第十一章固体废物资源化、综合-利用与最终处置课件

第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置第一节固体废物资源化的意义与资源化系统第二节材料回收系统第三节生物转化产品的回收第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收第五节固体废物的最终处置第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置第一节固固体废物的资源化：由固体废物到有用物质的转化，或称为固体废物的综合利用。固体废物综合利用的范围：建材利用化工利用固体废物能的利用农业利用第一节固体废物资源化的意义与资源化系统固体废物的资源化：由固体废物到有用物质的转化，或称为固体废物固体废物综合利用的原则：综合利用技术应是可行的；固体废物综合利用要有较大的经济效益；综合利用生产的产品应当符合国家相应产品的质量标准，具有与用相应的原材料所制的产品相竞争的能力。第一节固体废物资源化的意义与资源化系统固体废物综合利用的原则：综合利用技术应是可行的；固体废物概念：城市垃圾中含有的有用原材料通过适当的单元技术组合处理，可以一一得到加工、分选与回收，这种由几种处理单元技术组合，形成对城市垃圾加工、分选的工程系统，称为材料回收系统。一、建立材料回收系统的条件产品应满足市场需求的技术规范各类回收物品的产量与运输条件第二节材料回收系统评价条件概念：城市垃圾中含有的有用原材料通过适当的单元技术组合处理，二、材料回收系统流程固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气轻组分磁选铁金属回收主要有机组分空气第二节材料回收系统二、材料回收系统流程固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气磁选铁金属回收主要有机组分空气重组分处理第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气轻组分磁选铁金属回收主要有机组分空气玻璃回收旋转筛分非铁金属回收处置场第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排第三节生物转化产品的回收主要的生物转化产品：腐殖肥料沼气饲料蛋白乙醇糖类生物转化工艺：堆肥化和厌氧生物发酵第三节生物转化产品的回收主要的生物转化产品：腐殖肥料沼气第三节生物转化产品的回收一、城市垃圾堆肥化（一）堆肥过程基本原理概念：是指在一定人工控制条件下，通过生物化学作用，使垃圾中有机成份分解转化为比较稳定的腐植肥料过程，其实质是一种发酵过程。好氧堆肥厌氧堆肥第三节生物转化产品的回收一、城市垃圾堆肥化（一）堆肥过程厌氧堆肥：与污泥厌氧消化过程相似，分酸性与碱性发酵两个阶段。第一阶段，PH值下降，第二阶段，PH值上升。所需时间较长，环境恶劣，适于小规模农家堆肥。好氧堆肥：是好氧菌处于和空气充分接触的情况下，使垃圾中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使之转化为简单而稳定的腐化物的过程。好气分解速度快，环境条件好，适于大规模生产。第三节生物转化产品的回收厌氧堆肥：与污泥厌氧消化过程相似，分酸性与碱性发酵两个阶段。水热原料堆肥产品有机质矿物质水微生物有机质矿物质水微生物第三节生物转化产品的回收水热原料堆肥产品有机质矿物质水微生物有机质第三节生物转化二、城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收（一）城市垃圾厌氧消化处理工艺流程（二）垃圾预处理加工分选出轻组分，去除有毒有害性废物，并进一步破碎、筛分，使颗粒细小均匀。第三节生物转化产品的回收二、城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收（一）城市垃圾厌氧消化处理城市污水厂污泥与粪便是最佳配料。（四）厌氧消化处理工艺条件1.碳氮比（C/N）：20：1~30：12.操作温度：55~60ºC。第三节生物转化产品的回收（三）配料与制浆保持合适的C/N比与C/P。城市污水厂污泥与粪便是最佳配料。（四）厌氧消化处理工艺条件1间歇式：农村小型沼气池连续式：大中型垃圾浆体厌氧消化系统投配率以有机物容积负荷计算确定3.PH值与碱度：7.0~8.0，2000~3000mg/l；4.投料方式与投配率：第三节生物转化产品的回收间歇式：农村小型沼气池连续式：大中型垃圾浆体厌氧消化系统投配（五）沼气回收与利用CH4为60%，CO2

