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固体废物处理及资源化废弃物分为液态废物、气态废物、固态与半固态废物三类。其中，液态废物包括废水，属于水环境管理体系，气态废物指废气，属于大气环境管理体系，固体废物属于固体废物管理体系。第一章 绪论第一节 固体废物的产生与污染固体废物的概念固体废物(solid waste )：在生产建设、日常生活和其它活动中产生，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固态、半固态废弃物质。 废渣(residue)：生产过程中产生 垃圾(refuse)：生活活动过程中产生 固体废物的来源和分类(一) 来源1、生产废物：生产建设过程中产生的废物。2、生活废物：产品进入市场后在流动过程中或使用消费后产生的固体废物。(二)分类1、按化学组成分为：有机废物和无机废物；2、按危害性分为：一般固体废物和危险性固体废物；3、按形状分为：固体废物（粉状、粒状、块状）和泥状废物（污泥）；4、按来源分为：矿业废物、工业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物。(三) 三种废物的基本内容与特性1.3.1 城市生活垃圾城市生活垃圾：城市固体废物，它是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物主要成分：厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖瓦渣土、粪便，以及废家用什具、废旧电器、庭园废物等。主要特点：成分复杂，有机物含量高。影响其成分的主要因素：居民生活水平、生活习惯、季节、气候等。所含化学元素：绝大部分为碳，其次为氧、氢、氮、硫等。根据其组分的不同，含有不等量的灰分。1.3.2 工业固体废物工业固体废物：指在工业、交通等生产过程中产生的固体废物。工业固体废物按行业主要包括以下几类：(1)冶金工业固体废物; (2)能源工业固体废物；(3)石油化学工业固体废物；(4)矿业固体废物；(5)轻工业固体废物；(6)其他工业固体废物。1.3.3 危险废物中华人民共和国固体废物污染环境防治法中规定：“危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。”特性：通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性。目前我国已制定的危险废物鉴别标准：浸出毒性、急性毒性初筛和腐蚀性三类，浸出毒性无机有毒物质鉴别标准。而有机有毒物质的浸出毒性鉴别标准以及反应性、易燃性和传染性鉴别标准尚未制定。鉴别一种废物是否有害的定义 四点不良后果： 1、引起或严重导致死亡率增加； 2、引起各种疾病的增加； 3、降低对疾病的抵抗力； 4、在处理、储存、运送、处置或其他管理不当时，对人体健康或环境会造成现实的或潜在的危害。 固体废物的污染危害(4.1)对人类健康的危害固体废物特别是有害固体废物，处理处置不当，能通过不同途径危害人体健康。 化学物质型污染工矿业固体废物； 病源体型污染人畜粪便和生活垃圾（4.2） 固废对环境的危害1、侵占土地：堆放1万吨垃圾占地1亩。2、污染土壤：废物直接进入土壤造成污染，有害成分经风化雨淋地表径流等进入土壤造成污染。3、污染水体：有害成分随地面径流或随风飘迁落入水体、随渗滤液进入土壤使地下水污染。4、污染空气：细小的颗粒垃圾随风漂浮、垃圾分解释放有毒气体、焚烧法处理固体废物也会污染大气。5、影响环境卫生：固体废物综合处理率低，环境污染严重，对人体健康构成威胁。6、其他危害：可能造成燃烧、爆炸、接触中毒、严重腐蚀等特殊损害。 固体废物的污染防治一、 固体废物污染防治的“三化”原则 “资源化”是以“无害化”为前提的，“无害化”和“减量化”则应以“资源化”为条件。(一)减量化1、概念：减量化就是通过适宜的手段减少固体废物数量、体积，并尽可能地减少固体废物的种类、降低危险废物的有害成分浓度、减轻或清除其危险特性等，从“源头”上直接减少或减轻固体废物对环境和人体健康的危害，最大限度地合理开发和利用资源和能源。是防治固体废物污染环境的优先措施。2、减量化途径（1）选用合适的生产原料。原料品味低、质量差，是固废产生量大的主要原因。例如：高炉炼铁（2）采用无废或低废工艺。例如：苯胺生产工艺（3）提高产品质量、使用寿命，提高物品重复利用次数。 例如：商品包装物的重复使用。（4）废物综合利用。是最根本、最彻底、也最理想的减量化过程。例如：城市垃圾、硫铁矿烧渣的回收利用。(二)资源化1、概念：资源化就是指采用适当的技术从固体废物中回收有用组分和能源，加速物质和能源的循环，再创经济价值的方法。 2、固体废物资源化的范畴(1)物质回收，即处理废弃物并从中回收可回收物如纸张、玻璃、金属等物质；(2)物质转化，即利用废弃物制取新形态的物质，如利用废玻璃和废橡胶生产铺路材料，利用炉渣生产水泥和其他建筑材料，利用有机垃圾生产堆肥和有机复混肥料等；(3)能量转化，即从废物处理过程中回收能量，如通过可燃垃圾的焚烧处理回收热量，进一步发电，利用可降解垃圾的厌氧消化产生沼气，作为能源向居民或企业供热或发电等。3、固体废物资源化的优势(1)环境效益高。(2)生产成本低。 (3)生产效率高。 (4)能耗低。 (三)无害化概念：无害化是指对已产生又无法或暂时尚不能资源化利用的固体废物，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全处理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物的污染危害。二、固体废物的全过程管理原则固废法确立了对固体废物进行全过程管理的原则，对固体废物从产生、收集、运输、利用、贮存、处理和处置的全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治，故亦称为“从摇篮到坟墓”的管理原则。 (一)管理体系我国的固体废物管理体系是以环境保护主管部门为主，结合有关的工业主管部门以及城市建设主管部门，共同对固体废物实行全过程管理。 (二)管理制度1、分类管理制度 (城市生活/工业固废/危险废物)2、工业固体废物申报登记制度(工业固废/危险废物登记)3、固体废物污染环境影响评价制度及其防治设施的“三同时”制度(设计、同时施工、同时投入)4、排污收费制度；5、限期治理制度；6、进口废物审批制度(禁止向中国境内-) 7、危险废物行政代执行制度；8、危险废物经营许可证制度（环保行政部门审批）9、危险废物转移报告制度（安全监控/意外污染事件）(三)污染控制标准1、分类标准：主要包括国家危险废物名录、危险废物鉴别标准、城市垃圾产生源分类及垃圾排放等2、监测标准：主要包括固体废物的样品采集、样品处理以及样品分析方法的标准。如固体废物浸出毒性测定方法3、污染控制标准：固废管理标准中最重要的标准，是环境影响评价等一系列管理制度的基础。它分为两类：一是废物处置控制标准，如城市垃圾产生源分类及垃圾排放；二是设施控制标准，如一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准。三、固体废物污染控制途径一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要有以下几个方面。（一）改革生产工艺： 1、采用清洁生产； 2、采用精料； 3、提高产品质量和使用寿命。（二）发展物质循环利用工艺；（三）进行综合利用；（四）进行无害化处理与处置四、管理措施（一）管理程序和内容产生者：要求其按照有关标准，将所产生的废物分类，并用符合法定标准的容器包装，做好标记、登记记录，建立废物(主要是有害废物)清单，待收集运输者运出。 容器：对不同废物要求采用不同容器包装。 贮存：对固体废物进行处理处置前的贮存过程实行控制。 收集运输：对各厂家的收集和集过程中的运输和收集后运送到中间贮存处或处理处置厂(场)的过程所需实行污染控制。 综合利用：包括用于农业、建材、回收资源和能源过程中对于污染的控制。 处理处置：包括有控堆放、卫生填埋，安全填埋、深地层处置，深海投弃、焚烧、生化解毒和物化解毒等。（二）管理方法1、划定有害废物与非有害废物的种类和范围（1）名录法；（2）鉴别法。2、完善固体废物法和加大执法力度固体废物资源化方法与途径一、固体废物资源化方法固体废物处理是通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。包括：物理处理方法、化学处理方法、生物处理方法。(一)物理处理方法物理处理是通过浓缩或相变化改变固体废物结构，但不破坏固体废物组成的一种处理方法，包括压实、破碎、筛分、分选、脱水、蒸发、萃取、吸附等工序，主要作为资源化的预处理技术。(二)化学处理方法采用化学方法使固体废物发生化学转化从而回收物质和能源的一种资源化方法。化学处理方法包括煅烧、焙烧、烧结、溶剂浸出、热分解、焚烧、电力辐射等。 (三)生物处理方法生物处理是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。 生物处理包括好氧处理（堆肥）、厌氧处理（沼气）和兼性厌氧处理（细菌冶金）。二、固体废物资源化途径（一）提取各种有价组分 有色金属渣和化工渣中提取多种金属。（二）生产建筑材料 可生产的建筑材料主要包括以下几种：生产碎石，水泥、硅酸盐建筑制品、铸石和微晶玻璃、矿渣棉和轻质骨料。（三）生产农肥 如利用可降解废物进行堆肥；工业废物生产肥料或直接用于农肥(注意有毒物质的检测和去除)。（四）回收能源：如产生蒸汽、沼气、回收油、发电和直接作为燃料。（五）取代某种工业原料：如煤矸石代替焦炭作为能源生产磷肥；赤泥和粉煤灰经加工可作为塑料制品的填充剂等。三、固体废物的综合处理综合处理就是将各中小企业产生的各种废物集中到一个地点，根据废物的特征，把各种废物处理过程结合成一个系统，以便把各过程得到的物质和能量进行合理的集中利用。四、固体废物的最终处置固体废物处置是指最终处置或安全处置，是解决固体废物的归宿问题。 海洋处置：深海投弃、海上焚烧 陆地处置：土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋、深井灌注第二章 固体废物的收集运输第一节 固体废物的收集一、收集原则1、危险固体废物与一般固体废物分开；工业固体废物应与生活垃圾分开；泥态与固态分开；污泥应进行脱水处理。可燃性物质与不可燃性物质分开/可回收与不可回收分开2、对需要预处理的固体废物，可根据处理、处置或利用的要求采取相应的措施。3、对需要包装或盛装的固体废物，可根据运输要求和固体废物的特性，选择合适的容器与包装设备，同时附以确切明显的标记。二、收集方法1、定期收集；2、随时收集；3、混合收集；4、分类收集。