固体废物的处理处置(讲义) .doc
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1、第一章 绪论本章重点:1、掌握定义:固体废物、危险废物、减量化、资源化和无害化、固体废物处理 / 处置、巴赛尔公约2、固体废物的分类,固体废物污染的控制方式3、我国对固体废物处理和处置的相关政策固废的处理处置问题在人类社会形成之初就已经存在。公元前30001000年,古希腊米诺斯文明时期,克里特岛的首府诺萨斯即有垃圾覆土埋入大坑的处理方式。中国、印度等亚洲国家,自古以来就有利用粪便、垃圾堆肥的处置方法。早期人口少、资源消耗低、自然净化能力大于废物的污染负荷,固废污染问题尚未凸现。随着社会经济和工业的迅速发展,固体废物的污染问题愈加严重。1993年联合国环境规划署将危险废物、酸雨、气候变暖和臭氧
2、层保护并列为全球性环境问题。2003年“非典”使医疗废物污染防治工作的紧迫性更加突现出来。我国工业固体废物年产量约8亿吨,城市生活垃圾约1.5亿吨。固废的处理处置工作繁重而艰巨,但又是一个极具潜力的大市场。进行固废的处理处置将来会大有可为。第一节 固体废物的定义和来源一、固体废物(Solid Waste)1 定义固体废物污染环境防治法:固体废物是指在生产建设、日常生活和其它活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。资源学家:固体废物是时空上错位的资源。学术界:是指人类在社会的生产、流通、消费等一系列过程中产生的一般不在具有原来使用价值 而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。 “放错地点的原料”,
3、 废物丢弃不用,只反映人们在特定的时空条件下 对所弃物质的主观认识和态度,并不反映所弃物质客观上有无实用价值。其实,在一些地方或国家被看成废物的东西,在另一地方或国家可能就是原料或资源。过去认为是废物的东西,由于科技的进步,可能已不再是废物。这种例子不胜枚举。 除固态、半固态废弃物外,不能排入水体和液态废物和不能排入大气的置于容器的气态废物,因其具有较大的危害性,在我国被归入固体废物进行管理。2 特征 兼有废物和资源的双重性; 富集多种污染成分的终态,污染环境的源头; 所含有害物呆滞性大,扩散性小; 危害具有潜在性、长期性和灾难性。二、固体废物的来源和分类1 来源固体废物,来源于工农业生产过程
4、,和产品进入市场后在流通过程,或使用消费过程。它的产生具有必然性:(1) 实际需要和技术要求:总将一部分作为废物。因为人类在一定时期利用自然资源的能力有限,不可能把所用的资源全部转化为产品,总要将其中的一部分作为废物丢弃;(2) 产品本身有使用寿命:产品使用寿命有限,一旦超过使用寿命,就成为废物。技术创新越快,产品更新换代时间越短,废物量越大。(如:食品盒、包装袋;家电,汽车;房屋) 2 分类无论是生产还是生活过程产生的废物种类均多种多样,且组成复杂。为了管理和利用的方便,通常从不同的角度对固体废物进行不同的分类。按生产消费过程 生产废物,消费废物(生活废物)按其组成 有机废物,无机废物按其危
5、害性 危险废物,一般废物发达国家,将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物和城市垃圾四类。1995年我国固体废物污染环境防治法,将固体废物分为工业固体废物、城市生活垃圾、危险废物三类; 农、林、牧业和水产业废物多产生于城郊以外,一般就地加以综合利用,或作沤肥,或作燃料处理,但近年该类问题已逐渐引起大家的关注,如秸秆焚烧问题。(1)城市生活垃圾(Municipal Solid Waste, MSW)城市生活垃圾,又称为城市固体废物,指在城市日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。主要包括:居民生活垃圾(Household Wast
