chapter03固体废弃物预处理技术

1、第3章 固体废物的预处理技术n 固体废物的压实处理技术固体废物的压实处理技术n 固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术n 固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术3.13.1、固体废物的压实处理技术、固体废物的压实处理技术3.1.1 3.1.1 压实的目的和原理压实的目的和原理3.1.2 3.1.2 压实设备与流程压实设备与流程固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术.压实的原理和目的压实的原理和目的压实的概述压实的概述所谓压实处理，就是通过消耗压力能来提高废物的容重。所谓压实处理，就是通过消耗压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

2、来增加固原理：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。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，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。实的固体，以及焦油、污泥等液态废物不宜作压缩处理。 固体废物

3、压实处理技术固体废物压实处理技术压实的目的：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）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；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。）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：固体废物压实处理的优点：）减轻环境污染；）减轻环境污染；）快速安全造地；）快速安全造地；）节省填埋或贮存场地。）节省填埋或贮存场地。.压实的原理和目的压实的原理和目的固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术（二）压实的物理基础（二）压实的物理基础l固体废物三相物

4、理组成：固体颗粒和颗粒之间固体废物三相物理组成：固体颗粒和颗粒之间的空隙（空气和水分）的空隙（空气和水分）lVm=Vs+VvVm=Vs+Vvl其中其中 VmVm为固体废物总体积为固体废物总体积 VsVs为固体颗粒体积（包括水分）为固体颗粒体积（包括水分） VvVv为固体颗粒之间的空隙体积为固体颗粒之间的空隙体积l描述固体废物空隙物理指标描述固体废物空隙物理指标 空隙比空隙比e = Vv/Vse = Vv/Vs 空隙率空隙率n= Vv/Vmn= Vv/Vm固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术l固体废物总质量固体废物总质量Wm=Ws+WwWm=Ws+Wwl Ws:Ws:固体颗粒质量，固体颗粒质

5、量，WwWw：固体中水分质量：固体中水分质量l 固体废物湿密度：固体废物湿密度：ww= = Wm/ VmWm/ Vml 固体废物干密度：固体废物干密度：d d= = Ws/ VmWs/ Vm固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术( (三三) )固体废物的压实表示方法固体废物的压实表示方法l 容重容重: :即为固体废物的干密度。即为固体废物的干密度。l 固体废物的密度多采用容重表示，主要因为容重易固体废物的密度多采用容重表示，主要因为容重易于测量，并可以用它来比较废物的压实程度。于测量，并可以用它来比较废物的压实程度。l 某种废物的固体废物的压实程度可以用压缩比来表某种废物的固体废物的压实程度

6、可以用压缩比来表示。示。l 压缩比压缩比即固体废物压实前的体积与压实后的体积之即固体废物压实前的体积与压实后的体积之比，用下式来表示比，用下式来表示: :l R=V R=Vi i/V/Vf f 式中，式中，R R为固体废物体积压缩比为固体废物体积压缩比; V; Vi i为废物压缩前的原始体积为废物压缩前的原始体积; ; V Vf f为废物压缩后的最终体积。为废物压缩后的最终体积。固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术l固体废物的压缩比决定于废物的种类及施加的压力。一般压固体废物的压缩比决定于废物的种类及施加的压力。一般压缩比为缩比为3535。同时采用破碎与压实二种技术可使压缩比增加。同时采用

7、破碎与压实二种技术可使压缩比增加到到510510。l生活垃圾的收集都采用压实机械以减少垃圾体积、增加垃圾生活垃圾的收集都采用压实机械以减少垃圾体积、增加垃圾车 的 收 集 量 。 一 般 ， 生 活 垃 圾 压 实 后 ， 体 积 可 减 少车 的 收 集 量 。 一 般 ， 生 活 垃 圾 压 实 后 ， 体 积 可 减 少60%70%60%70%（压缩比为：（压缩比为：3.3）。）。l日本采用高压压实方法处理城市垃圾，日本采用高压压实方法处理城市垃圾，l压力压力=258kg/m=258kg/m3 3，垃圾密度，垃圾密度=1125.41380 kg/m=1125.41380

8、 kg/m3 3lBODBOD从从6000ppm6000ppm降到降到200ppm200ppmlCODCOD从从8000ppm8000ppm降到降到150ppm150ppml垃圾块成为均匀的类塑料结构的惰性材料，自然暴露在空气垃圾块成为均匀的类塑料结构的惰性材料，自然暴露在空气中三年，没有任何明显的降解痕迹。中三年，没有任何明显的降解痕迹。 固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术.压实设备与流程压实设备与流程、压实设备：、压实设备：金属类废物压实器金属类废物压实器A.A.三向联合式压实三向联合式压实B.B.回转式压实器回转式压实器城市垃圾压实器城市垃圾压实器A.A.高层住宅垃圾

9、压实器高层住宅垃圾压实器B.B.城市垃圾压实器城市垃圾压实器固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术三向联合压实器三向联合压实器固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术压实流程压实流程固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术 压实器的选择压实器的选择l 主要针对压缩比，应当选择合适的压缩比和使用压主要针对压缩比，应当选择合适的压缩比和使用压力。力。l 应注意压缩过程中的情况，如城市垃圾压缩过程中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，应对不会出现水分，塑料热压时会粘在压头上

