第七章固體廢物管理技術(shù)體系

第七章固體廢物管理技術(shù)體系范行軍7.1固體廢物處理技術(shù)體系框架7.1.1固體廢物處理技術(shù)體系分類1、功能分類

固體廢物處理技術(shù)體系一般包含4個功能子系統(tǒng)：物流集中、物流分流、物性轉(zhuǎn)化和物流隔離。功能分類（1）物流集中固體廢物處理的實施形式按處理設(shè)施與廢物產(chǎn)生源的位置關(guān)系，可分為現(xiàn)場處理和異地處理兩種。物流集中的技術(shù)環(huán)節(jié)包括在收集點的貯存、收集車輛裝載與運輸、轉(zhuǎn)運等。功能分類（2）物流分流物流分流指的是在不改變廢物化學(xué)組成的條件下，依據(jù)廢物的特性，使物流中的一部分分流。分流的目的大致有兩個方面：一是資源化；二是可處理性適宜化。固體廢物分流所包含的技術(shù)環(huán)節(jié)有緣分流分離、資源化分離和分選等。功能分類（3）物性轉(zhuǎn)化物性轉(zhuǎn)化指的是對固體廢物的化學(xué)、生物（分子水平轉(zhuǎn)化）和除組成外的物理性質(zhì)（非分子水平）轉(zhuǎn)化為手段的處理過程。轉(zhuǎn)化的目的:產(chǎn)生可利用的產(chǎn)物（資源化循環(huán)利用）、轉(zhuǎn)化廢物為燃料或熱能（能量回收）、使廢物減量（體積或質(zhì)量）、性質(zhì)穩(wěn)定化（惰性化）等。轉(zhuǎn)化手段：生物轉(zhuǎn)化（堆肥化、厭氧消化）、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化（焚燒、熱解）、物理轉(zhuǎn)化（壓縮破碎）功能分類（4）物流隔離物流隔離指的是為避免廢物因直接接觸環(huán)境介質(zhì)而造成污染的各種處理技術(shù)。

隔離分兩類：一類是臨時性的，基本包含各種固體廢物的貯存及其安全控制技術(shù)；另一類是永久性的，即處置技術(shù)，主要通過填埋方式實施，由于廢物本身不再接受進(jìn)一步的處理，也稱為最終處理（處置）技術(shù)。固體廢物處理技術(shù)體系一般包括哪些功能子系統(tǒng)？7.1.1固體廢物處理技術(shù)體系分類

2、層次分類一般情況下，其應(yīng)用層次為：物流集中物流分流物性轉(zhuǎn)化最終隔離7.1.1固體廢物處理技術(shù)體系分類3、技術(shù)過程分類能相對完整地達(dá)到一個方面的固體廢物管理目標(biāo)（如無害化、資源化、減量化）的工藝體系，可稱為固體廢物處理的一個技術(shù)過程。技術(shù)過程一般可按其處理所涉及的主要物流處理方法的機理來分類，包括物理技術(shù)過程、化學(xué)技術(shù)過程、生物技術(shù)過程、最終處置技術(shù)過程等。固體廢物處理技術(shù)過程有哪些？7.1.2固體廢物處理技術(shù)體系組成描述固體廢物處理技術(shù)體系組成可采用兩種方式：技術(shù)單元組成和技術(shù)過程組成。技術(shù)單元按技術(shù)原理的分類如下：物料輸送技術(shù)：收集、運輸?shù)?；前期分選技術(shù)：分類收集、家庭回收等；破碎技術(shù)：常溫、低溫、濕式破碎等；物理分選、分離技術(shù)：顆粒分選、重力分選、磁選等；燃燒分解技術(shù)：焚燒、濕式氧化、焙燒等；缺氧/無氧熱分解技術(shù)：熱解、超臨界水液化、汽化等；化學(xué)萃取技術(shù)：濕法冶金等；生物轉(zhuǎn)化技術(shù)：堆肥化、厭氧消化等；衍生物流處理技術(shù)：填埋場滲濾液處理、焚燒煙氣凈化等；環(huán)境隔離技術(shù)：衛(wèi)生填埋、安全填埋等；請簡述固體廢物處理技術(shù)體系中的技術(shù)單元按技術(shù)原理的分類？7.2城市生活垃圾處理技術(shù)過程一、技術(shù)過程組成決定其組成的因素還包括技術(shù)體系邊界的定義，即體系中是否包含已分流的城市生活垃圾中的廢品類物料的再加工轉(zhuǎn)化過程。據(jù)目前相關(guān)技術(shù)過程的發(fā)展現(xiàn)狀，城市生活垃圾處理技術(shù)體系包含的技術(shù)過程主要是資源化分選、堆肥化、厭氧消化、焚燒、熱解氣化和填埋。