第四章 固体废物预处理技术

1、4.1概述概述4.2压实技术压实技术4.3 破碎技术破碎技术4.4分选技术分选技术4.5脱水技术脱水技术第四章第四章 固体废物的预处理技术固体废物的预处理技术 固体废物处理固体废物处理 物理处理物理处理(Physical Processing): 压实、破碎、分选、脱水压实、破碎、分选、脱水化学处理化学处理(Chemical Processing)：氧化、还原、中和：氧化、还原、中和 生物处理生物处理(Biological Processing)：好氧处理和厌氧处：好氧处理和厌氧处理理焚烧处理焚烧处理(Combustion)热解处理热解处理(Pyrolysis)固化固化/稳定化处理稳定化处理通

2、过物理、化学、生物、热解、焚烧、固化等不同方法，使固体通过物理、化学、生物、热解、焚烧、固化等不同方法，使固体废物转化为适于运输、贮存、资源化利用及最终处置的过程。废物转化为适于运输、贮存、资源化利用及最终处置的过程。常用固废处理技术常用固废处理技术4.1 概述概述固体废物的预处理为废物的合适处理处置提供条件，主要有压实、固体废物的预处理为废物的合适处理处置提供条件，主要有压实、破碎、分选和脱水等破碎、分选和脱水等。 预处预处理技理技术术压实压实破碎破碎分选分选脱水脱水以填埋为主的废物。压以填埋为主的废物。压实降低废物的体积，减实降低废物的体积，减少运输量和运输费用，少运输量和运输费用，提高填

3、埋场的利用效率。提高填埋场的利用效率。以焚烧或堆肥为主的废物。以焚烧或堆肥为主的废物。破碎、分选使物料粒度均匀、破碎、分选使物料粒度均匀、大小适宜，有利于提高焚烧大小适宜，有利于提高焚烧和堆肥化效率。废物的资源和堆肥化效率。废物的资源综合利用（破碎和分选：实综合利用（破碎和分选：实现不同物料分别回收利用）现不同物料分别回收利用）含水率含水率超过超过90%的的固体废固体废物必须物必须脱水减脱水减容，以容，以便于包便于包装运输装运输与资源与资源化利用。化利用。4.1 概述概述4.2.1 压实的概念原理及目的压实的概念原理及目的4.2 压实压实 通过外力加通过外力加压于松散的压于松散的固体废物，固体

4、废物，以缩小其体以缩小其体积，使固体积，使固体废物变得密废物变得密实的操作简实的操作简称为压实，称为压实，又称为压缩。又称为压缩。压实定义压实定义 减小体积，减小体积，便于装卸、便于装卸、运输、贮存运输、贮存和填埋；和填埋； 制取高密度制取高密度惰性材料或惰性材料或建材，便于建材，便于贮存或再利贮存或再利用用。压实目的压实目的 当对固体废当对固体废物实施压实物实施压实操作时：压操作时：压力力，空隙，空隙体积体积，表，表观体积也随观体积也随之之，而容，而容重重。压实原理压实原理4.2.2 压实程度度量压实程度度量孔隙比孔隙比e孔隙率孔隙率孔隙比和孔隙率越小，孔隙比和孔隙率越小，压实程度越高，密度

5、越压实程度越高，密度越大大湿密度湿密度w干密度干密度d一般密度钧指湿密度，一般密度钧指湿密度，容易测定，较实用容易测定，较实用积减小百积减小百分比分比RR越大越好越大越好压缩比压缩比r压缩倍数压缩倍数nr越小，越小，n越大，压实越大，压实越好，实际中一般采越好，实际中一般采用用nmvVVsvVVemmwVmmsdVm%100ifiVVVRifVVrfiVVnNote：Vi和和Vf 分别为压实前、后的废物体积分别为压实前、后的废物体积4.2.3 压实机械压实机械压实器固定式水平式压实器三向垂直式压实器回转式压实器城市垃圾压实器移动式碾压式压实器夯实式压实器振动式压实器凡用人工或机械方法凡用人工或

6、机械方法（液压方式为主）把（液压方式为主）把废物送进压实机械中废物送进压实机械中进行压实的设备称为进行压实的设备称为固定式压实器固定式压实器指在填埋现场使用的指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计机以及其他专门设计的压实机具。的压实机具。水平式压实器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。用于压实城市垃圾。三向垂直式压实器三向垂直式压实器具有三个互相垂直的压头，具有三个互相垂直的压头，依次施压。适合于压实松依次施压。适合

