固體廢物處理與處置全過程

1、固體廢物處理與處置全過程,Logo,固體廢物的分類,1,固體廢物的收集與清運(yùn),2,固體廢物的預(yù)處理,3,固體廢物的處理與資源化,4,固體廢物的處置與管理,5,Logo,固體廢物的分類,一般固體廢物：不具有危險(xiǎn)特性的固體廢物危險(xiǎn)固體廢物：列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或者國家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的、具有有毒性、腐蝕性、傳染性、反應(yīng)性、浸出毒性、易燃性、易爆性等獨(dú)特性質(zhì)的固體廢物放射性固體廢物:放射性核素超過國家規(guī)定限制的固體

2、、液體和氣體廢物,Logo,Diagram 2,Diagram 2,,,,生活垃圾工礦業(yè)固體廢物危險(xiǎn)固體廢物,Logo,,生活垃圾的分類,,可回收垃圾,廚余垃圾,有害垃圾,廢紙塑料玻璃金屬布料,,,,其它垃圾,菜剩飯骨頭菜根菜葉果皮等,廢電池廢日光燈管廢水銀溫度計(jì)過期藥品,磚瓦陶瓷渣土衛(wèi)生間廢紙紙巾,生活垃圾的收集與清運(yùn),容器設(shè)置,Logo,生活垃圾的收集與清運(yùn),清運(yùn)操作,

3、,收集系統(tǒng)：兩種類型，三種方式拖曳容器系統(tǒng)：搬運(yùn)容器方式交換容器方式固定容器系統(tǒng)：只收集垃圾不帶走容器收集系統(tǒng)四個(gè)基本用時(shí)（集裝時(shí)間、清運(yùn)時(shí)間、卸車時(shí)間、非生產(chǎn)性時(shí)間）,,收集路線的設(shè)計(jì)城市垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)置,生活垃圾的收集與清運(yùn),清運(yùn)操作,,固體廢物的預(yù)處理固體廢物的物化處理固體廢物的生物處理固體廢物的熱處理,,固體廢物的預(yù)處理,1、預(yù)處理技術(shù)主要有壓實(shí)、破碎、分選和脫水等 2、壓實(shí)（定義）又稱壓縮

4、，指用機(jī)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(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)。 （目的）固廢經(jīng)壓實(shí)處理一方面可增大容重、減少固體廢物體積，實(shí)現(xiàn)減量化原則。 3、空隙比和空隙率（1）空隙比 e=Vv/Vs（2）空隙率 ε=Vv/Vm空隙比與空隙率越低，表明壓實(shí)程度越高，相應(yīng)的容重越大。,破碎利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程稱為

5、破碎。目的：減量化，是后續(xù)處理與處置必須經(jīng)過的過程。破碎方法：干式破碎、濕式破碎、半濕式破碎 干式破碎可分為機(jī)械能破碎和非機(jī)械能破碎；機(jī)械能破碎常用的方法有：壓碎、劈碎、剪切、磨剝、沖擊等。,固體廢物的預(yù)處理,其他破碎方法： 低溫破碎，利用物料在低溫變脆的性能對一些在常溫下難以控制的固體廢物進(jìn)行有效破碎的過程，亦可用不同物質(zhì)脆化溫度的差異進(jìn)行選擇性破碎。 濕式破碎，利用特制的破碎機(jī)將投入機(jī)內(nèi)的含紙垃圾

6、和大量水流一起劇烈攪拌和破碎成為漿液的過程。,固體廢物的預(yù)處理,固體廢物的分選 將固體廢物中各種可利用的廢物或不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采用適當(dāng)技術(shù)分離出來的過程。 篩分是利用篩子將物料中小于篩孔的細(xì)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(xì)粒物料分離過程。 重力分選是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異，在運(yùn)動介質(zhì)中利用重力、介質(zhì)動力和機(jī)械力的作用，使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移

7、分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。,固體廢物的預(yù)處理,,加重質(zhì)： 高密度固體微粒起著加大介質(zhì)密度的作用。 磁力分選有兩種類型 一種是磁選法，一種是磁流體分選法。,固體廢物的預(yù)處理,固體廢物的水分（1）間隙水約占固廢、水分70％左右，用濃縮法分離。（2）毛細(xì)管結(jié)合水約占水分20％左右，采用高速離心機(jī)脫水、負(fù)壓或正壓過濾機(jī)脫水。（3）表面吸附水約占水分7％，可用加熱法脫除。（4）內(nèi)部水約占水分3％，可采用生物

