固体废物笔记

1、固体废物处理技术固体废物的特点：·时空性：从空间性来说，一过称的废物可能成为另一过程的原料； 从时间性来说，随着科技的发展，今天的废物也许会成为明天的资源；·无主性：固体废物被丢弃后，不再属于某个人，因此很难找到具体的负责人；·分散性：多数固体废物并非集中在某一个地方产生，而是散布在各个地方，在进行处理处置、资源化利用之前，首先需要收集起来，这带来了固体废物处理成本的增加；·危害性：一些固体废物含有有毒物质，污染周围环境； 一些固体废物含有一些病原微生物，可能危害人类健康；固体废物污染危害·侵占土地 ·污染土壤 ·污染水体

2、·污染大气 ·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。·改革生产工艺 ·发展物质循环利用工艺 ·进行综合利用 ·进行无害化处理与处置固体废物处理方法固体废物处理是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存、或最终处置的过程。·物理处理：通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态；·化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态；·生物处理：利用微生物分解固体废物中可降解的

3、有机物，从而达到无害化或综合利用；·热处理：通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处理方法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等；·固化处理：采用固化基材料将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种处理过程。固体废物处置方法固体废物处置是指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，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、深井灌注我国控制固体废物污染的技术政策 “无害化” ·基本任务：将固体废物通过工

4、程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境（包括原生环境与次生环境）。 ·处理工程：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵，有害废物的热处理和解毒处理等。 “减量化” ·基本任务：通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。 ·实现战略：固体废物进行处理利用、 减少固体废物的产生 “资源化” ·基本任务：采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。 ·特点：保护和延长原生资源寿命，保证资源永续，节省投资，降低成本，减少环境污染，保持生态平衡。 ·原则：技术是可行的；经济效益比较好，有较强的生命力，废物在排放源就近利用可以

5、节省贮放、运输等过程的投资；“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准。固体废物的填埋处理技术填埋的概念和分类固体废物无论采取何种减量化和资源化处理方法，如焚烧、热解、堆肥等处理后，剩下的无法再利用的残渣都需要对其进行最终处理。最终处理的目的就是为了避免废物对大气环境、水环境、生态环境和人的生存环境产生不利的影响，最大限度地将废物封闭隔离。含义：·当前技术条件下无法继续利用的固体污染物终态。·因其富集不同种类的污染物质而对生态环境和人体健康具有即时性和长期性影响。·放置在某些安全可靠的场所，以最大限度地与生物圈隔离。目标： 确保废物中的有毒有害物质，无论现在还是

6、将来都不至于对人类及环境造成不可接受的危害。要求： 废物体积尽量小； 废物无较大危害性； 处置场地适宜； 设施结构合理； 封场后定期维护监测； 处置方法简便、经济，同时兼顾环境效益。处置方法分类（1）按隔离屏障划分：天然屏障隔离处置； 人工屏障隔离处置 天然屏障隔离处置： ·处置场地所处的地质构造和周围的地质环境。 ·沿着从处置场所经过地质环境到达生物圈的各种可能途径对于有害物质的阻滞作用。 人工屏障隔离处置： ·使废物转化为具有低浸出性和适当的机械强度的稳定的物理化学形态。 ·废物容器。 ·处置场地内各种辅助性设施（人工防渗工程）。（2）按处

7、置场所划分：陆地处置； 海洋处置（海洋倾倒、远洋焚烧） 陆地处置：深井灌注； 土地耕作； 工程库； 浅地层埋藏； 储留池储存； 土地填埋（卫生土地填埋、安全土地填埋） 陆地处置的优点：方法简单、操作方便、成本低 陆地处置的缺点：离人群近、安全感差、易污染固体废物的最终处置方法 安全化、稳定化、无害化（一）堆存法 ·土地堆存（原始） 对象：不扬尘、不腐烂变质、不溶解 场地：山沟、山谷、洼地等 ·筑坝堆存法 对象：粉煤灰、尾矿粉等湿排灰泥（二）填埋法（应用最广） 在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适的场所，把固废用土壤覆盖起来的技术。 ·卫生土地填埋 对象：城市

8、垃圾、建筑垃圾、炉渣等 分类：好氧填埋、厌氧填埋、准好氧填埋 应考虑的问题：渗出液的处理、降解气的控制、臭味和病原菌的消除、填埋场地的选择设计、填埋方法等。 1.密封或底部和四周都密封的结构 人工屏障 衬里材料：无机材料：粘土、水泥等 有机材料：沥青、橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯等 2.场地的选择 两项原则：场地能满足防止污染的需要、经济合理 考虑因素：垃圾：确定场地的规模 地形：要便于施工，避开洼地，泄水能力要强 土壤：易取，易压实，防渗能力强 水文：地下水距最下层埋藏物至少1.5m 气候：要蒸发大于降水，避开高寒区 另外还要考虑交通、距离与方位、土地征用、开发等方面。 3.场地的设计 （1）场地

