可透過微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物直接吸收，而不溶的膠體有機(jī)物質(zhì)，先被吸附在微生物體外，依靠微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞。微生物通過自身的生命代謝活動，進(jìn)行分解代謝（氧化還原過程）和合成代謝（生物合成過程），把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，并放出生物生長、活動所需要的能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，產(chǎn)生更多的生物體。二、堆肥影響因素及堆肥原料的配比計(jì)算；1.供氧量良好的通風(fēng)，充足的氧氣利于堆層內(nèi)的水分散失：調(diào)節(jié)堆溫，避免后期溫度過高。排出水分，使物料干化2.含水率影響發(fā)酵速率和腐熟程度最佳50-60%，微生物分解速率最快低于40-50%，生物活性減低，溫度下降低于20%，生物基本停止活動高于70%，不利通風(fēng)，容易出現(xiàn)厭氧狀態(tài)3.溫度與有機(jī)物含量最佳溫度55-60℃溫度升高：加速分解消化，殺死病蟲卵，致病菌等，提高堆肥效果有機(jī)物含量過低：溫度較低，堆肥質(zhì)量差有機(jī)物含量過高：供氧不足4.顆粒度影響通風(fēng)，粒度適中：堆肥前需要通過破碎，分選預(yù)處理5.C/NC/PC/N過?。壕w衰老，自溶，氮肥浪費(fèi)C/N過大：雜菌感染，導(dǎo)致堆肥C過高，質(zhì)量下降。堆肥的理想C/N：25左右，C/P：75-150堆肥原料的配置保證合適的C/N（例5-2）6.pH（7.5-8.5）三、堆肥腐熟度評價1.生物學(xué)指標(biāo)呼吸作用、生物活性、發(fā)芽指數(shù)2.化學(xué)指標(biāo)pH、COD、BOD、VS、腐殖酸、氮化合物，C/N降至（10-20）：1即可,腐殖酸3.物理學(xué)指標(biāo)氣味、粒度、色度4.工藝指標(biāo)溫度耗氧速率400mg/(kg﹒h)四、厭氧消化原理厭氧消化利用的是厭氧微生物的活動，可產(chǎn)生生物氣體，生產(chǎn)可再生能源，且不需要氧氣的供給，動力消耗低1.三段理論1.1水解階段發(fā)酵細(xì)菌利用胞外酶對有機(jī)物進(jìn)行體外降解，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)并將其分解成不同的產(chǎn)物。1.2產(chǎn)酸階段第一階段產(chǎn)生的簡單可溶性有機(jī)物在產(chǎn)氫和產(chǎn)酸細(xì)菌的作用下，進(jìn)一步分解成揮發(fā)性脂肪酸、醇、酮、醛、二氧化碳和氫氣等。1.3產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌將第二階段的產(chǎn)物進(jìn)一步降解成CH4和CO2，同時利用產(chǎn)酸階段所產(chǎn)生的H2，將部分CO2再轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4。產(chǎn)甲烷階段的生化反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，其中72%的CH2來自乙酸2.二段理論3.四階段理論將厭氧發(fā)酵過程分為四個階段，每個階段有獨(dú)特的微生物菌群。各類群細(xì)菌的代謝有效均相互密切連貫，達(dá)到一定的平衡，不能單獨(dú)分開，是相互制約和促進(jìn)的過程。