7、于压实松散金属废物。它具有三个散金属废物。它具有三个互相垂直的压头，金属等互相垂直的压头，金属等类废物被置于容器单元内，类废物被置于容器单元内，而后依次启动而后依次启动1、2、3三个三个压头，逐渐使固体废物的压头，逐渐使固体废物的空间体积缩小，容重增大，空间体积缩小，容重增大，最终达到一定的尺寸。最终达到一定的尺寸。回转式压实器回转式压实器 具有两个压头和具有两个压头和一个旋动式压头。一个旋动式压头。适于体积小质量适于体积小质量小的废物。废物小的废物。废物装入容器单元后，装入容器单元后，先按水平式压头先按水平式压头1的方向压缩，的方向压缩，然后按箭头的运然后按箭头的运动方向驱动旋动动方向驱动旋

8、动式压头式压头2,使废物使废物致密化，最后按致密化，最后按水平压头水平压头3的运的运动方向将废物庄动方向将废物庄至一定尺寸排出。至一定尺寸排出。城市垃圾压实器城市垃圾压实器 (a)(a)为压缩循环开始，从滑道中落下的垃圾进入料斗。为压缩循环开始，从滑道中落下的垃圾进入料斗。(b)(b)为压缩臂全部缩回处于为压缩臂全部缩回处于起始状态，压缩室内充入垃圾。当压臂全部伸展，垃圾被压入容器中，如起始状态，压缩室内充入垃圾。当压臂全部伸展，垃圾被压入容器中，如(c)(c)图，图，当垃圾不断充人最后在容器中压实。可以将压实的垃圾装入袋内。当垃圾不断充人最后在容器中压实。可以将压实的垃圾装入袋内。城市垃圾压

9、实器城市垃圾压实器垃圾中转站垃圾压实器垃圾中转站垃圾压实器移动式垃圾压实器移动式垃圾压实器常用于填埋场压实用，也可安装在收集车上压实收集车所接受的垃圾。常用：常用于填埋场压实用，也可安装在收集车上压实收集车所接受的垃圾。常用：胶轮式压实机、履带式压实机和钢轮式布料压实机等。胶轮式压实机、履带式压实机和钢轮式布料压实机等。垃圾压实器的选择原则和影响因素垃圾压实器的选择原则和影响因素压实设备选择压实设备选择原则原则根据固体废物根据固体废物的压实程度，的压实程度，选择合适的压选择合适的压缩比和压力缩比和压力根据废物的性根据废物的性质，采用不同质，采用不同的压实方式和的压实方式和压实设备压实设备考虑压

10、实的后考虑压实的后续处理过程续处理过程4.3.1 破碎的概念及目的破碎的概念及目的4.3 破碎破碎4.2.2 破碎的影响因素破碎的影响因素硬度指物料抵抗外界指物料抵抗外界机械力侵入的性机械力侵入的性质。它反映物料质。它反映物料的坚固性的坚固性。韧性指物料受压轧、指物料受压轧、切割、锤击、拉切割、锤击、拉伸和弯曲等外力伸和弯曲等外力作用时所表现出作用时所表现出的抵抗能力。的抵抗能力。解理指物料在外力作指物料在外力作用下沿一定方向用下沿一定方向破裂成光滑平面破裂成光滑平面的性质。的性质。结构缺结构缺陷陷对 粗 块 物 料对 粗 块 物 料的 影 响 较 为的 影 响 较 为显著显著国外：从能耗：国

11、外：从能耗：F.C邦德功指邦德功指数；国内从力数；国内从力的强度：莫氏的强度：莫氏硬度（硬度（10级）级）和和 普氏硬度普氏硬度系数系数f脆性脆性/柔柔性性/延展延展性性/挠性挠性/弹性等弹性等极完全、极完全、完全、中完全、中等、不完等、不完全和全和极不完全极不完全解理解理4.3.3 破碎方法破碎方法破碎破碎方法方法干式干式机械能机械能压碎压碎劈碎劈碎剪切剪切磨剥磨剥冲击冲击非机械能非机械能低温低温热力热力低压低压超声超声湿式湿式半湿半湿式式(a)压碎压碎 (b) 劈碎劈碎 (c) 折断折断 (d) 磨剥磨剥（e）冲击破碎冲击破碎常见的机械能破碎方法常见的机械能破碎方法4.3.3 破碎方法破碎