我国城市生活垃圾多数采用混合收集的方法，提倡分类收集。 其他固体废物通常采用分类收集的方法。三、固体废物的标记几种主要特性的包括：易燃性（I）；腐蚀性（C）； 反应性（R）；急性毒性（H）； 毒性（T） (浸出毒性) ；EP毒性（E）(疾病传染性)第二节 固体废物的运输一、包装容器的选择（分类贮存）原则：容器及包装材料应与所盛固体废物相容，要有足够的强度，贮存及装卸运输过程中不易破裂，固体废物不扬散、不流失、不渗漏、不释放出有害气体与臭味。二、运输方式三、运输管理根据固废法第二十六条的规定，环境保护行政主管部门必须对从事固体废物收集、运输、处理和处置的单位或个人实行许可证制度，禁止无经营许可证或者不按照经营许可证规定从事危险固体废物收集、贮存、处置的经营活动。禁止将危险固体废物提供或者委托给无经营许可证的单位从事收集、贮存、处置的经营活动。 第三节 城市垃圾的收集与运输我国城市垃圾的收集方法为：1.商业垃圾及建筑垃圾由单位清除；2.粪便的收集：A.具有卫生设施的住宅，居民粪便的小部分进入污水厂作净化处理，大部分直接排人化粪池。B.没有卫生设施的使用公厕或倒粪站进行收集，并由环卫专业队伍用真空吸粪车清除运输。3.生活垃圾的收集: 一般是由垃圾发生源运至垃圾桶，统一由环卫工人将垃圾桶内垃圾装人垃圾车，再运至中转站，最后由中转站运去最终处理场或填埋场处置。4.菜场、饮食业及大型团体产业的大宗生活垃圾则由各单位自设容器收集并送至中转站或处理场。5.医院垃圾则由医院自行焚烧处理，再送至处置场所。 一、城市垃圾的收集方式及容器收集方式：定点收集容器式，构筑物式 定时收集专用容器，普通容器特殊的垃圾收集方式：垃圾楼道式收集方式；气动垃圾收集输送方式分类收集：将纸、塑料、橡胶、金属、玻璃、破布等有回收价值的物品回收。 （一）定点收集方式与容器收集容器放置于固定的地点，一天中的全部或大部分时间为居民服务。 收集点要求交通方便，且具有一定的居住密度；收集容器应有较好的密封隔离效果。是最普遍的垃圾收集方式。（二）定时收集方式及容器1、专用容器：是配合高级住宅区独家独院式的生活方式而设置的，是一种小型移动式垃圾桶或者是一次性袋式垃圾容器。2、普通容器： 一般为小型的垃圾收集车(1t以下的汽车或人力拖车)。（三）特殊的垃圾收集方式（大楼性居住区）1、垃圾楼道式: 2、气动垃圾收集输送装置 : （四）分类收集按垃圾成分不同分类收集。是垃圾收集方法的一个新发展。分类收集的方法：1、先根据本地区的垃圾组成情况，将垃圾分成几个分类组，一般以可回收废品、大型垃圾、易腐性有机物和一般无机物为主要分类组，其中可回收废品组尚可根据需要分成玻璃、磁性或非磁性金属、塑料等成分以提高资源利用价值。2、居民把垃圾分类收集放入有明显标志的不同塑料垃圾袋内，然后再送到收集点放入对应的容器中。3、收集人员也将其分类运输，并按不同性质回收和处理，最后完成垃圾清运过程。 优点：提高了垃圾的资源利用价值，减少了垃圾的处理工作量。可适用于几乎所有的城市，并可以通过资源利用产品的出售来解决增加的收集成本问题。 目前我国分类收集的废物主要有纸、塑料、橡胶、金属、玻璃、破布等。二、收集系统（一）收集系统分类1.拖曳容器系统：（1）简便模式（2）交换模式2.固定容器系统（二）收集系统分析收集系统所耗费的时间一般包括： (1) 拾取时间 (2) 运输时间 (3)在处置场所花费的时间 (4)非生产性时间（三）收集车辆1、收集车的类型 ： 一是简易自卸收集车,适于固定容器系统；二是活斗垃圾收集车,适于拖曳容器系统；三是桶式倒装密封收集车,适于固定容器系统;三、收集线路设计垃圾收运路线一般有四种方案：第一种方案为每天按固定路线收运，这也是目前采用最多的收集方案。第二种方案是大路线收运。第三种方案是车辆满载法。第四种方案是采用固定工作时间的方法。第四节 农村固体废物的收集运输与区域规划一、农村生活垃圾的收集和运输的规划1、经济落后的村，对无法利用的垃圾宜采用定点定期收集方式；对于粪便问题，宜设立公共厕所，指定专人定时收集。2、经济较发达的乡镇，可采用与城市生活垃圾相近的收集与运输模式，并须经过科学规划。3、一个长期的乡镇垃圾清运处理设施规划包括：（1）乡镇垃圾再循环、处理或者处置建立的设施；（2）建立这些设施的地点和时间；（3）设计的容量。二、乡镇垃圾清运处理设施规划基本原则1、经济建设、城乡建设和环境建设同步原则。2、遵循经济规律、符合国民经济计划要求原则；3、预防为主、防治结合原则；4、实事求是、因地制宜；5、乡镇垃圾清运处理要与乡镇基础设施统一规划的原则第三章 固体废物的预处理技术第一节 固体废物的压实一、概念与目的1、压实概念：通过外力加压于松散的固体废物，以缩小其体积，使固体废物变得密实的操作简称为压实，又称为压缩。2、目的：经过压实处理，一方面可增大容重、减少固体废物体积以便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本；另一方面可制取高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用。二、压实的原理大多数固体废物是由不同颗粒与颗粒间的空隙组成的集合体。自然堆放时，表观体积是废物颗粒有效体积与孔隙占有的体积之和， 三、压实设备类别：固定和移动固定式压实器：凡用人工或机械方法（液压方式为主）把废物送进压实机械中进行压实的设备称为固定式压实器。