固体废弃物处理工程.docx
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1、体废弃物处理工程固体废弃物处理工程授课老师:刘永德授课时间:2006年8月第_章概论部分第一节 固体废物的定义与分类_、固体废物的定义我们大家在日常生活中会接触到各种固体废物,其中一些是我们大家比较熟 悉的,如日常生活中产生的生活垃圾、粪便,建筑施工过程中产生的建筑垃圾, 还有一些我们大家不熟悉,如电厂产生的粉煤灰,超过使用年限的报废车辆, 各种工业生产过程中产生的废渣,以及随着科技进步产生的越来越多的电子垃 圾。那么固体废物如何定义呢,首先谈一下它的基本定义。1、基本定义是这样描述的:固体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贮存的
2、物质。该定义指出了产生固体废物的环节涉及生产、流通和消费各环节,固体废物形 态有固态的、也有泥状的。2、另外,为了确定固体废物的管理范围,法规上对固体废物进行了更为明确的 定义,在05年修订的中华人民共和国固体废物污染环境防治法第六章第八 十八条第(一)款中给出了固体废物的法规定义,固体废物是指在生产、生活 和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放 弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定 纳入固体废物管理的物品、物质。显然,法规定义要比基本定义更为严谨。从以上两个定义可以看出,固体废物有以下特性: 时空性:从时间性来说,固体废物只相对于
3、目前的科技水平和经济条件而言 称作废物,但随着科技的发展,也许会成为明天的资源。如电厂产生的粉煤灰, 煤矿产生的煤矸石,以前堆积如山,即占用了大量土地,又给周边环境带来了 污染,但是,随着建筑行业的科技进步,粉煤灰、煤矸石不再是污染物,已成 为生产建筑材料的重要原料。从空间性来说,一过程的废物可能成为另一过程的原料。如日常生活中使用 过的塑料袋,收集起来并经过清洗、破碎后,可以成为塑料制粒厂的原料,加 工成塑料颗粒被重新利用。据我对塑料制粒厂的调查,每吨废塑料袋收购价为 400600元,而加工成的塑料颗粒每吨售价30005000元,显然,经济效益还是非常不错的,所以,固体废物又称作是放错地方的
4、资源。 无主性:固体废物被丢弃后,不再属于某个人,因此很难找到具体的负责人, 如在公共场所丢弃到果皮箱里的生活垃圾。 分散性:多数固体废物并非集中在某一个地方产生,而是散布在各个地方, 在进行处理处置、资源化利用之前,首先需要收集起来,这带来了固体废物处 理成本的增加,如城市生活垃圾处理成本中有6080%的成本是垃圾收集和运输 成本。 危害性:一些固体废物含有有害物质,如废电池、废日光灯管,含有大量重 金属,据分析,1节电池会使1平方米的土地遭到污染;还有一些固体废物含有 一些病原微生物,如生活垃圾、粪便、医疗垃圾,当人体接触时,可能会感染 疾病,危害健康。二、固体废物的分类固体废物有多种分类
5、方法,即可按废物来源、组成、形态来进行分类,也可 按废物危险性、燃烧性来进行分类。1、按来源可分为:工业废物、矿业废物、城市垃圾、农村垃圾、农业废物、放 射性废物。2、按化学组成可分为:有机废物、无机废物,有机废物有食品垃圾、农业废弃 物、粪便,无机废物有渣石、矿渣、粉煤灰等。3、按形态可分为:固体废物、泥状废物、液态废物,其中固体废物有塑料袋、 玻璃瓶、报纸,泥状废物有污泥、粪便,液态废物有废油、废酸、废有机溶剂。4、按危险性可分为:一般固体废物、危险性固体废物。一般固体废物有生活垃 圾、建筑垃圾、工业矿渣,危险性固体废物有医疗垃圾、废有毒溶剂、放射性 废物等。5、按燃烧性可分为:可燃废物、
