固体废弃物的预处理

第三章：固体废物的预处理【概念】压实压缩比硬度破碎比破碎段低温破碎筛分效率等降比重介质加重质磁流体磁流体动力分选【理论和方法】压实效果的度量；压实设备评价;影响破碎效果的因素;破碎方法及工艺;常见分选方法及原理;影响筛分效率的因素;磁流体分选原理;常见分选设备;固体废物水分存在方式;脱水浓缩方法及常见机械。本章重点第三章：固体废物的预处理浓缩脱水分选破碎压实1234含水率超过90%的固体废物,必须脱水减容,以便于包装、运输与资源化利用用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重减少表观体积，提高运输与管理的一种操作技术。具有减容和预稳定的作用利用外力克服废物质点间的内聚力使大块变小块的过程。小块分裂成细粉过程为磨碎。有利于三化处理将固体废物中各种可回收利用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。第三章：固体废物的预处理VmVvVs若忽略空气中的气体质量,则固体废物的总质量()就等于固体物质质量()与水分质量()质量之和。则：湿密度：干密度：压实原理tmsmwmmwmmsVmmVm/)(/dmsVm/dmtVm/wvsmVVV第一节固体废物压实压实程度的度量空隙比空隙率湿密度干密度体积减少百分比压缩比压缩倍数越小压实程度越高较适用r越小，压实越好n越大，压实越好越大越好msVm/dmtVm/w第一节固体废物压实压实器固定式压实器卧式压实器、三向联合压实器、回转式压实器、袋式压实器。基本参数：装料截面尺寸、循环时间、压面上的压力、压面行程长度、体积排率移动式压实器碾（滚压）压实机、夯实压实机、振动压实机。轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实器等。垃圾填埋场或垃圾车使用。根据废物性质如含水率、后续处理要求（压缩比）选用不同设备第一节固体废物压实装料室压面破碎杆图2.1水平压实器结构图第一节固体废物压实压头压头压头图2.2三向联合压实器第一节固体废物压实压头压头压头图2.3回转式压实器第一节固体废物压实（a）高履带压实机（b）钢轮压实机图2-4填埋场常用的移动式压实机第一节固体废物压实压力为16～20MPa，压缩比可达5：1180～200℃沥青浸渍池10s图2.4城市垃圾压缩处理工艺流程3.解理1.硬度2.韧性4.结构缺陷影响破碎效果因素F.C邦德功指数；莫氏硬度（10级）；普氏硬度系数f∝δ压极完全、完全、中等、不完全和极不完全解理脆性柔性延展性挠性弹性等细块物料机构缺陷少，难磨；粗块物料多，易碎抗压强度抗剪切强度抗弯强度抗拉强度第二节固体废物的破碎破碎方法湿式破碎干式破碎半湿式破碎非机械能破碎机械能破碎劈碎冲击破碎剪切破碎磨剥破碎挤压破碎超声破碎减压破碎热力破碎低温破碎一般的破碎机兼有多种破碎方法，通常是破碎机的组件与物料及物料间多种力综合作用的结果第二节固体废物的破碎（e）冲击破碎图2-5常见的机械能破碎方法(a)压碎(b)劈碎(d)磨剥(c)折断第二节固体废物的破碎循环用水斗式脱水提升机减速机电动机筛网有色金属铁浆液含纸垃圾转子图2-6湿式破碎机的构造原理图第二节固体废物的破碎投入垃圾第一段筛网第二段刮板第三段I组II组III组图2-7半湿式破碎机构造原理图破碎分选易碎物质，如玻璃陶瓷加水破碎分选纸类物质第二节固体废物的破碎破碎效果及度量颗粒有球形、片状、柱状等表征不同粒级的颗粒相对量破碎机，3~30磨碎机，40~400表示废物被破碎的程度球体等效直径、有效直径和筛径累积曲线频度曲线真实破碎比极限破碎比破碎段破碎比颗粒度分布颗粒的粒径第二节固体废物的破碎破碎工艺1.单纯破碎工艺4.带预先筛分和检查筛分破碎工艺2.带预先筛分破碎工艺3.带检查筛分破碎工艺破碎工艺选择需考虑节能、处理量及破碎产品粒径大小、粒度组成、形状等的要求。根据固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）第二节固体废物的破碎固体废物破碎产物破碎（a）单纯破碎工艺筛下物破碎破碎产物固体废物筛上物筛分（b）带预先筛分的破碎工艺第二节固体废物的破碎破碎筛分筛上物固体废物筛下物破碎产物（c）带检查筛分破碎工艺破碎产物筛下物固体废物破碎筛上物（d）带预先和检查筛分破碎工艺第二节固体废物的破碎常见破碎设备1.