知识资料污染防治技术(四)(新版)

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。PAGE第页/共页5.2.7气态污染物防治主意气态污染物种类繁多，但其控制主意和设备可分为分离法和转化法两类。用污染物与废气中其他组分的物理性质的差异使污染物从废气中分离出来，如物理吸收。吸附、冷凝及膜分离等；转化法是使废气中污染物发生某些化学反应，把污染物转化成无害物质或易于分离的物质，如催化转化、燃烧法、生物处理法、电子束法等。1．吸收净化吸收是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度不同，或者与吸收剂发生挑选性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。该法具有捕集效率高、设备容易、一次性投资低等特点，因此，广泛用于气态污染物的处理。吸收分为物理吸收和化学吸收。因为在大气污染控制过程中，普通是废气量大、成分复杂、吸收组分浓度低，靠物理吸收难达到排放标准，因此大多采用化学吸收法。l）吸收平衡物理吸收时，常常用亨利定律来描述气液相间的平衡。亨利定律适用于常压或低压下的稀溶液，溶质在气相及液相中的分子状态相同。倘若被溶解的气体分子在溶液中有某种变化（例如化学反应、解离、聚合等），就会发生对于理想溶液的显著偏差，此时亨利定律只适用于溶液中未发生化学反应的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度则决定于液相化学反应的平衡条件。在有化学反应存在时，溶解于溶剂的溶质量由两部分组成：①与气相浓度物理平衡相对应的；②因为化学反应消耗的溶质量2）吸收设备及其计算对用于处理气态污染物的吸收设备，普通要求气液之间有较大的接触面积和一定的接触时光，气液之间扰动强烈，吸收阻力小，气流通过时压力损失小，结构容易，易于操作和维修，同时应具有相应的抗腐蚀和防阻塞能力。常用设备有填料塔、板式塔、喷淋塔或文丘里洗涤器等。（1）填料塔（2）筛板塔（3）喷淋塔。塔内既无填料也无塔板。吸收液由塔顶进人，经过安装在塔内各处的喷嘴，回被喷成雾状或雨滴状。废气则由塔底部进人塔体，与雾状或雨滴状的吸收液充足接触，使吸收液吸收废气中的污染物，吸收后的吸收液由塔底流出，净化后的气体由塔顶排出。喷淋塔可以分为空心式、高气速并流式及机械式3类。Ⅰ．空心式喷淋塔。空心式喷淋塔亦称为喷嘴式喷淋塔，在这种吸收塔中，气体通常自下而上运动，液体则由装在塔顶的喷洒器呈喇叭状垂直向下喷洒或与水平面呈一定角度向下喷洒。当塔体较高时，常将喷洒器分层放置。喷洒方向可以是自上而下的直喷或斜喷，也可以采取自下而上的喷洒或组合喷洒方式。另外，还可以采用旋风式喷洒吸收器，以避免气体分布不匀称。空心式喷淋塔的优点是结构容易、造价低廉。它具有很低的流体阻力降，并能用于吸收污染严重的气体。其主要缺点是效率低，这是因为气体返混及喷淋密度较低所致。匣Ⅱ．高气速并流式喷淋塔。这类吸收塔大致分成3类。第一类，液体喷洒出来时是以液流或液膜的方式流动的，这一类吸收塔的工作体积通常具有文丘里管的式样，因此这类吸收塔常称作文丘里吸收塔。第二类，是气液并流升高的吸收塔。无喷嘴的文丘里吸收塔可以作为这一类设备的典型代表，其特点是液体被进人渐缩管的气体抽吸到渐缩管中。这类吸收塔中文丘里管截面可以是矩形的，也可以是圆形的。若处理气体量较大，可以并联几个文丘里管，也可以不用泵实现液体再循环。第三类．是用高速气流冲击液面实现液体喷洒的设备，气体喷射。速度为15—20m／s．液位普通低于喷头底边10—20mm，气流压降约为1．5kPa。皿．机械式喷淋塔。利用机械部件的回转作用使液体凝聚四面，来实现气液接触的一种喷洒赐收器。异常相宜用少量液体吸收大量气体。其设备尺寸虽小，但效率较高，同时压力降又很小。缺点是结构较复杂，需要较高旋转速度，因而消耗能量较多。此外，它也不适用于处理强腐蚀性气体和液体。2．吸附净化气体混合物与适当的多孔性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子引力或化学键力，把混合物中某一组分或某些组分吸留在固体表面上，这种分离气体混合物的过程称为气体吸附。具有吸附作用的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。吸附净化法的优点是效率高，能回收实用组分，设备容易，操作方便，易于实现自动控制。但是吸附容量普通不高（约40％），因此，吸附剂有待于在增大吸附容量，提高机械强度，增强稳定性等方面加以研制。