固體廢物預(yù)處理-固體廢棄物的處理與資源化-教學(xué)

一、固體廢物壓實的目的二、固體廢物壓實的原理三、固體廢物壓實的量度四、固體廢物的壓實設(shè)備五、固體廢物壓實設(shè)備的選擇3-1固體廢物的壓實技術(shù)一、固體廢物壓實的目的壓實又稱壓縮，指用機械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重和減少固體廢物表觀體積，提高運輸與管理效率的一種操作技術(shù)。固體廢物----壓實處理----增大容重、減少固體廢物體積----便于裝卸和運輸，確保運輸安全與衛(wèi)生，降低運輸成本；固體廢物----壓實處理----可制取高密度惰性塊料，便于貯存、填埋或作為建筑材料使用。

二、固體廢物壓實的原理表觀體積是廢物顆粒有效體積與空隙占有的體積之和：

Vm=Vs+Vv(3-1)

式中：Vm--固體廢物的表觀體積

Vs--固體顆粒體積(包括水分)Vy--空隙體積

二、固體廢物壓實的原理

固體廢物--壓實操作--壓力的增大--空隙體積減小--表觀體積也隨之減小--容重增大。壓實---冰箱與洗衣機、紙箱與紙袋、纖維、廢金屬細絲等壓縮性能大而復(fù)原性小的物質(zhì)木頭、玻璃、金屬、塑料塊等很密實的固體或是焦油、污泥等半固體廢物不宜作壓實處理。容重--固體廢物的干密度，用ρd表示。

ρd=ms／Vm=(mm-m水)／Vm(3-2)式中：ms--固體廢物顆粒質(zhì)量

mm--固體廢物總質(zhì)量，包括水分質(zhì)量

m水--固體廢物中水分質(zhì)量。三、固體廢物壓實的量度常用下述指標(biāo)表示廢物的壓實程度。(一)空隙比與空隙率空隙比--固體廢物的空隙體積與固體顆粒體積(包括水分)之比

e=Vv/Vs(3-3)

空隙率--固體廢物的空隙體積與固體顆粒表觀體積之比

ε=Vv/Vm(3-4)

空隙比與空隙率越低，表明壓實程度越高，相應(yīng)的密度越大。(二)濕密度（常用）與干密度(容重）若忽略空隙中的氣體質(zhì)量，則固體廢物總質(zhì)量(mm)等于固體物質(zhì)質(zhì)量(ms。)與水分質(zhì)量(mw)之和，即：

mm=ms+mw(3-5)

固體廢物濕密度：ρw=mm/Vm(3-6)

固體廢物干密度：

ρd=ms/Vm(3-7)(三)體積減小百分比體積減小百分比用式(3-8)表示：

R=(Vi-Vf)/Vi×100％(3-8)式中：R--體積減小百分比

Vi--壓實前廢物的體積

Vf--壓實后廢物的體積。(四)壓縮比與壓縮倍數(shù)壓縮比r--固體廢物經(jīng)壓實處理后體積減小的程度。

r=Vf/Vi(3-9)r越小，壓實效果越好。壓縮倍數(shù)n（應(yīng)用多）--固體廢物經(jīng)壓實處理后，體積壓實的程度。

n=1/r=Vi/Vf(3-10)四、固體廢物的壓實設(shè)備

1、水平壓實器

2、三項垂直壓實器

3、回轉(zhuǎn)式壓實器平面壓實技術(shù)結(jié)構(gòu)圖三相壓實器回轉(zhuǎn)式壓實器結(jié)構(gòu)示意五、固體廢物壓實設(shè)備的選擇固體廢物壓實設(shè)備選用應(yīng)考慮下列要點：

1．被壓實廢物的物理特征，包括顆粒大小、成分、含水率與容重等。

2．向壓實器料斗中供料傳輸方式。

3．對壓實后廢物的處理方法與利用途徑。

4．壓實機械特征參數(shù)，包括裝載室的大小、壓頭往返循環(huán)時間、機械的體積吞吐量、壓力大小、壓頭貫入度、壓實比與單元的外形尺寸等。

5．壓實機械的操作特性，包括能源用量、維修要求、操作的簡易性、性能的可靠性、噪音水平、空氣與水的污染控制等要求。

6．操作地點選擇，包括位置、高度、道路以及與環(huán)境有關(guān)的限制因素。3-2固體廢物的破碎技術(shù)一、固體廢物破碎的目的及方法二、影響破碎效果的因素三、破碎產(chǎn)物的特性表示四、固體廢物破碎工藝五、固體廢物破碎機械六、固體廢物破碎設(shè)備的選擇一、固體廢物破碎的目的及方法破碎--利用外力克服固體廢物質(zhì)點間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。磨碎--使小塊固體廢物顆粒分裂成細粉的過程稱為磨碎。固體廢物經(jīng)破碎和磨碎后，顆粒變得小而均勻。目的

