固废污染控制工程-02绪论

1、固体废物处理与处置 华中科技大学环境科学与工程学院 廖 利建设部资源与环境专家委员会委员建设部城镇环境卫生标准技术咨询专家建设部市政公用行业与风景名胜区专家委员会专家组专家中国环境保护产业协会城市垃圾处理专家委员会专家中国环境卫生协会常务理事固体废物处理与处置固体废物处理与处置第一章 绪论 第二章 固体废物特性分析 第三章 固体废物清运设施第四章 固体废物预处理 第五章 固体废物焚烧处理第六章 固体废物热解处理第七章 固体废物堆肥处理 第八章 固体废物生物制气第九章 固体废物填埋处置第十章 固体废物处理技术的工程应用固体废物处理与处置 华中科技大学环境科学与工程学院 第一章 绪论第一节 固体废

2、物的定义及分类 第二节 城市生活垃圾产量及物理组成 第三节 固体废物对环境的污染第四节 固体废物清运处理技术概述 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物处理与处置第四节 固体废物清运处理技术概述一、城市垃圾清运处理系统二、固体废物预处理技术三、固体废物热处理技术四、固体废物生物处理技术五、固体废物固化处理技术六、固体废物最终处置技术 第一章 绪论 华中科技大学环境科学与工程学院 城市生活垃圾收集系统组成图吸扫式清扫车分类收集垃圾箱小型压缩式垃圾收集站垃圾房固体废物清运处理技术概述 华中科技大学环境科学与工程学院 城市生活垃圾收运处理规划流程图垃圾房(桶)上门收集垃圾源小压站拉臂收集车分类收集

3、车后压收集车大型中转站中转码头焚烧厂卫生填埋场生化处理残渣填埋场分拣中心固体废物清运处理技术概述 华中科技大学环境科学与工程学院 医疗垃圾收运处理流程医疗垃圾属于特种固体废物，应予以专门的收集、运输和处理。发达国家普遍采用单独收集、密闭运输、集中焚烧的方式处理医疗垃圾。收运处理系统由全密闭的收集、贮存、运输和焚烧处理设施组成，有效地防止了医疗垃圾收运过程中的污染物漏撒和病原体扩散。固体废物清运处理技术概述 华中科技大学环境科学与工程学院 第四节 固体废物清运处理技术概述一、城市垃圾清运处理系统二、固体废物预处理技术三、固体废物热处理技术四、固体废物生物处理技术五、固体废物固化处理技术六、固体废

4、物最终处置技术 第一章 绪论 华中科技大学环境科学与工程学院 城市生活垃圾分拣工艺流程固体废物预处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 生活垃圾压缩打包机固体废物预处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 城市生活垃圾滚筒筛的基本构造固体废物预处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 城市生活垃圾人工手拣固体废物预处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 第四节 固体废物清运处理技术概述一、城市垃圾清运处理系统二、固体废物预处理技术三、固体废物热处理技术四、固体废物生物处理技术五、固体废物固化处理技术六、固体废物最终处置技术 第一章 绪论 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术的

5、定义 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 固体废物热处理通常是指在设备中以高温分解和深度氧化为主要手段，通过改变固体废物的化学、物理和生物特性，最总达到固体废物无害化、稳定化、减量化和资源化的处理技术。 热处理技术是将物料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变物料表面或内部的组织结构，来控制其性能的一种综合工艺处理过程。 固体废物热处理主要包括焚烧法、热解法、气化法、熔融法、烧结法、干化法等，在实际应用中，通常将上述各种热处理技术结合起来，进行固体废物的综合热处理法等。 固体废物的焚烧处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 焚烧技术是指有机垃圾在高温、

6、供氧充足的条件下，氧化生成惰性的气态物CO2和H2O等，而无机不可燃物则形成稳定的固态残渣的固体废物处理技术。 世界卫生组织（WHO）对此给出了更实际的概括：焚烧就是通过高温燃烧，减少可燃废物，使之变成惰性残余物的处理方法。 因此，焚烧从处理角度看，具有两个很重要的特性，即高温无害化和大的、迅速的减容能力。 焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有机物质在8001200的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。 炉排炉垃圾焚烧系统示意图 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术炉排

7、式垃圾焚烧炉的炉体构造 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术室燃式焚烧炉和回转窑焚烧炉 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术回转窑垃圾焚烧炉工艺流程图 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术江桥生活垃圾焚烧厂 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术固体废物的热解处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 热解技术是指将固体废物置于热解反应器中，有机物在隔绝空气或缺氧环境中加热到一定温度后，发生热裂解，产生可燃混合气体、液态焦油，最后余下固定碳和灰分的技术。 垃圾热解反应过程是一系列化学和物理转化构成的非常复杂的反应过程，包含

