搜索
1本文标签:固体废物处理，石油大学，环境工程固体废物处理与处置教案教学单位：辽宁石油化工大学环境工程系授课班级：2003级环境工程专业本科学生《固体废物的处理与处置》（第二版）第一章绪论【掌握内容】1.基本概念：固体废物、清洁生产、有毒有害固体废物、易燃性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性物。2.固体废物的分类。3.固体废物对人类环境的危害。4.固体废物污染控制途径。5.有毒有害固体废物鉴别方法。【教学难点】有毒有害固体废物鉴别方法。【教学目标】1.掌握固体废物概况；2.了解有毒有害固体废物的鉴别第一章绪论第一节固体废物的来源与分类一、固体废物的定义凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废(residue)，生活活动中产生的固体废物则称为垃圾(refuse)。二、固体废物的分类1.工业固体废物2.矿业固体废物3.城市固体废物4.农业固体废物5.放射性固体废物6.有害固体废物第二节固体废物的污染及其控制一、固体废物对人类环境的危害固体废物固然有可资源化的一面，但其对人类环境的危害是严重的，且是多方面的，在某些领域甚至超过废水与废气。其危害可以归纳为如下几个万面：（一）占据大量土地由于大量固体废物的产生与积累，已有大片土地被堆占。随着时间的延续，固体废物的堆积量还将不断的增加。这对人口众多、可耕地面积较少的我国而言，将是极大威胁。（二）污染土壤与水体、危害人类键康固体废物是多种污染物的集合体，在大量露天堆置条件下，经长期降水的淋溶、地表径流的渗沥，其中各类污染物质随水流扩散至土壤、地下水与地表水源中，通过食物链与饮用水危害人体健康。并可导致土地盐碱化等危害。（三）污染大气、影响环境卫生固体废物在自然环境中堆置，可通过气象作用产生的飞尘微生物作用产生的恶臭、以及化学反应产生的有害气体等污染大气。此外，废物的堆置亦为蚊、蝇与寄生虫的滋生提供了有利的场所，有导致传染疾病的潜在威胁。总之，固体废物对人类环境的危害具有多样性、长期性与潜在性。2二、固体废物污染控制清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。清洁生产思考方法与前不同之处是在于：过去考虑对环境的影响时，把注意力集中在污染物产生之后如何处理，以减小对环境的危害，而清洁生产则是要求把污染物消除在它产生之前。控制“源头”、处理好“终态物”是固体废物污染控制的关键。固体废物污染控制需要从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要控制措施：1.改革生产工艺2.发展物质循环利用工艺3.进行综合利用4.进行无害化处理与处置三、有毒有害固体废物的鉴别（一）有毒有害固体废物的定义与性质定义：指具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性等一种及一种以上危害特征的废物。性质：易燃性、腐蚀性、化学反应性、浸出毒性、急性毒性、放射性与其他毒性和变异等。（二）有毒有害固体废物毒害性质的鉴别与标准1．易燃性的鉴别与标准（1）定义与鉴别方法：在常温下，经机械摩擦、吸湿或自发化学变化具有着火倾向，在加工过程会发热，或在点火时燃烧剧烈而持续，以致管理期间会引起危险的固体废物均属于易燃性固体废物。（2）鉴别标准：我国日前尚未制定易燃性固体废物的鉴别标准，可参阅国外有关标准。多数国家规定闪点低于60℃的废物均归于易燃性废物。闪点（FLASHPOINT）是油品安全性的指标。注：油品在特定的标准条件下加热至某一温度，令由其表面逸出的蒸气刚够与周围的空气形成一可燃性混合物，当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火，此时油品的温度即定义为其闪点。2．腐蚀性的鉴别与标准(1)定义与鉴别方法，腐蚀性固体废物通常是指那些对生物接触部位的细胞组织产生损害，或对装载之容器产生明显腐蚀作用的废物。(2)鉴别标准：中国人民共和国国家标准GB5085.1-1996《危险废物鉴别标准——腐蚀性鉴别》中制定的固体废物腐蚀性鉴别鉴别标准为PH≤2.0或PH12.5。美国还确定了对钢的腐蚀速率标准，以腐蚀速率每年6.35毫米为极限值。3．化学反应性的鉴别与标准(1)定义与鉴别方法：固体废物代表性样品有如下性质之一者均属有化学反应性的固体废物。在常温、常压下，无爆震引发即易发生剧烈的化学反应或爆炸反应；遇水形成潜在的爆炸性混合物；与水或稀酸、稀碱溶液混合即产生有毒气体(如硫化氢、氰化氢、砷化氢、乙炔等)、蒸汽与臭味；在强烈引发源或密闭条件下加热以及与水反应能发生爆炸反应。3(2)鉴别标准：由于该类有毒有害固体废物的复杂性与分折方法的多样性，目前国内外尚未制定此鉴别标准。4．浸出毒性的鉴别与标准（1）定义与鉴别方法：浸出毒性是固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。（2）鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.3-1996《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》5．急性毒性物的鉴别与标准（1）定义与鉴别方法：按照《危险废物急性毒性初筛实验方法》进行实验，对小白鼠（或大白鼠）经口灌胃，经过48小时，死亡超过半数者，则该废物是具有急性毒性的危险废物。(2)鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.2-1996《危险废物鉴别标准——急性毒性初筛》【课时安排】第三节固体废物处理处置方法第四节控制固体废物污染的技术政策(共2学时)【掌握内容】1.基本概念：固体废物处理、物理处理、化学处理、生物处理、热处理、固化处理、固体废物处置、无害化、减量化、资源化2.固体废物处理、处置方法分类3.固体废物污染的技术政策【教学难点】固体废物技术政策【教学目标】1.了解有关处理处置方法；2.了解控制固体废物污染的技术政策第三节固体废物处理处置方法一、固体废物处理方法固体废物处理（TreatmentofSolidWastes）：指通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程。