固體廢棄物處置技術.ppt

1、固體廢棄物處置技術,第一章 緒 論,固體廢物(簡稱廢物)是指在社會的生產、 流通、消費等一系列活動中產生的一般不再具 有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀賦存在 物質。 固體廢物的產生有其必然性。這一方面是由 于人們在索取的利用自然資源從事生產和活動 時，限于實際需要和技術條件，總要將其中一 部分為廢物丟棄；另一個方面是由于各種產品 本身有其使用壽命，超過了一定期限，就會成 為廢物。,第一節(jié) 固體廢物的來源和分類,一、固體廢物的來源 固體廢物來自人類活動的許多環(huán)節(jié),主要包括生產過程和生活過程的一些環(huán)節(jié)。表1-1列出從各類發(fā)生源產生的主要固體廢物。 二、固體廢物的排量 經濟的不斷增長，生產規(guī)模的不

2、斷擴大，人類需求的不斷提高 ，隨之而來的固體廢物排出量也不斷增加。表1-2是1981年一些工業(yè)發(fā)達國家排出的各種固體廢物數量。,表11 從各類發(fā)生源產生的固體廢棄物,表12 1981年一些工業(yè)發(fā)達國家固體廢棄物產量統計,三、固體廢物的分類,按來源分類：,工業(yè)固體廢物 礦業(yè)固體廢物 農業(yè)固體廢物 城市固體廢物 放射性固體廢物 有害固體廢物,第二節(jié) 固體廢物的污染及其控制,一、固體廢物污染途徑 固體廢物特別是有害固體廢物，處理處置不當，能通過不同途徑危害人體健康。 通常，工礦業(yè)固體廢物所含化學成分能形成化學物質型污染，人畜糞便和生活垃圾是各種病源微生物的孽生地和繁殖場，能形成病源體型污染?；瘜W型污

3、染途徑示于圖1-1“病源體型污染途徑示于圖1-2。,二、固體廢物污染危害,侵占土地 污染土壤 污染水體 污染大氣 影響環(huán)境衛(wèi)生,三、固體廢物污染控制,固體廢物它們往往是許多污染成分的終極狀態(tài)。一些有害氣體或飄塵，通過治理，最終富集成為廢渣，一些有害溶質和懸浮物，通過治理，最終被分離出來成為污泥或殘渣，一些含重金屬的可燃固體廢物，通過焚燒處理，有害金屬濃集于灰燼中。這些“終態(tài)”物質中的有害成分，在長期的自然因素作用下，又會轉入大氣、水體和土壤，故又成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭”。固體廢物這一污染“源頭”和“終態(tài)”特性告訴我們，控制“源頭”、處理好“終態(tài)物”是固體廢物污染控制的關鍵。,固體

4、廢物污染控制需從兩方面著手，一是防治固體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。,第三節(jié) 固體廢物處理處置方法,一、固體廢物處理方法 二、固體廢物處置方法,一、固體廢物處理方法,固體廢物處理是指將固體廢物轉變成適于運輸，利用、貯存或最終處置的過程。,物理處理 化學處理 生物處理 熱處理 固化處理,物理處理：通過濃縮或相變化改變固體廢物的結構，使之成為便于運輸、貯存、利用或處置的形態(tài)。,化學處理：采用化學方法破壞固體廢物中的有害成分從而達到無害化，或將其轉變成為適于進一步處理、處置的形態(tài)。,生物處理：利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物，從而達到無害化或綜合利用。,熱處理：通過高溫破壞和改變固體廢物組

5、成和結構，同時達到減容、無害化或綜合利用的目的。熱處理方法包括焚化、熱解、濕式氧化以及焙燒、燒結等。,固化處理：采用固化基材將廢物固定或包覆起來以降低其對環(huán)境的危害，因而能較安全地運輸和處置的一種處理過程。,二、固體廢物處置方法,固體廢物處置是指最終處置或安全處置，是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問題。,海洋處置：深海投棄、海上焚燒 陸地處置：土地耕作、工程庫或貯留池貯存、土地填埋、深井灌注,第四節(jié) 控制固體廢物污染的技術政策,一、我國控制固體廢物污染技術政策 的產生 二、“無害化” 三、“減量化” 四、“資源化”,一、我國控制固體廢物污染技術政策的產生,我國固體廢物污染控制

