9固体废物的处理.docx

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1、第九章 固体废物的处理、处置和利用第一节 概述一、固体废物的定义固体废物solid wastes亦称废物，是指人类在生产、加工、流通、消费以及生活等过程中提取所需目的成分之后，所丢弃的固态或泥浆状的物质。随着人类社会文明的进展，人们在索取和利用自然资源从事生产和生活活动时，由于客观条件的限制，总要把其中的一局部作为废物丢弃。另外，由于各种产品本身也有其使 用寿命，超过了寿命期限，也会成为废物。其实，一种过程的废物随着时空条件的变化， 往往可以成为另一过程的原料，废与不废是相对的，它与技术水平和经济条件亲热相关。 所以，废物也有“放在错误地点的原料”之称。二、固体废物的来源和分类固体废物的来源大

2、体上可以分为两类：一类是生产过程中产生的废物不包括废气、废水；另一类是产品在流通过程和消费使用后产生的固体废物。固体废物分类方法很多，可以依据其性质、状态和来源等进展分类。如按其化学性质可分为有机废物和无机废物；按其外形可分为固体废物粉状、粒状、块状和泥状废物污泥；按其危害状况可分为有害废物指有易燃性、易爆性、腐蚀性、毒性、传染性、放射性等废物和一般废物。应用较多的是按其来源进展分类，分为工业固体废物、矿业 固体废物、农业固体废物、城市垃圾和有害废物五类，见表 9-1。我国从固体废物治理的角度动身，将其分为工业固体废物、危急废物和城市垃圾等三类。1. 工业固体废物工业固体废物industria

3、l solid wastes是指在工业生产、加工过程中产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥，以及在采矿过程中产生的废石、尾砂等。2. 危急废物危急废物hazardous wastes是指对人类、动植物现在和将来会构成危害的，没有特别的预防措施不能进展处理或处置的废弃物，它具有毒性如含重金属的废物、爆炸性如含硝酸铵、氯化铵等的废物、易燃性如废油和废溶剂等、腐蚀性如废酸和废碱、化学反响性如含铬废物、传染性如医院临床废物、放射性如核反响废物等一种 或几种以上的危害特性。3. 城市垃圾城市垃圾municipal wastes是指来自居民的生活消费、商业活动、市政建设和维护、机关办公等过程中产生的固体废物，包括

4、生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便等。本章重点表达工业固体废物和城市垃圾的处理、处置和利用。三、固体废物对环境的危害固体废物对人类环境的危害很大。一方面，固体废物是各种污染物的终态，特别是从污染掌握设施排出的固体废物，浓集了很多污染物成分，而人们对这类污染物却往往产生一种稳定、污染慢的错觉；另一方面，在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害性。因此， 对固体废物，特别是有害固体废物处理、处置不当，会严峻危害人体安康。固体废物对环境的危害主要表现在以下方面：表 9-1 固体废物的分类、来源和主要组成物分类来源主要组成物矿

5、业废物矿山、选冶废石、尾砂、金属、砖瓦灰石、水泥等冶金、交通、机械、金属构造等工业煤炭业工食品加工业金属、矿渣、砂石、模型、芯、陶瓷、边角料、涂料、管道、绝热和绝缘材料、黏结剂、废木、塑料、橡胶、烟尘、各种废旧建材等矿石、木料、金属、煤矸石等肉类、谷物、果类、蔬菜、烟草等业橡胶、皮革、塑料等工业 橡胶、皮革、塑料、布、线、纤维、染料、金属等废造纸、木材、印刷等工业 刨花、锯末、碎木、化学药剂、金属填料、塑料等物化学药剂、金属、塑料、橡胶、陶瓷、沥青、油毡、石棉、涂料石油化工电器、仪器仪表等工业纺织服装业建筑材料业电力工业城植物修剪物、燃料、灰渣、碎砖瓦、废器具、粪便、杂品等市垃圾商业、机关管道