9、的面积和容量 城市人口数量、垃圾的产量、废物填埋的高度、垃圾与覆盖材料量之比以及填埋后的压实密度有关。 1:4或1:3； 压实密度为500-700kB/m； 20年地下水保护系统来源：降水、地表径流、地下水、垃圾含水填埋场水的收支平衡关系：填埋场流入流出降雨蒸发地表径流地表径流地下涌出水地下渗出废物含水 浸出液 措施：设置防渗衬里、建立排水、集水设施垃圾填埋场漏气危害：爆炸、人员窒息、漏气可能引起燃烧、替代土壤中的空气影响作物生长、二氧化碳溶于地下水，改变水质措施：收集作为能源或铺管焚烧收集设施注意：井口密封、覆土厚度4m以上，地面出口用混凝土密封；集气管开口适宜，外加尼龙网气体控制：可渗透性

10、排气和不可渗透阻挡层排气填埋方法卫生土地填埋方法主要有三种：沟槽法、地面法、混合法（斜坡法）综述：卫生土地填埋法，工艺简单，操作方便，处置量大，费用较低。在我国目前城市垃圾无机成分高、处理利用率低、经费紧张的情况下，卫生土地填埋是一种较为可行的处理方法。它既消纳处置了垃圾，又可根据城市的地形地貌特点将填埋场开发利用，封场后可植树绿化，建造假山公园。固体废物的焚烧处理技术焚烧处理 焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。 我国已有深圳、杭州、石家庄、上海、武汉等城市相继建造了垃圾焚化电厂。 焚烧处理的优点是减量效果好，处理彻底。但建设和生产费用极为

11、昂贵。典型的城市生活垃圾焚烧系统的工艺单元包括系统：·进厂垃圾计量系统 ·垃圾卸料及贮存系统 ·垃圾进料系统·垃圾焚烧系统 ·焚烧余热利用系统 ·烟气净化和排放系统·灰渣处理或利用系统 ·污水处理或回用系统 ·烟气排放在线监测·垃圾焚烧自动控制系统焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为900左右，炉心最高温度可达1100），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分为可燃和不可燃两部分可

12、燃垃圾橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果皮及动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性等非常复杂，不易直接填埋。不可燃垃圾金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋。焚烧法的优点1、垃圾焚烧后，体积可减少85% - 95%，质量减少20% - 80%。2、高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质无害化。3、焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有害废弃物直接处理容易得多。4、焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。5、热能可以利用。焚烧法的缺点1、焚烧法对垃圾的热值有一定要求。2、建设成本和运行成本相对高。3、管理水平和设备维修要求高。4、焚烧产生的废

13、气若处理不当，很容易对环境造成二次污染。5、不同季节、年份垃圾热值的变化不同。燃烧产物有机碳CO2HH2O，有F或Cl存在时可能有HF、HCl有机硫和有机磷SO2、SO3、P2O5有机氟化物HF，氢不足会出现CF4、COF2（需添加助燃料）有机氯氯化氢（氢气不足有游离氯气产生）有机溴化物、碘化物HBr、Br2、I2金属卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物垃圾焚烧烟气的特点是HCl和CO2浓度特别高，粉尘中的盐分（氯化物和硫酸盐）特别高固体废物的焚烧（1）燃烧原理 有机物或可燃无机物 + 02 = CO2 + H2O + 其它简单无机物 + 热量某种废物的热量 = 某种废物的热值 +

14、 该种废物的重量热值:单位质量的固体废物完全燃烧所释放出来的热量，kJ/kg。（2）废物在焚烧炉中停留时间的计算 停留时间：指固体废物从进炉开始到焚烧结束炉渣从炉中排出所需的时间。（3）理论燃烧温度的计算 ·燃烧反应是由许多单个反应组成的复杂的化学过程。它包括放热反应，也有吸热反应。 ·当燃烧系统处于绝热状态时，焚烧释放出的全部热量使焚烧产物（废气）达到的温度称为理论燃烧温度，即绝热火焰温度。焚烧设备·按燃烧方式： 多段焚烧炉、 流化床焚烧炉、 机械炉排焚烧炉、 回转窑式焚烧炉。固体废物的热解·固体废物中有机物可分为天然的和人工合成的两类。·天

15、然的有橡胶、木材、纸张、蛋白质、淀粉、纤维素、麦秆、废油脂和污泥等。·人工合成的有塑料、合成橡胶、合成纤维等。·这些废物都具有可燃性，能通过焚烧回收能源。 固体废物热解：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。热解法与焚烧比较：·焚烧是放热的，热解是吸热的； ·焚烧的产物主要是CO2和H2O，热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的氢、甲烷、一氧化碳、液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的主要是焦炭或碳黑。 ·焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽，就近利用。热解的产物是燃料油及燃

16、料气，便于贮藏及远距离运输。热解原理固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包含大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各种较小的分子，热解过程可以用通式表示如下： 有机固体废物（H2、CH4、CO、CO2等）气体 + （有机酸、焦油等）有机液体 + 碳黑 + 炉渣热解方式·热分解过程用于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异。·按供热方式分为内部加热和外部加热。·按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行，热分解过程分为单塔式和双塔式。·按热解过程是否生成炉渣分为造渣型和非造渣型。·按热解产物的状态分为气化方式、液