6、工作起步較晚，開始于80年代初期。由于技術力量和經濟力有限，近期內還不可能在較大的范圍內實現“資源化”。我國于80年代中期提出了以“資源化”、“無害化”、“減量化”作為控制固體廢物污染的技術政策，并確定今后較長一段時間內應以“無害化”為主。我國固體廢物處理利用的發(fā)展趨勢必然是從“無害化”走向“資源化”，“資源化”是以“無害化”為前提的，“無害化”和“減量化”則應以“資源化”為條件。,二、“無害化”,基本任務：將固體廢物通過工程處理，達到不損害人體健康，不污染周圍的自然環(huán)境(包括原生環(huán)境與次生環(huán)境)。 處理工程 ：垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、糞便的厭氧發(fā)酵，有害廢物的熱處理和解毒處理等。,三、“

7、減量化”,基本任務：通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數量和容積。 實現戰(zhàn)略,四、“資源化”,基本任務:采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質和能源 特點:保護和延長原生資源壽命，保證資源永續(xù)，節(jié)省投資，降低成本，減少環(huán)境污染，保持生態(tài)平衡 原則：技術是可行的；經濟效益比較好，有較強的生命力，廢物在排放源就近利用可以節(jié)省貯放、運輸等過程的投資，“資源化”產品應當符合國家相應產品的質量標準。,第五節(jié) 固體廢物管理,一、固體廢物管理程序和內容 二、固體廢物管理方法,一、固體廢物管理程序和內容,產生者：要求其按照有關標準，將所產生的廢物分類，并用符合法定標準的容器包裝，做好標記、登記記錄，建立廢物(

8、主要是有害廢物)清單，待收集運輸者運出。 容器：對不同廢物要求采用不同容器包裝 貯存：對固體廢物進行處理處置前的貯存過程實行控制 收集運輸：對各廠家的收集和集過程中的運輸和收集后運送到中間貯存處或處理處置廠(場)的過程所需實行污染控制 綜合利用：包括用于農業(yè)、建材、回收資源和能源過程中對于污染的控制 處理處置 ：包括有控堆放、衛(wèi)生填埋，安全填埋、深地層處置，深海投棄、焚燒、生化解毒和物化解毒等。,二、固體廢物管理方法,(一) 劃定有害廢物與非有害廢物 的種類和范圍 (二) 建立固體廢物管理法規(guī),(一) 劃定有害廢物與非有害廢物的種類和范圍,名錄法 ：根據經驗與實驗，將有害廢物的品名列成一覽表，

9、將非有害廢物列成排除表，用以表明某種廢物屬于有害廢物或非有害廢物，再由國家管理部門以立法形式予以公布。 鑒別法 ：在專門的立法中，對有害廢物的特性及其鑒別分析方法以“標準”的形式予以規(guī)制。依據鑒別分析方法，測定廢物的特性，進而判定其屬于有害廢物或非有害廢物。,(二)建立固體廢物管理法規(guī),1現狀 2制定“資源綜合利用法” 3制定“固體廢物法” 4建立“固體廢物環(huán)境標準體系” 5. 控制有害廢物越境轉移,第二章 固體廢物的收集、 運輸與壓實,第一節(jié) 工業(yè)固體廢物的收集、運輸 第二節(jié) 城市垃圾的收集、運輸 第三節(jié) 固體廢物的壓實,第一節(jié) 工業(yè)固體廢物的收集、運輸,在我國，工業(yè)固體廢物處理的原則是“誰

10、污染，誰治理”。一般，產生廢物較多的工廠在廠內外都建有自己的堆場，收集，運輸工作由工廠負責。零星、分散的固體廢物(工業(yè)下腳廢料及居民廢棄的日常生活用品)則由商業(yè)部所屬廢舊物資系統負責收集。此外，有關部門還組織城市居民、農村基層供銷合作社收購站代收廢舊物資。對大型工廠，回收公司到廠內回收，中型工廠則定人定期回收，小型工廠劃片包干巡回回收。并配備管理人員，設置廢料倉庫，建立各類廢物“積攢”資料卡，開展經常性的收集和分類存放活動。,第二節(jié) 城市垃圾的收集運輸,商業(yè)垃圾及建筑垃圾原則上都是由單位自行清除。糞便的收集按其住宅有無衛(wèi)生設施分成二種情況：具有衛(wèi)生設施的住宅，居民糞便的小部分進入污水廠作凈化處

