固体废弃物处置技术.ppt

1、固体废弃物处置技术,第一章 绪 论,固体废物(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一般不再具 有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存在 物质。 固体废物的产生有其必然性。这一方面是由 于人们在索取的利用自然资源从事生产和活动 时，限于实际需要和技术条件，总要将其中一 部分为废物丢弃；另一个方面是由于各种产品 本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成 为废物。,第一节 固体废物的来源和分类,一、固体废物的来源 固体废物来自人类活动的许多环节,主要包括生产过程和生活过程的一些环节。表1-1列出从各类发生源产生的主要固体废物。 二、固体废物的排量 经济的不断增长，生产规模的不

2、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。表1-2是1981年一些工业发达国家排出的各种固体废物数量。,表11 从各类发生源产生的固体废弃物,表12 1981年一些工业发达国家固体废弃物产量统计,三、固体废物的分类,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,第二节 固体废物的污染及其控制,一、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。 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是各种病源微生物的孽生地和繁殖场，能形成病源体型污染。化学型污

3、染途径示于图1-1“病源体型污染途径示于图1-2。,二、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,三、固体废物污染控制,固体废物它们往往是许多污染成分的终极状态。一些有害气体或飘尘，通过治理，最终富集成为废渣，一些有害溶质和悬浮物，通过治理，最终被分离出来成为污泥或残渣，一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。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。,固体

4、废物污染控制需从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。,第三节 固体废物处理处置方法,一、固体废物处理方法 二、固体废物处置方法,一、固体废物处理方法,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,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。,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。,热处理：通过高温破坏和改变固体废物组

5、成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处理方法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等。,固化处理：采用固化基材将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种处理过程。,二、固体废物处置方法,固体废物处置是指最终处置或安全处置，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。,海洋处置：深海投弃、海上焚烧 陆地处置：土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋、深井灌注,第四节 控制固体废物污染的技术政策,一、我国控制固体废物污染技术政策 的产生 二、“无害化” 三、“减量化” 四、“资源化”,一、我国控制固体废物污染技术政策的产生,我国固体废物污染控制

6、工作起步较晚，开始于80年代初期。由于技术力量和经济力有限，近期内还不可能在较大的范围内实现“资源化”。我国于80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主。我国固体废物处理利用的发展趋势必然是从“无害化”走向“资源化”，“资源化”是以“无害化”为前提的，“无害化”和“减量化”则应以“资源化”为条件。,二、“无害化”,基本任务：将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境(包括原生环境与次生环境)。 处理工程 ：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵，有害废物的热处理和解毒处理等。,三、“

7、减量化”,基本任务：通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。 实现战略,四、“资源化”,基本任务:采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源 特点:保护和延长原生资源寿命，保证资源永续，节省投资，降低成本，减少环境污染，保持生态平衡 原则：技术是可行的；经济效益比较好，有较强的生命力，废物在排放源就近利用可以节省贮放、运输等过程的投资，“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准。,第五节 固体废物管理,一、固体废物管理程序和内容 二、固体废物管理方法,一、固体废物管理程序和内容,产生者：要求其按照有关标准，将所产生的废物分类，并用符合法定标准的容器包装，做好标记、登记记录，建立废物(

8、主要是有害废物)清单，待收集运输者运出。 容器：对不同废物要求采用不同容器包装 贮存：对固体废物进行处理处置前的贮存过程实行控制 收集运输：对各厂家的收集和集过程中的运输和收集后运送到中间贮存处或处理处置厂(场)的过程所需实行污染控制 综合利用：包括用于农业、建材、回收资源和能源过程中对于污染的控制 处理处置 ：包括有控堆放、卫生填埋，安全填埋、深地层处置，深海投弃、焚烧、生化解毒和物化解毒等。,二、固体废物管理方法,(一) 划定有害废物与非有害废物 的种类和范围 (二) 建立固体废物管理法规,(一) 划定有害废物与非有害废物的种类和范围,名录法 ：根据经验与实验，将有害废物的品名列成一览表，

9、将非有害废物列成排除表，用以表明某种废物属于有害废物或非有害废物，再由国家管理部门以立法形式予以公布。 鉴别法 ：在专门的立法中，对有害废物的特性及其鉴别分析方法以“标准”的形式予以规制。依据鉴别分析方法，测定废物的特性，进而判定其属于有害废物或非有害废物。,(二)建立固体废物管理法规,1现状 2制定“资源综合利用法” 3制定“固体废物法” 4建立“固体废物环境标准体系” 5. 控制有害废物越境转移,第二章 固体废物的收集、 运输与压实,第一节 工业固体废物的收集、运输 第二节 城市垃圾的收集、运输 第三节 固体废物的压实,第一节 工业固体废物的收集、运输,在我国，工业固体废物处理的原则是“谁