(1)原來不均勻的固體廢物經(jīng)破砷或粉磨之后容易均勻一致，可提高焚燒、熱解、熔烷、壓縮等作業(yè)的穩(wěn)定性和處理效率。

(2)固體廢物粉碎后容重增加，容量減少，便于壓縮、運輸、貯存和高密度填埋和加速復(fù)土還原。

(3)固體廢物粉碎后，原來聯(lián)生在一起的礦物或聯(lián)結(jié)在一起的異種材料等單體分離，便于從中分選、揀選回收有價物質(zhì)和材料。

(4)防止粗大、鋒利廢物損壞分選、焚燒、熱解等設(shè)備或爐腔。

(5)為固體廢物的下一步加工和資源化作準(zhǔn)備。方法

破碎方法可分為干式破碎、濕式破碎、半濕式破碎三類。其中，濕式破碎與半濕式破碎在破碎的同時兼具有分級分選的處理。干式破碎即通常所說的破碎。按所用的外力即消耗能量形式的不同，干式破碎可分為機械能破碎和非機械能破碎兩種方法。機械能破碎是利用工具對固體廢物施力而將其破碎的。非機械能破碎則是利用電能、熱能等對固體廢物進行破碎的新方法，如低溫破碎、熱力破碎、低壓破碎和超聲波破碎等。分類

物理：低溫冷凍破碎、濕式破碎。機械：剪切、沖擊、擠壓等。低溫冷凍破碎利用其低溫變脆的性能，低溫破碎通常采用液氮作致冷劑。液氮具有致冷溫度低、無毒、無爆炸危險等優(yōu)點。但制備液氮需耗用大量能源，故低溫破碎的對象僅限于常溫難破碎的廢物，如橡膠和塑料。

濕式破碎：濕式破碎具有以下優(yōu)點：①使含紙垃圾變成均質(zhì)漿狀物，可按流體處理；②不孽生效蠅、無惡臭、衛(wèi)生條件好；③噪聲低、無發(fā)熱、爆炸、粉塵等危害；④適用于回收垃圾中的紙類、玻璃及金屬材料等。

圖3-4機械能破碎

a—壓碎；b—劈碎；c—折斷；d—磨碎；e—沖擊破碎

固體廢物的強度特別是硬度，直接影響到破碎方法的選擇。脆硬性的廢物----宜采用劈碎、沖擊、擠壓破碎和磨碎，或是采用剪切、沖擊破碎和磨碎；而當(dāng)廢物體積較大不能直接將其供人破碎機時，需先行將其切割到可以裝入進料口的尺寸，再送入破碎機內(nèi)。含有大量廢紙的城市垃圾----近年來國外已采用半濕式和濕式破碎。破碎方法的選擇二、影響破碎效果的因素影響破碎過程的因素是物料機械強度及破碎力。物料的機械強度是物料一系列力學(xué)性質(zhì)所決定的綜合指標(biāo)，力學(xué)性質(zhì)主要有硬度、解理、韌性及物料的結(jié)構(gòu)缺陷等。

(一)硬度硬度是指物料抵抗外界機械力侵入的性質(zhì)。硬度愈高、抵抗外界機械力侵入的能力愈大，破碎時愈困難。硬度反映了物料的堅固性

二、影響破碎效果的因素影響破碎過程的因素是物料機械強度及破碎力。物料的機械強度是物料一系列力學(xué)性質(zhì)所決定的綜合指標(biāo)，力學(xué)性質(zhì)主要有硬度、解理、韌性及物料的結(jié)構(gòu)缺陷等。

(二)韌性物料受壓軋、切割、錘擊、拉伸、彎曲等外力作用時所表現(xiàn)出的抵抗性能叫韌性，包括脆性、柔性、延展性、撓性、彈性等力學(xué)性質(zhì)。脆性大的物料在破磨中容易被粉碎，易過磨、過粉碎。脆性小的不容易被粉碎，破磨中不容易過磨、過粉碎。延展性多為一些自然金屬礦物所具有，它們在破磨中容易被打成薄片而不易磨成細粒。柔性、撓性及彈性多為一些纖維結(jié)晶礦物(如石棉)、片狀結(jié)晶礦物(云母、輝鉬礦等)所具有，這些物料破碎及解理并不困難，粉碎成細粒十分困難。二、影響破碎效果的因素影響破碎過程的因素是物料機械強度及破碎力。物料的機械強度是物料一系列力學(xué)性質(zhì)所決定的綜合指標(biāo)，力學(xué)性質(zhì)主要有硬度、解理、韌性及物料的結(jié)構(gòu)缺陷等。

