環(huán)境科學概論第四章固體廢棄物的處理與處置.課件

1、第四章固體廢棄物的處理與處置棄之為害日益嚴重的環(huán)境問題用之為寶重新認識的資源前景昔日垃圾場今日生態(tài)園 人類在生產(chǎn)建設、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)和液態(tài)廢棄物質(zhì)（包括從廢水、廢氣中分離出來的固體顆粒）簡稱固體廢棄物也稱廢渣或廢物。 第1節(jié) 固體廢棄物概述1.1 定義 固體廢棄物按其來源可分為礦業(yè)廢物、工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物、放射性廢物、城市垃圾和太空垃圾等六類。（1）礦業(yè)固體廢棄物：來自于各種礦物開采以及礦物洗選過程中所排放的剝離物、廢石、尾礦、沙石等。 特點：分散在鄉(xiāng)村和山區(qū)中，人口密度小，其危害程度相對較小。但是由于其數(shù)量和體積較大，大量堆放，既占用土地又污染土壤。 1.2

2、 固體廢棄物的分類（2）工業(yè)固體廢棄物來源：工業(yè)廢渣主要來源于燃料渣、冶金渣、化工渣等；建筑廢棄物主要是施工排出的廢土磚石等。特點：工業(yè)廢渣不僅數(shù)量大，而且成分復雜，含有重金屬及有毒物質(zhì)，對環(huán)境污染威脅較大。 （3）農(nóng)業(yè)固體廢棄物來源：農(nóng)業(yè)固體廢棄物主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加工廢料、牲畜的排泄物及農(nóng)村生活廢棄物等；特點：再利用價值較高；含大量氮、磷物質(zhì) （4）放射性廢棄物 來源：主要來自核工業(yè)、放射性醫(yī)療、科研部門排出的具有放射性的各種固體廢棄物。 特點： 具有潛在的“三致”效應（致畸、致癌、致突變）（5）城市垃圾來源：廚房菜渣、果皮、廢紙及生活廢物、爐灰渣、磚頭瓦塊、樹枝落葉以及

3、廢汽車、廢電視機、廢罐頭盒、廢家具 等。特點：垃圾的數(shù)量和種類增長快； 成分發(fā)生變化 1.3 固體廢棄物的特點 時間性 相對性 地域性一、污染水體 進入水體的途徑：垃圾、廢渣隨雨水徑流而進入地面水體；垃圾、廢渣中的滲漏水，通過土壤進入地下水體；細顆粒的垃圾、廢渣還能隨風飄揚落入地面水體，有些城市竟將垃圾、廢渣直接倒入湖泊、河流或海洋造成更嚴重的污染。固體廢棄物造成的水體污染是非常嚴重的。 1.4 固體廢棄物的危害二、污染大氣 進入途徑：某些有機物在微生物分解過程中發(fā)生惡臭；細顆粒的廢棄物、運輸和處理廢渣過程中產(chǎn)生的有害氣體和粉塵，都可隨風飄散；工業(yè)廢棄物煤矸石含全硫量達1.5%時會自燃，達3%

4、以上就會發(fā)火，放出大量的二氧化硫。 三、占用土地 固體廢物不加利用時，需占地堆放。堆積量越大，占地也越多。據(jù)估算，每堆積1萬噸廢物，占地約需1畝。美國紐約市的弗雷斯開爾斯垃圾處理場是世界上最大的垃圾場。 四、污染土壤 工業(yè)廢渣及污泥中的有毒化學物質(zhì)、醫(yī)院、屠宰廠礦廢棄物中的病原菌因廢物堆放而帶入土壤，使土壤遭受污染。在被污染的土壤上種植農(nóng)作物，不但使土壤肥力下降，而且使作物吸收、富集有毒物質(zhì)，然后通過食物影響人的健康。五、傳播疾病 不少固體廢棄物和垃圾含有毒有害物質(zhì)以及病原體，除通過水、氣的媒介傳播外，還通過生物來傳播。目前我國90%以上的糞便、垃圾未經(jīng)無害化處理，直接傾倒，而且醫(yī)院、傳染病院