l）吸附过程（1）物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是靠分子间的范德华引力产生的，它可以是单分子层吸附，也可以是多层吸附，而化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力产生的，只能单层吸附。同一物质在较低温度下可能发生的是物理吸附，而在较高温度下所经历的往往又是化学吸附，即物理吸附常发生在化学吸附之前，当吸附剂逐渐具备充足高的活化能后，才发生化学吸附，亦可能两种吸附同时发生。（2）吸附剂及其再生。气体净化吸附剂应满意如下要求：有大的比表面积；挑选性要好，有利于混合气体的分离；具有一定的粒度、较高的机械强度、化学稳定性和热稳定性；大的吸附容量；来源广泛，价格低廉。工业上广泛应用的吸附剂主要有活性炭、活性氧化铝、硅胶和沸石分子筛等。吸附剂常用的再生主意有：①加热解吸再生，利用吸附剂的吸附容量在等压下随温度升高而降低的特』点，在低温下吸附，然后再提高温度，在加热下吹扫脱附，这样的循环主意又称作变温吸附；②降压或真空解吸，利用吸附容量在恒温下随压力的降低而降低的特点，在加压下吸附，在降压或真空下解吸，或采用无吸附性的吹洗气也可达到解吸的目的，这种循环操作称为变压吸附；③置换再生法，对某些热敏性物质，如不饱和烃，因在较高温度下容易聚合，故可采用亲和力较强的试剂举行置换再生，即用解吸剂置换，使吸附质脱附，此法又称为变浓吸附。2）吸附平衡与吸附速率吸附过程的最大分离效果主要取决于吸附剂与吸附质之间的吸附平衡及吸附速率。（1）吸附平衡。当吸附质与吸附剂长时光接触时，最后将达到平衡。平衡吸附量是表示吸附剂对吸附质的极限吸附量，也称静吸附量或静活性，用X，表示单位质量吸附质／单位质量吸附剂。平衡时，被吸附组分在固相中的浓度和与固体相接触的气相中的浓度之间具有一定的函数系数，普通用吸附等温线表示。（2）吸附速率。两相之间的吸附平衡往往要经过长时光的接触才干建立，而实际上接触时光普通是有限的，因此吸附量就取决于吸附速率。附过程可分成几个步骤来描述：①吸附质从气流主体穿过颗粒周围的气膜蔓延到固体外表面，称为外蔓延；②吸附质从固体外表面蔓延到微孔道内，在微孔道内蔓延到微孔表面，称为内蔓延；③到达微孔表面的吸附质被吸附剂吸附，并逐渐形成吸附与脱附的动态平衡，称为；吸附。脱附的吸附质再经内、外蔓延到达气相主体。对于在固体表面上有化学反应的化学吸附来说，在第三步之后还有一步化学反应。总吸附速率是几个步骤综合的结果，其中阻力最大的一步（即速率最小一步）限制了总速率的大小，成为控制步骤。对普通的物理吸附而言，吸附剂表面上举行的吸附与脱附，其速率较快，而内外蔓延过程则慢得多。包因此，内外蔓延过程成为吸附速率控制步骤。对化学吸附来说，其速率控制步骤可以是表面动力学控制，也可以是外蔓延控制或内蔓延控制，通常，较常见的是内蔓延控制，而外蔓延控制情况较少。3）吸附装置吸附装置可分为固定床。移动床和流化床3种。（1）固定床。固定床吸附器多为立式或卧式的空心容器，内装有吸附剂。吸附过程中气体流动，而吸附剂固定不动。固定床吸附装置结构容易，工艺成熟，性能可靠，目前广泛用于回收或去除气体混合物中某一组分，通常冷却或常温吸附和加热解吸在吸附器内交替举行。（2）移动床。移动床吸附器是固体吸附剂与气体混合物在器内延续逆流运动、互相接触0而完成吸附过程。普通是吸附剂自上而下运动，气体自下向上流动，净化后气体从塔顶排出。移动床的优点是处理气量大，吸附剂可循环利用，缺点是动力和热量消耗大，吸附剂磨损严重。（3）流化床。因为气体流速高而使塔内吸附剂悬浮而呈流态化，大大增强了气体与吸附剂的接触面积。流化床吸附器的优点是吸附剂与气体接触好，相宜于治理延续排放而且气量大的污染源。但因为吸附剂和容器磨损严重用【出的气体中常含有吸附剂粉末，需增设除尘设备。在空气污染控制中最常用的是将两个以上的固定床组成一个半延续式吸附流程。气体连’续通过床层，当一个达到饱和时，气体就切换到另一个吸附器举行吸附，而达到饱和的吸附床；则举行再生。在这种流程中，气体是延续的，而每个吸附床则是间歇运行。3.催化转化1）催化作用与催化剂（1）催化作用。催化转化是使气态污染物通过催化剂床层，经历催化反应，转化为无害物质或易于处理和回收利用的物质的主意。该法与其他净化法的区别在于：无需使污染物与主气流分离，避免了其他主意可能产生的二次污染，又使操作过程得到简化。催化转化的另一特点是对不同浓度的污染物都具有很高的转化率，因此在大气污染控制下程中得到较多的应用。例如碳氢化合物转化为二氧化碳和水，氮氧化物转化成氮二氧化硫转化成三氧化硫而加以回收利用，有机废气和臭气的催化燃烧，以及汽车尾气的催化净化等。该法的缺点是：催化剂价格较高，废气预热要耗一定的能量。（2）催化剂。