12、方法破碎方法选择：依据废物的机械强度，特别是破碎方法选择：依据废物的机械强度，特别是废物的硬度而定。废物的硬度而定。坚硬废物坚硬废物( (如废石、如废石、废渣废渣) )：挤：挤压、劈裂、压、劈裂、冲击、磨冲击、磨碎等；碎等；柔韧性废物：柔韧性废物：剪切、冲击、剪切、冲击、磨碎或者低磨碎或者低温破碎温破碎脆性废物：脆性废物：冲击、劈碎冲击、劈碎等等含有大量废含有大量废纸的城市垃纸的城市垃圾：湿式或圾：湿式或半湿式破碎。半湿式破碎。4.3.4 破碎产物的特性参数破碎产物的特性参数粒径和粒度分布粒径和粒度分布表示颗粒尺寸的指标：粒径、颗粒形状和粒度分布表示颗粒尺寸的指标：粒径、颗粒形状和粒度分布粒径

13、：表示颗粒大小的参数，常用的有：球体等效直径粒径：表示颗粒大小的参数，常用的有：球体等效直径、有效直径、统计直径和筛径等。、有效直径、统计直径和筛径等。粒度分布：表示固体颗粒群中不同粒径颗粒的含量分布粒度分布：表示固体颗粒群中不同粒径颗粒的含量分布情况，有累积粒度分布和频度粒度分布。情况，有累积粒度分布和频度粒度分布。破碎比和破碎段破碎比和破碎段破碎比：破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度破碎比：破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比的比值称为破碎比一般破碎机的破碎比在一般破碎机的破碎比在330，磨碎机的破碎比在，磨碎机的破碎比在40400，固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为，

14、固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个一个破碎段破碎段，在破碎处理中有时仅通过一个破碎机，在破碎处理中有时仅通过一个破碎机难以达到要求的粒度，而要几级破碎段。难以达到要求的粒度，而要几级破碎段。4.3.4 破碎产物的特性参数破碎产物的特性参数破碎产物粒度/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多次（段）破碎总破碎比计算：多次（段）破碎总破碎比计算：niiiii321 单纯破碎工艺单纯破碎工艺带预先筛分和检带预先筛分和检 查筛分破碎工艺查筛

15、分破碎工艺带预带预先筛先筛分破分破碎工碎工艺艺带检带检查筛查筛分破分破碎工碎工艺艺破碎工艺选择需破碎工艺选择需考虑考虑节能、处理节能、处理量及破碎产品粒量及破碎产品粒径大小、粒度组径大小、粒度组成、形状成、形状等的要等的要求。根据固体废求。根据固体废物的性质（如破物的性质（如破碎特性、硬度、碎特性、硬度、密度、形状、含密度、形状、含水率等）水率等）4.3.5 破碎工艺破碎工艺4.3.5 破碎工艺破碎工艺破碎机常和筛子配用组成破碎流程。破碎机常和筛子配用组成破碎流程。1 1、单纯的破碎流程；对产品粒度要求不高、单纯的破碎流程；对产品粒度要求不高2 2、带有预先筛分的破碎流程、带有预先筛分的破碎流

16、程 ；（节能）；（节能）3 3、带有检查筛分的后两种破碎流程、带有检查筛分的后两种破碎流程 。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 产破 碎 产物物固 体 废固 体 废物物筛上物筛上物筛分筛分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单纯破碎工艺单纯破碎工艺带预先筛分破碎工艺带预先筛分破碎工艺带检查筛分破碎工艺带检查筛分破碎工艺带预先筛分和检查筛分破碎工艺带预先筛分和检查筛分破碎工艺4.3.6 破碎设备破碎设备(1) 颚式破碎机颚式破碎机一种间歇式工作的破碎机械，适于坚硬

17、和中硬坚硬和中硬废物废物主要部件：固定颚板、可动颚板、连动于传动轴的偏心转动轮。两块颚板构成破碎腔工作原理工作原理：物料被夹在固定颚板和可动颚板之间，借助于可动颚板周期性的靠近或离开固定鄂板，使物料收到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎，破碎后的物料靠重力作用从下部排出(1) 颚式破碎机颚式破碎机根据可动鄂板分：简单摆动、复杂摆动颚式破碎机偏心轴偏心轴连杆连杆固固定定颚颚板板可动颚板可动颚板简摆式颚式破碎机简摆式颚式破碎机复摆式颚式破碎机复摆式颚式破碎机(2) 锤式破碎机锤式破碎机利用冲击摩擦和剪切作用对固废进行破碎利用冲击摩擦和剪切作用对固废进行破碎(工矿企业常工矿企业常用的设备用的设备)。主体破碎

18、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）高速旋转适用于中等硬度废物的破碎适用于中等硬度废物的破碎缺点：噪声大，震动大缺点：噪声大，震动大(3) 冲击式破碎机冲击式破碎机工作原理：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向机壁，受到第二次破碎。飞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。适用于中等硬度、脆性、软质、纤维状、韧性等物料适用于中等硬度、脆性、软质、纤维状、韧性等物料

