南开大学固体废物处理与处置课件1

固体废物的处理与处置工程环境科学与工程学院@南开大学开课学院：南开大学环境科学与工程学院主讲老师：沈伯雄教授唐雪娇讲师

Office:南开大学蒙民伟楼328室E-mail:tangxuejiao@163.comMobile所知所见的固体废物都有哪些？医疗废物城市生活垃圾：炊厨垃圾、包装垃圾、玻璃陶瓷碎片、建筑垃圾、白色垃圾、废交通工具、电子垃圾……一般工业固体废物：煤矸石、粉煤灰、碱渣、酸渣、铜渣、铁渣、锌渣、铬渣……农业废弃物：秸秆、人和禽畜粪便……自然生态系统中物质的循环环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学在京郊的一条公路两边，各色塑料袋挂满枝头。大兴区南海子麋鹿苑曾在一只麋鹿的胃里解剖出4公斤的塑料袋。

环境科学与工程学院@南开大学白色污染国外废旧电脑廉价向我国输入，其实是污染物质的转移。环境科学与工程学院@南开大学据有关部门统计，目前，我国每年至少有600万台电视机、400万台冰箱、500万台洗衣机要报废，至少有200万台电脑、上千万部手机被淘汰。而在这些废旧电子物品中，含有大量有毒有害物质。

环境科学与工程学院@南开大学

截至2006年，我国固体废物历年堆存量达80亿多吨，占用和损毁土地200万亩以上。2008年，全国工业固体废物产生量为19亿吨，比上年增加8.3%；排放量为782万吨。危险废物产生量为1357万吨，如果将其直接排放入环境中，势必对环境和人民健康造成极大威胁。我国固体废物污染呈加重趋势。主要表现在：固体废物产生量持续增长，工业固体废物每年增长7%，城市生活垃圾每年增长4%；固体废物处置能力明显不足，大部分危险废物处于低水平综合利用或简单储存状态，城市生活垃圾无害化处置率仅达到20%左右，垃圾围城的状况十分严重。老的固体废物造成的环境问题尚未得到有效解决，新问题接踵而来：废弃电器产品等新型固体废物不断增长，农村固体废物污染问题日益突出。

教学基本要求

本课程的教学要求分“掌握”、“熟悉”和“了解”三个层次。其中，“掌握”部分为重点考核内容，占考核内容的60%；“熟悉”部分占考核内容的30%，“了解”部分占考核内容的10%。

课程总学时：共27学时，一学期内开设。考核方式：闭卷环境科学与工程学院@南开大学主要书目1、教材：《固体废物的处理和处置》芈振明等编，高等教育出版社，1993《固体废物处理与处置》沈伯雄等编，化学工业出版社，20102、参考书目：《固体废物处理工程》杨国清等编，科学出版社，2000《固体废物污染控制工程》张小平编，化学工业出版社，2004《固体废物处理与资源化》赵由才编，化学工业出版社，2006环境科学与工程学院@南开大学3、参考网站中国固废网国家环保局教材主要内容绪论（第一章）

概括论述固体废物的来源、分类、特点、污染控制途径、处理处置技术以及全面管理。第一部分（第二~六章）

固体废物预处理：收集、压实、破碎、分选、增稠、固化等原理和方法。第二部分（第七~十一章）

固体废物资源化技术：焚烧、热解、高温堆肥、沼气发酵等处理利用技术和电力、煤炭、冶金、化工、石油等工业废渣的处理和利用。

第三部分（第十二章）

固体废物最终处置：讲述海洋处置和陆地处置的原则、工艺与技术。环境科学与工程学院@南开大学第一章绪论本章重点【概念】：固体废物、危险固体废物、3R原则、3C原则、3化原则、全过程管理【知识点】：固体废物的分类；固体废物的污染途径及污染控制；固体废物管理法规的发展；固体废物管理程序和内容；固体废物管理标准第一节固体废物的来源和分类固体废物的定义：环境科学与工程学院@南开大学固体废物（简称固废）是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。（放错了地方的资源）废弃的汽车（废铜烂铁）被赋予了艺术价值和收藏价值

废物是一个相对的概念，在某一条件下是废物，在另一条件下可能成为宝贵的资源。固体废弃物在某种意义上可视为“二次资源”。环境科学与工程学院@南开大学“废物”摇身变“能源”