(三)解理物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性質(zhì)叫解理，解理是結(jié)晶物料特有的性質(zhì)。所形成的平滑面稱作解理面(若不沿一定方向破裂而成凹凸不平的表面者稱為斷口)。按解理發(fā)育程度可分為下面五種類型：①極完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理；⑤極不完全解理。解理發(fā)育的物料容易破碎，產(chǎn)品粒子往往呈片狀、纖維狀等特殊形狀。

二、影響破碎效果的因素影響破碎過程的因素是物料機械強度及破碎力。物料的機械強度是物料一系列力學(xué)性質(zhì)所決定的綜合指標(biāo)，力學(xué)性質(zhì)主要有硬度、解理、韌性及物料的結(jié)構(gòu)缺陷等。

(四)結(jié)構(gòu)缺陷結(jié)構(gòu)缺陷對粗塊物料破碎的影響較為顯著，隨著礦塊粒度的變小，裂縫及裂紋逐漸消失，強度逐漸增大，力學(xué)的均勻性增高，故細磨更為困難。

二、影響破碎效果的因素總體來說，固體廢物的機械強度反映了固體廢物抗破碎的阻力。常用靜載下測定的抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度和抗彎強度來表示。其中抗壓強度最大，抗剪強度次之，抗彎強度較小，抗拉強度最小。一般以固體廢物的抗壓強度為標(biāo)準(zhǔn)來衡量?？箟簭姸却笥?50MPa者為堅硬固體廢物，40--250MPa者為中硬固體廢物，小于40MPa者為軟固體廢物。固體廢物的機械強度與廢物顆粒的粒度有關(guān)，粒度小的廢物顆粒，機械強度較高。按在破碎時的性狀劃分，物料分為最堅硬物料、堅硬物料、中硬物料和軟質(zhì)物料四種。

三、破碎產(chǎn)物的特性表示

破碎產(chǎn)物的特性通常采用粒度分布情況和破碎比來定量描述。

1．粒徑和粒度分布表示顆粒尺寸的指標(biāo)有三個：粒徑、粒度分布和顆粒形狀。球形顆粒的粒徑直接用直徑表示，對于不規(guī)則顆粒，粒徑的代表值一般采用球體等效直徑、有效直徑、統(tǒng)計直徑和篩徑等表示。顆粒形狀----球形度球體等效直徑----指與不規(guī)則顆粒具有相同體積的直徑。有效直徑----指與顆粒密度相同，并在相同流體中具有相同沉降速度的球形顆粒的直徑。三、破碎產(chǎn)物的特性表示1．粒徑和粒度分布統(tǒng)計直徑----例如定向直徑是在某個固定方向平行測得的顆粒的長度尺寸。篩徑----指物料通過篩子的篩孔的孔徑。粒度分布的表示方法有累積曲線和頻度曲線兩種。累積曲線----指比某一粒徑大或小的顆粒量占總顆粒量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(指小于或大于某一粒徑的百分含量)對應(yīng)于粒徑的曲線。頻度曲線----指某一粒徑范圍內(nèi)的顆粒量占總顆粒量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(指相鄰兩個粒級間的百分含量)與粒徑間隔的比對應(yīng)于各自粒徑范圍所作的曲線。三、破碎產(chǎn)物的特性表示2．破碎比與破碎段破碎比----在破碎過程當(dāng)中，原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值稱為破碎比。破碎比表示廢物被破碎的程度。破碎機的能量消耗和處理能力都與破碎比有關(guān)。極限破碎比----實際應(yīng)用過程中，破碎比常采用廢物破碎前的最大粒度與破碎后的最大粒度之比來計算，也稱極限破碎比。破碎機給料口寬度常根據(jù)最大物料直徑來選擇。真實破碎比----科研和理論研究中，破碎比常采用廢物破碎前的平均粒度與破碎后的平均粒度之比來計算，這一破碎比稱為真實破碎比。破碎機的平均破碎比在3～30之間。磨碎機破碎比可達40～400以上。三、破碎產(chǎn)物的特性表示2．破碎比與破碎段若要求的破碎比不大，一段破碎即可。有些固體廢物的分選工藝要求入料的粒度很細，破碎比很大，可根據(jù)實際需要將幾臺破碎機或磨碎機依次串聯(lián)起來組成破碎流程。對固體廢物進行多次(段)破碎，總破碎比等于各段破碎比的乘積。

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破碎段數(shù)主要決定于破碎廢物的原始粒度和最終粒度。破碎段數(shù)越多，破碎流程就越復(fù)雜，工程投資相應(yīng)增加。若條件允許，破碎段數(shù)應(yīng)盡量減少。四、固體廢物破碎工藝