为40%，极少量NH3与H2S。5.搅拌与强度：机械搅拌沼气回流搅拌第三节生物转化产品的回收（五）沼气回收与利用CH4为60%，CO2为40%，极少第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收一、城市垃圾焚烧技术的发展⑤能彻底的消灭各类病原体，消除腐化源。①可回收热资源；②垃圾体积可减少80-95%；③重量显著减少；④最终产物化学性质稳定，且无害化；优点：第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收一、城市垃圾焚烧技（一）焚烧过程的基本条件1.燃料在焚烧炉中燃烧完毕后所需停留时间：燃烧室加热、起燃、燃尽。2.燃料与空气混合的湍流程度：适度过量空气。3.燃烧过程温度：取决于燃料性质（热值、燃点、含水率）。三T原则第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收二、焚烧过程的基本条件与物料热量衡算（一）焚烧过程的基本条件1.燃料在焚烧炉中燃烧完毕后所需停留三、城市垃圾焚烧系统城市垃圾的的处理与贮存进料系统第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收燃烧室废气排放与污染控制系统排渣系统焚烧炉的控制与测试系统热源回收系统三、城市垃圾焚烧系统城市垃圾的的处理与贮存进料系统第四节五、焚烧炉类型流化床焚烧炉第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收标准焚烧炉多膛焚烧炉水墙式锅炉五、焚烧炉类型流化床焚烧炉第四节城市垃圾的焚烧与热转化产六、固体废物热解处理第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收概念：在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气、油、固形炭等形式的过程。固体废物中所蕴藏的热量以上述物质的形式贮留起来，成为便于贮藏、运输的有价值的燃料。热解与焚烧过程有本质区别六、固体废物热解处理第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收（一）热解过程与产物气相产物：氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳液相产物：焦油、燃油、乙酸、丙酮、甲醇固相产物：纯净炭质、惰性物质转化产物组分分布与热解温度有显著关系第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收（一）热解过程与产三、热解过程主要控制因素停留时间。第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收

操作温度；升温速度；固体废物燃料的理化性质；三、热解过程主要控制因素停留时间。第四节城市垃圾的焚烧与六、热转化产品与能源的利用蒸汽并入城市热力管网沼气、燃气、燃料油民用与工业燃料热能电能第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收六、热转化产品与能源的利用蒸汽并入城市热力管网沼气、燃气、燃一、最终处置的概念与途径概念：为防止对环境造成污染，根据排放的不同环境条件，采取适当而必要的防护措施，达到被处置废物与环境生态系统最大限度的隔绝。填埋处置、土地耕作处置、深井灌溉、尾矿坝、废矿坑海洋处置第五节固体废物的最终处置陆地处置：一、最终处置的概念与途径概念：为防止对环境造成污染，根据排放二、城市垃圾陆地填埋处置对有毒有害废物的填埋是基于安全考虑，此种填埋操作与结构形式称安全填埋。一般城市垃圾与无害化的工业废渣是基于环境卫生角度而填埋的，其操作与结构形式称为卫生填埋。卫生填埋安全填埋第五节固体废物的最终处置二、城市垃圾陆地填埋处置对有毒有害废物的填埋是基于安全考虑，7.填埋场封场后的最终利用与开发（一）卫生填埋场的选址条件1.场地有效利用面积：满足5~10年的试用期2.运输距离：3.土壤与地形条件：4.气象条件：选在居民区的下风向。5.地表与地质水文条件：6.地区环境条件第五节固体废物的最终处置7.填埋场封场后的最终利用与开发（一）卫生填埋场的选址条件1（二）卫生填埋场的一般结构形式谷地填埋法第五节固体废物的最终处置地面堆埋法开槽填埋法（二）卫生填埋场的一般结构形式谷地填埋法第五节固体废物的（三）干燥地区填埋场操作方法1.地面堆埋法适于地形地质条件不易开挖沟槽的平原地区。2.