6、e)、商业垃圾(Commercial Waste)和建筑垃圾(Construction Waste)。我国共有661座城市,城市人口5.4亿人。1)特点 成分复杂,有机物含量高。产量:20世纪70-80年代增长最快,近年仍有上升。影响因素:居民生活水平、生活习惯、季节、气候、气化率等。日本近10年垃圾平均每日抛弃量增加一倍,英国 垃圾量15年增加了一倍。美国1970-1978年因经济萧条,生活垃圾增长不快,仅为2,1978年后,随着经济复苏,增长率达4以上,目前达到5,年产垃圾1.35-1.8*108 吨。我国年产量已达15亿t(108 吨),以8一10的年增长率在递增。人均超过1kg/(人
7、/d)2)组成成分:主要成分:厨余废物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖瓦渣土、粪便、废家具、废旧电器、庭院废物等。按物理组成可分为纸、木竹、塑胶等18类。在我国,一般将城市生活垃圾分为有机物、无机物、纸、塑料、橡胶、布、木竹、玻璃、金属等9类,其中后7类属可回收废物。城市生活垃圾成分复杂,随季节、生活水平、生活习惯、生活能源结构、城市规模和地理环境等因素而变化。城市垃圾中含水率一般为40-60,容重为0.250.5tm3。西安的垃圾中有机物只占1574,而无机物却高达6352,这与西安城市建设及改造的加快和城市居民煤气化水平低有很大关系。浦东、深圳、香港的垃圾中纸类含量较别的
8、城市高出许多,龙港、深圳、香港的垃圾中可回收废物占到4060之多,其他城市的仅占14-30不等,城市整体经济和生活水平的差异,导致丁垃圾中可回收废物含量的明显差别。图 1979-2002年全国垃圾清运量统计(万吨/年)垃圾组成比较 (%)垃圾来源竹木厨余纸张塑料庭院玻璃金属灰渣格尔木(03.07.17)1.066.552.332.1112.2675.69峨嵋(03.06.04)2.744.114.668.775.218.2266.30交大(03.12.11)21.5414.6111.544.6210.0037.69交大(02.08.31)6.1012.2013.4113.418.549.763
9、6.59英国(左)和丹麦(右)城市垃圾组分变化趋势图(2)一般工业废物(Industrial Solid Waste)工业固体废物,是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。主要发生在采掘、冶金、煤炭、火力发电四大部门,其次是化工、石油、原子能等部门。不同工业类型所产生的固体废物种类是迥然相异的,因此,所产生的固体废物组分、含量、性质也不同。全世界每天新增固体废物41949万t,年产量平均增长率达到824,高出世界经济平均增长速度253倍。2000年,全国工业固体废物产生量为6.7亿吨,其中尾矿和煤矸石产量最大,占总量的50%。全国仅煤矸石山就有1200多座,正在自燃的有110座,产生严重的
10、SO2污染。(3)危险废物(Hazardous Waste)又称有害废物,是指被列入国家危险废物名录或者被国家危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的具有毒害性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性和放射性的废物。一般具有毒性、腐蚀性、易燃性、反应性、放射性和传染性等特性之一的固体废物均属有害固体废物。 危险废物由于对环境的污染严重,危害显著。因此,对它的严格管理,有特殊意义。20世纪70年代末美国纽约州尼亚加拉县废物填埋场渗漏造成严重公害事故的“拉福运河案”曾经震惊了世界。由于对危险废物管理不当造成的严重教训,国内外均有不少。因而,1984年联合国环境规划署把有毒废物的污染危害列为全球性环境问题之一。
11、近年来,一些发达国家由于处置危险废物在征地、投资、技术、环保等方面的困难,有的不法厂商千方百计将自己的危险废物向不发达国家出口,致使进口国深受其害。为了控制危险废物的污染转嫁,联合国环境署主持于1989年3月22日通过了控制危险废物越境转移及其处置巴赛尔公约(简称巴赛尔公约)。我国政府于1991年9月批准准了该公约。巴塞尔公约规定的危险废物分为47类,包括45组应加控制类和2组须加特别考虑类。我国危险废物名录,也可分为医院临床废物(HW01)、医药废物(HW02)等47类,包括气体(置于容器中)、液体(废酸、碱、油等)和固体。凡已判定属危险废物者,应将其数量、性质、去向等登记人档,分别留存在产
