第三章_固体废物的预处理

1、固体废弃物的处理与处置固体废弃物的处理与处置Treatment & Disposal of Solid Wastes 环境工程系杨治广Tel第三章固体废物的预处理第三章固体废物的预处理 第一节第一节 固体废物的压实固体废物的压实 第二节第二节 固体废物的破碎固体废物的破碎 第三节第三节 固体废物的分选固体废物的分选 第四节第四节 固体废物的脱水固体废物的脱水 第一节第一节 固体废物的压实固体废物的压实 一、压实的目的及操作原理一、压实的目的及操作原理 二、固体废物压实器二、固体废物压实器 三、压实器的选择三、压实器的选择 一、压实的目的和原理一、压实的目的和原

2、理 通过外力加压于松散的固体废物，以缩小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，其体积，使固体废物变得密实的操作简称为压实，又称压缩。又称压缩。压实目的压实目的增大容重、减少固体废物体积以便增大容重、减少固体废物体积以便于装卸和运输，确保运输安全与卫于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本生，降低运输成本制取高密度惰性块料，便于贮存、制取高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用。填埋或作为建筑材料使用。vsmVVV固体废物的固体废物的表观体积表观体积固体颗粒体积固体颗粒体积（包括水分）（包括水分）空隙体积空隙体积当对固体废物实施压实操作时：

3、当对固体废物实施压实操作时：压力压力 ，空隙体积，空隙体积 ，表观体积也随之，表观体积也随之 ，而容重，而容重 。压实原理压实原理固体废物经过压实处理后体积减少的程固体废物经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比度叫压缩比R R：后前mmVVR 容重：固体废物的干密度，用容重：固体废物的干密度，用表示。表示。mOHmmsVWWVW2固体废物固体废物颗粒重颗粒重固体废物固体废物中水分重中水分重固体废物表固体废物表观体积观体积固体废固体废物总重物总重 压实的适用对象压实的适用对象：主要适用于压缩性：主要适用于压缩性能大而复原性小的物质，如冰箱、洗衣机、能大而复原性小的物质，如冰箱、洗衣机、纸箱、纸袋、

4、纤维、废金属细丝等。纸箱、纸袋、纤维、废金属细丝等。 有些固体废物如木头、玻璃、金属、有些固体废物如木头、玻璃、金属、塑料块等本身已经很密实的固体或是焦油、塑料块等本身已经很密实的固体或是焦油、污泥等半固体废物不宜作压实处理。污泥等半固体废物不宜作压实处理。二、压实设备：压实器二、压实设备：压实器构造构造压实单元：具有液压或气压操作压实单元：具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。的压头，利用高压使废物致密化。容器单元：接受废物并把废物送容器单元：接受废物并把废物送入压实单元入压实单元 移动式压实器：带有行驶轮移动式压实器：带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器。或可在轨道上行驶的压实器。

5、 固定式压实器：只能定点使固定式压实器：只能定点使用的压实器，为常见的压实器。用的压实器，为常见的压实器。按是否运动分按是否运动分固定式固定式压实器压实器 大型工业压缩机：可将汽车压大型工业压缩机：可将汽车压缩，每日可以压缩数千吨垃圾，缩，每日可以压缩数千吨垃圾，一般安装在废物转运站、高层住一般安装在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部以及其它需要宅垃圾滑道的底部以及其它需要压实废物的场合。压实废物的场合。 小型家庭用压实器：安装在厨小型家庭用压实器：安装在厨房下面，用于一些家庭生活垃圾的房下面，用于一些家庭生活垃圾的收集和压实。收集和压实。固定式压实器固定式压实器三向联合压实器三向联合压实器水

6、平压实器：钢制容器水平压实器：钢制容器 回转式压实器回转式压实器 图图3.1 3.1 水平压实器结构图水平压实器结构图装料室装料室压面压面破碎杆破碎杆压头压头压头压头压头压头图图3.2 3.2 三向联合压实器三向联合压实器( (一一) )金属类废物压实器金属类废物压实器图图3.3 3.3 回转式压实器回转式压实器压头压头 压压 头头压压 头头 ( (二二) )城市垃圾压实器城市垃圾压实器高层住宅垃圾滑道下的压实器高层住宅垃圾滑道下的压实器 （b b）钢轮压实机钢轮压实机（a a）高履带压实机高履带压实机图图3-4 3-4 填埋场常用的移动式压实机填埋场常用的移动式压实机移动式压实器，填埋场使用

7、移动式压实器，填埋场使用高履带压实机高履带压实机钢轮压实机钢轮压实机图图3.5 3.5 城市垃圾压缩处理工艺流程城市垃圾压缩处理工艺流程180180200200沥沥青浸渍池青浸渍池1010s s压力为压力为16162020MPaMPa，压缩比压缩比可达可达5 5：1 1三、压实器的选择三、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

8、同压缩机。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。置与后继处理过程也有关、应当综合考虑。 第二节第二节 固体废物的破碎固体废物的破碎 一、一、 破碎的基础理论破碎的基础理论 二、二、 破碎机破碎机 三、三、 低温破碎与湿式破碎低温破碎与湿式破碎 低温破碎与常温破碎的区别、低温破碎与常温破碎的区别、湿式破碎与干式破碎的区别湿式破碎与干式破碎的区别知识点：知识点：破碎、破碎段、低