10、等，应对不同的废物采用不同的压缩机。同的废物采用不同的压缩机。l 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。固体废物压实处理技术固体废物压实处理技术3.2 3.2 固体废物的破碎固体废物的破碎3.2.1 3.2.1 破碎原理和目的破碎原理和目的3.2.2 3.2.2 破碎方法破碎方法3.2.3 3.2.3 破碎设备破碎设备固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术3.2.1 3.2.1

11、 破碎原理和目的破碎原理和目的l定义：通过人力或机械等外力的作用，破坏物定义：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。理技术中最常用的预处理工艺。l原理：利用外力克服固体废物质点间的内聚力原理：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程。而使大块固体废物分裂成小块的过程。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术目的目的l 破碎的目的破碎的目的1 1）原来不均匀的固体废物经破碎或粉磨之后容

12、易均匀一致，可提）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；高焚烧、热解、熔烧、压缩等作业的稳定性和处理效率；2 2）固体废物粉碎后假比重减少，容重减少，便于压缩、运输、贮）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；存和高密度填埋和加速复土还原；3 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）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、拣选回收有价物质和材料；材料等单体分离，便于从中分选、拣选回收有价物质和材料；4 4）防止粗大、锋利废

13、物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔；）防止粗大、锋利废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔；5 5）为固体废物的下一步加工和资源化作准备。）为固体废物的下一步加工和资源化作准备。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术3.2.1 3.2.1 破碎原理和目的破碎原理和目的破碎比、破碎段与破碎流程破碎比、破碎段与破碎流程1. 1.破碎比破碎比定义：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。示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。类型：类型： 粉碎度粉碎度=碎前碎前maxmax直径直径/ /碎后碎后maxm

14、ax直径（粒）直径（粒） i=Di=Dmaxmax/D/Dmaxmax - -极限破碎比，应用于机械选择极限破碎比，应用于机械选择粉碎比粉碎比=碎前平均粒度碎前平均粒度/ /碎后平均粒度碎后平均粒度 i=Di=Dcpcp/D/Dcpcp-真实破碎比，应用与科研理论研究中真实破碎比，应用与科研理论研究中固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。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，破碎比对于固体废物进行多次破碎，破碎比 i=i=各段破碎比之乘积即：各段破碎比之乘积即： i=ii=i1 1i i2 2 i i3

15、3 i in n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考价值。但是破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投有参考价值。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。破碎流程。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术2 2、破碎段、破碎段3.3.破碎流程破碎流程破碎筛分筛下物筛上物筛分筛下物筛分筛上物破碎破碎筛下物筛上物破碎筛上物筛分筛下物（a)（d)（c)（b)- （a) 单纯的破碎流程- （b)预先筛

16、分破碎流程 - （c) （d)预先筛分破碎检查筛破碎检查筛固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术3.2.2 3.2.2 破碎方法破碎方法1 1）非机械破碎法：低温破碎，热力破碎，）非机械破碎法：低温破碎，热力破碎，减压破碎和超声波粉碎法。减压破碎和超声波粉碎法。2 2）机械破碎法：）机械破碎法：固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术影响选择破碎机因素影响选择破碎机因素破碎程度能力；破碎程度能力；固体废物性质（硬度、材料性质、形状、水固体废物性质（硬度、材料性质、形状、水分）；分）；对产品要求；粒径、形状对产品要求；粒径、形状供料方式；供料方式；现场环境条件现场环境条件固体废物的破碎

17、处理技术固体废物的破碎处理技术3.2.3 3.2.3 破碎设备破碎设备1. 1. 颚式破碎机颚式破碎机1 1）简单摆动颚式破碎机）简单摆动颚式破碎机2 2）复杂摆动颚式破碎机）复杂摆动颚式破碎机2. 2. 冲击式破碎机冲击式破碎机1 1）反击式破碎机）反击式破碎机2 2）锤式破碎机）锤式破碎机（1 1）BJDBJD型普通锤式破碎机型普通锤式破碎机（2 2）BJDBJD型破碎金属切屑锤式破碎机型破碎金属切屑锤式破碎机（3 3）Hammer MillsHammer Mills型锤式破碎机型锤式破碎机（4 4）NovorotorNovorotor型双转子锤式破碎机型双转子锤式破碎机3. 3. 辊式破

18、碎机辊式破碎机4. 4. 剪切式破碎机剪切式破碎机 1 1）往复式剪切破碎机）往复式剪切破碎机 2 2）LindemannLindemann式剪切破碎机式剪切破碎机 3 3）旋转剪切破碎机）旋转剪切破碎机5. 5. 球磨机球磨机6. 6. 特殊破碎设备特殊破碎设备 1 1）低温冷冻破碎；）低温冷冻破碎； 2 2）湿式破碎；）湿式破碎； 3 3）半湿式选择性破碎分选。）半湿式选择性破碎分选。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术颚式破碎机的主要类型（用于压碎颚式破碎机的主要类型（用于压碎+ +劈断劈断+ +及折断）及折断）l颚式破碎机出现于颚式破碎机出现于18581858年。年。l优点：构

