环境工程基础3(固体废物污染与防治)

概述固体废物污染的防治辐射技术在固体废物处理中的应用固体废物污染与防治固体废物的概念固体废物的来源与分类固体废物对环境的危害概述定义《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（2014年修订）中关于固体废物的定义：指生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或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。特点资源性污染的“特殊性”严重的危害性。固体废物的概念来源固体废物主要来源于人类的生产和消费活动。分类固体废物分类的方法有多种。固体废物的来源与分类有机废物无机废物按组成危险废物按污染特性一般废物固态废物半固态和液态（气态）废物按形态固体废物按其来源可分为矿业废物、工业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物等。固体废物的来源与分类《固体废物污染环境防治法》分为：城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物。生活垃圾，是指在日常生活中或日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。一般工业固体废物，是指在工业生产活动中产生的固体废物。危险废物指列入《国家危险废物名录》或根据GB5086认定的具有危险性的固体废物。固体废物的来源与分类固体废物的来源与分类居民日常生活用品中的典型危险废物固体废物对环境的危害主要表现在以下几个方面：侵占土地，破坏地貌与植被。污染土壤。污染水体。污染大气。危害人群健康。固体废物对环境的危害固体废物污染的防治原则固体废物处理方法城镇垃圾的处置与利用工、矿业固体废物的利用与处置危险废物的利用、处理与处置固体废物污染的防治固体废物污染的防治原则减量化尽可能减少和减小固体废物的数量和容积，特别要减少危险废物和有毒废物的产生量。资源化对固体废物进行综合利用，使之成为可利用的二次资源。无害化通过工程处理使固体废物达到不损害人体健康、不污染周围的自然环境的标准。固体废物处理方法固体废物处理是指通过物理、化学和生物等不同方法，使固体废物形式转换、资源化利用以及最终处置的一种过程。固体废物处理按采用的方式可分为物理处理、化学处理和生物处理等。固体废物的处理，按其处理目的又可分为预处理、资源化处理和最终处置等。预处理技术目的通过一定处理手段，将固体废物变成便于运输、贮存、回收利用和处置的形态。主要预处理技术压实技术破碎技术分选技术脱水和干燥技术预处理技术压实技术方法：强大的外界力施加于固体废物上进行压实。目的效果：增大容重、减少表观体积，便于运输，延长填埋场使用期，减少填埋场地面沉降。适用目标物：压缩性能大而恢复性能小的固体废物。破碎技术方法：利用外力使大块固体破分裂成小块的方法。目的效果：便于压实；便于分选与回收；增大比表面积，有利于焚烧等热处理。适用目标物：主要用于大块、硬质物料。预处理技术分选技术目的：实现固体废物资源化、减量化的重要手段。人工分选：人工选出大块可回收物。机械分选：筛分：利用粒径差异进行分离。重力分选：利用比重差异进行分离。磁力分选：利用铁系金属磁性分离回收金属。涡电流分选：利用涡电流产生排斥力分选金属。光学分选：利用物质表面光反射特性分选。脱水和干燥技术目的：主要用于废水处理厂的污泥及某些工业企业的泥浆状废物处理。处理方法：机械脱水、自然干化。资源化处理技术热化学处理技术利用高温破坏和改变固体废物的组成和结构，使废物中的有机有害物质得到分解和转化的处理，是实现有机固体废物处理无害化、减量化、资源化的一种有效技术。