9、温破碎、破碎、破碎段、低温破碎、湿式破碎湿式破碎重重 点：点：难难 点：点：破碎机工作原理及类型破碎机工作原理及类型第一节第一节 破碎的基础理论破碎的基础理论破碎：破碎：利用外力克服固体废物质点间的内聚利用外力克服固体废物质点间的内聚 力而使大块固体废物分裂成小块的过力而使大块固体废物分裂成小块的过程。程。磨碎：磨碎：使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。程。区分概念区分概念目的目的1。为便于运输和贮存，经破碎减容。为便于运输和贮存，经破碎减容2。为便于分选回收，经破碎达到解体或适合于分。为便于分选回收，经破碎达到解体或适合于分选设备的适用粒度范围选设备的适用粒度

10、范围3。为便于热处理，增加比表面积。为便于热处理，增加比表面积4。为便于制造建材，满足建材制品对原料的粒度。为便于制造建材，满足建材制品对原料的粒度要求要求5。为便于填埋压实，经破碎增加密实度。为便于填埋压实，经破碎增加密实度6。为保护处理设备，经破碎减小冲击力。为保护处理设备，经破碎减小冲击力一一二、破碎原理：二、破碎原理： （1 1）固体废物破碎的难易程度：通常用机械）固体废物破碎的难易程度：通常用机械强度或硬度来衡量。强度或硬度来衡量。 机械强度机械强度: :指固体废物抗破碎的阻力，通常指固体废物抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。一

11、般，抗压强度一般，抗压强度大于大于250250MpaMpa者称为坚硬固体废物者称为坚硬固体废物4040250250MpaMpa者称为中硬固体废物者称为中硬固体废物小于小于4040MpaMpa者称为软固体废物者称为软固体废物机械强度机械强度 ，破碎难度，破碎难度 。废物粒度废物粒度 ，机械强度机械强度 ，破碎难度，破碎难度 硬硬 度度 的的 划划 分分A:A:物料性状物料性状中硬物料中硬物料最坚硬物料最坚硬物料坚硬物料坚硬物料软质物料软质物料可碎性可碎性硬度硬度硬度：指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。硬度：指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。硬度越高，抵抗外界机械力侵入的能力越大，破碎硬度越高，抵

12、抗外界机械力侵入的能力越大，破碎时就越困难。硬度反映了固体废物的坚固性。时就越困难。硬度反映了固体废物的坚固性。B:莫氏硬度（十级）莫氏硬度（十级）（1 1）滑石）滑石 （6 6）长石）长石（2 2）石膏）石膏 （7 7）石英）石英（3 3）方解石）方解石 （8 8）黄玉石）黄玉石（4 4）萤石）萤石 （9 9）刚玉）刚玉（5 5）磷灰石）磷灰石 （1010）金刚石）金刚石（2 2）破碎方法）破碎方法干式破碎：通常所说的破碎干式破碎：通常所说的破碎湿式破碎：在大量水中的破碎湿式破碎：在大量水中的破碎破破碎碎的的方方法法机械能破碎机械能破碎非机械能破碎非机械能破碎能量消耗的形式能量消耗的形式机械

13、能破碎；机械能破碎；利用破碎工具（破碎机的齿利用破碎工具（破碎机的齿板、锤子、球磨机的钢球等）对固体废物板、锤子、球磨机的钢球等）对固体废物施力将其破碎。施力将其破碎。非机械能破碎；非机械能破碎；利用电能、热能等对固体利用电能、热能等对固体废物进行破碎的新方法，如低温破碎、热废物进行破碎的新方法，如低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破碎等。力破碎、减压破碎及超声波破碎等。( (a)a)压碎压碎 ( (b) b) 劈碎劈碎 ( (c) c) 折断折断 ( (d) d) 磨剥磨剥（e e）冲击破碎冲击破碎图图 3-5 3-5 常见的机械能破碎方法常见的机械能破碎方法（3 3）破碎比和破碎段）破碎

14、比和破碎段破碎产物粒度原废物粒度破碎比/maxmaxdDi破碎产物最大粒度废物破碎前最大粒度破碎比 cpcpdDi破碎产物的平均粒度废物破碎前的平均粒度破碎比 破碎比计算破碎比计算极限破碎比极限破碎比真实破碎比真实破碎比niiiii321固体废物经过不同的破碎机或磨碎机的次数。固体废物经过不同的破碎机或磨碎机的次数。多次（段）破碎总破碎比计算：多次（段）破碎总破碎比计算：破碎段破碎段破碎比与破碎段的关系破碎比与破碎段的关系 二者定义不同二者定义不同 同向变化（破碎比大时，破碎段就多）同向变化（破碎比大时，破碎段就多） 总破碎比等于各段破碎比的乘积总破碎比等于各段破碎比的乘积（4 4）破碎的四个