12、生点、处置单位和有关的环保部门,保存的年限2030年各国不等。2002年我国工业危险废物产生量为1000.16万吨,医疗废物产生量约65万吨,平均日产生量为1780吨,另外,社会生活中也产生了大量废弃的含有镉、汞、铅、镍等的废电池和日光灯管、废药品、化学试剂、像纸及底片等危险废物。危险废物同一般固体废弃物的区别,就在于其特有的危害性。有害与无害是相对而言的,一般固体废弃物并非无任何危害,只是与有害固体废弃物相比,其危害性较小罢了。因此,划分出有害固体废物需要有一定的依据和标准,将危险废物列成名目表,并以立法形式公布,使产生单位、操作人员、环境管理者以及各有关部门便于掌握。第二节 固体废物的污染
13、与控制一、固体废物的污染途径固体废物的污染途径包括:化学型污染、病原体型污染 两类。二、固体废物的污染危害1 重大危险废物污染事件(1)日本骨痛病1931年,日本富山县通川流域,怪病,劳动过后腰、手、脚等关节疼痛,延续一段时间后,全身各部位都神经痛、骨痛,进而骨骼软化萎缩,导致身高缩短,骨骼变形、易折,轻微活动,甚至咳嗽都可能导致骨折,称为“骨痛病”。50年代中期开始进行研究,1959年提出了病因是镉中毒的说法。原因在于神冈矿业排放的废物和废水中含有大量的镉所致。土壤调查表明土壤中镉含量最高达4.85mg/kg,平均为1.12mg/kg,而土壤背景值为0.34 mg/kg。当地糙米中镉最高浓度
14、为4.29 mg/kg,平均为0.99 mg/kg。截至1991年3月,患病人数129人,死亡116人。1992年净化后土壤中镉浓度为0.14 mg/kg,糙米中镉浓度为0.11 mg/kg。(2)美国罗芙运河事件19431953年,在美国纽约州尼加拉市的一段废弃运河上,两家化学公司填埋处置了大约21000t、80余种化学废物。从1976年开始,当地居民的地下室发现了有害物质的浸出,同时还发现当地居民有癌症、呼吸道疾病、流产等多发现象。当地政府对约900户居民采取紧急避难措施,并对处置场地实施了污染修复工程,前后共花费了1.4亿美元。以此为契机,1980年,美国国会通过了“全面环境影响、赔偿及
15、责任法”,1984年颁布了“危险及固体废物修正案”,在修正案中,要求危险废物不能直接进行陆地处置,并要求新建安全填埋场必须采取双复合防渗措施。(3)意大利SEVESO事件1976年7月10日意大利北部小城SEVESO一家生产2,4,6-三氯苯酚(TCP)的工厂发生了爆炸事故。该化工厂共生产了2.0kg的二噁英,造成了周围1810公顷土地的污染,在现场清理过程中,收集了20万m3的污染严重的土壤和41罐反应残渣,清理这些污染土壤和反应残渣,约耗资2亿美元。一年后,废物被转移到法国,1985年又被转移到瑞士的巴塞尔,并以250万美元的价格进行了焚烧处理。该事故引起了关于一场二噁英问题和危险废物越境
16、转移问题的国际争论,导致1989年诞生了“关于控制危险废物越境转移及其处置的 巴塞尔公约”,并于1992年5月5日正式生效,1995年9月缔约国达92个。(4)深圳市危险品仓库爆炸事件1993年8月5日,深圳市清水河危险品仓库发生爆炸,造成15人死亡,数十人受伤,仓库区十余座库房受损,经济损失惨重。为消除爆炸产生的2万吨危险废物,深圳市投资4000多万、历时一年半修建了爆炸废物的安全处置场,对所有超标废物都进行了稳定化处理,建成了我国第一座双衬层、双排水系统的安全填埋场。2 固体废物的污染危害(1)侵占土地 任意露天存放或置于处置场,必将占用大量的土地,破坏地貌和植被。平均每万吨渣约占地1亩(
17、1亩:6666m2)。美国15000个填埋场,面积相当于19个新加坡;我国工业固体废物总堆存量达100亿t,占地面积3.4亿m2。(2)污染土壤固体废物露天堆存,长期受风吹、日晒、雨淋,有害成分渗出,进入地下污染土壤(污染面积常达占地面积的2-3倍)。土壤受污染,土壤中微生物的生存条件遭到破坏,将影响这些微生物参与自然循环的作用,这将导致受污染土壤草木不生。人如果与污染的土壤直接接触,或生吃此类土壤中种植的蔬菜、瓜果,会致病。内蒙古某尾矿堆积量1500万吨,由于缺乏防渗措施,Cr6+污染了20多平方公里的地下水,下游一个乡7个自然村的1800多眼水井无法饮用,大片土地被污染,居民被迫搬迁。我国