為了便于研究不同營養(yǎng)類群的細(xì)菌，才分成四個階段。第6章固體廢物的熱處理一、焚燒原理1.燃燒與焚燒燃燒：具有強(qiáng)烈放熱反應(yīng)，有自由基出現(xiàn)，并伴有光輻射的化學(xué)反應(yīng)。能產(chǎn)生火焰，而火焰可以在適當(dāng)介質(zhì)中自行傳播。焚燒：生活垃圾和危險廢物的燃燒稱為焚燒。包括蒸發(fā)、揮發(fā)、分解、燒結(jié)、熔融和氧化還原等一系列復(fù)雜的物理變化和化學(xué)反應(yīng)。燃燒的基本條件：可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和引燃物質(zhì)并可以著火燃燒。熱值：指單位重量的固體廢物燃燒釋放出來的熱量，以kJ/kg表示。2.焚燒的主要影響因素①固廢性質(zhì)：可燃成分、有毒有害物質(zhì)、水分②焚燒溫度：生活垃圾：850-950℃；危險廢物：1150℃或更高③停留時間：指固廢和煙氣在焚燒爐內(nèi)的停留時間停留時間長，焚燒效果好，但能耗高，一般固廢1.5-2小時，煙氣2秒以上；④供氧量和物料混合程度二、熱解原理1.熱解的定義將有機(jī)物在無氧或缺氧條件下加熱，使之成為氣態(tài)，液態(tài)或固態(tài)可燃物質(zhì)的化學(xué)分解過程2.特點(diǎn)①有機(jī)物轉(zhuǎn)為可貯存性能源②排氣量?、哿?、重金屬等大都被固定④鉻Ⅲ不轉(zhuǎn)為Ⅵ⑤NOx產(chǎn)量少3.熱解的過程與產(chǎn)物3.1影響獲取高能量熱解產(chǎn)物的因素①廢物中氫轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w與水的比例②H/C：物料中所有的氧與氫結(jié)合成水以后，所余氫元素與碳元素的個數(shù)比值。③熱解起始溫度：根據(jù)物料性質(zhì)來定，纖維素開始熱解的溫度為180-200℃；煤開始熱解的溫度為180-400℃4.有機(jī)固體廢物熱解機(jī)理實(shí)驗(yàn)：將原料：生活垃圾（草木，廚余，塑料，布類，紙類）在氮?dú)鈿夥障鹿苁綘t內(nèi)以10K/min的速率連續(xù)升溫至1173K，測熱重（TG）和微分熱重（DTG）曲線。結(jié)果表明：①在溫度至383K失重較小，表明水分蒸發(fā)②其它物質(zhì)在加熱過程中經(jīng)歷了一次失重，（DTG）曲線表現(xiàn)為一個峰，表明水分蒸發(fā)，固體裂解為氣體③廚余類物質(zhì)經(jīng)歷了兩次失重，（DTG）曲線表現(xiàn)為兩個峰，可能是廚余類物質(zhì)中的纖維類物質(zhì)分解和含鈣（骨頭）物質(zhì)分解。第7章固體廢物的資源化與利用一、冶金電力工業(yè)廢渣利用冶金及電力工業(yè)廢渣是指在冶金和火力發(fā)電過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。其中，冶金工業(yè)廢渣主要包括高爐礦渣、鋼渣、鐵合金渣、赤泥等固體廢物；電力工業(yè)廢渣則主要包括粉煤灰及燃煤爐渣等。1.高爐礦渣高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢物。煉鐵的原料主要是鐵礦石、焦炭和助溶劑。當(dāng)爐渣達(dá)到1400—1699℃時，爐料熔融，爐石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑等爐料中不能進(jìn)入生鐵中的雜質(zhì)形成以硅酸鹽和鋁酸鹽為主的浮在鐵水上面的熔渣，稱為高爐渣。