5、的糞便、垃圾也混入普通糞便、垃圾之中，廣泛傳播腸炎、痢疾以及各種蠕蟲?。纳x病）等。固體廢物管理固體廢物管理原則1234“3化”原則“減量化”“無害化”“資源化”“3C”原則“Clean”“Cycle”“Control”全過程管理原則“3R”原則“Reduce”“Reuse”“Recycle”1.5 固體廢棄物的管理固體廢物管理原則1234“3化”原則“減量化”“無害化”“資源化”“3C”原則“Clean”“Cycle”“Control”全過程管理原則“3R”原則“Reduce”“Reuse”“Recycle”一、城市垃圾問題嚴峻 據(jù)統(tǒng)計，城市每人每天丟棄的垃圾量超過1千克，全國有400多個

6、城市陷入垃圾的包圍之中。 城市垃圾已成為一個世界性的公害。全世界每年產(chǎn)生的4.9億噸垃圾中，中國城市就占到1.3億噸。僅北京市日產(chǎn)生活垃圾總量就達2.09萬噸，相當于兩座半景山的體積，而每年運送這些垃圾就耗去北京市財政6.8億元。 目前我國668座城市中已有2/3被垃圾帶所包圍，全國垃圾存占地累計達75萬畝，且有1/4的城市已發(fā)展到無適合場所堆放垃圾 1.6 固體廢棄物污染熱點問題垃圾圍城中二、白色污染塑料 當前世界塑料年產(chǎn)量已逾1億噸，并且還在以每年30%的速度遞增，到2000年已達到2億噸左右。 塑料制品一旦進入環(huán)境就會長期存在，尤其是在土壤中。如塑料包裝袋其原料的90%為有機化合物聚乙烯

7、，10%是從玉米中提煉出來的淀粉。塑料袋進入土壤后，土層中的細菌只能吃掉1/10的淀粉，而對大部分聚乙烯卻無能為力，它們在土壤中既不分解，也不腐爛。垃圾場旁的鐵絲網(wǎng)上飛揚的塑料袋塑料的影響和危害： 田野上的塑料制品可影響土壤通透性、滲水性和土壤微生物活動，土質(zhì)被破壞，影響植物吸收水分及根系生長。 焚燒塑料垃圾會釋放出多種化學有毒氣體，其中一種稱為二惡英（Dioxin）的化合物，對動物和人類的毒性極大。 塑料固廢的處理： 減量、回用、降解、替代 減量包括減少數(shù)量和質(zhì)量，盡量不用或少用，或通過增加產(chǎn)品功能、延長壽命、一物多用減少對一次性塑料制品的用量；減薄，即在滿足應用性能的前提下，通過配方和產(chǎn)品

8、結(jié)構(gòu)設計，使產(chǎn)品達到輕量化和薄壁化。 生物降解塑料 符合我國當前經(jīng)濟發(fā)展水平的 研究開發(fā)各種替代產(chǎn)品 如紙板餐具、紙漿模塑餐具、植物纖維模壓餐具等 三、電池污染 四、電子垃圾污染 五、洋垃圾污染 問題集中在廢舊電池內(nèi)部酸、堿、重金屬(鉛、汞、鉻)。 廢舊家電材料復雜，直接填埋、燒掉會造成空氣、土壤和水體的嚴重污染。（制冷劑：破壞臭氧；顯像管：易爆；熒光屏：含汞） 異地生產(chǎn) 越境轉(zhuǎn)移第2節(jié) 固體廢棄物的預處理 預處理是以機械處理為主涉及廢物中某些組分的簡易分離與濃集的廢物處理方法。預處理的目的是方便廢物后續(xù)的資源化、減量化和無害化處理與處置操作。預處理技術(shù)主要有壓實、破碎、分選和脫水等。2.1

9、固體廢棄物的壓實 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)。 1、增大容重、減少固體廢棄物體積，便于裝卸和運輸，確保運輸安全與衛(wèi)生，降低運輸成本； 2、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。一、固體廢棄物壓實的目的 二、固體廢棄物壓實的原理 容重：所謂容重就是固體廢物的干密度。 固體廢棄物實施壓實的本質(zhì)，可看作是施加一定壓力，提高廢物容重的過程。當固體廢物受到外界壓力時，各顆粒間相互擠壓、變形或破碎，達到重新組合的效果。 壓實技術(shù)適合處理如冰箱與洗衣機、紙箱、纖維、廢金屬細絲等壓縮性能大而復原性小的物質(zhì)；