8、法破壞細(xì)胞膜除去胞內(nèi)水或用高溫加熱法、冷凍法去除。,,固體廢物的脫水,固體廢物的物化處理,浮選原理 通過在固體廢物與水調(diào)成的料漿中加入浮選藥劑擴(kuò)大不同組分可浮性的差異，再通入空氣形成無數(shù)細(xì)小氣泡，使目的顆粒黏附在氣泡上，并隨氣泡上浮于料漿表面稱為泡沫后刮出，成為泡沫產(chǎn)品，不上浮的顆粒仍留在料漿內(nèi)，通過適當(dāng)處理后廢棄。,浮選藥劑 根據(jù)在浮選過程中的作用，浮選藥劑分為捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑（抑制劑）。 （1）

9、捕收劑 能夠選擇性的吸附在預(yù)選的顆粒上，使目的顆粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著的藥劑稱為捕收劑。,（2）起泡劑 能夠促進(jìn)泡沫形成，增加分選界面的藥劑為起泡劑，它與捕收劑有聯(lián)合作用。常用的起泡劑有松醇油、脂肪醇等。（3）調(diào)整劑（抑制劑） 用于調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件的藥劑就是調(diào)整劑。,穩(wěn)定化/固化處理技術(shù) 穩(wěn)定化/固化處理是處理重金屬廢物和其他非金屬危險(xiǎn)廢物的重要手段。 （1）

10、穩(wěn)定化 穩(wěn)定化是指將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌瓦w移性及低毒性的物質(zhì)的過程。一般可分為化學(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化。 （2）固化 固化是指在危險(xiǎn)廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w或形成緊密固體的過程。,,固體廢物的生物處理,生物處理 直接或間接利用生物體的機(jī)能，對固體廢物的某些組成（可降解有機(jī)物或其它組分）進(jìn)行轉(zhuǎn)化以建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能高效凈化環(huán)境污染，同時(shí)又生產(chǎn)有用物質(zhì)的

11、工程技術(shù)。,固體廢物的好氧堆肥處理,好氧堆肥 好氧微生物在與空氣充分接觸的條件下，使堆肥原料中的有機(jī)物發(fā)生一系列放熱分解反應(yīng)，最終使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡單而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。,好氧堆肥化過程,好氧堆肥化過程溫度變化規(guī)律根據(jù)溫度變化將好氧堆肥過程分為四個(gè)階段潛伏階段（馴化階段） 堆肥化開始時(shí)微生物適應(yīng)新環(huán)境的過程，即馴化過程。中溫階段（產(chǎn)熱階段） 嗜溫性微生物比較活躍，主要利用堆肥中可溶性有機(jī)物（淀粉、糖）進(jìn)行

12、繁殖，并釋放出能量，溫度不斷上升這階段的微生物主要是細(xì)菌和真菌,高溫階段45℃以上進(jìn)入高溫階段，嗜熱性微生物逐漸代替了嗜溫性微生物，復(fù)雜的有機(jī)物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)等也開始被強(qiáng)烈分解。高溫階段，在50℃進(jìn)行活動的主要是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到60℃時(shí)，真菌停止活動，僅為嗜熱性放線菌與細(xì)菌活動，溫度升至70℃以上時(shí)，微生物大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)。在該階段后期，由于可降解有機(jī)物已大部分耗盡，微生物的內(nèi)源呼吸占主導(dǎo)作用。,

13、降溫階段（腐熟階段）,只剩下部分較難降解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)，此時(shí)微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降至中溫，并最終過渡到環(huán)境溫度。此階段嗜溫性微生物又占優(yōu)勢，對殘余較難降解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化。,堆肥過程中有機(jī)物氧化分解總的關(guān)系式,ＣａＨｂＯｃＮｄ+((ny+2s+r-c)/2)O2,,nＣwＨxＯyＮz+sCO2+rH2O+(d-nz)NH3,r=0.5*[b-nx-3*(d-nz)],s=a-nw,固

14、體廢物的厭氧消化處理,厭氧消化原理 三階段理論：厭氧發(fā)酵一般可以分為三個(gè)階段，即水解階段，產(chǎn)酸階段，產(chǎn)甲烷階段。兩段理論：兩段理論將厭氧消化過程分為兩個(gè)階段，即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段。,厭氧消化的影響因素：,厭氧條件原料配比溫度pH添加物和抑制物接種物攪拌,固體廢物的微生物浸出,浸出機(jī)理：目前細(xì)菌浸出機(jī)理有兩種學(xué)說，即化學(xué)反應(yīng)說和細(xì)菌直接作用說,,固體廢物的熱處理,固體廢物焚燒處理 固體廢物

