固体废物处理与处置技术PPT.ppt

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1、1 绪论,主要内容,固体废物的概念、来源和分类,1.1,1.2,固体废物污染的现状,教学目标,1.掌握固体废物、危险固体废物、清洁生产、“3R”原则、“3C”原则、“3化”原则、全过程管理等概念 2.了解固体废物的分类 3.掌握固体废物的污染途径及污染控制策略 4.了解固体废物管理法规的发展 5.了解我国固体废物管理体系及管理制度,1.1 固体废物的概念、来源和分类,3.特性 时空性：时间性仅相对于目前的科学技术和经济条件而言，随着科技的发展，昨天的废物将成为明天的资源。空间性废物仅仅相对于某一过程或某一方面没有使用价值，某一过程的废物可能成为另一过程的原料。故称固废是放错地方的资源。 无主性

2、：被丢弃后，不再属于谁，故找不到具体负责者，尤其是城市固废； 分散性：散布在各处，需收集； 危害性：给人们的生产和生活带来不便，危害人体健康； 错位性：一个时空领域的废物在另一个时空领域是宝贵的资源。,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1.1 固体废物概念,4.固体废物的“四最” 最难得到处置 最具综合性的环境问题 最晚得到重视 最贴近的环境问题,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1.1 固体废物概念,1.1.2 来源,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1.2 来源,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1

3、.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1.2 来源,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.1 固体废物的概念、来源和分类,1.2 固体废物污染的现状,根据2010年中国环境状况公报，2010年我国工业固体废物产生量为24.09亿吨，同比增加18.10 。其中，危险废物产生量为1586.8万吨，比上年增加10.98 。 目前，全国约70的城市为垃圾所包围。垃圾堆存量已累计达60亿t

4、，占地约5亿m2。随着城市化进程的加快，到2020年我国城市化水平预计将达60，城市垃圾的排放总量也将达到一个新的更大值。,1.2.1 数量与日俱增,4,1.2 固体废物污染的现状,1.2.2 种类日益繁多，性质日趋复杂,废 物 种类繁多,电冰箱,保有量约1.1亿台,洗衣机,保有量约1.5亿台,电视机,保有量约2亿台,电脑,更新更快，更新期缩短到1-2年,1,2,3,4,1.3 固体废物对环境的危害,1.3 固体废物对环境的危害,固体废物是环境的污染源，除了直接污染外，还经常以水、大气和土壤为媒介污染环境。 大量堆放固体废物，浪费土地资源 固体废物的堆放，严重污染土壤 固体废物向江河湖海倾倒，

5、水污染令人堪忧 固体废物向大气飘散 影响市容环境卫生,1.3.2固体废物的危害,1.3 固体废物对环境的危害,1.3 固体废物对环境的危害,1.3 固体废物对环境的危害,1.3.3固体废物污染的特点,1.是污染的源头和终点 2.呆滞性大、扩散性小 3.危害发生的即时性、潜在性和迟缓性 4.危害作用的持久性与不可稀释性 5.污染的全方位性影响市容环境卫生,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,清洁生产的概念,联合国环境规划署与环境规划中心(UNEPIE/PAC) ：清洁生产是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险性。对生产过程而言，清洁生

6、产包括节约原材料和能源，淘汰有毒原材料并在全部排放物和废物离开生产过程以前减少它的数量和毒性；对产品而言，清洁生产策略旨在减少产品在整个生产周期过程（包括从原料提炼到产品的最终处置）中对人类和环境的影响。清洁生产不包括末端治理技术，如空气污染控制、废水处理、固体废弃物焚烧或填埋，清洁生产通过应用专门技术，改进工艺技术和改变管理态度来实现。,1.4.1基本对策,1.4 固体废物的污染控制,美国环保局的定义 污染预防和废物最小量化都是美国环保局提出的。废物最小量化是美国污染预防的初期表述，现一般已用污染预防一词所代替。美国对污染预防的定义为：“污染预防是在可能的最大限度内减少生产厂地所产生的废物量