固體廢物篩下物篩分篩上物破碎破碎產(chǎn)物破碎固體廢物破碎產(chǎn)物單純破碎預(yù)先篩分破碎固體廢物篩下物篩分篩上物破碎破碎固體廢物破碎產(chǎn)物篩分篩上物檢查篩分破碎預(yù)先篩分和檢查篩分破碎五、固體廢物破碎機械

用于城市垃圾的破碎機械大體有三種類型：沖擊磨切型、剪切粉碎性與擠壓破碎型。（一）錘式破碎機（二）剪切破碎機（三）顎式破碎機（四）反擊式破碎機（五）沖擊式破碎機（一）錘式破碎機（二）剪切式破碎機往復(fù)剪切機示意圖1—夯錘2—刀具3—推料桿4—壓頭林德曼型破碎機回轉(zhuǎn)式剪切機示意圖（三）顎式破碎機（四）反擊式破碎機（五）沖擊式破碎機球磨機雙級輥分級破碎機六、固體廢物破碎設(shè)備的選用固體廢物破碎設(shè)備選用時應(yīng)考慮下列要點：1．待破碎物的性質(zhì)及其破碎后的性質(zhì)2．廢物的物理成分、外形尺寸與破碎后的粒度。3．破碎機進料方式與容重。為避免掛料與清理要求，破碎機外殼要有足夠的容量。4．操作類型（連續(xù)或間歇）。5．操作特征，包括能源需要，維修、操作的簡易性，性能的可靠性，噪音、空氣與水源的污染控制，防止危險物進入破碎機的措施等。6．地點選擇，包括空間、高度、通路、噪音與環(huán)境等限制因素。7．破碎后物料的貯存，以及與下一操作環(huán)節(jié)的銜接關(guān)系。旋轉(zhuǎn)式破碎機3-3固體廢物分選技術(shù)

一、固體廢物分選方法評述二、固體廢物分選效果評價三、人工分選四、篩分技術(shù)五、重力分選技術(shù)（重介質(zhì)、跳汰、風(fēng)選）

六、磁力分選七、靜電分選固體廢物分選的目的是將各種有用資源采用人工或機械的方法分門別類的分離開來，回用于不同的生產(chǎn)中。分選技術(shù)分選的物科預(yù)處理要求應(yīng)用評述固體廢物產(chǎn)源地手工撿選廢紙、鋼鐵類、非鐵金屬木材等不需要適用于商業(yè)、工業(yè)與家庭垃圾收集站撿選縐紋紙、高質(zhì)紙、金屬、木材等。經(jīng)濟效益取決于市場價格。固體廢物轉(zhuǎn)運站、處理中心分選：手工撿選風(fēng)力分選廢紙、鋼鐵類、非鐵金屬木材等廢報紙縐紋紙等可燃性物料不需要比在產(chǎn)源地分選更加經(jīng)濟，取決于勞動力費用。除適于輕組分中的可燃性物料分選，也可用于重組分中的金屏，玻璃等資源的分選篩選玻璃類可不預(yù)處理，或先破碎與風(fēng)力分選在分選碎玻璃時，一般要先經(jīng)破碎處理，與風(fēng)選，主要適用于由重組分中分選玻璃浮選玻璃類破碎，漿化該法必須注意水污染控制；費用較高光選玻璃類破碎，風(fēng)選從不透明的廢物中分選碎玻璃，也可用于由彩色玻璃中分選硬質(zhì)玻璃。磁選鐵金屬破碎，風(fēng)選大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)固體廢物與城市垃圾的分選靜電分選重介質(zhì)分選玻璃類鋁及其他非鐵金屬破碎、風(fēng)選、篩選破碎，風(fēng)選必須通過實驗后才能選用通過調(diào)整介質(zhì)的比重，分離多種不同金金，每種物質(zhì)需用一組介質(zhì)分離單元。表1固體廢物分選技術(shù)與應(yīng)用評價一、固體廢物分選方法評述綜合回收工藝系統(tǒng)二、固體廢物分選效果評價

一組固體廢物分選單元的分選效果用回收率與分選物的純凈度兩個參量評價?；厥章视上率蕉x：

Rij=（xij/xio）×100%式中：Rij——j出料口選別的第i種主組分回收率；

xij——j出料口選別的第i種主組分的物料回收產(chǎn)率（kg/h）；

xio——第i種物料組分在混合料進料口的進料負(fù)荷率（kg/h）。純凈度由下式定義：

式中：Pij——j出料口第i種組分的純凈度。三、人工分選四、篩分技術(shù)