《今日报》报道，哈尔科夫科学家弗拉基米尔·尼古拉耶维奇·沙佛罗斯托夫，发明了一种能高效率、低成本地将生活垃圾直接转化为汽油和甲醇的工业装置。

2008年，一项能让泡沫饭盒、塑料袋等塑料垃圾变为汽油、柴油的环保新技术日前在成都试验成功。

目前，生物燃料因为清洁环保而广受欢迎，同时传统的生物燃料制作方法也因为浪费粮食而备受指责，为了让鱼和熊掌可以兼得，著名能源公司——壳牌近日宣布他们研发出了一个里程碑式的技术，用麦秆、玉米杆等废物制作生物燃料的全新方法，他们目前已经在加拿大成功建立了一个生物燃料加油站。环境科学与工程学院@南开大学

《中华人民共和国固体废物环境防治法》将它定义为：“在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。”

为了便于管理，国际上也将容器盛装的易燃、易爆、有毒、腐蚀等具有危险性的废液、废气，从法律的角度上定义为固体废弃物，执行固体废弃物管理法规，划入固体废弃物管理范畴。环境科学与工程学院@南开大学固体废弃物问题是伴随着人类文明的发展而发展的。固体废弃物的来源固体废弃物的产生有其必然性首先人们在利用自然资源从事生产和生活活动时，由于实际需要和技术条件的限制，必然将其中的一部分作为固体废弃物丢弃。其次由于各种产品均有一定的使用寿命，超过了一定的限期，必然成为废物。环境科学与工程学院@南开大学表1－1从各类发生源产生的固体废弃物环境科学与工程学院@南开大学固体废弃物的排量经济的不断增长，生产规模的不断扩大，人类需求的不断提高，随之而来的固体废物排出量也不断增加。环境科学与工程学院@南开大学图1.12001～2008年我国煤矸石产量增长趋势图环境科学与工程学院@南开大学表1.2世界部分国家近几年城市废弃物的成份组成单位（％）国家年份纸类有机物塑料玻璃金属纺织品其他无机物美国200534.025.012.05.08.0...34.0瑞典200568.0...2.011.02.0...17.0新加坡200524.321.414.91.420.02.016.0意大利200528.029.05.013.02.0...22.0加拿大200447.024.03.06.013.0...8.0墨西哥200615.051.06.06.03.0...18.0印度20042.835.01.60.90.31.058.0印度尼西亚200520.655.413.31.91.10.64.7巴西200412.659.915.53.41.71.55.4固体废弃物的分类按组成可分为有机废物和无机废物；按危险状况可分为有害废物和一般废物。环境科学与工程学院@南开大学

根据《中华人民共和国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。环境科学与工程学院@南开大学

日本将固体废物分成两类：产业固体废物和一般固体废物。按来源分类：

工业固体废物矿业固体废物农业固体废物城市固体废物放射性固体废物

有害固体废物

冶金固体废物、燃料灰渣、化学工业固体废物、石油工业固体废物、粮食，食品工业固体废物、其他

生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便固体废弃物的分类环境科学与工程学院@南开大学有害固体废物（国际上称之危险固体废物）

泛指放射性废物之外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学

美国环保局于1976年国会通过“资源保护和回收法”后，又花了四年的时间，对危险废物做出如下的定义：

“危险废物是固体废物，由于不适当的处理、贮存、运输、处置或其他管理方面，它能引起或明显地影响各种疾病和死亡．或对人体健康或环境造成显著的威胁。”漓江边的医疗废物处理点环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学

《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中规定：“危险废物是指列入国家危险废物名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危险特性的废物。”环境科学与工程学院@南开大学

我国危险废物的鉴别、分类——两个步骤：第一步，将《国家危险废物名录》中所列废物纳入危险废物管理体系；第二步，通过《危险废物鉴别标准》将危险性低于一定程度的废物排出危险废物之外．即加以豁免。目前我国已制定的《危险废物鉴别标准》：浸出毒性、急性毒性初筛和腐蚀性三类。环境科学与工程学院@南开大学危险废物对健康的危害

废物类型危害神经系统危害肠胃系统危害神经病学系统危害呼吸系统损伤皮肤死亡农药废物HHHH溴代甲烷H卤代有机苯氢基除草剂H2,4-DH有机磷农药HHHH有机氯除草剂H磷化铝H多氯联苯H氰化物废物HHH锌、铜、硒、铬、镍HHH砷HHH有机铅化物HHH汞HHHH镉HHHH卤代有机物HH非卤化挥发有机物HH注：H代表有毒。危险废物中常见的有毒重金属元素元素特点和实例砷包含在危险废物中的剧毒类金属，含该元素的危险废物主要来自于各种含砷化合物的加工和处理汞剧毒重金属。氯碱、电气、染料等工业排出的废物中均有较高含量的汞镉重金属毒物，主要来源于钢铁生产、电镀、汽车及颜料等工业排放的废物铬其中六价铬毒性较大，主要来源于染料生产、钢铁生产、皮革鞣制、电镀等过程排出的废物铅重金属废物，主要来源于源染料生产、铅冶炼及其他金属加工过程中排出的废物硒有毒的类金属，主要来源于铁、铜、铅及其合金生产中排出的废物锰重金属毒物，主要来源于钢铁冶炼、合金制造、化学工业所排放的废物镍重金属毒物，主要来源于一些制金属板的废物铊有毒重金属，来源于含铊合金生产过程的排放的废物第二节固体废物的污染及其控制