移动式压实器：是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。（一）固定式压实器1、常见的固定式压实器(1)水平式压实器；(2)三向垂直压实器；(3)回转式压实器；(4)城市垃圾压实器(1)、水平式压实器：靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中。适用于压实城市垃圾。(2)、三向联合式压实器：具有三个互相垂直的压头，依次施压。适合于压实松散金属废物。(3)、回转式压实器：具有两个压头和一个旋动式压头。适于体积小质量小的废物。2、压实器的选择 压实器的选择主要针对压缩比，应当选择合适的压缩比和使用压力。此外，应注意压缩过程中的情况，如城市垃圾压缩过程中会出现水分，塑料热压时会粘在压头上等，应对不同废物采用不同压缩机。（二）移动式压实设备带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压实器。按压实过程工作原理不同，可分为碾（滚）压、夯实、振动三种，相应的分为三大类。固体废物压实处理主要采用碾（滚）压方式主要用于填埋场，也安装在垃圾车上。现场常用的压实机主要包括胶轮式、履带式压土机和钢轮式布料压实机。第二节 固体废物的破碎破碎 定义：在外力作用下破坏固体废物质点间的内聚力使大块的固体废物分裂为小块的过程。作用：减小固体废物的颗粒尺寸；降低空隙率、增大废物容重，有利于后续处理与资源化利用。破碎的目的 降低粒径 提高堆积容重 增加比表面积 增加反应率一、固体废物破碎的基础理论（一）固废破碎的难易程度（二）破碎方法1、干式破碎（1）机械能破碎：利用破碎工具对固废施力而将其破碎的方法。破碎作用分为挤压、劈碎、剪切、磨剥、冲击破碎等。（2）非机械破碎：利用电能、热能等对固废进行破碎的新方法。如低温、热力、减压及超声波破碎等。2、湿式破碎： 利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。3、半湿式破碎 破碎和分选同时进行。利用不同物质在一定均匀湿度下其强度、脆性（耐冲击性、耐压缩性、耐剪切力）不同而破碎成不同粒度。（三）破碎比和破碎段1、 破碎比：在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称之。表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数，也表征废物被破碎的程度。（1）极限破碎比i= Dmax/dmax 最大粒度。通常，根据最大废物直径选择破碎机给料口。（2）真实破碎比i= Dcp/dcp 平均粒度2、破碎段：固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。其总破碎比等于各段破碎比的乘积。（四）破碎流程二、固体废物破碎设备处理固体废物的破碎机通常有颚式、锤式、剪切式、冲击式、辊式破碎机和粉磨机。（一）颚式破碎机挤压形破碎机械，适于坚硬和中硬废物。主要部件：固定鄂板、可动鄂板、连动于传动轴的偏心转动轮。两块鄂板构成破碎腔。根据可动鄂板分：简单摆动颚式破碎机、复杂摆动颚式破碎机。3、颚式破碎机的特点及应用特点：结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等。应用：破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物（二）冲击式破碎机1、工作原理：利用冲击作用进行破碎。给入破碎机空间的物料块，被绕中心轴高速旋转的转子猛烈冲击后，受到第一次破碎，然后从转子获得能量高速飞向机壁，受到第二次破碎。在冲击过程中弹回的物料再次被转子击碎，难于破碎的物料被转子和固定板挟持而剪断。破碎产品由下部排出。（1）锤式破碎机1、主体破碎部件包括多排重锤和破碎板。锤头以铰链方式装在各圆盘之间的销轴上，可以在销轴上摆动。电动机带动主轴、圆盘、销轴及锤头（合成转子）高速旋转。2、类型： a、按转子数目可分为两类： 单转子锤式破碎机；双转子锤式破碎机。 b、按破碎轴安装方式分为卧轴和立轴两种。3、目前专用于破碎固体废物的锤式破碎机类型（1）BJD型普通锤式破碎机；（2）BJD型破碎金属切屑锤式破碎机；（3）Hammer Mills型锤式破碎机 （4）Novorotor型双转子锤式破碎机（三）剪切式破碎机1、原理： 通过固定刀和可动刀之间的啮合作用， 将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸， 特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。2、类型：（1）Von roll型往复剪切式破碎机（2）Linclemann型剪切式破碎机（3）旋转剪切式破碎机（五）辊式破碎机1、又称对辊破碎机，主要靠剪切和挤压作用破碎废物。2、类型：（1）光辊破碎机：挤压与研磨作用，较硬物。（2）齿辊破碎机：单齿辊和双齿辊，劈裂作用，干脆性和黏性较大废物。3、特点：结构简单、紧凑、轻便、工作可靠、价格低廉、能耗低、产品过度粉碎程度小等优点，广泛用于处理脆性物料和含泥粘性物料，作为中、细碎之用。（六）粉磨机常用的粉磨机主要有球磨机和自磨机。 1、球磨机(1)构造和工作原理： 构造：主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体内装有直径为25150mm的钢球。