第六章固體廢棄物防治

第五章

固體廢棄物防治第五章

固體廢棄物防治第一節(jié)

固體廢棄物概述第二節(jié)

固體廢棄物的綜合利用和資源化第一節(jié)

固體廢棄物概述一、固體廢棄物概念二、固體廢棄物的來(lái)源和分類三、固體廢物的特點(diǎn)1.資源性2.污染的“特殊性”3.嚴(yán)重的危害性四、固體廢物處理、處置和利用的原則一、固體廢棄物概念固體廢棄物系指生產(chǎn)和生活活動(dòng)中丟棄的固體、半固體物質(zhì)，包括從廢水、廢氣中分離出來(lái)的固體顆粒物。在固體廢物中凡具有易燃性、腐蝕性、毒性、反應(yīng)性、感染性的廢物,稱為危險(xiǎn)廢物。廢物是一個(gè)相對(duì)概念，在某種條件下它為廢物，在另一種條件下卻可能成為寶貴原材料。故固體廢物有“放在錯(cuò)地點(diǎn)的原料”之稱。二、固體廢棄物的來(lái)源和分類來(lái)源：固體廢棄物主要來(lái)源于人類的生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)。分類：按其形狀可分為塊狀、粒狀、粉狀和半固體~泥狀、漿狀、糊狀等廢物；按其來(lái)源可分為礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物、城市生活垃圾等廢物；按其性質(zhì)和危害程度可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)廢物，一般性和危險(xiǎn)性廢物。對(duì)于有放射性的固體廢物，在國(guó)際上單列一類，另行管理。容器盛裝的危險(xiǎn)性廢液、廢氣危險(xiǎn)廢物一般廢物礦業(yè)工業(yè)農(nóng)業(yè)生活環(huán)境工程廢石尾礦廢渣廢屑秸桿畜糞垃圾糞便污泥粉塵固體廢物具有毒性、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、感染性的固體、半固體廢物三、固體廢物的特點(diǎn)●資源和廢物的相對(duì)性●富集終態(tài)和污染源頭的雙重性●危害具有潛在性、長(zhǎng)期性和災(zāi)難性1.資源性

固體廢物品種繁多、成分復(fù)雜，特別是工業(yè)廢渣，不僅數(shù)量大，具備某些天然原料、能源所具有的物理、化學(xué)特性，而且比廢水、廢氣易于收集、運(yùn)輸、加工和再利用；城市垃圾也含有多種可再利用的物質(zhì)和一定熱值的可燃物質(zhì)。因此，近代許多國(guó)家已把固體廢物視為“二次資源”或“再生資源”。把利用廢物替代天然資源作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的一個(gè)重要組成部分。三、固體廢物的特點(diǎn)2.污染的“特殊性”固體廢物除直接占用土地和空間外，其對(duì)環(huán)境的影響通常是通過(guò)水、氣和土壤進(jìn)行的，是水、氣、土壤環(huán)境污染的“源頭”，其污染途徑見圖所示。被固體廢物污染的水、氣、土經(jīng)治理后，生成含有污染物的污泥、粉塵、臟土等“新固體廢物”。這些“新固體廢物”如不再進(jìn)行徹底治理，則又會(huì)成為水、氣、土壤環(huán)境的“新污染源”。如此循環(huán)污染，形成固體廢物污染的“特殊性”。處置堆存填埋:地表層地底層深埋江、河、湖地下水、廢物處理地地下水飲用水生動(dòng)植物食用水生動(dòng)植物處理焚燒污泥污水處理廠污泥固體廢物源飼料奶、肉人類食品人類疾病生態(tài)破壞懸浮大氣微粒塵埃大氣肺皮膚接觸浸入直接接觸3.嚴(yán)重的危害性工業(yè)、礦業(yè)固體廢物堆積，占用了大片土地造成環(huán)境污染，嚴(yán)重影響著生態(tài)環(huán)境；生活垃圾、糞便是細(xì)菌和蠕蟲等的孳生地和繁殖場(chǎng)，能傳播多種疾病、危害人畜健康；危險(xiǎn)廢物對(duì)環(huán)境污染和人體健康的危害更加嚴(yán)重。這與危險(xiǎn)廢物的特性密切相關(guān)，主要表現(xiàn)為易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、毒性和感染性。1.侵占土地，造成資源浪費(fèi):2.污染土壤：3.污染水體4.污染大氣5.影響環(huán)境衛(wèi)生四、固體廢物處理、處置和利用的原則