10、污染，谁治理”。一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集，运输工作由工厂负责。零星、分散的固体废物(工业下脚废料及居民废弃的日常生活用品)则由商业部所属废旧物资系统负责收集。此外，有关部门还组织城市居民、农村基层供销合作社收购站代收废旧物资。对大型工厂，回收公司到厂内回收，中型工厂则定人定期回收，小型工厂划片包干巡回回收。并配备管理人员，设置废料仓库，建立各类废物“积攒”资料卡，开展经常性的收集和分类存放活动。,第二节 城市垃圾的收集运输,商业垃圾及建筑垃圾原则上都是由单位自行清除。粪便的收集按其住宅有无卫生设施分成二种情况：具有卫生设施的住宅，居民粪便的小部分进入污水厂作净化处

11、理，大部分直接排入化粪池；没有卫生设施的使用公共厕所或倒粪站进行收集，再由环卫专业队伍用真空吸粪车清除运输。化粪池的粪便，达到初级处理后，定期清运。清除的粪便可直接用粪车，或粪船运至郊区农村经密封发酵后作肥料使用。,第二节 城市垃圾的收集运输,一、生活垃圾的收集方式及收集容器,五个阶段,第一阶段 垃圾发生源到垃圾桶,分类：分类收集与混合收集 垃圾收集容器 ：,混凝土垃圾箱、垃圾台、移动式铁制圆型垃圾桶 （街道里弄） 垃圾滑道（高层建筑 ） 废物箱（商业区 ）,1不锈钢网 2洗涤器罩 3通道挡板 4风机和气体洗涤器 5气体进入洗涤器入口 6.各层垃圾倾倒口 7.垃圾滑道 8斜坡 9垃圾收集底部

12、10.垃圾出口,第二阶段 垃圾的清除,我国统一由环卫工人将垃圾箱内垃圾装入垃圾车内。垃圾车有05吨、2吨和4吨的，根据收集容器设置点、道路及周围条件、人口密度选用不同的垃圾卡车。对固定砌筑的水泥垃圾箱，由环卫工人从垃圾箱中清除垃圾并装上垃圾车。垃圾台站可从下部或侧面设置的门直排放进垃圾车。铁制圆桶内的垃圾则由2吨密封垃圾卡车的液力提升器，将筒内垃圾倾倒入车内。移动式长方形铁制垃圾桶则由叉车提升，将垃圾装上24吨的垃圾车。,二、收集系统分析,定义：收集系统分析（analysis Of collection systems)是针对不同收集系统和收集方法，研究完成所需要的车辆、劳力和时间。分析的方法

13、是将收集活动分解成几个单元操作，根据过去的经验与数据，并估计与收集活动有关的可变因素，研究每个单元操作完成的时间。,（一）基本概念,分类：拖曳容器系统(hauled container system),简便模式：收集点将装满垃圾的容器(垃圾桶)用牵引车拖曳到处置场(或转运站加工场)倒空后再送回原收集点，车子再开到第二个垃圾桶放置点，如此重复直至一天工作日结束，如图22(a)所示。 交换模式：当开车去第一个垃圾桶放置点时，同时带去一只空垃圾桶，以替换装满垃圾的垃圾桶，待拖到处置场出空后又将此空垃圾桶送到第二个垃圾桶放置点，重复至收集线路的最后一个垃圾桶被拖到处置场出空为止，牵引车带着这只空垃圾桶

14、回到调度站，如图22，b 。,1、牵引车从调度站出发到此收集线路一天的工作开始2、拖曳装满垃圾的垃圾桶3、空垃圾桶返回原放置点 4、垃圾桶放置点,5、提起装了垃圾的垃圾桶6、放回空垃圾桶 7、开车至下一个垃圾桶放置点 8、牵引车回调度站 9、垃圾处理场或转运站加工场,图22 拖曳容器系统 （a）简便模式,1、垃圾桶放置点 2、从调度站带来的空垃圾桶，一天收集线路的开始 3、从第一个垃圾桶放置点拖到处置场,4、处置场 5、出空垃圾桶送到第二个垃圾桶放置点 6、放下空垃圾桶再提起装了垃圾的垃圾桶 7、牵引车带着空垃圾桶回调度站,图22 拖曳容器系统 （b）交换模式,（一）基本概念,分类：固定容器系

