固体废物处理处置知识点.pdf
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1、第一章第一章固废定义:固废定义:固体废物:是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。危害危害1.侵占土地,粮食减产 2.塑料袋难降解,破坏土壤结构 3.占河道 4.传染病 5.进入水体,毒害鱼类 6.重金属向地下水渗透 7.CH4 爆炸固废处理的等级固废处理的等级1.1.减量化减量化 Reduction:减包装,降低毒性,耐用2.2.资源资源化化(不改变物性)recycling(1)分离和收集(2)准备再利用,再处理和再制造(3)再利用,再处理和再制造 3
2、.3.转化转化 transformation 废物的物理、化学和生物方法使性质改变:(1)提高效率(2)回收可重复使用的材料、玻璃(3)回收转化产物、堆肥4.4.处置处置(填埋)disposal 材料:(1)不可回收(2)没有进一步的用途。(3)剩余物质伴随另一个过程,燃烧后遗留的灰烬消费习惯对固废的影响消费习惯对固废的影响Consumption trends continue to add toenvironmental degradation and worsening ofpeoples lives in parts of the planet.固废物来源与类型及城市固体废弃物的来源与类
3、型固废物来源与类型及城市固体废弃物的来源与类型1.MSW(城市固体废物):Residential,Commercial,Institutional,Construction&Demolition,Municipal service,Treatment plant&incinerator2.Industrial waste 3.Agricultural waste物理性质:物理性质:1.1.密度密度(Specific Weight)2.2.含水率含水率(Moisture Content)M=(W-D)/W 用于焚烧(干垃圾)、堆肥(含水率高一些)3.3.粒径与分布粒径与分布(Particle s
4、ize and distribute)用于回收,堆肥预处理4.4.田间含水率田间含水率(Field Capacity)饱和含水率 压实的田间含水率高:用于填埋场(压实、FC 约 50%)5.5.渗透率、导水率渗透率、导水率(Dermeability):用于填场化学性质:化学性质:1.1.组分分析(组分分析(Proximate Analysis):A.含水率 B.挥发性可燃物(VCM)C.固定碳 D.(灰分)无机物(焚烧 BC 高)2.2.熔点(熔点(Fusing point of ash):灰通过熔融和凝聚形成固体(熟料)的温度3.3.元素分析物元素分析物(Ultimate Analysis)
5、:C、H、O、N、S 和灰分百分比的测定。4.4.热值热值(Energy Content of SW Components):热值(发热值)为表示废物燃烧时所放出的热量,用以考虑计算焚烧炉的能量平衡及估算辅助燃料所需量。垃圾的热值与含水率及有机物含量、成分等关系密切,通常有机物含量越高,热值越高,含水率越高,则热值越低。5.5.必要营养素必要营养素(Essential Nutrients):堆肥中潜在的关键元素 C/N,C/PPhysical,Chemical and BiologicalPhysical,Chemical and BiologicalTransformationsTransf
6、ormations 物理、化学和生物处理方法物理、化学和生物处理方法A.A.物理方法物理方法:组分分类(分选);机械的减少体积(压实);机械减少尺寸(破碎)B.B.化学处理方法化学处理方法:焚烧(有氧);热解;汽化C.C.生物处理方法生物处理方法:好氧需氧堆肥,生物降解;厌氧消化产生甲烷生物性质生物性质 Biological Properties of MSWBiological Properties of MSW1 1、生物降解性、生物降解性(Biodegradability)VS 可挥发性固体lignin 木质素【VS:有机物成分中的可降解有机物;生物的可降解性可用 VS 进行计算,也可通
