固体废物的污染与控制课件

1、主要内容固体废物的来源固体废物的危害固体废物处理原则固体废物处理方法固体废物处置方法污泥处理流程第四章 固体废物的污染与控制基本定义固体废物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状贮存的物质。 (固体废物产生环节、固体废物形态)固体废物的定义法规定义（中华人民共和国固体废物污染环境防治法）固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质 (确定了固体废物的管理范围，更严谨)固体废物的定义（续）制浆造纸厂的

2、固体废物：原料剩余物：树皮、树节、锯末、木块、草末、沙子、石块；制浆和造纸过程中的纤维性浆渣：筛选去除的木节、浆渣、蔗髓，废纸制浆脱墨去除的污泥等；硫酸盐浆厂碱回收系统固体废物：白泥、绿泥；动力锅炉产生的灰渣：粉煤灰、炉渣等；制药工段：亚硫酸盐焚烧硫铁矿的烧渣，制备次氯酸盐产生的石灰渣；污水处理的污泥：细小纤维、化学污泥和生物污泥；一般工业废物：包装材料、废的金属、建筑材料等；有害废物：腐浆防治剂、纸浆染料、助留剂、强酸、强碱等。1 固体废物的来源侵占土地固体废物不加利用时，需要占地堆放。每堆积1万t废物，约占地1亩。 污染土壤废物露天堆放，有害成分容易经过风化雨淋随地表径流渗入土壤中，杀死土

3、壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致寸草不生2 固体废物的危害污染水体随天然降水和地表径流进入江河湖泊，或者随风飘入水体使地表水污染随渗滤液进入土壤使地下水污染直接排入河流湖泊或海洋造成更大的水体污染2 固体废物的危害污染空气部分有机固体废物在适宜的温度、湿度下会被微生物分解，释放有毒气体以粉末状堆存的废渣和垃圾，在风力作用扩散到大气中，造成大气的粉尘污染固体废物在运输和处理过程中，产生有害气体和粉尘煤矸石自燃会散发有害气体SO22 固体废物的危害传染疾病和影响人类健康固体废物中的有害成分在堆存、处理、处置和利用过程中会通过大气、水、土壤、食物等多种途径为人类所吸收，从而危害人体健康。早期的

4、大肠杆菌垃圾焚烧释放粉尘城市生活垃圾2 固体废物的危害影响环境卫生对我国300个城市进行了统计，城市垃圾清运量仅占产生量的4050%，无害化处理率只有1.6%，98%以上的垃圾、粪便未经无害化处理进入环境，导致病原菌繁殖，已经对人们健康构成了潜在的威胁其他危害某些固体废物在堆放过程中能释放能量，使垃圾堆温度升高，可能会造成燃烧、爆炸、接触中毒、严重腐蚀2 固体废物的危害“三化”原则的管理思想“三化”原则指的是无害化、减量化与资源化人们认识到固废处理处置不当会造成污染，因此，要求处理处置必须达到对环境无害，也就是无害化原则由于固废产生量增加，容纳固废空间日益紧张，同时社会环境意识提高，很少有人愿

5、意将固废处理处置设施建在自家附近，这样，处理处置设施很难选址和建设，因此，固废管理必须能使废物减量，产生了减量化原则3 固体废物处理原则“三化”原则的管理思想（续）20世纪末出现三大危机，有人口爆炸、资源耗竭和环境污染，造成资源紧张，使人们对环境问题有了新认识固废中可再生利用物质增多；城市生活垃圾作为土壤肥料的事实；使人们对固废的可资源化前景乐观固废处理处置技术日益复杂带来经济、资源方面的巨大压力，资源化原则得以确立3 固体废物处理原则减量化：通过合适的技术手段减少固体废物的产生量和排放量。 首先，选用合适的生产原料，尽量在源头上减少和避免固体废物的产生； 其次，采用无废或低废工艺，尽量减少和

6、避免在生产过程中产生的固体废物； 第三，提高产品质量和使用寿命，使用寿命延长，一定时间内废物的累积量也能减少； 第四，对产生的废物进行有效的处理和最大限度的回收利用，减少固体废物的最终处置量。3 固体废物处理原则资源化：对固体废物施以适当的处理技术从中回收有用的物质和能源。主要包括三方面的内容：物质回收：从废物中回收二次物质；物质转换：利用废物制取新形态的物质；能量转换：从废物处理过程中回收能量，生产热能或电能。制浆造纸厂有机废物资源化综合利用芦苇末农用资源化利用备料苇毛生产饲料造纸污泥作有机肥料和土壤改良剂利用造纸污泥饲养蚯蚓3 固体废物处理原则无害化：将固体废物经过相应的工程处理过程使其达