17、化方式和碳化方式。·按热解炉的结构分为固定层式、移动层式和回转式。典型固体废物的热解1、废塑料的热解产物及工艺流程 塑料分类：解聚反应型塑料、随机分解型塑料、中间分解型塑料。 ·解聚反应型塑料受热分解时聚合物解离、分解成单体，主要是切断了单体分子之间的结合键。如聚氧化甲烯、聚-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、四氟乙烯塑料等。 ·随机分解型塑料受热分解时链的断裂是随机的，因此产生无一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物。如聚乙烯、聚氯乙烯等。 ·大多数塑料的受热分解，二者兼有之，各种分解产物的比例，随塑料的种类、分解的温度而不同，一般温度越高、气态的（低

18、级的）碳氢化合物的比例越高。2、热解流程 特点：导热系数较低0.07-0.3kcal/(m,h,)（相当于木材），当加热到熔点温度（100-250）时，中心温度还很低，继续加热，外部温度可达500以上并碳化，而内部温度才达到可熔化的程度。由于外部炭化妨碍内部的分解，故热效低下。 塑料品种多，废塑料品种混杂，分选困难。3、城市垃圾的热解产物及工艺流程（1）城市垃圾热解产物 城市垃圾中含可燃组分、纸张、塑料以及合成纤维等占有很大比重。因此，城市垃圾作为资源回收也是一个重要方面。热解以回收燃料油及燃料气是一种资源回收途径，其产物的组分与垃圾成分、热解温度以及热解装置有关。（2）热解工艺流程（不同国家

19、垃圾组份不同，流程也不大相同） 移动床热分解工艺：经碎除去重组分的城市垃圾从炉顶进入热解炉，从炉底送入约600的空气-水蒸气混合气，炉子温度由上到下逐渐增加。炉顶为预热区，依次为热分解区和气化区。垃圾经过各区分解后产生的残渣经回转炉栅从炉底排出。 · 生成的气体：H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4等。含N2高，热值低。 双塔循环式流动床热分解的工艺 原理：该工艺由荏原-工技院及月岛机械分别开发。二者共同点都是将热分解及燃烧反应分开在两个塔中进行，热解所需的热量由热解生成的固体炭或燃料气在燃烧塔内燃烧来供给。惰性的热媒体（砂）在燃烧炉内吸收热量并被流化气鼓动成流态化，经连络

20、管到热分解塔与垃圾相遇，供给热分解所需的热量，经连络管返回燃烧炉内，再被加热返回热解炉。 优点：燃烧的废气不进入产品气体中，因此可得到高热值燃料气；在燃烧炉内热媒体向上扰动，可防止热媒体结块；因炭燃烧需要的空气量少，向外排气少；流化床内温度均一，可以避免局部过热；由于燃烧温度低，产生的NOX少，特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解；可以防止结块。 管型瞬间热分解 特点：破碎（5mm）风力分选（二次破碎）、筛分（磁选，浮选）、外加热式热分解炉气、发热量高。 缺点：此法由于前处理工程复杂，破碎过程动力消耗量大，运转费用高。 回转窑热解法：温度控制730-760；此分解流程由于前处理简单，对垃

21、圾组成适应性大，装置结构简单，操作可靠性高。 高温熔融热分解：该工艺流程是将城市垃圾转变成能量并副产粒状熔渣的流程。其特点是在气化炉中用预热到1000的空气将分解出来的炭燃烧，产生1650的高温将无机残渣熔融，热解产生的燃料气在二次燃烧室燃烧，产生的高温气体约1150-1250，85%进入热锅炉，15%预热空气。 纯氧高温热分解UCC流程 此方法气体以CO、CO2、H2为主，热值低；燃烧区，可形成坚硬的颗粒状熔渣。 此方法垃圾不需要前处理，流程简单。有机物几乎全部分解，分解温度高达1650，由于不是供应空气而是采用纯氧，NOX产生量极少。垃圾减量较多， 约为95-98%，本法的关键是能否提供廉

22、价的纯氧。4、农用固体废物的热解产物及工艺流程农业固体废物中存在大量的脂肪、蛋白质、淀粉和纤维素，也可以经热解而得到燃料油和燃料气。早在50年代，我国就从农业的废玉米芯中提取糠醛，作为化工原料，也可作燃料。5、污泥热解产物及热及工艺 有机污泥一般都采用焚烧法处理以回收能量，但焚烧过程中会产生二次污染问题，如废气中含SOX、NOX、HCl，残渣含重金属；有些热值不高的污泥还需辅助燃料；含有铬的污泥焚烧时使相当大的一部分铬氧化成毒性较高的六价铬等，如采用污泥热解的方法以回收能量可以避免以上问题。但是污泥与前面所述塑料、橡胶等不同，它含有大量水分，需要将水分干燥到20-30%，再进行热解。干燥可直接