筒体内壁敷设有衬板。 工作原理：磨擦力、离心力和重力；冲击和研磨作用。2、自磨机自磨机亦称无介质磨机，分为干磨和湿磨两种。干式自磨机的给料块度一般为300400mm，一次磨细到0.1mm以下，粉碎比可达30004000，比球磨机等有介质磨机大数十倍。三、低温破碎和湿式破碎(一)、低温破碎1、原理和流程：对于在常温下难以破碎的固体废物，可利用其低温变脆的性能而有效的破碎，亦可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温破碎技术。常采用液氮作制冷剂。 （二）湿式破碎1、原理和设备：这种使含纸垃圾浆液化的特制破碎机叫湿式破碎机。由圆形槽、多孔筛、切割回转器等组成。该设备为一圆形立式转筒装置，底部有许多筛眼，转筒内装有六只破碎刀，当废纸投入转筒内，因受大水量的急流搅动和破碎转子的破碎形成浆状，浆体由底部筛孔流出。经固液分离器把其中的残渣分出，纸浆送到纤维回收工段，经过洗涤、过筛，将分离出纤维素后的有机残渣经脱水后送去焚烧。 （三）半湿式选择性破碎分选 1、构造原理半湿式选择性破碎分选是利用固体废物中不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。由于该过程是在半湿状态下，通过兼有选择性破碎和筛分两种功能的装置中实现的，因此，该装置称为半湿式选择性破碎分选机。 2、特点（1）能使城市垃圾在一台设备中同时进行破碎和分选作业。（2）可有效地回收垃圾中的有用物质，从第一组产物中可以得到纯度为80%的堆肥原料厨房垃圾；从第二组产物中可以得到纯度为85%95%的纸类；从第三组产物中可以得到纯度为95%的塑料类，回收废铁纯度为98%。（3）对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生粉碎现象。 第三节 固体废物的脱水常用的方法：一、浓缩脱水：主要脱出间隙水二、机械过滤脱水：主要脱出毛细结合水和表面吸附水。三、泥浆自然干化脱水：利用自然蒸发和底部滤料、土壤进行过滤脱水 。 一、浓缩脱水（一）重力浓缩1、原理：依据固体颗粒与溶液间存在的密度差，借重力作用脱水，脱水后含水量一般在50% 。2、设备：（1）间隙式浓缩池；（2）连续式浓缩池。（二）气浮浓缩1、原理：依靠大量小气泡附着在污泥颗粒上，形成污泥颗粒-气泡结合体，进而产生浮力把颗粒带到水表面，用刮泥机刮出的过程。2、设备：气浮池 3、特点：浓缩速度快，处理时间一般为重力浓缩的1/3左右；占地较少；生成的污泥较干燥，表面刮泥较方便。但基建和操作费用较高，管理较复杂。费用较重力浓缩高23倍。（三）离心浓缩二、机械过滤脱水：利用具有许多毛细孔的物质作为过滤介质，以过滤介质两侧产生压差作为过滤的推动力，使固体废物中的溶液强制通过过滤介质成为滤液，固体颗粒被截留成为滤饼的固液分离操作。应用最广。（一）过滤介质1、织物介质：又称滤布，包括棉、毛、丝、合成纤维等织物，以及由玻璃丝、金属丝制成的网状物。2、粒状介质：细砂、木炭、硅藻土等细小坚硬的颗粒状物质，多用于深层过滤。3、多孔固体介质：有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金属制成的管或板。耐腐蚀，且孔道细微。（二）过滤设备1、真空抽滤脱水机 2、压滤机 3、离心脱水机 4、造粒脱水机1、真空抽滤脱水机在负压下操作的脱水过程。常用的真空过滤机为转鼓式：由空心转筒、分配头、污泥贮槽、真空系统和压缩空气系统组成。应用最为广泛。其工作过程包括滤饼形成区、吸干区、反吹区和休止区共四个过程。2、压滤机（1）板框压滤机：采用压滤脱水（2）滚压带式脱水机：采用滚压脱水3、离心脱水机（1）离心过滤机：a、圆锥型，b、圆筒型。（2）离心沉降脱水机：主要由螺旋输送器、转筒、空心转轴、罩盖及驱动装置组成。（3）沉降过滤式离心脱水机：沉降与过滤结合的脱水设备。4、造粒脱水机基本原理：通过加入高分子混凝剂而使泥渣直接形成含水较低的致密泥丸。由圆筒和圆锥组成，设备水平放置，分为造粒段、脱水段和压密段。优点是设备简单，电耗低，管理方便，处理量大。缺点是钢材消耗量大，混凝剂消耗量较高，污泥泥丸紧密性较差。适于含油污泥的脱水。第四节 固体废物的热处理热处理是利用热物理方法改变固体废物状态的过程。包括干燥脱水、热分解、烧成、焙烧等。一、固体废物的干燥脱水（一）原理干燥脱水是排除固体废物中的自由水和吸附水（去湿）的过程，干燥后含水率可降至20%40%。主要用于城市垃圾经破碎、分选后的轻物料或经脱水处理后的污泥。 干燥是利用加热使物料中水分蒸发。常用措施：（1）将物料分解破碎以增大蒸发面积，提高蒸发速度。（2）使用尽可能高的热载体或通过减压增加物料和热载体间温度差，增加传热推动力。（3）通过搅拌增大传热传质系数，以强化传热传质过程。（二）干燥设备1、转筒干燥器；2、流化床干燥器；3、隧道干燥器。二、固体废物的热分解固体废物的热分解是指晶体状的固体废物在较高温度下脱除其中吸附水及结合水或同时脱除其他易挥发物质的过程。包括：热分解脱水、氧化分解脱除挥发组分、分解熔融、熔融1、热分解脱水是指在热状态下使废物分子内部的结合水分解排出的过程，排出结合水后的废物资源化利用档次可得到提高。2、氧化分解脱除挥发组分一些固体废物，如碳酸盐、硫酸盐、氧化物等在高温煅烧时易发生分解，脱除其中的易挥发组分，这些固体废物常可采用煅烧的方法提高性能，使其得到更有效的利用。