第二章 城市生活垃圾的收集,贮存

1、 第二章 固体废物的收集、贮存 主讲内容 2.1、概论 2.2、城市生活垃圾的收集与运输 城市生活垃圾城市生活垃圾：是指在城市日常生活中和为日常生活 提供服务的活动中产生的固体废弃物。包括一般性垃圾、 人畜粪便、厨房废物、污泥、垃圾残渣和灰尘等固体物 质。 危害：对大气、水体、土壤造成污染，严重影响城市 的环境质量，直接威胁到人的身体健康。 基本目标：无害化处理。 分选技术分选技术 城城 市市 垃垃 圾圾 卡车运输卡车运输 管道运输管道运输 常温破碎常温破碎 低温破碎低温破碎 湿式破碎湿式破碎 筛选、重力筛选、重力 分离、静电分离、静电 分离、涡流分离、涡流 分离、光学分离、光学 分离、磁场分

2、离、磁场 分离分离、溶剂溶剂 分分 离离、浮选分浮选分 离等离等 燃燃 烧烧 热热 分分 解解 微生物分解微生物分解 废气处理废气处理 废水处理废水处理 废渣处理废渣处理 大气大气 河流河流 填埋填埋 无机无机 物物 铁铁 非铁非铁 金属金属 玻璃玻璃 有机有机 物物 纸纸 纸浆纸浆 塑料塑料 橡胶橡胶 空瓶空瓶 空罐空罐 废纸废纸 废零件废零件 分选回收、手选分选回收、手选 水水 蒸蒸 气气 和和 电电 力力 燃燃 料料 气气、 油油、 炭炭 黑黑 堆肥堆肥、葡葡 萄糖萄糖、蛋蛋 白白、乙乙 醇醇、丙丙 酮酮、甲甲 烷烷、乙烯乙烯 建材建材 骨料骨料 或道或道 路用路用 材等材等 消消 费费

3、 活活 动动 生产活动生产活动 工业废物工业废物 天然资源天然资源 收集运输技术收集运输技术破碎技术破碎技术转换技术转换技术后处理技术后处理技术 2.1 概论 2.1.1、城市生活垃圾的产生和分类 2.1.2、城市生活垃圾的组成与性质 2.1.3、国外城市生活垃圾管理概况 2.1.1 城市生活垃圾的产生和分类 一、城市生活垃圾产生及其影响因素 二、城市生活垃圾的分类 一、城市生活垃圾产生及其影响因素 1.垃圾的产生垃圾的产生 来源：主要来自人们生活中产生的固体废弃物。来源：主要来自人们生活中产生的固体废弃物。 特点：随经济和城市化的发展逐年增加，特点：随经济和城市化的发展逐年增加， 20c70

4、s-80s增长较为迅速，近年来仍然保持增长增长较为迅速，近年来仍然保持增长 趋势，但增速放缓，自趋势，但增速放缓，自1979 年以来，我国城市生活垃年以来，我国城市生活垃 圾平均以每年圾平均以每年8.98% 的速度增长，的速度增长，2005年城市生活垃圾年城市生活垃圾 产生量已达产生量已达1.52亿吨，预计到亿吨，预计到2010年将达到年将达到3.1亿吨。亿吨。 我国上世纪我国上世纪80年代到本世纪初垃圾增长趋势如下图年代到本世纪初垃圾增长趋势如下图 图图1 1 1 19 99 90 0- -2 20 00 03 3年年全全国国垃垃圾圾、粪粪便便清清运运量量 16798 13077 18332

5、 12337 11959 9820 8851 11264 14223 13755 13827 16457 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 2001 2002 2003 年年 份份 垃垃 圾圾 粪粪 便便 清清 运运 量量 2.影响垃圾产生量的因素(五个方面) (1) 人口的影响 (2) 经济发展水平的影响 (3) 居民生活水平的影响 (4) 燃料结构和地理位置的影响 (5) 消费习惯的影响 (1) 人口的影响 垃圾的产生量