7、力它包括通过源削减（源削减指：在进行再生利用、处理和处置以前，减少流入或释放到环境中的任何有害物质、污染物或污染成分的数量；减少与这些有害物质、污染物或组分相关的对公共健康与环境的危害）、提高能源效率、在生产中重复使用投入的原料以及降低水消耗量来合理利用资源人常用的两种源削减方法是改变产品和改进工艺（包括设备与技术更新、工艺与流程更新、产品的重组与设计更新、原材料的替代以及促进生产的科学管理、维护、培训或仓储控制）。污染预防不包括废物的厂外再生利用、废物处理、废物的浓缩或稀释以及减少其体积或有害性、毒性成分从一种环境介质转移到另一种环境介质中的活动。”,1.4.1基本对策,1.4 固体废物的污

8、染控制,中国21世纪议程的定义 清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。,1.4.1基本对策,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,固体废物的资源化,资源化就是采取管理或工艺等措施，从固体废物中提取有利用价值的物资和能源。 固体废物再资源化的途径很多： （1）提取多种金属 （2）生产建筑材料 （3）生产农肥 （4）回收能源 （5

9、）取代某种工业原料,固体废物的资源化,美国的建筑垃圾回收,固体废物的资源化,固体废物资源化的原则 ： 1.资源化的技术必须是可行的 2.资源化的经济效果比较好，有较强的个命力。 3.资源化所处理固体废物应该尽可能在排放源附近处理利用，以节省固体废物在存放运输等方向的投资。 4.资源化产品应当符合国家相应产品的质量标准，使具有与之竞争的能力。,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,1.固体废物管理体系 2.固体废物管理程序和内容 由于固体废弃物本身往往十污染物的“源头”，故需对其产生收集运输综合利用处理贮存处置，实行全过程管理，在每一环节都将其当作污染源进行严格的控制。 （1）

10、产生者 （2）容器 （3）贮存 （4）收集运输 （5）综合利用 （6）处理处置,1.4.2 管理体系,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,1.4 固体废物的污染控制,危险废物管理,固体废弃物管理方法 1.划定有害废弃物与非有害废弃物的种类和范围 （1）名录法 “名录法”是根据经验与实验，将有害废弃物的品名列成一览表，将非有害废弃物列成排除表，用以表明某种废弃物属于有害废弃物或非有害废弃物，再有国家管理部门以立法形式予以公布。 （2）鉴别法 “鉴别法”是在专门的立法中，对有害废弃物的特性及其鉴别分析方法以“标准”的形式予

11、以规制。,思考题,1. 解释：固体废物，固体废物处理，固体废物处置，危险废物，减量化，资源化，无害化，清洁生产。 2.根据中华人民共和国固体废物污染环境防治法的界定，如何区分固体废物、废水和废气？ 3.简述固体废物的种类和组成。 4.如何理解固体废物的二重性？固体废物的污染与水污染、大气污染、噪音污染的区别是什么？ 5.固体废物管理的目标及污染控制对策是什么？在整治固体废物方面，我们应该做哪些努力？,2 固体废物的预处理技术,主要内容,教学目标,【知识点】 1.了解常见的固体废物收集方法及其优缺点 2.掌握固体废物的收运系统 3.掌握压实、破碎、分选等预处理方法的处理目的、工艺方法 4.熟悉压

12、实、破碎、分选等预处理方法的常见设备及其应用范围 【技能点】 1.会初步对城市垃圾收集系统进行分析 2.会设计简单的垃圾收集路线 3.会根据固体废物的性质与处理目的选择合适的预处理方法与设备,2.1 固体废物的收集和运输,固体废物的收集和运输是固体废物处理过程中的第一环节，是连接发生源和处理处置设施的重要环节，在固体废物管理体系中占有非常重要的地位。此工作不仅能简化后续处理的程序，减少处理设备的耗损，如焚烧处理的焚烧炉寿命，还能同时完成资源回收工作。 但是，固体废物收集和运输工作的成本往往是整个处理工作成本中最高的，对于处理城市垃圾，占了60%80%左右，因此这些工作的管理优劣成为决定废物清理

13、成本高低的关键。因此，如何提高固体废物的收运效率，对于降低固体废物处理处置成本、提高综合利用效率、减少最终处置的废物量都具有重要意义。,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,移动容器系统（搬运方式）,2.1 固体废物的收集和运输,移动容器系统（交换方式）,2.1 固体废物的收集和运输,固定容器系统,2.1 固体废物的收集和运输,移动容器方式系统分析,2.1 固体废物