11、理，大部分直接排入化糞池；沒有衛(wèi)生設施的使用公共廁所或倒糞站進行收集，再由環(huán)衛(wèi)專業(yè)隊伍用真空吸糞車清除運輸。化糞池的糞便，達到初級處理后，定期清運。清除的糞便可直接用糞車，或糞船運至郊區(qū)農村經密封發(fā)酵后作肥料使用。,第二節(jié) 城市垃圾的收集運輸,一、生活垃圾的收集方式及收集容器,五個階段,第一階段 垃圾發(fā)生源到垃圾桶,分類：分類收集與混合收集 垃圾收集容器 ：,混凝土垃圾箱、垃圾臺、移動式鐵制圓型垃圾桶 （街道里弄） 垃圾滑道（高層建筑 ） 廢物箱（商業(yè)區(qū) ）,1不銹鋼網 2洗滌器罩 3通道擋板 4風機和氣體洗滌器 5氣體進入洗滌器入口 6.各層垃圾傾倒口 7.垃圾滑道 8斜坡 9垃圾收集底部

12、10.垃圾出口,第二階段 垃圾的清除,我國統一由環(huán)衛(wèi)工人將垃圾箱內垃圾裝入垃圾車內。垃圾車有05噸、2噸和4噸的，根據收集容器設置點、道路及周圍條件、人口密度選用不同的垃圾卡車。對固定砌筑的水泥垃圾箱，由環(huán)衛(wèi)工人從垃圾箱中清除垃圾并裝上垃圾車。垃圾臺站可從下部或側面設置的門直排放進垃圾車。鐵制圓桶內的垃圾則由2噸密封垃圾卡車的液力提升器，將筒內垃圾傾倒入車內。移動式長方形鐵制垃圾桶則由叉車提升，將垃圾裝上24噸的垃圾車。,二、收集系統分析,定義：收集系統分析（analysis Of collection systems)是針對不同收集系統和收集方法，研究完成所需要的車輛、勞力和時間。分析的方法

13、是將收集活動分解成幾個單元操作，根據過去的經驗與數據，并估計與收集活動有關的可變因素，研究每個單元操作完成的時間。,（一）基本概念,分類：拖曳容器系統(hauled container system),簡便模式：收集點將裝滿垃圾的容器(垃圾桶)用牽引車拖曳到處置場(或轉運站加工場)倒空后再送回原收集點，車子再開到第二個垃圾桶放置點，如此重復直至一天工作日結束，如圖22(a)所示。 交換模式：當開車去第一個垃圾桶放置點時，同時帶去一只空垃圾桶，以替換裝滿垃圾的垃圾桶，待拖到處置場出空后又將此空垃圾桶送到第二個垃圾桶放置點，重復至收集線路的最后一個垃圾桶被拖到處置場出空為止，牽引車帶著這只空垃圾桶

14、回到調度站，如圖22，b 。,1、牽引車從調度站出發(fā)到此收集線路一天的工作開始2、拖曳裝滿垃圾的垃圾桶3、空垃圾桶返回原放置點 4、垃圾桶放置點,5、提起裝了垃圾的垃圾桶6、放回空垃圾桶 7、開車至下一個垃圾桶放置點 8、牽引車回調度站 9、垃圾處理場或轉運站加工場,圖22 拖曳容器系統 （a）簡便模式,1、垃圾桶放置點 2、從調度站帶來的空垃圾桶，一天收集線路的開始 3、從第一個垃圾桶放置點拖到處置場,4、處置場 5、出空垃圾桶送到第二個垃圾桶放置點 6、放下空垃圾桶再提起裝了垃圾的垃圾桶 7、牽引車帶著空垃圾桶回調度站,圖22 拖曳容器系統 （b）交換模式,（一）基本概念,分類：固定容器系

15、統(stationary container system),工作模式：垃圾桶放在固定的收集點，垃圾車從調度站出來將垃圾桶中垃圾出空，垃圾桶放回原處，車子開到第二個收集點重復操做，直至垃圾車裝滿或工作日結束，將車子開到處置場出空垃圾車，垃圾車開回調度站。圖2-3是固定容器系統示意圖。,圖2-3固定容器系統示意圖,1、垃圾桶放置點 2、垃圾車輛從調度站來，開始收集垃圾 3、收集線路 4、放置點中垃圾桶出空到垃圾車上 5、垃圾車駛往下一個收集點 6、處 置場或中繼站、加工場 7、垃圾車回調度站,收集時間計算,“拾取” 時間,拖曳系統簡便模式 ：包括牽引車從放置個放置點所需的時間(dbc)，提起裝滿

