固体废弃物资源回收与利用重点

1、固废重点第一章 绪论固体废物 (solid wastes) 。固体废物是指在生产建设、日常生活和其它活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。其中包括从废水和废气中分离出来的固体颗粒（垃圾、炉渣、废制品、破损器皿、残次品、动物尸体、变质食品、污泥、粪便等)。固体废物处理(treatment of solid wastes) 。这是通过物理、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。固体废物的物理处理包括破碎、分选、沉淀、过滤、离心等处理方式，其化学处理包括焚烧、焙浇、浸出等处理方法，生物处理包括好氧和厌氧分解等处理方式。固体废物处置(dispo

2、sal of solid wastes) 是指最终处置或安全处置，是解决固体废物的归宿问题，如堆置、填埋、海洋投弃等。减量化指通过适宜的手段减少固体废物的数量（质量）和容积。无害化指将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围自然环境的目的。资源化是指通过各种方法从废物中回收有用组分和能源，旨在减少资源消耗、加速资源循环，保护环境。广义的资源化包括物质回收、物质和能量转换3 个部分。规模化： 规模效益，南宫堆肥厂400t/d 增加到 1000t/d 分类收集 :依据物理组成和化学性质、粒径大小固体废物的性质（简答）1.直接占用土地并具有一定的空间；2.品种繁多，数量巨大；3.包括了有

3、固体外形的危险液体及气体废物；4.对环境的压力大，处理费用高等。固体废弃物的来源（选择填空）?生产废物 : 生产过程中所产生的废物(不包括废气和废水); ?生活废物 : 在产品进入市场后,其流动过程中或使用消费后产生的固体废物。固体废弃物的分类（选择填空）按组成：有机废物和无机废物; 按其危害状况：有害废物(指腐蚀、腐败、剧毒、传染、自燃、锋刺、爆炸、放射性等废物）和一般废物; 按其形状：固体废物(粉状、粒状、块状)和泥状废物 (污泥 ); 通常从管理角度来讲，按其来源：工业固体废物、矿业固体废物、农业固体废物、有害固体废物和城市垃圾五类。固体废物对人类环境的危害（简答）1. 侵占土地2. 污

4、染土壤3. 污染水体4. 污染大气5. 影响环境卫生固体废物污染控制需从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要控制措施有: 1. 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，以使不过快地变成废物。2. 发展物质循环利用工艺3. 进行综合利用4. 进行无害化处理与处置固体废物污染控制需从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要技术政策有： （答 9 个字即可）（1）“ 无害化 ”固体废物 “ 无害化 ” 处理是将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境。（2） “减量化”这需要从两个方面着手，一是对

5、固体废物进行处理利用，二是减少固体废物的产生。（3） “资源化”资源危机问题；资源危机的出路 开发再生资源；“资源化 ” 是我国强国富民约有效措施。固体废物资源化具有下列优势: a.环境效益高； b.生产成本低； c.生产效率高；d.能耗低。划分有害废物与非有害废物的种类和范围的方法（填空选择）?名录法 : ?鉴别法 : 第二章 固体废物处理收运系统及系统分析清除频率(收集频率 )按我国的管理规定垃圾应当做到日收日清，即每日收集一次， 国外则是根据垃圾发生量、以及垃圾种类采取不同的收集频率，有些每日清除，有些每周清除二次或三次不等。固体废物的收集方式分类（简答、填空）混合收集混合收集是指统一收

6、集未经任何处理的原生废物的方式。优点：收集费用低，简单易行。缺点：废物混杂，降低了废物中有用物质的纯度和再生利用的价值；增加了各类废物的处理难度，造成处理费用的增大。分类收集即根据废物的种类和组成分别进行收集的方式。特点：1.提高废物中有用物质的纯度，有利于废物的综合利用；2.通过分类收集，还可以减少需要后续处理处置的废物量；3.降低整个管理的费用和处理处置成本。对固体废物进行分类收集时，一般应遵循如下原则：工业废物与城市垃圾分开危险废物与一般废物分开可回收利用物质与不回收利用物质分开可燃性物质与不可燃性物质分开定期收集是指按固定时间周期对特定废物进行收集的方式特点：1.可以将暂存废物的危险性