15、焚燒處理就是將固體廢物進(jìn)行高溫分解和深度氧化的處理過程。焚燒原理 通常可將焚燒過程劃分為干燥、熱分解、燃燒三個(gè)階段。焚燒過程實(shí)際上是干燥脫水、熱化學(xué)分解、氧化還原反應(yīng)的綜合作用過程。燃燒根據(jù)可燃物質(zhì)種類和性質(zhì)的不同，燃燒過程亦不同，一般可劃分為蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒三中機(jī)理。,熱解與焚燒的區(qū)別 --焚燒是需氧氧化反應(yīng)過程，熱解是無氧或缺氧反應(yīng)過程； --焚燒釋放熱的，熱解是吸熱的； --焚燒

16、的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水，熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物； --焚燒產(chǎn)生的熱能一般就近直接利用，而熱解生成的產(chǎn)物諸如可燃?xì)?、油、及炭黑等則可以儲存及遠(yuǎn)距離輸送。,焚燒的主要影響因素固體廢物性質(zhì)（T） 焚燒溫度（T） 停留時(shí)間（T） 供氧量和物料混合程度（E）,熱解工藝的分類 （1）按熱解產(chǎn)物的物理形態(tài)：氣化方式、液化方式和炭化方式。 （2）按熱分解與燃燒反應(yīng)是否在同一設(shè)備中進(jìn)行：單塔式和雙塔式。 （3）

17、按熱解過程是否生成爐渣：造渣型和非造渣型。,,,生活垃圾衛(wèi)生填埋,,衛(wèi)生填埋,在陸地上選擇合適的天然場所或人工改造出合適 的場所，把固體廢物用土層覆蓋起來的技術(shù)。,衛(wèi)生土地填埋,對象：城市垃圾、建筑垃圾、爐渣等,判斷填埋場是否為衛(wèi)生填埋場的依據(jù),是否落實(shí)了衛(wèi)生填埋工藝，如推平、壓實(shí)、覆蓋等；是否達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防滲要求 防滲系數(shù)<1×10-7 cm/s污水是否處理達(dá)標(biāo)排放；填埋氣體

18、是否得到有效的治理；蚊蠅是否得到有效控制；是否考慮終場回用,生活垃圾衛(wèi)生填埋,填埋處理技術(shù)特點(diǎn),生活垃圾衛(wèi)生填埋,優(yōu)點(diǎn)如有適當(dāng)?shù)耐恋刭Y源可以利用，一般以此法處理最為經(jīng)濟(jì)；與其他處理方法相比，其一次性投資較低；衛(wèi)生填埋是一種完全的、最終的處理方法；可以接受各種類型的生活垃圾而不需要對其進(jìn)行分類收集；有充分的適應(yīng)性，能處理因人口和衛(wèi)生設(shè)施增多而加大產(chǎn)量的生活垃圾；邊緣土地可重新用作停車處、游樂場、高爾夫球場、航空站等,缺點(diǎn)：

19、滲瀝液水質(zhì)、水量波動較大，處理難度大；滲瀝液污染強(qiáng)度高，二次污染嚴(yán)重；封場后維護(hù)監(jiān)管期長、風(fēng)險(xiǎn)大、費(fèi)用高、不利于場地及時(shí)復(fù)用；產(chǎn)氣期滯后且歷時(shí)較長，產(chǎn)氣量小，資源化率低。占用大量土地,生活垃圾衛(wèi)生填埋,防滲方式,水平防滲 指防滲層向水平方向鋪設(shè)，包括場底及其周邊，防止?jié)B濾液向周圍及垂直方向滲透而污染土壤和地下水。垂直防滲 指防滲層豎向布置，防止廢物滲濾液橫向滲透遷移，污染周圍土壤和地下水。,生活垃圾

20、衛(wèi)生填埋,防滲結(jié)構(gòu),水平防滲系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為單層襯里系統(tǒng)、單復(fù)合襯里系統(tǒng)、雙層襯里系統(tǒng)和雙復(fù)合襯里系統(tǒng),生活垃圾衛(wèi)生填埋,防滲結(jié)構(gòu),垂直防滲系統(tǒng)垂直防滲系統(tǒng)在山谷型填埋場中應(yīng)用較多常見垂直防滲工程：　土層改性法防滲墻、打入法防滲墻和工程開挖法防滲墻等,生活垃圾衛(wèi)生填埋,終場防滲系統(tǒng),構(gòu)成五個(gè)部分：表土層、保護(hù)層、排水層、防滲層和調(diào)整層其中：表土層、保護(hù)層、防滲層是基本組成,提供植物生長的場所，要求厚度≥30cm,防止上