19、造简单，优点：构造简单，工作可靠，制造容工作可靠，制造容易，维修方便。易，维修方便。l类 型 ：类 型 ：1. 1. 动颚作简单动颚作简单摆动（见图摆动（见图2-72-7）2.2.动颚作复杂摆动颚作复杂摆动（见图动（见图2-82-8）固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术简单摆动颚式破碎机（偏心轴与颚板不一）简单摆动颚式破碎机（偏心轴与颚板不一） l 皮带轮带动偏心轮转动皮带轮带动偏心轮转动时，偏心顶点牵动连杆时，偏心顶点牵动连杆上下运动，也就牵动前上下运动，也就牵动前后推力板作舒张及收缩后推力板作舒张及收缩运动，从而使动颚时而运动，从而使动颚时而靠近固定颚，时而离开靠近固定颚，时而离开

20、固定颚。动颚对破碎腔固定颚。动颚对破碎腔内的物料进行压碎、劈内的物料进行压碎、劈裂及折断。破碎后的物裂及折断。破碎后的物料自动从破碎腔内落下。料自动从破碎腔内落下。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术复杂摆动颚式破碎机（偏心轴与颚板合一）复杂摆动颚式破碎机（偏心轴与颚板合一）l 复杂摆动颚式破碎机的构复杂摆动颚式破碎机的构造比较简单，但动颚运动造比较简单，但动颚运动较简单摆颚式破碎机复杂，较简单摆颚式破碎机复杂，动颚在水平方向有摆动，动颚在水平方向有摆动，同时在垂直方向上也运动，同时在垂直方向上也运动，是一种复杂运动，故称为是一种复杂运动，故称为复杂摆动颚式破碎机。复杂摆动颚式破碎机。

21、l 优点：破碎产品较细，破优点：破碎产品较细，破碎比大（一般可达碎比大（一般可达4848，简摆只能达到简摆只能达到3636）。）。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术HazemagHazemag型冲击式破碎机型冲击式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术锤式破碎机锤式破碎机 ( (用于压碎用于压碎+ +劈断劈断+ +折断折断) )固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术BJDBJD型普通锤式破碎机型普通锤式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术BJDBJD型破碎金属切屑锤式破碎机型破碎金属切屑锤式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术Hammer

22、 Mills型锤式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术NovorotorNovorotor型双转子锤式破碎机型双转子锤式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术辊式破碎机辊式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术辊式破碎机辊式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术双辊式破碎机双辊式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术剪断破碎（剪切破碎）剪断破碎（剪切破碎）构件组成：固定刀和可动刀（往复式刀或旋转式刀）构件组成：固定刀和可动刀（往复式刀或旋转式刀）Von.RollVon.Roll型往复式剪切式破碎机型往复式剪切式破碎机Lindeman

23、nLindemann型剪切式破碎机型剪切式破碎机旋转剪切式破碎机旋转剪切式破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术往复式剪切破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术Lindemann式剪切破碎机固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术旋转剪切破碎机旋转剪切破碎机l该机的缺点是当该机的缺点是当混进硬度大的杂混进硬度大的杂物时，易发生操物时，易发生操作事故。作事故。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术球球 磨磨 机机l 球磨机主要由圆柱形球磨机主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿颈、轴承和传动大齿圈等部件构成。圈等部件构成。l 主要用途

24、：用煤矸石主要用途：用煤矸石生产水泥、砖瓦、矸生产水泥、砖瓦、矸石棉、化肥和提取化石棉、化肥和提取化工原料等，用钢渣生工原料等，用钢渣生产水泥、砖瓦、化肥、产水泥、砖瓦、化肥、溶剂以及对垃圾堆肥溶剂以及对垃圾堆肥深加工等。深加工等。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术低温冷冻破碎一、原理：一、原理：主要针对在常温下难以破碎的固体废物，可利用其低温主要针对在常温下难以破碎的固体废物，可利用其低温变脆的性能而有效地破碎，亦可利用不同的物质脆化变脆的性能而有效地破碎，亦可利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性破碎。温度的差异进行选择性破碎。固体废物各组分物质在低温冷冻固体废物各组分物质在低温

25、冷冻 (-60(-60-120)-120)条件下易条件下易脆化，且脆化温度不同，其中某些物质易冷脆，另一脆化，且脆化温度不同，其中某些物质易冷脆，另一些物质则不易冷脆。些物质则不易冷脆。利用低温变脆既可将一些废物有效地破碎，又可以利用利用低温变脆既可将一些废物有效地破碎，又可以利用不同材质脆化温度的差异进一步进行选择性分选。不同材质脆化温度的差异进一步进行选择性分选。 固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术在低温破碎技术中，通常需要配置制冷系统，低温破在低温破碎技术中，通常需要配置制冷系统，低温破碎通常采用液氮作制冷剂（液氮具有制冷温度低、碎通常采用液氮作制冷剂（液氮具有制冷温度低、无毒

