固体废物处理与处置全过程

Logo固体废物处理与处置全过程Logo固体废物的分类1固体废物的收集与清运2固体废物的预处理3固体废物的处理与资源化4固体废物的处置与管理5Logo固体废物的分类•一般固体废物：不具有危险特性的固体废物•危险固体废物：列入国家危险废物名录或者国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的、具有有毒性、腐蚀性、传染性、反应性、浸出毒性、易燃性、易爆性等独特性质的固体废物•放射性固体废物:放射性核素超过国家规定限制的固体、液体和气体废物LogoDiagram2Diagram2生活垃圾工矿业固体废物危险固体废物Logo生活垃圾的分类可回收垃圾厨余垃圾有害垃圾废纸塑料玻璃金属布料其它垃圾菜剩饭骨头菜根菜叶果皮等废电池废日光灯管废水银温度计过期药品砖瓦陶瓷渣土卫生间废纸纸巾生活垃圾的收集与清运•容器设置maxmaxTVNVfmaxaveVKVaveaveWVQDWRCYP容器容积容器填充系数0.75~0.9收集周期体积变动系数1.5~1.8垃圾平均容重容重变动系数0.7~0.9人口数人口变动系数1.02~1.05垃圾产率产率不均匀系数1.1~1.15Logo生活垃圾的收集与清运清运操作收集系统：两种类型，三种方式拖曳容器系统：搬运容器方式交换容器方式固定容器系统：只收集垃圾不带走容器收集系统四个基本用时（集装时间、清运时间、卸车时间、非生产性时间）dbcucpchcstttP卸空容器，放回原处时间容器间行驶时间集装时间垃圾装车时间往返运输距离一次收运行程所需时间非生产性时间因子（通常取15%）卸车时间运输时间bxat经验常数wtsPThcshcs1fVVNcww每周行程数每周清运垃圾量容器平均容量容器平均充填系数每周所需作业时间hcsdTHN每天收集次数hcswwTND每天工作时间收集路线的设计城市垃圾转运站的设置生活垃圾的收集与清运清运操作固体废物的预处理固体废物的物化处理固体废物的生物处理固体废物的热处理固体废物的预处理•1、预处理技术主要有压实、破碎、分选和脱水等•2、压实（定义）又称压缩，指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术。•（目的）固废经压实处理一方面可增大容重、减少固体废物体积，实现减量化原则。3、空隙比和空隙率•（1）空隙比e=Vv/Vs•（2）空隙率ε=Vv/Vm•空隙比与空隙率越低，表明压实程度越高，相应的容重越大。破碎•利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程称为破碎。•目的：减量化，是后续处理与处置必须经过的过程。•破碎方法：干式破碎、湿式破碎、半湿式破碎•干式破碎可分为机械能破碎和非机械能破碎；机械能破碎常用的方法有：压碎、劈碎、剪切、磨剥、冲击等。固体废物的预处理•其他破碎方法：低温破碎，利用物料在低温变脆的性能对一些在常温下难以控制的固体废物进行有效破碎的过程，亦可用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎。湿式破碎，利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。固体废物的预处理固体废物的分选将固体废物中各种可利用的废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。•筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料分离过程。•重力分选是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。固体废物的预处理•加重质：高密度固体微粒起着加大介质密度的作用。•磁力分选有两种类型一种是磁选法，一种是磁流体分选法。固体废物的预处理固体废物的水分•（1）间隙水约占固废、水分70％左右，用浓缩法分离。•（2）毛细管结合水约占水分20％左右，采用高速离心机脱水、负压或正压过滤机脱水。•（3）表面吸附水约占水分7％，可用加热法脱除。•（4）内部水约占水分3％，可采用生物法破坏细胞膜除去胞内水或用高温加热法、冷冻法去除。