7、减小到最低程度；2.可以有计划地使用运输车辆3.有利于处理处置规划的制定随时收集对于产生量无规律的固体废物，如采用非连续生产工艺或季节性生产的工厂产生的废物，通常采用随时收集的方式。计算题（高频考点）注意小数点进上还是舍！ ！在一商业区拟建一废物回收站（mrf） ，环卫部门想用拖曳容器系统，但担心收集运行费用试确定mrf 距离商业区的最大距离，使得拖曳容器系统每周的收集费用不高于固定容器系统，假定每一个系统只使用一名工人，以下数据供参考，为简化起见，行驶时间t1和t2包括在非工作因子中。1.拖曳容器系统a.废物量：300yd3/周；b.容器大小： 8yd3； c.容器容积利用系数： 0.67；

8、 d.容器装载时间： 0.033h；e.容器卸载时间： 0.033h；f.速度常数： a=0.022h、b=0.022h/mi ；g.处置场的停留时间：0.053h；h.间接费用： usd400/ 周； i.运行费用： usd15/h 。2.固定容器系统a.废物量： 300yd3/周； b.容器大小： 8yd3；c.容器容积利用系数：0.67；d.废物收集车容积：30yd3；e.容器卸载时间：0.05h；f.速度常数： a=0.022h、b=0.022h/mi ；g.处置场的停留时间：0.10h；h.间接费用： usd750/ 周； i.运行费用： usd20/h ；j.废物收集车压缩系数：2

9、。3.废物收集点特征a.容器与收集点之间的平均距离：0.1mi；b.两种系统在收集点间的速度常数均为：a=0.06h、b=0.067h/mi 解：1.拖曳容器系统确定每周需要运输的次数nw=vw/cf=300/(8*0.67)=56次/数平均装载时间phcs=pc+uc+dbc=pc+uc+a+bx=0.033+0.033+0.060+0.067*0.1 =0.133 每周需要的工作天数t周tw= nw (phcs+s+c+a+bx)/h(1-w) =56*(0.133+0.053+0.022+0.022x)/8*(1-0.15)=(1.71+0.018x)天/周每周的运行费用q=15*8*(

10、1.71+0.018x)=(205.20+21.7x)usd/周2.固定容器系统每次清运的容器数ct=vr/cf=30*2/(8*0.67)=11.19个/次=11 个/次装载时间pscs=ct(uc)+(np-1)(dbc)= ct(uc)+(np-1)(a+bx) =11*0.05+(11-1)*(0.06+0.067*0.1)=1.22h 每周需要的运输次数nw=vw/vr=300/(30*2)=5 确定每周需要的时间tw=nwpscs+(s+a+bx)/h(1-w) =5*1.22+(0.10+0.022+0.022x)/8*(1-0.15) =(0.99+0.016x) 天/周每周的

11、运行费用q=20*8*(0.99+0.016x)=(158.40+2.56x)usd/周计算题一角大的居民区，每周产生的垃圾总量约为 460m3，每栋房子设置 2 个垃圾收集容器， 每个容器的容积为154 升。每周人工收运垃圾车收集一次垃圾，垃圾车的容量为27m3，配备 2 名工人。试确定垃圾车每个往返的行使时间以及需要的工作量。处置长距离居民区 24km；速度常数a 和 b 分别为 0.022h 和 0.01375h/km ；容器利用效率为0.7 ；垃圾车压缩系数为2；每天工作时间按8 小时考虑。假设s=0.1 ；w=0.15，tp=0.5min两个收集点之间的行使时间忽略。解： 1、垃圾车

12、每周要完成的工作量nw：nw = 460/（27 2）= 8.5 9 （次）2、垃圾车每次清理的垃圾点数np：2505.25027.0101542273nfvrvnp（个）3、垃圾车收集一次所需的装载时间pscs：2605.02506060ntnpptnpnppscspscs=1.04 （h）4、垃圾车每个往返的行使时间ts：ts = pscs + s + a + bx=1.04 + 0.1 + 0.022 + 0.01375 （ 24+24）=1.822 （ h）5、垃圾车每天所能收集的次数nd：nd= t （ 1-w）/ts = 8 （ 1-0.15 ） /1.822 = 3.73 3 （