18、某锡矿山的含砷废渣长期堆放,随雨水渗透进入地下水,污染水井,曾一次造成308人中毒,6人死亡。(3)污染水体1983年,贵阳哈马井和望城坡垃圾填埋场所在地区同时发生,渗滤液污染饮用水源导致大肠杆菌超标770倍,含菌量超标2600倍,很多居民患有痢疾。(4) 污染大气由固废散发的颗粒物,即使不含有毒成分,也危害不浅。有的在堆存中产生异臭或有害气体,则危害更甚。由于向大气中散发的颗粒物常是病原微生物的载体,所以是疾病传播媒介。填埋场的气味,垃圾焚烧厂的废气(二恶英),煤矸石的自燃,堆场的扬尘。固体废物中原有的粉尘及其他颗粒物,或在堆存过程中产生的颗粒物,受日晒、风吹而进人大气,造成大气污染。如粉煤
19、灰堆遇4级以上风力,一次可被剥离掉厚度为l15cm的一层粉煤灰,粉煤灰飞扬高度可达2050m。在风大季节,平均视程降低30一70。贮灰场常使附近出现所谓“黑风口”,使车辆行人难以通行。垃圾场附近,遇45级风,大气能见度剧烈下降,垃圾装卸时尤甚。某些固体废弃物,如煤矸石,因其中含硫而能在空气中自燃(含硫量15时),散发大量s02和煤烟,恶化大气环境。20世纪80年代初,辽宁、山东、江苏三省的100余座计白山中,自燃发火的有40座以上。陕西铜川市矸石堆自然产生的s02每天达20t以上。(5)造成巨大的经济损失和资源、能源的浪费低品位矿渣、煤矸石的资源浪费,贮存费用高,平均每吨耗资10元以上。三、固
20、体废物的污染控制对策1 固体废物的污染控制原则国外20世纪60年代中期以后,固体废物污染控制即已提到议事日程,并制订了相关的法律、法规,现在已形成固体废物污染控制工程。20世纪70年代以来,部分发达国家提出了“资源循环”的口号,开始从固体废物中回收资源和能源,“3C”原则,即清洁生产(Clean)、综合利用(Cycle)和妥善处置(Control)。我国起步较晚,20世纪80年代初期才开始固体废物污染控制工作,20世纪90年代得到迅速发展,1994年制订了“固体废物污染防治法”,目前固体废物的污染控制已引起管理 当局足够重视,制定了固体废物污染控制的原则“减量化、资源化和无害化”。A、减量化
21、通过适宜的手段,减少和减小固体废物的数量和容积。一方面减少固体废物的产生,另一方面对固体废物进行处理利用。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:处理利用,减少产量。减量化可通过4个途径实现。1)、选用合适的生产原料 原料品位低、质量差,是造成固废产生的主要原因。如高炉炼铁时,人炉铁精矿品位越高,则所加造渣溶剂矿物可以越少,产生的高炉渣量越少。一些工业先进的国家采用精料炼铁,高炉渣产生量可减少一半。采用清洁能源、利用二次资源也是固体废物减量化的重要手段。2)、采用无废或低废工艺 工艺落后是固体废物产生量大的重要原因。应进行技术改造,采用无废或少废技术,从发生源消除或减
22、少废物的产生。例如,传统的苯胺生产工艺是采用铁粉还原法。该法生产过程产生大量含硝基苯、苯胺的铁泥和废水,造成环境污染和巨大的资源浪费。南京化工厂开发的流化床气相加氢制苯胺工艺,便不再产生铁泥废渣,固体废物产生量由原来每吨产品2500k8减少到每吨产品5kg,还大大降低了能耗。3)、提高产品质量和使用寿命 任何产品都有其使用寿命,寿命的长短取决于产品的质量。质量越高的产品,使用寿命越长,废弃的废物量越少。4)、废物综合利用 有些固废中含有很多未起变化的原料或副产物,可回收。像硫铁矿烧渣含Fe2O3357、SiO21018、A12O3266及Au、Ag、Pt等贵金属,只要采取适当的物理、化学熔炼等
23、加工方法,就可以将其中有价值的物质回收利用。 因此,从自然资源开发利用的起点,综合运用现代科技成就,进行资源综合开发和利用的全面规划和设计,进行系统的资源联合开发和利用,以创建和实现资源的低废或无废利用生产线,这是最根本、也是最理想的减量化过程。B、资源化 采取工艺措施,从固体废物中回收有用的物质和能源。是将固废适当处理作为二次资源或再生资源利用的技术,即综合利用技术。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
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