23、加热也可间接加热，为防止臭气逸出，用间接加热热别是蒸汽间接加热更有利。（1）污泥热解流程：污泥与干燥过的一部分污泥在搅拌器中混合进入干燥器干燥，然后送入热解炉。从干燥器中出来的气体在冷水塔中经冷却凝缩去水后可作为燃烧气在燃烧室中使用。热解产生的气体经冷却后可回收油品或热量。气体导入燃烧室在800以上燃烧。燃烧室产生的高温气体在废热锅炉中产生蒸汽用于干燥，若能量不足时可在燃烧室加补助燃料。 （2）污泥与垃圾联合热解 近年来，国外固体废物热解的另一发展是将城市垃圾和含可燃组分的工业垃圾与污泥进行联合热解，这样可以更有效地回收热能。 固体废物与污泥联合热解有以下特点： 固体废物中有用的无机物可以直接

24、回收，有机物的热量亦被回收利用。 尾气经过多级净化处理，废水经过一般处理均能达到允许排放的标准。 残渣中的微量元素可进行填埋处理，而占地面积只有传统填埋面积的20-30%，还可省去传统填埋前的预处理。 固体废物与污泥联合热解处理的方法改变了污泥热解处理的地位，大大提高了污泥作为能源的竞争能力。 会产生二次污染问题，如废气中含SOX、NOX、HCl，残渣含重金属；有些热值不高的污泥还需辅助燃料；含有铬的污泥焚烧时使相当大的一部分铬氧化成毒性较高的六价铬等。 污泥和城市垃圾联合热解处理可提供大量的电能以满足大型现代化水处理所需的能源，根据外国学者预断，污泥热解处理将是今后污泥处理的主要方向。固体废

25、物的堆肥化处理技术自然界的许多微生物具有氧化、分解有机固体废物的能力。利用微生物的这种能力，处理可降解的有机废物，达到无害化和资源化，这是有机固体废物处理利用的一条重要途径。好氧生物降解制堆肥1、好氧堆肥概念 堆肥化（compost in）：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（biostablization）的过程。 （或 依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。） 堆肥（compost）：深褐色、质地松散、有泥土味的物质。这种物质的养料价值不高，但却是一种极好的土壤调节剂和改良剂，其主要成分是腐

26、殖质。· 堆肥化系统分类方法有多种：按堆制方式可分为间歇堆积法和连续堆积法；按原料发酵所处状态可分为静态发酵法和动态发酵法；按堆制过程的需氧程度可分为好氧法和厌氧法。· 现代化堆肥工艺。特别是城市垃圾堆肥工艺，大都是好氧堆肥。好氧堆肥系统温度一般为50-65，最高可达80-90，堆制周期短，也称高温快速堆肥。· 厌氧堆肥系统，空气与发酵原料隔绝，堆制温度低，工艺比较简单，成品堆肥中氮素保留比较多，但堆制周期过长，需3-12个月，异味浓烈，分解不够充分。 2、好氧法堆肥原理 好氧法堆肥是以好氧菌为主对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收

27、的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成为新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。 通气条件下借好氧性微生物活动使有机物降解，从而使固体废弃物无害化、资源化。 特点：高温堆肥（一般在50-60，极限可达80-90）3、堆肥原料与堆肥微生物 （1）堆肥原料 生活垃圾、有机污泥、人和禽畜粪便以及农林废物等都含有堆肥微生物所需要的各种基质碳水化合物、脂类、蛋白质，因而是常用的堆肥原料。在生活垃圾中，不可堆肥的物质较多，需通过预处理，适当排除，才能用作堆肥原料。 人和禽畜粪便，已经经过胃肠系统的充分消化，一般颗粒较小，含有大量低分子化合物人和动物吸

28、收消化的中间产物，含水量较高，可直接用作堆肥原料。 有机污泥富含微生物生活繁殖所需的营养成分，是堆肥的良好原料。 农林废物均富含碳素，但有的因含维生素、半纤维素、果胶、木质素、植物蜡等，较难被微生物分解，有的因表面布有众多毛孔而具有疏水性，致使其受微生物分解十分缓慢，故均需作预处理，才能用于生产堆肥。 （2）堆肥微生物 好氧法制堆肥，参与有机物生化降解的微生物包括两类：嗜温菌和嗜热菌。 固体废物好氧微生物降解过程，依据温度变化大致分成三个阶段，每一阶段各有其独特的微生物类群。 中温阶段：堆制初期，堆层呈中温（1545）。此时，嗜温性微生物活跃，利用可溶性物质糖类、淀粉不断增值，在转换和利用化学

29、能的过程中产生的能量超过细胞合成所需的能量，加上物料的保温作用，温度不断上升，以细菌、真菌、放线菌为主的微生物迅速繁殖。 高温阶段：堆层温度上升到45以上，便进入高温阶段。从废物堆积发酵开始，不到1周的时间，堆温一般可达到6570，或者更高。此时，嗜温性微生物受到抑制，甚至死亡，而嗜热性微生物逐渐替代嗜温性微生物的活动。除前一阶段残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化外，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。在50左右活动的主要是嗜热性真菌和放线菌。60时，仅有嗜热性放线菌与细菌活动，70以上，微生物大量死亡或进入休眠状态。 降温阶段：在内源呼吸期，微生物活性下降，发热量减少，