13、次）6、每周所需的工作时间tw：tw= nw / nd = 9/3 = 3（天）转运站设置的必要性城市发展难在市区垃圾收集点附近找到合适的地方来设立垃圾处理工厂或垃圾处置场垃圾处理点不宜离居民区太近，土壤条件也不允许垃圾管理站离市区太近处置场远离收集路线时，究竟是否设置中转站，主要视经济性而定: 一方面有助于垃圾收运的总费用降低，长距离大吨位运输比小车运输的成本低或由于收集车一旦取消长距离运输能够腾出时间更有效地收集另一方面是对转运站、大型运输工具或其他必需的专用设备的大量投资会提高收运费用第三章 固体废物的预处理技术压实概念（名词解释） 、原理和适用性（填空选择）所谓压实处理，就是通过消耗压

14、力能来提高废物的容重。原理 ：利用机械的方法减少垃圾的空隙率，将空气挤压出来增加固体废物的聚集程度。适合：固体废物中适合压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质，如金属加工出来的金属细丝，金属碎片、冰箱与洗衣机，以及纸箱、纸袋、纤维等不适合 ：有些固体废物、 如木头、 玻璃、 金属、 塑料块等已经很密实的固体，以及焦油、污泥等液态废物不宜作压缩处理。压实的目的：）增加容重和减小体积，便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本；）制取高密度惰性块料，便于贮存，填埋或作建筑材料。固体废物压实处理的优点：）减轻环境污染；）快速安全造地；）节省填埋或贮存场地。压缩比压缩比即固体废物压实前的体积

15、与压实后的体积之比，用下式来表示: r=vi/vf 式中，r 为固体废物体积压缩比; vi为废物压缩前的原始体积; vf为废物压缩后的最终体积。破碎通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的操作过程统称破碎。破碎使固体废物处理技术中最常用的预处理工艺。破碎的目的1）原来不均匀的固体废物经破碎或粉磨之后容易均匀一致，可提高焚烧、热解、熔烧、压缩等作业的稳定性和处理效率；2）固体废物粉碎后假比重减少，容重减少，便于压缩、运输、贮存和高密度填埋和加速复土还原；3）固体废物粉碎后，原来联生在一起的矿物或联结在一起的异种材料等单体分离，便于从中分选、拣选回收有价物质

16、和材料；4）防止粗大、锋利废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔；5）为固体废物的下一步加工和资源化作准备。破碎比定义：原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。粉碎度 =碎前 max 直径 /碎后 max 直径（粒）i=dmax/dmax - 极限破碎比，应用于机械选择粉碎比 =碎前平均粒度 /碎后平均粒度i=dcp/dcp- 真实破碎比，应用与科研理论研究中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。对于固体废物进行多次破碎，破碎比i=各段破碎比之乘积即：i=i1 i2 i3 in破碎比对于破碎要求程度，破碎机选择以及几种破碎机的组合都有参

17、考价值。但是破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相应增加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段破碎流程。破碎方法（主要记忆应用在哪里，选择填空）1. 球磨机主要用途：用煤矸石生产水泥、砖瓦、矸石棉、化肥和提取化工原料等，用钢渣生产水泥、砖瓦、化肥、溶剂以及对垃圾堆肥深加工等。2. 低温冷冻破碎低温破碎应用：1.塑料低温破碎；2.回收各种金属的低温破碎；3 汽车轮胎的低温破碎3. 湿式破碎垃圾湿式破碎技术只有在垃圾中的纸类含量高或垃圾经过风力分选而回收的纸类，才适于采用。筛分筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细料分离的过程。筛分效

18、率及其影响因素（1）筛分效率（e） ：= 筛下物重量（q1）/入筛废物内粒度小于筛孔尺寸的物料重其中： e（%） ：为筛分效率q1：为筛下产物重量q：为入筛废物重量：为入筛废物中小于筛孔尺寸的颗粒的重量（2）影响筛分效率的因素入选物料性质a.颗粒粒度； b.水分含量； c.颗粒形状筛子结构a.类型：钢条筛、钢板冲孔筛、钢丝筛b.筛孔面积c.筛孔形状：圆形筛孔、长方形筛孔d.筛孔大小筛子运动情况a.固定筛b.运动筛：摇动筛和振动筛重力分选分类（填空）11410 0 %1 0 %./ 10 0.qqeqq按介质不同，固体废物的重力分选可分为：1.重介质分选， 2. 跳汰分选， 3. 风力分选， 4