26、、无爆炸危险和货源充足等优点）。无毒、无爆炸危险和货源充足等优点）。但是所需的液氮量较大，因而费用昂贵。例如以塑料但是所需的液氮量较大，因而费用昂贵。例如以塑料加橡胶复合制品为例，每吨需加橡胶复合制品为例，每吨需300kg300kg液氮液氮 破碎对象仅限于常温难以破碎的废物，如橡胶和塑料。破碎对象仅限于常温难以破碎的废物，如橡胶和塑料。低温破碎应用：低温破碎应用：1.1.塑料低温破碎；塑料低温破碎；2.2.回收各种金属的回收各种金属的低温破碎；低温破碎；3 3汽车轮胎的低温破碎（见图汽车轮胎的低温破碎（见图2-222-22汽车汽车轮胎的低温破碎装置）。轮胎的低温破碎装置）。固体废物的破碎处理技

27、术固体废物的破碎处理技术二、塑科的低温破碎二、塑科的低温破碎l 有关塑料的低温破碎的研究成果可以归纳如下。有关塑料的低温破碎的研究成果可以归纳如下。l (1)(1)各种塑料的脆化点：各种塑料的脆化点： PVC(PVC(聚氯乙烯聚氯乙烯): -5 ): -5 -20 -20 PE (PE (聚乙烯聚乙烯): -95 ): -95 -135 -135 PP(PP(聚丙烯聚丙烯): 0 ): 0 -20 -20 l (2)(2)低温时，冲击破碎动力比常温时要小得多低温时，冲击破碎动力比常温时要小得多l (3)(3)膜状塑料难于低温破碎膜状塑料难于低温破碎l (4) (4) 低温破碎机应选择以冲击力为

28、主、拉力和剪切力为次低温破碎机应选择以冲击力为主、拉力和剪切力为次要考虑因素的破碎机为合适。要考虑因素的破碎机为合适。 固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术三、从混合物中回收金属的低温破碎三、从混合物中回收金属的低温破碎l 利用低温破碎技术从有色金属混合物、包覆电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、锌线等固体废弃物中回收铜、铝、锌l 采用液氮冷冻后冲击破碎采用液氮冷冻后冲击破碎 (-72(-72，1min)1min)， 破碎产物中破碎产物中25mm(1in)25mm(1in)以下者，含铜以下者，含铜97.2%97.2%，铝铝100%; 100%; 25m

29、m(lin)25mm(lin)以上者，锌以上者，锌100%(100%(铜铜2.8%2.8%，铝，铝0%)0%)。l 常温破碎，锌有延展性破碎常温破碎，锌有延展性破碎 ( (低温破碎时，低温破碎时，CaCa和和AlAl也有些延展性破碎也有些延展性破碎) )，25mm(1in)25mm(1in)以上产物以上产物中锌残留率达到中锌残留率达到82.7%82.7%。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术四、汽车轮胎的低温破碎四、汽车轮胎的低温破碎l 图图4-1-224-1-22为废轮胎低温破碎装置为废轮胎低温破碎装置 废轮胎废轮胎T T置于传送带置于传送带1 1上，上， 经压孔机经压孔机2 2压孔

30、压孔 进入冷冻装置进入冷冻装置3 3预冷预冷 进入浸没冷冻槽进入浸没冷冻槽4 4冷冻冷冻 进入冲击破碎机进入冲击破碎机5 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。分离。 然后然后“撑轮圈撑轮圈”送至磁选机送至磁选机6 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 7进行二次破碎，进行二次破碎， 进入粒度分选机进入粒度分选机8 8分选成各种不同粒度级别的产品分选成各种不同粒度级别的产品 最后送至再生利用工序。最后送至再生利用工序。 固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术二、低温冷冻破碎工艺流程二、低温冷冻破碎工艺流程固体废物的破碎处理技

31、术固体废物的破碎处理技术低温破碎汽车轮胎低温破碎汽车轮胎M冲冲锤锤粒粒分分固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术湿湿 式式 破破 碎碎l 湿式破碎技术是为回收湿式破碎技术是为回收城市垃圾中的大量纸类城市垃圾中的大量纸类为目的而发展起来的。为目的而发展起来的。l 垃圾湿式破碎技术只有垃圾湿式破碎技术只有在垃圾中的纸类含量高在垃圾中的纸类含量高或垃圾经过风力分选而或垃圾经过风力分选而回收的纸类，才适于采回收的纸类，才适于采用。用。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术湿湿 式式 破破 碎碎湿式破碎的优点：湿式破碎的优点：1 1）使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；）使含纸垃圾变成均

32、质浆状物，可按流体处理；2 2）不会滋生蚊蝇和恶臭，卫生条件好；）不会滋生蚊蝇和恶臭，卫生条件好；3 3）不会产生噪声、发热和爆炸等；）不会产生噪声、发热和爆炸等；4 4）脱水有机残渣的质量、粒度大小和水分等变化小；）脱水有机残渣的质量、粒度大小和水分等变化小；5 5）在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，）在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，但更适用于回收垃圾中的纸纤维、玻璃、铁和有色但更适用于回收垃圾中的纸纤维、玻璃、铁和有色金属。剩余泥土等可作堆肥。金属。剩余泥土等可作堆肥。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术半湿式选择性破碎分选半湿式选择性破碎分选l 利用各种不同