7、过木质素的含量来确定;此指标与堆肥处理有关,可降解有机物量越高,越适合堆肥处理】2 2、臭味、臭味(Odors)厌氧分解:在堆肥中局部会产生厌氧状态易生成臭味物质,如硫化氢第二章第二章1.Measures and Methods Used to AssessMeasures and Methods Used to AssessQuantitiesQuantities(获得固体废物量的方式和方法)(获得固体废物量的方式和方法)Load-count analysis(载重计数法)Weight-Volume analysis(重量体积分析法)Material Balance(Material Bal
8、ance(物料平衡法物料平衡法)Accumulation=inflow-outflow+generation:累积=流入-流出+生成dMMinMoutrwdt注:在此方程中,始终将rw 写为正,并根据最终分析的要求进行负替换。Factor that Effect Generation RatesFactor that Effect Generation Rates(影响产生(影响产生量的因素)量的因素)1.源头减少和回收活动 2.公众态度和立法 3.地理和物理因素Waste handling and separation at the sourceWaste handling and sepa
9、ration at the source(废(废物在源头的处理和分离)物在源头的处理和分离)处理是指在将 MSW 放入集合容器之前与之关联的活动。还可以包括处理集合容器到集合点和从集合点的操作?回收资源是回收铝罐、报纸、塑料汽水和奶瓶最有效的方法之一。Type of Collection SystemsType of Collection Systems(收集系统的类型)(收集系统的类型)1 1HCSHCS 传统模式传统模式 conventionalconventional垃圾收集点,拾收满的垃圾桶,到达处置点倒空,再返回第一个垃圾收集点,将空桶放下,开车至第二个收集点,重复上述工作,从最后一
10、个收集点放下放下空桶,最终回到调度站来结束工作路线2.HCS2.HCS交换模式交换模式 exchangeexchange垃圾车带着空桶从调度站出发,到达第一个,将空桶放下,拾取 1 处垃圾桶,到达处置点倒空,开车到2 处重复,最终带空桶返回调度站。结束3.SCS3.SCS(固定容器系统)(固定容器系统)垃圾车从调度站出发之 1,将所有垃圾桶垃圾倒到车场,再去 2,重复,车满后取处置点将车上垃圾清空,再去下一个垃圾收集点。Collection RoutesCollection Routes(收集路线)(收集路线)1.地图(位置、收集频率、垃圾收集点编号、数量)2.作统计分析表 3.初步设计路线
11、4.评估 初步路线检验是否平衡,尝试Vacuum Type Refuse Collecting and TransportingVacuum Type Refuse Collecting and TransportingSystemSystem 真空收集运输真空收集运输1.提升工作条件 2.减少收集费用 3.用户满意度提升4.街景美观 5.维修费用低Need for Transfer OperationsNeed for Transfer Operations(在什么情况下需要(在什么情况下需要垃圾转运站)垃圾转运站):1.填埋场远 2.收集车小于 20yd33.人口密度小 4.垃圾桶较小Ty
12、pes of Transfer StationsTypes of Transfer Stations(垃圾转运站类型)(垃圾转运站类型):1.直接转运 Direct-Load:小车换大车/先压实,捆扎进大车,不碰地 2.储蓄转运 Storage-Load:先倒地上 3.联合转运 Combined Direct-Load andDischarge LoadTransport Means and MethodsTransport Means and Methods(垃圾运输的方式方(垃圾运输的方式方法)法)1.公路 2.铁路 3.水路 4.气体、液体管路输送。Transfer Station De
13、sign RequirementTransfer Station Design Requirement(转运站设计(转运站设计要求)要求)废物将仅仅从一辆卡车运到另一辆卡车,将回收、堆肥、转用等废物回收作业纳入设计。Capacity-卸货车辆的轮候时间术语定义术语定义1.1.)PickupPickup 拾取时间Phcs(常规)花费的时间:1 存放空集装箱后开车到下一个地点 2 提取装载的集装箱 3 存放空容器Phcs(交换/交换)-不常见-花费的时间:1 提取装载的集装箱 2 重新存放空容器Pscs-花费的时间:1 从第一个集装箱到最后一个集装箱的机械或手动装载。2)Haul2)Haul(H)
