固體廢物污染控制工程03_固體廢物的預(yù)處理技術(shù)

1、固體廢物的預(yù)處理技術(shù)第三講第三講內(nèi)容n1固體廢物的壓實固體廢物的壓實 n1.1 壓實程度的量度；1.2 壓實設(shè)備簡介 n2 2固體廢物的破碎固體廢物的破碎n2.1 破碎的目的；2.2 破碎方法；2.3 破碎比（程度）；2.4 破碎流程；2.5 破碎機簡介n3 3固體廢物的分選固體廢物的分選n3.1 3.1 篩分篩分；3.2 3.2 重力分選重力分選；3.3 3.3 磁力分選磁力分選；3.4 3.4 電力分選電力分選；3.4 3.4 光電分選光電分選n4 4分選回收工藝系統(tǒng)分選回收工藝系統(tǒng)n4.1 4.1 城市垃圾；城市垃圾；4.2 4.2 粉煤灰；粉煤灰；4.3 4.3 從煤矸石中分選回收硫鐵

2、礦從煤矸石中分選回收硫鐵礦1固體廢物的壓實固體廢物的壓實 目的：目的：提高廢物的容重和減小廢物體積。 應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： （1）壓縮性能大而恢復(fù)性能小的固體廢物。 （2）而對于某些較密實的固體，如木頭、玻璃、金屬、硬質(zhì)塑料塊等則不宜采用。 （3）對于有些彈性廢物也不宜采用壓實處理，因為它們在解壓后，體積又會增大。1.1 壓實程度的量度1.1.1 空隙比和空隙率（1）空隙比：固體廢物可看成由各種固體物質(zhì)顆粒及顆粒間充滿氣體的空隙所構(gòu)成的集合體。 固體總體積（Vm）=固體顆粒體積（VS）+空隙體積（Vv） （4-1）則廢物的空隙比(e)可定義為：e=Vv/Vs （4-2）（2）空隙率：=Vv/V

3、m （4-3）（3）、與容重的關(guān)系：或越小，則垃圾壓實程度越高，容重越大。 n1.1.2 濕密度與干密度n忽略空隙中的氣體質(zhì)量,則總質(zhì)量（包括水分質(zhì)量）（Wm）=固體顆粒的質(zhì)量（Ws）+水分質(zhì)量（Ww），即n Wm=WsWw （4-4）n則：濕密度wnw=Wm / Vm （ 4-5）n 干密度dn （4-6）n1.1.3 體積減少數(shù)百分比（R）n n（4-7）nVi 壓實前體積，m3；Vf 壓實后體積，m3。 msdVW/%100)(ifiVVVRn1.1.3 1.1.3 體積減少數(shù)百分比（體積減少數(shù)百分比（R R）nR R= =（V Vi i-V-Vf f）/V/Vi i 100% 100%

4、 （4-74-7）nV Vi i 壓實前體積，壓實前體積，m m3 3；V Vf f 壓實后體積，壓實后體積，m m3 3。n對由不同顆粒和顆粒間空隙所組成的集合體的固體廢物，當(dāng)受到外界壓力對由不同顆粒和顆粒間空隙所組成的集合體的固體廢物，當(dāng)受到外界壓力時，顆粒間就會相互擠壓，變形和破碎，空隙率減小，容重增大。時，顆粒間就會相互擠壓，變形和破碎，空隙率減小，容重增大。n日本近年來造制了一種高壓壓實設(shè)備，對垃圾進行三次壓縮，最后一次壓日本近年來造制了一種高壓壓實設(shè)備，對垃圾進行三次壓縮，最后一次壓力達力達258kgcm258kgcm-2-2(25.3Pa)(25.3Pa)，最后制成垃圾塊的密度達

5、到，最后制成垃圾塊的密度達到1380kgm1380kgm-3-3。n由高壓產(chǎn)生的擠壓和升溫作用，使垃圾中的由高壓產(chǎn)生的擠壓和升溫作用，使垃圾中的BODBOD從從6000ppm6000ppm降到降到200ppm200ppm，CODCOD從從8000mgL8000mgL-1-1降到降到150mgL150mgL-1-1。n2 2固體廢物的破碎固體廢物的破碎n大塊固體廢物大塊固體廢物-小塊固體廢物。小塊固體廢物。n2.1 2.1 破碎的目的破碎的目的n（1 1）使運輸、焚燒、熱解、熔化、壓縮等操作能夠或容易進行，更經(jīng)）使運輸、焚燒、熱解、熔化、壓縮等操作能夠或容易進行，更經(jīng)濟有效；濟有效；n（2 2）

