固体废物的预处理技术

固废污染控制工程教师：盛广宏E-mail:[e-mail]安徽工业大学建筑工程学院第3章固体废物的预处理1234压实破碎分选脱水预处理技术CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.1固体废物的压实压实原理压实程度度量压实设备CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.1.1固体废物的压实原理压实压实利用机械的方法减少垃圾的空隙率，将空气挤压出来增加固体废物的聚集程度，增大容重的一种操作技术。压实目的增大容重和减小体积，便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本；制取高密度惰性块料，便于储存、填埋或作建筑材料压实技术主要适合处理压缩性能大而复原性小的物质，如冰箱、纸箱、废金属丝等CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.1.2固体废物压实程度的度量压实程度(1)空隙比与空隙率空隙比e指空隙体积与固体废物颗粒体积之比svVVemvVV空隙率ε指空隙体积总堆积体积之比CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院(2)湿堆积密度与干堆积密度若忽略空隙中气体的质量，则固体废物的总质量（mm）等于固体物质质量（ms）与水分质量（mw）之和，即：mm=ms+mwmmwVmmsdVm湿堆积密度干堆积密度CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院体积减小百分比体积减小百分比R指压实前后固体废物堆积体积变化率压缩比与压缩倍数压缩比r%100ifiVVVRifVVr压缩倍数nfiVVnCompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.1.3压实设备固体废物的压实设备(1)固定式压实器采用人工或机械方法把废物送到压实机械里进行压实的设备。常用：家庭小型压实器、废物收集车上配备的压实器、转运站配备的专用压实机等。固定式压实器一般由一个容器单元和一个压实单元组成，常用的有水平压实器、三向联合压实器、回转式压实器等。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院常用固定式压实器(用于垃圾、金属压实)水平式压实器三向联合压实器回转式压实器CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院垃圾中转站大型垃圾压实器CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院(2)移动式压实器带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压实器。压实原理：碾(滚)压、夯实、振动常用于填埋场压实用，也可安装在收集车上压实收集车所接受的垃圾。常用：胶轮式压土机、履带式压土机和钢轮式布料压实机等。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.1.4压实流程压实设备选择原则根据固体废物的压实程度，选择合适的压缩比和压力根据废物的性质，采用不同的压实方式和压实设备考虑压实的后续处理过程CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院生活垃圾压实流程(国外)生活垃圾→预压缩→金属铁丝网包紧→主压缩（160～200kgf/cm2，压缩比约1/5）→捆扎→沥青（柏油）中浸渍约10秒进行沥青（180～200℃）包覆→约一吨重的垃圾捆包（容重可达1125～1380kg/m3）→填埋CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.2破碎破碎的基础理论破碎设备低温破碎与湿式破碎破碎工艺流程CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.2.1破碎的基本理论破碎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。磨碎（或粉磨）：使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院破碎的目的可减小容积，降低运输费用。为固体废物的下一步加工做准备为固体废物的分选提供所需的入选粒度使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解，熔融等作业的稳定性和热效率。可防止粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备破碎后的生活垃圾进行填埋处置时压实密度高而均匀，可加快复土还原CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院影响破碎效果的因素主要影响因素：物料机械强度和破碎力物料机械强度越大越不利于破碎，破碎力越大越利于破碎硬度硬度越大越不利于破碎韧性韧性大的物料不易破碎且不易磨细解理解理多的物料容易破碎脆性结构缺陷结构缺陷越多越有利于破碎CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院破碎的方法破碎方法：干式破碎、湿式破碎和半湿式破碎干式破碎：机械能破碎和非机械能破碎机械能破碎：利用破碎工具对固废施加机械力而将其破碎的方法。破碎作用分为挤压、劈碎、剪切、磨剥、冲击破碎等非机械能破碎：利用电能、热能等对固废进行破碎的新方法。如低温、超声波破碎等。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院破碎产物的特性参数粒径和粒度分布表示颗粒尺寸的指标：粒径、颗粒形状和粒度分布粒径：表示颗粒大小的参数，常用的有：球体等效直径、有效直径、统计直径和筛径等。粒度分布：表示固体颗粒群中不同粒径颗粒的含量分布情况，有累积粒度分布和频度粒度分布。破碎比和破碎段破碎比：破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比破碎比：极限破碎比和真实破碎比CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院极限破碎比i：用废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后的最大粒度（dmax）的比值来确定破碎比（i）。maxmaxdDi真实破碎比：用废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后的平均粒度（dcp）的比值来确定破碎比（i）。cpcpdDi一般破碎机的破碎比在3~30，磨碎机的破碎比在40~400，固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段，在破碎处理中有时仅通过一个破碎机难以达到要求的粒度，而要几级破碎段。