14、的收集和运输,固定容器方式系统分析,2.1 固体废物的收集和运输,设计垃圾收运路线的原则,尽可能使空载行程最短,2.1 固体废物的收集和运输,收运路线设计步骤,2.1 固体废物的收集和运输,在地图上标出收集点；绘制工作平面图，并注明垃圾桶的数量（或垃圾产生量），收集频率（每周收集的次数); 按收集频率列表； 根据收集频率设计每天的收集线路； 计算每条线路的距离并进行调整，使之相等或相近。,2.1 固体废物的收集和运输,典型的工作使用平面图 F/N数字终F表示收集频率，N表示垃圾桶数目,2.1 固体废物的收集和运输,2.1 固体废物的收集和运输,工作运筹表,2.1 固体废物的收集和运输,城市垃圾

15、的转运,2.1 固体废物的收集和运输,无压缩直接倾卸转运方式,有压缩直接倾卸转运方式,直接倾卸式,2.1 固体废物的收集和运输,贮存待装式,2.1 固体废物的收集和运输,组合式,2.1 固体废物的收集和运输,2.2 固体废物的压实,收集来的固体废物大多数处于自然堆放的蓬松集合体状态、形状和大小各异，造成体积过大使后续处理不经济，因此，为了提高处理效率，必须对固使其减量化。体废物进行压实预处理,2.2 固体废物的压实,压实处理：通过消耗压力能来增加废物的密实性和废物容重，减少废物体积的过程。（属于废物减量化处理技术） 目的意义：减少固体废物的体积；增加其密实性，以便于运输和处置，减少运输量及处置

16、场体积，降低固废运输和处理处置费用（成本），提高固体废物管理效益。,2.2 固体废物的压实,2.2 固体废物的压实,金属类废物压实器,2.2 固体废物的压实,生活垃圾压实器,2.2 固体废物的压实,压面压力,循环时间,体积排率,压实器与容器匹配,压实器的选择,装载面的尺寸,压面的行程,2.2 固体废物的压实,压实工艺流程,2.2 固体废物的压实,2.2 固体废物的压实,2.3 固体废物的破碎,定义：通过外力的作用，破坏物体内部凝聚力和分子间的作用力（内力）而使物体结构受损，构造破裂，变碎变细的过程。 目的意义： 使固体废物的容积减小，便于运输和贮存。 为固体废物的分选提供适合的粒度，以便有效地

17、回收固体废物中的有用成分。 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。 防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。 为固体废物的下一步加工作准备，例如煤研石的制砖、制水泥等，都要求把煤矸石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便进一步加工制备使用。 用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，可以加快覆土还原。,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,颚式破碎机,适用于破碎坚硬和中硬、腐蚀性强的废物，既可用于粗碎，又可用于中细碎。 类型：简单摆动型

18、和复杂摆动型,锤式破碎机,2.3 固体废物的破碎,冲击式破碎机,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,剪切式破碎机,辊式破碎机,2.3 固体废物的破碎,2.3 固体废物的破碎,湿式破碎,2.3 固体废物的破碎,半湿式破碎,2.4 固体废物的分选,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,手工,人 卫生条件差， 但识别能力强,2.4 固体废物的分选,2.4 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:

19、 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,2.4 固体废物的分选,固体 废物筛分,筛分设备类型及选择,1015r/min， 350，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

20、常振动与堵塞的可能,2.4 固体废物的分选,2.4 固体废物的分选,风力分选,2.4 固体废物的分选,2.4 固体废物的分选,2.4 固体废物的分选,重介质分选,2.4 固体废物的分选,2.4 固体废物的分选,2.4 固体废物的分选,筒式磁选机,2.4 固体废物的分选,静电分选,2.4 固体废物的分选,浮选,定义：是在固废和水调制成的浆料中加入浮选药剂，并通入空气，形成无数细小气泡，使欲选颗粒（组分）粘附在气泡上，随气泡浮于浆料表面成为泡沫层，并通过刮板将其刮出泡沫层回收。不浮的颗粒留在浆料中待后续处理。 浮选药剂：按功能和作用分为三种： 捕收剂：选择性吸附在欲选物质的颗粒表面上，是其疏水性增