采用催化法的关键是挑选合适的催化剂，并延伸催化剂的使用寿命。气体净化过程中用的催化剂普通为金属盐类或金属，主要有铂、把、钉、姥等贵金属以及锰、铁、钻。铜、钒等的氧化物。为避免催化剂在使用过程中中毒，挑选催化剂时不仅要求催化剂具有较好的活性、强度，同时还要求催化剂具有一定的抗毒能力。另外，为降低催化剂床层的阻力降，应挑选合适的催化剂形状和大小。2）气固催化反应动力学催化剂表面化学反应的速度和动力学方程，与普通化学反应既有联系又有区别。这是由。催化作用的化学本质和表面化学反应的特点决定的。3）气固催化反应器气固相催化反应器分固定床、移动床和流化床，而以固定床反应器应用最广。固定床的一大优点是催化剂不易磨损而可持久使用，反应气体与催化剂接触紧密，转化率高。其主要缺点是床层轴向温度不匀称。1．单层绝热反应器。对于一些反应热效应较小，而且处理气量不大的情况，可以采用单层绝热反应器，气体由上而下通过催化剂床层举行反应，反应后气体由塔底引出。Ⅱ．多段绝热反应器。催化剂分段装在固定床中，段与段之间举行冷却或加热，使各层温度控制在合适的范围之内，相宜中等热效应的反应。皿．管式反应器。催化剂装在列管内，管外按照净化反应特点，通过介质举行加热或冷却。IV．其他反应器。除了上面推荐的3种结构类型外，固定床反应器还有径向反应器和薄层床反应器等类型。径向反应器把催化剂装在2个半径不同的同心圆多孔板之间，反应气流沿径向通过催化床。因而它的气体流通截面大，压降小，而这正是气态污染物净化所要求的。对反应速度极快而所需接触时光很短的催化反应，可采用薄层床催化反应器。薄层床是一种温度分布最匀称的绝热式固定床，而当所用催化剂价格昂贵时则还具有显然的经济意义。它和径向反应器都可认为是单层绝热反应器的异常形式。4．燃烧转化1）燃烧转化原理燃烧法是通过热氧化燃烧或高温分解的原理，将废气中的可燃性有害成分转化为无害物质的主意。如合成氨厂的放空气、弛放气等可以收集后燃烧并回收热能，这在许多企业中得到应用。另外燃烧法还可以消烟、除臭。通过燃烧法处理废气中的污染物有碳氢化合物、甲烷。苯、二甲苯、一氧化碳、硫化氢、恶臭物质、黑烟（含炭粒和油烟）。废气中可燃性气体含量越高，回收的热能更多。燃烧法处理可燃性气体含量低的废气时，需先预热，消耗部分热能，为保证可燃性成分彻低氧化，应控制好燃烧温度和燃烧时光。燃烧法已广泛应用于石油化工、有机化工、食品化工等IT业。2）燃烧过程与装置（1）直接燃烧。浓度高于爆炸下限的废气可在普通的炉、窑中直接燃烧，并回收其热能。而在石油工业和石油化学工业中，主要是“火炬”燃烧。它是将废气延续通人烟筒，而在烟筒末端举行燃烧。气流混合良好和氢碳比在0．3以上有助于燃烧彻底。蓝色的火焰以蔚蓝色的天空为映衬显示不出色彩，说明操作良好；黄橙色的火焰，并拖着一条黑烟尾巴，说明操作不良。若在烟囱顶部喷人蒸汽，则有助于消除不彻低反应的问题。这种装置设有阻火器，防止回火引起爆炸。烟囱操作速度应超过火焰的传扬速度，普通大于60m／s，按照流量得出烟囱直径。若燃烧产物含有有害气体，则烟囱高度应由大气蔓延计算得出。直接燃烧的优点是安全、容易、成本低。主要缺点是不能回收热能。（2）热力燃烧。热力燃烧过程可分为3步：①燃烧辅助燃料提供预热能量；②高温燃气与废气混合以达到反应温度；③废气在反应温度下充足燃烧。在供氧充足的条件下，第一、三步的燃烧过程是一个极其迅速和高度的不可逆反应，其平均停歇时光临近于零。但第二步高温燃烧气与废气的彻低混合，并不是眨眼的，即使反应器截面温度分布匀称，也需要一定的停歇时光（或反应器长度）。实际上，在许多情况下，操作性能的变化（如转化率的高低，能耗的大小等）都直接或间接地归因于这个混合过程。充足混合，即可降低反应温度，也可缩短停歇时光。所以充足混合是设计和操作的关键。气体合适的停歇时光为0，2－055。按照废气与火焰接触的状态不同，可分为配焰燃烧和离焰燃烧2种形式。配焰燃烧炉的特点是辅助燃料在配焰燃烧器中形成许多小火焰，废气分离围绕小火焰进人燃烧室，使废气与火焰充足接触，因此能够疾驰匀称混合，以使燃烧彻低。离焰燃烧炉的特点是辅助燃料先燃烧后混合，火焰较大较长，易于控制，结构容易，但混合较慢，故设计时应着重解决混合问题，如采用旋风燃烧器就是一种好的形式。热力燃烧的优点是可除去有机物及超微细颗粒物，结构容易，占用空间小，维修费用低。其缺点是操作费用高，有回火及火灾的可能性。（3）催化燃烧。在催化剂存在下，废气中可燃组分能在较低的温度下举行燃烧反应，这种主意能节约燃料的预热，提高反应速度，减少反应器的容积，提高一种或几种反应物与另一种反应物的相对转化率。催化燃烧的主要优点是操作温度较低，燃料耗量低，保温要求不郑重，能减少回火及火灾危险。其缺点是催化剂较贵，需要再生，基本建设投资大。