15、统(stationary container system),工作模式：垃圾桶放在固定的收集点，垃圾车从调度站出来将垃圾桶中垃圾出空，垃圾桶放回原处，车子开到第二个收集点重复操做，直至垃圾车装满或工作日结束，将车子开到处置场出空垃圾车，垃圾车开回调度站。图2-3是固定容器系统示意图。,图2-3固定容器系统示意图,1、垃圾桶放置点 2、垃圾车辆从调度站来，开始收集垃圾 3、收集线路 4、放置点中垃圾桶出空到垃圾车上 5、垃圾车驶往下一个收集点 6、处 置场或中继站、加工场 7、垃圾车回调度站,收集时间计算,“拾取” 时间,拖曳系统简便模式 ：包括牵引车从放置个放置点所需的时间(dbc)，提起装满

16、垃圾的垃圾桶的时间(pc)和放下空垃圾桶的时间(uc)。,拖曳系统的交换模式：包括提起装满垃圾的垃圾桶的时间和在另一个放置点放下空垃圾桶的时间。,固定容器系统：包括从收集线路上所有装了垃圾的垃圾桶中将垃圾出空到垃圾车上所花费的时间。,收集时间计算,2运输时间,拖曳容器系统:指牵引车将装满垃圾的垃圾桶从放置点拖到处置场和将空垃圾桶从处置场拖到垃圾桶放置点所需要的时间。,固定容器系统:指垃圾车装满后或从收集线路的最后一个放置点开车到处置场和出空垃圾后再从处置场开车到下一个收集线路的第一个放置点所需的时间。,收集时间计算,3在处置场所花费的时间 包括在处置场等待卸车的时间和出空垃圾的时间。,4非生产

17、性时间,非生产性时间是指相对收集操作过程这点来说的。它包括二方面的活动，必须的和非必须的。, 每日早晨的报到、登记、分配工作等花费的时间；每日结束的检查工作和统计应扣除的工时等所用的时间； 每日早晨从调度站开车去第一个放置点和每日结束从处置场开车回调度站所需的时间； 由于交通拥挤不可避免地时间损失。 花费在设备修理和维护上花的时间。,(二)拖曳容器系统,在拖曳容器系统中，每收集一桶垃圾所需时间用下式表示： Thcs=（Phos+S+h）/（1w） （21） 式中：Thcs拖曳垃圾桶每个双程所需时间，h； Phcs每个双程拾取花费的时间，h； h每个双程运输花费的时间，h； S在处置场花费的时间

18、，h； 非生产性时间因子（%）。,当拾取时间与在处置场的时间相对稳定时，运输时间决定于车辆速度和运输距离。从不同的收集车辆得到的数据，用下式可近似的求得运输时间： h = + bx 式中：h每个双程运输的时间，h； a一经验常数，h； b经验常数，hkm； x每个双程的运输距离km。 a、b二个数值是由经验取得，称为车辆速度常数，它们的数值与车辆速度极限有关，它们的关系见表21。,(二)拖曳容器系统,将式(22) 代入式(21)，得到每个双程的时间； Thcs=(Phcs+S+a+bx)(1) (23),在拖曳容器系统，每个双程的拾取时间按定义为； Phcs=pc+uc+dbc (24) 式中

19、：pc一提起装满垃圾的垃圾桶需要的时间，h； uc 放下空垃圾桶需要的时间，h； dbc牵引车驶于垃圾桶放置点之间需要的时间，h。 在计算每个双程拾取时间时，如果牵引车驶于垃圾桶放置点之间需要的平均时间不知道，可利用式(2-2)估计出时间，式中垃圾桶之间距离代替双程旅程的运输距离。,拖曳容器系统每日每辆车的双程旅程次数可由式(2-5)决定。 Nd=(1)H(Phcs+S+a+bx) (25) 式中：Nd每日每辆车的双程旅程次数， H个工作日的时间，hd。 其他符号与前面相同。数值在0.10.25之间变化，一般操作取0.15，在某些情况，特别是长距离，如从调度站出发及回调度站花费时间较长，应从工

20、作日的时间中扣除。但需注意值也应作相应的调整。,若已知每周需要出空的垃圾桶的数目，利用式(24)，可以计算出每辆车每周工作日： Dw=tw（Phcs+S+a+bx）/（1）H （26） 式中：Dw每周需要工作日，d； tw每周双程旅程次数（整数）。 如果一周的旅程次数不知，可以利用下式估计： Nw = Vw / Cf 式中：Nw一周的旅程次数； Vw一周废物产生量，m3 C加权平均垃圾桶利用因子；m3 f加权平均垃圾桶利用因子。,垃圾桶的利用因子被定义为垃圾桶体积被垃圾占据的分数。因为这个分数是随垃圾桶的大小而变化的，因而在式（26）中应用了加权平均垃圾桶利用因子。加权平均垃圾桶利用因子由下式