21、强，提高可浮性并牢固地黏附在气泡上。 起泡剂：一种表面活性物质，作用与气-水表面上使其界面张力降低，促使空气在浆料中弥散形成小气泡并防止气泡兼并并以增大分选界面，提高气泡与颗粒的黏附和上附过程中的稳定性。 调整剂：调整其他药剂（如捕收剂）与颗粒表面之间的作用，以及浆料性质，以提高浮选过程的选择性,2.4 固体废物的分选,2.4 固体废物的分选,光分选,2.4 固体废物的分选,适合于我国南方气候潮湿地区的垃圾分选处理系统,2.4 固体废物的分选,适合于我国北方气候干燥地区的垃圾分选处理系统,思考题,1.垃圾的收集主要有哪些方式？您所在的城市采用哪些方式收集垃圾？ 2.容器收集垃圾的方式有何优缺点

22、？如何确定每个收集点的容器数量？ 3.确定城市生活垃圾收集线路时主要应考虑哪些因素？试在你们学校的地图上设计一条高效率的废物收集路线。 4.中转站设计时应考虑哪些因素？中转站选址时应注意哪些事项？ 5.详述压实的目的、原理及压实设备。 6.概述固体废物破碎的意义、方法。 7.如何根据固体废物的性质选择合适的破碎方法？ 8.常见的机械分选方法有哪些？ 9.简述各种重力分选设备的原理和适用场合。 10.浮选药剂有哪些？在浮选过程中的作用是什么？ 11.根据城市垃圾和工业固体废物中各组分性质，如何组合分选回收工艺系统？,3 固体废物的资源化技术,主要内容,教学目标,1.掌握生物处理技术的原理、特点、

23、工艺及应用范围 2.掌握热处理技术的原理、特点、工艺、设备及应用范围 3.掌握固化/稳定化处理效果评价指标、常用固化/稳定化方法的特点及应用范围 4.能根据固体废物的性质、特点与处理目的选择适当的资源化处理技术方法 5.掌握影响处理效果的工艺参数和评价指标,3.1 固体废物化学处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处

24、理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.2 固体废物的生物处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,定 义：热化学处理简称为热处理，主要通过 以升高温度来改变废物的物理化学和生物特性，以达到无害化、减量化和资源化的目的。 处理对象：热处理技术适用于处理所有物态的废物，尤其以固体和液态有机废物为主。在被处理的废物种类方面，热处理主要用于城市生活垃圾、有机污泥和危险废物。 处理方法：焚烧、热解、催化燃烧、湿式氧化、蒸发提馏等,3.3 固体

25、废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物焚烧处理,定 义：焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为900左右，炉心最高温度可达1100），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。 目的意义：最大限度地减容和彻底的消毒使废物变成无害 并回收到用废物焚烧产生的热量（能）。,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技

26、术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物焚烧处理,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物焚烧处理,互动关系：燃烧过程诸因素之间存在相互影响，互相制约关系，在实际运行操作过程中需要综合平衡、合理计算与控制。,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物焚烧处理,流化床锅炉,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物焚烧处理,鼓式旋转型污泥焚化专用炉,焚烧炉的选评,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物焚烧处理,3.3 固体废物

27、的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,3.3 固体废物的热处理技术,热解和焚烧的区别,3.3 固体废物的热处理技术,固体废物的热解处理,3.4 固体废物的固化处理,根据固化基材及固化过程，目前常用的固化技术有：水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融固化（玻璃固化）和陶瓷固化。 实践表明：自胶结更适用于处理无机废物，尤其是含阳离子废物；而无机基材包封（容）法则更适用于有机废物或无机阴离子废物处理。,3.4 固体废物

28、的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,3.4 固体废物的固化处理,思考题,1.简述固体废物堆肥化的定义，并分析固体废物堆肥化的意义和作用。 2.分析好氧堆肥的基本原理，好氧堆肥化的微生物生化过程是什么？ 3.简述好氧堆肥的基本工艺过程，探讨影响固体废物堆肥化的主要因素。 4.如何评价堆肥的腐熟程度？ 5.分析厌氧发酵的三阶段理论和两阶段理论的异同点。 6.影响厌氧发酵的因