19、(4) 剪切式破碎机剪切式破碎机是一种利用剪切破碎作用为主的破碎机械。包括固定刀刃和可动刀刃或全为可动刀刃。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，适用于破碎松散状适用于破碎松散状态的大型废物态的大型废物。主要类型：往复式剪切破碎机旋转式剪切破碎机往复刀和固定刀之间宽度为30 cm，剪切尺寸为30 cm。刀具由特殊钢制成，磨损后可以更换，可将厚度为220 mm以下的普通型钢板剪切成30 cm的碎块优点优点：无冲撞力，机：无冲撞力，机体底座易制造；工作体底座易制造；工作无尘，噪声和震动较无尘，噪声和震动较小；无爆炸危险。小；无爆炸危险。缺点缺点：破碎后垃圾

20、尺：破碎后垃圾尺寸较大；不太适合大寸较大；不太适合大容量的处理；破碎后容量的处理；破碎后的废物不太利于分类。的废物不太利于分类。该机由预压机和剪切机两部分组成。固体废物先进入预压机，通过一对钳形压块的开闭将废物压缩后进入剪切机。剪切机由送料器、压紧器和剪切刀片组成。固体废物由送料器推倒刀口下方，压紧器压紧后由剪切刀将其剪断。旋转型剪切式破碎机旋转型剪切式破碎机p该机装有12个固定刀和35个旋转刀，固体废物投入腔体后，在固定刀和高速旋转的旋转刀夹持下而被剪切破碎。 p缺点缺点：废物中混入异：废物中混入异物时容易发生故障物时容易发生故障辊式破碎机辊式破碎机通过挤压作用挤压作用破碎固废适用于破碎脆性

21、和韧性物料，如玻璃和金属等，不适于大块或坚硬物料。优点优点：破碎机结构简单、成本低廉、工作可靠、安装维修比较方便；缺点缺点：生产效率较低，破碎力度不够均匀，破碎比不大分类分类：平滑表面辊式破碎机：挤压与研磨作用，较硬物。齿形表面辊式破碎机：单齿辊和双齿辊，劈裂作用，干脆性和黏性较大废物。齿形表面辊式破碎机齿形表面辊式破碎机平滑表面辊式破碎机平滑表面辊式破碎机粉磨机目的目的：对废物进行最后一段粉碎，使其在各成分单体分离，为下一步分选创造条件。常用的粉磨机常用的粉磨机：球磨机和自磨机球磨机球磨机构造：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25150 mm的钢

22、球。筒体内壁敷设有衬板。工作原理：磨擦力、离心力和重力；冲击和研磨作用自磨机自磨机l又称无介质磨矿机，其工作原理与球磨机基本相同，不同的是它的筒体直径又称无介质磨矿机，其工作原理与球磨机基本相同，不同的是它的筒体直径更大；不用球或任何其他粉磨介质，而是利用筒体内被粉碎物料本身作为介更大；不用球或任何其他粉磨介质，而是利用筒体内被粉碎物料本身作为介质，在筒体内连续不断地冲击和相互磨剥以达到粉磨的目的。有时为了提高质，在筒体内连续不断地冲击和相互磨剥以达到粉磨的目的。有时为了提高处理能力，也可加入少量钢球，通常只占自磨机有效容积的处理能力，也可加入少量钢球，通常只占自磨机有效容积的2-3%。l按磨

23、矿工艺方法不同，自磨机可分为按磨矿工艺方法不同，自磨机可分为干式干式(气落式气落式)和和湿式湿式(泻落式泻落式)两种。目两种。目前我国广泛使用的是湿式自磨机。前我国广泛使用的是湿式自磨机。湿式自磨机湿式自磨机干式自磨机干式自磨机自磨机自磨机干式自磨机干式自磨机4.3.7 低温破碎l低温破碎低温破碎：对于在常温下难以破碎的韧性固体废物，可以利用其低温变脆的性能而有效的破碎，也可以利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性的破碎，即所谓低温破碎技术。l低温破碎通常采用液氮作为制冷剂，液氮具有制冷温度低、无毒、无爆炸危险等优点。工艺流程如图示工艺流程如图示：固体废物如金属内橡固体废物如金属内橡胶制品、汽