15、基本工艺流程）破碎的四个基本工艺流程 固体废物固体废物破碎产物破碎产物破碎破碎筛下物筛下物破破碎碎破碎产物破碎产物固体废物固体废物筛上物筛上物筛分筛分（a a）单纯破碎工艺单纯破碎工艺（b b）带预先筛分的破碎工艺带预先筛分的破碎工艺破碎破碎筛分筛分筛上物筛上物固体废物固体废物筛下物筛下物破碎产物破碎产物破碎产物破碎产物筛下物筛下物固体废物固体废物破碎破碎筛上物筛上物（c c）带检查筛分破碎工艺带检查筛分破碎工艺（d d）带预先和检查筛分破碎工艺带预先和检查筛分破碎工艺 破碎机破碎机一、常用破碎机类型一、常用破碎机类型l 颚式破碎机颚式破碎机l 锤式和冲击式破碎机锤式和冲击式破碎机l 剪切式破

16、碎机剪切式破碎机l 辊式破碎机辊式破碎机l 球磨机球磨机（1 1）鄂式破碎机：有简摆和复摆两种。）鄂式破碎机：有简摆和复摆两种。适用于适用于坚硬和中硬物料的破碎坚硬和中硬物料的破碎。图图3.9 3.9 简单摆动颚式破碎机简单摆动颚式破碎机固体废物固体废物破碎产物破碎产物破碎破碎机架机架破碎齿板破碎齿板可动鄂板可动鄂板心轴心轴飞轮飞轮偏心轴偏心轴连杆连杆弹簧弹簧拉杆拉杆后推力板后推力板前推力板前推力板图图2.10 2.10 复杂摆动颚式破碎机复杂摆动颚式破碎机 固体废物固体废物破碎产物破碎产物破碎破碎机架机架可动鄂板可动鄂板固定鄂板固定鄂板破碎齿板破碎齿板飞轮飞轮肘板肘板弹簧弹簧偏心转动轴偏心转

17、动轴（2 2）锤式破碎机）锤式破碎机可逆式：转子可两个方向转动可逆式：转子可两个方向转动按转子的转动方向按转子的转动方向单转子锤式破碎机单转子锤式破碎机 （如图）（如图）不可逆式：转子只能一个方向转动不可逆式：转子只能一个方向转动单转子锤式破碎机：只有一个转子单转子锤式破碎机：只有一个转子双转子锤式破碎机：有两个做相对运动双转子锤式破碎机：有两个做相对运动回转的转子回转的转子按转子数目按转子数目图图3.20 3.20 单转子锤式破碎机示意图单转子锤式破碎机示意图固体废物固体废物破碎破碎筛分筛分筛上物筛上物破碎产物破碎产物筛下物筛下物进料口进料口破碎板破碎板破碎产物排出破碎产物排出筛板筛板锤头锤

18、头锤头销轴锤头销轴锤头锤头轮轮主轴主轴固体废物固体废物破碎破碎筛分筛分筛上物筛上物破碎产物破碎产物筛下物筛下物按破碎轴安装方式按破碎轴安装方式卧轴锤式破碎机：水平轴式破碎机（如图）卧轴锤式破碎机：水平轴式破碎机（如图）立轴锤式破碎机立轴锤式破碎机 大型废物锤碎机大型废物锤碎机：用于破碎废汽车等：用于破碎废汽车等粗大固体废物粗大固体废物。废物先。废物先经压缩机压缩，再给入锤碎机，转子由大小两种锤子组成，大锤经压缩机压缩，再给入锤碎机，转子由大小两种锤子组成，大锤子磨损后，改作小锤用，锤子铰接悬挂在绕中心旋转的转子上做子磨损后，改作小锤用，锤子铰接悬挂在绕中心旋转的转子上做高速旋转。转子下方半周安

19、装有箅子筛板，筛板两端安装有固定高速旋转。转子下方半周安装有箅子筛板，筛板两端安装有固定反击板，起二次破碎和剪切作用。反击板，起二次破碎和剪切作用。 破碎机本体破碎机本体小锤头小锤头大锤头大锤头压缩给料机压缩给料机输送器输送器栅条栅条切断垫圈切断垫圈固体废物固体废物破碎破碎筛分筛分筛上物筛上物破碎产物破碎产物筛下物筛下物 主要用于破碎家具、电视机、电冰箱、洗衣机、主要用于破碎家具、电视机、电冰箱、洗衣机、厨房等大型废物厨房等大型废物，破碎块可达到，破碎块可达到5050mmmm左右。该机设左右。该机设有旁路，不能破碎的废物由旁路排出。有旁路，不能破碎的废物由旁路排出。格栅格栅（a a）普通锤式破

20、碎机普通锤式破碎机测量头测量头锤头锤头旁路旁路固体废物固体废物破碎破碎筛分筛分筛上物筛上物破碎产物破碎产物筛下物筛下物旁路旁路 可使金属切屑的松散体积减小可使金属切屑的松散体积减小3 38 8倍，便于运输倍，便于运输 。锤子呈钩形，对金属切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。锤子呈钩形，对金属切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。 （b b）金属切屑破碎机金属切屑破碎机衬板衬板锤子锤子筛条筛条小门小门非破碎物非破碎物收集区收集区进料口进料口弹簧弹簧细粒级产品出口细粒级产品出口风力分级机风力分级机物料入口物料入口固体废物固体废物 双转子锤式双转子锤式破碎机具有两个旋破碎机具有两个旋转方向的转子，转转方向的转子，