技術(shù)過程組成1、資源化分選實用的資源化分選過程仍以手工分選為主要技術(shù)特征。(圖7-1，2)2、堆肥化堆肥化過程的主要轉(zhuǎn)化對象是廢棄物中的生物可降解性組分，因此堆肥化過程一般包含預(yù)處理（分選）技術(shù)環(huán)節(jié)，典型流程看圖7-3。圖7-1固體廢物處理技術(shù)單元組成框架圖7-2城市生活垃圾資源化分選流程示例圖7-3城市生活垃圾堆肥化過程典型流程技術(shù)過程組成3、厭氧消化城市生活垃圾厭氧消化利用的是厭氧微生物對其有機可生物降解組分的轉(zhuǎn)化過程。兩種基本工藝形式：低固體濃度和高固體濃度。厭氧消化一般僅適用于源分離過程的城市生活垃圾生物質(zhì)組分。4、焚燒現(xiàn)代應(yīng)用的焚燒工藝基本上以混合物燃燒為主，即不對廢物作分選等預(yù)處理（或極有限的破碎等預(yù)處理），主流技術(shù)方法為機械爐排燃燒。技術(shù)過程組成5、熱解氣化熱解氣化技術(shù)過程不適用于混合城市生活垃圾和濕度高的可燃垃圾，目前已經(jīng)驗證的熱解氣化工藝僅適用于混合城市生活垃圾和濕度高的可燃垃圾，目前已經(jīng)驗證熱解氣化工藝僅適用于干燥的特殊組分（塑料、橡膠）廢物的處理。反應(yīng)過程比燃燒更多變。6、衛(wèi)生填埋盡管衛(wèi)生填埋以隔離為基本的技術(shù)原則（如衛(wèi)生填埋最顯著的技術(shù)特征被認(rèn)為是隔水的襯墊層和隔氣的覆蓋），但城市生活垃圾填埋后，仍必然會經(jīng)歷以生物轉(zhuǎn)化為主的物性改變過程，此過程的衍生產(chǎn)物成為填埋場管理中必須面對的問題。技術(shù)過程組成圖7-6城市生活垃圾衛(wèi)生填埋的基本技術(shù)流程城市生活垃圾處理技術(shù)體系包含的技術(shù)過程有哪些？7.2.2技術(shù)過程的物流特征目前在世界范圍內(nèi)成熟應(yīng)用的城市生活垃圾處理技術(shù)過程仍是十分有限的，基本僅有堆肥化、厭氧消化、焚燒、資源化分選和衛(wèi)生填埋這5種過程。堆肥化（1）原料特性控制對堆肥原料特性控制主要考慮原料的生物可降解物料比例、原料中對轉(zhuǎn)化過程微生物毒性物質(zhì)的控制、原料中對土壤毒害性物質(zhì)的控制和原料中對產(chǎn)物物理性質(zhì)不利的物質(zhì)的控制這幾個方面。對原料中生物可降解物料的比例控制，一般要求其比例越高越好，從不危害堆肥化過程的工藝要求方面考慮，最低的比例應(yīng)大于40%。堆肥化產(chǎn)品的物理性質(zhì)中，主要包含顆粒度和雜物兩項控制指標(biāo)。堆肥化（2）物料轉(zhuǎn)化特征以預(yù)分選或源分離城市生活垃圾中的生物可降解（或生物源）組分為進(jìn)料物流是，堆肥化成品的減量率約為50%（包括水分變化）。堆肥化（3）產(chǎn)物物流特征堆肥化的氣體產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，但也有一定量的氨氣和微量VOCs（揮發(fā)性有機化合物）。堆肥原料的含水率高于50%時，堆肥過程中可能產(chǎn)生瀝濾液。良好的堆肥化過程的產(chǎn)物時有土壤氣味、松散的褐色類土物料，幾乎沒有致病微生物。堆肥化產(chǎn)物時有效的土壤改良劑。簡述堆肥化的物流特征。厭氧消化（1）原料特性控制厭氧消化對原料中可降解性物料的比例控制，一般要求時100%，即以純凈的城市生活垃圾中可降解性組分為原料。（2）物料轉(zhuǎn)化特征厭氧消化的消化氣體（CH450%-60%，其余為CO2等）產(chǎn)生率為0.7m3（消化氣）kg(轉(zhuǎn)化的干有機質(zhì)）（變化幅度25%左右）。以消化氣中的甲烷的熱值為回收的能量指標(biāo)時，轉(zhuǎn)化過程的能量回收率約為65%-75%。厭氧消化（3）產(chǎn)物的物流特性城市生活垃圾厭氧消化也有氣、夜、固三種物態(tài)的產(chǎn)物流產(chǎn)生。氣體產(chǎn)物可稱為消化氣或沼氣。