14、运输时间:可以是单程或往返HCS:h=到达处置场并返回集装箱位置的时间(不包括在处置场花费的时间)Scs:H=路线上最后一个集装箱清空后到达处置场的时间加上下一路线上第一个集装箱到达的时间3 3)ATSiteATSite(s):在卸载系统的现场(填埋场、MRF、转运站)所花费的时间,包括等待时间。4.4.)OFFRouteOFFRoute(W)范围:10%-25%通常:15%运输集装箱系统分析运输集装箱系统分析方程方程 1.Thcs=(Phcs+s+h)Thcs=运输集装箱系统每次行程的时间,h/行程;Phcs=运输集装箱系统每次行程的取货时间,h/行程;S=每次行程的现场时间,h/行程;h=
15、每次运输时间,h/次2.h=a+bxh=总运输时间,h/行程;a=经验牵引时间常数,h/行程;b=经验牵引时间常数,h/mi;x=平均往返运距,mi/次3.Phcs=pc+uc+dbcpc=提取装载集装箱所需的时间,h/行程;uc=卸载空容器所需的时间,h/行程;dbc=在集装箱位置之间行驶所需的时间,h/行程4.Nd=H(1-W)-(t1+t2)/ThcsNd=每天出行次数,次/d;H=工作日长度,h/d;W=偏离路线系数,表示为分数;t1=从调度站(车库)开车到第一个要维修的集装箱位置的时间,h;t2=从当天要维修的最后一个集装箱位置到调度站(车库)的时间,h;Thcs=每次行程的时间,h
16、/行程9.SCS1.Tscs=(Pscs+s+a+bx)Tscs=固定容器系统时间,h/行程;Pscs=固定集装箱系统每次行程的取货时间,h/行程2.Pscs=Ct(uc)+(np-1)(dbc)ct=每次行程清空的集装箱数量,h/集装箱;uc=固定集装箱系统每个固定集装箱的平均卸货时间,h/集装箱;np=每次行程的集装箱取货地点数量,地点/行程;dbc=在集装箱位置之间行驶的平均时间,h/位置10.Collection Routes(收集路线)general steps in layout of collection routes(设计收集路线需要考虑的一般步骤)步骤1:准备位置图,显示有关
17、废物产生源的相关数据和信息,包括位置、收集频率、容器数量。第2 步:数据分析,并根据需要编制信息汇总表.第 3 步:路线初步布局步骤4:通过连续试验评估初步路线和平衡路线的发展。11.Vacuum Type Refuse Collecting andTransporting System(真空垃圾收集和运输系统):1.垃圾通过建筑物每层设置的室内处置槽或建筑物前面的室外处置站进行处置,然后临时储存在地下储槽中.2.利用真空吸力将储存的垃圾通过地下管网和装载站装载到垃圾收集车中。12.Need for Transfer Operations(在什么情况下需要垃圾转运站 1 远程处置场10 英里。
18、2 小容量收集车3.35mjkg)(4)有些材料需要补充燃料(5)空气污染 可能超过燃烧设备的成本(6)液体排放来源:除尘、湿式除尘器、泵的密封、清洗、冷却塔排污。2.factors influence on combustion(3T)factors influence on combustion(3T)(影响焚烧(影响焚烧的的 3T3T 因素)因素):Turbulence(垃圾和空气混合)Times(烟气停留时间大于 2s)Temperature(1800F)3.Description of Combustion ProcessDescription of Combustion Proce
19、ss(焚烧过成(焚烧过成的描述)的描述):(1)废物到达倒入储存坑(2)天车抓斗将垃圾进入斜道,由此进入垃圾炉(3)垃圾融入炉栅,运送并燃烧,炉栅下通空气(4)气体及小颗粒接触燃烧(5)烟气和管道内水进行热交换(6)烟气处理(7)清洁烟气排放(9)无燃烧物质和灰进行水冷4.4.Combustion systemsCombustion systems(焚烧系统)(焚烧系统)Mass-Fired combustion systems(质量焚烧系统/机械炉排焚烧系统)RDF-Fired combustion systems(垃圾衍生燃料焚烧系统)Fluidized bed incinerator(流
