《环境工程学》第十章：城市垃圾处理技术

第十章城市垃圾处理技术

固体废物的压实技术

固体废物的破碎技术

固体废物分选技术固体废物的脱水与枯燥

有毒有害废物的化学处理与固化

固体废物的压实技术

压实的目的利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，以便于装卸、运输、贮存和填埋。

压实的原理主要是减少空隙率，将空气压掉。如果采用高压压实，除减少空隙率之外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。

适合压实处理的物质压缩性能大而复原性小的物质。

固体废物压实机械常作为转运站固定型压实操作使用。

压实机械的分类

常用的几种压实器

水平压实器固定型、移动型适用于金属类废物的压实。

三向垂直压实器适用于压实体积小、重量轻的固体废物。

回转式压实器

固体废物压实流程

水平压实器

三向压实器

回转式压实器

被压实废物的物理特征

固体废物压实工程设计要点

向压实器料斗中供料传输方式

对压实后废物的处理方法与利用途径

压实机械特征参数

压实机械的操作特征

操作地点的选择

第二节城市垃圾的破碎技术目的：减少固体废物的颗粒尺寸、使之质地均匀，从而可降低孔隙率、增大容重。

固体废物的破碎机械冲击磨切型、剪切粉碎型、挤压破碎型

锤式破碎机适用于体积较大、质地较硬的废物。

剪切破碎机往复式、盘旋式

腭式破碎机适于破碎中等硬度的脆性废物的破碎。通过人力或机械等外力作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间的作用力而使物体破裂变碎。

锤式破碎机

往复剪切形破碎机适用于松散的片、条状废物。盘旋剪切形破碎机适用于家庭生活垃圾的破碎。

第三节城市垃圾分选技术目的：将各种有用资源采用人工或机械的方法分门别类地别离开来，回用于不同的生产中。

固体废物分选效果评价

回收率纯洁度分选方法：人工捡选法、机械分选法

综合分选效率瓦雷分选效率公式、雷特曼分选效率公式

回收率纯洁度Rij=(xij/xi0)×100%

风力分选技术重力分选利用不同物质的密度差异〔在一定流速的介质中沉降速度不同〕，到达轻、重颗粒别离的目的。风力分选利用空气流作为携带介质实现此目的。到达一定别离效果的要素待分选的物料颗粒间密度应互有一定的差异；各物料颗粒与空气之间的密度也应有显著差异；各物料颗粒应有适度的粒径；供给的空气流保证能将进入给料口的料团充分吹成按密度分布的分层形式。

颗粒在气流中的沉降速度

风力分选机械

水平风选机

垂向风选机

风力分选工程设计设计时需考虑的因素经破碎后固体废物的颗粒特征；轻组分物料的特征；固体废物的输送与进料方式；风选操作特性；设备安装的空间、高度、通道、噪音与环境等限制条件。风选设备设计根本参数气固比、气流速度、单位时间供料负荷、空气输送量、气体压力降

磁选利用固体废物中不同组分磁性的差异，在不均匀磁场中实现别离。三种磁性特征介质：顺磁性、铁磁性、非磁性磁化强度：用来描述介质的磁性特征M=xm·H磁化率仅适用于铁磁性与非铁磁性物质间的分选磁场强度〔通电螺线管〕描述外磁场性质的物理量：磁感应强度磁导率磁选过程中，固体废物中含有不同磁性组分颗粒，就是利用在非匀强磁场中各自受到的磁场吸力的差异与同时作用于个颗粒的重力、摩擦力与惯性力的平衡关系，实现别离。磁场对颗粒的作用力〔吸力〕

磁选机械吸持型磁选机悬吸型磁选机滚筒式

带式

磁选工程设计设计时需考虑的因素通过技术经济评价选择适宜的工程建厂地址；被分选的固体废物特征；磁选机的供料与排料传输设备类型；设备操作特性；设备安装的空间、高度、通道、噪音与环境等因素。磁选工程设计的特征参数磁选机负荷率、分选效率、滚筒转速、磁体长度、直径、场强、磁场强度、传送带的速度、设备结构材料、冷却系统类型选择

筛分根据固体废物颗粒尺寸的大小进行分选。旋转圆筒型筛分器振动平板筛

筛分设备在固体废物资源与能源回收工程中已得到大量应用，主要用于破碎工序之前筛除破碎玻璃，及经破碎后固体废物中有机组分的筛分，也可作为资源回收工厂处理前的粗清理操作。