6、与城市人口的数量呈正相关 的对应关系。 改革开放初期，城市人口大量增加是城市 垃圾产生量增长快的主要原因。 图3-1给出了垃圾产生量与城市人口数的对 应关系。（参p20） (2) 经济发展水平的影响 垃圾的产生量与经济发展水平呈正相关的 对应关系。 经济发展速度越快，垃圾产生量增加的也 就越快，发展中国家与发达国家相比垃圾 增长率相对较低即为例证。 图3-2给出了我国城市垃圾产生量与国内生 产总值的对应关系。（参p20） 北京和上海垃圾增长率示意图 分析上海市和北京市垃圾产量增长率不难发现， 两个城市垃圾增长速率都从高速增长期过渡到了 平稳增长期。目前，根据两个城市的预测垃圾增 长率基本上将稳

7、定在2%的水平。 (3) 居民生活水平的影响 垃圾的产生量与居民生活水平也呈正相关 的对应关系。 表3-2（参p21）部分发达国家和我国不同 地区垃圾的产生情况。 发达国家如美国、日本人均垃圾产生量明 显高于其他国家。 我国北京上海等发达地区的人均垃圾产生 量也明显高于其它欠发达地区。 (4) 燃料结构和地理位置的影响 我国是以煤为主要燃料的国家，一次能源 的75%是煤炭。煤炭不仅广泛用于工业生 产，同时也是家庭燃料的重要组成部分， 大部分北方家庭的做饭、取暖均以煤炭为 主要燃料。而南方相对用煤量少，所以燃 料结构和地理位置对城市垃圾的产量也会 有重要的影响。 (5) 消费习惯的影响 随着生活

8、水平的提高和人们消费意识的变化，以及包装 工业的发展，商品的包装形式越来越繁多，包装物的种 类和数量急增，一次性使用的商品也被广泛应用于宾馆 和餐饮行业。这些附有包装的物品和一次性用品消费后， 包装材料便进入垃圾，使城市垃圾猛增。实际上垃圾中 的金属、玻璃、纸类，特别是塑料等物质大部分是用后 废弃的包装材料。例如，蔬菜进入超级市场后，虽然由 于曾进行过择选和清洗减少了垃圾中厨余物的量，但却 因为进行了包装，增加了垃圾中包装材料的含量。 二、城市生活垃圾的分类 种类繁多，组成复杂，性质多样，分类方法多 种多样，各不相同， 按城市垃圾的性质如可燃 性能、燃烧热值、化学成分及可堆肥性等分为： 可燃性

9、能：可燃性和不可燃性垃圾 按发热量：高热值垃圾和低热值垃圾 化学成分：有机和无机垃圾 可堆肥性：可堆肥和不可堆肥垃圾 按城市生活垃圾的组成分类：（主要结合 垃圾处理处置方式或资源回收利用可能性） 分可回收物、易堆腐物、可燃物及其它无 机废物等四大类。 简单分：有机垃圾（动植物垃圾）、无机 垃圾(炉尘、庭院尘土、碎砖瓦）和可回收 物（金属、塑料、橡胶、废纸、玻璃等） 城市垃圾分类的目的是为了给后续的处理城市垃圾分类的目的是为了给后续的处理 方式和方法提供必要的依据。见下表：方式和方法提供必要的依据。见下表： 分类方法内容意义 按可燃性 可燃垃圾与不可燃垃圾 为焚烧处理提供依据 按发热量 高热值垃

