固体废物资源化课件

固体废物资源化课件第一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五2.1固体废物的压实通过外力加压于松散的固体废物，以缩小其体积，使固体废物变得密实的操作简称为压实，又称压缩。压实目的增大容重、减少固体废物体积以便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本制取高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用。第二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五固体废物的表观体积固体颗粒体积（包括水分）空隙体积当对固体废物实施压实操作时：压力，空隙体积，表现体积也随之，而容重。一、压实原理固体废物经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比R：第三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五容重：固体废物的干密度，用ρ表示。固体废物颗粒重固体废物中水分重固体废物表观体积固体废物总重第四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五压实的适用对象：主要适用于压缩性能大而复原性小的物质，如冰箱、洗衣机、纸箱、纸袋、纤维、废金属细丝等。

有些固体废物如木头、玻璃、金属、塑料块等本身已经很密实的固体或是焦油、污泥等半固体废物不宜作压实处理。第五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五二、压实设备：压实器构造压实单元：具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。容器单元：接受废物并把废物送入压实单元移动式压实器：带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器。固定式压实器：只能定点使用的压实器，为常见的压实器。按是否运动分第六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五固定式压实器大型工业压缩机：可将汽车压缩，每日可以压缩数千吨垃圾，一般安装在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部以及其它需要压实废物的场合。小型家庭用压实器：安装在厨房下面，用于一些家庭生活垃圾的收集和压实。第七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五固定式压实器三向联合压实器水平压实器：钢制容器回转式压实器

图2.1水平压实器结构图装料室压面破碎杆第八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五压头压头压头图2.2三向联合压实器第九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五图2.3回转式压实器压头压头压头第十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（b）钢轮压实机（a）高履带压实机图2-4填埋场常用的移动式压实机移动式压实器，填埋场使用高履带压实机钢轮压实机第十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五图2.4城市垃圾压缩处理工艺流程180～200℃沥青浸渍池10s压力为16～20MPa，压缩比可达5：1第十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五2.2固体废物的破碎破碎:利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程，称为破碎。一、破碎原理：（1）固体废物破碎的难易程度：通常用机械强度或硬度来衡量。机械强度:指固体废物抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。第十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五一般，抗压强度大于250Mpa者称为坚硬固体废物40～250Mpa者称为中硬固体废物小于40Mpa者称为软固体废物机械强度，破碎难度。废物粒度，机械强度，破碎难度第十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五硬度：指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。按废物破碎时的性状确定:按废物在破碎时的性状，固体废物可分为最坚硬物料、坚硬物料、中硬物料和软质物料四种。硬度表示方法对照矿物硬度确定：矿物的硬度可按莫氏硬度分为十级，其软硬排列顺序如下：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉石、刚玉和金刚石。第十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（2）破碎方法干式破碎：通常所说的破碎湿式破碎：在大量水中的破碎机械能破碎：利用破碎工具如齿板、锤子、钢球非机械能破碎：利用电能、热能等，如低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破碎干式破碎第十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五(a)压碎(b)劈碎(c)折断(d)磨剥（e）冲击破碎图2-5常见的机械能破碎方法第十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五循环用水斗式脱水提升机减速机电动机筛网有色金属铁浆液含纸垃圾转子图2-6湿式破碎机的构造原理图第十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五投入垃圾第一段筛网第二段刮板第三段I组II组