大颗粒物及液滴应预先除去，不能－用于使催化剂中毒的气体。（4）热能回收。直接燃烧法所释放的热能，应予回收利用。热力燃烧和催化燃烧要消耗较多的辅助燃料，因而热回收利用往往成为燃烧法是否经济合理的关键。热能回收可用于J回收废热用以预热进口的冷废气，回收废热的装置有列管热交换器和蓄热再生装置，这样可以节约部分辅助燃料；②热净化气可循环，即将排出的高温气先用于预热人口冷废气，然后所有或部分再循环到烘烤炉或干燥炉作为热介质使用，经济效果显著；③废热利用，将高温气体用于废热锅炉产生蒸汽或热水。5．冷凝法冷凝法是采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸气状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的主意。它异常适用于处理废气浓度在10000PPm以上的有机溶剂蒸气。冷凝法在理论上可以达到很高的净化程度，但对有害物质（要求控制到几个PP叫，则可能要举行两步冷凝才干达到要求。第一步用水冷却，第二步举行冷冻，这样费用将大大增高。所以冷凝法不相宜处理低浓度的废气，常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的前处理，以便减轻这些主意的负荷。l）冷凝原理冷凝法是利用气态污染物在不同温度及压力下具有不同的饱和蒸气压，在降低温度和加大压力下，某些污染物凝结出来，以达到净化或回收的目的。对应于废气中有害物质的饱和蒸气压下的温度，即为该混合气体的露点温度。也就是说，在一定压力下，某气体物质开始冷凝浮上第一个液滴时的温度，即为露点温度，简称露点。因此，混合气体中有害物质必须在露点以下才干冷凝下来。另外，在恒压下加热液体，液体开始浮上第一个气泡时的温度，称为泡点。冷凝温度普通在露点和泡点之间，冷却温度越近泡点，则净化程度越高。压缩法是使气态有害物质在临界温度和临界压力下变成液态，从而除去或回收有害物质。但此法费用较高，目前使用较少。冷凝法从废气中分离有害物质，可采用两种基本主意，即接触冷凝和表面冷凝。2）接触冷凝接触冷凝是被冷却的气体与冷却液或冷冻液直接接触。优点是有利于传热，但冷凝液需进一步处理。接触冷凝可在喷射器、喷淋塔或气液接触塔里举行，接触塔可以是填料塔、筛板塔等。3）表面冷凝表面冷凝也称间接冷却，冷却壁把废气与冷却液分开，因而被冷凝的液体很纯，可以直接回收利用。所用装置有列管冷凝器、翅管空冷冷凝器，淋洒式冷凝器以及螺旋板冷凝器。蒸气在间壁上的冷凝形式，分为膜状冷凝和滴状冷凝，前者能润湿壁面，并形成一残破的冷凝膜，成为主要热阻，叫膜状冷凝，这种冷凝给热叫膜状冷凝给热。后者冷凝液不能润湿冷却壁面而是结成小液珠，最后从壁面脱下，无液膜热阻，叫滴状冷凝。当气速大于10m／S时，膜状冷凝起决定作用，所以设计冷凝器时，以膜状冷凝为主。6．生物净化废气的生物处理是利用微生物的生命活动过程把废气中的气态污染物转化成少害甚至无害的物质。生物处理不需要再生过程和其他高级处理，与其他净化法相比，其处理设备容易，费用也低，并可以达到无害化的目的。因此，生物处理法广泛地应用于废气治理工程中，异常是有机废气的净化。生物处理法的局限性在于不能回收污染物质，只适用于污染物浓度很低的情况。l）废气的微生物处理原理废气的生物处理是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成无害物质。按照获取营养的方式不同，用于有害气体生物降解的微生物有自养菌和异养菌两类。按照微生物是需氧还是厌氧，生物处理可分成需氧生物氧化和厌氧生物氧化2大类。因为废气生物处理是利用微生物的生命活动过程来举行的，所以影响微生物生长的囚素也就是影响废气生物处理的因素。影响微生物生长的主要因素有温度、pH。各种微生物因为自身生存的要求不同，各有自己最适应的温度和pH。因此，应按照微生物的种类来挑选操作条件。2）生物处理设备生物净化废气有两种方式：①生物吸收主意，即先把污染物从气相转移到水中，然后举行废水的微生物处理；②生物过滤法，用附着在固体过滤材料表面的微生物来完成。(1）生物吸收装置。生物吸收装置主要包括吸收器和废水生物处理反应器。废气从吸收器底部通人，与水逆流接触，污染物被水（或生物悬浮液）吸收后由吸收器顶部排出。污染了的水从吸收器底部流出，进人生物反应器经微生物再生后循环使用。生物反应器实际上是一个废水生物处理设备，值得注重的是污水生物再生普通需要几分钟到大约12h，因此应注重吸收时光和再生时光的协调。许多生化反应常常是需氧生物氧化，因而可以用提高氧的供养来加速生物反应速度，扩大处理能力。（2）生物过滤装置。生物过滤法常用于有臭味废气的降解。