19、. 摇床分选等。重介质通常将密度大于水的介质称为重介质。重介质是由高密度的固体微粒和水构成的固液两相分散体系，它是密度高于水的非均匀介质。磁力分选原理原理： 不同磁性的组分通过磁场时，磁性较强的颗粒就会被吸附到磁选设备上，而磁性弱和非磁性颗粒就会被输送到预定的区域内。浮选的浮选药剂（选择）1、捕收剂：异极性捕收剂（极性、非极性）非极性捕收剂（脂肪、环烷）种类：油类、黄药、油酸、胺类2、起泡剂：减小水表面张力和在水面上形成稳定泡沫3、抑制剂：抑制物质可浮性、阻止捕收剂吸附4、活化剂：促进可浮性、消除抑制5、介质调整剂：调整料浆ph 值6、分散与混凝剂：异极性：黄药、油酸非极性：煤油正反浮选浮选物

20、质（选择）正浮选：浮选有用物质反浮选：浮选无用物质浮选的应用粉煤灰中提取炭煤矸石中回提硫铁矿焚烧灰渣中回收金属第四章 固体废物的稳定化 / 固化技术浸出率浸出率是指固化体浸于水中或其他溶液中时，其中有害物质的进出速度。浸出率的数学表达式：rin=arm/(a0ft) 式中：rin标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率，g/(d?cm2) ar 浸出时间内浸出的有害物质的量，mg；m 样品的质量，g；a0样品中含有的有害物质的量，mg；f 样品暴露的表面积，cm2；t 浸出时间， d。测量和评价固化体浸出率的目的：在实验室或不同的研究单位之间，通过固化体难溶性程度比较，可以对固化方法及工艺条

21、件进行比较、改进或选择；有助于预计各种类型固化体暴露在不同的环境时的性能，可用以估计有毒危险废物的固化体在贮存或运输条件下与水接触所引起的危险大小。增容比增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值，即ci=v2/v1式中：ci增容比v1固化前有害废物的体积，m3；v2固化体体积，m3。增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项重要指标。抗压强度抗压强度主要是用来评价固化体的抗破碎性，减少固化体对环境的污染的可能性。包胶固化包胶固化是采用某种固化基材对废物块或废物堆进行包覆处理。塑料固化以塑料为固化剂与有害废物按一定的配料比，并加入适量的催化剂和填料（骨料）进行搅拌混合，使其共聚和

22、固化而将有害废物包容形成具有一定强度和稳定性的固化体。水泥固化水泥固化是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法。此法非常适用于处理各种重金属的污泥。水泥固化优缺点优点： 对含高毒重金属废物的处理特别有效，固化工艺和设备比较简单，设备和运行费用低， 水泥原料和添加剂便宜易得，对含水量较高的废物可以直接固化，固化产品经过沥青涂覆能有效地降低污染物的浸出，固化体的强度、耐热性、耐久性均好，产品适用于投海处置，有的产品可作路基或建筑基础材料。缺点：增容比大，污染物浸出率高，需作涂覆处理；添加剂的使用使处理成本增加；水泥的碱性能使铵离子变成氨气释出。沥青固化沥青固化是以沥青为固化剂与有害废物在一

23、定的湿度、配料比、 碱度和搅拌作用下产生皂化反应，使有害废物均匀地包容在沥青中，形成固化体。第五章固体废物热化学处理技术热化学热化学处理是通过对固体废物进行高温分解和深度氧化，改变其物理、 化学、 生物特性或组成的处理方法。常用的热化学处理技术包括：焚烧、热解、气化、熔融热值生活垃圾的热值是指单位质量的生活垃圾燃烧释放出来的热量，以kj/kg 计。热解固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。（所以处理有机物较好的方法是热解）有害废物破坏去除率（destruction and removal efficiency ，简写为dre ）dre(%) (wpohc进wp