21、转子下方均装有研磨子下方均装有研磨板。废物自右方给板。废物自右方给料口送入机内，经料口送入机内，经右方转子破碎后颗右方转子破碎后颗粒排至左方破碎腔，粒排至左方破碎腔，再沿左方研磨板运再沿左方研磨板运动动3/43/4圆周后，借圆周后，借风力排至上部的旋风力排至上部的旋转式风力分级板排转式风力分级板排出机外。该机破碎出机外。该机破碎比可达比可达3030。一种新型高效一种新型高效破碎设备，它破碎设备，它具有破碎比大、具有破碎比大、适应性广，可适应性广，可以破碎中硬、以破碎中硬、软、脆、韧性、软、脆、韧性、纤维性废物，纤维性废物，且构造简单、且构造简单、外形尺寸小、外形尺寸小、安全方便、易安全方便、易

22、于维护于维护 （a a）UniversaUniversa型冲击式破碎机型冲击式破碎机研磨板研磨板板锤板锤筛条筛条冲击板冲击板链幕链幕固体废物固体废物冲击式破碎机冲击式破碎机（b b）HazemagHazemag型冲击式破碎机型冲击式破碎机固体废物固体废物旋转打击刀旋转打击刀排出口排出口一级冲撞板一级冲撞板（固定刀）（固定刀）二级冲撞板二级冲撞板（固定刀）（固定刀）主要用于破主要用于破碎家具、电碎家具、电视机、杂器视机、杂器等生活废物等生活废物（3 3）剪切式破碎机）剪切式破碎机 靠一组靠一组固定刀固定刀与一组与一组( (或两组或两组) )活动刀活动刀之间之间的剪切作用完成固体废物的破碎过程。的

23、剪切作用完成固体废物的破碎过程。根据活动刀的运动方式根据活动刀的运动方式回转式回转式往复式往复式图图3.7 3.7 往复式剪切机结构示意图往复式剪切机结构示意图 固定刀固定刀活动刀活动刀 固定刀和活动刀交错排列，通过下端活动铰轴连接，尤似固定刀和活动刀交错排列，通过下端活动铰轴连接，尤似一把无柄剪刀。当呈开口状态时，从侧面看固定刀和活动刀呈一把无柄剪刀。当呈开口状态时，从侧面看固定刀和活动刀呈V V字形。固体废物由上端给入，通过液压装置缓缓将活动刀推向字形。固体废物由上端给入，通过液压装置缓缓将活动刀推向固定刀，当固定刀，当V V字形闭合时，废物被挤压破碎，破碎物大小约字形闭合时，废物被挤压破

24、碎，破碎物大小约3030cmcm。这种破碎机适合松散的片、条状废物的破碎。这种破碎机适合松散的片、条状废物的破碎。 由固定刀（由固定刀（1 12 2片）和旋转刀（片）和旋转刀（3 35 5片）组成。固体片）组成。固体废物给入料斗，依靠高速转动的旋转刀和固定刀之间的间隙废物给入料斗，依靠高速转动的旋转刀和固定刀之间的间隙挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。该机的缺点是挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。该机的缺点是当混入硬度较大的杂物时，易发生操作事故。当混入硬度较大的杂物时，易发生操作事故。这种破碎机适这种破碎机适合家庭生活垃圾的破碎。合家庭生活垃圾的破碎。 图图3.83.8所示为回转

25、式剪切机结构示意图所示为回转式剪切机结构示意图固体废物固体废物破碎破碎筛分筛分筛上物筛上物破碎产物破碎产物筛下物筛下物固体废物固体废物固定刀固定刀旋转刀旋转刀筛网筛网 破碎机借助破碎机借助预压机预压机压缩盖的闭合将废物压碎，压缩盖的闭合将废物压碎，然后再经然后再经剪切机剪切机剪断，剪断，剪切长度可由推杆控制剪切长度可由推杆控制。 固体废物固体废物破碎产物破碎产物破碎破碎（4 4）、辊式破碎机）、辊式破碎机根据辊子的特点根据辊子的特点光辊破碎机：辊子表面光滑，可光辊破碎机：辊子表面光滑，可用于硬度较大的固体废物的中碎用于硬度较大的固体废物的中碎与细碎与细碎齿辊破碎机：辊子表面有破碎齿辊破碎机：辊

26、子表面有破碎齿牙，可用干脆性或粘性较大齿牙，可用干脆性或粘性较大的废物，也可用于堆肥物料的的废物，也可用于堆肥物料的破碎破碎齿辊破碎机，按齿辊数目齿辊破碎机，按齿辊数目单齿辊单齿辊双齿辊双齿辊双齿辊破碎机有双齿辊破碎机有两个相对运动的齿辊两个相对运动的齿辊。当两齿辊相对运动。当两齿辊相对运动时，辊面上的齿牙将废物咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊时，辊面上的齿牙将废物咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊转动由下部排出。破碎产品粒度由两齿辊的间隙大小决定。转动由下部排出。破碎产品粒度由两齿辊的间隙大小决定。单齿辊破碎机有单齿辊破碎机有一旋转的齿辊和一固定的弧形破碎板一旋转的齿辊和一固定的弧形破碎板。破