影响筛分效率的因素颗粒尺寸与形状、含水率、筛孔形状、筛分器主要参数、操作方式

惯性分选基于对固体废物颗粒的弹射作用力与重力综合作用的结果，以到达轻、重组分别离的目的。依靠弹射力与重力的综合作用使轻、重组分别离

依靠弹射反作用力与重力的综合作用

依靠重力与摩擦力的综合作用

浮选利用投加适宜于被别离物料颗粒外表性质的化学浮选剂，根据各类废物颗粒外表性质的差异，借助在水中泡沫的浮力，从混合物中别离物料。需在较细的粒度下操作

淘汰分选它是一种重力分选技术，以水为介质。适合于处理密度差较大的粗大颗粒的废物。

静电分选基于固体废物中含有导电性不同的物料颗粒，可以通过充电识别被反向电极所吸引，到达别离目的。可以从导体与绝缘体的混合物中别离出导体，也可以对含不同介电常数的绝缘体进行别离。含水率对静电分选的影响与其它方法相反，随含水率升高而回收率增大。第四节固体废物的脱水与枯燥含水率超过90%的固体废物，必须先脱水减容，以便于包装和运输。脱水方法：机械脱水、固定床自然干化脱水

机械过滤脱水

离心脱水

机械脱水

固体废物的脱水

机械过滤脱水以过滤介质两边的压力差为推动力，使水分强制通过过滤介质成为滤液，固体颗粒被截留成为滤饼，到达固液别离的目的。

卡门公式

比阻在一定压力下，单位面积上单位重量滤饼对过滤所产生的阻力。它是污泥脱水性能的重要指标。

真空抽滤脱水机

过滤机械的产率

压滤机间歇型〔板框压滤机〕；连续型〔带式压滤机〕

带式压滤机

板框压滤机

离心脱水利用高速旋转作用产生的离心力，将密度大于水的固体颗粒与水别离。

泥浆自然干化脱水是城市污水厂污泥常采用的利用自然蒸发和底部滤料、土壤过滤脱水的一种方法，称为污泥干化场或晒泥场。设备简单，干化污泥含水率低，但占用土地面积大，环境卫生条件差，适于小规模应用。固体废物的枯燥枯燥器的三种加热方式：对流、传导、辐射对流加热枯燥器类型倾斜转筒型枯燥器

危险废物的化学处理与固化

化学处理仅限于对单一成分或几种化学性质相近的混合成分进行处理。

中和法用于处理酸、碱性泥渣。中和剂的选择：以废物的酸、碱性，药剂来源与处理费用为依据。对酸性泥渣，多以石灰为中和剂；对含碱废物宜用硫酸或盐酸中和。氧化复原法2C+O2CO2Na2CrO4+3CO2NaCrO2+Na2CO3+1/2H2O700-800

℃2Na2CrO4+3COCr2O3+2Na2O+3CO2700-800

℃2CaCrO4+3COCr2O3+2CaO+3CO2700-800

℃2Na2CrO4+8H2SO4+6FeSO4Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+2Na2SO4+8H2O铬渣干式复原处理化学反响过程氧化复原法铬渣干式复原处理复原剂：一氧化碳、硫酸亚铁铬渣湿式复原法复原剂：碳酸钠、硫化钠

固化处理利用物理或化学方法将有害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封性。

固化方法水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化

水泥固化与应用

石灰固化与应用

沥青固化与应用

玻璃固化与应用

水泥固化与应用以水泥为固化基质，利用水泥与水反响后可形成巩固块体的特征，将有害废物包容其中，从而到达减小外表积、降低渗透性，使之能在较为平安的条件下运输与处置。

工艺过程

操作条件与指标

应用

原子能工业固体与液体废物处理

电镀业污泥

含汞污泥

含砷泥渣

操作条件与指标

水灰比

水泥与废物的配比

pH值

初凝时间与终凝时间

添加剂

养护条件

固体废物有毒有害时的操作

固化产物的性能指标：机械强度、抗浸出性一般控制在1:2为宜应通过实验确定应控制在8以上初凝:大于2h；终凝:48h以内根据固化过程性质，通过实验选择添加剂种类与投配量。一般在室温条件下，相对湿度大于80%，养护时间约28天。

石灰固化与应用以石灰为固化基质，活性硅酸盐类为添加剂。适用于各种含金属泥渣，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。

沥青固化与应用注意：含水率较高的废物需预先脱水；被固化的废物中应尽量少含氧化性与导致沥青粘度增大的物质。

沥青与固体废物的配料比为1-2:1，混合温度230℃。

玻璃固化与应用将待固化的废物首先在高温下煅烧，使之形成氧化物，然后再与熔融的玻璃料混合，在1000℃下烧结，冷却后形成十分巩固而稳定的玻璃体。操作方式：间歇型单罐式、连续性操作设备固化基质：磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃主要适用于处理含高比放射性废物，不适宜于大型工业有害固体废物的固化处理。参考书目?实用环境工程手册固体废物污染控制与资源化?化学工业出版社?三废处理工程技术手册固体废物卷?化学工业出版社?固体废物处理与处置?