厭氧消化的液體主要來自于消化混合產(chǎn)物（發(fā)酵漿）的脫水過程；發(fā)酵漿脫水后的泥餅（沼渣）是厭氧消化主要的固體產(chǎn)物；焚燒（1）原材料特性控制城市生活垃圾焚燒的原料控制要求基本有三個方面：原料中可燃物的比例、原料的低位熱值和原料中毒害性物質(zhì)（重金屬）含量的控制。按干基組成計，焚燒過程原料中可燃組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)大于40%。目前實用的焚燒技術(shù)體系能達(dá)到自持燃燒的原料低位熱值低限為3300KJ/Kg。另一個關(guān)鍵的參數(shù)是廢物的含水率，一般廢物焚燒的原料含水率應(yīng)控制在50%以下，原料特性控制的第三個方面是其中的毒害性物質(zhì)的控制。焚燒（2）物料轉(zhuǎn)化特性城市生活垃圾現(xiàn)代化焚燒裝置的燃盡率至少應(yīng)在95%以上，采用流化床焚燒工藝的設(shè)備應(yīng)達(dá)到98%甚至更高的燃盡率。（3）產(chǎn)物的物流特征焚燒煙氣的質(zhì)量約為廢物中可燃物質(zhì)量的1.5-2倍，煙氣中含有CO2、SO2、HCL、NOX/CO和微量重金屬蒸汽，以及未燃盡的有機物等，同時還有夾帶的顆粒物。簡述焚燒的物流特征。資源化分選（1）原料特性控制城市生活垃圾的資源化分選并無特征性的原料控制要求。（2）物流轉(zhuǎn)化特征資源化分選是物流分流過程，其實質(zhì)是按廢物的物理組分對廢物流作分離處理。選凈率=（該組分物流總量-非該組分物流夾帶量）/該組分物流總量*100%（3）產(chǎn)物的物流特征資源化分選的產(chǎn)物是按其設(shè)計所指定的各股可回收物流和殘余物，物流的分配關(guān)系同樣由所設(shè)計的技術(shù)過程來決定，并與操作中的實際選凈率有關(guān)。衛(wèi)生填埋（1）原料特性控制本身對原料特性無特定的控制要求，但按相關(guān)的法規(guī)規(guī)定，已經(jīng)源分離分流的城市生活垃圾中的有毒害物組分不能在衛(wèi)生填埋場中處置；焚燒產(chǎn)生的固相物流（飛灰和爐渣），僅在經(jīng)相關(guān)鑒別實驗鑒別為非危險（毒害）性廢物后，才能進(jìn)入衛(wèi)生填埋場處置。衛(wèi)生填埋（2）物流轉(zhuǎn)化特征衛(wèi)生填埋實際上是一個以厭氧生物轉(zhuǎn)化過程為主的、無控制的廢物轉(zhuǎn)化裝置。在氣、液相轉(zhuǎn)化的同時，填埋廢物中的生物可降解有機物也轉(zhuǎn)換為腐殖質(zhì)為主的殘渣，同時伴隨著填埋層的沉降而逐步穩(wěn)定。（3）產(chǎn)物的物流特征由于填埋處置的過程特征，填埋的固體產(chǎn)物是沒有實際意義的，其主要的產(chǎn)物是氣相的填埋氣體和液相的滲濾液。填埋滲濾液的產(chǎn)生量由侵入填埋層的徑流量和填入廢物中高于含水率25%部分的水量組成。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征1、堆肥化(1)物流和特征污染物：氣相：其特征性污染物時NH3和VOCs。液相：其特征性污染物是綜合有機物污染物（COD、氨氮）固相：堆肥化的固相產(chǎn)物計其產(chǎn)品—堆肥。(2)污染的可控制性氣相：將堆肥一次發(fā)酵裝置的排氣引入二次發(fā)酵后期的堆肥層中過濾，可有效控制氨氮、VOCs等對環(huán)境的污染。液相：控制原料的含水率、蒸發(fā)、送至城市污水廠混合處理固相：氮：施用量控制，間隔使用；重金屬：源控制方法。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征2、厭氧消化（1）物流和特征污染物氣相：其中除含有與堆肥化排氣類的污染物外，其污染物還包括還原性硫化物，因此惡臭成為特征。液相：主要是綜合有機污染物，其中以生物穩(wěn)定性好的腐殖質(zhì)類為主，也含有一些小分子的有機物以及氨氮等。固相：與堆肥產(chǎn)品相比，可能含有一定量的致病微生物。負(fù)物流：厭氧消化產(chǎn)生相當(dāng)量的能源產(chǎn)品（沼氣）。