采用生物过滤法必须满意：①废气中所含污染成分必须能被过滤材料所吸附；②这些污染物可以被微生物降解屉生物转化的产物不妨碍主要的转化过程。用于生物滤池的最好过滤材料常常是可供微生物生长的培养基，如纤维状泥炭、固体废弃物和堆肥等，但这些材料也要被微生物所分解，因而在一定时问后要更换。7．气态污染物的其他处理主意1）电子束照耀法利用电子束干法脱硫、脱氮氧化物的丁艺由废气冷却、加氨、电子束照耀以及粉体捕集等工序组成。电子束发生器由直流高压电源和电子束加速管组成，两者之间用高压电缆连联，在高真空下，由加速管端部的灯丝发射出来的热电子，在高压静电场的作用下，使热电子加速到随意能级。为了扩大高速电子束的有效照耀空间，调节XJ方向的磁场作用，并使电子束通过照耀窗进人反应器内，使废气中的SO。和NO。强烈氧化。电子束处理废气技术有如下特点：①能同时脱除硫氧化物和氮氧化物；②系统结构容易、操作容易；③副产物可作肥料利用，无二次污染；④投资少。运行费低。2）膜分离法混合气体在压力梯度作用下，透过特定薄膜时，不同气体具有不同的透过速度，从而使气体混合物中的不同组分达到分离的效果。因此研究不同结构的膜，就可分离不同的气态污染物。目前在一些丁业部广］实际应用的主要是固体膜。固体膜的种类无数，按膜的孔隙大小差别可分为多孔膜和非多孔膜。多孔膜的孔径普通在50－300urn，如烧结的玻璃及多孔的醋酸纤维素膜等，非多孔膜文际卜也有小孔，只是孔径很小，如离子导电性固体，均质醋酸纤维、硅氧烷烃胶、聚碳酸酯等。按膜的结构又可分力均质膜与复合膜。复合膜普通是由非多孔质体与多孔质体组成的多层复合体。按膜的形状可分为平板式、管式、中空纤维式以及螺旋式等。按膜的制作材料还可分为无机膜和高分子膜。评价膜分离性能的主要指标有渗透系数和分离系数。渗透系数表示膜对气体的渗透能力，渗透系数愈大，膜透过气体的能力就愈强。分离系数可用来评价膜对混合气体的分离性能，分离系数愈大，其分离能力愈强。膜法气休分离技术的优点是过程容易，控制方便，操作弹性大，并能在常温下工作，能耗低（因不耗相变能）。日前，膜分离法已用于石油化丁，合成氨气中回收氢，天然气净化、空气中氧的富集，以及CO。的去除与回收等。因为周体膜对氧、氮、氢、二氧化碳、甲烷。硫化氢等气体都有挑选透过能力，囚而可以用在这些气体分离上。5．3固休废弃物处理处置技术要求：控制固体废弃物的概念、产生、分类及其危害，了解固体废弃物的性质，认识减少固体废弃物产量的途径，了解固体废弃物与城市垃圾的管理、收集和运输；控制固体废弃物的压实技术、破碎技术、分选技术、脱水与干燥等预处理主意的基本概念，认识这些预处理主意的设备及设计要点，控制固体废物固化处理的主意及各自的原理和分类；控制固体废弃物的堆肥化处理。厌氧发酵、焚烧、热解、填埋等主意的基本原理、影响因素及工艺、设备；重点控制固体废弃物资源化回收的途径和主意。5．3．l固体废弃物的产生与管理1．概述1）固体废弃物的概念周体废弃物（简称废物）是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的普通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。这些被丢弃的物质从一个生产环节看是废物，而从另一个生产环节看，它们往往又可以作为另外产品的原料。所以，周体废弃物又有“放错地点的原料”之称。2）固体废弃物产生的途径与分类固体废物来自人类活动的许多环节，主要包括人类的生产过程和生活过程的一些环节。同体废弃物的分类主意无数，按组成可分为有机废物和无机废物；按形态可分为固体（块状。粒状、粉状）废物和泥状（污泥）废物；按来源可分为工业固体废物、矿业同体废物、城市固体废物、农业固体废物和发射性同体废物；按其危害情况可分为有害废物和普通废物。为便于管理，通常按来源分为丁业固体废物、矿业固体废物、城市垃圾、农业废弃物和发射性固体废物5类。工业固体废物是指丁业生产过程和丁业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等。主要有冶金周体废物、燃料灰渣、化学工业固体废物、石油工业固体废物、粮食和食品丁业固体废物等。矿业固体废物主要包括废石和尾矿。废石是指各种金属、非金属矿山开采过程中从主矿上剥离下来的各种围岩，尾矿是在选矿过程中提取精矿以后剩下的尾渣。城市固体废物是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废物，普通可分为生活垃圾、城建渣土、商业垃圾。粪便等。农业固体废物是指农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活活动排出的废物，如植物秸秆、人畜粪便等。