1.1高爐礦渣的加工處理1.1.1高爐礦渣水淬處理工藝高爐礦渣水淬處理工藝是將熔融狀態(tài)的高爐礦渣置于水中急速冷卻，限制其結(jié)晶，并使其?；?.1.2高爐重礦渣碎石工藝重礦渣也叫塊渣，是高爐渣經(jīng)慢冷處理形成的類石料礦渣。高爐重礦渣碎石是高爐熔渣在渣坑或渣場自然冷卻或淋水冷卻；形成結(jié)構(gòu)較為致密的礦渣后，經(jīng)破碎、磁選、篩分等工序加工成的一種碎石材料。重礦渣碎石處理工藝主要有熱潑法和渣場堆存開采法兩種。1.1.3膨脹礦渣珠(膨珠)生產(chǎn)工藝高溫熔渣經(jīng)渣溝流到膨脹槽上，與高壓水接觸后，即開始膨脹，并流至滾筒上，被高速旋轉(zhuǎn)的滾筒擊碎并拋甩出去，冷卻成珠落入膨珠池內(nèi)。膨珠具有多孔、質(zhì)輕、表面光滑的特點(diǎn)，既可同水渣一樣利用，又可作輕骨料。1.2高爐礦渣的綜合利用1.2.1水淬礦渣作建筑材料①礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥簡稱礦渣水泥，是我國產(chǎn)量最大的水泥品種主要優(yōu)點(diǎn)：具有較強(qiáng)的抗溶出性及抗硫酸鹽侵蝕的性能，故可適用于海上工程及地下工程等；水化熱較低，可用于澆筑大體積混凝土工程；耐熱性好，用于高溫車間及容易受熱的地方時，效果比普通水泥好②石膏礦渣水泥石膏礦渣水泥成本較低，有較好的抗硫酸鹽侵蝕和抗?jié)B透性能。但周期強(qiáng)度低，易風(fēng)化起沙，一般適用于水工建筑混凝土和各種預(yù)制砌塊③礦渣混凝土優(yōu)點(diǎn)在于具有良好的抗水滲透性能，可制成性能良好的防水混凝土；耐熱性好，可用于工作溫度在600℃以下的熱工工程，能制成強(qiáng)度達(dá)50MPa的混凝土④礦渣磚適用于上下水或水中建筑，不適用于高于250℃的環(huán)境使用1.2.2礦渣碎石用作基建材料①配制礦渣碎石混凝土②用于地基工程③修筑道路④用做鐵路道砟1.2.3膨珠作輕骨料1.3高爐渣的其他應(yīng)用高爐礦渣除用于建材生產(chǎn)外，還可以用來生產(chǎn)一些具有特殊性能的礦渣產(chǎn)品，如礦渣棉、微晶玻璃、熱鑄礦渣及礦渣鑄石等2.鋼渣鋼渣是煉鋼過程中排出的廢渣，主要由鐵水和廢鋼中的元素氧化后生成的氧化物、金屬爐料帶入的雜質(zhì)、加入的造渣劑和氧化劑、被侵蝕的爐襯及補(bǔ)爐材料等組成。鋼渣的產(chǎn)量一般約占粗鋼產(chǎn)量的15％—20％2.1鋼渣的加工處理2.1.1熱潑法熱熔鋼渣倒入渣罐后，用車輛運(yùn)到鋼渣熱潑車間，利用吊車將渣罐的液態(tài)渣分層潑倒在渣床上(或渣坑內(nèi))，噴淋適量的水，使高溫爐渣急冷碎裂并加速冷卻，然后再運(yùn)至棄渣場。2.1.2盤潑水冷(ISC)法在鋼渣車間設(shè)置高架潑渣盤，利用吊車將渣罐內(nèi)液態(tài)鋼渣潑在渣盤內(nèi)。渣層一般為30~120mm厚，然后噴以適量的水促使急冷破裂。再將渣運(yùn)卸至水池內(nèi)進(jìn)一步降溫冷卻2.1.3水淬法熱熔鋼渣在流出、下降過程中，被壓力水分割、擊碎，再加上熔渣遇水急冷收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中而破裂，使熔渣?；?.1.4風(fēng)淬法渣罐接渣后，運(yùn)到風(fēng)淬裝置處，傾翻渣罐，熔渣經(jīng)過中間罐流出，被一種特殊噴嘴噴出的空氣吹散，破碎成微粒，在罩式鍋爐內(nèi)回收高溫空氣和微粒渣中所散發(fā)的熱量并捕集渣粒2.1.5粉化處理2.2鋼渣的綜合利用目前鋼渣利用的主要途徑是用作冶金原料、建筑材料以及農(nóng)業(yè)應(yīng)用等2.2.1用作冶金原料①用作燒結(jié)熔劑②用作高爐煉鐵溶劑③回收廢鋼鐵2.2.2用作建筑材料