篩分是根據(jù)固體廢物顆粒尺寸大小進行分選的一種方法。包括干式和濕式篩分兩種.(一)篩分原理篩分是依據(jù)固體廢物的粒度不同，利用篩子將物料中小于篩孔的細粒物料透過篩面，而大于篩孔的粗粒物料留在篩面上，完成粗、細物料的分離過程。篩分可分為濕篩和干篩兩部分，固體廢物多采用干篩。篩分過程可分為兩個階段；第一個階段是物料分層．細顆粒通過粗顆粒向篩面運動；第二階段是細粒透篩。要實現(xiàn)篩分過程，要求入選廢物在篩面上要有適當(dāng)?shù)倪\動，一方面使篩面上的物料處于松散狀態(tài)并按粒度分層，大顆粒在上，小顆粒在下。另一方面物料和篩子的相對運動能使堵在篩孔上的顆粒脫離篩面，利于顆粒過篩。四、篩分技術(shù)(二)篩分分類準(zhǔn)備篩分預(yù)先篩分和檢查篩分選擇篩分脫水和脫泥篩分四、篩分技術(shù)(三)篩分效率為了評定篩分設(shè)備的分離效率，引入篩分效率這一指標(biāo)。篩分效率是指實際得到的篩下產(chǎn)品重量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細微物料重量之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即式中：E--篩分效率，％

m1--篩下產(chǎn)品質(zhì)量

α--入篩固體廢物中小于篩孔的細粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)

m--入篩固體廢物質(zhì)量

β--篩下產(chǎn)品中小于篩孔的細粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)四、篩分技術(shù)(三)篩分效率

式中：E--篩分效率，％

θ--篩上產(chǎn)品中小于篩孔的細粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)

α--入篩固體廢物中小于篩孔的細粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)

β--篩下產(chǎn)品中小于篩孔的細粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)四、篩分技術(shù)(三)篩分效率

四、篩分技術(shù)篩子類型固定篩轉(zhuǎn)筒篩搖動篩振動篩篩分效率／％50～606070～80>90四、篩分技術(shù)（四） 篩分設(shè)備（1）固定篩篩面由許多平行排列的篩條組成?？梢运桨惭b和傾斜安裝。有格篩和棒條篩兩種，格篩一般安裝在粗碎機之前，以保證入料塊度適宜；棒條篩用于粗碎和中碎之前，安裝傾角應(yīng)大于廢物對篩面的摩擦角，一般為30o-35o，以保證廢物沿篩面下滑。棒條篩孔尺寸為要求篩下粒度的1.1一1.2倍．一般篩孔尺寸不小于50mm，固定篩的缺點是容易堵塞，需經(jīng)常清掃．篩分效率低，僅有60％-70％，多用于粗篩作業(yè)。四、篩分技術(shù)（四） 篩分設(shè)備（2）滾筒篩旋轉(zhuǎn)圓筒篩分器滾筒篩直線震動篩（四） 篩分設(shè)備（3）慣性震動篩和共振篩四、篩分技術(shù)震動篩（五）影響篩分效率的因素：篩分過程中，小于篩孔的所有顆粒由于種種影響因素，不可能全部通過篩孔，因此有一個篩分效率問題。一般情況篩分綜合效率在85~95%范圍。

1．顆粒尺寸與形狀：此為影響篩分效率的主要因素之一。粒徑與篩孔徑相差愈大，篩分效率愈高。球形與多邊形顆拉比其它形狀易于過篩。

2．含水率：含水率高易造成細小顆粒粘附成團作用而影響篩分。3．篩孔形狀，方孔面積較大，有利于篩分。但顆粒小、含水率高的廢物宜采用圓孔篩。4．篩分器主要參數(shù)，負(fù)荷恒定時，篩面長寬比對篩分效率有較大影響，一般平板篩長寬比取2.5~3為宜，篩面與水平傾斜度取15°~30°。振動篩振幅與頻率必須使篩面產(chǎn)生足夠的加速作用。以防堵塞。5．操作方式：供料負(fù)荷的波動與沿篩面寬廢方向上的給料均勻程度均影響篩分效率，給料方向應(yīng)順篩面物料運動方向。五、重力分選

重力分選簡稱重選，是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異，在運動介質(zhì)中受到重力、介質(zhì)動力和機械力的作用，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。按介質(zhì)不同，固體廢物的重選可分為重介質(zhì)分選、跳汰分選、風(fēng)力分選和搖床分選等。五、重力分選

各種重選過程具有的共同工藝條件是：（1）固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異；（2）分選過程都是在運動介質(zhì)中進行的；（3）在重力、介質(zhì)動力及機械力的綜合作用下，使顆粒群松散并按密度分層；（4）分好層的物料在運動介質(zhì)流的推動下互相遷移，彼此分離，并獲得不同密度的最終產(chǎn)品。1、風(fēng)力分選技術(shù)（一）工作原理