29、素有哪些？在进行厌氧发酵工艺设计时应考虑哪些问题？ 7.厌氧发酵装置有哪些类型？试比较它们的优缺点。 8.用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥实验。实验结果：每1000kg堆料在完成堆肥化后仅剩下200kg，测定产品成分为C11H14NO4，试求每1000kg物料的化学计算理论需氧量。 9.废物混合最适宜的C/N比计算：树叶的C/N比为50,与来自污水处理厂的活性污泥混合，活性污泥的C/N比为6.3。分别计算各组分的比例使混合C/N比达到25。假定条件如下：污泥含水率=75%，树叶含水率=50% , 污泥含氮率=5.6%，树叶含氮率=0.7% 。,思考题,10.影

30、响固体废物焚烧处理的主要因素有哪些？这些因素对固体废物焚烧处理有何重要影响？为什么？ 11.在进行生活垃圾焚烧处理过程中，对空气进行预热有何实际意义？预热空气的温度对焚烧处理过程的技术经济性有什么影响？ 12.在垃圾焚烧处理过程中，如何控制二噁英类物质对大气环境的污染？ 13.目前，固体废物焚烧炉有哪些主要炉型？它们各有何特点？ 14.何谓固体废物的热解？ 15.热解与焚烧的区别是什么？ 16.固体废物热解的特点有哪些？ 17.固体废物的热解工艺是如何分类的？ 18.城市生活垃圾的热解工艺主要有哪些类型？ 19.与普通生活垃圾相比，废塑料热解的产物有什么不同？常用热解工艺有哪些？ 20.对固体

31、废物有哪些焙烧方法？焙烧在固体废物处理与处置中的作用是什么？,4 固体废物的资源化回收利用,主要内容,教学目标,1.了解城市垃圾的特点、危害，掌握各种不同的城市垃圾的资源化处理的方法 2.了解我国污泥的产生及现状、掌握污泥的资源化利用方法 3.掌握废塑料、废橡胶、废纸的资源化利用技术和有机固体废物的生物处理 4.掌握电子废物的回收与综合利用方法,在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物，称为城市生活垃圾或城市固体废弃物。 一.生活垃圾基本概况1.产生量：我国0.85kg/人天2.成分：金属含量低、有机物含量高，容重小。3.特点：种类繁多4.危害：感官性,4.1 城市

32、垃圾的资源化处理,4.1.1 城市垃圾组成,4.1 城市垃圾的资源化处理,二.处理技术1.非生物处理技术 分选：然后焚烧； 焚烧：产热可以利用，灰渣填埋处理； 热解：转换成游泳物质； 直接进行土地利用，但需要符合一定要求，以城镇垃圾农用控制标准为例：,4.1 城市垃圾的资源化处理,水分25-35%；PH 0.5-8.5；总K（以K2O计） 1.0%；总P（以 P2O5计）0.3%；总N0.5%；有机碳10%；总Pb95%；大肠杆菌10-1-10-2。,4.1 城市垃圾的资源化处理,2.生物处理技术堆肥 厌氧发酵 蚯蚓处理:达到废物零排放,还可用于处理污泥蚓类是有机腐殖酸类肥料,含有激素,可以农

33、用；而且蚯蚓蛋白质含量高，可提取蚓体蛋白。处理过程：大型填埋场用回收聚乙烯做成大垃圾桶，内有四层。第一层产生液体肥料，以下三层放生活垃圾，蚯蚓放在最上层生活垃圾中。,4.1 城市垃圾的资源化处理,蚯蚓生长条件： a.通风并设网格防止外逃；b.蚯蚓喜潮湿，蚓床含水率一般在60-80%；c.喂料要求生活垃圾放在表层7-10cm；d.最适温度为200C；e.一般自然物均可作为食物。 6000种蚯蚓中只有两种可以吃垃圾：黑蚯蚓和爱胜蚯蚓。,4.1 城市垃圾的资源化处理,4.1 城市垃圾的资源化处理,4.1 城市垃圾的资源化处理,4.1 城市垃圾的资源化处理,废 纸 种 类,4.1 城市垃圾的资源化处理