簡述消化過程的環(huán)境特征有哪些。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征（2）污染的可控制性氣相：事實上的厭氧消化氣相污染有兩個控制環(huán)節(jié)：一是做燃料利用前的預(yù)處理；二是對燃燒尾氣進(jìn)行控制，主要采取燃燒控制方式。液相：采用好氧預(yù)處理去除小分子有機物后，尾液做農(nóng)灌利用，否則可與城市污水混合處理。固相：控制方法與堆肥產(chǎn)品土地利用相同，不需考慮重金屬引起的污染問題。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征3、焚燒（1）物流和特征污染物氣相：特征性污染物是：HCL、SO2、NOx、TSP（總懸浮固體）、重金屬蒸汽（Hg、Cd、Zn）、微量高毒性有機物（通稱二噁英的一類物質(zhì)）。液相：廢物貯槽瀝濾液，以高濃度綜合有機污染為特征；氣體凈化裝置排出液，以高濃度重金屬污染為特征；爐渣水冷槽排出液，以中等濃度有機和金屬污染為特征；鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)排水，以含鹽類為主要特征。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征固相：焚燒裝置的固相排放物有兩股：煙氣凈化裝置飛灰，含高濃度的重金屬和鹽類污染物，亦含一定量的二噁英類物質(zhì)；爐排尾端排出的爐渣，含少量的金屬污染物和有機物。負(fù)物流：焚燒發(fā)電量所具有的環(huán)境排放物低嘗價值，同上述厭氧消化過程。焚燒過程的環(huán)境特征有哪些。（2）污染的可控制性氣相：標(biāo)準(zhǔn)的煙氣凈化為酸性氣體去除和高效除塵，可有效去除HCL、SO2和TSP污染物；配置末端活性炭吸附可有效凈化煙氣中的Hg；Nox一般采用燃燒控制。液相：以有機污染和重金屬為主。前者考慮與城市污水混合處理；后者應(yīng)在焚燒場內(nèi)做嚴(yán)格的預(yù)處理和凈化后，盡可能在場內(nèi)循環(huán)利用，剩余量可處理達(dá)標(biāo)后接入城市污水廠。固相：飛灰應(yīng)在穩(wěn)定化處理后，做安全填埋；爐渣在經(jīng)浸出試驗檢測為非毒害性物料后，可在衛(wèi)生填埋場中處理，或作其他利用。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征4、資源化分選對于大部分的城市生活垃圾干式資源化分析按技術(shù)過程，除了在工作場所產(chǎn)生一些飄塵和臭氣之外，幾乎沒有其他直接進(jìn)入環(huán)境的排放物，因此通過對工作產(chǎn)所和人員的勞動保護(hù)措施，即可完善控制其影響。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征5、衛(wèi)生填埋（1）物流和特征污染物氣相：主要是填埋氣組成應(yīng)與厭氧消化氣體類似；液相：衛(wèi)生填埋場的液相污染物物流包含兩種，一是由底部排滲層導(dǎo)出的滲濾液；二是由場地面排水溝集中收集的場內(nèi)地表徑流；固相：衛(wèi)生填埋不產(chǎn)生固相物流；負(fù)物流：以填埋氣體做能源利用的衛(wèi)生填埋場，存在能源低嘗引起的負(fù)物流，其意義與厭氧消化相同。7.2.3技術(shù)過程的環(huán)境特征（2）污染的可控制性氣相：主動集氣和擴散進(jìn)入大氣。液相：滲濾液收集后，采用綜合的水處理技術(shù)方式進(jìn)行現(xiàn)場凈化，或經(jīng)一定處理后送入城市污水廠混合處理。四、技術(shù)過程的經(jīng)濟(jì)特征參閱課本，只需了解！7.3危險廢物處理技術(shù)工程危險廢物產(chǎn)生量少但種類繁多，且處理要求嚴(yán)格，因此處理技術(shù)遠(yuǎn)比城市生活垃圾來的復(fù)雜與多變。