发射性固体废物包括燃料生产、加工，同位素应用，核电站、核研究机构、医疗单位、发射性废物处理设施产生的废物。如尾矿、污染的废旧设备、仪器、防护用品、废树脂、水处理污泥以及蒸发残渣等。有害固体废物在国际上称为危险固体废物（hazardoussolidwaste），泛指发射性废物以外的，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性等可能对人类的生活环境产生危害的废物。2．固体废物的拄质1）城市垃圾物理成分与分析主意城市垃圾的物理成分是按废物组成的材料特征对各组分举行区别，并描述其分布情况的城市固体废物特征分析主意。（1）城市垃圾的水分。在城市垃圾分析过程中，通常取清新垃圾或风于垃圾举行分析，后者比前者更能客观地反映垃圾的特性。城市垃圾水分的测定主意是：先将城市垃圾样称量，然后在105－110CC烘箱中烘至恒重，其损失量与分析前垃圾样质量的百分比即为城市垃圾的水分含量。在此温度下，城市垃圾中有机质普通可认为不会分解，挥发掉的其他物质量很小，可忽略不计。（2）有机质。有机质的测定主意采用重铬酸钾法。原理：在加热的条件下，用一定量的标准重铬酸钾硫酸溶液氧化垃圾中的有机物。剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁溶液（或硫酸亚铁铰）滴定，由消耗掉的重铬酸钾计算有机碳的含量。将有机碳的含量乘以常数1．724，即为垃圾中有机质的含量。（3）灰分。灰分的测定采用灰化法。原理：称取一定量的垃圾样品，放人高温炉内灰化，在815±10℃（4）全钾。全钾的测定采用火焰光度法。原理：将垃圾样品与碳酸钙及氯化铰固体试剂混匀，然后在高温下熔融，样品含钾化合物与试剂发生反应，生成水溶性化合物氯化钾，然后用热水提取、过滤。滤液定容后直接用火焰光度计测定钾的含量。（5）全氮。全氮的测定采用凯氏消化蒸馏法。原理：将垃圾样品中含氮有机化合物在催化剂作用下，用浓硫酸消煮分解，使其中所含的氮转化为铰，并与硫酸结合为硫酸锣。然后加氢氧化钠，使铰蒸馏释放出来，吸收在硼酸溶液中，最后以甲基红一滨甲酚为指示剂，用硫酸标准溶液滴定至尽头。（6）全磷。全磷的测定采用硫酸一过氯酸磷钥蓝比色法。原理：利用硫酸一过氯酸消煮垃圾，使难溶性的含磷矿物和含磷有机物的磷转移到溶液中。钥酸铰同溶液中的磷作用，生成磷钥酸铰，遇还原剂时生成蓝色的磷蓝，通过比色分析就可从标准曲线上找出相应的浓度。（7）全硫。全硫的测定采用艾氏法。原理：将垃圾与艾氏试剂混合，在850℃（8）热值测定。热值测定普通用热量计测试，另外，按照元素分析也可计算发热量。在后面垃圾的焚烧中有热值计算主意的推荐。2）城市垃圾的物理性质（1）城市垃圾成分。城市垃圾是由居民生活垃圾、商业垃圾、建造垃圾等废弃物组合起来的一种混合物。城市垃圾各组成成分直采纳到城市垃圾产生者的生活习惯、生活水平、城市社会的经济发展水平及所处地区的气候条件肩然环境等因素的影响。城市垃圾通常可分为有机与无机2大类：有机垃圾中常分为食品、纸类、塑料和橡胶、织物等；无机垃圾中常分为金属、玻璃、灰渣等。（2）粒度。城市垃圾的粒度以粒径大小来描述，有关的粒径尺寸定义可采用非球形颗粒粒径定义计算主意决定。因为城市垃圾是典型的不匀称性物料，对其粒径（粒度）的描述是不可能采用特征尺寸方式的，通常只能以粒径分布数据的方式予以描述。获得城市垃圾粒径分布数据的基本方式是筛分实验，取一定量的典型城市垃圾样品，决定一组筛孔（通常以一定筛网面积中所具有的孔数，即目来定义筛孔的尺寸）尺寸笼罩范围适用的标准筛子，将样品按次序以不同筛孔（次序按筛孔尺寸从大至小罗列）的筛子举行筛分，记录通过每一个筛子的样品质量，此质量除以样品总质量即是城市垃圾粒径位于前后两个筛孔粒径之间的质量分数。实验获得各个粒径范围的质量分数即描述了城市垃圾的粒径分布，粒径分布数据的表达可直接采用粒径实验质量分布表和累积质量分布阁2种表达方式。其中累积质量分布是将实验的筛孔尺寸及过该筛孔尺寸以大的样品累积质量分数举行作图，是较常用的废物粒径数据表达方式。（3）湿度。城市垃圾的湿度是一个较容易变化的物理量，一定成分的垃圾湿度常随着空气中湿度的变化而变化；清新的垃圾湿度常与人为混人的水分有关。城市垃圾湿度的变化幅度普通在15％－40％之间。（4）密度。城市垃圾的密度是指在天然状态下、单位体积垃圾的质量。它是衡量城市垃圾这个混合物在天然状态下，密实程度的一个物理量。这个物理量主要受城市垃圾成分的影响，是设计收集容器或管道，设计、组织清理、运输丁作等的重要参考根据。（5）可压缩性。可压缩性是指一定质量废物压缩后的体积与压缩前的体积之比。