34、,废纸种类 及利用,4.1 城市垃圾的资源化处理,废纤维物的种类,4.1 城市垃圾的资源化处理,4.1 城市垃圾的资源化处理,4.2 城市污泥的综合利用,我国污泥产生情况及现状,污泥产量： 每吨污水的湿污泥产量约1.52.0 ，2010年，我国污泥污泥产量将超过2000万吨 污泥特点： 含水率高，有机物含量高，含有病原菌和重金属，有臭味等 处理现状： 现有污水处理中有污泥稳定化处置设施的还不到1/4，处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10；处于严重滞后状态；大量污泥堆存，对环境和安全造成很大隐患,4.2 城市污泥的综合利用,4.2.1 污泥的分类与性质,这里的污泥主要是指水处理过程中产生的

35、污泥，根据来源及水处理方法的不同,可以分为三大类，并可进一步分类 初沉污泥 生活污水污泥 沉淀污泥 混凝沉淀 沉淀污泥 腐殖污泥 污泥 工业废水污泥 生物处理污泥 剩余活性污泥 给水污泥,4.2 城市污泥的综合利用,污泥的性质指标,1.含水率和固体含量 含水率：污泥中水分含量与污泥总质量之比。固体含量：污泥中固体物质的含量与污泥总质量之比。2.浓缩、脱水和干化的区别浓缩：含大量水的污泥，通过沉淀、压密或其它方法降到某一程度的过程。脱水：如果去除水分达到一捏就紧的程度的过程。干化：含水率降低到20成干固体（粉末）状态。,4.2 城市污泥的综合利用,（1）处理目的,减容：水处理过程中产生的污泥含水

36、率一般在98以上，对进一步处理、运输及利用都带来困难。 卫生化和稳定化： 污泥中一般含有有机物，细菌和病原体，有毒有害物质，不经处理将对环境带来二次污染； 回收和利用：污泥中含有许多有益组分，可以回收利用： a.用作建筑材料 b.农肥 c.生产沼气（有机污泥）,4.2 城市污泥的综合利用,（2）最终处置方法,弃置： 适用于化学性质和生物性质较稳定的污泥 填埋： 适用于有机污泥，降解过程中产生恶臭 海上弃置： 同 地下深埋： 量少，有二次污染（溶出、产生气体、易着火） 固化弃置： 含大量有害物质 焚烧：适用于有机污泥，可减容，灭菌消毒,4.2 城市污泥的综合利用,（3）最终处置前的处理方法,方法

37、： 浓缩、消化、脱水、干燥、焚烧、固化 工艺系统：主要四类 a.重力浓缩机械脱水处置脱水滤饼 b.重力浓缩机械脱水焚烧处置灰分 c.重力浓缩消化机械脱水处置滤饼 d.重力浓缩消化机械脱水焚烧处置灰分,4.2 城市污泥的综合利用,4.2.2 污泥的处理及综合利用,污泥中的水分及脱水的难易顺序 按水分在污泥中的存在形式可分为四种（见图5-1） 间隙水：颗粒间中的水，约占70%左右； 毛细管结合水：颗粒间隙形成的毛细管中的水，约占20%左右； 表面吸附水：颗粒表面的水，约占7%左右； 内部水：颗粒内部或微生物细胞内的水，约占3%左右。 脱水时由难易，依次为： 内部水表面吸附水楔形毛细管结合水裂纹毛细

38、管结合水间隙水,4.2 城市污泥的综合利用,图 污泥水分的存在形式,4.2 城市污泥的综合利用,污泥卫生填埋资源化,4.2 城市污泥的综合利用,上海典型污水厂污泥性质,4.2 城市污泥的综合利用,污泥物理和力学性质研究 力学性质,渗透性能 污泥在50100kPa下渗透系数为1.2110-7cm/s2.0710-8 cm/s 渗透性能极低，几乎不透水。,无侧限抗压强度,不同含水率污泥的无侧限抗压强度,新鲜脱水污泥抗压强度小于10kPa,含水率65时污泥抗压强度大于50kPa,4.2 城市污泥的综合利用,4.2 城市污泥的综合利用,污泥的持水性,污泥风干过程含水率变化,污泥晾干过程含水率变化,污泥