30、温度下降，嗜温性微生物再占优势，使残留难降解的有机物进一步分解，腐殖质不断增多且趋于“稳定力”，堆肥便进入腐熟阶段。好氧堆肥程序、工艺、装置和影响因素1、堆肥程序 典型的静态好氧发酵制堆肥包括以下几个工序： （1）原料预处理：包括分选、破碎以及含水率和碳氮比调整。 （2）原料发酵：我国高温堆肥，大多采用一次发酵方式，周期长达30天以上。目前实验推广的是二次发酵方式，周期一般需要20天。 一次发酵：好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程称为一次发酵或者主发酵。它是指从发酵初期开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，一般需10-12天，以高温阶段持续时间较长。 二次发酵：物料经过一

31、次发酵，还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在，需将其送到后发酵室，堆成1-2米高的堆垛进行二次发酵，使之腐熟。此时温度持续下降，当温度稳定在40左右时即达腐熟，一般需20-30天。 （3）后处理：后处理包括去除杂质和进行必要的破碎处理。（立式堆肥发酵塔、箱式堆肥发酵池）2、发酵工艺与装置 （1）间歇式发酵工艺与装置 间歇式发酵工艺：间歇式发酵工艺是将原料一批一批地发酵，一批原料堆积之后不再添加新料，待完成发酵成为腐殖土运出。3、影响堆肥的因素 ·环境温度：对二次发酵的影响大。 ·有机质含量：20-80%为宜。太低，升温慢，太高，供氧不足（发臭）。 ·水分：50

32、-60%为宜。过高，氧不足。 ·碳氮比：初始30-35 ：1为宜。过高，缺氮，周期长。过低，氮损失。 ·碳磷比：75-150 : 1为宜。 ·酸碱度：中性或弱碱性。 ·通风供养：动力供养。4、影响好氧发酵过程的主要因素 （1）有机物含量：堆肥物料适宜的有机物含量20-80%，有机物含量过低，不能提供足够的热能，影响嗜热菌增殖，难以维持高温发酵过程。有机物含量大于80%时，堆制过程要求大量供氧，实践中常因供氧不足而发生部分厌氧过程。 （2）含水率：微生物的生长和对氧的要求均在含水率为50-60%时达到峰值。故在用生活垃圾制堆肥时，一般以含水率为55%为最佳

33、。通常，生活垃圾的含水率均低于此值，可添加粪稀或污水污泥等进行调节。 （3）通风和耗氧速率：堆层中氧的浓度和耗氧速率能表征微生物活动的强弱和有机物的分解程度。（微生物的耗氧速率一般在发酵反应的60-80小时达到峰值，在200小时左右时进入初步稳定阶段，耗氧速率变化缓慢；堆肥原料中有机物含量不同，其耗氧速率也不同，有机物含量越高，耗氧速率上升越快，到达峰值的时间越短） 好氧堆肥供氧方式有翻堆通风、风机供风、插入风管通风等。 （4）碳氮比：微生物每利用30份碳就需要1份氮，故初始物料的碳氮比为30:1合乎堆肥需要，其最佳值在26:1-35:1之间。成品堆肥的适宜碳氮比为10:1-20:1之间。由于

34、初始原料的碳氮比一般都高于前述最佳值，故应加入氮肥水溶液、粪便、污泥等调节剂，使之调到30以下。 （5）温度：整个堆肥过程的最佳温度是35-55。有机物含量对堆肥有一定影响。据报道，当有机物含量由20%上升到50%时，相应地初堆时间（以55为界），可由原来的60小时缩短到44小时，而55以上的稳定时间可由56小时延长到72小时。 （6）pH：好氧堆肥初期，pH值一般可下降为5-6天，而后又开始上升，发酵完成前可达8.5-9.0，最终成品达到7.0-8.0。对用石灰调节再经真空过滤或加压脱水得到的污泥滤饼，其pH值一般可高达12，采用此种污泥滤饼作堆肥原料时，需作pH值调整。 ·堆肥过

35、程对上述影响因素，特别是耗氧速率、水分和有机物含量三项理论参数的控制特别重要。堆肥质量包括：适于农用的成分和养分，符合卫生要求的无害化和腐熟度。1、堆肥的成分和养分 目前，我国尚未制定出统一的堆肥质量标准，关于堆肥中适于农用的成分和养分，没有一个统一的考核指标。国外也只有为数很少的国家或堆肥厂制定有这方面的考核指标。 堆肥的成分和养分依其所用原料、工艺和堆制周期不同而有差异。2、堆肥的无害化 堆肥的无害化质量应从其中重金属含量和致病微生物的数量上进行考察。近年来，我国曾先后颁布了农用污泥中污染物控制标准（GB4284）、 城镇垃圾农用控制标准（GB8172-87）以及包括高温堆肥的卫生标准在内