6、為分選和進一步加工提供合適的粒度，有利于綜合利用；）為分選和進一步加工提供合適的粒度，有利于綜合利用；n（3 3）增大比表面積，提高焚燒、熱解、堆肥處理的效率；）增大比表面積，提高焚燒、熱解、堆肥處理的效率；n（4 4）破碎使固體廢物體積減小，便于運輸、壓縮和高密度填埋，加速）破碎使固體廢物體積減小，便于運輸、壓縮和高密度填埋，加速土地還原利用。土地還原利用。n2.2 2.2 破碎方法破碎方法n固體廢物破碎機的種類很多。固體廢物破碎機的種類很多。n破碎方式分為沖擊破碎、剪切破碎、擠壓破碎、摩擦破碎等。此外還有破碎方式分為沖擊破碎、剪切破碎、擠壓破碎、摩擦破碎等。此外還有專用的低溫破碎和濕式破碎

7、。專用的低溫破碎和濕式破碎。 n2.3 破碎比（程度）n原廢物粒度與破碎產(chǎn)物粒度的比值稱為破碎比。n（1）最大粒度法 n（2）平均粒度法n2.4 破碎流程n（1）單純破碎工藝n（2）帶預(yù)先篩分的破碎工藝n（3）先破碎后篩分工藝n（4）帶預(yù)先篩分和檢查篩分的破碎工藝n2.5 破碎設(shè)備n（1）輥式破碎機n（2）顎式破碎機n（3）沖擊式破碎機n（4）剪切式破碎機。3 3固體廢物的分選固體廢物的分選 目的：目的：是將固體廢物中可回收利用的或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物料用人工或機械方法分門別類地分離出來，并加以綜合利用 。根據(jù)物料的物理或化學(xué)性質(zhì)，采用不同的分選方法。分選方法包括人工檢選和機械分選

8、，機械分選又分為篩分，重力分選、磁力分選、電力分選等。 3.1 篩分篩分是利用篩子將粒度范圍較寬的顆粒群分成窄級別的作業(yè)過程。 n根據(jù)篩分在工藝過程中應(yīng)完成的任務(wù),篩分作業(yè)可分為以下六類：n獨立篩分： 目的在于獲得符合用戶要求的最終產(chǎn)品的篩分，稱為獨立篩分；n準(zhǔn)備篩分： 目的在于為下步作業(yè)做準(zhǔn)備的篩分，稱為準(zhǔn)備篩分；n預(yù)先篩分： 在破碎之前進行篩分，稱為預(yù)先篩分，目的在于預(yù)先篩出合格或無須破碎的產(chǎn)品，提高破碎作業(yè)的效率，防止過度粉碎和節(jié)省能源；n檢查篩分： 對破碎產(chǎn)品進行篩分，又稱為控制篩分；n選擇篩分： 利用物料中的有機成分在各粒級中的分布，或者性質(zhì)上的顯著差異所進行的篩分；n脫水篩分： 脫

9、出物料中水分的篩分，常用于廢物脫水或脫泥。 n適用于固體廢物處理的篩分設(shè)備主要有固定篩、筒形篩、振動篩和搖動篩。其中用得最多的是固定篩、筒形篩、震動篩。3.2 重力分選 n 定義：重力分選是在活動或流動的介質(zhì)中按顆粒的密度或粒度的不同進行分選的過程。n 方法：重力分選的方法很多，按作用原理可分為：a. 氣流分選；b. 慣性分選；c. 重介質(zhì)分選；e. 搖床分選；f. 跳汰分選等3.2.1 氣流分選（風(fēng)力分選）n（1）原理n在氣流作用下，利用固體廢物顆粒的密度和粒度差進行分選的方法。由于不同物質(zhì)的密度不同，因而其在一定氣速的氣流中有不同的沉降速度，從而達到輕重顆粒分離的目的。n（2）氣流分選裝置

10、n按照氣流吹入分選設(shè)備的方向不同，分選設(shè)備可分為立式風(fēng)力分選設(shè)備和臥式分選裝置2種。n 立式風(fēng)選機：物料在上升氣流作用下，重組分沉降到分選機底部排出，輕組分隨上升氣流一起從頂部排出，然后經(jīng)旋風(fēng)分離器進行氣固分離，這樣就使輕重組分得到了分離（見圖4-4）。風(fēng)機 空氣 輕組分 重組分提到物進料n 臥式（水平）風(fēng)選機：物料在風(fēng)選機內(nèi)下降時，被水平氣流吹散，密度不同的組分沿不同的運動軌跡落入不同的收集槽中而得以分離（見圖4-5）。 進料去除塵器鼓風(fēng)機來空氣重質(zhì)組分中重質(zhì)組分輕質(zhì)組分3.3 磁力分選3.3.1 磁選的基本原理n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中進行分選的一種處理方法。將