开槽填埋法适于地面有足够深度的可采土壤且地下水位较深的地区。3.谷地填埋法适于有天然或人为谷地与沟壑可利用的地区。第五节固体废物的最终处置（三）干燥地区填埋场操作方法1.地面堆埋法适于地形地质条件不（四）潮湿地区卫生填埋场结构与操作特点沼泽、潮汐洼地、水塘、采土与采石场都可作为湿地卫生填埋场。注意地下水的污染与填埋结构的稳定性。地下水抽提、排泄系统、气体收集系统第五节固体废物的最终处置（四）潮湿地区卫生填埋场结构与操作特点沼泽、潮汐洼地、水塘、（五）卫生填埋场气体的产生、迁移与控制1.卫生填埋场中垃圾发酵分解与气体的产生耗氧分解阶段；厌氧分解不产甲烷阶段；稳定产气阶段产物：稳定的有机质、可挥发性有机酸、甲烷、二氧化碳、氮气、氨、硫化氢、一氧化碳。第五节固体废物的最终处置（五）卫生填埋场气体的产生、迁移与控制1.卫生填埋场中垃圾发第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置2.卫生填埋场中气体的迁移与控制（1）透气通道控制法：用透气性良好的的材料，在填埋场不同部位设排气通道。（2）密封法控制气体迁移：利用不透气的材料在填埋厂四周铺设全封闭型防渗层，同时控制气体与渗滤液的迁移。第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置2.卫生填埋第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置（六）卫生填埋场中渗滤液的产生与迁移控制1.渗滤液的产生与性质来源：垃圾自身生物降解的产物；外部地面径流水；地下水通过垃圾层时携带的可溶性与悬浮性污染物而下渗的液体。性质：性质十分复杂，而且浓度高。第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置（六）卫生填第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置2.渗滤液向地下水的迁移

渗滤液在填埋场底部聚集，并通过底部向下部土壤纵向迁移，也有可能存在侧向迁移，但纵向迁移是渗滤液污染地下水的主要途径。3.垃圾填埋场渗滤液的控制措施（1）预设防渗层，防渗层上部设置收集管道系统，与抽提泵站相连，连续的将渗滤液输送到处理系统中。第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置2.渗滤液向第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置（2）封场后的顶部覆土应由中心向四周坡降，场外地面沟通排水系统，以便疏导地表径流水。（3）渗滤液处理工艺应先用物理或化学法脱氮，再采用经典的生物脱氮工艺4.渗滤液处理工艺第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置（2）封场后第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置三、危险废物安全填埋场的结构与安全措施安全措施：（1）远离城市；（2）设更加严密的防渗层；（3）填埋场底层位于最高水位以上，铺设地下水位控制措施；（4）采取措施控制地表径流水；第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置三、危险废物第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置（5）配置完整的渗滤液收集与监控系统；（6）设置气体排放与监控系统；（7）严格记录废物来源、性质与处置量，并适当加以分类处理。第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置（5）配置完生活垃圾填埋场生活垃圾填埋场工业固体废物填埋场工业固体废物填埋场固体废物填埋场固体废物填埋场第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置第一节固体废物资源化的意义与资源化系统第二节材料回收系统第三节生物转化产品的回收第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收第五节固体废物的最终处置第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置第一节固固体废物的资源化：由固体废物到有用物质的转化，或称为固体废物的综合利用。