21、部植物根系以及挖洞動物對下層的破壞，保護(hù)防滲層和排水層的穩(wěn)定,排泄通過保護(hù)層的降雨下滲水等，排水層設(shè)計(jì)的最小滲透系數(shù)為10-3cm/s，坡度一般≥3%,阻止入滲水進(jìn)入填埋廢物中，防止LFG逸出填埋場，要求滲透系數(shù)為≤10-7cm/s，坡度一般≥2%,控制LFG，將其導(dǎo)入收集設(shè)施，同時(shí)起到支撐上述各層的作用,生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾滲濾液,滲濾液的來源降水入滲外部地表水入滲地下水入滲垃圾自身的水分有機(jī)物分解產(chǎn)生的水分覆蓋材料的水

22、分,滲濾液的特征有機(jī)污染物濃度高，特別是5年內(nèi)的“年輕”填埋場的滲濾液。COD：填埋初期COD略高于BOD5，隨著時(shí)間的推移，BOD5急速下降，而COD下降緩慢，從而COD遠(yuǎn)高于BOD5。氨氮濃度較高，在“中老年”填埋場中尤其突出。磷含量偏低：P含量非常低，尤其是溶解性的磷酸鹽含量更低。色度高：呈淡茶色或暗褐色，色度在2000～4000之間，有較濃的腐敗臭味。,生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾滲濾液,pH值：填埋初期pH值為6～7，呈弱

23、酸性，隨著時(shí)間的推移，可提高到7～8，呈弱堿性。溶解總固體含量高：浸出液中溶解固體總量隨填埋時(shí)間推移而變化。填埋初期，溶解性鹽的濃度可達(dá)10000mg/L，同時(shí)具有相當(dāng)高的鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽和鐵。填埋6～24個(gè)月達(dá)到峰值，此后隨時(shí)間的增長無機(jī)物濃度降低。SS值較高：一般多在800mg/L以下。重金屬深度較高：生活垃圾單獨(dú)填埋時(shí)，重金屬含量較低；但與工業(yè)廢物或污泥混埋時(shí)，重金屬含量會增加，可能超標(biāo)。水質(zhì)隨填埋時(shí)間的變化較大：早

24、期的滲濾液可生化性較好，但在填埋時(shí)間達(dá)5年以后形成的滲濾液其BOD5/COD值較低，可生化性差。,生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾滲濾液,生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾滲濾液,處理方式（1） 利用城市污水廠進(jìn)行合并處理。（2）滲濾液再循環(huán)（3）滲濾液蒸發(fā)（4）填埋場內(nèi)循環(huán)噴灑處理（5）滲濾液單獨(dú)處理,生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾填埋氣,指在填埋垃圾中可生物降解有機(jī)物在微生物作用下的產(chǎn)物。填埋氣的主要組成 NH3、CO2、CO、H2、H2S、CH

25、4、Cl2和O2等。特征：溫度43~49°C，相對密度1.02~1.06，高位熱值15630~19537kJ/m3。,生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾填埋氣,產(chǎn)生過程第一階段――初始調(diào)整階段（好氧分解階段）第二階段――好氧至厭氧的過渡階段第三階段――酸化階段（產(chǎn)酸階段）第四階段――甲烷發(fā)酵階段第五階段――成熟階段（填埋場穩(wěn)定階段）,導(dǎo)排分類被動式收集系統(tǒng)利用填埋氣體的壓力進(jìn)行收集，適用于：填埋面積不大，產(chǎn)氣較小，填埋深度

26、淺的填埋場主動式收集系統(tǒng)利用抽真空的方式進(jìn)行收集水平收集系統(tǒng)豎井收集系統(tǒng),生活垃圾衛(wèi)生填埋,垃圾填埋氣,固體廢物管理,三化原則減量化、無害化、資源化3C原則避免產(chǎn)生（clean）、綜合利用（cycle）、妥善處置（control）3R原則減少產(chǎn)生（reduce）、再利用（reuse）、再循環(huán)（recycle）,固體廢物管理的五個(gè)階段第一階段：清潔生產(chǎn)，避免固廢的產(chǎn)生第二階段：系統(tǒng)內(nèi)的回收利用第三階段：系統(tǒng)外的