7、到不影响人类健康，不污染周围环境的目的。固体废物处理方法（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（通过浓缩或者相变化来改变固体废物的结构）（压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取）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）（氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出）4 固体废物处理方法固体废物处理方法(续)生物处理（利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用）（好氧堆肥、厌氧发酵和兼性厌氧处理）热处理（通过高温来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）（焚烧、热解、

8、湿式氧化）固体废物处理方法(续)固化处理（采用固化基材如水泥将废物固定或包埋起来以降低其对环境的危害，以便能较安全地运输和处置的一种处理过程）（固化处理的对象主要是有害废物和放射性废物）固体废物处置方法(是固体废物污染控制的末端环节，目的是解决固体废物的归宿问题，主要是指最终处置或者安全处置)（有陆地处置和海洋处置两类）土地耕作（指将固体废物分散在现有耕地中，通过生物降解、植物吸收以及风化作用来消除固体废物污染）堆存法（土地堆存，主要处置对象是不溶解、不扬尘、不腐烂变质的固体废物。筑坝堆存，主要处置的对象是湿排灰，如粉煤灰、尾矿粉等）5 固体废物处置方法固体废物处置方法（续）土地填埋（就是在陆

9、地上选择合适的天然场所或者由人工改造出合适的场所，把固体废物用土层覆盖起来的技术。如填埋场）深井灌注（是将固体废物液化，用强制性措施注入与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性岩层中，从而达到固体废物的最终处置）固体废物处置方法（续）深海投弃（是利用船舶、航空器、平台及其它载运工具，向海洋倾倒废物的行为）海上焚烧（是指以高温破坏有毒有害废物为目的，而在远离人群的海洋焚烧设施上有意焚烧废物的行为） 减量化：减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；稳定化：通过处理使污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；无害化；达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；

10、资源化：在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生沼气、农肥、建筑材料等。 6 污泥处理流程污泥的来源与特性来源栅渣沉砂池沉渣初沉池污泥二沉池生物污泥富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置 污水厂产生的污泥量约为处理水体积的1%左右（0.5%1.5%）,含水率99.2%左右。6 污泥处理流程污泥中的水分(1) 游离水: 存在于污泥颗粒间隙中的水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的70左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。(2) 毛细水: 存在于污泥颗粒间的毛细管中，称为毛细水，约占污泥水分的20左右。也有可能用物理方法分离出来。(3) 内部水: 黏附于污泥颗粒表面的

11、附着水和存在于其内部(包括生物细胞内的水)的内部水，约占污泥中水分的10左右。有干化才能分离，但也不完全。一、 污泥浓缩污泥浓缩目的：除去间隙水，缩小体积。方法重力浓缩气浮浓缩离心浓缩 连续运行的浓缩池可采用沉淀池的形式，一般为竖流式(或辐流式)。1 重力浓缩重力浓缩主要用于浓缩剩余活性污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。2 气浮浓缩 气浮浓缩是依靠微小气泡与污泥颗粒产生黏附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。 气浮浓缩系统主要由加压溶气装置和气浮分离装置两部分组成。气浮池污泥负荷:污泥种类负荷/（kg.m-2.d-1)空气曝气的活性污泥2575空气曝气的活性污泥经沉淀后501

12、00纯氧曝气的活性污泥经沉淀后6015050%的初沉污泥+50%的活性污泥经沉淀后100200初次沉淀池污泥至2603离心浓缩原 理利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力而使两者分离，达到浓缩的目的效果指标出泥含固率，3min停留时间，含固率可达到4固体回收率浓缩后污泥的固体总量与入流污泥中的固体总量的比值二、 污泥稳定目的：分解稳定污泥中的有机物，减少污泥量，使病原体减少。方法：厌氧分解、好氧分解、石灰分解三、污泥调理 消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改善污泥的脱水性能。 调理就是破坏污泥的胶态结构、减少泥水间的亲

13、和力，目的是改善污泥的脱水性能。方法化学调理法 加热调理法淘洗调理法冷冻调理法加骨粒调理法化学调理法原理用化学药品破坏泥水间的亲和力，通过调理使污泥的比阻抗 (或CST)降低调理剂种类无机调理剂有机调理剂四、污泥脱水 目的：去除污泥中的毛细水和表面附着水，从而缩小其体积，减轻其质量。 污泥的机械脱水及其设备脱水机械带式压滤机转筒离心机板框压滤机真空过滤机1. 带式压滤机组成：带式压滤机主要由滤带、辊、絮凝反应器（污泥混合筒）、驱动装置、滤带张紧装置、滤带调偏装置、滤带冲洗装置、滤饼剥离及排水装置组成原理：带式压滤机是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水 工作过程：带式压滤机的脱水过