39、具有很强的持水性，泥饼含水率降低到65的过程较慢，当65，污泥越过胶粘状态，含水率下降非常快,4.2 城市污泥的综合利用,污泥的臭度,新鲜化学污泥具有强烈的臭味，属于六级臭气强度法中的5级,污泥含水率降低到60左右时，臭度为3级，臭气强度明显减弱，已降到了作业人员可以接受的程度,4.2 城市污泥的综合利用,污泥固化预处理,污泥无害化、资源化、减量化核心：脱水 增加承压 快速固化 降低臭度 提高热值 减容减量 节能减排 节约成本 持续利用,4.2 城市污泥的综合利用,传统污泥固化技术,水泥固化 增加承压，但增容增量，加入量大，不可持续利用，成本高 石灰固化 增加承压，但增容增量，加入量大，不可持

40、续利用，成本高 粉煤灰改性法 增加承压，成本低，但增容增量，加入量大 矿化垃圾（陈化垃圾）改性法 增加承压，成本低，但增容增量，加入量大 热塑型固化法 成本极高，无工业化应用 聚合型固化法 成本极高，无工业化应用,4.2 城市污泥的综合利用,镁系胶凝固化剂（M1固化剂）：镁盐，氧化剂、磷酸盐，二元醇等 （1）固化时间短：可以在短期内（48h）使污泥凝固，达到填埋要求 （2）投加量较少：污泥量的58 （3）减容减量大：各降低25% （4）绿色无污染：固化后不改变pH值，不引入新污染物，无毒无害 （5）可持续利用：稳定后的污泥可作为植物营养土 （6）简单易操作：固化混合设备故障率低，自动化程度高

41、（7）单位成本低：为传统固化剂的50-60 （8）热值提高大：低位热值100 kcal/kg 1570 kcal/kg （9）除臭效果佳：6级 3级 （10）节能减排好：节能80以上，重金属稳定95以上 （11）承压强度大：含水率25 kN/m2,研发的新型污泥固化剂,4.2 城市污泥的综合利用,污泥生物反应器填埋工艺：污泥固化填埋稳定化后开挖土地再填埋利用 实现填埋场循环利用的污泥填埋工艺,4.2 城市污泥的综合利用,固化工艺流程,4.2 城市污泥的综合利用,4.2 城市污泥的综合利用,固化效果比较,固化养护时间,4.2 城市污泥的综合利用,实际工程效果,投加量5,投加量8,投加量12,养护

42、2d后， 固化体抗 压强度和 含水率均 可达到污 泥填埋标 准！,含水率 80,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥的SEM图,晶体形态主要为针状，长柱状，并且彼此相互交叉连结成网状结构，缩短了固化时间， 机械强度高,4.2 城市污泥的综合利用,颜色 污泥固化后已经失去了污泥原有的颜色，由黑色变成土黄色，与土壤的颜色类似，属于粉土,4.2 城市污泥的综合利用,含水率 有机质含量（%）,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥作为绿化土的指标测试,重金属及难降解有机物含量,上表是固化3、2、1个月和新鲜固化污泥中重金属含量平均值，由表可知，除了Zn，各种金属的含量均达到了土壤环境质量标准（GB156

43、18-1995）中的类土壤的标准，在施用过程中需要注意Zn造成环境污染，需要采取必要的措施进行固定。,4.2 城市污泥的综合利用,重金属淋溶结果 以固化污泥 为基质的土柱系列淋溶液中各种金属元素的平均浓度与地下水质量标准比较基本相同。 Cd、Cr、Co 全部符合地下水质量和类标准， As、Cu、Zn 符合地下水质量类标准，基本无污染地下水的风险。 Fe ，Pb ，Mn符合，类标准，这三种元素超过地下水质量标准，如施用不当会对地下水造成Fe、Pb、Mn污染,4.2 城市污泥的综合利用,污泥的营养学性质（g/kg）,可以看出，N、P、K的含量均较高，可以满足植物生长的需要,4.2 城市污泥的综合利

44、用,水力学性质 持水性和给水性是种植介质质量好坏的重要参数。给水度和持水度反映了多孔介质滞纳和排水的能力，持水度高，有利于植物对水分的吸收，这对绿化植物的种植有利。孔隙度适中，可以满足绿化植物种植时氧气的供给,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥浸出液实验,使用M1固化剂固化处理后的污泥浸出毒性均低于危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别中要求的标准,4.2 城市污泥的综合利用,第一污水处理厂污泥固化后6天特性（干重）,固化养护后，有害病菌大幅度被杀灭,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥稳定化与资源化所需时间,固化污泥填埋3个月后陈化污泥，与泥土混合后用于种植黑麦草，成长良好 固化污泥填埋1.41.

