第3章固體廢物預(yù)處理(分選2h)

第三章

固體廢物的預(yù)處理第3節(jié)

固體廢物的分選固體廢物分選是實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化、減量化的重要手段；在固體廢物處理、處置與回收利用之前必須進(jìn)行分選，將有用的成分分選出來(lái)加以利用，并將有害的成分分離出來(lái)。一.分選目的和原理分選的基本原理是利用物料的某些性質(zhì)方面的差異，將其分選開(kāi)。二、篩分利用篩子將粒度范圍較寬的顆粒群分成窄級(jí)別。分離過(guò)程可看作是物料分層和細(xì)粒透篩兩個(gè)階段組成的。物料分層是完成分離的條件，細(xì)粒透篩是分離的目的。1.篩分原理為了使粗細(xì)物料通過(guò)篩面分離，必須使物料和篩面之間具有適當(dāng)?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)：使篩面上的物料層處于松散狀態(tài)；按顆料大小分層，形成粗粒位于上層，細(xì)粒位于下層的規(guī)則排列，細(xì)粒到達(dá)篩面并透過(guò)篩孔。使堵在篩孔上的顆粒脫離篩孔，以利于細(xì)粒透過(guò)篩孔?！耙缀Y?！保毫６刃∮诤Y孔尺寸3/4的顆粒，容易通過(guò)粗粒形成的間隙到達(dá)篩面而透篩；“難篩粒”：粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒，難通過(guò)粗粒形成的間隙，而且粒度越接近篩孔尺寸就越難透篩。2.篩分分類(lèi)獨(dú)立篩分：目的在于獲得符合用戶要求的最終產(chǎn)品；準(zhǔn)備篩分：目的在于為下步作業(yè)做準(zhǔn)備；預(yù)先篩分：在破碎之前進(jìn)行篩分，目的在于預(yù)先篩出合格或無(wú)須破碎的產(chǎn)品，提高破碎作業(yè)的效率，防止過(guò)度粉碎和節(jié)省能源；檢查篩分：對(duì)破碎后產(chǎn)品進(jìn)行篩分，又稱(chēng)為控制篩分；選擇篩分：利用物料中的有機(jī)成分在各粒級(jí)中的分布，或者性質(zhì)上的顯著差異所進(jìn)行的篩分；脫水篩分：脫出物料中水分的篩分，常用于廢物脫水或脫泥。3.篩分效率篩分效率指實(shí)際得到的篩下產(chǎn)品質(zhì)量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細(xì)粒物料的質(zhì)量之比，用百分?jǐn)?shù)表示。E為篩分效率，％；Q為入篩固體廢物質(zhì)量Q1為篩下產(chǎn)品質(zhì)量；α為入篩固廢中小于篩孔的細(xì)粒含量，％。β為篩下固廢中小于篩孔的細(xì)粒含量，％。入篩固體廢物Q,α篩上產(chǎn)品Q(chēng)2，θ篩下產(chǎn)品Q(chēng)1，

β實(shí)際生產(chǎn)中由于篩網(wǎng)磨損而常有部分大于篩孔尺寸的粗粒進(jìn)入篩下產(chǎn)品，此時(shí)，篩下產(chǎn)品不是100%Q1