6、不可燃废物,可燃废物有废纸、废塑料、农业 秸秆,不可燃废物有金属、玻璃、砖石等。第二节 国内外固体废物的现状一、固体废物产生现状在当今世界固体废物产生量非常巨大,如发达国家美国,在2001年,仅城市固体废物产生量就达到2.29亿吨,还不包括其他类固体废物,如建筑垃圾、 农业废弃物、城市污泥、燃料渣、医疗垃圾、矿渣、加工工业废弃物等,估计 这些固体废物每年产生量在70亿100亿吨之间。从国内情况看,根据05年环境状况公报,城市生活垃圾产生量达2亿吨, 工业固体废物产生量达到13.4亿吨,固体废物产生量是相当惊人的。与其他污染物如污水作横向对比发现,2005年污水产生量高达524.5亿吨, 显然,
7、从产生量看,固体废物年产生量远低于污水产生量,但是,固体废物是 一种高浓缩态的废弃物,单位排放量所携带的污染物负荷远高于相同排放量的 污水。上海市曾做过这方面的统计:居民人均生活污水排放量200L/d居民人均生活垃圾产生量08kg/d垃圾中含食品垃圾60%,食品垃圾含水率70%污水有机碳(TOC)浓度约100mg/L食品垃圾干固体中含有机碳47%3倍多人均污水有机碳负荷为20g/(人d)人均垃圾有机碳负荷为67g/(人d)可看出,尽管居民生活垃圾产生量只有生活污水的0.4%,但通过生活垃圾 排出的有机碳负荷却是通过生活污水排出的有机碳负荷的3倍多。显然,固体废物对环境质量的危害同样显著,是环境
8、污染控制中不可忽视的 对象。二、固体废物资源化途径固废资源化的目的就是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源 固体废物资源化的途径很多,归纳起来主要有五个方面:1、金属回收如从各种废弃设备上回收金属,然后加工成各种产品;还有通过化学处理如 酸处理,从废弃电路板上回收各种贵重金属。这些金属回收方法不仅带来较高的经济效益,且能防止金属所造成的污染。2、生产建筑材料如用粉煤灰制砖、煤矸石制陶粒、工业矿渣生产矿渣棉等,由于生产建筑材 料一般不会产生污染问题,因此生产建筑材料已成为工业废渣的重要资源化途 径。3、生产农肥如利用生活垃圾、粪便、农业废弃物、污泥等有机废物经过堆肥处理,制成 有机肥料。
9、但由于该肥料施用到农田中,所以必须先将废弃物中有害成分分离 出去,以免污染农产品,危害人体健康。一般来说,生产农肥是有机废弃物比 较传统的资源化方法,成本较低,操作比较简单。4、回收能源回收能源主要有两种方法,一种是直接将可燃垃圾焚烧回收热能,如垃圾焚 烧发电、垃圾焚烧供暖,这种方法一般投资较高,操作较复杂;还有一种是利 用有机废弃物厌氧发酵生产可燃性沼气,如填埋场回收沼气发电、农村建沼气 池洗澡做饭。5、取代某种工业原料目前在一些工业领域,废物回收利用率已达到相当高的比例,如造纸厂用废 纸替代部分造纸原料生产纸张,玻璃厂用废玻璃替代石英砂生产玻璃,很好地 体现了循环经济理念。三、固体废物处理
10、处置方法1、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。处理方法主要有物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理。(1)物理处理:主要是通过浓缩或者相变化来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。物理处理方法主要有压实、破碎、分选、 增稠、吸附、萃取等方法,压实主要通过压实机实现,破碎分机械能破碎和非 机械能破碎,机械能破碎通过破碎机械实现,非机械能破碎通过电能、热能实 现,分选主要有筛选、重力分选、磁力分选等。(2)化学处理:是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
11、。化学处理方法有氧化、还原、 中和、化学沉淀和化学溶出等。化学处理方法针对的主要是重金属污染,如将 六价铬(Cr6+)还原成三价铬(Cr3+),五价神(As5+)还原成三价神(As3+),通过硫化钠将重金属生成硫化物沉淀,从而消除重金属污染。(3)生物处理:是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。生物处理方法主要有好氧堆肥、厌氧发酵和兼性厌氧处理。其 中好氧堆肥工艺有露天条垛式堆肥法、静态强制通风堆肥法和动态密闭型堆肥 法,最简单的是条垛式堆肥,最复杂的是动态密闭型堆肥(4)热处理:是通过高温来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。