36、的粪便无害化卫生标准（GB7959-87）。这些标准对于垃圾、污泥、粪便用于堆肥时的重金属含量以及卫生安全要求，都有明确的规定，可以综合运用以考察堆肥的无害化质量。就我国目前为数不多的堆肥厂的成品来看，基本上能达到上述各标准的要求。3、堆肥的腐熟度（1）腐熟度概念：堆肥的腐熟度是指成品堆肥的稳定程度。在工程上，它是衡量堆肥反应完成的信号；在农业上，它是堆肥质量的指标，（2）腐熟度评定方法 直观经验法：成品堆肥显棕色或暗灰色，并具有霉臭的土壤气味，无明显的纤维。采用此法确定堆肥质量，比较简便，但过于“粗糙”，且因人而异，缺乏统一尺寸。 淀粉测试法：理论依据是在正常的发酵过程中，堆肥的淀粉量随时间

37、增加而减少，一般当发酵达到第4-5周时，淀粉绝大部分分解，在最终成品堆肥中，淀粉应全部消失。测定方法是将堆肥样品加入高氯酸溶液，搅拌、过滤、用碘液检验滤液，如果变黄、略有沉淀物，表明堆肥已经稳定；如果呈现蓝色，表明堆肥未腐熟。此法简便，适于现场检测用。但由于堆肥原料中淀粉含量一般不多，生活垃圾中只有2-6%，被检定的也仅是物料中可腐部分中的一部分，不足以充分反映堆肥的腐熟程度。 耗氧速率法：用耗氧速率作为堆肥腐熟程度的评定依据，符合卫生学原理，具有良好的稳定性，专一性和可靠性，不受原料组分的影响，易于在工程上应用。堆肥的农业效用 良好的堆肥，具有改土、培肥、促进作物生长和增加生产的效用。1、堆

38、肥的改土作用 （1）增加土壤有机质； （2）改善土壤结构（堆肥中的有机物能与土壤结合，使粘质土壤松散，砂质土壤结成团粒）；（3）提高土壤功能（土壤中加入堆肥，由于其结构改善，可以促进通风，提高保水能力）；（4）促进植物根系增长（堆肥本身是腐殖质，能促进植物根系的伸长和增长。堆肥中含有丰富的微生物和原生动物，施入土壤可以改善土壤生境的结构和功能，或成为防止病原微生物的“屏障”，作物不宜受虫害）； 2、堆肥的增产作用 国内外许多研究表明，施用堆肥只要得当，都有增产作用。 3、堆肥农用的不利因素·堆肥中N、P、K混合含量一般不高。很少达到3%。因此，不应将其等同于传统的农家肥，而只能将其作

39、为“土壤改良剂”或“土壤调节剂”对待。·农田大量施用堆肥，土壤中可能腹肌有害元素。·堆肥设备投资大，成品的成本偏高，其竞争力敌不过商品化肥，因而影响到堆肥方法的普及推广。此外，为了减少运输投资，堆肥厂最好按就近原则建在离市区较近的地方，这样随之而来的防臭、防尘、防噪声的要求将更大，投资将更大厌氧发酵制沼气·厌氧发酵也程沼气发酵或甲烷发酵，是指有机物在厌氧细菌作用下转化为甲烷（沼气）的过程。自然界中，厌氧发酵广泛存在，但发酵速度缓慢。采用人工方法，创造厌氧细菌所需的营养条件，使其在一定设备内具有很高的浓度，厌氧发酵过程则可大大加快，称为厌氧发酵工艺。1、有机物的厌氧

40、发酵过程有机物厌氧发酵依次分为液化、产酸、产甲烷三个阶段。每一阶段各有其独特的微生物类群起作用。液化阶段起作用的细菌称为发酵细菌，包括纤维素分解菌、脂肪分解菌、蛋白质水解菌。产酸阶段起作用的细菌是醋酸分解菌。这两个阶段起作用的细菌统称为不产甲烷菌。产甲烷阶段起作用的细菌是甲烷细菌。2、厌氧发酵制沼气·液化阶段，发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变成可溶于水的物质，然后细菌再吸收可溶于水的物质，并将其酵解称为不同产物。·在产酸阶段，产氢、产醋酸细菌把前一阶段产生的一些中间产物丙酸、丁酸、乳酸、长链脂肪酸、醇类等进一步分解成醋酸和氢。·在产甲烷阶段，甲

41、烷菌利用H2、CO2、醋酸以及甲醇、甲酸、甲胺等C1类化合物为基质，将其转化成甲烷。其中，H2、CO2和醋酸是主要基质。一般认为，甲烷的形成主要来自H2还原CO2和醋酸的分解。2、发酵原料堆肥原料都可以作沼气发酵原料。3、发酵工艺及影响因素 （1）发酵工艺： 水压式沼气池； 傅罩式沼气池； 自然温度连续投料发酵工艺（自然温度条件下，定时定量投料和出料。工艺控制的基本参数包括进料浓度、水力停留时间、发酵温度） （2）影响发酵的因素 温度：温度对有机物的分解速度影响较大，温度增高，产气量增大。沼气发酵通常采用三种发酵温度，即低温发酵、中温发酵和高温发酵。低温发酵过程，温度随气候变化，大多处于20以