可压缩性受到废物本身的物理特征、压缩空间的特征和压缩压强的大小等因素的影响。（6）压实城市垃圾的渗透性。松散的城市垃圾是渗透性良好的物料，普通不会表现出显然的渗水阻力。城市垃圾压实后，其颗粒物本身产生变形，颗粒间的空隙会被挤缩小，因此可表现出一定的水分与气体渗透阻力。压实城市垃圾的渗透性主要是指水的渗透性而言。按照达西定律，渗过压实废物（层）的水流量由外部的渗流条件：渗流面积与水力梯度及废物层的渗透性描述参数——渗透系数（水力传导系数）共同决定。渗透系数大者其渗透性好。3）城市垃圾的化学性质（1）含水量。城市垃圾的含水量是指单位质量的原城市垃圾在105－110℃（2）挥发分。挥发分是指烘于后的城市垃圾在550－600℃（3）灰分。灰分是指除去水分、挥发分后残留的部分。（4）元素组成。元素组成是指城市垃圾中各元素的百分含量。（5）固定碳。固定碳是指未参加燃烧的部分。（6）发热值（发热量）。发热值是指Ikg的城市垃圾彻低燃烧后所放出的热量。该指标用于衡量或表示城市垃圾作为燃料的价值或能力。城市废物的发热量普通采用氧弹量热计主意举行测定。废物于燥（水分为零）样品的氧弹发热量即为高位发热量，废物的低位发热量要从高位发热量中减去蒸发废物所含水分所散失的热量。（7）灰熔点。废物燃烧后产生的灰渣在加热至某一温度时，会因熔融和烧结过程而转化为熔渣，此熔渣形成温度即为灰熔点。普通城市垃圾灰分的灰熔点在1100－1200℃（8）灼烧损失量。灼烧损失量同样是分析城市垃圾燃烧灰渣特性的化学指标，它的测定主意是将灰渣样品，在空气气氛中加热至600℃废物燃烧灰渣的灼烧损失量普通认为可代表灰渣中未燃的可燃物残余量，其与废物可燃分之比可用于评价废物的燃烬率，是评价城市垃圾焚烧装置运行质量的关键参数之一。（9）闪光点与燃点。当城市垃圾的样品置于有氧且基本静止的空间中缓慢升温至某一温度，并以火苗在样品上方举行引火，如发生闪火燃烧，但却眨眼熄灭，则此温度即为样品的闪火点（闪点）；倘若样品继续升温至某一个温度，在同样条件下引火，使样品起燃，而火焰能持续存在，则此温度为燃点。4）有毒有害固体废物的鉴别（1）急性毒性的鉴别（GB5085．2－1996）。按照《危险废物急性毒性初筛实验主意》举行实验，对小白鼠（或大白鼠）经口灌胃，经过48h，死亡超过半数者为急性毒性的危险废物。（2）易燃性的鉴别。含闪点低于60℃（3）腐蚀性的鉴别（GB5085．l－1996）。当叫值大于或等于12．5，或者小于或等于2．0时，则该废物是具有腐蚀性的危险废物。（4）反应性的鉴别。当具有下列特性之一者即为反应性危险废物：①不稳定，在无爆震时就很容易发生强烈变化；②和水强烈反应；③能和水形成爆炸性混合物；④和水混合会产生毒性气体、毒性蒸气或毒性烟雾；⑤在有引发源或加热时能爆震或爆炸；③在高温、高压下易发生爆炸和爆炸性反应；①按照其他规矩所定义的爆炸品。（5）浸出毒性鉴别（GB5085．3－1996）。浸出毒性是固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化、污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。浸出液中任何一种危害成分的浓度超过表规定的浓度，则该废物是具有浸出毒性的危险废物。资料的综合利用着手。减量化有3种理解：①减少垃圾的产生量，即从垃圾产生源头避免或减少垃圾产生量或降低其对环境的危害程度，详细的主意有生产者改进J。’1品的设计、消费者改变购买习惯、多次使用等；②减少垃圾的总算处置量，通过采用压实、破碎节物理手段，或通过焚烧、热解等化学处理主意，减少垃圾的数量和容积从而方便运输和处置；③减少垃圾的排放量，即减少需要进人垃圾处理处置系统的垃圾数量。4．固体废物与城市垃圾的管理1）城市垃圾的堆贮及管理城市垃圾的堆贮是指举行处理处置前的储藏过程。垃圾的储藏方式通常分为家庭储藏、公共储藏、单位储藏和街道储藏等，收集储藏容器的形式多种多样，应按照垃圾的数量、特征及环卫部门的要求，来决定储藏方式，挑选合适的储藏容器，计划容器的放置地点和数目。公共储藏，有固定砌筑的混凝土垃圾箱、垃圾台、移动式铁制圆形垃圾桶；街道储藏，除使用公共储藏容器外，在繁荣商业街（区）、路边常设置废物箱，收集储藏行人随时丢弃的垃圾，路面垃圾由人力或清运车清扫，并送人垃圾箱；家庭储藏，通常由家庭自备旧桶、箩筐、簸箕等随意性容器，为改善环境卫生，一些城市或地区已采取垃圾袋装化，不允许散装垃圾进人垃圾箱，袋装后投于垃圾箱，或放于路边，由垃圾车运走，袋装可减少垃圾箱周围臭气、蚊蝇、输运过程中垃圾飞扬和撒漏以及装卸时光；单位储藏，则由产生者按照垃圾量和收集的要求挑选容器类型。某地段需要配置多少垃圾容器，主要考虑因素有服务范围内的居民人数；垃圾人均产量；垃圾容重；容器大小和收集次数等。