33、物质在一定利用各种不同物质在一定均匀湿度下，因固体废物均匀湿度下，因固体废物的强度、脆性（耐冲击性、的强度、脆性（耐冲击性、耐压缩性、耐剪切性）不耐压缩性、耐剪切性）不同而破碎成不同粒度的原同而破碎成不同粒度的原理来分选不同物质。理来分选不同物质。l 半湿式选择性破碎分选装半湿式选择性破碎分选装置系统示意图见右图。置系统示意图见右图。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术破碎操作中的卫生与安全破碎操作中的卫生与安全l由于固体废物的混杂性，所以在破碎过程由于固体废物的混杂性，所以在破碎过程中存在严重的卫生和安全问题（噪声、粉中存在严重的卫生和安全问题（噪声、粉尘和爆炸等）。尘和爆炸等）。

34、要设置降噪设施以降低噪声水平和采取保护操要设置降噪设施以降低噪声水平和采取保护操作工人的措施；作工人的措施； 操作人员必须穿戴必要的面罩和防护服以避免操作人员必须穿戴必要的面罩和防护服以避免粉尘和细菌侵害；粉尘和细菌侵害； 要设置必要的防暴设施，同时尽可能避免易爆要设置必要的防暴设施，同时尽可能避免易爆的危险废物进入破碎机械。的危险废物进入破碎机械。固体废物的破碎处理技术固体废物的破碎处理技术作业： l 一角大的居民区，每周产生的垃圾总量约为一角大的居民区，每周产生的垃圾总量约为 460m460m3 3，每栋房子，每栋房子 设置设置2 2个垃圾收集容器，每个个垃圾收集容器，每个容器的容积为容器

35、的容积为154154升。每周人工收运垃圾车收集升。每周人工收运垃圾车收集一次垃圾，垃圾车的容量为一次垃圾，垃圾车的容量为27m27m3 3，配备，配备2 2名工人。名工人。试确定垃圾车每个往返的行使时间以及需要的试确定垃圾车每个往返的行使时间以及需要的工作量。处置长距离居民区工作量。处置长距离居民区24km24km；速度常数；速度常数a a和和b b分别为分别为0.022h0.022h和和0.01375h/km0.01375h/km；容器利用效率；容器利用效率为为0.70.7；垃圾车压缩系数为；垃圾车压缩系数为2 2；每天工作时间按；每天工作时间按8 8小时考虑。小时考虑。3.3 3.3 固体

36、废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术3.3.1 3.3.1 筛分筛分3.3.2 3.3.2 重力分选重力分选3.3.3 3.3.3 磁力分选磁力分选3.3.4 3.3.4 电力分选电力分选3.3.5 3.3.5 浮选浮选3.3.6 3.3.6 其他分选方法其他分选方法3.3.7 3.3.7 分选回收工艺系统分选回收工艺系统固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术3.3.1 3.3.1 筛分筛分一、定义：筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细一、定义：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

37、过程。面上，完成粗、细料分离的过程。 粒度差，一定孔径的筛网上振动粒度差，一定孔径的筛网上振动, ,通过筛孔的和不通过筛孔的和不能通过的粒子群分开的过程。能通过的粒子群分开的过程。二、筛分原理二、筛分原理1 1、筛分过程、筛分过程易于穿过筛孔的颗粒，能穿过物料层到达筛面易于穿过筛孔的颗粒，能穿过物料层到达筛面穿过筛孔穿过筛孔固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术2 2、筛分条件、筛分条件筛面上物料层松散状态、利于粒度分层；筛面上物料层松散状态、利于粒度分层；物料和筛子运动使堵在筛孔上颗粒脱离筛面物料和筛子运动使堵在筛孔上颗粒脱离筛面其中：其中：难筛颗粒：粒度接近于筛孔的渣粒难筛颗粒：粒度

38、接近于筛孔的渣粒易筛颗粒：粒度小于筛孔易筛颗粒：粒度小于筛孔/4/4的颗粒的颗粒筛分概率：颗粒通过筛孔的可能性筛分概率：颗粒通过筛孔的可能性3.3.1 3.3.1 筛分筛分固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术3 3、颗粒透过筛孔的频率、颗粒透过筛孔的频率P=m/n LdP=m/n Ld 当当n p n p 常数常数 其中：其中： n-n-渣粒投到筛面上的次数或筛子运动的次数渣粒投到筛面上的次数或筛子运动的次数 m-m-渣粒渣粒m m 次通过筛孔次通过筛孔 L-L-筛孔边长筛孔边长 d-d-球形渣粒直径球形渣粒直径 a-a-筛丝直径筛丝直径渣粒透过筛孔的次数与面积（渣粒透过筛孔的次数与面

39、积（L-dL-d）2 2成正比成正比m m （L-dL-d）2 2渣粒投到筛孔的次数与筛孔面积渣粒投到筛孔的次数与筛孔面积L L2 2成正比成正比 n Ln L2 2dLdL固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术所以所以:222)Ld(1Ld)(Lnmp(1-P)(1-P)为渣粒被筛丝阻碍不能透过筛孔的概率值为渣粒被筛丝阻碍不能透过筛孔的概率值N N值为与渣粒相遇的筛孔数目，值为与渣粒相遇的筛孔数目，P=1/NP=1/N概率概率P P与筛孔数目呈反比，筛孔数越多，渣粒透过筛与筛孔数目呈反比，筛孔数越多，渣粒透过筛孔的概率越小孔的概率越小22222)1.()()()(LdaLLaLdLPS