1、物理处理：通过浓缩或相变化改变固废的结构，使之成为便于运输、储存、利用或处置的形态。具体方法有：压实、破碎、分选、增稠、吸附等。2、化学处理：利用化学方法破坏固废中的有害成分从而使其达到无害化。具体方法有：氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。3、生物处理：利用微生物分解固废中可降解的有机物从而使其达到无害化或综合利用。具体方法有：好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。4、热处理：通过高温破坏和改变固废组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。具体方法有：焚化、热解、焙烧、烧结等。5、固化处理：采用固化基材将废物固定或包裹起来以降低起对环境的危害，从而能较安全地运输和处置。其主要对象是危险性固体废物。二、固体废物处置方法固体废物处置（DisposalofSolidWastes）：主要解决固废的归属问题，是固废污染控制的末端环节，指最终处置（finaldisposal）或安全处置（securedisposal）。固体废物的一般处置方法有：1.土地耕作2.工程库或贮存池贮存3.土地填埋4.深井灌溉5.深海投弃46.海上焚烧第四节控制固体废物污染的技术政策我国于80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主。一、“无害化”固体废物“无害化”处理的基本任务是将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境（包括原生环境与次生环境）。二、“减量化”固体废物“减量化”的基本任务是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。这一任务的实现，须从两个方面着手，一是对固体废物进行处理利用，二是减少固体废物的产生。三、“资源化”固体废物“资源化”的基本任务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”是固体废物主要归宿。第二章固体废物压实和破碎【掌握内容】1.基本概念：压实、固体废物破碎、极限破碎、真实破碎比、低温破碎、湿式破碎、半湿式选择性破碎分选2.固体废物的机械强度和破碎方法3.破碎流程4.低温破碎的优点及处理对象5.湿式破碎的优点【教学难点】1.固体废物破碎流程2.低温破碎的原理【教学目标】1.掌握固体废物的压实处理技术2.掌握固体废物的破碎处理技术第二章固体废物的压实和破碎第一节固体废物的压实一、压实的含义与性质当对固体废物实施压实操作时，随压力强度的增加，空隙率减少，表现体积随之而减小，容重增加。因此，固体废物压实的实质，可以看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。二、固体废物压实机械1、水平压实器2、三项垂直压实器3、回转式压实器第二节破碎的基本理论一、固体废物破碎的意义固体废物破碎过程是减少其颗粒尺寸、使之质地均匀，从而可降低空隙率、增大容重的过程。据有关研究表明，经破碎后的城市垃圾比未经破碎时其容重增25~50%，且易于压实，同时还带来其他好处，如减少筹委、防止鼠类繁殖、破坏蚊、蝇滋生条件，减少火灾发生机会等。这一处理技术对大规模城市垃圾的运输、物料回收、最终处置以及对提高城市垃圾管理水平，无疑具有特殊意义。二、固体废物的机械强度和破碎方法（一）固体废物的机械强度固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度。（二）破碎方法破碎可分为机械能破碎（压碎、劈碎、折碎、磨碎、冲击破碎）和非机械能破碎。三、破碎比、破碎段、破碎流程（一）破碎比与破碎段5在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。用废物破碎前的最大粒度与破碎后最大粒度的比值来确定的破碎比称为极限破碎比。（根据最大块直径来选择破碎机给料口宽度）用废物破碎前的平均粒度与破碎后平均粒度的比值来确定破碎比称为真实破碎比。（二）破碎流程①单纯的破碎流程（a）：特点是简单、操作控制方便、占地少；对产品粒度要求不高时适用；②带预先筛分的破碎流程（b）：相对减少进入破碎机的总给料量，有利节能；③带检查筛分及兼有检查和预先筛分的破碎流程（c、d）：能获得全部符合粒度要求的产品四、固体废物破碎机械用于城市垃圾的破碎机械大体有三种类型：冲击磨切型、剪切粉碎性与挤压破碎型。（一）锤式破碎机（二）剪切破碎机（三）颚式破碎机第二节低温破碎与湿式破碎一、低温破碎（一）低温破碎原理低温破碎技术——是利用一些固体废物中所具有的各种材质在低温下的脆性温差，控制适宜温度，使不同材质变脆，然后进行破碎，最后进行分选。例如：聚氯乙烯（PVC）脆化点为-5～-20℃，聚乙烯（PE）的脆化点为-95～-135℃，聚丙烯（PP）的脆化点为0～-20℃，对于这三种材料的混合物进行分选和回收，只需控制适宜温度，就可以将其破碎，并进行分选。（二）低温破碎的优点1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离利用；2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资源的回收率和回收的材质的纯度都比较高；并且很容易分离出混在其中的非塑料物质；3、使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮，并且原料易得到；4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，能够获得碎块和高分散度的粉末。（三）低温破碎的处理对象常温破碎装置噪声大、振动强、产生粉尘多，过量消耗能量。低温破碎所需动力为常温破碎的1/4，噪声约降低7dB，振动减轻约1/4~1/5。但是液氮消耗量大，以塑料加橡胶复合制品为例，每吨需300kg液氮。当前低温破碎技术发展的关键是液氮的制备问题。这一技术需要耗用大量能源使空气液化，然后从液态空气中分离液氮。从经济上考虑，低温破碎处理只有在常温下难于破碎的合成材料（橡胶、塑料）为处理对象，才可取。二、湿式