我国固体废物管理丁作起步晚，1982年起草制定的《农用污泥中污染物控制标准》是我国第一个专门性固体废物管理标准。因为固体废物本身往往是污染的“源头”，故需对其产生一收集运输一综合利用一处理一储藏一处置采取全过程管理。固体废物管理主意有划定有害废物与非有害废物的种类和范围、建立固体废物管理规矩等。2）城市垃圾的收集（1）垃圾收集方式和收集容器。城市垃圾的收集是指垃圾产生后通过一定的设施和主意将其收集起来，以便于垃圾的运输和处理。它是垃圾收集运输系统的重要组成部分。它的组织和实施对城市垃圾的收运系统具有重大影响。垃圾的收集方式和主意无数，在不同的城市和地区采用的主意不尽相同。普通说来，在一个城市内是分成若干个区域的，如按功能可分为住所区、工业区、商业区、农业区、遨游区等。在不同的区域内，产生垃圾的数量和质量有很大区别。因此，可按区域举行收集。垃圾收集从主意上可分为混合收集和分类收集2种，其中混合收集应用广泛，历史悠久。混合收集是指收集未经任何处理的原生垃圾的收集方式，它的优点是比较容易易行，收集费用低，但是在混合收集过程中各种废物互相混杂、剥结，降低了废物中实用物质的纯度和再利用价值，同时增强了处理的难度，提高了处理费用。（2）收集系统分析（3）收集线路设计3）城市垃圾转运5．3．2固体废物对环境的危害1．固体废物污染途径固体废物异常是有害固体废物能通过不同途径危害人体健康。通常，工矿业固体废物所含化学成分能形成化学物质型污染，人畜粪便和生活垃圾能形成病原体型污染。2．固体废物污染危害固体废弃物对环境的危害主要体现在以下方面。l）侵占土地固体废物不加利用，需占地堆放。我国许多城市利用四郊设置垃圾堆场，侵占大量农田。2）污染土壤固体废物及其淋洗和渗滤液中所含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。这些有害成分的存在，还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。3）污染水体直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋，将后者当成处置固体废物的场所之一，是有违国际公约的。固体废物弃置于水体，将使水质直采纳到污染，严重危害水生生物的生存条件，并影响水资源的充足利用。此外，向水体倾倒固体废物还将缩减江河湖面有效面积，使其排洪和灌溉能力有所降低。4）污染大气周体废物中的细微颗粒等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。当发生4级以上的风力时，在粉煤灰或尾矿堆表层的直径为l－1．5cm以上的粉末将浮上剥离，其飘扬的高度可达20－50m，并使平均视程降低30％－70％；以细粒状存在的固体废物和垃圾，在大风吹动下也会随风飘逸，蔓延到很远的地方。一些有机固体废物，在相宜的湿度和温度下被微生物分解，还能释放出有害气体、产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。另一种对地区环境的影响是废物填埋场中逸出的沼气，它在一定程度上会消耗其上层空间的氧，从而使植物衰败。采用焚烧法处理固体废物，已成为有些国家大气污染的主要污染源之一，据报导，美国固体废物焚烧炉，约有2／3因为缺乏空气净化装置而污染大气，有的露天焚烧炉排出的粉尘在临近地面处的浓度达到0．56g／m3。我国的部分企业，采用焚烧法处理塑料排出m。。HCI和大量粉尘，也造成严重的大气污染。5）影响环境卫生和景观我国生活垃圾、粪便的清运能力不高，无害化处理率低，很大一部分垃圾堆存在于城市的一些死角，严重影响环境卫生，对市容和景观产生“视觉污染”，给人们的视觉带来了不良刺激。这不仅直接破坏了城市、风景点等的整体美感，而且伤害了我们国家和国民的形象。5．3．3固体废物预处理技术固体废物预处理是指将固体废物改变成适于运输、利用、储藏或总算处置的过程。固体废物预处理主意有压实、破碎、分选、脱水等。1．固体废物压实技术1）压实的含义与性质压实又称压缩，即利用机械主意增强固体废物的聚拢程度，增大容重和减小体积，便于装卸、运输、储藏和填埋。固体废物中相宜压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质。固体废物经压实处理后，体积减小的程度叫压缩比。废物压缩比决定于废物的种类及施加的压力。普通压缩比为3－5。同时采用破碎与压实H种技术可使压缩比增强到5－10。普通生活垃圾压实后，体积可减少60％－70％。城市垃圾经家庭压实器压实后密度变为320．4kg／m3，体积可减少69％。压实的原理