固体废物污染途径固体废物特别是有害固体废物，处理处置不当，能通过不同途径危害人体健康。

环境科学与工程学院@南开大学环境科学与工程学院@南开大学图1.2化学物质型固体废物致病的途径环境科学与工程学院@南开大学图1.3病原型固体废物传播疾病的途径固体废物污染危害

侵占土地污染土壤污染水体污染大气影响环境卫生环境科学与工程学院@南开大学对土壤环境的影响固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有的有害物质会改变土壤的性质和土壤结构，并对土壤微生物的活动产生影响。对水环境的影响固废弃置于水体，就将使水体直接收到污染，还可以缩减江河湖面的有效利用面积。在陆地堆积或简单填埋固体废弃物，经过雨水的浸渍和废物本身的分解，会对地表及地下水造成污染。经风起扬尘，微小颗粒随风飘逸，严重污染大气环境。有机固废在适宜条件下被微生物分解释放有害气体。在固废处理和处置过程中产生有害气体污染大气。对大气的影响环境科学与工程学院@南开大学影响环境卫生和景观不仅直接破坏旅游区、风景点和城市的整体美感，而且损害了我们国家和国民的形象。由于大量的城市生活垃圾得不到及时的清理，一部分垃圾堆存在城市的一些卫生死角，严重影响城市的环境卫生，同时对人们的身体健康构成威胁。环境科学与工程学院@南开大学固体废物的特点和特征⒈“资源”和“废物”的相对性

从固体废物定义可知，它是在一定时间和地点被丢弃的物质，是“放错地方的资源”。因此，此处的“废物”，具有明显的时间和空间的特征。⒉成分的多样性和复杂性固体废物成分复杂、种类繁多、大小各异，既有无机物又有有机物，既有非金属又有金属，既有无味的又有有味的，既有无毒物又有有毒物，既有单质又有合金，既有单一物质又有聚合物，既有边角料又有设备配件。⒊危害的潜在性、长期性和灾难性它呆滞性大、扩散性小，它对环境的影响主要是通过水体、大气和土壤进行的。77只山羊饮水中毒死亡。发现非法倾倒铬渣5222.38吨，28万吨铬渣一放二十几年。兴隆村成癌症村，一年就有17人因癌去世，千次上访未撼动污染企业。

云南曲靖铬污染事件

国民经济中约10%的产品与铬盐有关。我国铬盐生产约占全球产量的40%，居世界第一。铬渣污染是迄今未能解决的世界环保难题。上个世纪90年代我国开始全面整顿铬盐行业，逐步关停并转了40多家铬盐企业。到2005年只保留了25家。

2005年国家发改委和国家环保总局联合下发的《铬渣污染综合整治方案》，“我国铬盐行业污染严重，生产技术落后”、“在2010年底之前，所有堆存铬渣实现无害化处置，彻底消除铬渣对环境的威胁。”

“地球上最后一滴水将是人类的眼泪，这滴泪还是带‘铬’的！”

⒋污染“源头”和富集“终态”的双重性废水和废气既是水体、大气和土壤环境的污染源，又是接受污染物的环境。固体废物则不同，它们往往是许多污染成分的终极状态。固废是处理过程的“终态”，污染环境的“源头”有害气体、飘尘废渣有害溶质悬浮物污泥、残渣含重金属的固废

灰烬富集分离焚烧大气水体土壤自然因素

固体废物这一污染“源头”和“终态”特性告诉我们，控制“源头”、处理好“终态物”是固体废物污染控制的关键。污染控制措施环境科学与工程学院@南开大学源头控制固废进行无害化处理与处置消毒热解氧化-还原焚烧固化处理少产生或不产生末端治理进行综合利用或回收利用循环利用回收利用综合利用仍是有效手段

采用无废或少废技术采用精料提高产品质量和使用寿命第三节固体废物处理处置方法固体废物处理是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。

物理处理化学处理生物处理热处理固化处理环境科学与工程学院@南开大学

物理处理：通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。包括氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等生物处理：利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。如堆肥和制沼气。

热处理：通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处