風(fēng)力分選是重力分選常用的一種方法。重力分選是利用不同物質(zhì)的密度差異（在一定流速的介質(zhì)中沉降速度的不同,由重顆粒到輕顆粒的沉降有一分布），達到輕、重顆粒分選的目的。風(fēng)力分選是利用空氣流動作用攜帶介質(zhì)實現(xiàn)上述目的。風(fēng)力分選原理圖（二）風(fēng)力分選機械1．水平風(fēng)選機

2．垂直風(fēng)選機鋸齒型垂向風(fēng)選機常規(guī)槽型垂向風(fēng)選機開口進料振蕩風(fēng)選機（三） 風(fēng)力分選工程設(shè)計基礎(chǔ)風(fēng)選工程設(shè)計時需考慮下列基本因素：

(1)經(jīng)破碎后固體廢物顆粒特征，包括粒度尺寸、形狀、含水率、成團傾向以及纖維含量等。

(2)輕組分物料的特征。

(3)由破碎單元到分選單元廢物的輸送與進料方法。

(4)風(fēng)選操作特性，包括能源的要求，維修、操作的簡易性，性能的可靠性，噪音輸出量，以及空氣與水污染控制的要求。

(5)設(shè)備安裝的空間、高度、通道、噪音與環(huán)境等限制條件。風(fēng)選設(shè)備設(shè)計基本參數(shù)：

設(shè)計需要的基本參數(shù)包括氣固比、氣流速度、單位時間供料負(fù)荷、空氣輸送量、氣體壓力降等。其中氣固比與氣流速度又是主要參數(shù)。據(jù)有關(guān)研究表明，對于城市垃圾廢物中輕組分的分選、氣固比(重量比)在5:1-1.25:1之間。不同物料顆粒所需典型氣流速度

廢物顆粒種類氣流速度（m/s）粉末顆粒10.2木片與木屑15.3鋸末10.2黃麻短纖維10.2膠末10.2纖維屑7.6金屬屏粉末11.2鋁屑25.5黃銅車屑20.4煤粒20.42、重介質(zhì)分選(一)原理

通常將密度大于水的介質(zhì)稱為重介質(zhì)。在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質(zhì)分選。為使分選過程有效地進行，需選擇重介質(zhì)密度(ρC)介于固體廢物中輕物料密度(ρL)和重物料密度(ρw)之間，即

ρw＞ρC

＞ρL2、重介質(zhì)分選

當(dāng)固體廢物浸于重介質(zhì)的環(huán)境中時，密度大于重介質(zhì)的重物料下沉，集中于分選設(shè)備的底部即重產(chǎn)物。而密度小于重介質(zhì)的輕物料則上浮，集中于分選設(shè)備的上部即輕產(chǎn)物．輕重產(chǎn)物分別排出完成分選操作。2、重介質(zhì)分選

(二)重介質(zhì)

(重液和重懸浮液)

通常重介質(zhì)是由高密度的固體微粒和水構(gòu)成的固液兩相分散體系，其特點有二個。一是密度比水大，二是該體系是非均勻介質(zhì)。其中高密度的固體微粒起著加大介質(zhì)密度的作用，故稱其為加重質(zhì)。最常用的加重質(zhì)有硅鐵、磁鐵礦等。硅鐵的密度為6.8g／cm3含硅量13％-18％，配成重介質(zhì)時密度為3.2-3.5g／cm3。由于硅鐵具有耐氧化、硬度大、強磁化性等特點．故分選效果好，且用后可經(jīng)篩分或磁選加以回收再生。2、重介質(zhì)分選

(二)重介質(zhì)

(重液和重懸浮液)

選擇加重質(zhì)時應(yīng)考慮如下幾方面：密度足夠大，使用時不易泥化和氧化，來源豐富，價格低廉，便于制備與再生。對加重質(zhì)的要求應(yīng)有60％-90％的粒度小于200目，且均勻地分散于水中，容積濃度一般為10％-15％，另外重介質(zhì)還要粘度低、穩(wěn)定性好且無腐蝕性。2、重介質(zhì)分選