40、2 N=16S1 N=4S1=S2固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术三、筛分效率及其影响因素三、筛分效率及其影响因素%10.%100100/.411QQQQE= = 筛下物重量（筛下物重量（Q1Q1）/ /入筛废物内粒度入筛废物内粒度小于筛孔尺寸的物料重小于筛孔尺寸的物料重其中：其中：E E（% %）：为筛分效率）：为筛分效率 Q1Q1：为筛下产物重量：为筛下产物重量 Q Q：为入筛废物重量：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：为入筛废物中小于筛孔尺寸的颗粒的重量（1）筛分效率（）筛分效率（E）：）：固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术入料入料Q.Q.筛下

41、产品筛下产品Q Q1 1. . 筛上产品筛上产品Q Q2 2.实际生产中实际生产中:Q:Q1 1.Q.Q的测定比较困难的测定比较困难所以所以: :Q=QQ=Q1 1+Q+Q2 2Q Q=Q Q1 1+Q+Q2 2-筛上产品中所含有的小于筛筛上产品中所含有的小于筛孔尺寸的细颗粒重量百分比孔尺寸的细颗粒重量百分比% %12.QQQQQ)(1%10)100(%10)(%10.1444QQE理想条件下理想条件下=100%=100%固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术入选物料性质入选物料性质a.a.颗粒粒度；颗粒粒度；b.b.水分含量；水分含量；c.c.颗粒形状颗粒形状筛子结构筛子结构a.a.类

42、型：钢条筛、钢板冲孔筛、钢丝筛类型：钢条筛、钢板冲孔筛、钢丝筛b.b.筛孔面积筛孔面积c.c.筛孔形状：圆形筛孔、长方形筛孔筛孔形状：圆形筛孔、长方形筛孔d.d.筛孔大小筛孔大小筛子运动情况筛子运动情况a.a.固定筛固定筛b.b.运动筛：摇动筛和振动筛运动筛：摇动筛和振动筛（2 2）影响筛分效率的因素）影响筛分效率的因素固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术表表1 1 不同类型筛子的筛分效率不同类型筛子的筛分效率类型类型固定筛固定筛转筒筛转筒筛摇动筛摇动筛振动筛振动筛E E（% %）50606070 8090（二）筛分设备及其在废物处理方面的应用（二）筛分设备及其在废物处理方面的应用1

43、1、固定筛及其应用、固定筛及其应用格筛格筛-水平安装水平安装条筛条筛-倾斜安装倾斜安装2 2、振动筛及其应用、振动筛及其应用3 3、滚筒筛及其利用、滚筒筛及其利用多孔眼的回转滚筒最佳转速为多孔眼的回转滚筒最佳转速为11111212转转/ /分，停留时间为分，停留时间为304040分钟，倾斜角：分钟，倾斜角：固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术 筛分设备筛分设备l1. 1. 固定筛固定筛l2. 2. 滚筒筛滚筒筛l3. 3. 惯性振动筛惯性振动筛l4. 4. 共振筛共振筛固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术筛分设备：固定筛筛分设备：固定筛l固定筛的筛

44、面有许多平行排列的筛条组成，固定筛的筛面有许多平行排列的筛条组成，可以水平安装或倾斜安装。可以水平安装或倾斜安装。l优点：结构简单、不耗用动力、设备费用优点：结构简单、不耗用动力、设备费用低和维修方便。低和维修方便。l型式：型式： 1 1）格筛）格筛2 2）棒条筛）棒条筛固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术筛分设备：滚筒筛筛分设备：滚筒筛l 滚筒筛也叫转筒筛，滚筒筛也叫转筒筛，这是一种特制的筛。这是一种特制的筛。筛面为带孔的圆柱筛面为带孔的圆柱形筒体。在传动装形筒体。在传动装置带动下，筛筒绕置带动下，筛筒绕轴缓缓转动。一端轴缓缓转动。一端进料，筒体出细料，进料，筒体出细料，另一端出粗料

45、。另一端出粗料。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术惯性振动筛惯性振动筛l 惯性振动筛是通过有惯性振动筛是通过有不平衡物体的旋转所不平衡物体的旋转所产生的离心惯性力使产生的离心惯性力使筛箱产生振动的一种筛箱产生振动的一种筛。筛。l 惯性振动筛适用于细惯性振动筛适用于细粒废物（粒废物（0.10.15mm0.10.15mm）的筛分，也可用于潮的筛分，也可用于潮湿及粘性废物的筛分。湿及粘性废物的筛分。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术共振筛共振筛l 共振筛是利用连杆装有弹共振筛是利用连杆装有弹簧的曲柄连杆机构驱动，簧的曲柄连杆机构驱动，使筛子在共振态下进行筛使筛子在共振态下进行筛分