主要热化学处理技术焚烧法热解法湿式氧化法资源化处理技术生物处理技术利用微生物对有机固体废物的分解作用，不仅可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料，还可以从废品和废渣中提取金属，是固体废物处理资源化的有效而又经济的技术方法。主要生物处理技术堆肥化处理厌氧消化法废纤维素糖化技术细菌浸出最终处置固体废物的处置是指最终处置和安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。包括海洋处置陆地处置最终处置海洋处置主要分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。海洋倾倒利用海洋的巨大环境容量，将废物直接投入海洋。远洋焚烧利用焚烧船将固体废物运至远洋处置区进行船上焚烧。最终处置陆地处置主要包括土地耕作、深井灌注以及土地填埋等。土地耕作处置利用表层土壤的离子交换、吸附、微生物降解以及渗滤水浸出、降解产物的挥发等综合作用机制处置工业固体废物的一种方法。深井灌注处置把液状废物注入地下与饮用水和矿脉层隔开的可渗性岩层内。土地填埋处置城镇垃圾的处置和利用城镇垃圾大体可分为：无机物和有机物两大类。无机物类：灰渣、砖瓦、金属、玻璃等。有机物类：厨余、塑料、纸、织物、草木等。处置和利用方法卫生填埋焚烧堆肥卫生填埋卫生填埋是处置城镇垃圾的最基本方法之一。填埋场场址的选择和填埋场设计必须符合国务院环境保护行政主管部门和国务院建设行政主管部门规定的环境保护和环境卫生标准。生活垃圾填埋场不得建在下列地区国务院和国务院有关主管部门及省、自治区、直辖市人民政府划定的自然保护区、风景名胜区、生活饮用水水源地和其他需要特殊保护的地区。居民密集居住区直接与航道相通的地区。地下水补给区、洪泛区、淤泥区。活动的坍塌地带、断裂带、地下蕴矿带、石灰坑及熔岩洞。卫生填埋填埋作业的基本程序将分散的垃圾收集到垃圾转运站是处理垃圾的第一道工序，也是一项繁重的工作。垃圾从转运站由大吨位的密闭式转运车运到填埋场进行填埋作业。填埋作业的基本程序：将倾倒在填埋场的垃圾推平、压实，用土覆盖、喷药，最后用压路机压实覆土。存在的主要问题产生渗沥液和大气污染物。焚烧处理和热能回收优点可以使垃圾减重、减容，并可使某些有害组分分解和去除。同时焚烧后产生的热能可用于发电或供热，现代化的垃圾焚烧厂一般附有发电厂或供热动力站。缺点垃圾焚烧后虽可以把炉渣和灰分中的有害物质降低到最低程度，但却向大气排放了有害物质并在城市散布灰尘。必须配备消烟除尘的装置，一次性投资较大。其他技术再生资源的分类回收利用废纸40%黑色和有色金属3%~5%废弃食物25%~40%塑料1%~2%织物4%~6%玻璃4%其他物质其他技术利用城镇垃圾进行堆肥垃圾的堆肥是指垃圾中的可降解的有机物借助微生物发酵降解的作用，使垃圾转化成肥料的方法。利用城镇垃圾制取沼气制取沼气是替代不可再生资源的好途径。沼气制取过程可以杀灭病虫卵，有利于环境卫生，沼气渣还可以提高肥效。其他生物处理方法微生物技术当前较难处理利用的城市垃圾

工、矿业固体废物的利用和处置工业固体废物的利用和处置分类工、矿业固体废物的利用和处置工、矿业固体废物的利用利用技术：用作建筑材料、用作冶金原料、回收能源、用作农肥、改良土壤等。工、矿业固体废物的储存储存方法：露天堆存法、筑坝堆存法、压实干储法。工业固体废物的处置包括：填埋处置和投海处置。工、矿业固体废物储存、处置场址选择对于工、矿业固体废物储存、处置场址选择应符合规定的环境保护要求。危险废物的利用、处理和处置有毒废渣的回收处理与利用危险固体废物的处理危险固体废物的处置有毒废渣的回收处理与利用含汞废渣含汞固体废物主要有汞矿和冶炼厂排出的含汞矿石烧渣以及化学工业中的水银法制造碱、电解法生产烧碱、定期更换下的含汞触媒。处理方法：焙烧法、氧化法和固定法。含铬废渣铬渣：冶金和化工部门在生产金属铬和铬盐时排出的废渣。处理方法：将毒性大的六价铬还原为毒性小的三价铬。