10、圾与低热值垃圾 为焚烧处理提供依据 按可堆肥 性 可堆肥垃圾与不可堆肥垃圾 为堆肥及它生物处理提供依据 按处理 处置方法 可回收物、易堆腐物、可燃物其它无机废物 有机物、无机物、可回收物 为资源回收、选择合适的处理 处置方法提供依据 按产生或 收集来源 食品垃圾：居民住户排出垃圾的主要成分 普通垃圾：纸类、废旧塑料、罐头盒、玻璃、陶瓷、木片 等日用旧物，亦可统称为家庭垃圾，是城市生活垃圾中可回收 利用的主要对象。 庭院垃圾：植物残余、树叶、树杈及庭院清扫物 清扫垃圾：城市道路、桥梁、广场、公园及其它露天公共 场所由环卫系统清扫收集的垃圾。 商业垃圾：城市商业、各类商业性服务网点或专业性营业 场

11、所（菜市场、饮食店）产生的垃圾。 建筑垃圾：城市建筑物、构筑物等进行维修和兴建的施工 现场产生的垃圾。 危险垃圾：医院传染病房、放射治疗系统、核试验室等场 所排放的各种废物（常归入危险废物之列）。 其它垃圾：除以上各类产生源以外场所所排放的垃圾的总 称。 为垃圾分类、收集、加工转化、 资源回收选择合适的处理处置 方法提供依据 详细分类 食品垃圾、纸类、细碎物、金属、玻璃、塑料、轮胎、 电池、木制品、旧家电、报废汽车等 垃圾分类、收集、加工转化、资源回收 选择处理处置提供依据 化学成分C、O、S、H、N、P等 为垃圾研究、设计、加工处理提供依据。 2.1.2 城市生活垃圾的组成与性质 一、垃圾的

12、组成及其影响因素 主要受地理条件、生活习惯、居民生活水平和民 用燃料结构的影响。我国城市垃圾在产量迅速增长的 同时，垃圾构成也发生了很大的变化。表现为有机物 增加，可燃物增多，可利用价值增大。 城市有机 垃圾 无机 垃圾 废 品 纸塑料玻璃金属织物小计 上海71.531.828.0511.784.010.582.2426.65 纽约27.32.944.85.111.98.0069.8 1.民用燃料结构的改变对垃圾构成的作用 我国是以煤为主要燃料的国家，一次能源的75%是煤炭。 煤炭不仅广泛用于工业生产，同时也是家庭燃料的重要组成部 分，大部分家庭的做饭、取暖均以煤炭为主要燃料，造成城市 生活垃

13、圾中含有大量的煤灰，垃圾中有机物含量较少。 但是近年来，随着城市集中供热和煤气化的普及，民用燃 料的消费结构发生了重大变化，同时也带来了城市垃圾组分的 变化。城市燃气的普及率从1986年的28.52%增加到1995年的 70%，北方地区的集中供热普及率1995年为20%，2000年达 到45%。城市生活垃圾中的有机物含量和热值还将进一步增加。 燃煤区垃圾中的无机组分明显高于燃气区，而燃气区垃圾中的 有机组分和可回收废口的比例明显高于燃煤区，变化最大的组 分就是垃圾中的煤灰量的减少，厨余成为主要组分，因此，垃 圾的含水量相对增加。 2.居民生活水平和消费结构与垃圾构成 居民生活水平和消费结构的改

14、变不仅影响城 市垃圾的产生量，也是影响垃圾成分的重要因素。 近20年来，居民生活水平不断提高，排出的垃圾 万分也发生了相应的变化。垃圾中的煤灰渐渐减 少，易堆腐物和废品含量持续增长，白色污染成 为一道“风景线”。 另外，同一城市不同地区的垃圾万分也有所 不同，高档住宅区的垃圾中可回收废物如塑料、 纸品、金属、织物和玻璃等含量明显高于普通住 宅区。 3.垃圾产生源与垃圾构成 我国城市垃圾主要由居民生活垃圾、街道保洁垃圾和 集团垃圾三大类。 居民生活垃圾居民生活垃圾：来自居民生活过程中遗弃的废弃物， 主要由易腐有机物、煤灰、泥砂、纸类等构成。它在城市 垃圾整体中，不仅数量占居首位，而且成分最为复杂