46、。分。l 共振筛的工作过程是筛箱共振筛的工作过程是筛箱的动能和弹簧的位能相互的动能和弹簧的位能相互转化的过程。转化的过程。l 优点：处理能力大、筛分优点：处理能力大、筛分效率高、耗能少，结构紧效率高、耗能少，结构紧凑。凑。l 缺点；制造工艺复杂，机缺点；制造工艺复杂，机体笨重、橡胶弹簧易老化。体笨重、橡胶弹簧易老化。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术3.3.2 3.3.2 重力分选重力分选l 定义和原理：重力分选是根据固体废物在介质中定义和原理：重力分选是根据固体废物在介质中 比比重（或密度差）进行分选的一种方法。它利用不同物重（或密度差）进行分选的一种方法。它利用不同物质颗粒间的密

47、度差异，在运动介质中受到重力、介质质颗粒间的密度差异，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层和迁移动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离。从而得到不同密度的产品。分离。从而得到不同密度的产品。l 分类：按介质不同，固体废物的重力分选可分分类：按介质不同，固体废物的重力分选可分 为：为：1. 1. 重介质分选，重介质分选，2. 2. 跳汰分选，跳汰分选， 3. 3. 风力分选，风力分选，4. 4. 摇床分选等。摇床分选等。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术固体废物分选固体废物分选-重力分选（重选）重力分选（重选）1 1、定义：利用混合介质的比重（

48、密度）差进行、定义：利用混合介质的比重（密度）差进行分选的一种方法分选的一种方法2 2、原理：不同固体颗粒处于同一介质中，有效、原理：不同固体颗粒处于同一介质中，有效比重差增大，不同比重的粒子群分离比重差增大，不同比重的粒子群分离3 3、重力分选介质：空气、水、重液、重悬浮液、重力分选介质：空气、水、重液、重悬浮液4 4、类型：风力分选、重介质分选、惯性分选、类型：风力分选、重介质分选、惯性分选、跳汰分选跳汰分选固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术l 基础：固体渣粒在介质中沉降规律或沉降速度差基础：固体渣粒在介质中沉降规律或沉降速度差异为基础异为基础1 1、物体在介质中的重力和介质阻力

49、、物体在介质中的重力和介质阻力重力重力 指渣粒在介质中的重量（指渣粒在介质中的重量（G G）G=VG=V(-(-）g= dg= d3 3/6/6 (- (-）g g 式中式中 G G：为渣粒重力：为渣粒重力(10(10-5-5N)N) V V：为渣粒的体积（：为渣粒的体积（cmcm3 3),V=d),V=d3 3/6/6 ：为渣粒的密度（：为渣粒的密度（g/cm3)g/cm3) ：为介质的密度（：为介质的密度（g/cm3)g/cm3)（一）重力分选基础（一）重力分选基础固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术介质阻力介质阻力球渣阻力（球渣阻力（R R）通式：）通式：R=R=d d2 2v

50、v2 2式中：式中： 为阻力系数，为阻力系数， =f(Re), Re-=f(Re), Re-雷诺数雷诺数 v v为渣粒在介质中的运动速度（为渣粒在介质中的运动速度（cm/s)cm/s)介质阻力类型介质阻力类型: :a.a.惯性阻力（惯性阻力（R RN N）：大粒，：大粒，v v大，层流阻力，大，层流阻力，R RN N=/16=/16d d2 2v v2 2（适于粒度（适于粒度1.5mm)1.5mm)b.b.粘性阻力（粘性阻力（R RN N）：小粒，：小粒，v v小，紊流阻力，小，紊流阻力，R RN N=3 =3 d dv v （适于粒度（适于粒度0.2mm0.2mm以下渣粒以下渣粒) ) v:

51、 v:渣粒与介质的相对运动速度，渣粒与介质的相对运动速度， ：介质粘度，：介质粘度，d:d:渣粒粒度渣粒粒度固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术考虑形状系数（考虑形状系数（x): x= vx): x= v0 0渣渣/v/v0 0球，球，v v0 0球球=v=v0 0渣渣/x/xV V0 0渣渣: :渣粒在介质中自由沉降末速度（渣粒在介质中自由沉降末速度（cm/s),cm/s),V V0 0球球: :球体（与渣同体，同重）在介质中自由沉降末速度球体（与渣同体，同重）在介质中自由沉降末速度（cm/s)cm/s)所以：所以： R RN N=/16d=/16d2 2（v/x)v/x)2 2 R

52、 RN N=3 d(v/x)=3 d(v/x)形状形状 球性球性浑圆形浑圆形多角形多角形长方形长方形扁平形扁平形x x1.00.920.910.670.830.590.720.480.59表表2 2 不同形状渣粒的形状系数不同形状渣粒的形状系数固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术2 2、物体在介质中的沉降速度、物体在介质中的沉降速度沉降速度决定于渣粒的比重（密度）和粒度沉降速度决定于渣粒的比重（密度）和粒度自由沉降：浓度小，受周围渣粒和器壁影响可以忽略自由沉降：浓度小，受周围渣粒和器壁影响可以忽略干涉沉降：浓度大，受周围渣粒和器壁影响较大。干涉沉降：浓度大，受周围渣粒和器壁影响较大。渣