6、、碎砌体、沥青及其它建筑材料，废汽车、废电器、废器具， 含有易燃、易爆、腐蚀性、放射性的废物，以及类似居民生活栏内的各种废物市政维护、治理部门碎砖瓦、树叶、死禽畜、金属、锅炉灰渣、污泥、脏土等居民生活等金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料、陶瓷、绝缘材料等布头、纤维、橡胶、塑料、金属等金属、水泥、黏土、陶瓷、石膏、石棉、砂石、纸、纤维等炉渣、粉煤灰、烟尘等食物垃圾、纸屑、布料、木料、金属、玻璃、塑料、陶瓷、庭院农农林业废水产物有核工业、核电站，放射性害医疗单位、科研单位废其它有关单位物稻草、秸杆、蔬菜、水果、果树枝条、糠秕、落叶、废塑料、人畜粪便、农药等腥臭死禽畜，腐烂鱼、虾、贝壳，

7、水产加工污水、污泥等含有放射性的金属、废渣、粉尘、污泥、器具、劳保用品、建筑材料等含有易燃性、易爆性、腐蚀性、反响性、有毒性、传染性的固体废物1. 侵占土地固体废物不加利用时，需占地堆放，积存量越大，占地越多。据估算，每积存1 万吨废物，占地约需 1 亩666.6m2。截止 1994 年，我国仅工矿业固体废物的累计堆存量就达 66 亿多吨，占地 90 多万亩。随着我国国民经济的快速进展和人民生活水平的很大提高， 矿山废物和城市垃圾占地与人类生存和进展的冲突日益突出，例如，依据对北京市高空远红外探测的结果显示，北京市区几乎被环状的垃圾堆群所包围。2. 污染土壤废物堆放和没有实行适当防渗措施的垃圾

8、填埋，经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵 蚀，其中的有害成分很简洁产生高温顺有毒液体并渗入土壤，杀灭土壤中的微生物，破坏 微生物与四周环境构成的生态系统，甚至导致草木不生。其有害成分假设渗流入水体，则可 能进一步危害人的安康。例如，在 20 世纪 80 年月，我国内蒙古包头市的某矿尾砂积存如山，造成尾砂坝下游的大片土地被污染，一个乡的居民被迫搬迁。3. 污染水体固体废物假设随自然降水或地表径流进入河流、湖泊，或随风飘迁落入水体，则使地面水 受到污染；假设随渗沥水进入土壤，则使地下水受到污染；假设直接排入河流、湖泊或海洋，则会造成更大的水体污染不仅削减水风光积，而且还妨害水生生物的生存和水资源的利

9、 用。例如，德国莱茵河地区的地下水因受废渣渗沥水污染，导致当地自来水厂有的关闭，有 的减产。4. 污染大气固体废物一般通过如下途径污染大气：以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸，集中到远处；运输过程中会产生有害的气体和粉尘；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下会被微生物分解，释放出有害气体；固体废物本身以及在对其处理如燃烧时散发的毒气和臭气等。典型的例子是曾在我国各地煤矿屡次发生的煤矸石的自燃，散发出大量的SO 、CO 、NH 等气体，造成了严峻的大气污染。2235. 影响环境卫生城市的生活垃圾、粪便等假设清运不准时，就会产生堆存，严峻影响人们居住环境的卫生状况，对人们的安康构成潜

10、在的威逼。四、固体废物的处理原则固体废物处理treatment of solid wastes，是指通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化成适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。随着对环 境保护的日益重视以及正在消灭的全球性的资源危机，工业兴旺国家开头从固体废物中回 收资源和能源，并且将再生资源的开发利用视为“其次矿业”，赐予高度重视。我国于 80 年月中期提出了“无害化”、“减量化”、“资源化”的掌握固体废物污染的技术政策，今后 的趋势也是从无害化走向资源化。1. “无害化”固体废物“无害化”innocuity处理是指将固体废物通过工程处理，到达不损害人体安康、不污染四周

11、自然环境的目的。目前，固废“无害化”处理技术有：垃圾燃烧、卫 生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理和解毒处理等。其中“高温快速堆肥 处理工艺”、“高温厌氧发酵处理工艺”，在我国都已到达有用程度，“厌氧发酵工艺”用于废物“无害化”处理的理论已经成熟，具有我国特点的“粪便高温厌氧发酵处理工艺”在 国际上始终处于领先地位。2. “减量化”固体废物的“减量化”minimization是指通过适宜的手段削减和减小固体废物的数量和容积。这需要从两方面着手，一是削减固体废物的产生，二是对固体废物进展处理利 用。首先从废物产生的源头考虑，为了解决人类面临的资源、人口、环境三大问题，人们 必需留意资源