颚式破碎机简单摆动式复杂摆动式综合摆动式2.锤式破碎机HammerMills式BJD型Movorotor型双转子5.辊式破碎机光辊、齿辊单齿辊双齿辊6.粉磨机球磨机自磨机4.剪切破碎机VonRoll型往复式Lincle-mann型旋转剪切式3.冲击式破碎机Universa型Hazemag型第二节固体废物的破碎机架破碎齿板可动鄂板心轴飞轮偏心轴连杆弹簧拉杆后推力板前推力板简单摆动颚式破碎机鄂式破碎机：有简摆和复摆两种。适用于坚硬和中硬物料的破碎。固体废物破碎产物破碎第二节固体废物的破碎机架可动鄂板固定鄂板破碎齿板飞轮肘板弹簧偏心转动轴复杂摆动颚式破碎机固体废物破碎产物破碎第二节固体废物的破碎格栅普通锤式破碎机测量头锤头旁路主要用于破碎家具、电视机、电冰箱、洗衣粉、厨房等大型废物，破碎块可达到50mm左右。该机设有旁路，不能破碎的废物由旁路排出。固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物旁路第二节固体废物的破碎单转子锤式破碎机示意图固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物第二节固体废物的破碎细粒级产品出口风力分级机物料入口双转子锤式破碎机具有两个旋转方向的转子，转子下方均装有研磨板。废物自右方给料口送入机内，经右方转子破碎后颗粒排至左方破碎腔，再沿左方研磨板运动3/4圆周后，借风力排至上部的旋转式风力分级板排出机外。该机破碎比可达30。固体废物第二节固体废物的破碎进料口破碎板破碎产物排出筛板锤头锤头销轴锤头轮主轴固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物第二节固体废物的破碎研磨板板锤筛条冲击板链幕固体废物一种新型高效破碎设备，它具有破碎比大、适应性广，可以破碎中硬、软、脆、韧性、纤维性废物，且构造简单、外形尺寸小、安全方便、易于维护（a）Universa型冲击式破碎机冲击式破碎机第二节固体废物的破碎固体废物旋转打击刀排出口一级冲撞板（固定刀）二级冲撞板（固定刀）（b）Hazemag型冲击式破碎机主要用于破碎家具、电视机、杂器等生活废物第二节固体废物的破碎衬板锤子筛条小门非破碎物收集区进料口弹簧金属切屑破碎机可使金属切屑的松散体积减小3～8倍，便于运输。锤子呈钩形，对金属切屑施加剪切拉撕等作用而破碎。第二节固体废物的破碎往复式剪切机结构示意图固定刀和活动刀交错排列，通过下端活动铰轴连接，尤似一把无柄剪刀。当呈开口状态时，从侧面看固定刀和活动刀呈V字形。固体废物由上端给入，通过液压装置缓缓将活动刀推向固定刀，当V字形闭合时，废物被挤压破碎，破碎物大小约30cm。这种破碎机适合松散的片、条状废物的破碎。固定刀活动刀第二节固体废物的破碎固体废物固定刀旋转刀筛网图2.8所示为回转式剪切机结构示意图由固定刀（1～2片）和旋转刀（3～5片）组成。固体废物给入料斗，依靠高速转动的旋转刀和固定刀之间的间隙挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。该机的缺点是当混入硬度较大的杂物时，易发生操作事故。这种破碎机适合家庭生活垃圾的破碎。固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物第二节固体废物的破碎固体废物破碎产物破碎破碎机借助预压机压缩盖的闭合将废物压碎，然后再经剪切机剪断，剪切长度可由推杆控制。第二节固体废物的破碎双齿辊破碎机有两个相对运动的齿辊。当两齿辊相对运动时，辊面上的齿牙将废物咬住并加以劈碎，破碎后产品随齿辊转动由下部排出。破碎产品粒度由两齿辊的间隙大小决定。单齿辊破碎机有一旋转的齿辊和一固定的弧形破碎板。破碎板和齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔。大块废物在破碎腔上部被长齿劈碎，随后继续落在破碎腔下部进一步被齿辊轧碎，合格破碎产品从下部缝隙排出。