14、程分为：污泥絮凝、重力脱水、楔形脱水和压榨脱水四步进行。设备特点：带式压滤机是连续运转的污泥脱水设备，进泥的含水率一般为9697%，脱水后滤饼的含水率为7080%。操作简便，可维持稳定的运转，其脱水效果主要取决于滤带的速度和张力；结构紧凑、简单，低速运转，易保养；处理能力高、耗电少，允许负荷有较大范围的变化；无噪声和振动，易于实现密闭操作。 2. 转筒式离心机组成：转筒式离心机主要由转筒、螺旋输送器及空心轴等组成工作原理：应用离心沉降原理进行脱水的机械叫离心脱水机。特点：转筒式离心机可自动控制，能长期连续运行，可封闭操作，环境条件好；对污泥进料含固率变化的适应性强；絮凝剂投量少，常年运行费用低

15、；结构紧凑，占地面积小，维修方便。但污泥必须使用高分子聚合电解质（如高分子聚丙烯酰胺）作为混凝剂进行预处理。 转筒式离心机的构造和脱水过程:污泥切割机进泥螺杆泵脱水用高分子絮凝剂溶药与投加装置组成：板框压滤机主要由滤板、滤框和滤布等组成 工作原理：板框压滤机的脱水工作循环进行。一个工作周期包括：板框压紧、进料、压干滤渣、放空（排料卸荷）、正吹风、反吹风、板框拉开、卸料、洗涤滤布九个步骤。特点：板框压滤机的优点是：结构简单，操作容易、运行稳定，故障少，保养方便，机器使用寿命长；过滤推动力大，所得滤饼的含水率低；过滤面积的选择范围较宽，且单位过滤面积占地较少；对物料的适应性强，适用于各种污泥；滤液

16、澄清，固相回收率高。其主要的缺点是间歇操作，处理量小、产率低，劳动强度大，滤布消耗大.适合于中小型污泥处理场合。 3. 板框压滤机滤板、滤框和滤布滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图结构：（以转转鼓真空过滤机为例）主要由空心转鼓、污泥槽和压缩空气管路等组成原理：污泥的过滤脱水是以过滤介质（一种多孔性物质，如滤布）两面的压力差作为推动力，使污泥中的水分强制通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质上形成滤饼（或称泥饼），从而达到脱水的目的。过滤介质两侧的压差由真空设备提供动力完成的称为真空过滤机。特点：真空过滤机曾经是应用较多的一种脱水设备，其特点是能够连续操作，运行平稳，可自动控制，滤液澄清率高，单

17、机处理量大；但是真空过滤机附属设备较多，占地面积大，滤布消耗多，更换清洗麻烦，工序复杂，运行管理费用较高，正逐步被带式压滤机和板框压滤机所代替。真空过滤机主要用于初沉池污泥的脱水。其中带式转鼓真空过滤机能处理低浓度、小颗粒、高粘度的污泥。4. 真空过滤机真空过滤机过滤介质两侧的压差 由真空设备提供动力完成的称为真空过滤机 真空过滤机主要用 于初沉池污泥的脱水 五、 污泥处置农用填埋焚烧农用堆肥(compost)为一种好氧生物处理法，藉细菌等微生物、将废弃物中之可分解有机物好氧分解成安定性之腐殖质。填埋填埋法系使用工程原理将废弃物局限于最小的区域内，并于每日废弃物倾倒处理完毕之后，在上面覆盖一层

18、土壤的处理法。基本上而言也是一种生物处理法，利用大自然中原已存在之土壤微生物，将垃圾中之有机物质加以分解，使其体积减少而趋于稳定。填埋场利用各种有效阻绝及污染防治措施减少其对环境造成二次污染。填埋层设计覆盖层（碎石、土等）（0.52m）排水层（0.3m）防水层（黏土）（0.10.5m）废物（1020m）排水层（设置排水管）（0.3m）防水层（黏土）（0.52m）土地填埋场贮存设施渗滤液导排设施渗滤液处理设施渗滤液处理设施雨水导排设施集排气设施填埋气体处理设施 焚烧是一种常用的污泥最终处置方法，它可破坏全部有机质，杀死一切病原体，并最大限度地减少污泥体积。当污泥自身的燃烧热值很高，或城市卫生要求高，或污泥有毒物质含量高，不能被利用时，可采用焚烧处理。焚烧是去除污泥中绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。焚烧污泥的干燥与焚化设备1. 转筒式干燥器和焚化炉2. 流化床焚化炉 炉下都堆放一层厚约0.9m的砂层。热空气由下部鼓入，在815使砂层呈流化状态。污泥投加到砂层中后，水分迅速蒸发，进而进行燃烧。废气由炉顶引入空气预热器使空气预热，之后经除尘净化后排放。流