24、ohc出)/ wpohc进100对于危险废物的焚烧处理，一般要求pohc 的 dre 都要求达到99.99%以上，二恶英和呋喃类的 dre 达到 99.9999% 固废燃烧的几种形式（选择填空）蒸发燃烧指类似石蜡的固体物质，受热后先融化为液体，进一步受热产生燃料蒸汽，再与空气混合燃烧。分解燃烧指木材、 纸张等纤维素类物质，受热后分解为挥发性组分和固定碳，挥发性组分中的可燃气体进行扩散燃烧，而碳则进行表面燃烧。表面燃烧指类似木炭、焦炭的固体物质，受热后不经过融化、蒸发、分解等过程，而直接燃烧，表面燃烧又称作多相燃烧或置换燃烧。燃烧效果的主要影响因素物料尺寸（ size）物料尺寸越小， 所需加热和

25、燃烧的时间就越快，一般来说， 固体物质的燃烧时间与物料的粒度的1-2 次方成正比。停留时间（ time）为了保证物料的充分燃烧，需要在炉内停留一定时间，包括加热物料及氧化反应的时间。湍流程度（ turbulence）湍流程度是指物料与空气及气化产物与空气之间的混合情况，湍流程度越大， 混合越充分，空气的利用率越高，燃烧越有效。焚烧温度（ temperature）一般来说， 焚烧温度越高，废物燃烧所需的停留时间就越短，焚烧效率越高，但是如果温度过高，会对炉体材料产生影响，还可能发生炉棒结焦等问题。过剩空气量（excess air）空气量与温度是两个相互矛盾的影响因素，在实际操作过程中， 应根据废

26、物的特性、处理要求等加以适当调整，一般情况下， 过剩空气量应控制在理论空气量的1.7-2.5 倍。固体废物的热解与焚烧相比有以下优点1) 可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源；2) 由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染；3) 废物中的硫、重金属等有害成分大部分被留在炭黑中；4) 由于保持还原条件，cr3+不会转化为cr6+；5) nox的产生量少。第六章 有机固体废物资源化技术重点记忆一种资源化方法的工艺技术参数、举例说明。堆肥化堆肥化 ( 高温堆肥 ) ：人工控制下，在一定的水分、c/n 比和通风条件下通过微生物的发酵作用， 将有机物料转变

27、为肥料的过程。在一过程中， 有机物由不稳定转化为稳定的腐殖质物质。因此对环境，尤其土壤环境不构成危害堆肥化处理对有机物要求堆肥中最合适的有机物含量约为20%80 之间。堆肥化影响因素1.有机质含量2.碳氮比3.水分4.问题5.碳磷比6.ph 堆肥发酵的工艺参数 a、一次发酵主要参数含水率 45% 65 c/n 30/135/1 温度 5565 周期 310 天 b、二次发酵工艺参数含水率 40 温度40 周期 3040d 工艺流程1.前处理2.主发酵3.后发酵4.后处理5.脱臭6.贮藏工艺要求 a 、一次发酵终止指标无恶臭容积减量 25% 30水份去除率10 c/n：15/120/1 b、二次

28、发酵终止指标堆肥充分腐熟含水率 35 c/n20/1 堆肥粒度 10mm 腐熟度腐熟度：堆肥腐熟的程度，堆肥中的有机质经过矿化和腐殖化过程最后达到稳定的程度。影响腐熟度因素：粒径，营养供应，水分，通气状况（搅拌作用），及堆垛的大小。青贮饲料青贮饲料是将含水率为65 75的青绿饲料经切碎后，在密闭缺氧的条件下，通过厌氧乳酸菌的发酵作用，抑制各种杂菌的繁殖，而得到的一种粗饲料。青贮饲料气味酸香、柔软多汁、适口性好、营养丰富、利于长期保存，是家畜优良饲料来源。青贮饲料优点1.有效地保存了青绿植物中的营养成分2.提高了饲料的适口性3.可以扩大饲料的来源4.可以消灭害虫，病菌和杂草5.能为寒冷地区的家畜提供青绿多汁的饲料6.青贮饲料是保存饲料的经济而安全的方法7.调制青贮饲料受天气因素的影响较少乙醇发酵预处理酸处理碱处理微生物处理物理处理复合处理沼气发酵沼气发酵又称甲烷发酵，就是在特定的厌氧条件下，微生物将有机物质进行分解，其中一部分碳素物质转化为甲烷和二氧化碳的过程。沼气发酵 3 个产气率产气率分为原料产气率、料液产气率、池容产气率。1. 原料产气率是指单位原料重