24、车轮胎、胶制品、汽车轮胎、塑料导线等先投入预塑料导线等先投入预冷装置，在进入浸冷冷装置，在进入浸冷装置，橡胶、塑料等装置，橡胶、塑料等易冷脆物质迅速脆化，易冷脆物质迅速脆化，由高速冲击式破碎机由高速冲击式破碎机破碎，破碎产品再进破碎，破碎产品再进入不同的分选设备。入不同的分选设备。 2. 应用应用（1）塑料低温破碎）塑料低温破碎有关塑料低温破碎的研究结果可以归纳如下：有关塑料低温破碎的研究结果可以归纳如下：各种塑料的脆化点不同，如聚氯乙烯为各种塑料的脆化点不同，如聚氯乙烯为-5-20；聚乙烯；聚乙烯为为-95-135；聚丙烯为；聚丙烯为0-20；采用拉伸、曲折、压缩等简单力的破碎机时，低温破碎

25、所需采用拉伸、曲折、压缩等简单力的破碎机时，低温破碎所需动力比常温大；用冲击破碎机时，则低温破碎动力比常温时要动力比常温大；用冲击破碎机时，则低温破碎动力比常温时要小得多；小得多；膜状塑料难于低温破碎；膜状塑料难于低温破碎；冷冻装置结构为冷冻槽绝热壁厚冷冻装置结构为冷冻槽绝热壁厚300 mm，从顶部喷射液氮雾，从顶部喷射液氮雾，塑料置于槽内运输皮带上向前移动塑料置于槽内运输皮带上向前移动4m，从喷雾开始后，从喷雾开始后4 min，槽，槽内温度可达内温度可达-75；62分钟后可达分钟后可达-167，温度分布大体上均匀；，温度分布大体上均匀；根据以上各点判断，低温破碎机应选择以冲击力为主、拉力根据

26、以上各点判断，低温破碎机应选择以冲击力为主、拉力和剪切刀为次要考虑因素的破碎机较为合适。和剪切刀为次要考虑因素的破碎机较为合适。 (2)回收金属的低温破碎回收金属的低温破碎 利用低温破碎技术从有色金属混合物、包覆电线等固利用低温破碎技术从有色金属混合物、包覆电线等固体废弃物中回收铜、铝、锌的结果表明，采用液氮冷体废弃物中回收铜、铝、锌的结果表明，采用液氮冷冻后冲击破碎（冻后冲击破碎（-72，1 min），破碎产物中），破碎产物中25 mm以以上者，含铜上者，含铜97.2%，铝，铝100%（锌（锌0%）；）；25 mm以下者，以下者，锌锌100%（铜（铜2.8%，铝，铝0%）。而如果采用常温破碎

27、，）。而如果采用常温破碎，则锌因有延展性破碎（低温破碎时，则锌因有延展性破碎（低温破碎时，Ca和和Al也有些延也有些延展性破碎），展性破碎），25 mm以上产物中锌残留率达到以上产物中锌残留率达到82.7%。说明低温破碎能进行选择性破碎分离。说明低温破碎能进行选择性破碎分离。 废轮胎低温破碎装置废轮胎低温破碎装置1、传送带；、传送带；2、压孔机；、压孔机；3、预冷室；、预冷室；4、冷冻室；、冷冻室；5、冲击、冲击式破碎机；式破碎机；6、磁选机；、磁选机；7、锤式破碎机；、锤式破碎机；8、粒度分选机、粒度分选机 (3)汽车轮胎的低温破碎汽车轮胎的低温破碎破碎的废轮胎破碎的废轮胎T置于传送带置于传

28、送带1上，经压孔机上，经压孔机2压孔之后进入冷冻装压孔之后进入冷冻装置置3预冷，然后再进入浸没冷冻槽预冷，然后再进入浸没冷冻槽4冷冻。接着进入冲击破碎机冷冻。接着进入冲击破碎机5破碎，破碎，“轮胎和内嵌线轮胎和内嵌线”和和“撑轮圈撑轮圈”分离。然后分离。然后“撑轮圈撑轮圈”送送至磁选机至磁选机6分选，分选，“轮胎和内嵌线轮胎和内嵌线”送至锤式破碎机送至锤式破碎机7进行二次破进行二次破碎，再进入粒度分选机碎，再进入粒度分选机8分选成各种不同粒度级别的产品，最后分选成各种不同粒度级别的产品，最后送至再生利用工序。送至再生利用工序。 4.3.8 湿式破碎1 1、原理和设备、原理和设备：这种使含纸垃圾

29、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。 2.优点优点垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；不会滋生蚊蝇和恶臭，符合卫生条件；不会滋生蚊蝇和恶臭，符合卫生条件；不会产生噪声、发热和爆炸的危险性；不会产生噪声、发热和爆炸的危险性；脱水有机残渣，无论质量、粒度大小、水分等变化都小；脱