7.3.1技術(shù)過程的分類對危險廢物處理技術(shù)過程的分類可以遵循三分類準(zhǔn)則：處理技術(shù)過程的功能；處理技術(shù)過程的方法機理；處理技術(shù)設(shè)施與危險廢物產(chǎn)生源的關(guān)系；圖7-8危險廢物處理技術(shù)過程的功能組成對危險廢物處理技術(shù)過程的分類應(yīng)該遵循哪三類準(zhǔn)則？技術(shù)過程的功能分類危險廢物處理技術(shù)過程可分為回收與循環(huán)利用、處理和土地處置三類；基本特征：回收與循環(huán)利用：回收物料作為可銷售的產(chǎn)品，回收廢物中的能量；處理：采用各種物理化學(xué)熱力學(xué)或生物的手段，改變廢物的物理和化學(xué)性質(zhì)，或降解、破壞廢物的組分；處置：將廢物永久性地隔離棄置于地下或地上空間；技術(shù)設(shè)施的分類分為現(xiàn)場處理和易地處理；現(xiàn)場處理技術(shù)設(shè)施：由廢物產(chǎn)生者建設(shè)并在其所擁有的物業(yè)內(nèi)運行，專用于處理其自身生產(chǎn)中產(chǎn)生的危險廢物的處理技術(shù)設(shè)施；一般只有危險廢物產(chǎn)生量較大的產(chǎn)生者才會考慮建設(shè)與運行現(xiàn)場處理技術(shù)設(shè)施；易地處理技術(shù)設(shè)施：是獨立建設(shè)的專門的危險廢物處理技術(shù)設(shè)施，處理不同產(chǎn)生者產(chǎn)生的危險廢物；兩者之間不存在根本性的技術(shù)性區(qū)別，但在選址方面卻有明顯的差異。7.3.2技術(shù)過程的特征回收與循環(huán)利用技術(shù)過程：溶劑回收：物理分離為主，廣泛應(yīng)用于含氯或其他類別的廢有機溶劑類廢物；油脂回收：危險廢物回收利用技術(shù)過程的油脂回收對象以廢潤滑油為主；酸再生：從廢酸中回收未反應(yīng)酸的危險廢物回收技術(shù)過程；金屬回收：從含重金屬的危險廢物中回收金屬的技術(shù)過程可用兩種方法實現(xiàn)：火法冶金和濕法冶金；燃料調(diào)制：從危險廢物中回收生產(chǎn)廢物衍生燃料的技術(shù)過程；能量回收：作為危險廢物回收的技術(shù)過程，共焚燒是一種回收利用廢物能量的方法。固體廢物回收與循環(huán)利用技術(shù)過程包括哪些？7.3.2技術(shù)過程的特征處理技術(shù)過程：熱處理（破壞分解）：將廢物置于高溫反應(yīng)環(huán)境中。該過程能達(dá)到使廢物中的有機物料全部或部分被破壞分解，失去有害物性的目的；水相（溶液）處理：去除溶解或懸浮于水中的有害組分或使脫毒的處理；穩(wěn)定化：改善廢物的可處理物理特性和減少廢物中污染物在填埋環(huán)境中的可遷移性；生物處理：利用微生物代謝活動降解有害的有機物；利用微生物代謝產(chǎn)物瀝濾廢物中的重金屬；危險廢物處理技術(shù)過程有哪些？7.3.2技術(shù)過程的特征土地處置填埋深井灌注綜合性的危險廢物處理設(shè)施又稱危險廢物處理處置中心，目前已成為商業(yè)化集中型危險廢物處理設(shè)施的主要形式；圖7-13綜合性危險廢物處理設(shè)施流程示意7.3.3危險廢物處理技術(shù)設(shè)施的操作運行廢物進(jìn)場前分析廢物接受廢物貯存與處理準(zhǔn)備廢物處理余物處理配套管理終場作業(yè)廢物進(jìn)場前分析廢物（性質(zhì)）分析計劃是任何危險廢物處理設(shè)施的關(guān)鍵運行文件（規(guī)章）之一；基本內(nèi)容：對每種可能進(jìn)場處理的廢物規(guī)定需分析的指標(biāo)；各分析指標(biāo)應(yīng)采用的分析和采樣規(guī)程；分析的頻率；廢物分析計劃的基本內(nèi)容包括哪些？廢物進(jìn)場前分析進(jìn)行此分析的目的：確定此廢物是否在處理設(shè)施的許可規(guī)定范圍內(nèi)，以及按處理設(shè)施的處理、處置技術(shù)能力，此廢物是否應(yīng)被接受；確定廢物的危險性特征，以便在各個處理環(huán)節(jié)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，防止事故發(fā)生；確定廢物的物理性質(zhì)和化學(xué)組