固体废物的脱水固体废物的物化处理浮选原理通过在固体废物与水调成的料浆中加入浮选药剂扩大不同组分可浮性的差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面称为泡沫后刮出，成为泡沫产品，不上浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。浮选药剂•根据在浮选过程中的作用，浮选药剂分为捕收剂、起泡剂、调整剂（抑制剂）。•（1）捕收剂•能够选择性的吸附在预选的颗粒上，使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着的药剂称为捕收剂。（2）起泡剂能够促进泡沫形成，增加分选界面的药剂为起泡剂，它与捕收剂有联合作用。常用的起泡剂有松醇油、脂肪醇等。（3）调整剂（抑制剂）用于调整捕收剂的作用及介质条件的药剂就是调整剂。稳定化/固化处理技术•稳定化/固化处理是处理重金属废物和其他非金属危险废物的重要手段。•（1）稳定化•稳定化是指将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。一般可分为化学稳定化和物理稳定化。•（2）固化•固化是指在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。固体废物的生物处理•生物处理直接或间接利用生物体的机能，对固体废物的某些组成（可降解有机物或其它组分）进行转化以建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。固体废物的好氧堆肥处理•好氧堆肥好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。好氧堆肥化过程好氧堆肥化过程温度变化规律根据温度变化将好氧堆肥过程分为四个阶段潜伏阶段（驯化阶段）堆肥化开始时微生物适应新环境的过程，即驯化过程。中温阶段（产热阶段）嗜温性微生物比较活跃，主要利用堆肥中可溶性有机物（淀粉、糖）进行繁殖，并释放出能量，温度不断上升这阶段的微生物主要是细菌和真菌高温阶段45℃以上进入高温阶段，嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等也开始被强烈分解。高温阶段，在50℃进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到60℃时，真菌停止活动，仅为嗜热性放线菌与细菌活动，温度升至70℃以上时，微生物大量死亡或进入休眠状态。在该阶段后期，由于可降解有机物已大部分耗尽，微生物的内源呼吸占主导作用。降温阶段（腐熟阶段）只剩下部分较难降解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物活性下降，发热量减少，温度下降至中温，并最终过渡到环境温度。此阶段嗜温性微生物又占优势，对残余较难降解的有机物进一步分解，腐殖质不断增多且稳定化。10080604020时间潜伏阶段中温阶段高温阶段腐熟阶段℃度温图5-2好氧堆肥化过程示意图堆肥过程中有机物氧化分解总的关系式ＣａＨｂＯｃＮｄ+((ny+2s+r-c)/2)O2nＣwＨxＯyＮz+sCO2+rH2O+(d-nz)NH3r=0.5*[b-nx-3*(d-nz)]s=a-nw固体废物的厌氧消化处理•厌氧消化原理•三阶段理论：•厌氧发酵一般可以分为三个阶段，即水解阶段，产酸阶段，产甲烷阶段。•两段理论：•两段理论将厌氧消化过程分为两个阶段，即酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。厌氧消化的影响因素：•厌氧条件•原料配比•温度•pH•添加物和抑制物•接种物•搅拌固体废物的微生物浸出•浸出机理：目前细菌浸出机理有两种学说，即化学反应说和细菌直接作用说固体废物的热处理•固体废物焚烧处理•固体废物焚烧处理就是将固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。•焚烧原理•通常可将焚烧过程划分为干燥、热分解、燃烧三个阶段。焚烧过程实际上是干燥脱水、热化学分解、氧化还原反应的综合作用过程。•燃烧•根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程亦不同，一般可划分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三中机理。