3、分解熔融一些硅酸盐矿物，如尾矿，在高温下热解，易转变成新的结晶矿物，同时产生具有补充组分的液相。对固体废物生产陶瓷、耐火材料、玻璃、铸石等高温材料具有重要作用。4、熔融将固体废物在熔点条件下转变为液相高温流体的工艺过程，有单一成分的熔融和复合成分的熔融。(1)单一成分的熔融 将单一组分的高纯度氧化物用电弧炉活高频电炉熔融，以获得稳定的结晶。(2)复合成分的熔融 指由两种以上的被熔融物经过相互熔融(在熔融状态下互相混合)，使之发生高温反应的工艺流程，其目的是制造各种硅酸盐制品，同时也是金属冶炼的一个重要工序。特点是被熔融物事先按组分进行配料，然后对配料混合物进行高温熔融制铸石、熔制水泥、熔制磷肥和熔制人造矿物等。三、固体废物的烧成烧成是指在远高于废物热分解温度下进行的高温煅烧，也称重烧。目的 是为了稳定废物中氧化物或硅酸盐矿物的物理状态，变为稳定的固相材料(惰性材料)。为了促进变化的进行，有时也使用矿化剂或稳定剂。这个稳定化处理，从现象上看有再结晶作用，使之变为稳定型变体以及使高密度矿物常压稳定化等作用。四、固体废物的焙烧焙烧是在低于熔点的温度下热处理废物的过程，目的是改变废物的化学性质和物理性质，以便于后续的资源化利用。焙烧后的产品称为焙砂。根据焙烧过程主要化学反应的性质，固体废物的焙烧大致有还原焙烧、氧化焙烧、氯化焙烧和硫酸化焙烧、加盐焙烧等。五、固体废物的热处理设备：主要有回转窑、竖窑、隧道窑和倒焰窑。第四章固体废物资源化技术第一节 固体废物的分选技术固体废物的分选就是将固体废物中各种可回收利用废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。 分类：1、手工拣选:转运站或处理中心的废物传送带两边。2、机械分选:一般先经过破碎，包括:筛选(分)、 风选、浮选、磁选、电选、摩擦与弹跳分选、光电分选和涡电流分选。一、筛选(一)筛选原理1、筛选过程：利用一个或一个以上的筛面，将不同粒径颗粒的混合废物分成两组或两组以上颗粒组的过程。该过程由物料分层和细粒透筛两个阶段组成。易筛粒：粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，很易通过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛。难筛粒：粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒，粒度越接近筛孔尺寸就越难透筛。2、筛分效率：筛选时实际得到的筛下产物的质量与原料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量比，用百分数表示。3、影响筛分效率的因素(P35)1）固体废物性质的影响： a、粒度组成（易筛粒含量越高，筛分效率越高）； b、含水率和含泥量（含水量小于5%且含泥质较少时，影响不大，属干式筛分；含水量达5%8% ，且颗粒粒度较细又含泥质时，颗粒间以及颗粒与网丝间产生较大凝聚力，堵塞筛孔，使筛分无法继续进行；含水量达10%14% 时，颗粒形成泥浆，凝聚力下降，颗粒团聚体散成单体颗粒，筛分效率提高，属湿式筛分。）c、颗粒形状（球形最易，片状或条状颗粒，难通过圆形或方形筛孔的筛子，但易通过长方形筛孔的筛子。）（2）筛分设备性能的影响：筛孔形状、筛面、筛子运动方式及运动强度、筛面宽度和长度、筛面倾角(15-25为易)。（3）筛分操作条件的影响：注意连续均匀给料、及时清理和维修筛面。（二）筛分设备1、固定筛：筛分物料时，筛面固定不动的筛分设备。筛面由许多平行排列的筛条组成，可以水平或倾斜安装。细分为（1）棒条筛；（2）格筛. 2、滚筒筛 ：亦叫转筒筛，筛面为带孔的圆柱形筒体或截头的圆锥体。筛网一般为冲击板。安装倾角35。物料在滚筒筛中的运动有三种状态：（1）沉落状态：颗粒被圆周运动带起，滚落到向上运动的颗粒层表面。（2）抛落状态：筛筒转速足够高时，颗粒沿筒壁上升，沿抛物线轨迹落回筛底。（3）离心状态：转速进一步提高，颗粒附着在筒壁上不再落下，此转速称为临界转速。物料处于抛落状态时效果最佳，一般，物料在筒内滞留2530S，转速56r/min时筛分效率最佳。3、振动筛：（1）惯性振动筛（2）共振筛二、风选（一）风选原理 风选，以空气为分选介质，气流将轻物料向上带走或水平带向较远的地方，重物料沉降或抛出较近距离。通常成为“竖向气流分选”和“水平气流分选”。 固体颗粒的实际运动方向：在ua一定时，对窄级别固体颗粒，其密度s越大，沉降距离离出发点越近。沿着气流运动方向，获得的固体颗粒的密度逐渐减小。因此，通过控制水平气流速度，就可控制不同密度颗粒的沉降位置，从而有效的分离不同密度的固体颗粒。（二）风选设备1、卧式风力分选机(水平气流分选机）；2、立式风力分选机（上升气流分选机）三、浮选（一）浮选原理：浮选是通过在固体废物与水调制成的料浆中加入浮选剂扩大不同组分的可浮性差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层刮出，成为泡沫产品；不浮的颗粒则留在料浆内，通过适当处理后废弃。（二）浮选药剂： 捕收剂、起泡剂、抑制剂、 活化剂、介质调节剂1、捕收剂使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着。（1）异极性捕收剂：由极性基(亲固)和非极性基(疏水)组成。（2）非极性油类捕收剂：难溶于水，不能解离成离子而得名。