53、粒沉降过程中渣粒沉降过程中：静止介质中：静止介质中开始时，沉降速度为零，阻力为零开始时，沉降速度为零，阻力为零然后，加速度沉降，阻力相应增加然后，加速度沉降，阻力相应增加接着，加速度减小最后为零时的速度为沉降末速度（接着，加速度减小最后为零时的速度为沉降末速度（v v0 0）G=RG=R，大粒度渣粒大粒度渣粒 dd3 3/6/6(-) (-) g=/16 g=/16d d2 2(v/x)(v/x)2 2 v v0 0=51.1x=51.1x(d(d (-)/ ) (-)/ )1/21/2小粒度渣粒小粒度渣粒：v v0 0=54.5x=54.5x d d2 2 (-)/ (-)/ 固体废物的分选

54、处理技术固体废物的分选处理技术1 1、风力分选、风力分选在气流作用下使废物颗粒按密度和粒度进行分选在气流作用下使废物颗粒按密度和粒度进行分选空气特点：密度、粘度小、可压缩性、空气与固废存空气特点：密度、粘度小、可压缩性、空气与固废存在自然性。在自然性。T=20 D=0.00118g/cmT=20 D=0.00118g/cm3 3 airair=0.000018p=0.000018pa a.s.s固废颗粒：密度大、可压缩性小固废颗粒：密度大、可压缩性小（二）重力分选方法（二）重力分选方法固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术 风力分选风力分选1 1 定义：风力

55、分选简称风选，又称气流分选，在气流作用下使定义：风力分选简称风选，又称气流分选，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒度大小进行分选。固体废物颗粒按密度和粒度大小进行分选。2 2 原理：不同密度、粒度和形状的颗粒在介质运动时，所受阻原理：不同密度、粒度和形状的颗粒在介质运动时，所受阻力的大小是不同的，因此，不同颗粒在介质中自由下落的速力的大小是不同的，因此，不同颗粒在介质中自由下落的速度也是不同的。在同一种介质中，颗粒密度及粒度越大，其度也是不同的。在同一种介质中，颗粒密度及粒度越大，其沉降末速度就越大，反之则小，从而达到废物分离的目的。沉降末速度就越大，反之则小，从而达到废物分离的目的。3 3

56、 风力分选设备：风力分选设备：1 1）水平气流风选机；）水平气流风选机；2 2）垂直气流风选机；）垂直气流风选机；3 3）倾斜式分离器。）倾斜式分离器。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术颗粒在空气中的沉降末速度颗粒在空气中的沉降末速度V V0 0为为2/10)6gdsV式中式中 d-d-粒度粒度 s s-颗粒密度颗粒密度 -空气密度空气密度 -阻力系数阻力系数 g-g-重力加速度重力加速度当当d d 一定（两颗粒）并相同时，一定（两颗粒）并相同时， s s大的颗粒，大的颗粒， v v0 0则大，运则大，运 动的时间短，距离短，或比较近，而动的时间短，距离短，或比较近，而s s小的颗粒

57、。运动小的颗粒。运动 距离远，因此分离。距离远，因此分离。当当s s相同时，相同时，d d大的颗粒大的颗粒v v0 0大，则运动距离短，而大，则运动距离短，而d d小的颗小的颗 粒粒v v0 0小，运动距离长，因此分离。小，运动距离长，因此分离。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术1 1、下降气流、下降气流( (自由落体）自由落体）-空气中空气中重重轻轻m m1 1m m2 2G G1 1G G2 2R R1 1R R2 2G G1 1=m=m1 1.g G.g G2 2=m=m2 2.g .g m m1 1mm2 2颗粒运动速度颗粒运动速度=v+u v-=v+u v-颗粒自由落体运动

58、速度颗粒自由落体运动速度G1=R1 G2=R2G1=R1 G2=R2达到沉降末速度时的距离长达到沉降末速度时的距离长u uu u2 2u u1 1v v0 0=0 =0 介质运动速度介质运动速度u u 固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术2 2、上升气流、上升气流v v0 0 相对介质的相对速度相对介质的相对速度v va a气流速度气流速度v v0 0颗粒沉降速度颗粒沉降速度v v0 0=v=v0 0-v-va a达到沉降末速度时的距离短达到沉降末速度时的距离短固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术3 3、水平气流应用、水平气流应用小小大大小小大大 26vgdRGtgs-RG-R

59、G合力夹角合力夹角-空气密度空气密度s s-废物密度废物密度-阻力系数阻力系数V-V-气流速度气流速度m-m-颗粒质量颗粒质量R R空气动压力空气动压力G G（合力）（合力）R=.dR=.d2 2.V.V2 2. .63gdmgGsd d s s d d s s 固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术Refuse风选风选振动筛振动筛立式风选立式风选无机物无机物 87.4%有机物有机物+尘土尘土96.7%M. 9%城市垃圾两级风选流程城市垃圾两级风选流程9% 纯度纯度 有机有机 96.7% 95.6% 无机无机 87.4% 57.8%42% 纯度纯度 有机有机 97% 无机无机 39.9%

60、回收率回收率固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术l 此种装置的基本结构此种装置的基本结构和气流流向如右图所和气流流向如右图所示；示；l 实用设备见下页。实用设备见下页。固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术美国水平气流风选机分离系统美国水平气流风选机分离系统返回固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术垂直气流风选机结构图垂直气流风选机结构图固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术曲折形风选机曲折形风选机( (立式立式) )结构图结构图固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术固体废物的分选处理技术倾斜式分离器倾斜式分离器固体废物的分选处理技术固体废