處理、處置和利用固體廢物對(duì)維護(hù)國(guó)家的持續(xù)發(fā)展有重要意義。其原則為：1.減量化2.資源化：美國(guó)利用幾種廢物再生產(chǎn)的環(huán)境效益分析3.無(wú)害化表5-1美國(guó)利用幾種廢物再生產(chǎn)的環(huán)境效益分析廢鋼鐵廢鋁廢紙廢玻璃節(jié)省能源減少大氣污染減少水污染減少固體廢物量節(jié)省用水量47~748676974070~979597100_23~747435100584~3220-8050第二節(jié)

固體廢棄物的綜合利用和資源化一、主要工礦業(yè)固體廢物的利用和處理、處置二、危險(xiǎn)廢物的利用和處理、處置三、城市垃圾的處理、處置和利用一、主要工礦業(yè)固體廢物的利用和處理、處置1.工礦業(yè)固體廢物的綜合利用技術(shù)（1）用作建筑材料（表5-2）（2）用作冶煉金屬的原料（表5-3）（3）回收能源（4）用作農(nóng)肥、改良土壤2.工礦業(yè)固體廢物的處理技術(shù)建材品種主要可利用的固體廢物類型水泥：用于生料配料、混合材料、外摻劑等相當(dāng)于石灰成分的廢石、鐵或銅的尾礦粉,，粉煤灰、鍋爐渣、高爐渣、煤矸石，鋼渣、銅渣、鉛渣、鎳渣、赤泥、硫酸渣、鉻渣，油母頁(yè)巖渣、碎磚瓦、水泥窯灰、廢石膏、電石渣、鐵合金渣等磚瓦：燒制、蒸制或高壓蒸制磚瓦鐵和銅尾礦粉、煤矸石、粉煤灰、鍋爐渣、高爐渣、鋼渣、銅渣、鎳渣、赤泥、硫酸渣、電石渣等；鉻渣、油母頁(yè)巖渣等只能供燒制磚瓦砌塊，墻板及混凝土制品廢石膏、鍋爐渣、高爐渣、電石渣、廢石膏、鐵合金水渣等混凝土骨料：普通混凝土及輕質(zhì)混凝土骨料化學(xué)成分及體積固定的各種廢石、自然或焙燒膨脹的煤矸石、粉煤灰陶粒，高爐重礦渣、膨脹礦渣、膨珠、水渣、銅渣、膨脹鎳渣、赤泥陶粒、燒脹頁(yè)巖、鍋爐渣、碎磚、鐵合金水渣等道路材料：用于墊層、路基、結(jié)構(gòu)層、面層化學(xué)成分及體積固定的廢石、鐵和銅尾礦粉、自燃后的煤矸石、粉煤灰、鍋爐渣、高爐渣、鋼、銅、鉛、鎳、鋅渣，赤泥、廢石膏、電石渣等鑄石及微晶玻璃類似玄武巖、輝綠巖的廢石、煤矸石、粉煤灰、高爐渣、銅渣、鎳渣、鉻渣、鐵合金渣等保溫材料高爐渣棉及其制品，高爐水渣、粉煤灰及其微珠等其他材料高爐渣可作耐熱混凝土骨料、陶瓷及搪瓷原料，粉煤灰作塑料填料，鉻渣作玻璃著色劑等表5-2可用于生產(chǎn)建筑材料的固體廢物冶煉和回收金屬固體廢物類型作煉鐵原料作煉鐵熔劑磁選回收鐵回收有色金屬回收金/鍺/銀/銦回收汞廢鋼鐵、鋼渣、鋼鐵塵泥、含鐵量高的硫酸渣、鉛鋅渣、銅鎳渣等轉(zhuǎn)爐鋼渣、平爐和電爐還原渣等煤矸石、粉煤灰、鋼鐵渣等銅、鉛、鋅、鎳渣和粉煤灰等煤矸石、粉煤灰、鉛鋅渣等鹽泥、含汞廢水污泥等表5-3可用于冶煉和回收金屬的固體廢物二、危險(xiǎn)廢物的利用和處理、處置1.危險(xiǎn)廢物的管理要點(diǎn)2.危險(xiǎn)廢物的主要處理技術(shù)3.危險(xiǎn)廢物的主要處置技術(shù)4.幾種危險(xiǎn)廢物的利用1.危險(xiǎn)廢物的管理要點(diǎn)(1)定義和鑒別(2)列名目表和建檔(3)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)(4)收集、貯存和運(yùn)輸(5)危險(xiǎn)廢物的管理部門及其職責(zé)(2)列名目表和建檔判定危險(xiǎn)廢物，本應(yīng)經(jīng)過(guò)鑒別試驗(yàn)，但這項(xiàng)工作十分復(fù)雜而在不少?gòu)S、點(diǎn)難于實(shí)現(xiàn)。因而不少國(guó)家根據(jù)積累經(jīng)驗(yàn)，將危險(xiǎn)廢物列成名目表，并以立法形式公布，使產(chǎn)生單位、操作人員、環(huán)境管理者以及各有關(guān)部門便于掌握。對(duì)有條件進(jìn)行實(shí)際監(jiān)測(cè)鑒別或必需的判定，均應(yīng)按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法作適當(dāng)處理。凡已判定屬危險(xiǎn)廢物者，應(yīng)將其數(shù)量、性質(zhì)、去向等登記入檔，分別留存在產(chǎn)生點(diǎn)、處置單位和有關(guān)的環(huán)保部門，保存的年限20~30年各國(guó)不等。(4)收集、貯存和運(yùn)輸已判定的危險(xiǎn)廢物，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行包裝、標(biāo)記、登記；交運(yùn)時(shí)帶上注明數(shù)量、性質(zhì)、有害成分及含量、去向以及其他應(yīng)注意事項(xiàng)等的卡片，使廢物安全地自產(chǎn)生點(diǎn)運(yùn)達(dá)處置處所進(jìn)行處置。對(duì)危險(xiǎn)廢物確定明顯標(biāo)志，是使之得到專門管理的一環(huán)。我國(guó)在化學(xué)危險(xiǎn)品運(yùn)輸國(guó)標(biāo)GB190-73中對(duì)毒性、腐蝕性、易燃性物品規(guī)定了專門標(biāo)志