15、，其 构成受时间和季节影响，变化大且极不均匀。 街道保洁垃圾：街道保洁垃圾：来自清扫马路、街道和小巷路面。它的成 分与居民生活垃圾相似，但是泥沙、枯枝落叶和商品包装 物较多，易腐有机物较少，平均含水量较低，低位热值略 高于居民生活垃圾。 集团垃圾集团垃圾：指机关、团体、学校、工厂和第三产业等在生 产和工作过程中产生的废弃物。它的成分随发生源不同而 变化。这类垃圾与居民生活垃圾相比，具有成分较为单一 稳定、平均含水量较低和易燃物、特别是高热值的易燃物 多的特点。 4.城市特征与垃圾构成： 我国各地区经济发展不平衡，使中国城市垃圾构成和特性有很 大的不均匀性。城市垃圾的产生量及其构成，与城市的规模

16、、 性质、功能和地理位置有很大关系，其特点特点是： A、大城市与中小城市垃圾构成有十分明显的区别。大城市 虽然地理环境等基础条件不同，但是由于城市居民的消费水平 都比较高，所以城市垃圾的有机含量的差距相对较小。 B、中小城市的居民消费水平及生活能源气化率都比较低， 有机物约占生活垃圾总量的25%，无机物约占65%，其余为废 品。南方城市垃圾的有机物高于北方城市。 C、城市气化率、集中供热面积及人均燃煤购买量对垃圾的 产量和构成具有明显的影响。 D、包装废物在城市垃圾中的比重增加，是造成城市垃圾增 长的重要原因之一。 二、垃圾的性质 1.物理性质：含水率，容重 2.化学性质：挥发份，灰分，元素组

17、成，发热值 3.生物特性：生物可降解性，生物毒性 含水率对处理处置的影响 堆肥化：含水率过高，空隙度降低，易产生厌氧，导致恶臭； 含水率过低，微生物不能正常生长 焚烧：含水率过高，垃圾不能自持燃烧，解决方法，一是添 加煤粉来增加热值，一是采用生物预处理方法，先将垃圾倒 入储坑放置一段时间，使一部分水渗沥出，含水率降低 填埋：含水率过高，使填埋场地泥泞，影响填埋机械操作 定义：是指单位质量垃圾含有的水分量，用质量分数（%） 表示 测定方法 1、实测法 废物样品 称重 初始质量 烘干 (1051) 取出称重 每隔1h 直至恒重 测定过程： 含水率含水率/%=(初始质量初始质量-烘干至恒重时质量烘干

18、至恒重时质量)x100%/初始质量初始质量 测定方法（续） 2、计算法 原理：原理：已知废物物理组成以及各组分含水率，则可以按固体已知废物物理组成以及各组分含水率，则可以按固体 废物的物理组成加权计算得到混合废物的含水率废物的物理组成加权计算得到混合废物的含水率(现场应用现场应用) 表达式：表达式：W =iWi 例：例：已知废物由食品垃圾、纸张、塑料、灰土组成，分别占已知废物由食品垃圾、纸张、塑料、灰土组成，分别占 60%、10%、20%、10%，各组分含水率分别为，各组分含水率分别为85%、 20%、3%、9% 含水率为：含水率为： W=60% x 85%+10% x 20%+20% x 3

19、%+10% x 9%=54.5% 定义 又称容积密度，指一定体积空间中所容纳的废物质量，单位 kg/m3。 测定方法 1、实测法 容器(体积V) 称重 初始质量 填满 样品 称重 末端质量 容重容重=（末端质量（末端质量-初始质量）初始质量）/体积体积V W=(w2-w1)/V 测定方法（续） 2、计算法 原理：原理：可采用分别测各组分的容重，然后按固体废物的物理可采用分别测各组分的容重，然后按固体废物的物理 组成加权计算得到混合废物的容重组成加权计算得到混合废物的容重 表达式：表达式： =i i 例：例：废物由食品垃圾、纸张、塑料组成，食品垃圾、纸张、废物由食品垃圾、纸张、塑料组成，食品垃圾