(二)重介質(zhì)分選設(shè)備

重介質(zhì)分選機

鼓形重介質(zhì)分選機構(gòu)結(jié)構(gòu)和原理示意圖

1—

圓筒形轉(zhuǎn)鼓2—大齒輪3—

輥輪4—揚板5—溜槽3、跳汰分選

淘汰分選也是一種重力分選技術(shù)，適于處理密度差較大的粗大顆粒的廢物。該法以水為介質(zhì)，其原理如圖所示。跳汰分選設(shè)備原理圖3、跳汰分選

當(dāng)物料進人篩面時，隨活塞上下往復(fù)運動而形成的垂向交變震蕩水流的作用，按密度差逐級分層，密度最小的物料，浮于表面溢流分離，密度大的物料沉于篩底，由側(cè)口隨水流出。小而重的顆粒透過篩孔由設(shè)備的底部排出。這一分選方法對于在篩選分級操作中未得到分選的細粒金屬的回收是適用的。3、跳汰分選

該裝置分為兩部分，左為活塞室，右為跳汰室?；钊矣善妮啂踊钊舷逻\動，提供垂向交變振蕩水流。跳汰室下部裝有篩網(wǎng)，固體廢物由給料口加入，當(dāng)活塞向下運動時跳汰室形成向上水流，物料被向上拖起，輕細顆粒浮力大，率先浮至上層，粗重顆粒受上浮力小，相對在下層。隨著上升水流的減弱，粗重顆粒開始下沉，而輕細顆粒還能上升，當(dāng)活塞開始向上運動時，水流也開始下降，物料開始做沉降運動，粗重顆粒沉降快，輕細顆粒沉降慢，下降水流結(jié)束后，就完成了一次跳汰。經(jīng)多次循環(huán)后，粗重物料沉于篩底，由側(cè)口隨水流出，輕細顆粒浮于表面，經(jīng)溢流分離。小而重的顆粒透過篩孔由設(shè)備的底部排出。4、搖床分選（1）原理搖床分選是在一個傾斜的床面上，借助于床的不對稱往復(fù)運動和薄層斜面水流的綜合作用，使細粒固體廢物按密度差異在床面上呈扇形分布而進行分選的方法。（2）搖床分選設(shè)備搖床分選設(shè)備中最常用的是平面搖床。平面搖床主要由床面、床頭和傳動機構(gòu)組成。

平面搖床結(jié)構(gòu)示意圖

1—床面2—給水槽3—給料槽4—床頭

5—滑動支承6—彈簧7—床條5、慣性分選慣性分選是基于對固體廢物顆粒的彈射作用力與重力綜合作用的結(jié)果，以達到輕、重組分分離目的。慣性分選原理圖六、磁選技術(shù)

磁力分選簡稱磁選。一般有兩種類型磁選，一是電（泳）磁系磁力分選、二是磁流體分選，前者屬常規(guī)方法即通常所述的磁選，后者稱第二類磁選或特種磁選。六、磁選技術(shù)（一）磁選

（1）磁選原理固體廢物根據(jù)比磁化系數(shù)的大小可分為:強磁性物質(zhì)（比磁化系數(shù)>38×10ˉ6m3/kg在弱磁場磁選機中可分離）弱磁性物質(zhì)（比磁化系數(shù)=0.19-7.5×10-6m3/kg可在強磁場磁選機中回收）非磁性物質(zhì)（比磁化系數(shù)<0.19×10-6m3/kg在磁選機中可與磁性物質(zhì)分離）。六、磁選技術(shù)（一）磁選

（1）磁選原理

固體廢物顆粒通過磁選機的磁場時，同時受到磁力和機械力（包括重力、離心力、介質(zhì)阻力、摩擦力等）的作用。磁性強的顆粒所受的磁力大于其所受的機械力，而非磁性顆粒所受的磁力很小，則以機械力占優(yōu)勢。由于作用在各種顆粒上的磁力和機械力的合力不同，使它們的運動軌跡也不同，從而實現(xiàn)分離。（一）磁選（1）磁選原理磁選過程就是將固體廢物輸入磁選機后，磁性顆粒在不均勻磁場作用下被磁化，從而受磁場吸引力的作用，使磁性顆粒吸在圓筒上，并隨圓筒進入排料端排出；非磁性顆粒由于所受的磁場作用力很小，仍留在廢物中被排出。