30、水有机残渣，无论质量、粒度大小、水分等变化都小；在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，可以回在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，可以回收纸纤维、玻璃、铁和有色金属，剩余污泥等可做堆肥。收纸纤维、玻璃、铁和有色金属，剩余污泥等可做堆肥。 4.3.9半湿式选择性破碎分选 1. 构造原理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。由两段不同筛孔的外旋转圆筒筛和筛内与之反向旋转的破碎

31、板构成。 2. 特点特点（1）能使城市垃圾在一台设备中同时进行破碎和分选作业。）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）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纯度为80%的堆肥原料的堆肥原料厨房垃圾；从第二组产物中可以得到厨房垃圾；从第二组产物中可以得到纯度为纯度为85%95%的纸类；从第三组产物中可以得到纯度为的纸类；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）对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并

32、及时排出，不会产生粉碎现象。会产生粉碎现象。 分选的基本原理分选的基本原理是利用物料的某些性质是利用物料的某些性质为识标志，然后用机械或电磁的分选装为识标志，然后用机械或电磁的分选装置加以选别，达到分离之目的。置加以选别，达到分离之目的。固体废物的分选就是将固体废物中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处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。技术分离出来的过程。固固体体废废物物的的分分选选方方法法人工分选人工分选机械分选机械分选工作卫工作卫生条件生条件差，但差，但是别能是别能力强力强粒度差异粒度差异-

33、筛选筛选 ( (筛分筛分) )密度差异密度差异-重力分选重力分选 ( (重介质风力重介质风力/ /跳汰跳汰/ /风力风力/ /摇床摇床) )磁性差异磁性差异-磁力分选磁力分选表面性质差异表面性质差异-浮选技术浮选技术导电差异导电差异-电力分选电力分选光电性差异光电性差异-光电分选光电分选摩擦性差异摩擦性差异-摩擦分选摩擦分选弹性差异弹性差异-弹性分选弹性分选4.4 分选技术分选技术 分选效果好坏的评价指标有分选效果好坏的评价指标有回收率回收率、纯度纯度和和综合效率综合效率。回收率回收率：单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此：单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选

34、机的此组分量之比。如果以组分量之比。如果以X、Y代表两种物料，代表两种物料，X在两个排出口被分为在两个排出口被分为Xl、X2：Y在两个排出口被分为在两个排出口被分为Yl、Y2，则在第一排出口，则在第一排出口X及及Y的回收率为：的回收率为：分选效果的评价指标分选效果的评价指标右式中：右式中：Rxl:在第一排出口物料在第一排出口物料X的回收率的回收率()； Ry1:在第一排出口物料在第一排出口物料Y的回收率的回收率()；纯度纯度：某一组分物料在同一排出口排出物所占的分数。某一组分物料在同一排出口排出物所占的分数。右式中：右式中：Px1：在第一排出口物料在第一排出口物料X的纯度的纯度()； Py1：

35、在第一排出口物料在第一排出口物料Y的纯度的纯度()综合利用效率综合利用效率E4.4.1 筛分筛分 依据固体废物的粒度不同，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，完成粗细物料的分离过程。 包括湿式筛分湿式筛分和干干式筛分式筛分。筛分定义筛分定义 利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗物料留在筛面上，完成粗细粒物料分离的过程。 它包括物料分层物料分层（是完成分离的条件）和细粒透筛细粒透筛（分离的目的）。筛分原理筛分原理 难筛粒难筛粒：粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒，较难通过粗粒成的间隙，且力度约接近筛孔尺寸就越难透筛。 易筛粒易筛粒：粒度小于

36、筛孔尺寸3/4的颗粒，容易通过粗粒间隙到达筛面而透筛。难筛粒难筛粒易筛粒易筛粒 筛分分类筛分分类脱水和脱泥筛分脱水和脱泥筛分：用筛分方法脱去废物中所含的部分水分和泥质。选择筛分选择筛分：废物经过某一个或某些筛分工序后，将浓缩成有用成分的部分与基本上无用成分的部分分开。筛孔必须调整到合适的大小。检查筛分检查筛分：对经破碎机破碎后的废物进行筛分，将粒度大于排料口尺寸的“超粒”筛出，送回破碎机再度破碎。预先筛分预先筛分：物料送入破碎机之前，将小于破碎机排料口宽度的细粒级筛分出来，以提高破碎作业的效率，防止过度破碎和节省能源准备筛分准备筛分：将固体废物按粒度分成若干级别、各级别送往下一工序分别处理。根