①收集和包裝②貯存③運(yùn)輸(5)危險(xiǎn)廢物的管理部門及其職責(zé)在制定實(shí)際可行的危險(xiǎn)廢物管理對(duì)策中，應(yīng)包括各有關(guān)方面的職責(zé)，全過(guò)程中各組成部分的活動(dòng)范圍，承擔(dān)的法律責(zé)任和行政措施。①管理部門②職責(zé)范圍

3.危險(xiǎn)廢物的主要處置技術(shù)(1)焚燒法(2)填埋法

4.幾種危險(xiǎn)廢物的利用(1)含鉻廢物(2)可燃性危險(xiǎn)廢物三、城市垃圾的處理、處置和利用1.概況2.城鎮(zhèn)垃圾的組成、分類和性質(zhì)3.城鎮(zhèn)垃圾的收集和運(yùn)輸4.城鎮(zhèn)垃圾的破碎和分選5.利用城鎮(zhèn)垃圾進(jìn)行堆肥6.利用城鎮(zhèn)垃圾制取沼氣7.城鎮(zhèn)垃圾的焚燒處置和熱能回收8.城鎮(zhèn)垃圾的衛(wèi)生填9.廢舊物資的回收利用1.概況城鎮(zhèn)垃圾的處理、處置和利用方法主要有衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥等，每個(gè)國(guó)家選用的方法與其垃圾的組成成分、技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平等因素有關(guān)。從垃圾成分來(lái)看，有機(jī)物含量高的垃圾，宜采用焚燒法；無(wú)機(jī)物含量高的垃圾,宜采用填埋法；垃圾中的可降解有機(jī)物多宜采用堆肥法。城鎮(zhèn)垃圾包括城鎮(zhèn)居民的生活垃圾、企事業(yè)單位和機(jī)關(guān)團(tuán)體的辦公垃圾、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的垃圾、醫(yī)療垃圾和市政維護(hù)管理的垃圾等。我國(guó)城鎮(zhèn)垃圾的產(chǎn)生量大，無(wú)害化處置率低，為防止城鎮(zhèn)垃圾污染，保護(hù)環(huán)境和人體健康，處理、處置和利用城鎮(zhèn)垃圾，具有重要意義。2.城鎮(zhèn)垃圾的組成、分類和性質(zhì)(1)城鎮(zhèn)垃圾的組成和分類(2)城鎮(zhèn)垃圾的性質(zhì)a.含水率b.容重c.垃圾的熱值(1)城鎮(zhèn)垃圾的組成和分類城鎮(zhèn)垃圾大體可分為無(wú)機(jī)物類和有機(jī)物類，垃圾中各組分的含量與居民所處階層、生活水平和習(xí)慣等因素有關(guān)，表5-5為同一個(gè)城市不同功能地區(qū)的垃圾組成。取樣點(diǎn)金屬玻璃塑料紙類織物草木廚余灰渣磚瓦含水率普通住宅區(qū)1.9612.814.615.12.8611.232.61.926.7453.9高級(jí)住宅區(qū)8.7518.415.635.14.161.4816.30.2233.2學(xué)院區(qū)7.1825.212.717.64.6413.611.710.10.7936.2商業(yè)區(qū)6.6911.518.538.56.2412.52.650.3134.6大飯店4.7925.118.244.42.430.204.70.3010.3醫(yī)院1.2526.114.138.93.551.0413.31.7139.4公園6.569.5212.412.21.6314.85.522.612.826.0