27、。破碎板和齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔。大块废物在破碎腔上碎板和齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔。大块废物在破碎腔上部被长齿劈碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，部被长齿劈碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，合格破碎产品从下部缝隙排出。合格破碎产品从下部缝隙排出。固体废物固体废物破碎产物破碎产物破碎破碎（5 5）粉磨机：）粉磨机：主要有球磨机和自磨机主要有球磨机和自磨机 筒体筒体端盖端盖给料给料轴承轴承大齿圈大齿圈排料排料筒体筒体 由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成。 筒体内装有直径筒体内装有直径2525150150

28、mmmm钢球，装入量为筒体有效容积的钢球，装入量为筒体有效容积的25%25%50%50%。 当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢球和废物被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和废物本球和废物被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和废物本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底角区废身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底角区废物产生冲击和研磨作用，使废物粉碎。物产生冲击和研磨作用，使废物粉碎。 自磨机自磨机又称又称无介质磨机无介质磨机，分干磨和湿磨两种。干，分干磨和湿磨两种。干式自磨机由给料斗、式自磨机由给料斗、短

29、筒体短筒体、传动部分和排料斗等组、传动部分和排料斗等组成。给料粒度一般成。给料粒度一般300300400400mmmm，一次磨细到一次磨细到0.10.1mmmm以以下，粉碎比可达下，粉碎比可达3000300040004000，比球磨机等有介质磨机，比球磨机等有介质磨机大数十倍。大数十倍。 磨磨剥剥区区泻泻落落区区瀑瀑落落区区图图3.33 3.33 干式自磨机的工作原理图。干式自磨机的工作原理图。二二 、选型考虑因素、选型考虑因素 所需要的破碎能力所需要的破碎能力 固体废物的性质和颗粒的大小固体废物的性质和颗粒的大小 对破碎产品粒径大小、粗度组成、对破碎产品粒径大小、粗度组成、 形状的要求形状的

30、要求 供料方式供料方式 安装操作场所情况安装操作场所情况低温破碎与湿式破碎低温破碎与湿式破碎一、低温破碎的原理与应用一、低温破碎的原理与应用二、湿式破碎的原理与应用二、湿式破碎的原理与应用三、二者的区别三、二者的区别四、半湿式破碎四、半湿式破碎一、低温破碎一、低温破碎（一）低温破碎的原理与流程（一）低温破碎的原理与流程在常温下难以破碎的固体废物，如汽车在常温下难以破碎的固体废物，如汽车轮胎、电线、废家用电器等，可利用其轮胎、电线、废家用电器等，可利用其低温变脆的性能而有效地破碎；或者利低温变脆的性能而有效地破碎；或者利用不同物质脆化温度的差异进行选择性用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即

31、所谓低温破碎技术。破碎，即所谓低温破碎技术。低温破碎工艺流程图低温破碎工艺流程图二、二、湿式湿式破碎破碎（一）湿式破碎的原理与设备（一）湿式破碎的原理与设备利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾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和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。的过程。循环用水循环用水斗式脱水提升机斗式脱水提升机减速机减速机电动机电动机筛网筛网有色金属有色金属 铁铁浆液浆液含纸垃圾含纸垃圾转子转子图图3-20 3-20 湿式破碎机的构造原理图湿式破碎机的构造原理图 （二）湿式破碎的优点（区别低温破碎）（二）湿式破碎的优点（区别低温破碎） 使含纸垃圾

32、变成均质浆状物，可按流程处理使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流程处理 不孳生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好不孳生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好 噪声低、无发热、爆炸、粉尘等危害噪声低、无发热、爆炸、粉尘等危害 适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等四、半湿式选择性破碎四、半湿式选择性破碎利用不同物质在一定均匀湿度下的强度、脆利用不同物质在一定均匀湿度下的强度、脆性不同而破碎成不同粒度的过程。性不同而破碎成不同粒度的过程。投入垃圾投入垃圾 第一段第一段筛网筛网第二段第二段刮板刮板第三段第三段I I组组IIII组组 IIIIII组组图图3-21 3-21 半湿式破碎机构

33、造原理图半湿式破碎机构造原理图 破碎分选易碎物质，如玻璃陶瓷破碎分选易碎物质，如玻璃陶瓷加水破碎分选纸类物质加水破碎分选纸类物质小结小结l 破碎目的与方法破碎目的与方法l 破碎比与破碎段的关系破碎比与破碎段的关系l 低温破碎与湿式破碎的原理及应用低温破碎与湿式破碎的原理及应用第三节第三节 固体废物的分选固体废物的分选 一、一、 筛分筛分二、二、 重力分选重力分选三、三、 磁力分选磁力分选四、四、 电力分选电力分选五、五、 浮选浮选六、六、 其它分选方法其它分选方法知识点：知识点：重力分选的涵义及基本原理、风力分重力分选的涵义及基本原理、风力分选的涵义、等降颗粒和等降比、磁选选的涵义、等降颗粒和