8、大分子键断裂、异构化和小分子的聚会等反应过程。 热解又称为热分解，与焚烧时的放热反应不同，热分解反应一般是吸热反应。在有机物燃烧过程中，其主要生成物为二氧化碳和水；而热分解反应主要是使高分子化合物分解为低分子。固体废物热解工艺的类型1、高温热解：主要为获得可燃气。热解温度一般都在1000以上。高温热解可以减少固态残余物的处理困难，其玻璃化的残渣可用作建筑材料。2、中温热解：温度一般在600-700之间，主要用在比较单一的物料作能源和资源回收的工艺上，像废轮胎、废塑料转换成类重油物质的工艺。3、低温热解：温度一般在600以下。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭就可采用这种方法。

9、生产出的炭，视其原料和加工的深度不同，可作不同等级的活性炭或作水煤气原料。 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术等离子高温热解原理 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 等离子体系统在处理垃圾时，利用一个或多个等离子体炬喷射器，产生30005000度的高温，在这样的极度高温下，有机垃圾被分解成一种含有氢和一氧化碳的可燃气体，无机垃圾则成为一种惰性的玻璃状熔渣。 可燃气体可以发电，玻璃状熔渣的渗透性只相当于玻璃的1/5，可以做成各种建筑和填充材料。 等离子体垃圾处理系统是在极端高温下使垃圾气化和玻璃化的系统。因此，在处理过程中没有污染排出。等离子体炬结构示意图阳极喷嘴

10、气体+-电源水水冷阴极 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术等离子高温热解路结构示意图耐火材料等离子体等离子体炬 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术气化技术 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 气化技术是指固体废物在氧气供应不足的情况下，进行不完全氧化的技术。 气化以符合要求的固体废物为原料，在一定温度、常压或加压条件下，采用气化剂（如空气、氧气、水蒸气、氢气等），以自身或外加热源达到气化所要求的温度，进行热化学反应，使有机质转化为含有一氧化碳、氢气、甲烷等成分的可燃气体，剩下的灰渣或液体排出，可燃气经过净化，可得到低热值或中热值燃料气。也可以经过

11、提纯净化后制得原料气，还可再用甲烷化制得高热值煤气。 气化的三个基本条件是为：有足够数量的气化剂；有足够的热量；气化设备能及时引出生成的煤气，排出灰渣。气化设备通常有：固定床气化法、流化床气化炉、悬浮式气化炉等。熔融技术 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 熔融技术是指对固体废物加温，使其分子的热运动能增大，导致结晶破坏，物质由晶相变为液相的一级相转变的热处理技术。 固体的物质在达到一定温度后熔化，成为液态即熔融状态，该温度叫熔点或熔融温度。 近几年来美国、德国、日本等发达国家为了解决城市生活垃圾焚烧处理工程中产生的二噁英类物质的问题而提出了生活垃圾气化熔融技术，该技术很好的将

12、熔融法与气化法相结合起来处理生活垃圾。 生活垃圾气化熔融技术包括两个过程：固体废物在450640温度下的气化和含炭灰渣在1300以上的熔融燃烧，这两个过程有机的结合起来形成一个整体。熔融技术 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术生活垃圾气化熔融技术一般分为两类。一类为垃圾直接熔融焚烧技术，另一类为垃圾间接熔融焚烧技术。直接熔融焚烧技术的工艺流程为：先将城市生活垃圾在 500600下热解气化制得可燃气体，制得的气体再根据用途进一步精制，垃圾中95%以上的含氯物质经除去后所剩下的含碳灰渣在温度为1300以上的熔融燃烧设备中进行熔融处理，原垃圾中99.8%以上的二恶英可被分解掉，无害化

13、熔融渣可以多种用途；间接熔融焚烧技术的工艺流程为：先将垃圾在传统的焚烧炉中进行焚烧，然后将焚烧灰渣在温度为13501500的熔融燃烧设备中进行熔融处理，原垃圾中99.0%以上的二噁英可被分解掉。所以该技术又被认为是21世纪二噁英类零排放新型垃圾焚烧技术。第四节 固体废物清运处理技术概述一、城市垃圾清运处理系统二、固体废物预处理技术三、固体废物热处理技术四、固体废物生物处理技术五、固体废物固化处理技术六、固体废物最终处置技术 第一章 绪论 华中科技大学环境科学与工程学院 生物处理技术概述 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 在自然界中存在着大量依靠有机物生活的微生物，它们有氧化分

14、解有机物并将其转化为无机物的巨大功能，即生物能。 微生物将有机物氧化分解转化为无机物的的过程，也称为矿化过程。作为生态系统组成的重要环节，微生物不断进行着有机物的分解与矿化，促进了自然生态环境中物质循环的正常进行。 人类通过各种手段，借助于上述微生物的生物能，对固体废物进行生物处理，实现有机固体废物的稳定化、无害化与资源化的技术就统称为固体废物生物处理技术。固体废物堆肥的生态意义 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术固体废物堆肥的生态意义 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术固体废物堆肥处理设备 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术固体废物堆肥处