42、下，产气量不高，不易达到杀灭病原微生物的目的。中文发酵过程，发酵液温度控制在37左右，这是甲烷菌的第一个最佳活性温区。高温发酵过程，发酵液温度控制在53左右，此时是甲烷菌的第二个最佳活性温区。以高温发酵产气率最高，但料浆的发酵设备要求加热保温，给管理带来一些复杂问题。中温发酵产气率虽然低于高温发酵，但高于低温发酵。 pH值:甲烷菌要求的pH值范围很窄，pH为7.0左右，故一般都是使发酵过程维持在6.8-7.5之间。在正常的发酵过程，依靠原料本身可以维持发酵所需的pH值，但在突然增加进料，或由于改变原料等会冲击负荷，使发酵系统酸化，发酵过程受到抑制。为使发酵保持在最佳pH范围，可加石灰调节，也可

43、通过调整原料的碳氨比进行调节。 搅拌：高温发酵要求对物料搅拌，以保证发酵装置有较高的池容产气率和不致出现局部酸积累。搅拌方式有机械搅拌、充气搅拌和充液搅拌三种。定期加料加活性污泥定期出料大出料入池发酵产气配料原料预处理原料选择送农田自然温度半批量投料沼气发酵工艺流程固体废物的其他处理技术化学处理化学处理的目的是对固体废物中能对环境造成严重后果的有毒有害的化学成分，采用化学转化的方法，使之达到无害化。该法要视废物的成分、性质不同而采取相应的处理方法，即同一废物可根据处理的效果、经济投入而选择不同的处理技术。由于化学转化反应条件复杂且受多种因素影响，因此，仅限于对废物中某一成分或性质相近的混合成分

44、进行处理，而成分复杂的废物处理，则不宜采用。另外，由于化学处理投入费用较高，目前多用于各种工业废渣的综合治理。化学处理包括中和法、氧化还原法、化学浸出法。生活垃圾的处理与利用生活垃圾概述生活垃圾在不同的场合，不同的国家有着不同的含义。在我国，生活垃圾一般是指城市生活垃圾，也称城市固体废弃物，就是那些在城市日常生活中或者城市日常生活提供服务的过程中产生的固体废弃物，以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。其主要成分包括厨余垃物、废纸、废塑料、废织物、废电池、废玻璃、废金属、陶瓷碎片、砖瓦渣土、园林树枝（草）、废旧电池、废旧家电等。主要来自于居民家庭、城市商业、旅游业、服务业、市政维护管

45、理和企事业单位、机关、学校、军队、社会单位等。·我国建设部颁布的市容环境卫生术语标准对各类垃圾的定义如下： （1）垃圾，指人类在生存和发展中产生的固体废弃物，又称固体废物。 （2）生活垃圾，一般指人类在日常生活及为生活提供服务的活动中产生的垃圾。 （3）城市生活垃圾，是指人类在城市日常生活中及为城市日常生活提供服务的活动中产生的垃圾。 （4）生活垃圾，是指城市居民家庭产生的垃圾。 （5）生活废弃物，是指人类在生活活动中产生的废弃物。·城市垃圾的分类 （1）根据垃圾产生源不同，我国将生活垃圾主要分为居民生活垃圾、街道保洁垃圾和集团垃圾三大类。 居民生活垃圾：来自居民生活过程中

46、遗弃的废弃物，主要由易腐有机物、煤灰、泥沙、塑料、纸类等构成。它在城市垃圾整体中，不仅数量占据首位，而且成分最为复杂，其构成受时间和季节影响，变化大且不均匀。 街道保洁垃圾：来自清扫马路、街道和巷子路面，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。 集团垃圾：指机关、团体、学校、工厂和第三产业等生活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（特别是高热值的易燃物多）的特点。 （2）根据垃圾的可回收性分为可回收垃圾和不可回收垃圾。生活垃圾的组成复杂，受多种因素的影

47、响，如自然环境、气候条件、城市规模、居民生活习性以及经济发展水平等都对其有不同的影响。一般来说，工业发达的地区较不发达的地区垃圾成分有机物多、无机物少，南方的城市较北方的城市有机物多，无机物少。我国生活垃圾的现状·随着经济的高速发展，我国城市垃圾产生量大幅度增加。自1979年以来，我国的城市垃圾平均以每年8.98%的速度增长，少数城市（如北京）的增长率达15-20%。1998年我国城市垃圾清运量已达1.15亿吨。·我国城市垃圾在产量迅速增加的同时，垃圾构成及其理化问题也相应地发生了很大变化。我国城市生活垃圾构成拥有以下变化趋势：有机物增多； 可燃物增多； 可回收利用物增多；