34、等降比、磁选的原理、磁流体分选的原理、磁流体分选 重重 点：点：筛分；重力分选；磁力分选；筛分；重力分选；磁力分选；电力分选；浮选电力分选；浮选筛分效率分析筛分效率分析 难难 点：点： 固体废物的分选就是将固体废物中各种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，包括废物组分采用适当技术分离出来的过程，包括: : （1）手工检选：适用于废物产源地、收集）手工检选：适用于废物产源地、收集站、处理中心、转运站或处置场。目前，手工站、处理中心、转运站或处置场。目前，手工捡选大多数集中在转运站或处

35、理中心的废物传捡选大多数集中在转运站或处理中心的废物传送带两旁。送带两旁。一般是在分类收集的基础上进行的，主要回收纸张、玻璃、塑料、橡胶等物品，最基本的条件是：不能有过大的重量，过大的含水量和对人体的危害性。将适于回收的混合废物集中以后，操作人员就可以在传送带上按照不同的类型和规格进行分拣。识别能力强；可以直接回收无需进一步加工即可回用的物品（如啤酒瓶）；可以清除所有可能使系统发生事故的物品。运送待分拣垃圾的皮带速度以小于9m/min为宜。一名分拣工人大约在一小时内拣出0.5吨的物料。 （2 2）机械分选：方法很多，应用范围较）机械分选：方法很多，应用范围较广。但机械分选大多要在废物分选前进行

36、预广。但机械分选大多要在废物分选前进行预处理，一般至少需经过破碎处理。处理，一般至少需经过破碎处理。 机械分选方法：筛选、风选、浮选、磁选、机械分选方法：筛选、风选、浮选、磁选、电选、摩擦和弹跳分选、光电分选和涡流分选等电选、摩擦和弹跳分选、光电分选和涡流分选等等。具体方法根据废物组成中各种物质的性质差等。具体方法根据废物组成中各种物质的性质差异选择确定。异选择确定。 筛分筛分一一 基本理论基本理论二二 筛分设备筛分设备一、筛分基本理论（一）筛分原理（一）筛分原理（二）筛分效率（二）筛分效率（三）影响（三）影响E的因素的因素（一）筛选原理（一）筛选原理 为了使粗细物料通过筛面分离，必须使物为了

37、使粗细物料通过筛面分离，必须使物料和筛面之间具有适当的相对运动！料和筛面之间具有适当的相对运动！ 利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物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料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细物料分离的过程。筛面上，完成粗、细物料分离的过程。 物料分层：筛面上的物料层处于松散状态。物料分层：筛面上的物料层处于松散状态。形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列，形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列，细粒到达筛面并透过筛孔（细粒到达筛面并透过筛孔（分离的条件分离的条件）。）。 细粒透筛：使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔细粒透筛：使堵在筛孔上

38、的颗粒脱离筛孔，以利于细粒透过筛孔（，以利于细粒透过筛孔（分离的目的分离的目的）。）。入筛固体废物入筛固体废物Q Q，筛下产品筛下产品Q Q1 1，筛上产品筛上产品Q Q2 2，) 34() 24(2121QQQQQQ) 14(%1001QQEQQ1%100E（二）筛分效率（二）筛分效率E筛分效率Q入筛固体废物重量Q1筛下产品重量入筛固体废物中小于筛孔的细粒含量式中：(4-1)%10%100100.411QaQaQQE物料衡算物料衡算21QQQ(1) (1) 固体废物入筛重量等于筛上产品重量和筛固体废物入筛重量等于筛上产品重量和筛 下产品重量之和，即下产品重量之和，即（4-2）（2 2）固体废

39、物中小于筛孔尺寸的细粒重量等于）固体废物中小于筛孔尺寸的细粒重量等于筛上产品与筛下产品中所含有小于筛孔尺寸的筛上产品与筛下产品中所含有小于筛孔尺寸的细粒重量之和，即细粒重量之和，即（4-3）21100QQQ（4-5）(4-6)=100%#100%10)100(4E%100)()(E（三）影响筛分效率的因素（三）影响筛分效率的因素1. 固体物料性质固体物料性质2. 筛分设备性能筛分设备性能3. 筛分操作条件筛分操作条件a. 固体废物的粒度组成b. 含水率和含泥量c. 颗粒形状1、固体物料性质与筛分效率有关的物料性质主要有3个粒度组成中，有三种粒度界限影响最大：粒度组成中，有三种粒度界限影响最大：

40、粒度组成的影响易筛粒：易筛粒：0.75 0.75 0.75筛孔尺寸的颗粒，越多，筛孔尺寸的颗粒，越多，E E越小越小 阻碍粒：阻碍粒：1-1.51-1.5倍筛孔尺寸的颗粒，越多，倍筛孔尺寸的颗粒，越多，E E越小越小含水、泥高，颗粒相互粘附，并易于堵塞筛孔当筛孔尺寸较大时，其影响忽略。当筛孔尺寸较小时，注意其影响。划分界限：孔径20mm含水率和含泥量的影响球形颗粒易透过方孔和圆孔多角形易透过长方孔，但不易透过 圆、方孔条状、板状、片状易透过长方孔颗粒形状的影响a. 筛面（screen surface）b. 筛孔（screen opening）c. 筛孔尺寸（aperture size）d. 筛