热解与焚烧的区别•--焚烧是需氧氧化反应过程，热解是无氧或缺氧反应过程；•--焚烧释放热的，热解是吸热的；•--焚烧的主要产物是二氧化碳和水，热解的产物主要是可燃的低分子化合物；•--焚烧产生的热能一般就近直接利用，而热解生成的产物诸如可燃气、油、及炭黑等则可以储存及远距离输送。焚烧的主要影响因素•固体废物性质（T）•焚烧温度（T）•停留时间（T）•供氧量和物料混合程度（E）热解工艺的分类•（1）按热解产物的物理形态：气化方式、液化方式和炭化方式。•（2）按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行：单塔式和双塔式。•（3）按热解过程是否生成炉渣：造渣型和非造渣型。生活垃圾卫生填埋卫生填埋在陆地上选择合适的天然场所或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。卫生土地填埋对象：城市垃圾、建筑垃圾、炉渣等判断填埋场是否为卫生填埋场的依据•是否落实了卫生填埋工艺，如推平、压实、覆盖等；•是否达到了国家标准规定的防渗要求防渗系数1×10-7cm/s•污水是否处理达标排放；•填埋气体是否得到有效的治理；•蚊蝇是否得到有效控制；•是否考虑终场回用生活垃圾卫生填埋填埋处理技术特点生活垃圾卫生填埋优点•如有适当的土地资源可以利用，一般以此法处理最为经济；•与其他处理方法相比，其一次性投资较低；•卫生填埋是一种完全的、最终的处理方法；•可以接受各种类型的生活垃圾而不需要对其进行分类收集；•有充分的适应性，能处理因人口和卫生设施增多而加大产量的生活垃圾；•边缘土地可重新用作停车处、游乐场、高尔夫球场、航空站等缺点：•渗沥液水质、水量波动较大，处理难度大；•渗沥液污染强度高，二次污染严重；•封场后维护监管期长、风险大、费用高、不利于场地及时复用；•产气期滞后且历时较长，产气量小，资源化率低。•占用大量土地生活垃圾卫生填埋防渗方式水平防渗指防渗层向水平方向铺设，包括场底及其周边，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透而污染土壤和地下水。垂直防渗指防渗层竖向布置，防止废物渗滤液横向渗透迁移，污染周围土壤和地下水。生活垃圾卫生填埋防渗结构•水平防渗系统•按其结构可分为单层衬里系统、单复合衬里系统、双层衬里系统和双复合衬里系统生活垃圾卫生填埋防渗结构•垂直防渗系统垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多常见垂直防渗工程：土层改性法防渗墙、打入法防渗墙和工程开挖法防渗墙等生活垃圾卫生填埋终场防渗系统构成•五个部分：表土层、保护层、排水层、防渗层和调整层其中：表土层、保护层、防渗层是基本组成提供植物生长的场所，要求厚度≥30cm防止上部植物根系以及挖洞动物对下层的破坏，保护防渗层和排水层的稳定排泄通过保护层的降雨下渗水等，排水层设计的最小渗透系数为10-3cm/s，坡度一般≥3%阻止入渗水进入填埋废物中，防止LFG逸出填埋场，要求渗透系数为≤10-7cm/s，坡度一般≥2%控制LFG，将其导入收集设施，同时起到支撑上述各层的作用生活垃圾卫生填埋垃圾渗滤液渗滤液的来源降水入渗外部地表水入渗地下水入渗垃圾自身的水分有机物分解产生的水分覆盖材料的水分渗滤液的特征•有机污染物浓度高，特别是5年内的“年轻”填埋场的渗滤液。•COD：填埋初期COD略高于BOD5，随着时间的推移，BOD5急速下降，而COD下降缓慢，从而COD远高于BOD5。•氨氮浓度较高，在“中老年”填埋场中尤其突出。•磷含量偏低：P含量非常低，尤其是溶解性的磷酸盐含量更低。•色度高：呈淡茶色或暗褐色，色度在2000～4000之间，有较浓的腐败臭味。生活垃圾卫生填埋垃圾渗滤液•pH值：填埋初期pH值为6～7，呈弱酸性，随着时间的推移，可提高到7～8，呈弱碱性。•溶解总固体含量高：浸出液中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。填埋初期，溶解性盐的浓度可达10000mg/L，同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁。填埋6～24个月达到峰值，此后随时间的增长无机物浓度降低。•SS值较高：一般多在800mg/L以下。•重金属深度较高：生活垃圾单独填埋时，重金属含量较低；但