固体废物破碎产物破碎第二节固体废物的破碎破碎机本体小锤头大锤头压缩给料机输送器栅条切断垫圈固体废物破碎筛分筛上物破碎产物筛下物大型废物锤碎机：用于破碎废汽车等粗大固体废物。废物先经压缩机压缩，再给入锤碎机，转子由大小两种锤子组成，大锤子磨损后，改作小锤用，锤子铰接悬挂在绕中心旋转的转子上做高速旋转。转子下方半周安装有箅子筛板，筛板两端安装有固定反击板，起二次破碎和剪切作用。第二节固体废物的破碎自磨机又称无介质磨机，分干磨和湿磨两种。干式自磨机由给料斗、短筒体、传动部分和排料斗等组成。给料粒度一般300～400mm，一次磨细到0.1mm以下，粉碎比可达3000～4000，比球磨机等有介质磨机大数十倍。磨剥区泻落区瀑落区干式自磨机的工作原理图。第二节固体废物的破碎（6）、粉磨机：主要有球磨机和自磨机筒体端盖给料轴承大齿圈排料筒体由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成。筒体内装有直径25～150mm钢球，装入量为筒体有效容积的25%～50%。当筒体转动时，在摩擦力、离心力和衬板共同作用下，钢球和废物被衬板提升。当提升到一定高度后，在钢球和废物本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底角区废物产生冲击和研磨作用，使废物粉碎。第二节固体废物的破碎湿式破碎优点破碎机将投入的含纸垃圾和水流一起搅拌和破碎成为浆液5.在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，可以回收纸纤维、玻璃、铁和有色金属，剩余泥土等可做堆肥4.脱水有机残渣，无论质量、粒度大小等变化都小3.不会产生噪声、发热和爆炸的危险性1.垃圾变均质浆状物，可按流体处理2.不会孳生蚊蝇和恶臭，符合卫生条件第二节固体废物的破碎粒度差异筛选（筛分）密度差异重力分选磁性差异磁力分选导电性差异电力分选（静电分选）光电性差异光电分选摩擦性差异摩擦分选弹性差异弹跳分选固体废物分选方法机械分选人工分选劳动强度大,卫生条件差，但识别能力强第三节固体废物的分选棒条筛格筛滚筒筛振动筛固体废物筛分筛分原理及筛分分类脱水和脱泥筛分选择筛分预先筛分和检查筛分准备筛分物料分层细粒透筛易筛粒难筛粒Principle分类第三节固体废物的分选固体废物筛分筛分效率处理能力筛分效率%1001mmE21mmm21mmm第三节固体废物的分选固体废物筛分影响筛分效率因素筛分物料性质粒度组成:易筛粒、难筛粒和阻碍粒含水率和含泥量：筛孔尺寸颗粒形状：球形、多角形、片状、柱状等筛分设备性能筛面种类(冲孔、编织及棒条)筛孔形状筛孔尺寸筛子运动状况筛子宽度和长度筛面倾角筛分操作条件连续、均匀给料给料量及时清理和维修筛面第三节固体废物的分选筛分设备类型3.振动筛1.固定筛2.滚筒筛格筛在粗碎前，棒条筛在粗碎和中碎前。摩擦角，30~350，50mm惯性振动筛和共振筛；600~3000r/min,0.5~1.5mm,8~400,固体废物筛分筛分设备类型及选择10~15r/min，3~50，临界速度45%颗粒大小、形状、尺寸分布、整体密度、含水率、粘结或缠绕的可能；筛分器的构造材料，筛孔尺寸，形状，筛孔所占筛面比例，转筒筛的转速、长与直径，振动筛的振动频率、长与宽；筛分效率与总体效果要求；运行特征如能耗、日常维护，运行难易、可靠性、噪声、非正常振动与堵塞的可能第三节固体废物的分选共同的工艺条件：具有密度差异的组分→运动介质→分散→沉降→分层→分离固体废物重力分选重力分选等降比：等降粒子中密度小的颗粒粒度与密度大的颗粒的比。分选介质：空气、水、重液、重悬浮液等2.重介质分选1.风力分选水平气流上升气流3.跳汰分选5.惯性分选弹道分选旋风分选4.摇床分选分选设备有哪些？有哪些结构特点？(cm/s)6)(0ccsdgV析离作用21e第三节固体废物的分选图3.8卧式风力分选机结构和工作原理示意图第三节固体废物的分选给料重质组分旋流器空气提取物轻质组分提取物给料风机旋流器重质组分轻质组分空气旋流器给料提取物空气重质组分轻质组分图3.9立式风力分选机工作原理示意图提取物给料重质组分空气旋流器轻质组分重质组分给料轻质组分空气（a）锯齿型风力分选机（c）回转式风力分选机重质组分空气轻质组分振动方向给料（b）振动式