16、垃圾的垃圾桶的時間(pc)和放下空垃圾桶的時間(uc)。,拖曳系統的交換模式：包括提起裝滿垃圾的垃圾桶的時間和在另一個放置點放下空垃圾桶的時間。,固定容器系統：包括從收集線路上所有裝了垃圾的垃圾桶中將垃圾出空到垃圾車上所花費的時間。,收集時間計算,2運輸時間,拖曳容器系統:指牽引車將裝滿垃圾的垃圾桶從放置點拖到處置場和將空垃圾桶從處置場拖到垃圾桶放置點所需要的時間。,固定容器系統:指垃圾車裝滿后或從收集線路的最后一個放置點開車到處置場和出空垃圾后再從處置場開車到下一個收集線路的第一個放置點所需的時間。,收集時間計算,3在處置場所花費的時間 包括在處置場等待卸車的時間和出空垃圾的時間。,4非生產

17、性時間,非生產性時間是指相對收集操作過程這點來說的。它包括二方面的活動，必須的和非必須的。, 每日早晨的報到、登記、分配工作等花費的時間；每日結束的檢查工作和統計應扣除的工時等所用的時間； 每日早晨從調度站開車去第一個放置點和每日結束從處置場開車回調度站所需的時間； 由于交通擁擠不可避免地時間損失。 花費在設備修理和維護上花的時間。,(二)拖曳容器系統,在拖曳容器系統中，每收集一桶垃圾所需時間用下式表示： Thcs=（Phos+S+h）/（1w） （21） 式中：Thcs拖曳垃圾桶每個雙程所需時間，h； Phcs每個雙程拾取花費的時間，h； h每個雙程運輸花費的時間，h； S在處置場花費的時間

18、，h； 非生產性時間因子（%）。,當拾取時間與在處置場的時間相對穩(wěn)定時，運輸時間決定于車輛速度和運輸距離。從不同的收集車輛得到的數據，用下式可近似的求得運輸時間： h = + bx 式中：h每個雙程運輸的時間，h； a一經驗常數，h； b經驗常數，hkm； x每個雙程的運輸距離km。 a、b二個數值是由經驗取得，稱為車輛速度常數，它們的數值與車輛速度極限有關，它們的關系見表21。,(二)拖曳容器系統,將式(22) 代入式(21)，得到每個雙程的時間； Thcs=(Phcs+S+a+bx)(1) (23),在拖曳容器系統，每個雙程的拾取時間按定義為； Phcs=pc+uc+dbc (24) 式中

19、：pc一提起裝滿垃圾的垃圾桶需要的時間，h； uc 放下空垃圾桶需要的時間，h； dbc牽引車駛于垃圾桶放置點之間需要的時間，h。 在計算每個雙程拾取時間時，如果牽引車駛于垃圾桶放置點之間需要的平均時間不知道，可利用式(2-2)估計出時間，式中垃圾桶之間距離代替雙程旅程的運輸距離。,拖曳容器系統每日每輛車的雙程旅程次數可由式(2-5)決定。 Nd=(1)H(Phcs+S+a+bx) (25) 式中：Nd每日每輛車的雙程旅程次數， H個工作日的時間，hd。 其他符號與前面相同。數值在0.10.25之間變化，一般操作取0.15，在某些情況，特別是長距離，如從調度站出發(fā)及回調度站花費時間較長，應從工

20、作日的時間中扣除。但需注意值也應作相應的調整。,若已知每周需要出空的垃圾桶的數目，利用式(24)，可以計算出每輛車每周工作日： Dw=tw（Phcs+S+a+bx）/（1）H （26） 式中：Dw每周需要工作日，d； tw每周雙程旅程次數（整數）。 如果一周的旅程次數不知，可以利用下式估計： Nw = Vw / Cf 式中：Nw一周的旅程次數； Vw一周廢物產生量，m3 C加權平均垃圾桶利用因子；m3 f加權平均垃圾桶利用因子。,垃圾桶的利用因子被定義為垃圾桶體積被垃圾占據的分數。因為這個分數是隨垃圾桶的大小而變化的，因而在式（26）中應用了加權平均垃圾桶利用因子。加權平均垃圾桶利用因子由下式

21、求得： 各種尺寸的垃圾桶數目乘上每種垃圾桶的利用因子的和被垃圾桶的總數去除即得加權平均垃圾桶利用因子。,各種尺寸的垃圾桶數目乘上每種垃圾桶的利用因子的和被垃圾桶的總數去除即得加權平均垃圾桶利用因子。 由式（2-7）求得NW不一定是整數，如舍去小數取低的整數，則意味著有一個或多個的容器比平時滿，如將小數四舍五入取較高整數，則有一個或多于1個的垃圾桶不及平時滿。 每周需要的勞動量可由每周工作日乘收集人員數而得。需要的收集車輛數可由下列方法決定：用每周工作天數除每周需要的次數（Dw），其整數即為需要的收集車輛數。如D w / 5= 0.7，1.2，3.7。圓整的結果分別為1，2，4。,（三）固定容器

