第4讲固体废物污染与管理系统

固体废物管理与资源化环境科学与工程学院胡辉杨家宽

Tel87542224；E-mail:gyhj08@;yjiakuan@环境工程导论内容一、固废来源与分类二、常见MSW管理系统6大功能要素三、MSW资源化思路与途径四、MSW生物转化技术－堆肥/厌养发酵五、MSW热转化技术－垃圾焚烧六、工业固废资源化技术－材料回收与利用七、农业固废资源化技术－生物质能八、固废最终处置－填埋一、固废来源与分类一、固废来源与分类一.基本概述①固体废物指生产、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。②来源

☆工业生产；☆农业生产☆城市建设和居民生活；☆教育、科研等其他行业废弃物液态废物废水固体废物管理体系气态废物固态、半固态废物废气固体废物水环境管理体系大气环境管理体系固体废物常见分类根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(1995年公布,2004年第一次修订，并于2005年4月1日实施。)及国际惯例，可分为城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物、危险废物等。危险废物固体废物一般固体废物腐蚀性、毒性、易燃性、反应性、敏感性工业固体废物农业固体废物城市固体废物废渣尾矿秸秆畜粪垃圾、粪便、污泥、粉尘SolidwasteMunicipalIndustrialAgriculturalHazardous一、固废来源与分类一.基本概述③危险性固体废物

指列入国家危险废物明录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性和感染性等一种或一种以上危险特性，以及不排除具有以上危险特性的固体废物。④城市固体废物城市垃圾

☆居民生活垃圾；☆商业垃圾；☆医院垃圾；

☆市政维护和管理中产生的垃圾；☆危险垃圾表城市生活垃圾的产生来源主要成分产生过程城市垃圾种类居民厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃、废家具、陶瓷瓦片砖瓦渣土废旧电器粪便等产生于城镇居民生活过程食品废物、生活垃圾、炉灰及某些特殊废物商业仓库、餐馆、商场、办公楼、旅馆、饭店及各类商业与维修业活动食品废物垃圾、炉灰，某些特殊废物、偶尔产生危险的废物公共地区街道、小巷、公路、公园、游乐场、海滩及娱乐场所垃圾及特殊废物城市建设居民楼、公用事业、工厂企业、建筑、旧建筑物拆迁修缮等建筑渣土、废木料、碎砖瓦及其他建筑材料水处理厂给水与污水、废水处理厂水处理厂污泥。。。。。。。。。。。。城市固体废物（MunicipalSolidWaste,MSW）二、常见MSW管理系统6大功能要素MSW管理系统功能要素wastegenerationstoragecollectiondisposalprocessingandrecoverytransferandtransport①

②③④⑤⑥垃圾产生垃圾存放垃圾收集垃圾转运处理与资源化处置二、常见MSW管理系统6大功能要素一.城市生活垃圾产量、组成及产量的变化

Q=R×P

式中:Q—某城市（地区）垃圾总产量（kg/d）；

R—该城市（地区）垃圾产率，（kg/人·d）；

P—该城市（地区）总人口数☆城市生活垃圾包括无机组份及有机组份；

☆我国垃圾产量人均每天约2Kg。☆讨论问题：生活水平与垃圾产生量的变化的关系？生活水平的提高与环境意识的提高垃圾存放－源头分类垃圾收集－高成本垃圾转运－中转站浦东白莲泾中转站北京市六里屯五路居垃圾转运站五路居转运站位于海淀区玉渊潭乡五路居，距收集区平均距离是8公里，距六里屯填埋场25公里，总建筑面积3557平方米。转运车间是转运站的生产核心。主要处理海淀区的生活垃圾，日处理量1500吨，年处理量约54.8万吨。垃圾转运交通工具垃圾转运交通工具垃圾转运交通工具垃圾转运交通工具垃圾转运交通工具徐汇区龙水路码头垃圾转运交通工具垃圾船运到老港垃圾转运交通工具老港垃圾码头城市垃圾最终处理方法卫生填埋堆肥焚烧城市固体废物收集、运输技术压缩式车辆非压缩式管道输送（真空、气力、水力）前期分选分类收集家庭回收集中手选破碎技术常温低温湿式物理分选筛分重力分选磁力分选光电分选摩擦分选浮选堆肥甲烷CO2微生物分解堆肥化沼气化焚烧热解燃料气体油炭渣蒸汽发电无机物金属玻璃有机物纸类塑料橡胶容器废纸有用零件毒性物品资源循环资源回收资源化转化卫生填埋图城市垃圾处理技术单元组成垃圾预处理与资源化预处理单元操作破碎：增加堆密度，增加后处理效率筛分重力分选磁选压实传输设备破碎锤式破碎机筛分振动筛Unders,undersize,underflowOvers,oversize,overflow筛分滚筒筛重力分选风选磁选设备OverheadMagnet传输设备flatbeltoncontinuousidlers分工分选三、MSW资源化思路与途径SolidwastesSeparationandprocessingThermal,chemicalandbiologicaltransformationprocessesEnergyconversionlandfillRecoverablematerialsProcessedcomponentsConversionproductsNonrecoverablematerialsNonrecoverablematerialsgasresiduesRecoverableconversionproductsand/orby-productsConstructioncontributionsolidwastesFrontendRearendEnergyconversionSolidWastemanagementHierarchyRecyclingratesfordifferentmaterials波纹纸板