III组图2-7半湿式破碎机构造原理图破碎分选易碎物质，如玻璃陶瓷加水破碎分选纸类物质第十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（3）破碎比和破碎段破碎比计算极限破碎比真实破碎比破碎段：固体废物经过不同的破碎机或磨碎机的次数。多次（段）破碎总破碎比计算：第二十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（4）破碎的四个基本工艺流程固体废物破碎产物破碎筛下物破碎破碎产物固体废物筛上物筛分（a）单纯破碎工艺（b）带预先筛分的破碎工艺第二十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五破碎筛分筛上物固体废物筛下物破碎产物破碎产物筛下物固体废物破碎筛上物（c）带检查筛分破碎工艺（d）带预先和检查筛分破碎工艺第二十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五二、常用的破碎设备（1）锤式破碎机可逆式：转子可两个方向转动按转子的转动方向单转子锤式破碎机（如图）不可逆式：转子只能一个方向转动锤式、冲击式、剪切、鄂式、辊式破碎机和粉磨机单转子锤式破碎机：只有一个转子双转子锤式破碎机：有两个做相对运动回转的转子按转子数目第二十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五图2.20单转子锤式破碎机示意图固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物第二十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五进料口破碎板破碎产物排出筛板锤头锤头销轴锤头轮主轴固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物按破碎轴安装方式卧轴锤式破碎机：水平轴式破碎机（如图）立轴锤式破碎机第二十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五大型废物锤碎机：用于破碎废汽车等粗大固体废物。废物先经压缩机压缩，再给入锤碎机，转子由大小两种锤子组成，大锤子磨损后，改作小锤用，锤子铰接悬挂在绕中心旋转的转子上做高速旋转。转子下方半周安装有箅子筛板，筛板两端安装有固定反击板，起二次破碎和剪切作用。破碎机本体小锤头大锤头压缩给料机输送器栅条切断垫圈固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物第二十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五主要用于破碎家具、电视机、电冰箱、洗衣粉、厨房等大型废物，破碎块可达到50mm左右。该机设有旁路，不能破碎的废物由旁路排出。格栅（a）普通锤式破碎机测量头锤头旁路固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物旁路第二十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五可使金属切屑的松散体积减小3～8倍，便于运输。锤子呈钩形，对金属切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。（b）金属切屑破碎机衬板锤子筛条小门非破碎物收集区进料口弹簧第二十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五细粒级产品出口风力分级机物料入口固体废物双转子锤式破碎机具有两个旋转方向的转子，转子下方均装有研磨板。废物自右方给料口送入机内，经右方转子破碎后颗粒排至左方破碎腔，再沿左方研磨板运动3/4圆周后，借风力排至上部的旋转式风力分级板排出机外。该机破碎比可达30。第二十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五一种新型高效破碎设备，它具有破碎比大、适应性广，可以破碎中硬、软、脆、韧性、纤维性废物，且构造简单、外形尺寸小、安全方便、易于维护（a）Universa型冲击式破碎机研磨板板锤筛条冲击板链幕固体废物（2）、冲击式破碎机第三十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（b）Hazemag型冲击式破碎机固体废物旋转打击刀排出口一级冲撞板（固定刀）二级冲撞板（固定刀）主要用于破碎家具、电视机、杂器等生活废物第三十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（3）剪切式破碎机靠一组固定刀与一组(或两组)活动刀之间的剪切作用完成固体废物的破碎过程。根据活动刀的运动方式回转式往复式第三十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五图2.7往复式剪切机结构示意图固定刀活动刀固定刀和活动刀交错排列，通过下端活动铰轴连接，尤似一把无柄剪刀。当呈开口状态时，从侧面看固定刀和活动刀呈V字形。固体废物由上端给入，通过液压装置缓缓将活动刀推向固定刀，当V字形闭合时，废物被挤压破碎，破碎物大小约30cm。这种破碎机适合松散的片、条状废物的破碎。