（2）磁選機械吸持型磁選機滾筒式吸持型磁選機帶式吸持型磁選機懸吸型磁選機滾筒式吸持型磁選機帶式吸持型磁選機懸吸型磁選機磁選機（3）磁選設(shè)備選擇要點

1．磁選設(shè)備選擇時需考慮如下各項因素：

(1)通過技術(shù)經(jīng)濟評價選擇適宜的工程建廠地址。

(2)被分選的固體廢物特征。包括鐵磁性材料含量、密實度，各組分間彼此成團或粘附的傾向，顆粒尺寸(大塊鐵件直徑應(yīng)小于20cm)，以及含水率等。

(3)考慮磁選機的供料與排料傳輸設(shè)備類型。

(4)設(shè)備操作特性。包括能源需要量，例行與特殊的維修要求，操作的簡易性與可靠性，噪音與空氣、水源的污染控制。

(5)考慮設(shè)備安裝的空間、高度、通道、噪音與環(huán)境等因素。

設(shè)計特征參數(shù):給定磁選機負(fù)荷率分選效率滾筒轉(zhuǎn)速磁體長度、直徑、場強與磁場梯度傳送帶的速度設(shè)備結(jié)構(gòu)材料與冷卻系統(tǒng)類型選擇上述各參數(shù)應(yīng)根據(jù)實際情況結(jié)合設(shè)備選型而確定。不同磁選設(shè)備類型的參數(shù)有一定的選擇范圍。滾筒式吸持磁選機的滾筒長度范圍在30~150cm，直徑在30~75cm之間，設(shè)計轉(zhuǎn)速為50~250m/min。帶式磁選機滾筒直徑在30~60cm，帶寬2.5m，傳送帶設(shè)計轉(zhuǎn)速通常為2.5~7.5m/min范圍。磁體的場強與梯度根據(jù)廢物顆粒大小確定。2．磁選工程設(shè)計的特征參數(shù)：(二)磁流體分選(1)磁流體分選原理磁流體分選是重選和磁選原理聯(lián)合作用的分選過程，物料在似加重介質(zhì)中按密度差異分離，與重選相似，在磁場中按物料磁性（與電性）差異分離，與磁選相似?；谝陨咸攸c稱為磁流體分選。它不僅可以將磁性和非磁性物料分離，亦可將非磁性物料按密度差異分離。(二)磁流體分選(1)磁流體分選原理磁流體分選在固體廢物的處理利用中占有特殊的地位．它不僅可以分選各種工業(yè)廢物，而且可以從城市垃圾焚燒灰中分選金屬銅、鋁、鐵、鋅、鉛等。所謂磁流體，是指某種能夠在磁場或磁場與電場聯(lián)合作用下磁化，呈現(xiàn)似加重現(xiàn)象．對顆粒具有磁浮力作用的穩(wěn)定分散液，通常采用強電解質(zhì)溶液、順磁性溶液和鐵磁性膠體懸浮液。似加重后的磁流體仍然具有流體原來的物理性質(zhì)，如密度、流動性、粘滯性等。(二)磁流體分選(1)磁流體分選原理根據(jù)分選原理和介質(zhì)的不同，磁流體分選可分為磁流體靜力分選和磁流體動力分選。①磁流體靜力分選此法是在不均勻的磁場中，以鐵磁性膠體懸浮液或順磁性液體為分選介質(zhì)，根據(jù)物料之間的密度和比磁化系數(shù)的差異進行分選的方法。由于不加電場，不存在電場、磁場聯(lián)合作用下產(chǎn)生的特性渦流．故稱為靜力分選。②磁流體動力分選在磁場（均勻或不均勻）與電場聯(lián)合作用下，以強電解質(zhì)溶液為分選介質(zhì)，根據(jù)物料之間密度、比磁化系數(shù)及電導(dǎo)率的差異進行分選的方法叫磁流體動力分選。通常，要求分離精度高時，采用靜力分選；固體廢物中各組分間電導(dǎo)率差異大時，采用動力分選，(二)磁流體分選

（2）分選介質(zhì)理想的分選介質(zhì)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，價廉易得等特性條件。①順磁性鹽溶液順磁性鹽溶液有30余種，Mn、Fe、Ni、Co鹽的水溶液均可作為分選介質(zhì)。常用的有MnCl2和Mn（NO3）2溶液等。這些溶液的體積磁化率約為8×10-7--8×10-8，其密度約為1400--1600kg／m3，且粘度低、無毒。其中MnCI2溶液的視在密度可達11000--12000kg／m3，是重懸浮液所不能比的。

分離固體廢物（輕產(chǎn)物密度＜3000kg／m3時，可選用更便宜的FeSO4、MnSO4和CoSO4水溶液。(二)磁流體分選

（2）分選介質(zhì)

②鐵磁性膠粒懸浮液一般采用超細粒（10nm）磁鐵礦膠粒作分散質(zhì)，用油酸、煤油等非極性液體介質(zhì)，并添加表面活性劑為分散劑調(diào)制成鐵磁性膠粒懸浮液。一般每升該懸浮液中含107一1018個磁鐵礦粒子。其真密度為1050一2000kg／m3，在外磁場及電場作用下，可使介質(zhì)加重到20000kg／m3。這種磁流體介質(zhì)粘度高，穩(wěn)定性差，介質(zhì)回收再生困難。(二)磁流體分選

（3）磁流體分選設(shè)備

J．Shioiizaka分選槽構(gòu)造及工作原理示意圖七