15、理设备 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术固体废物堆肥处理设备 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术湿式厌氧生物制气流程 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术欧洲固体废物生物制气年处理量 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术太阳能-木薯乙醇-生物气工艺流程图高温厌氧消化反应器脱 水有机肥污水调节池ABR反应器好氧曝气池消化残渣燃气压缩罐提纯分离设备中水回用上清液循环热水木薯预处理木薯乙醇工艺装备 木薯发酵后的残渣预处理后的木薯藤添加元素供电系统太阳能供热系统太阳能供热系统燃气加热供燃气系统发酵气体干冰净化设备气体压缩CH4沼气发

16、电机组生物气CO2混合烘干循环热水木薯乙醇 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物生物处理技术第四节 固体废物清运处理技术概述一、城市垃圾清运处理系统二、固体废物预处理技术三、固体废物热处理技术四、固体废物生物处理技术五、固体废物固化处理技术六、固体废物最终处置技术 第一章 绪论 华中科技大学环境科学与工程学院 垃圾固化的定义 固化是把水泥、沥青、塑料、石膏、水玻璃等凝结剂同固体废弃物加以混合进行固化，或是在城市固体废物中加入硅酸钠、粘土之类的添加剂一起烧结固化（玻璃化），使得城市固体废物中所含的有害物质封闭在固化体内不易浸出，从而达到稳定化、无害化、减量化的目的。 华中科技大学环境科学与工

17、程学院 固体废物固化处理技术水泥固化的定义固体废物固化处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 水泥固化法是利用水泥作为凝结剂同垃圾一起加以混合固化。水泥中加入适当比例的水进行混合直至均匀后，水化反映就开始了，产生凝结后开始逐渐固化。目前，水泥固化处理法仍多用于污泥的处置。 水泥固化法由于水泥比较便宜，固化设备简单，运行费用较低，并且固化体强度高，长期稳定性好，对受热和风化业有一定的抵抗力，是固化方法中最常用的。塑料固化技术固体废物固化处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 塑料固化技术是以塑料为固化剂与固体废物按一定的配料比，并加入适量的催化剂和填料（骨料）进行搅拌混合，使其共聚合固化而将

18、有害废物包容形成具有一定强度和稳定性的固化体。 塑料固化技术按所用塑料或树脂的不同，可分为热塑性塑料固化和热固性塑料固化两类。 热塑性塑料固化：热塑性塑料固化是采用聚乙烯、聚氯乙烯树脂等热塑性塑料对城市固体废物进行固化的方法。在常温下呈固态，高温时可变成熔融胶粘液体，将有害废物掺合包容在塑料中，冷却后即形成塑料固化体。 热固性塑料固化：热固性塑料固化是采用聚乙烯、聚氯乙烯树脂等热固性塑料对城市固体废物进行固化的方法。玻璃固化技术固体废物固化处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 玻璃固化法是一玻璃原料为固化剂，将其与有害废物以一定的配料比混合后，在9001200的高温下熔融，经退火后获得稳定

19、的玻璃固化体的方法。从玻璃固化体的稳定性、对熔融设备的腐蚀性、处理时的发泡情况和增容比来看，硼硅酸盐玻璃固化是最有发展前途的固化方法。石灰固化技术固体废物固化处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 石灰固化法是以石灰为固化剂，以粉煤灰、水泥窑灰为填料，专用于固化含有硫酸盐或亚硫酸盐类废渣的一种固化方法。其原理是基于水泥窑灰和粉炼灰中含有活性氧化铝和二氧化硅，能与石灰和含有硫酸盐、亚硫酸盐废渣中的水反应，经凝结、硬化后形成具有一定强度的固化体。水玻璃固化技术固体废物固化处理技术 华中科技大学环境科学与工程学院 水玻璃固化法是以水玻璃为固化剂，无机酸类（如硫酸、硝酸、盐酸和磷酸）为助剂，与粉碎后

20、的城市固体废物按一定的配料比进行中和与缩合脱水反应，形成凝胶体，经凝结硬化逐步形成水玻璃固化体。水玻璃固化法具有工艺操作简便、原料价廉易得，处理费用低、固化体耐酸性强，抗透水拴好，重金属浸出率低等特点。我国已有企业采用将混合收集的城市固体废物经高温高压水解处理、烘干粉碎后，采用水玻璃固化生产地面转。该工艺已投入规模化生产试验。第四节 固体废物清运处理技术概述一、城市垃圾清运处理系统二、固体废物预处理技术三、固体废物热处理技术四、固体废物生物处理技术五、固体废物固化处理技术六、固体废物最终处置技术 第一章 绪论 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物最终处置技术 华中科技大学环境科学与工程学院 固体废物热处理技术 固体废物的最终处置技术，是指在固体废物处理的末端环节，解决固体废物的最终归