41、子运动方式e.筛面长度、宽度f. 筛面倾角（obliquity）2、筛分设备性能的影响主要有6个方面影响筛分效率颗粒粗，要求E低，选择棒条筛颗粒细，要求E高，选择编织筛一般地说筛面的影响 筛面种类 棒条筛 筛面冲孔钢丝编织筛网有效面积有效面积使用寿命价格 最少最少 最长 最低 次少 次长 次低较大较大最短最贵表3.2.2 筛面的种类筛孔形状不同形状筛孔尺寸与筛下产品最大粒度的关系按下式计算： dmax=k.a式中：a筛孔尺寸（mm）K系数，（与筛孔形状有关，可根据要求选择，见表3.2.3 ） 孔 型 圆 形 方 形 长方形 k 值0.70.9 1.2-1.7(板条状取较大)表3.2.3 k值表

42、筛孔尺寸希望筛上产物中含小于筛孔的细粒尽量少，则选大筛孔。若希望得到筛上物，则选小筛孔。筛孔尺寸的选择取决于筛分的目的和要求：筛子的运动状况筛子有两大类，筛分效率差别较大 筛子类型 固定筛 转筒筛 摇动筛 振动筛 筛分效率（） 50-60 60 70-80 90筛子的长度和宽度 宽度：影响生产率 长度：影响筛分效率 宽：长1：2.51：3适宜筛面的倾角筛面基本上都是倾斜安装的，所以能让颗粒通过的筛孔面积只是筛孔的水平投影d=Lcos-Hsin 可见，筛面的倾角越大，水平投影越小，颗粒所受的阻力越大固定筛一般为4050。运动筛一般为025 。（因为自身有运动）a.连续均匀给料：确保均匀的工作状态

43、。b.控制给料量：过大，易堆积，难松散；过小，处理能力降低。c.及时清理和维修筛面，确保正常的筛分效果。3. 筛分操作条件二、筛分设备类型及应用（一）固定筛（一）固定筛（二）运动筛（二）运动筛由许多水平或倾斜平行安装的筛条组成，简单，无动力，但筛分效率低。（一）固定筛常用固定筛常用固定筛 棒条筛棒条筛 网格筛网格筛固定条筛BL（二）运动筛1、滚筒筛：又叫圆筒筛，3-5。安装，圆筒形筛网绕轴线转动，简单，效率低。2、惯性振动筛：由不平衡旋转产生离心惯性力，使筛箱振动筛分，效率高，但电机使用寿命短，轴承易损坏。3、共振筛：弹性系统和传动装置发生共振筛分，效率高，处理能力大，但制造工艺复杂，橡胶弹簧

44、易老化。滚筒筛a a、结构、结构b b、原理、原理c c、 特点特点圆筒筛给料运动方向排出物筛出物常用运动筛常用运动筛惯性振动筛a a、结构、结构b b、原理、原理c c、特点、特点惯性振动筛惯性振动筛进料进料共振筛a a、结构、结构b b、原理、原理c c、特点、特点共振筛进料特点优点：功率消耗小，处理能力大，筛面可达2540m2（一般筛子仅为56m2 ），振幅大，筛分效率高，结构紧凑。缺点：制造工艺复杂，机体重大，橡胶弹簧易老化，使用寿命短。小结1、筛分基本原理2、筛分效率3、影响筛分效率的因素4、常用筛分设备及各自特点5、振动筛和共振筛的工作原理第二节第二节 重力分选重力分选一一 重介质

45、分选重介质分选二二 风力分选风力分选三三 跳汰分选跳汰分选 根据固体废物中不同物质颗粒间的密根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。分选过程。一个悬浮在流体介质中的颗粒，其运动速度受自身重力、介质阻力和介质的浮力三种力作用。分别表示为FE重力、FB介质浮力、FD介质摩擦阻力。如图所示。!式中：s颗粒密度；V颗粒体积。假定颗粒为球形，则v=d3/6；!式中：介质密度。!式中：CD阻

46、力系数；U颗粒相对介质速度；A颗粒投影面积(在运动方向上)。 当FE、FB、FD三个力达到平衡，且加速度为零时的速度为末速度，此时有：FE=FB+FD，即为： 由此得到：!式中，CD是与颗粒的尺寸及运动状况有关，通常用Re来表述：!式中：流体介质的粘度系数；流体介质的动粘度系数。 如果假定流体运动为层流，则CD=24/Re。则可以进一步得出人们所熟知的：22AUCVgVgDsDsCgdU3)(4UdUdRe18)(2SgdU(比重大于水的液体)、等。固体废物重力分选的方法很多，按作用原理可分为气流分选、重介质分选、跳汰分选、摇床分选等由于重介质分选是在液相介质中进行，不适合于包含可溶性物质的分

47、选，也不适合于成分复杂的城市垃圾分选。该法主要应用于矿业废物的分选过程。重选工艺条件重选工艺条件l 固体废物中颗粒间必须存在密度的差异固体废物中颗粒间必须存在密度的差异l 分选过程都在运动介质中进行分选过程都在运动介质中进行l 在重力、介质动力及机械力的综合作用在重力、介质动力及机械力的综合作用 下，使颗粒群松散按密度分层下，使颗粒群松散按密度分层l 分好层的物料在运动介质流的推动下互分好层的物料在运动介质流的推动下互 相迁移，彼此分离，并获取不同密度的最相迁移，彼此分离，并获取不同密度的最终产品。终产品。一、重介质分选一、重介质分选重介质是由高密度的固体微粒和重介质是由高密度的固体微粒和水构