21、求得： 各种尺寸的垃圾桶数目乘上每种垃圾桶的利用因子的和被垃圾桶的总数去除即得加权平均垃圾桶利用因子。,各种尺寸的垃圾桶数目乘上每种垃圾桶的利用因子的和被垃圾桶的总数去除即得加权平均垃圾桶利用因子。 由式（2-7）求得NW不一定是整数，如舍去小数取低的整数，则意味着有一个或多个的容器比平时满，如将小数四舍五入取较高整数，则有一个或多于1个的垃圾桶不及平时满。 每周需要的劳动量可由每周工作日乘收集人员数而得。需要的收集车辆数可由下列方法决定：用每周工作天数除每周需要的次数（Dw），其整数即为需要的收集车辆数。如D w / 5= 0.7，1.2，3.7。圆整的结果分别为1，2，4。,（三）固定容器

22、系统,1.机械装卸垃圾的垃圾车 2.人工装卸垃圾的垃圾车,1、机械装卸垃圾的垃圾车,一般用压缩面进行自动装卸垃圾，每个双程旅程所需的时间为： Tscs=（Pscs+S+a+bx）(1-w) （28） 式中：Tscs每个双程旅程需要的时间，h； Pscs每个双程旅程拾取所需时间，h； S一在处置场的时间，h； a、b经验常数； x每个双程旅程运输距离，km； w非生产性时间因子。,式(28)与式(23)不同的是拾取所需的时间。对固定容器系统拾取时间由下式得到： Pscs=Ct（uc）+(np1)(dbc) （29） 式中：Pscs每个双程旅程拾取时间，h； Ct一每个双程旅程出空垃圾桶的数目；

23、uc每个垃圾桶出空垃圾所需时间，h； np每个双程旅程垃圾桶放置点的数目； dbc车辆驶于垃圾桶放置点之间所花费的平均时间，h。,每个双程旅程出空垃圾桶的数目与车辆的容积和能达到的压缩比有关。可利用下列关系式求得： Ct=Vr(Cf) （2-10） 式中：Ct每个双程旅程出空的垃圾桶的数目； V一垃圾车的容积，m3； r压缩比 C垃圾桶的体积，m3； f加权垃圾桶利用因子。,每周需要双程旅程次数由每周需要收集的垃圾量决定。 Nw = V w/（Vr） （2-11） 式中：Nw每周双程旅程次数； Vw每周垃圾产生量，m3； V垃圾车的容积，m3； r压缩比。 每周需要工作的时间可用下式计算； D

24、w = (Nw )Pscs+ tw(S+a+bx)(1w)H （2-12） 式中：Dw每周工作的日数，d； Nw每周双程旅程次数； t wN。圆整后的整数； H一工作日的时数，hd。 其余符号与前面相同。,2人工装卸垃圾的垃圾车,人工装卸垃圾的车辆，一般用于住宅区的服务。其分析原理同前，仅计算式有所不同。 如每日工作打小时，每日完成的旅程次数已知，可利用 Nd =(1 w) H(Pscs+S+d+bx) 求得拾取所需时间( Pscs )： Pscs=(1-w)HNd-(S+a+bx) (2-13),每个双程旅程的垃圾桶放置点的数目，由下式估算： Np=60Pscsntp (2-14) 式中：N

25、p每个双程旅程垃圾桶放置点的数目； 60小时变成分的转换因子， n收集者的数目， tp拾取时间min。由下式求得。 Tp=0.72+0.18(Cn)+0014(PRH) （2-15） 式中，Cn每个垃圾桶放置点上平均垃圾桶数， PRH服务到居民家中收集点占全部放置垃圾桶的放置点的百分数，。,垃圾车辆的大小可由下式计算： V=VpN p / r （2-16 ） 式中：V垃圾车的体积，m3； Vp每个放置点上垃圾桶内可收集到的垃圾体积，m3； Np每个双程旅程垃圾桶放置点的数目， r压缩比。,三、收集线路设计,第一步：在商业、工业或住宅区的大型地图上标出每个垃圾桶的放置点，垃圾桶的数量和收集频率(

26、图24)。 第二步，根据这个平面图，将每周收集相同频率的收集点的数目和每天需要出空购垃圾桶数目列出一张表，如表22。 第三步，从调度站或垃圾车停车场开始设计每天的收集线路。图24中的黑线 表示了周一的收集线路。F/N数字中F表示收集频率，N表垃圾桶的数目。 第四步，当各种初步线路设计出后，应对垃圾桶之间的平均距离进行计算。,第三节 固体废物的压实,一、压实目的及操作原理 二、固体废物压实器 三、压实器的选择,一、压实目的及操作原理,压实亦称压缩，即是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，便于装卸、运输、贮存和填埋。固体废物中适合压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质，液态废物不宜作压缩处理。 压实的原理主要是减少空隙率，将空气压掉。如若采用高压压实，除减少空隙外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。,二、固体废物压实器,构造：容器