第三十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五由固定刀（1～2片）和旋转刀（3～5片）组成。固体废物给入料斗，依靠高速转动的旋转刀和固定刀之间的间隙挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。该机的缺点是当混入硬度较大的杂物时，易发生操作事故。这种破碎机适合家庭生活垃圾的破碎。图2.8所示为回转式剪切机结构示意图固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物固体废物固定刀旋转刀筛网第三十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五破碎机借助预压机压缩盖的闭合将废物压碎，然后再经剪切机剪断，剪切长度可由推杆控制。固体废物破碎产物破碎第三十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（4）鄂式破碎机：有简摆和复摆两种。适用于坚硬和中硬物料的破碎。图2.9简单摆动颚式破碎机固体废物破碎产物破碎机架破碎齿板可动鄂板心轴飞轮偏心轴连杆弹簧拉杆后推力板前推力板第三十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五图2.10复杂摆动颚式破碎机固体废物破碎产物破碎机架可动鄂板固定鄂板破碎齿板飞轮肘板弹簧偏心转动轴第三十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（5）、辊式破碎机根据辊子的特点光辊破碎机：辊子表面光滑，可用于硬度较大的固体废物的中碎与细碎齿辊破碎机：辊子表面有破碎齿牙，可用干脆性或粘性较大的废物，也可用于堆肥物料的破碎齿辊破碎机，按齿辊数目单齿辊双齿辊第三十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五双齿辊破碎机有两个相对运动的齿辊。当两齿辊相对运动时，辊面上的齿牙将废物咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊转动由下部排出。破碎产品粒度由两齿辊的间隙大小决定。单齿辊破碎机有一旋转的齿辊和一固定的弧形破碎板。破碎板和齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔。大块废物在破碎腔上部被长齿劈碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，合格破碎产品从下部缝隙排出。固体废物破碎产物破碎第三十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（6）、粉磨机：主要有球磨机和自磨机筒体端盖给料轴承大齿圈排料筒体由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成。筒体内装有直径25～150mm钢球，装入量为筒体有效容积的25%～50%。当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢球和废物被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和废物本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底角区废物产生冲击和研磨作用，使废物粉碎。第四十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五自磨机又称无介质磨机，分干磨和湿磨两种。干式自磨机由给料斗、短筒体、传动部分和排料斗等组成。给料粒度一般300～400mm，一次磨细到0.1mm以下，粉碎比可达3000～4000，比球磨机等有介质磨机大数十倍。磨剥区泻落区瀑落区图2.33干式自磨机的工作原理图。第四十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五2.3固体废物的脱水脱水对象城市污水处理厂产生的污泥脱水工业废水处理厂产生的污泥脱水类似于污泥含水率的其它固体废物的脱水第四十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（1）以无机物为主要成分的无机泥渣或沉泥，如冶金、建材等工业废水处理后的固体废物。其特性是密度较大、含水率较低，易于脱水，但流动性较差，对设备和管道磨损严重。（2）以有机物为主要成分的有机泥渣或污泥。如纺织、造纸、食品等工业废水和城市污水处理后的固体废物，其特性是有机物含量高、容易腐败发臭、密度较小、含水率较高，呈胶体结构，不易脱水，但流动性较好，便于用管道输送。按所含成分的不同，需脱水处理的固体废物分为两大类:第四十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五表4.1固体废物常用的脱水方法及效果脱水方法脱水装置脱水后含水率，%脱水后状态浓缩脱水重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩95～97近似糊状自然干化法自然干化场、晒砂场70～80泥饼状机械脱水真空过滤真空转鼓、真空转盘等60～80泥饼状压力过滤板框压滤机45～80泥饼状滚压过滤滚压带式压滤机78～86泥饼状离心过滤离心机80～85泥饼状干燥法焚烧法各种干燥设备各种焚烧设备10～400～10粉状、粒状灰状第四十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五2.3.1浓缩脱水浓缩脱水主要是为了去除污泥中的间隙水，缩小污泥的体积，为污泥的输送、消化、脱水、资源化利用等创造条件。浓缩后污泥含水率仍高达90%以上，可以用泵输送。浓缩脱水方法重力浓缩，使用最广、方法最简便气浮浓缩离心浓缩第四十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五一、重力浓缩：其构筑物称为浓缩池。按运行方式分连续式浓缩池：用于大中型污水处理厂。间隙式浓缩池：用于小型处理厂或工业企业的污水处理厂进泥排泥清液进泥排泥清液图4.10间隙式浓缩池示意图第四十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五上清液溢流堰刮泥机排泥管中心进泥管搅动栅图4.11带刮泥机与搅动栅的连续式浓缩池结构示意图第四十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五排泥溢流进泥可升降的上清液排除管排泥进泥图4.13多斗连续式浓缩池图4.12多层辐射式浓缩池第四十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五二、气浮浓缩：气浮池中进行溶气罐污泥减压阀进水室刮泥机气浮池出水管浮渣排除澄清水排水压缩空气加压泵图4.14污泥气浮浓缩流程第四十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五马达刮板清液进泥加压回流水刮板加压回流水沉泥排沉泥刮板刮板传动链带浮泥清液(a)圆形气浮池(b)矩形气浮池图4.15气浮池结构类型第五十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五三、离心浓缩离心分离设备：倒锥分离板型离心机、螺旋卸料离心机进泥离心后的液体转动部件浓缩污泥齿轮箱驱动滑轮进泥浓缩污泥澄清液(a)倒锥分离板型离心机(b)螺旋卸料离心机第五十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五2.3.2机械过滤脱水机械压榨：靠机械压缩作用的脱水方法主要方法通气脱水：采取加压或抽真空将滤层内液体用空气或蒸汽排除的方法离心脱水法：用离心力作为推动力除去料层内液体的方法。机械脱水设备真空式：真空过滤脱水机加压式：压滤机离心式：离心脱水机第五十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五滤布转鼓传送带刮泥板脱水后滤饼真空抽滤机风机排液泵真空泵气液分离器图4.17转鼓式真空抽滤机工作原理与操作系统脱水后泥渣含水率为75～80%

