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资源、环境与可持续发展主讲人：冯流北京化工大学化学工程学院环境工程系fengliu-buct@vip.sina.com13001990648四、废弃物的资源再循环1)人类文明及工业的飞速发展导致各种固体废弃物的以惊人的速度不断上升2)固体废弃物中含有大量可以回收利用和转换利用的资源。建立固体废弃物再资源化的循环系统，将降低环境污染，保持生态平衡，具有显著的经济、社会效益3)固体废弃物资源化再循环的途径和技术虽然很多，但归纳起来不外物质回收、物质转换和能量回收三个方面1、物质回收再循环1.1城市垃圾分选回收城市垃圾中含有大量可供回收利用的物质，包括废纸、废塑料、废玻璃、废电池、废旧金属等，可进行选择性回收利用分类收集（源地分类收集和集中式分类收集）和机械分选方法，把固体废弃物中的废塑料、废纸、废玻璃、废金属、废橡胶等各类可以直接回收利用的成分提取出来，经过适当加工处理投入物质循环过程，是世界各国普遍寻求的废弃物资源化方向该系统包括运输、破碎、筛分、重力分选、磁力分选、浮选等过程，可回收得到：轻质可燃物，主要有纸类、塑料、布料等有机物质；金属类，主要有废钢铁、铜、铝等；玻璃；其它无机物，主要为非金属类城市垃圾分选回收系统城市居民生活水平的提高和生活习惯的变化，使城市居民日用品的使用周期逐渐缩短，而且由于回收政策的变化，造成固体废弃物中的各类可回收物资的含量逐年增多应提倡在各类有用物质进入城市固体废弃物混合收集之前，使其得到直接回收利用或综合利用1.2工业废弃物的回收1.2.1废催化剂回收化学工业及炼油、石油化工的工艺流程中往往采用贵金属及其合金或它们的化合物作为催化剂以增加反应速度。使用一定时间以后，由于损耗、中毒、杂质的混入，催化剂活性降低而成为废品，它们或由于价高或稀有或有毒等原因，都需要加以回收利用工业固体废弃物中可再生利用的资源主要有金属、玻璃、塑料、纸类、纤维类。金属和纸类的再生利用技术已经成熟。例如，利用废玻璃制造马赛克的技术、纤维素粘化技术、废旧塑料的资源化等1.2.2蒸馏回收杂醇溶液中的甲醇四川维尼纶总厂在甲醇生产过程中，产生杂醇油538kg/h。采用连续蒸馏的方法回收甲醇，回收率达96.7%，甲醇含量达96%～98%，品质为国家等外级品2、物质转换再循环2.1废塑料生产建材废塑料是城市垃圾的重要组成部分之一，目前已开发出许多基于废塑料的新型建材产品，如塑料油膏；改性耐低温油毡；防水、防腐涂料；胶粘剂、各种板材、塑料砖、色漆等利用固体废弃物制备各种新形态的物质，是消除固体废弃物污染、使大量固体废弃物资源化的主要方法之一。其中，生产建筑材料和农肥最为常见2.2粉煤灰生产建筑材料目前技术成熟、利用量比较大的粉煤灰资源化途径是生产建筑材料，不少已形成规模化工业生产。产品包括烧结砖、蒸养砖、硅酸盐砌块、加气混凝土、粉煤灰陶粒等。另外，也可用作为水泥或砂浆的掺和料2.3城市垃圾堆肥堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有机物向稳定腐殖质转化的过程固体废弃物堆肥处理不仅减少了环境污染，同时其堆肥产品在广泛使用化肥的今天，又可作为一种土壤改良剂和肥料机械化堆肥生产，通常由预处理、一次发酵、二次发酵、后处理、脱臭及贮存等工序组成城市垃圾厌氧发酵处理的典型工艺流程3、能量转换再循环从许多固体废弃物处理过程中可以回收能量，包括热能、电能或燃料等。例如，通过有机废弃物的焚烧处理回收热量，进一步发电；利用垃圾厌氧消化产生沼气，作为能源向居民和企业供热或发电。另外，世界各国均十分重视燃料化技术的开发和利用。目前已研究出的技术包括热分解法、加氢催化分解法、接触热分解法等3.1好氧分解有机物产热有机物在好氧条件下，通过好氧微生物的作用，可以彻底分解，最终形成CO2和水，同时，释放大量的能量。国内外已开始研究利用这些能量的方法澳大利亚尝试用灌木制成堆肥，并用水回收热量。50吨堆肥可联产60℃热水（进水10℃）4L/min，并能维持6个月之久浙江农业大学试验利用玉米秆、番薯藤外加少量牛粪为原料，进行堆肥发酵，用水回收热量，历时63天，水温高达42.5℃，1kg有机质（干基）实际获得1013.4kJ热量3.2垃圾填埋气体的利用微生物分解填埋废弃物中的大部分有机物，可在10～40年内持续产生填埋气体固体废弃物在生物降解过程中产生的填埋气体主要由CH4和CO2组成，同时伴有少量N2、O2、各种碳氢化合物、水分和其它微量化合物收集系统由均匀分布于整个填埋场。再用风机将填埋气体输送出来3.3固体废弃物的焚烧供热发电技术典型的城市固体废弃物含再生燃料达65％。日本垃圾的平均热值达7576kJ/kg，西欧各国的城市垃圾热值大都为7116～10465kJ/kg。据估计1t城市垃圾可产生压力为1.471MPa的蒸汽1～2t，发电270kWh城市污水处理产生的污泥的发热量可达14651～16744kJ/kg，相当于优质煤发热量的60％～70％。将污泥脱水，辅助燃料，即可焚烧，回收的废热可以用于地区性采暖、供温室热水，亦可用于发电日本已有25个废弃物处理场装备了固体废弃物发电设备，我国已在深圳市垃圾发电厂取得了固体废弃物发电的经验，并将在珠海、广州、东莞、顺德等城市大力推广垃圾焚烧的废热有多种利用方式，大的焚烧炉可以用来发电，小的焚烧炉可以用来供热垃圾焚烧可能会产生有害气体，为防止二次污染、焚烧炉应安装排气净化装置3.4固体废弃物的热解技术固体废弃物热解造气是废弃物燃料化的方法之一。所谓热分解，就是在氧分压较低的条件下，将可燃性固体废弃物进行高温分解，分解为气体、油、煤炭、固形炭的形式。这样，废弃物中蕴含的热量就以气、油和炭的形式储留起来热解产物的组分与垃圾成分、热解温度和热解装置有关。类型分为移动床熔融炉方式、回转窑方式、流化床方式、多段炉方式、FlushPyrolysis方式新日铁系统是热解和熔融一体化的设备，垃圾在同一炉体内完成干燥、热解、燃烧和熔融过程，工艺流程示于图4-4-10。热解温度为300℃～1000℃。可回收得到热值约为6276kJ/m3～10460kJ/m3的可燃性气体和金属铁新日铁式垃圾热解熔融处理工艺流程处理能力500吨/年的KPY型废塑料油化装置系统及其工艺流程END思考题：1)什么是绿色产品？2)绿色技术的理论体系是什么？3)工业生态学的定义是什么？4)建立循环型工业生态系统的条件有哪些？5)什么是清洁生产?6)清洁生产包括的内容有哪些？7)实施清洁生产的途径和步骤。8)生命周期分析的定义?9)生命周期分析的基本结构。10)生命周期分析在环境管理中有何应用?11)资源再生利用的现实意义?12)固体废弃物资源化利用途径有哪些，请举例说明。