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院破碎工艺基本的破碎工艺流程有：单纯破碎，带预先筛分破碎工艺，带检查筛分破碎工艺、带预先筛分和检查筛分。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.2.2破碎设备(1)鄂式破碎机挤压破碎机械，适于坚硬和中硬废物。主要部件：固定鄂板、可动鄂板、连动于传动轴的偏心转动轮。两块鄂板构成破碎腔。根据可动鄂板分：简单摆动、复杂摆动颚式破碎机。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院(2)锤式破碎机利用冲击进行破碎。主体破碎部件包括多排重锤和破碎板。锤头以铰链方式装在各圆盘之间的销轴上，可以在销轴上摆动。电动机带动主轴、圆盘、销轴及锤头（合成转子）高速旋转。适用于中等硬度物体的破碎CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院(3)冲击式破碎机工作原理：利用冲击作用进行破碎。给入破碎机空间的物料块，被绕中心轴高速旋转的转子猛烈冲击后，受到第一次破碎，然后从转子获得能量高速向机壁，受到第二次破碎。飞在冲击过程中弹回的物料再次被转子击碎，难于破碎的物料被转子和固定板挟持而剪断。破碎产品由下部排出。适用于中等硬度、脆性、软质、纤维状、韧性等物料CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院剪切式破碎机原理：通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸，适用于破碎中硬、软、脆、韧性、纤维性物料。类型：Vonroll型往复剪切式破碎机Linclemann型剪切式破碎机旋转剪切式破碎机CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院Vonroll型往复剪切式破碎机往复刀和固定刀之间宽度为30cm，剪切尺寸为30cm。刀具由特殊钢制成，磨损后可以更换，可将厚度为220mm以下的普通型钢板剪切成30cm的碎块CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院Lindemann型剪切式破碎机该机由预压机和剪切机两部分组成。固体废物先进入预压机，通过一对钳形压块的开闭将废物压缩后进入剪切机。剪切机由送料器、压紧器和剪切刀片组成。固体废物由送料器推倒刀口下方，压紧器压紧后由剪切刀将其剪断。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院该机装有1～2个固定刀和3～5个旋转刀，固体废物投入腔体后，在固定刀和高速旋转的旋转刀夹持下而被剪切破碎。可对各种汽车轮胎、废旧金属、塑料、包装木箱、废纸箱、报废冰箱、电视机、空调等生活垃圾以及工业垃圾还有各种混合垃圾进行破碎处理。翼型破碎机CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院辊式破碎机光辊破碎机：挤压与研磨作用，较硬物。齿辊破碎机：单齿辊和双齿辊，劈裂作用，干脆性和黏性较大废物。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院粉磨机常用的粉磨机：球（棒）磨机、辊式磨、立磨、自磨机球磨机构造：主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体内装有直径为25～150mm的钢球。筒体内壁敷设有衬板。工作原理：磨擦力、离心力和重力；冲击和研磨作用CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.2.3低温破碎与湿式破碎低温破碎：对于在常温下难以破碎的韧性固体废物，可以利用其低温变脆的性能而有效的破碎，也可以利用不同的物质脆化温度的差异进行选择性的破碎，即所谓低温破碎技术。低温破碎通常采用液氮作为制冷剂，液氮具有制冷温度低、无毒、无爆炸危险等优点。湿式破碎机湿式破碎适用于破碎含水量大的固体废物，如生活垃圾等，利用剧烈搅拌和破碎成为浆液。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.3固体废物的分选分选的概念及评价指标筛分重力分选磁力分选电力分选浮选其他分选技术分选回收工艺CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.3.1分选的概念及评价指标分选的概念固体废物分选简称废物分选（separation,sorting），将固体废物中可回收利用的或不利于后续处理和处置工艺要求的物料采用适当的工艺分离出来的过程。分选原理根据物质的粒度、密度、磁性，电性、光电性，摩擦性，弹性以及表面润湿性等性质的差异而进行分离的分为筛选(分)、重力分选，磁力分选，电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选，以及浮选等。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院分选效果的评价指标回收率指单位时间内从某一排料口中排出的某一组分的质量与进入分选机的这种组分的质量之比品位（纯度）指某一排料口排出的某一组分的质量与从这一排料口排出的所有组分质量之比CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院3.3.2筛分筛分原理筛分原理利用筛子将物料中小于筛孔的细粒颗粒透过筛面，而将大于筛孔的粗粒颗粒留在筛面上，完成粗、细颗粒分离的过程。筛分过程物料松散分层和细粒透筛两个阶段组成筛分工艺分类准备筛分为了某个操作过程的物料满足粒度要求，将固体废物按粒度分成几个级别、分别送往下一工序。预先筛分将物料送入破碎机之前，将小于破碎机排料口宽度的细粒级筛分出去，提高破碎作业效率。检查筛分对经破碎机破碎后的物料进行筛分，将粒度大于排料口尺寸的“超粒”筛出，重新送回破碎机再次破碎。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院筛分效率对物料进行筛分后，实际得到的筛下产品质量与入筛物料中小于筛孔尺寸的细粒颗粒的质量之比，表示如下：筛分效率通常低于85~95%%10001QQE选择筛分利用物料中有用成分在各粒级中的分布不同，或者性质上的显著差异所进行的筛分，将需要的组分筛分出来。脱水或脱泥筛分主要用于清洗或脱水操作，通过筛分方法脱去废物中所含的部分水分或泥质等。CompanyLogo安徽工业大学建筑工程学院影响筛分效率的因素物料性质的影响筛分物料的尺寸，0.75筛孔尺寸的颗粒容易筛分，而0.75筛孔尺寸的颗粒不易筛分。垃圾含水率含水率越高越不易筛分垃圾含泥率含泥率越高越不易筛分颗粒形状球形、立方形等颗粒易筛分，扁平状、纤维状颗粒不易筛分设备性能的影响筛分运动方式筛分操作条件的影响连续均匀给料，及时清理、维修筛面，筛分效率就高。Compan