，而是βQ14.影響篩分效率的因素固體廢物性質(zhì)的影響；粒度組成：易篩粒含量越高，篩分效率越高；含水率和含泥量含水量小于5%且含泥質(zhì)較少時(shí)，屬干式篩分；含水量達(dá)5%~8%，顆粒粒度較細(xì)又含泥質(zhì)時(shí)，篩分無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行；含水量達(dá)10%~14%時(shí)，屬濕式篩分。顆粒形狀球形最易；片狀或條狀顆粒，難通過(guò)圓形或方形篩孔的篩子，但易通過(guò)長(zhǎng)方形篩孔的篩子。篩分設(shè)備性能的影響；篩孔形狀、篩面、篩子運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、篩面寬度和長(zhǎng)度、篩面傾角(15o-25o為易)。篩分操作條件的影響；注意連續(xù)均勻給料、及時(shí)清理和維修篩面。5.篩分設(shè)備類(lèi)型及應(yīng)用固定篩；滾筒篩；振動(dòng)篩：慣性振動(dòng)篩；共振篩。固定篩篩分物料時(shí)，篩面固定不動(dòng)的篩分設(shè)備。篩面由許多平行排列的篩條組成，可以水平或傾斜安裝?？煞譃榘魲l篩和格篩。亦叫轉(zhuǎn)筒篩，篩面為帶孔的圓柱形筒體或截頭的圓錐體。篩網(wǎng)一般為沖擊板。安裝傾角3～5°。振動(dòng)方向與篩面垂直或近似垂直慣性振動(dòng)篩：通過(guò)由不平衡的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性力使篩箱產(chǎn)生振動(dòng)。由于篩面作強(qiáng)烈的振動(dòng)，消除了堵塞篩孔的現(xiàn)象，有利于濕物料的篩分。共振篩利用連桿上裝有彈簧的曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，使篩子在共振狀態(tài)下進(jìn)行篩分。振動(dòng)篩激振力：離心慣性力三、重力分選重力分選是在活動(dòng)的或流動(dòng)的介質(zhì)中按顆粒的密度或粒度進(jìn)行顆?；旌衔锏姆诌x過(guò)程。重力分選的介質(zhì)有：空氣、水、重液、重懸浮液等。按作用原理分：氣流分選、慣性分選、重介質(zhì)分選、搖床分選、跳汰分選等。各種重選過(guò)程具有的共同工藝條件

固廢顆粒間必須存在密度的差異；分選過(guò)程在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中進(jìn)行；重力、介質(zhì)動(dòng)力及機(jī)械力的綜合作用使顆粒群松散并按密度分層；分好層的物料在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)流的推動(dòng)下互相遷移，彼此分離，并獲得不同密度的最終產(chǎn)品。重力分選的主要因素顆粒的尺寸顆粒與介質(zhì)的密度差介質(zhì)的粘度（一）重介質(zhì)分選在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開(kāi)的方法稱(chēng)為重介質(zhì)分選。輕物料密度(ρL)<重介質(zhì)密度(ρc)<重物料密度(ρw)；在液相介質(zhì)中進(jìn)行：不適合于包含可溶性物質(zhì)的分選，也不適合于成分復(fù)雜的城市垃圾分選。該法主要應(yīng)用于礦業(yè)廢物的分選過(guò)程。1.基本原理物料顆粒密度>重介質(zhì)密度---下沉，集中于分選設(shè)備底部成為重產(chǎn)物；物料顆粒密度<重介質(zhì)密度---上浮，集中于分選設(shè)備的上部成為輕產(chǎn)物；重、輕分別排出，達(dá)到分選的目的。但如粒度過(guò)小，特別是ρs≈ρ時(shí)，υs很小，分離很慢。所以實(shí)際分離前，應(yīng)篩去細(xì)粒部分；大密度物料，粒度下限2～3mm；輕密度物料粒度下限3～6mm。采用重懸浮液時(shí)，粒度下限可降至0.5mm2.重介質(zhì)性能重介質(zhì)是密度高于水的介質(zhì)。重介質(zhì)應(yīng)具有密度高、粘度低，化學(xué)穩(wěn)定性好（不與處理的廢物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，易回收再生等特性。重介質(zhì)包括重液和重懸浮液兩種流體，前者價(jià)格昂貴，用于實(shí)驗(yàn)室研究，后者多用于實(shí)際分選。重懸浮液是由高密度的固體顆粒和水構(gòu)成的固液兩相分散體系，密度可隨固體顆粒的種類(lèi)和含量變化。3.重介質(zhì)分選設(shè)備工業(yè)上應(yīng)用的分選機(jī)一般分為鼓形重介質(zhì)分選機(jī)深槽式、淺槽式、振動(dòng)式、離心式分選機(jī)。鼓形重介質(zhì)分選機(jī)密度大于重介質(zhì)的顆粒沉于槽底，由揚(yáng)板提升落入溜槽內(nèi)，排出槽外成為重產(chǎn)物；密度小于重介質(zhì)的顆粒隨重介質(zhì)流從圓筒溢流口排出，稱(chēng)為輕產(chǎn)品。鼓形重介質(zhì)分選機(jī)適用于分離粒度較粗的固體廢物。（二）跳汰分選跳汰分選是在垂直變速介質(zhì)流中按密度分選固體廢物的一種方法。分選介質(zhì)是水，稱(chēng)為水力跳汰。水力跳汰分選設(shè)備稱(chēng)為跳汰機(jī)。無(wú)活塞跳汰機(jī)無(wú)活塞跳汰機(jī)采用壓縮空氣推動(dòng)水流。隔膜跳汰機(jī)（三）風(fēng)力分選以空氣為分選介質(zhì)，在氣流作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度進(jìn)行分選。又稱(chēng)氣流分選，是最常用的一種按固體廢物密度分離固體廢物中不同組分的重選方法。作用：將輕物料從較重的物料中分離出來(lái)。風(fēng)選在國(guó)外主要用于城市垃圾的分選，將城市垃圾中的有機(jī)物與無(wú)機(jī)物分離，以便分別回收利用或處置。1.風(fēng)力分選基本原理氣流將較輕的物料向上帶走（豎向氣流分選）或在水平方向帶向較遠(yuǎn)的地方（水平氣流分選），重物料沉降或拋出較近距離。實(shí)質(zhì)上包含兩個(gè)過(guò)程：1.分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質(zhì)部分（提取物）和具有高密度、空氣阻力小的重質(zhì)部分（排出物）；2.再進(jìn)一步將輕顆粒從氣流中分離出來(lái)，常采用旋流器（除塵）。2.風(fēng)選設(shè)備及應(yīng)用水平氣流風(fēng)選機(jī)（臥式風(fēng)力分選機(jī)）上升氣流風(fēng)選機(jī)（立式風(fēng)力分選機(jī)）其他風(fēng)力分選機(jī)為了提高分選效率，在分選之前需要將廢物進(jìn)行窄分級(jí)，或經(jīng)破碎使粒度均勻后，使其按密度差異進(jìn)行分選。由于上升氣流可以縮短顆粒達(dá)到沉降末速的時(shí)間和距離，風(fēng)選過(guò)程常采用上升氣流。