20、化床式焚烧系统)Rotary kiln incinerator(回转窑式焚烧系统)5.PyrolysisPyrolysis 热解定义热解定义(定义:吸热、无氧)与燃烧和气化过程相反,放热过程是高度放热的,热解过程是高度吸热的,需要外部热源(1)破坏蒸馏(2)在无氧环境下将热不稳定有机物转化为气体、液体和固体组分(稳定)的热裂解反应(3)热解系统利用外部热源在无氧环境中产生吸热反应6.PyrolysisPyrolysis 热解产物热解产物(产物:气体,焦油/油,碳黑)(1)气流 CO,CO2,H2,CH4,C2H6,C2H4(2)焦油/油-乙酸、丙酮、甲烷、复合含氧烃(3)碳,其他惰性物质7.G
21、asificationGasification 气化定义气化定义:(部分燃烧,缺氧):气化是部分燃烧的固体废物缺氧条件下产生的可燃气体,含有一氧化碳、氢气、和一些气体饱和烃8.EnvironmentalEnvironmental ControlControl SystemsSystems(环境控制系统)环境控制系统):颗粒 Particulates:(1)ESP 颗粒物:静电除尘,布袋除尘(2)NOx:选择性催化还原脱硝 SCR,SNCR 选择性非 催 化 还 原 脱 硝(3)Acidgases 酸 性 气 体(HCl,HF,SO2,NO2):湿式洗涤,干式洗涤(4)DioxinsFurans
22、二恶英1.Temperature:890-1070C2.Time:gas2s 3.混合度 4.减少 CO 产生9.ENERGY RECOVERY SYSTEMSENERGY RECOVERY SYSTEMS(能量回收系统)(能量回收系统):能源回收有助于抵消运营成本和降低空气污染控制设备的资本成本。可以产生热水或蒸汽。热水可用于空间加热应用。蒸汽可以用来取暖和发电。10.三种热技术的比较三种热技术的比较:焚烧过程是物质的快速氧化导致的燃烧过程,是放热反应。需要过量的空气。产生氮气,二氧化痰,水,二氧化硫和灰尘;气化过程是部分可燃物在缺氧条件下的放热过程,产生 一氧化碳,氢气和气体饱和烃;热解过
23、程与焚烧和汽化过程相反,是高度吸热反应,需要 外部热源。热解过程是在无氧环境下将不稳定有机物转化为气体、液体和稳定的固体组分的热裂解反应。第五章第五章堆肥的原理堆肥的原理:各种有机物在充足的氧气条件下在好氧微生物的作用下产生二氧化碳,水,碳酸盐和硫酸盐等无机物和腐殖质,放出热量。分类分类 Aerobic:Aerobic:(好氧)(好氧)高温无臭味 降解速度快Anaerobic:Anaerobic:(厌氧)(厌氧)低温 有臭味 降解速度慢控制好氧堆肥的条件控制好氧堆肥的条件1.含水率 50-70%2.碳氮比 20-30 3.温度 50-60C:太高,65C destroys organisms必
24、须 50C to destroy pathogens 4.粒径 25-75mm:Small to increase surface area;Large toavoid anaerobic conditions 5.pH 7-7.5 not8.56.需氧量 7.有机物含量 20-80%堆肥技术堆肥技术/方法方法(1)(1)野积式堆肥(开放)野积式堆肥(开放)The material to be composted is shredded into1-3 inch pieces and the moisture is adjustedbetween 50-60%.The material is
25、formed into triangular shapescalled windrows which may be 6-7 feet high and14-16 feet wide.The windrows are turned twice a week tomaintain aerobic decomposition and thetemperature is maintained at 131F(55C).Takes 3-4 weeks and cured for an additional 3-4weeks without turning.2-4 months fordecomposit
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