(1)真空抽滤机:主要用于初次沉淀污泥及消化污泥的脱水。第五十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五(2)压滤机间歇型：典型的为板框压滤机连续型：典型的为带式压滤机进泥固定端板滤布滤板滤框可动端板滤液排出口图4.20板框压滤机的结构示意图板框压滤机操作压力一般要求在4～8kg/cm2。滤饼含水率约为45～80%

第五十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五4.20a对置滚压式带滤机混凝剂污泥混合槽浓缩段金属丝网刮刀滤布滤液压榨段滚压轴第五十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五混凝剂污泥混合槽金属丝网刮刀滚压轴滤布滤液压榨段浓缩段4.20b水平滚压式带滤机第五十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五重力脱水工序二次挤压脱水工序一次挤压脱水工序图4.19三级皮带压滤机结构示意图第五十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五螺旋输送器罩盖变速箱分离液泥饼驱动轮空心轴污泥转筒图4.21卧式螺旋转筒离心机的结构示意图（3）离心机第五十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五差动齿轮箱主螺旋输送器内部螺旋输送器分离液室混凝剂入口污泥分离液出口污泥饼出口图4.22圆锥形离心脱水机结构示意图第五十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五目的：排除固体废物中的自由水和吸附水（去湿）的过程2.3.3干燥脱水对象：主要用于城市垃圾经破碎、分选后的轻物料或是经脱水处理后的污泥。当这些废物后续资源化对废物含水要求较高时，通常需要进行干燥脱水。干燥脱水的关键是干燥方法和设备。固体废物干燥常用的干燥器有转筒干燥器、循环履带干燥器、流化床干燥器、喷撒干燥器等。第六十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五供料口弹簧填充或摩阻密封圈环行齿轮震击器2号滚轮尾膛密封圈外壳尾膛排料口止推旋转装置提升螺旋片驱动装置止推旋转装置1号滚轮螺旋推进片入口封头图4.23旋转筒干燥器结构示意图第六十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期五脱水机皮带运输机排风机水废气处理装置废气热源装置鼓风机带式流化床干燥器温度调节器链板式运输机输送杆成品仓图2-36带式流化床干燥示意图第六十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期五热空气流动方向废物前进方向出料进料鼓风机干燥隧道排风机图2-37隧道干燥器结构示意图第六十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期五浓缩池消化池真空脱水机离心脱水机加压过滤污泥干燥装置饲料、肥料水泥混合机掩埋流化床干燥器沥青热源2段炉多段炉加压上浮浓缩池图4.39污泥脱水综合处理流程第六十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期五2.4固体废物的热处理

利用热物理方法改变固体废物状态的过程，广泛用于固体废物的预处理中。热处理包括干燥脱水、热分解、烧成、焙烧等。第六十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期五一、固体废物的热分解

指晶体状的固体废物在较高温度下脱除其中吸附水及结合水或同时脱除其他易挥发物质的过程，它是无机固体废物资源化的重要技术。（1）含高岭石废物的热分解脱水第六十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（2）废石膏分解脱水一种广泛存在的化工废渣。石膏脱除结构水的温度较低，并被用来制取烧石膏。I型II型300～330℃60～150℃105～240℃III型105～194℃III型180～350℃600～1200℃第六十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（3）碳酸盐的热分解脱除挥发份第六十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期五(4)硫酸盐的热分解脱除挥发份（5）其它物质的热分解脱除挥发份第六十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期五（6）分解熔融某些硅酸盐矿物，如尾矿，在高温下热解，易转变成新的结晶矿物，同时产生具有补充组分的液相。这些高温变化、高温液相的生成，对固体废物生产陶瓷、耐火材料、玻璃、铸石等高温材料具有重要作用第七十页，共八十一页，编辑于2023年，星期五焙烧温度<被焙烧固体废物的熔点目的：改变废物的化学性质和物理性质，以便于后续的资源化利用。焙烧后的产品称为焙砂。二、固体废物的焙烧第