20、、纸张、 塑料分别占塑料分别占60%、10%、30%，食品垃圾、纸张、塑料，食品垃圾、纸张、塑料 的容积密度分别为的容积密度分别为300 kg/m3、80 kg/m3、60 kg/m3 容重为：容重为： W=60% x 300+10% x 80+30% x 60=206 kg/m3 挥发分（Vs（%） 定义：指样品干物质中，在还原性气氛中加热，能转化为气 态物质的部分 样 品 干样 称重 初始质量 无氧环境中 (60020) 称重 末端质量恒温一段时间 挥发分挥发分/%=（初始质量（初始质量-末端质量）末端质量）x100%/初始质量初始质量 Vs= (W3-W4)/W3 x100% W3- 烘

21、干的垃圾样品的质量烘干的垃圾样品的质量 W4- 灼烧后的残留量灼烧后的残留量 灰分（A） 定义：指样品干物质中，无法由燃烧反应转化为气态物质的 残余物（即灼烧残留量（%） 灰分灰分/%=末端质量末端质量x100%/初始质量初始质量 A=1-Vs 样品干样 称重 初始质量 加热 600,2h 称重 末端质量 冷却 定义 指固体废物在燃烧反应中所能释放的热能 低热值和高热值的区分QL=QH-600W 低热值大于3350kJ/kg时，燃烧不需要助燃剂。 ） 测定方法 1、测量法 废物 样品 装入 密闭 充氧 释放 热量 助燃剂氧弹 量热计 点火 夹套内水温 不再上升 样品热值样品热值=水的升温焓水的

22、升温焓-助燃剂热值助燃剂热值 例题：有1000kg混合垃圾,其物理组成 是:食品垃圾250kg,废纸400kg,废塑料 130kg,破布50kg,废木料20kg,其余为 土,灰,砖等.请利用下表数据求该混合 垃圾的热值. 元素组成分析的作用 1、判断废物化学性质 2、确定废物处理工艺（N、Cl） 3、预测焚烧后的二次污染物 分析方法-采用仪器分析方法 按物理组分分别分析，然后按物理组成换算成废物的元素 组成（直接分析混合废物样，得到的元素组成数据离散 度较大，无代表性） 固废pH值对农用的影响 pH值过高，会使土壤盐碱化 pH值过低，会使土壤酸化 测试过程 风干样品 混合 振荡水萃 水萃液 水

23、 1:10 样品pH值 测pH值 PH计 1.生物性质之一可降解性 （1）、生物质源物理组分所占比例 厨余、纸类、草木竹类（庭院垃圾、木材类）和 织物（部分，其中的合成纤维织物一般不具有生 物质特征） 固废生物可降解性影响因素（续） （2）、生物质类型 水溶性组分可被微生物直接利用，最易生物降解物质； 蛋白质、脂肪类、半纤维素类和纤维素类物质，首先被 水解酶分解为水溶性物质，然后才能被微生物利用； 木质素类物质不能被大多数微生物所利用 组分挥发性固体含量 /%(干基) 木质素含量 /%(挥发性固体基) 生物可降解物分数 / (挥发性固体基) 食品垃圾85930.40.82 报纸94.021.90.22 办公用纸96.40.40.82 纸板94.012.90.47 园林垃圾50904.10.72 固废生物可降解性影响因素（续） （3）、生物质碳氮比 在微生物处理过程中，废物中的碳提供能源、少量用于 合成细胞质，氮则主要用于合成细胞质，因此，碳氮比 (2030)只有保持在一定范围内，才适合于生物处理 组分碳氮比 粪便610 尿0.8 屠宰废物2 嫩草12 厨房垃圾25 农村庭院垃圾14 秸秆128 废物中能使生物产生中毒性反应的物质类别 1、无机元素及其化合物-重金属(重金属污染) 2、毒害性有机物-多环化合物和卤代有机物