a.含水率垃圾中的含水率不僅取決于垃圾的種類,而且還隨季節(jié)的不同有所變化。垃圾的含水率用單位體積垃圾的含水量占垃圾(含水)總重量的分?jǐn)?shù)表示,其計(jì)算式為:

含水率W=*100%

式中:g-單位體積垃圾的總重量,kg/m3；

g′-單位體積垃圾樣品烘干后的重量,kg/m3；

W-單位體積垃圾的含水量,kg/m3。

(2)城鎮(zhèn)垃圾的性質(zhì)b.容重垃圾容重系指單位體積垃圾的重量。垃圾容重是設(shè)計(jì)收集、清運(yùn)和貯存垃圾容器以及處理垃圾構(gòu)筑物的重要參數(shù)。其值與垃圾壓縮方法及壓縮程度有關(guān)。表列出城鎮(zhèn)垃圾不同壓縮情況的容重垃圾容重(kg/m3)備注范圍標(biāo)準(zhǔn)值未壓縮的原始態(tài)垃圾未壓縮的園林廢物未壓縮的爐灰灰土運(yùn)輸車壓縮后填埋物正常壓縮填埋物良好壓縮加工后壓縮成型粉碎后未經(jīng)壓縮粉碎后壓縮90-18060-150650-830180-440360-500600-700600-1070120-270650-1070130100740300440600710200770不包括爐灰壓力值＜660t/m2壓力值＜660t/m2c.垃圾的熱值成分燒后殘?jiān)?%)熱值/kJ?kg-1元素重量/%范圍典型值范圍典型值碳?xì)溲醯蚴称防鴱U紙廢紙板廢塑料纖維品廢橡膠廢皮革園林廢物廢木料碎玻璃罐頭盒非鐵金屬鐵金屬爐灰磚等城市固體廢物2~84~83~66~202~48~208~202~60.6-296-9990-9990-9994-9960-80565102.5101051.598989698703500-700011630-1800014000-1740028000-3720015000-1800020900-2800015000-197702320-1800017400-19700120-230230-1200_230-12002300-120009300-128004560167501630032570174502326017450651018000140700-70070001050048.043.544.060.055.078.060.047.849.526.36.46.097.2610.08.06.06.03.037.644.044.622.831.2-11.638.042.72.02.60.30.3-4.62.010.03.40.20.50.40.20.2-0.15-0.40.30.10.2表

城市垃圾熱值及元素分析典型值3.城鎮(zhèn)垃圾的收集和運(yùn)輸(1)垃圾的收集和運(yùn)輸工具目前各國(guó)用于收集城鎮(zhèn)垃圾的容器多數(shù)是用金屬或塑料制成的垃圾筒、垃圾箱和塑料袋、紙袋等。運(yùn)輸垃圾的主要工具是汽車。(2)垃圾收集、運(yùn)輸原則第一，收集、輸運(yùn)過(guò)程應(yīng)密閉，以控制污染環(huán)境。第二，最大限度地方便居民。第三，盡量改善清潔工人的工作條件。第四，造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用便宜，以利推廣。