22、系統,1.機械裝卸垃圾的垃圾車 2.人工裝卸垃圾的垃圾車,1、機械裝卸垃圾的垃圾車,一般用壓縮面進行自動裝卸垃圾，每個雙程旅程所需的時間為： Tscs=（Pscs+S+a+bx）(1-w) （28） 式中：Tscs每個雙程旅程需要的時間，h； Pscs每個雙程旅程拾取所需時間，h； S一在處置場的時間，h； a、b經驗常數； x每個雙程旅程運輸距離，km； w非生產性時間因子。,式(28)與式(23)不同的是拾取所需的時間。對固定容器系統拾取時間由下式得到： Pscs=Ct（uc）+(np1)(dbc) （29） 式中：Pscs每個雙程旅程拾取時間，h； Ct一每個雙程旅程出空垃圾桶的數目；

23、uc每個垃圾桶出空垃圾所需時間，h； np每個雙程旅程垃圾桶放置點的數目； dbc車輛駛于垃圾桶放置點之間所花費的平均時間，h。,每個雙程旅程出空垃圾桶的數目與車輛的容積和能達到的壓縮比有關?？衫孟铝嘘P系式求得： Ct=Vr(Cf) （2-10） 式中：Ct每個雙程旅程出空的垃圾桶的數目； V一垃圾車的容積，m3； r壓縮比 C垃圾桶的體積，m3； f加權垃圾桶利用因子。,每周需要雙程旅程次數由每周需要收集的垃圾量決定。 Nw = V w/（Vr） （2-11） 式中：Nw每周雙程旅程次數； Vw每周垃圾產生量，m3； V垃圾車的容積，m3； r壓縮比。 每周需要工作的時間可用下式計算； D

24、w = (Nw )Pscs+ tw(S+a+bx)(1w)H （2-12） 式中：Dw每周工作的日數，d； Nw每周雙程旅程次數； t wN。圓整后的整數； H一工作日的時數，hd。 其余符號與前面相同。,2人工裝卸垃圾的垃圾車,人工裝卸垃圾的車輛，一般用于住宅區(qū)的服務。其分析原理同前，僅計算式有所不同。 如每日工作打小時，每日完成的旅程次數已知，可利用 Nd =(1 w) H(Pscs+S+d+bx) 求得拾取所需時間( Pscs )： Pscs=(1-w)HNd-(S+a+bx) (2-13),每個雙程旅程的垃圾桶放置點的數目，由下式估算： Np=60Pscsntp (2-14) 式中：N

25、p每個雙程旅程垃圾桶放置點的數目； 60小時變成分的轉換因子， n收集者的數目， tp拾取時間min。由下式求得。 Tp=0.72+0.18(Cn)+0014(PRH) （2-15） 式中，Cn每個垃圾桶放置點上平均垃圾桶數， PRH服務到居民家中收集點占全部放置垃圾桶的放置點的百分數，。,垃圾車輛的大小可由下式計算： V=VpN p / r （2-16 ） 式中：V垃圾車的體積，m3； Vp每個放置點上垃圾桶內可收集到的垃圾體積，m3； Np每個雙程旅程垃圾桶放置點的數目， r壓縮比。,三、收集線路設計,第一步：在商業(yè)、工業(yè)或住宅區(qū)的大型地圖上標出每個垃圾桶的放置點，垃圾桶的數量和收集頻率(

26、圖24)。 第二步，根據這個平面圖，將每周收集相同頻率的收集點的數目和每天需要出空購垃圾桶數目列出一張表，如表22。 第三步，從調度站或垃圾車停車場開始設計每天的收集線路。圖24中的黑線 表示了周一的收集線路。F/N數字中F表示收集頻率，N表垃圾桶的數目。 第四步，當各種初步線路設計出后，應對垃圾桶之間的平均距離進行計算。,第三節(jié) 固體廢物的壓實,一、壓實目的及操作原理 二、固體廢物壓實器 三、壓實器的選擇,一、壓實目的及操作原理,壓實亦稱壓縮，即是利用機械的方法增加固體廢物的聚集程度，增大容重和減小體積，便于裝卸、運輸、貯存和填埋。固體廢物中適合壓實處理的主要是壓縮性能大而復原性小的物質，液態(tài)廢物不宜作壓縮處理。 壓實的原理主要是減少空隙率，將空氣壓掉。如若采用高壓壓實，除減少空隙外，在分子之間可能產生晶格的破壞使物質變性。,二、固體廢物壓實器,構造：容器