37、据筛分工艺过程中完成任务的不同，筛分可分为五类：根据筛分工艺过程中完成任务的不同，筛分可分为五类： 筛分效率筛分效率筛分效率筛分效率是指筛分时实际得到的筛下产物重量与原料中所含粒度是指筛分时实际得到的筛下产物重量与原料中所含粒度小于筛孔孔径的物料重量之比小于筛孔孔径的物料重量之比。筛分效率通常为筛分效率通常为85% 95%。式中：式中：为筛分效率，为筛分效率，%；Q1筛下的产筛下的产品质量；品质量；Q为入筛原料质量；为入筛原料质量；为原料为原料中小于筛孔尺寸的颗粒含量，中小于筛孔尺寸的颗粒含量，%。式中：式中：Q2为筛上的产品质量；为筛上的产品质量；Q=Q1+Q2; 为筛上产品中小于筛孔尺寸的

38、物料含为筛上产品中小于筛孔尺寸的物料含量，量，%。筛分效率的影响因素筛分效率的影响因素筛分设备筛分设备筛分筛分设备设备固定筛固定筛圆筒筛圆筒筛振动筛振动筛筛面由许多平行排列的筛条组筛面由许多平行排列的筛条组成，水平或倾斜安装。分为格成，水平或倾斜安装。分为格筛筛( (装在粗破之前装在粗破之前) )和棒条筛和棒条筛（粗破和中破之前）。（粗破和中破之前）。筛面带孔的圆柱形筒体，轴筛面带孔的圆柱形筒体，轴线倾斜线倾斜35度安装；截头圆度安装；截头圆锥筒体，轴线水平安装，高锥筒体，轴线水平安装，高端入料，低端排筛上物。物端入料，低端排筛上物。物料在筒内滞留时间料在筒内滞留时间2530s，转速转速56r

39、/min为最佳为最佳振动方向与筛面垂直或近振动方向与筛面垂直或近似垂直，振动幅度似垂直，振动幅度600-3600 r/min，振幅，振幅0.5-1.5 mm。振动筛的倾角一般。振动筛的倾角一般在在8-40度。度。振动筛用于粗、中、细粒振动筛用于粗、中、细粒的筛分，也可用于脱水和的筛分，也可用于脱水和脱泥筛分，包括惯性振动脱泥筛分，包括惯性振动筛和共振筛。筛和共振筛。固定筛固定筛滚筒筛滚筒筛惯性振动筛惯性振动筛共振筛共振筛4.4.2 重力分选重力分选根据固体废物颗粒间密度的差异密度的差异，以及在运动介质中所受的重力、流体动力和其他机械力不同而实现按密度分密度分选选的过程。也叫重选。(1)固体颗粒

40、间必须存在密度（或粒度）的差异；(2)分选过程在运动介质中进行；(3) 在重力、流体动力、颗粒间摩擦力的综合作用下，固体颗粒群松散并按密度（或粒度）分层；(4)分好层的物料在运动介质的托运下达到分离。空气、水、重液（密度水的液体）、悬浮液风力分选、重介质分选、跳汰分选和摇床分选等定义定义共同共同特点特点介质介质分类分类重力分选原理重力分选原理基本原理基本原理：固体废物在介质中的沉降是重力分选：固体废物在介质中的沉降是重力分选的基本行为。密度和粒度不同的固体废物根据其的基本行为。密度和粒度不同的固体废物根据其在介质中沉降速度的不同而分离。在介质中沉降速度的不同而分离。FEFBFD原理分析原理分析

41、：一个悬浮在流体介质中的颗粒，其运：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。分别表示为力作用。分别表示为FE重力、重力、FB介质浮力、介质浮力、FD介质摩擦阻力。如右图所示。介质摩擦阻力。如右图所示。EsgFVg重力BgFVg浮力：20.5DDFCVA介质阻力上式中：上式中：s颗粒密度；颗粒密度；Vg颗粒体积。假定颗粒颗粒体积。假定颗粒为球形，则为球形，则Vg=d3/6；介质密度；介质密度；CD阻力系阻力系数；数；U颗粒相对介质速度；颗粒相对介质速度；A颗粒投影面积颗粒投影面积(在在运动方向上运动方向上)当当F

42、E、FB、FD三个力达到平衡，且加速度为零时的速度为末速三个力达到平衡，且加速度为零时的速度为末速度，此时有：度，此时有：FE=FB+FD，即为：，即为：由此得到牛顿公式牛顿公式：上式中，CD是与颗粒的尺寸及运动状况有关，通常用雷诺数雷诺数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斯托克斯公式斯托克斯公式：22AUCVgVgDsDsCgdU3)(4UdUdRe18)(2SgdU12ee 5极易重力分选的物料，除极细(5-10m)细泥外，各粒度的物料都可用重力分选法选别；2.5 e 5属易选物料1.75 e