常用的有煤油、柴油、燃料油、变压器油等。2、起泡剂表面活性物质，促进泡沫形成，增加分选界面。其结构特征为：是一种异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基亲气，使起泡剂分子在空气和水的界面上产生定向排列；大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张力；起泡剂应有适当的溶解度。常用的起泡剂有：松醇油、脂肪醇等。起泡剂与捕收剂常联合作用，不仅在气泡表面而且在废物表面也有联合作用，这种联合作用被称为“共吸附”现象。3、调整剂主要用于调整捕收剂的作用及介质条件。(1)活化剂：促进目的颗粒与捕收剂作用，常用的多为无机盐(硫酸钠、硫酸铜等)。(2) 抑制剂：抑制非目的颗粒的可浮性，常用的有各种无机盐(水玻璃)和有机盐(单宁、淀粉)。(3) pH值调整剂：调整介质的pH值，常用的是酸类和碱类。(4) 分散剂：促使料浆中非目的细粒成分散状态，常用的有无机盐类(苏打水、水玻璃)和高分子化合物(各类聚磷酸盐)。(5) 混凝剂：促使料浆种目的颗粒联合成较大团粒常用的有石灰、明矾、聚丙烯酰胺等。（三）浮选设备按充气和搅拌方式的不同，目前生产中使用的主要有：机械搅拌式浮选机；充气搅拌式浮选机；充气式浮选机；气体析出式浮选机。（四）浮选工艺过程1、浮选前料浆的调制：主要是废物的破碎、磨碎等，目的是得到粒度适宜，基本上单体解离的颗粒，进入浮选的料浆浓度必须适合浮选工艺的要求。2、加药调整：药剂的种类、数量、添加地点和方式，应根据预选物质颗粒的性质，通过实验确定。3、充气浮选（调泡）：a、正浮选：将有用物质浮选入泡沫产品中，无用或回收价值不大的物质留在料浆中。b、反浮选：将无用物质浮选入泡沫产物中，有用物质留在料浆中。 当料浆中含有两种以上有用物质时，有两种浮选法：a、优先浮选：将有用物质依次浮选。b、混合浮选：有用物质共同浮选，然后再把有用物质一一分离。从粉煤灰中回收炭/从煤矸石中回收硫铁矿/从焚烧灰渣回收金属四、磁选利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。（一）磁选原理 f磁f机f非磁固体废物中各种物质磁性分类（据比磁化系数）：1、强磁性物质；2、弱磁性物质；3、非磁性物质。（二）常用磁选机1、磁力滚筒 又称磁滑轮，主要由磁滚筒和输送皮带组成。磁滚筒有永磁滚筒和电磁滚筒两种。2、吸持型磁选机废物颗粒通过输送皮带直接送至收集面上。滚筒式：水平滚筒外壳由黄铜或不锈钢制造，内包有半环形磁铁。带式：磁性滚筒与废物传送带合为一体。3、悬吸型磁选机一般式除铁器：通过传送带将废物颗粒输送穿过有较大梯度的磁场。为间断式工作，通过切断电磁铁的电流排出铁物。带式除铁器：连续工作式，铁物数量较多时适用。4、湿式永磁圆筒式磁选机分为顺流型和逆流型两种形式，常用的为逆流型。五、电选是利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选的方法。 （一）电选原理1、电选过程中废物颗粒的带电方式(4种)(1)直接传导带电；(2)感应带电；(3)电晕带电； (4)摩擦带电 。 （二）电选设备1、静电分选机：废物的带电方式为直接传导带电。2、复合电场分选机：YD-4型高压电选机的电场为电晕-静电复合电场。为粉煤灰专用设备。六、光电分选利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法称为光电分选。（一）光电分选系统1、给料系统：料斗、振动溜槽。（预先除去废物中的粉尘，以免影响光检信号）2、光检系统：光源、透镜、光敏元件及电子系统。3、分离系统（执行机构）（二）光电分选机工作过程七、涡电流分选一种在固废中回收有色金属的有效方法。当含有非磁导体金属(铅、铜、锌等)的废物以一定速度通过一个交变磁场时，这些非磁导体金属内部会产生感应涡流。八、摩擦与弹跳分选根据固体废物中各组分摩擦系数和碰撞系数的差异，在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离的一种处理方法。应该要考虑到因素有重力、摩擦力以及颗粒弹性。第二节 生物处理技术概念：利用微生物的新陈代谢作用使固体废物分解、矿化或氧化的过程，称为固体废物的生物处理技术。作用：可将大量的固体废物通过各种工艺转换为有用的物质和能源。一、生物冶金技术概念：利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价金属组分，使其得以利用的过程，称为微生物浸出，也称为生物冶金。主要用于回收含硫矿业固体中的有价金属，如铜、金、铀、钴、镍、锰、锌、银、铂、钛。（一）浸出微生物主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌、铁氧化钩端螺菌和嗜酸热硫化叶菌等。特点：化能自养菌；嗜酸好气；起生物催化剂作用（二）浸出机理1、细菌的直接作用：附着于矿物表面的细菌直接催化矿物使矿物氧化分解，并从中直接得到能源和其他矿物营养元素满足自身生长需要。2、细菌的间接作用：依靠细菌的代谢产物硫酸铁的氧化作用，细菌间接地从矿物中获得生长所需的能源和基质。（三）浸出方法1、槽浸；2、堆浸法；3、原位浸出法；。二、生物浮选技术概念：以微生物作为浮选药剂对废物中的重金属加以分离，使其得以利用的过程。