(3)垃圾的分類收集4.城鎮(zhèn)垃圾的破碎和分選經(jīng)過(guò)破碎后的垃圾具有如下一些優(yōu)點(diǎn)：①可增大容重,減少容積。②有利于填埋處置時(shí)壓實(shí)垃圾土層,加快復(fù)土還原工程的速度。③對(duì)垃圾分類分揀有利,易通過(guò)磁選等方法回收高品位金屬。④有利于用焚燒法處置垃圾,提高垃圾焚燒熱效率。垃圾破碎通常是采用顎式、錘式、滾壓式、撕裂式和剪切式破碎機(jī)等進(jìn)行破碎。垃圾的分選方法有手工分選、風(fēng)力和重力分選、篩分分選、浮選、光分選、靜電分選和磁力分選等。下表列出各種分選方法的適用范圍。分選方法預(yù)處理要求分出的品種功能手工分選風(fēng)力/重力篩分浮選光選靜電磁力無(wú)破碎

破碎破碎/風(fēng)力破碎/風(fēng)力破碎,濕洗紙/木材/金屬可燃物/金屬玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片鐵類使輕(紙等可燃物)重(玻璃,金屬等)分開從重物中分離開表各種分選方法的適用范圍5.利用城鎮(zhèn)垃圾進(jìn)行堆肥(1)垃圾堆肥分類和堆肥過(guò)程(2)堆肥要素影響堆肥品質(zhì)的要素較多,主要的有以下幾點(diǎn):a.有機(jī)物含量b.空氣含量c.碳分d.水分e.PHf.好氧堆肥工藝過(guò)程6.利用城鎮(zhèn)垃圾制取沼氣沼氣是有機(jī)物中的碳化物、蛋白質(zhì)、脂肪等在一定的溫度、濕度、PH的厭氧環(huán)境中，經(jīng)過(guò)沼氣細(xì)菌的發(fā)酵作用，而生成的一種可燃?xì)怏w。沼氣發(fā)酵過(guò)程可分為液化、產(chǎn)酸和生成甲烷三個(gè)階段。控制沼氣發(fā)酵的主要因素有：(1)需要豐富的沼氣菌種(2)保持嚴(yán)格的厭氧環(huán)境(3)選用適宜的發(fā)酵原料配比(4)選定適宜的干物濃度(5)選定適宜的發(fā)酵溫度(6)選擇適宜的PH7.城鎮(zhèn)垃圾的焚燒處置和熱能回收采用焚燒法處置城鎮(zhèn)垃圾，可以使垃圾減重、減容，并可以使某些有害組分分解和去除，因此，焚燒是比較理想的處置方法。(1)垃圾的焚燒(2)垃圾的焚燒垃圾焚燒熱能的回收8.城鎮(zhèn)垃圾的衛(wèi)生填埋(1)垃圾填埋后的產(chǎn)物(2)抗?jié)B層構(gòu)造(3)衛(wèi)生填埋作業(yè)方法(4)垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)關(guān)閉后的管理(1)垃圾填埋后的產(chǎn)物a.氣體垃圾在填埋開始階段,將進(jìn)行好氧分解,產(chǎn)生以CO2為主的氣體；隨著垃圾被壓實(shí)后空氣量減少,氧氣被耗盡,垃圾的厭氧分解開始,并產(chǎn)生CH4、N2、H2、CO2及硫化物等。這個(gè)過(guò)程約延續(xù)20年。b.浸出液垃圾中可降解的有機(jī)物分解時(shí)產(chǎn)生的液體和施工過(guò)程中流進(jìn)填埋場(chǎng)的地表水、雨雪水等共同組成填埋浸出液。浸出液的成分隨垃圾組成的不同有很大變化。下表為一般填埋場(chǎng)浸出液中典型化學(xué)成分。

成分變化范圍典型值成分變化范圍典型值BOD5TOCCOD總懸浮物氨態(tài)氮有機(jī)氮硝酸鹽總磷正磷堿度(以CaCO3表示)2000~300015000~200003000~45000200~100010~80010~6005~401~701~501000~10000100006000180005002002002530203000PH總硬度(以CaCO3表示)CaMgKNaClN

總Fe5.3~8.53