48、成的固液两相分散体系，它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。高是密度高于水的非均匀介质。高密度微粒起着加大介质密度的作密度微粒起着加大介质密度的作用，故称为重介质。用，故称为重介质。（一）基本原理（一）基本原理原理：原理：密度大于水的重介质中使固体废物中密度大于水的重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法成为重介质分选。的颗粒群按密度分开的方法成为重介质分选。所选择重介质密度介于轻物料密度和所选择重介质密度介于轻物料密度和重物料密度之间：重物料密度之间： L C0v0，颗粒向下作沉降运动；，颗粒向下作沉降运动； 当当v=0v=0，颗粒作悬浮运动；，颗粒作悬浮运动； 当当v

49、0v38381010-6-6 cmcm3 3/g/g；弱磁性物质，弱磁性物质，x x0 0= =（0.190.197.57.5）1010-6-6 cm cm3 3/g/g；非磁性物质，非磁性物质，x x0 00.19表面吸附水契形毛细管结合水裂形纹毛细管结合水间隙水； 处理难易还与污泥颗粒大小、有机物含量有关，一般颗粒直径越小、有机物含量越多，处理难度越大。二.污泥的调理浓缩、脱水前的预处理 1.目的：提高污泥浓缩、脱水的性能，提高效率。 2.方法： 化学调理：加适量混凝剂、絮凝剂等使其絮凝；混凝剂如Al2（SO4）3；絮凝剂石灰，pH等介质性质；淘洗：与3-4倍污泥量的水混合，降低碱度、粘度

50、，减少混凝剂数量，使其效率提高；（只适用于消化污泥）加热加压调理：有机物分解，亲水性有机胶体水解，结构变化；按照加热温度不同又分为高温加压调理：170-2000C，1.0-1.5MPa，含水率降至80-87%，和低温加压调理：1500C，BOD5降至15-40%；冷冻融化调理：溶液浓度越高，凝固点越低。三.污泥浓缩 1.重力浓缩法：重力浓缩法利用重力沉降释放间隙水，是常用方法，该方法的构筑物称浓缩池，又可以分为两类： 间歇型：适用于小型处理厂，污泥间歇给入，沉降排出清液后再进第二次污泥；连续型：适用于大中型处理厂，污泥连续给入，发生拥挤沉降与浓缩，澄清水由周边溢流堰溢出。2.气浮浓缩法 依靠大

51、量微小气泡附着在颗粒上，形成颗粒-气泡结合体，进而产生浮力把颗粒带到水表面达到浓缩的目的。3.离心浓缩法 利用固体颗粒和水的密度差异，在高速旋转的离心机中，固体颗粒和水分分别受到大小不同的离心力而使其固液分离的过程。四.污泥脱水 1.固定床自然干化脱水用于乡镇或小型污水处理厂 原理：一方面利用自然蒸发；另一方面利用污泥底部滤料与土壤的过滤作用； 设施：干化场或晒泥场 长6-30m，宽10m；用缸瓦管收集渗滤水；场地面积由人口、人均日产污水、污水产泥量得出；需要时间与气候、季节、气温有关，良好条件下一般10-15天，含水率可降至60%以下。 缺点：占地面积大，影响环境卫生。2.机械脱水 真空抽滤

52、脱水：含水率可降至75-80%；压滤机脱水：分为间歇型和连续型两种 间歇型压滤机脱水间歇型压滤机脱水：使用板框压滤机，含水率可降至45-80%；连续型压滤机脱水连续型压滤机脱水：使用带式压滤机，含水率可降至70-80%，因为处理量多，一般用于大型污水处理厂 。五.干燥 1.目的：进一步脱水，减轻重量。2.按加热方式不同可以分为三种： 对流干燥常用传导干燥热辐射干燥 3.机械装置：倾斜转筒型干燥器4.停留时间：30-40分钟六.污泥处置 1.污泥需要资源化利用、处置的原因： 污泥产量增加使填埋场寿命减少； 工厂污泥重金属含量高，不经处置会进入水体、大气、土壤，污染环境； 生活污水污泥会滋生蚊蝇，而且其中的寄生虫卵进入水体、食物链危害人体健康 2.污泥的利用： 作建筑材料作肥料作园林基质沼气发酵作饲料添加剂 (详细内容如下）作建筑材料 污泥焚烧灰 掺入粘土、砂子 制砖 有机质高的剩余活性污泥 加入木屑、玻璃纤维压制成板材 已去除重金属、无病菌的污泥沉渣 加入其他物质破坏絮凝剂的膨胀性 铺路、填坑 作肥料 N、P、K、有机质含量高的污泥作肥料可以改良土壤理化性状，改良其保水保肥性能。使用污泥作肥料应注意以下几点：1.污泥施用要严格按照控制标准 ；2.污泥使用前进行稳定化处理；3.饮用水源保护地带或地下水位高的地带慎用或不用，酸性土要配合石灰试用；4