10、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。三、固體廢棄物的壓實設備 根據(jù)操作情況，固體廢物的壓實設備可分為固定式和移動式兩大類。固定式：采用人工或機械方法（液壓方式為主）把廢物送到壓實機里進行壓實的設備。 各種家用小型壓實器、廢物收集車上配備的壓實器及轉(zhuǎn)運站配置的專用壓實機等，均屬固定式壓實設備。移動式：在填埋現(xiàn)場使用的輪胎式或履帶式壓土機、鋼輪式布料壓實機以及其他專門設計的壓實工具。2.2 固體廢棄物的破碎 一、固體廢棄物破碎的目的 利用外力克服固體廢棄物點間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢棄物分裂成小塊的過程稱為破碎；使小塊固體廢物顆粒分裂成細粉的過程稱為磨碎。

11、 破碎是所有固體廢棄物處理方法的必不可少的預處理工藝，是后續(xù)處理與處置必須經(jīng)過的過程。二、影響破碎效果的因素 硬度 莫氏硬度：選取10種標準礦物作硬度等級。分別是：滑石（1）石膏（2）方解石（3）螢石（4）磷灰石（5）長石（6）石英（7）黃玉（8）剛玉（9）金剛石（10） 韌性：物料受壓軋、切割、錘擊、拉伸、彎曲等外力作用時表現(xiàn)出的抵抗性能叫韌性，包括脆性、柔性、延展性、撓性、彈性等力學性質(zhì)。脆性大的容易粉碎，脆性小的不容易被粉碎；柔性、撓性及彈性多為一些纖維結(jié)晶礦物（石棉）、片狀結(jié)晶礦物（云母）等所具有，這些物料破碎并不困難，粉碎成細粒卻十分困難。 解理 物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑

12、平面的性質(zhì)叫解理。 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，力學的均勻性增加，故細磨更為困難。三、破碎方法 干式破碎（機械能破碎；低溫破碎、熱力破碎和超 聲破碎等非機械能破碎） 濕式破碎（利用特制的破碎機將投入機內(nèi)的含紙垃 圾和大量水流一起劇烈攪拌和破碎成為 漿液。 半濕式破碎（利用不同物質(zhì)在一定均勻濕度下的強 度、脆性不同而破碎成不同粒度的過 程。）其中濕式破碎、半濕式破碎也可運用于分選。2.3 固體廢棄物的分選 固體廢棄物的分選就是將固體廢棄物中各種可回收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技術(shù)分離出來的過程。人

13、工分選：最早采用的分選方法，適用于廢物產(chǎn)源地、收集站、處理中心、轉(zhuǎn)運站或處置場。機械分選：根據(jù)廢物組成中各種物質(zhì)的粒度、密度、磁性、光電性、摩擦性及彈性的差異，將機械分選方法分為篩選、重力分選、光電分選、磁力分選、電力分選和摩擦與彈跳分選。一、篩分二、重力分選 重力分選是根據(jù)固體廢棄物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異，在運動介質(zhì)中利用重力、介質(zhì)動力和機械里的作用，是顆粒群產(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，重力分選是在活動的或流動的介質(zhì)中按顆粒的相對密度或粒度進行顆粒混合物分選的過程。 重力分選的介質(zhì)有空氣、水、重液、重懸浮液等。三、磁力分選傳統(tǒng)磁選：主要應用于供料中磁性雜質(zhì)的提

14、純、凈化以及磁性物料的精選。磁流體分選：可應用于城市垃圾焚燒廠焚燒灰以及堆肥廠產(chǎn)品中鋁、鐵、銅、鋅等金屬的提取與回收。三、電力分選 電力分選是利用固體廢物中各種組分在高壓電場中典型的差異而實現(xiàn)分選的一種方法。根據(jù)典型，物質(zhì)分為導體、半導體和非導體三種。電選實際是分離半導體和非導體固體廢棄物的過程。四、摩擦與彈跳分選 摩擦與彈跳分選是根據(jù)固體廢物中各組分的摩擦系數(shù)和碰撞系數(shù)的差異，在斜面上運動或與斜面碰撞彈跳時，產(chǎn)生不同的運動速度和彈跳軌跡而實現(xiàn)彼此分離的一種處理方法。五、光電分選 光電分選是利用物質(zhì)表面光反射特性的不同而分離物料的方法，可用于從城市垃圾中回收橡膠、塑料、金屬、玻璃等物質(zhì)。2.4 固體廢棄物的脫水 含水率超過90%的固體廢物，必須脫水減容，以便于包裝、運輸與資源化利用。固體廢棄物脫水的方法有自然干化脫水和機械脫水兩種。一、固體廢棄物的水分及分離方法 間隙水：存在于顆粒間隙中的水，約占固體廢棄物中水分的70%左右，用濃縮方法。 毛細管結(jié)合水：