45、5年后，阳春大白菜种子发芽指数80%以上，此时的陈化污泥可单独用作营养土 固化污泥填埋1.52.0年后，BDM下降到4.76，此时的陈化污泥可用作回填土,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥作为营养土促进植物生长,污泥制回填土,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥资源化,绿化用土,回填用土,4.2 城市污泥的综合利用,固化污泥作为回填土指标测试,土力学性质 污泥固化后，抗压强度、抗剪强度均增大，压缩性降低，表明固化污泥可以满足一定强度路面要求，可以作为回填土或筑路土使用,4.2 城市污泥的综合利用,稳定化固化污泥的土力学性质,固化污泥填埋1.52.0年后，BDM下降到4.76，满足回填土小于5

46、%的要求，性质接近于泥土，强度高于泥土，可以代替泥土作为回填土使用,4.2 城市污泥的综合利用,循环卫生填埋资源化,镁系污泥固化预处理卫生填埋0.3-2年陈化污泥开采利用填埋场再利用的循环卫生填埋（生物反应器填埋）是可行的，应在长沙污泥处理无害化资源化得到应用,4.2 城市污泥的综合利用,污泥固化脱水制煤,4.2 城市污泥的综合利用,污泥的热值,污泥的干基热值范围为3571.4kJ/kg 4285.7 kcal/kg，但实际污水处理厂脱水污泥的含水率为75 %85 %，这些水分在污泥焚烧过程中转变为蒸汽，并以气化潜热的形式带走部分能量。根据1个标准大气压下水的气化潜热（598.1 kcal/k

47、g），可以确定污泥水分蒸发带走的能量（下图）。,对于干基低位热值为2381 kcal/kg 的污泥，水分含量达到79.9%时， 其热值将全部用于污泥所含水分的 蒸发，也即能量100 %损失,4.2 城市污泥的综合利用,示范工程-无锡金园（泾林）,日处理40t污泥(含水率80%），泥饼含水率不高于40% （软质板框压滤机）,4.2 城市污泥的综合利用,调理剂应用工程广州增城污水厂,日处理500t污泥(含水率98%） 泥饼含水率低于50%（改进型传统板框压滤机）,4.2 城市污泥的综合利用,4.2 城市污泥的综合利用,成型煤及燃烧情况,燃烧灰分,4.2 城市污泥的综合利用,燃烧烟气测试,污泥煤燃烧

48、灰渣的再利用,原生污泥含水率81.5%，固化污泥的含水率为35.2%，污泥人造煤燃烧后的灰渣含水率1.24%，将污泥与固化污泥或灰渣按照一定比例混合后养护,固化污泥作为固化剂,燃烧灰渣作为固化剂,固化污泥或燃烧灰渣可作为固化剂进行二次固化,4.2 城市污泥的综合利用,一、废塑料的种类与来源,1.废塑料基本分类 热塑性塑料是指在特定温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯（Polyethylene, PE）、聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride, PVC）、聚丙烯（Polypropylene, PP）、聚苯丙烯（Polystyrene, PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等。此类塑料是回收利用的重点。,4.3 有机固体废物的资源化利用,4.3.1 废塑料的处理与利用,热固性塑料是指受热时发生化学变化使线形分子结构的树脂转变为三维网状结构的高分子化合物，再次受热时就不再具有可塑性的塑料。此类塑料不能通过热塑而再生利用，如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。此类塑料一般通过粉碎、研磨为细粉，以15%30%的比例，作为填充料掺加到新树脂中而再生利用。,4.3 有机固体废物的资源化利用,4.3.1 废塑料的处理与利用,2.通用热塑性树脂分类 1）