12、热处理方法主要有焚烧、热解、湿式氧化等。在工 业化生产中,焚烧采用的比较多。(5)固化处理:是采用固化基材如水泥将废物固定或包埋起来以降低其对环境 的危害,以便能较安全地运输和处置的一种处理过程。固化处理的对象主要是 有害废物和放射性废物。2、固体废物处置方法固体废物处置是固体废物污染控制的末端环节,目的是解决固体废物的归宿 问题,主要是指最终处置或者安全处置。固体废物处置方法主要有陆地处置和海洋处置两类,其中陆地处置有土地耕 作、堆存法、土地填埋以及深井灌注,海洋处置有深海投弃和海上焚烧。(1)土地耕作:是指将固体废物分散在现有耕地中,通过生物降解、植物吸收 以及风化作用来消除固体废物污染。
13、(2)堆存法:主要有两种,一种是土地堆存,一种是筑坝堆存。土地堆存,主 要处置对象是不溶解、不扬尘、不腐烂变质的固体废物,堆存场一般设在山沟、 山谷或坑洼地。筑坝堆存,主要处置的对象是湿排灰,如粉煤灰、尾矿粉等, 贮存场一般设在输送方便、使用年限长的山谷中。(3)土地填埋:就是在陆地上选择合适的天然场所或者由人工改造出合适的场 所,把固体废物用土层覆盖起来的技术。如填埋场。(4)深井灌注:是将固体废物液化,用强制性措施注入与饮用水和矿脉层隔开 的可渗透性岩层中,从而达到固体废物的最终处置。(5)深海投弃:就是利用船舶、航空器、平台及其它载运工具,向海洋倾倒废 物的行为。(6)海上焚烧:是指以高
14、温破坏有毒有害废物为目的,而在远离人群的海洋焚 烧设施上有意焚烧废物的行为。第三节 固体废物对环境的危害、固体废物的污染途径固体废物污染途径主要有以下几条:-接触施用农燃粪释放到空气二、固体废物的危害固体废物的危害主要表现在以下六个方面:1、侵占土地:据估算,每堆积1万t废物,约占地1亩,截止1994年,我国工 业固体废物堆积量就达到66亿多吨,占地90多万亩。2、污染土壤废物在堆放过程中,其中的有害成分容易经过风化雨淋随地表径流渗入土壤中, 会杀死土壤中的微生物,使土壤丧失腐解能力,导致寸草不生。如:20世纪80 年代,内蒙古包头市的某尾矿堆积如山,造成坝下游的大片土地被污染,使一 个乡的居
15、民被迫搬迁。3、污染水体 固体废物随天然降水和地表径流进入江河湖泊,或者随风飘入水体使地表水 污染;随渗沥水进入土壤使地下水污染;直接排入河流湖泊或海洋造成更 大的水体污染。如美国的胡克化学公司在纽约州的love canal废河谷填埋了 2800 多吨桶装有害固体废物,25年后,因大雨和融化的雪水造成有害固体废物外溢, 使该地区井水变臭,婴儿畸形,居民得怪病。4、污染空气 一些有机固体废物在适宜的温度、湿度下会被微生物分解,释放有毒气体; 还有一些细粒状的废渣和垃圾,在大风吹动下会随风漂逸,造成大气的粉尘 污染;另外,固体废物在运输和处理过程中,会产生有害气体和粉尘;煤 矸石自燃会散发有害气体
16、,这些都会造成大气污染。5、影响环境卫生对我国300个城市进行了统计,结果发现,城市垃圾清运量仅占产生量的 4050%,无害化处理率只有1.6%,98%以上的垃圾、粪便未经无害化处理进 入环境,已经影响到人们的居住环境,导致病原菌繁殖,对人们健康构成了潜 在的威胁。6、其他危害是指某些特殊的有害固体废物可能会造成燃烧、爆炸、接触中毒、严重腐蚀等 特殊危害。第四节 固体废物管理的目标与基本原则一、管理思想演变过程固体废物的管理思想是随着人们对固体废物和资源环境问题的认识深入以及技术的进步而不断演化的。1、消纳思想人类早期的固体废物管理思想是消纳思想,管理的目的是为固体废物找到一 个适当的、可实现
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