43、 2.5属较易选物料1.5 e 1.75属较难选物料，重力分选的有效选别粒度下限一般为0.5mm1.25 e 1.5属难选物料，重力分选法只能处理不小于数毫米的粗粒物料，分离效率一般不高e 1.25属极难选的物料，不宜采用重力分选。不同密度矿物分选的难易度可以大致地按其等降比不同密度矿物分选的难易度可以大致地按其等降比(e)进行判断进行判断重矿物密度，重矿物密度，kg/m3矿轻物密度，矿轻物密度，kg/m3分选介质密度，分选介质密度，kg/m34.4.2.1 风选风选n 风选又称气流分选风选又称气流分选，其作用是将轻物料从重物料中分离出来。，其作用是将轻物料从重物料中分离出来。n 基本原理基本

44、原理：气流将轻物料向上带走或水平带向较远的地方，而：气流将轻物料向上带走或水平带向较远的地方，而重物料则由于上升气流不能支持而沉降或由于足够的惯性在水重物料则由于上升气流不能支持而沉降或由于足够的惯性在水平方向上抛出较近的距离。主要用于城市垃圾的分选。平方向上抛出较近的距离。主要用于城市垃圾的分选。n 风选包括风选包括水平气流风选水平气流风选和和竖向气流风选竖向气流风选。 n 风选实质上包含两个过程：风选实质上包含两个过程： 分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分（提取物）和分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分（提取物）和具有高密度、空气阻力小的重质部分（排出物）；具有高密度、空气阻力小的重

45、质部分（排出物）； 再进一步将轻颗粒从气流中分离出来，常采用旋流器（除再进一步将轻颗粒从气流中分离出来，常采用旋流器（除尘）。尘）。风选设备风选设备卧式风力分选机卧式风力分选机( (水平气流分选机）水平气流分选机）该机从侧面水平送风，固体废物经破碎机破碎和滚筒筛筛分该机从侧面水平送风，固体废物经破碎机破碎和滚筒筛筛分使其粒度均匀后，定量给入机内，当废物在机内下落时，被使其粒度均匀后，定量给入机内，当废物在机内下落时，被鼓风机鼓入的水平气流吹散，固体废物中各种组分沿着不同鼓风机鼓入的水平气流吹散，固体废物中各种组分沿着不同运动轨迹分别落入重质组分、中重质组分和轻质组分收集槽运动轨迹分别落入重质组

46、分、中重质组分和轻质组分收集槽中。当分选城市生活垃圾时，水平气流分选机的最佳风速为中。当分选城市生活垃圾时，水平气流分选机的最佳风速为20 m/s。 风选设备风选设备立式风力分选机（上升气流分选机）立式风力分选机（上升气流分选机）经破碎后的城市生活垃圾从中部给入风力分选机，物料在上经破碎后的城市生活垃圾从中部给入风力分选机，物料在上升气流作用下，垃圾中各组分按密度进行分离，重质组分从升气流作用下，垃圾中各组分按密度进行分离，重质组分从底部排出，轻质组分从顶部排出，经旋风分离器进行气固分底部排出，轻质组分从顶部排出，经旋风分离器进行气固分离。离。 4.4.2.2 重介质分选重介质分选l 重介质包

47、括密度大于水的重液和重悬浮液。重介质分选又称重介质包括密度大于水的重液和重悬浮液。重介质分选又称沉浮分选沉浮分选。在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法称为重介质分选。主要适用于几种固体的密度差别较小，法称为重介质分选。主要适用于几种固体的密度差别较小，难以用跳汰法等其他分离技术分选的场合。难以用跳汰法等其他分离技术分选的场合。n 为使分选过程有效地进行，选择的重介质密度（为使分选过程有效地进行，选择的重介质密度（c）需介于固）需介于固体废物中轻物料密度（体废物中轻物料密度（L）和重物料密度（）和重物料密度（W）之间，）之间，即：即：L c

48、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。二二 污泥的调理污泥的调理浓缩、脱水前的预处理浓缩、脱水前的预处理1.目的目的：提高污泥浓缩、脱水的性能，提高效率。2.方法方法：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，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：170-200，1.0-1.5 MPa

49、，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。三三.污泥浓缩污泥浓缩1.重力浓缩法重力浓缩法：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：p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；p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.气浮浓缩法气浮浓缩法 依靠大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.离心浓缩法离心浓缩法利用固体颗粒和水的密度差异，在高速旋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。大小不同的离心力而使其固液分离的过程。四四.污泥脱水污泥脱水1. 固定床自然干化脱水固定床自然干化脱水用于乡镇或小型污水处用于乡镇或小型污水处理厂理厂 原理原理：一方面利用自然蒸发；另一方面