StepsofRecyclableconsumptionTrendsinMSWGeneration1960to2001WasteRecyclingRates1960-2001美国固废管理的流程图堆肥四、MSW生物转化技术－堆肥/厌养发酵四、MSW生物转化技术－堆肥/厌养发酵一.城市生活垃圾生物转化技术

生物转化技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用，从而实现其无害化和资源化。堆肥化处理技术：依靠自然界中广泛分布的一些微生物，人为地促进可生物降解的有机物，通过生物化学作用，向稳定的腐殖质的生物转化过程。沼气化处理技术：将固体废物中的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物，在人为控制的温度、湿度、酸碱度的厌氧环境中(即厌氧发酵)，经多种微生物的作用，生成以甲烷为主的气体混合物的过程。好氧堆肥原理合成(同化作用)氧化堆肥有机物(含C、H、O、N、S、P)，氧，微生物细胞物质(微生物繁殖)CO2，H2O，NH3

，PO42-，SO42-能量随水或气体排入环境释放能量转化为热供生物合成用(异化作用)+腐殖物质+精制处理后筛分磨细加入植物养分尾气排放通风残渣渗滤液循环农业,园林利用回收和处置不可堆肥物分类收集有机垃圾一次发酵混合城市固体废物预处理破碎筛选手工分离磁选过滤脱臭二次（熟化）发酵通风图

城市固体废物堆肥化过程典型工艺流程杭州市机械化堆肥处理技术堆肥的微生物过程MesophilicbacteriathermophilicbacteriaActinomycetesandmolds嗜温性细菌高温菌放线菌堆肥系统WindrowComposting（条垛式）AeratedStaticPileComposting（通风静态垛）In-vesselcompostingsystems（发酵仓式）AeratedStaticPileCompostingIn-vesselcompostingsystems五、MSW热转化技术－垃圾焚烧五、MSW热转化技术－垃圾焚烧一.城市固体废物焚烧技术是实现固体废物减量化、资源化和无害化的有效方式。

主要生成物：灰渣和CO2，另有少量的其它二次污染物质。

焚烧装置：垃圾焚烧炉实例：深圳清水河垃圾焚烧发电厂引进日本三菱重工成套焚烧处理设备，焚烧炉采用马丁逆向往复炉排。2台日处理能力为150t的焚烧炉，日处理垃圾300t，可处理深圳市25%的垃圾。ATypicalcontinuous-feedmass-firedmunicipalCombustor深圳清水河垃圾焚烧发电厂引进日本三菱重工成套焚烧处理设备，焚烧炉采用马丁逆向往复炉排。2台日处理能力为150t的焚烧炉，日处理垃圾300t，可处理深圳市25%的垃圾。RDF-firedcombustionsystemTypicalFluidizedBedCombustionSystem旋转窑式焚烧炉焚烧烟气控制系统及二噁英

多氯二苯并二恶英（简称PCDDs）和多氯二苯并呋喃（简称PCDFs）。

氯带三环含氧芳香烃化合物（210种）WhatareDioxinsandFurans(PCDD/PCDFs)?Polychlorinateddibenzodioxin(PCDD)75possiblePCDDisomersPolychlorinateddibenzofuran(PCDF)135possiblePCDFisomersAirPollutionControlSystemandControlPCDD/PCDFsWhatareDioxinsandFurans(PCDD/PCDFs)?2,3,7,8-TCDDHowdoDioxinsandFuransform?焚烧烟气控制系统及二噁英一.形成机理

二噁英的形成与加热相联系，在含有Cl、C、H、O的任何情形下都能产生微量的PCDD/Fs。其形成可能有四种情况：①原料输入中产生；②均相气相反应形成二噁英；③通过有机前驱物（如苯酚、PAH乙炔等）而形成；④在整个合成过程（包括灰分碳、氯源和金属催化）中形成。二.控制方式①500-700℃时原料或形成中停留2S以内；温度为850℃或1S内达到1000℃时，优良燃烧状态中，二噁英将被分解。②用静电除尘或袋式除尘器也能减少二噁英的排放量；③用抑制添加剂：尿素、石灰石等也能抑制二噁英的产生。三.垃圾焚烧飞灰的稳定化/固定化※水泥固化；※重金属螯合剂；※熔融固化(6)AirPollutionControlSystemandControlPCDD/PCDFsAirpollutionControlApproachesSourceSeparation:PVC,Cl,BrCombustionControl:Temperature,Time,TurbulenceCatalyticCombustion:V、TiandW六、工业固废资源化技术－材料回收与利用地壳中元素的分布电厂粉煤灰钢铁炉渣－首钢钢渣铝业赤泥高75m，占地800m×700m沟谷堆存工业副产石膏－磷石膏在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙工业固废资源化途径金属及有价元素的提出作为建材原料生产水泥道路材料矿区土地复垦拜耳法赤泥铁回收WetHighIntensityMagneticSeparat