固体废物综合利用的范围：建材利用化工利用固体废物能的利用农业利用第一节固体废物资源化的意义与资源化系统固体废物的资源化：由固体废物到有用物质的转化，或称为固体废物固体废物综合利用的原则：综合利用技术应是可行的；固体废物综合利用要有较大的经济效益；综合利用生产的产品应当符合国家相应产品的质量标准，具有与用相应的原材料所制的产品相竞争的能力。第一节固体废物资源化的意义与资源化系统固体废物综合利用的原则：综合利用技术应是可行的；固体废物概念：城市垃圾中含有的有用原材料通过适当的单元技术组合处理，可以一一得到加工、分选与回收，这种由几种处理单元技术组合，形成对城市垃圾加工、分选的工程系统，称为材料回收系统。一、建立材料回收系统的条件产品应满足市场需求的技术规范各类回收物品的产量与运输条件第二节材料回收系统评价条件概念：城市垃圾中含有的有用原材料通过适当的单元技术组合处理，二、材料回收系统流程固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气轻组分磁选铁金属回收主要有机组分空气第二节材料回收系统二、材料回收系统流程固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气磁选铁金属回收主要有机组分空气重组分处理第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排气轻组分磁选铁金属回收主要有机组分空气玻璃回收旋转筛分非铁金属回收处置场第二节材料回收系统固体废物储存场破碎风选旋分器除尘设备排第三节生物转化产品的回收主要的生物转化产品：腐殖肥料沼气饲料蛋白乙醇糖类生物转化工艺：堆肥化和厌氧生物发酵第三节生物转化产品的回收主要的生物转化产品：腐殖肥料沼气第三节生物转化产品的回收一、城市垃圾堆肥化（一）堆肥过程基本原理概念：是指在一定人工控制条件下，通过生物化学作用，使垃圾中有机成份分解转化为比较稳定的腐植肥料过程，其实质是一种发酵过程。好氧堆肥厌氧堆肥第三节生物转化产品的回收一、城市垃圾堆肥化（一）堆肥过程厌氧堆肥：与污泥厌氧消化过程相似，分酸性与碱性发酵两个阶段。第一阶段，PH值下降，第二阶段，PH值上升。所需时间较长，环境恶劣，适于小规模农家堆肥。好氧堆肥：是好氧菌处于和空气充分接触的情况下，使垃圾中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使之转化为简单而稳定的腐化物的过程。好气分解速度快，环境条件好，适于大规模生产。第三节生物转化产品的回收厌氧堆肥：与污泥厌氧消化过程相似，分酸性与碱性发酵两个阶段。水热原料堆肥产品有机质矿物质水微生物有机质矿物质水微生物第三节生物转化产品的回收水热原料堆肥产品有机质矿物质水微生物有机质第三节生物转化二、城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收（一）城市垃圾厌氧消化处理工艺流程（二）垃圾预处理加工分选出轻组分，去除有毒有害性废物，并进一步破碎、筛分，使颗粒细小均匀。第三节生物转化产品的回收二、城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收（一）城市垃圾厌氧消化处理城市污水厂污泥与粪便是最佳配料。（四）厌氧消化处理工艺条件1.碳氮比（C/N）：20：1~30：12.操作温度：55~60ºC。第三节生物转化产品的回收（三）配料与制浆保持合适的C/N比与C/P。城市污水厂污泥与粪便是最佳配料。（四）厌氧消化处理工艺条件1间歇式：农村小型沼气池连续式：大中型垃圾浆体厌氧消化系统投配率以有机物容积负荷计算确定3.PH值与碱度：7.0~8.0，2000~3000mg/l；4.投料方式与投配率：第三节生物转化产品的回收间歇式：农村小型沼气池连续式：大中型垃圾浆体厌氧消化系统投配（五）沼气回收与利用CH4为60%，CO2

为40%，极少量NH3与H2S。5.搅拌与强度：机械搅拌沼气回流搅拌第三节生物转化产品的回收（五）沼气回收与利用CH4为60%，CO2为40%，极少第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收一、城市垃圾焚烧技术的发展⑤能彻底的消灭各类病原体，消除腐化源。①可回收热资源；②垃圾体积可减少80-95%；③重量显著减少；④最终产物化学性质稳定，且无害化；优点：第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收一、城市垃圾焚烧技（一）焚烧过程的基本条件1.燃料在焚烧炉中燃烧完毕后所需停留时间：燃烧室加热、起燃、燃尽。2.燃料与空气混合的湍流程度：适度过量空气。3.燃烧过程温度：取决于燃料性质（热值、燃点、含水率）。