电镀铬：电镀铬废液、污泥电镀铬的离子交换洗脱液可以通过化学法（酸还原、碱和盐基中和）制揉革剂。有毒废渣的回收处理与利用可燃性危险废渣主要指受铅污染的废油、多氯联苯、甲苯、氯化烃、含重金属的润滑油、氟利昂、醇类、废可燃溶剂等。处理方法：1450℃高温+碱性气氛危险固体废物的处理危险废弃物转运站内的处理流程危险固体废物的处理物理化学处理方法物理处理通过浓缩或相变以改变其体积及结构外形，使之成为更便于加工或处置的形式，包括磁选、液固分离、干燥、蒸馏、蒸发、洗提、吸收、溶剂萃取、吸附、膜工艺、冷冻等。化学处理是一种利用危险废物的化学性质，通过酸碱中和、氧化还原以及沉淀等方式、将有害物质转化为无害的最终产物。危险固体废物的处理固化法利用物理或化学方法将危险固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密闭性的一种无害处理方法。根据用于固化的凝结剂不同，可分为：水泥固化法塑料固化法水玻璃固化法沥青固化法危险固体废物的处置生物处理法通过生物降解来接触毒性。活性污泥法气化池法氧化塘法焚烧处理法对于有毒、有害的有机固体废物最好用焚烧法处理。危险固体废物的处理安全填埋是处置有害废物的一种较好的方法。危险废物储存设施的选址要求危险废物填埋场的选择要求辐射技术在废固处理中的应用可回收的高分子固体废物需消毒的固体废物高分子固体废物废塑料废橡胶纤维素废塑料聚四氟乙烯（PTFE）处理难度：极其稳定，不能生化分解，难机械破碎，用高温处理会产生大量有毒的氟化物。辐射诱发塑料降解：可通过所使用的剂量、剂量率和温度来控制辐射诱发过程。废橡胶辐射回收原理辐射处理主要是利用橡胶对电子束和γ射线独有的敏感性，使废旧橡胶发生化学链解聚，从而获得有价值的加工特性和改进它们的耐用性。在辐照剂量达到70kGy时可以明显增强原始橡胶树脂和回收橡胶混合物的可塑性质，而对“拉长”等其他物理性质影响不大。大多数橡胶弹性体在射线作用下发生交联反应，只有极少数含四价碳原子基团的胶种如丁基硫化胶等在高能辐射场下呈现降解反应。废橡胶丁基橡胶丁基硫化胶主要用来制造汽车轮胎，而丁基橡胶是生产丁基硫化胶的主要原料。丁基硫化胶在辐照下发生降解反应，降解程度取决于辐照剂量，所以通过调节辐射剂量就可以方便地产生不同相对分子质量和不同塑性值的丁基再生橡胶，再生的效果非常理想。目前我国丁基橡胶的回收再利用已经达到了每年2000t的水平。商业产品中的橡胶树脂25%是基于被回收利用的橡胶。另外，回收的橡胶还可以用在屋顶和船只的防水材料中。废橡胶辐射回收橡胶过程先把旧轮胎切割成小碎片，然后用高能电子束或γ射线辐照，使大分子网络结构分解，从而改变了橡胶力学的性质。破碎的纤维分离之后，原料便可与其它组分混合用于生产新轮胎。优缺点优点：整个回收利用过程相当环保，几乎没有污染。缺点：只适用于丁基橡胶等少数胶种的再生。纤维素日本用辐照法处理木屑、废纸、稻草等，通过糖化与发酵而得到酒精；美国对这类纤维素加酸后辐照处理，得到的葡萄糖回收率高达56%。美、俄等国研究用辐射技术处理棉纤维素制备火药粘结剂——硝化纤维素(NC)，得到了很大的成果。中国（上海大学的周瑞敏教授等）在粘胶纤维的磺化过程中用辐射技术处理纤维素浆粕，减少了CS2的用量。需消毒固体废物医疗废物和港口垃圾污泥医疗废物和港口垃圾医疗废物：含有大量的致病菌、病毒，还含有化学药品，甚至重金属化合物，还有大量还有大约20%的塑料。港口垃圾：食品碎屑、塑料、纤维素等，可能存在潜在的动物传染病原体。贮存和运输废物的容器：重复使用前应该进行清洗和消毒。传统处理方式：加热(100℃以上至少30min)或焚化(产生毒气)在新处理方式：辐射处理(辐照装置设在港区，能自动和连续工作)污泥污泥特点含水(高)、有机物、病原体和少量重金属。辐射技术是目前国际上普遍认为很有前途的污泥处理方法。辐照污泥的优点能杀死污泥中的病菌和病毒，消毒效果比热处理可靠;不破坏污泥中的有机氮化物，不会减少了污泥