沿曲折管路管壁下落的廢物受到來(lái)自下方的高速上升氣流的頂吹，可以避免直管路中管壁附近與管中心流速不同而降低分選精度的缺點(diǎn)，同時(shí)可以使結(jié)塊垃圾因受到曲折處高速氣流而被吹散，因此，分選精度較高。立式曲折形氣流分選機(jī)曲折風(fēng)路形狀為Z字形，其傾斜度為60o，每段長(zhǎng)度為280mm。

（一）磁選1.磁選原理磁選是利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行分選的一種處理方法。磁性顆粒分離的必要條件是磁性顆粒所受的磁力必須大于與它方向相反的機(jī)械力的合力，即F磁>ΣF機(jī)械。磁選的實(shí)質(zhì)：磁選是利用磁力與機(jī)械力對(duì)不同磁性顆粒的不同作用而實(shí)現(xiàn)的。四、磁力分選磁選過(guò)程將固體廢物輸入磁選機(jī)后，磁性顆粒在不均勻磁場(chǎng)作用下被磁化，從而受磁場(chǎng)吸引力的作用，使磁性顆粒吸在圓筒上，并隨圓筒進(jìn)入排料端排出；非磁性顆粒由于所受的磁場(chǎng)作用力很小，仍留在廢物中而被排出。2.磁選機(jī)的磁場(chǎng)在磁選機(jī)內(nèi)使磁體產(chǎn)生磁力作用的空間，稱(chēng)為磁選機(jī)的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)可分為均勻磁場(chǎng)和非均勻磁場(chǎng)兩種。均勻磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向一致。非均勻磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都是變化的。磁選機(jī)的磁場(chǎng)也包括以上兩種？磁性顆粒在均勻磁場(chǎng)中只受轉(zhuǎn)矩的作用，使它的長(zhǎng)軸平行于磁場(chǎng)方向。在非均勻磁場(chǎng)中，顆粒不僅受轉(zhuǎn)矩的作用，還受磁力的作用，結(jié)果使它既發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，又向磁場(chǎng)梯度增大的方向移動(dòng)，最后被吸在磁極外表面上，磁性不同的顆粒才能得以分離。磁選只能在非均勻磁場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)3.固廢中各種物質(zhì)磁性分類(lèi)1、強(qiáng)磁性物質(zhì)：其比磁化系數(shù)x0>38×10-6m3/kg，在弱磁場(chǎng)磁選機(jī)中可分離出這類(lèi)物質(zhì)。2、弱磁性物質(zhì)：其比磁化系數(shù)x0=（0.19-7.5）×10-6m3/kg，可在強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)