主要用于回收低品位非硫尾矿和废石中有价金属。（一）微生物的表面性质1、微生物表面具有不同的电性和电量。2、微生物表面具有不同程度的润湿性。取决于表面脂肪酸基等疏水基团所占面积与亲水区面积之比。据此可分别作为浮选调整剂、捕收剂、絮凝剂和分散剂等使用。三、生物转化技术之一好氧堆肥（一）堆肥化的定义与分类堆肥化 是在控制条件下，使来源于生物的有机废物发生生物稳定作用的过程。具体讲就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质是一种发酵过程。废物经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥(Compost )。它是一类棕色的、泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为“腐殖土”。分类：根据堆肥化过程中氧气的供应情况可以把堆肥化过程分成两种。 1、好氧堆肥（高温堆肥）：在通气条件好，氧气充足的条件下通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。 特点：一般在5560时比较好，有时可高达8090，堆制周期短，也称为高温堆肥或高温快速堆肥 。2、厌氧堆肥：是在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。特点：堆制温度低，工艺较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过长，需312个月，异味浓烈，分解不够充分。（二）好氧堆肥原理1、好氧堆肥过程（1） 中温阶段（产热或起始阶段） 堆制初期，1545，嗜温性微生物利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。温度不断上升，此阶段以中温、需氧型微生物为主，一些无芽孢细菌，真菌和放线菌。在目前的堆肥化设备中，此阶段一般在12小时以内。（2）高温阶段45以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。50左右主要是嗜热性真菌和放线菌； 60时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；70以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。大多数微生物在4565范围内最活跃，所以最佳温度一般为55，最易分解有机物，病原菌和寄生虫大多数可被杀死。微生物在高温阶段的生长过程细分为：对数生长期、减速生长期和内源呼吸期。此后，堆积层内开始发生腐殖质的形成过程。（3）降温阶段(腐熟阶段) 在内源呼吸后期，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降。嗜温性微生物又占优势，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，需氧量和含水量降低。降温后，需氧量大大减少，含水率也降低。堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只须自然通风，最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。2、好氧堆肥化反应机理 有机物的氧化；细胞质的合成（包括有机物的氧化以NH3为氮源）。细胞质的氧化 3、堆肥无害化的机理热灭活理论好氧堆肥化能提供杀灭病原体所需要的热量，（病原体）细胞的热死主要是由于酶的热灭活所致。其依据的理论主要是热灭活理论。热灭活有关理论指出： (1)温度超过一定范围时，以活性型存在的酶将明显降低，大部分将呈变性(灭活)型。细胞会失去功能而死亡。(2)热灭活作用是温度与时间两者的函数，即经历高温短时间或者低温长时间同样有效，如下表所示。(3)在低温下，灭活是可逆的；而在高温下，则是不可逆的。实际因素会限制热灭活效率，所以实际操作时，堆肥无害化温度时间条件要比理论上更高一些。即在较高的温度维持较长时间，才能达到无害化要求。5、影响堆肥化的因素（1）化学因素C/N和C/P比:初始物料的C/N比在30:1 较好，最佳为25:135:1; C/P比在75150为宜。为保证成品肥料中的C/N比为1020:1，初始原料的一般C/N比都高于最佳值，多为35:1。氧浓度:适宜的氧浓度为18%,最低不应小于8%。营养元素:足够的K和微量元素对于微生物的新陈代谢是必须的，一般它们不是限制条件。 pH值:堆肥微生物最佳的pH=5.58.5。（2）物理因素温度:一般认为最佳温度在5065之间。颗粒尺寸:适宜的粒径范围是1260mm。含水率:堆肥原料的最佳含水率通常是在50%60%。（三） 堆肥的基本工序1、前处理 以城市生活垃圾为堆肥原料时,包括破碎、分选、筛分等工序 ；以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，主要任务是调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂，以促进发酵过程正常或快速进行。 降低水分、增加透气性、调整碳氮比的主要方法是添加有机调理剂和膨胀剂。2、主发酵（一次发酵）将堆肥化物料温度升高到开始降低为止的阶段，称为主发酵阶段（或主发酵期）。堆肥过程