11、固體物料送入磁選設(shè)備之后，磁性顆粒則在不均勻磁場的作用下被磁化，從而受到磁場吸引力的作用，使磁性顆粒吸在磁選機的轉(zhuǎn)動部件上，被送至排料端排出，實現(xiàn)了磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)的分離。在磁選的過程中，固體顆粒在非均勻磁場中同時受到兩種力的作用磁力和機械力（包括重力、摩擦力、介質(zhì)阻力、慣性力等）的作用。當(dāng)磁性物質(zhì)所受到的磁力大于與它相反的機械力的合力時，則可以被分離出來。而非磁性物質(zhì)所受磁力很小，機械力的作用占優(yōu)勢，所以仍留在物料層中。 3.3.2 磁選設(shè)備 n（1）磁力滾筒有兩種型式，如圖4-6所示。 給 料電 磁 鐵刮 片皮 帶圓 筒多 極 磁 絲磁 性 材 料非 磁 性 材 料a.滾 筒 式 吸

12、持 磁 選 機b.帶 式 吸 持 磁 選 機（2）懸吊磁鐵器有一般式和帶式兩種，其結(jié)構(gòu)如圖4-7所示。電 磁 鐵吸 鐵 箱膠 帶 裝 置接 鐵 箱鐵 物、 一 般 式 除 鐵 器、 帶 式 除 鐵 器圖 4 8 懸 吊 磁 鐵 器3.4 電力分選圖圖4-8 電力分選原理電力分選原理3.4.1 電力分選原理 n電力分選是利用固體廢物中各種組分在高壓電場中電性的差異來實現(xiàn)分選的一種方法。電力分選的原理可用圖4-8來說明。分選器由接地的金屬圓筒板（正極）和放電板（負極）組成，放電極與圓筒間有適當(dāng)距離，而在極間發(fā)生電暈放電，產(chǎn)生電暈電場區(qū)。物料隨滾筒轉(zhuǎn)動進入電暈電場區(qū)后，由于空間帶有電荷使之獲得負電荷

13、。物料中的導(dǎo)電顆粒荷電后立即在滾筒上放電，當(dāng)滾筒進入靜電場之后，導(dǎo)電顆粒負電荷釋放完畢并從滾筒上獲得正電荷而被排斥，在電力、重力、離心力的綜合作用下排入料斗。而非導(dǎo)體顆粒不易在滾筒上失去所荷負電荷，因而與滾筒相吸被帶到滾筒后方用毛刷強制刷下，從而完成了分選過程。 十一電暈電場區(qū)不導(dǎo)電物料導(dǎo)電性物料圖49 電力分選原理3.4.2 電力分選設(shè)備 靜電分選機 十 電 荷電 極轉(zhuǎn) 鼓導(dǎo) 體 產(chǎn) 品 受 槽非 導(dǎo) 體 產(chǎn) 品 受 槽一 電 荷圖 4 10 靜 電 分 選 機 結(jié) 構(gòu) 圖3.4 光電分選 電子放大裝置振動溜槽料斗有高速溝的進料皮帶壓縮空氣噴管號號分離物分離物分離板標(biāo)準(zhǔn)色板光驗箱光電池圖41

14、1 光電分選過程示意圖圖圖4-10 4-10 光電分選過程示意圖光電分選過程示意圖 4分選回收工藝系統(tǒng)分選回收工藝系統(tǒng)圖圖4-11為城市垃圾分選回收系統(tǒng)圖。為城市垃圾分選回收系統(tǒng)圖。 輕質(zhì)含紙多 的生成物重物質(zhì)注： 內(nèi)表示需研究主攻技術(shù)方向虛線表示今研究可能采用的技術(shù)含紙多的 生成物細粒（篩選）【篩選】（細粒）風(fēng)力分選器錘式粉碎機（粗粒）風(fēng)力分選器（200（廢棄）粗大不規(guī)則物金屬檢出器含紙多的生成物【風(fēng)力分選】破碎狀 產(chǎn)物廢棄【浮選】金屬產(chǎn)物（廢棄）有機物顆粒狀物玻璃類【浮選泡沫分離】【流化床分選機】粗大粒子中等大小粒子（廢棄）細?！竞Y選】粗粒中等大小粒子細粒篩選【破碎機】干凈的馬口鐵【洗滌】切割機非金屬馬口鐵盒塊狀鐵（破碎機）脫水（廢棄）含有機物多的浮游物質(zhì)浮選（廢棄）輕質(zhì)含有機物多的廢物濕的固液分選臥式風(fēng)選機皮帶輪磁選機彈跳分選小塊含鐵金屬皮帶輸磁選機