48、 可利用价值增大。·我国城市垃圾清运处置主要由各市环卫部门主管。垃圾清运处置过程的管理、监督、运行基本由一家完成。许多城市环境卫生实行市、区、街道三级管理体制。垃圾清运处置费用靠政府全额财政拨款，生产效率低而技术含量少，仍属于劳动密集型行业。·长期以来，我国城市垃圾处置主要以寻找合适地点加以消纳为目的。目前，我国城市垃圾处置的最主要方式是填埋，约占全部处置总量的70%以上；其次是高温堆肥，约占20%以上；焚烧量甚微。·我国生活垃圾的污染较为严重，主要变现在： （1）垃圾露天堆放。大量氨、硫化物等有害气体释放，严重污染大气； （2）严重污染水体。垃圾不但含有病原微生

49、物，在堆放腐败过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，并会将垃圾中的重金属溶解出来，形成有机物质、重金属和病原微生物三位一体的污染源，雨水淋入产生的渗滤液必然会造成地表水和地下水的严重污染。 （3）生物性污染。垃圾中有许多致病微生物，同时垃圾往往是蚊、蝇、蟑螂和老鼠的滋生地，这些必然危害着广大市民的身体健康。 （4）侵占大量土地。据初步调查，1998年全国668座城市中有2/3被垃圾带包围。全国垃圾占地累计75万亩。 （5）垃圾爆炸事故不断发生。随着城市中有机物含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆存，只采用简单覆盖，易造成产生甲烷气体的厌氧环境，易燃易爆。收集、转运与压实 ·工业固

50、体废物处理的原则是“谁污染，谁治理”。 ·一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集、运输工作由工厂负责。 ·零星、分散的固体废物（工业下脚废料及居民废弃的日常生活用品）则由废旧物资系统负责收集。 ·对有害废物专门分类收集，分类管理。 ·城市垃圾包括生活垃圾、商业垃圾、建筑垃圾、粪便以及污水处理厂的污泥等。·它们的收集工作是分开进行的。·商业垃圾及建筑垃圾原则上都是由单位自行清除。·粪便的收集按其住宅有无卫生设施分为2种情况：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，大部分直接排入化粪池。没有卫生

51、设施的使用公共厕所或倒粪站进行收集，再由环卫专业队伍用真空吸粪车清除运输。压实的目的及操作原理 ·压实亦称压缩，即是利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容量和减少体积，便于装卸、运输、贮存和填埋。 ·固体废物经压实处理后，体积减小的程度叫压缩比。 ·压实的原理主要是减少空隙率，将空气压掉。如采用高压压实，除减少空隙外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。固体废物压实器·固体废物所用的压实器很多，但不论何种类型，其构造主要由容器单元和压实单元二部分组成。·容器单元接受废物；压实单元具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。

52、3;压实器有固定及移动2种形式。·移动式压实器一般安装在收集垃圾车上，接受废物后即行压缩，随后送往处置场地。·固定式压实器一般设在废物运转站、高层住宅垃圾滑道的底部，以及需要压实废物的场合。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。 ·在城市垃圾的综合利用中，垃圾压实后产生水分，在风选分离纸时是不利的，因此，是否选用压实装置与后继处理过程也有关，应当综合考虑。破碎的理论基础破碎：利用外力克服固体废物质点间的

53、内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程称为破碎。磨碎：使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程称为磨碎。破碎的目的（1）使固体废物的容积减小，便于运输和贮存。（2）为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便有效地回收固体废物中某种成分。（3）使固体废物的比表面积增加提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。（4）为固体废物的下一步加工准备，例如：煤矸石的制砖、制水泥等，都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便进一步加工制备使用。（5）用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快复土还原。（6）防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。固体废物的机械强度

54、83;固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。 ·通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。 ·其中抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小。 ·一般以固体废物的抗压强度为标准来衡量。抗压强度大于250MPa者为坚硬固体废物；40-250Mpa者为中硬固体废物；小于40MPa者为软固体废物。 ·固体废物的机械强度与废物颗粒的粒度有关，粒度小的废物颗粒，其宏观和微观裂缝比大粒度颗粒要少，因而机械强度较高。 ·在实际工程中，鉴于固体废物的硬度在一定程度上反映废物破碎的难易程度，因而可以用废物的硬度表示其可碎性

55、。 ·众所周知，矿物的硬度可按莫氏硬度分为十级，其软硬排列顺序如下（各种固体废物的硬度可通过与这些矿物相比较来确定）： 滑石； 石膏； 方解石； 萤石； 磷灰石； 长石； 石英； 黄玉石； 刚玉； 金刚石；·另一种方法是按物料在破碎时的性状分为最坚硬物料、中硬物料和软质物料四种，如表所示：软质物料中硬物料坚硬物料最坚硬物料石棉矿石膏矿软质石膏板烟煤褐煤粘土石灰石白云石砂岩泥灰石岩盐铁矿石金属矿石电石矿渣烧结产品韧性化工原料砾石花岗岩刚玉碳化硅硬质熟料烧结镁砂 ·在需要破碎的废物中，大多数呈现脆性，废物在断裂之前的塑性变形很小。 ·但也有一些需要破碎的废物在常温下呈现较高的韧性和塑性，这些废物用传统的破碎机难以破碎，需要采