三T原则第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收二、焚烧过程的基本条件与物料热量衡算（一）焚烧过程的基本条件1.燃料在焚烧炉中燃烧完毕后所需停留三、城市垃圾焚烧系统城市垃圾的的处理与贮存进料系统第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收燃烧室废气排放与污染控制系统排渣系统焚烧炉的控制与测试系统热源回收系统三、城市垃圾焚烧系统城市垃圾的的处理与贮存进料系统第四节五、焚烧炉类型流化床焚烧炉第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收标准焚烧炉多膛焚烧炉水墙式锅炉五、焚烧炉类型流化床焚烧炉第四节城市垃圾的焚烧与热转化产六、固体废物热解处理第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收概念：在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气、油、固形炭等形式的过程。固体废物中所蕴藏的热量以上述物质的形式贮留起来，成为便于贮藏、运输的有价值的燃料。热解与焚烧过程有本质区别六、固体废物热解处理第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收（一）热解过程与产物气相产物：氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳液相产物：焦油、燃油、乙酸、丙酮、甲醇固相产物：纯净炭质、惰性物质转化产物组分分布与热解温度有显著关系第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收（一）热解过程与产三、热解过程主要控制因素停留时间。第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收

操作温度；升温速度；固体废物燃料的理化性质；三、热解过程主要控制因素停留时间。第四节城市垃圾的焚烧与六、热转化产品与能源的利用蒸汽并入城市热力管网沼气、燃气、燃料油民用与工业燃料热能电能第四节城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收六、热转化产品与能源的利用蒸汽并入城市热力管网沼气、燃气、燃一、最终处置的概念与途径概念：为防止对环境造成污染，根据排放的不同环境条件，采取适当而必要的防护措施，达到被处置废物与环境生态系统最大限度的隔绝。填埋处置、土地耕作处置、深井灌溉、尾矿坝、废矿坑海洋处置第五节固体废物的最终处置陆地处置：一、最终处置的概念与途径概念：为防止对环境造成污染，根据排放二、城市垃圾陆地填埋处置对有毒有害废物的填埋是基于安全考虑，此种填埋操作与结构形式称安全填埋。一般城市垃圾与无害化的工业废渣是基于环境卫生角度而填埋的，其操作与结构形式称为卫生填埋。卫生填埋安全填埋第五节固体废物的最终处置二、城市垃圾陆地填埋处置对有毒有害废物的填埋是基于安全考虑，7.填埋场封场后的最终利用与开发（一）卫生填埋场的选址条件1.场地有效利用面积：满足5~10年的试用期2.运输距离：3.土壤与地形条件：4.气象条件：选在居民区的下风向。5.地表与地质水文条件：6.地区环境条件第五节固体废物的最终处置7.填埋场封场后的最终利用与开发（一）卫生填埋场的选址条件1（二）卫生填埋场的一般结构形式谷地填埋法第五节固体废物的最终处置地面堆埋法开槽填埋法（二）卫生填埋场的一般结构形式谷地填埋法第五节固体废物的（三）干燥地区填埋场操作方法1.地面堆埋法适于地形地质条件不易开挖沟槽的平原地区。2.开槽填埋法适于地面有足够深度的可采土壤且地下水位较深的地区。3.谷地填埋法适于有天然或人为谷地与沟壑可利用的地区。第五节固体废物的最终处置（三）干燥地区填埋场操作方法1.地面堆埋法适于地形地质条件不（四）潮湿地区卫生填埋场结构与操作特点沼泽、潮汐洼地、水塘、采土与采石场都可作为湿地卫生填埋场。注意地下水的污染与填埋结构的稳定性。地下水抽提、排泄系统、气体收集系统第五节固体废物的最终处置（四）潮湿地区卫生填埋场结构与操作特点沼泽、潮汐洼地、水塘、（五）卫生填埋场气体的产生、迁移与控制1.卫生填埋场中垃圾发酵分解与气体的产生耗氧分解阶段；厌氧分解不产甲烷阶段；稳定产气阶段产物：稳定的有机质、可挥发性有机酸、甲烷、二氧化碳、氮气、氨、硫化氢、一氧化碳。第五节固体废物的最终处置（五）卫生填埋场气体的产生、迁移与控制1.卫生填埋场中垃圾发第十一章