12、的合理、综合利用，包括承受经济合理的综合利用工艺和技术，制定科学的 资源消耗定额等。另外，对固体废物承受压实、裂开、燃烧等处理方法，也可以到达减量 和便于运输、处理的目的。3. “资源化”固体废物“资源化”resource recovery是指实行适当的工艺技术，从固体废物中回收有用的物质和能源。近 40 年来，随着工业文明的高速进展，固体废物的数量以惊人的速度不断增长，而另一方面世界资源也正以惊人的速度被开发和消耗，维持工业进展命脉 的石油和煤炭等不行再生资源已经濒于枯竭。在这种形势下，欧美及日本等很多国家纷纷 把固体废物资源化列为国家的重要经济政策。世界各国的废物资源化的实践说明，从固体

13、废物中回收有用物资和能源的潜力相当大，表 9-2 是美国资源回收的经济潜力，由此可见固体废物资源化可观的经济效益。表 9-2美国资源回收的经济潜力废物料年产生量可实际回收量二次物料价格年总收益百万吨/年百万吨/年美元/吨百万美元纸40.032.022.1705黑色金属10.28.1638.6316铝0.910.73220.5160玻璃12.49.987.7277有色金属0.360.29132.338总收益1296我国虽然资源总量丰富，但人均资源缺乏。而且我国资源利用率低，铺张严峻。据统 计，在我国的国民经济周转中，社会需要的最终产品仅占原材料的20%30%，即 70%80% 成为废物。另一方面

14、我国的废物资源利用率也很低，与兴旺国家的差距很大，因此，固体 废物资源化及开发再生资源，更应当成为我国应对资源危机、解决生存与环境问题的国策。固体废物资源化的优势很突出，主要有以下几个方面：生产本钱低，例如用废铝炼 铝比用铝矾土炼铝可削减资源 90%97%，削减空气污染 95%，削减水质污染 97%；能耗少， 例如用废钢炼钢比用铁矿石炼钢可节约能耗74%；生产效率高，例如用铁矿石炼 1 吨钢需 8 个工时，而用废铁炼 1 吨电炉钢只需 23 个工时；环境效益好，可除去有毒、有害物质，削减废物堆置场地，削减环境污染。可见，推行固体废物资源化，不但可节约投资、降低能耗和生产本钱，而且可削减自 然资

15、源的开采、治理环境，维持生态系统的良性循环，是保证国民经济可持续进展的一项有效措施。其次节 固体废物处理根本方法固体废物处理treatment of solid wastes，如前所述，是指通过物理、化学和生物的方法，使固体废物转化成适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。按其处理过程可分为预处理和资源化两个阶段，按其处理方法可分为物理处理、化学处理和生物处理等。一、固体废物的预处理固体废物预处理pretreatment又称前处理，是资源化前的预处理，主要包括收集、运输、压实、裂开、分选等工艺过程。预处理常涉及固体废物中某些组分的分别与浓集，因而往往又是一种回收材料的过程。1. 固体

16、废物的收集和运输固体废物的收集collection是一项困难而又简单的工作，尤其是城市垃圾的收集更加简单。由于产生垃圾的地点分散在每条街道、每幢住宅和每个家庭，且垃圾的产生不仅有固定源，还有移动源，因此给垃圾的收集工作带来很多困难。一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集、运输工作由工厂负责。零星、分散的固体废物工业下脚料及居民废弃的日常生活用品则由商业部门所属废旧 物资公司负责收集。此外，有关部门还组织城市居民、农村基层供销合作社收购站代收废 旧物资。回收的品种有黑色金属、有色金属、橡胶、塑料、纸张、破布、玻璃、机电、五 金、化工下脚料等 16 大类 1000 多个品种。城市垃

17、圾包括生活垃圾、商业垃圾、建筑垃圾、粪便及污水处理厂的污泥等。在我国， 它们的收集工作是分开处理的：商业垃圾及建筑垃圾原则上由产生单位自行去除；粪便的 收集按其住宅有无卫生设施分成两种状况，具有卫生设施的住宅，居民粪便的小局部进入 污水厂作净化处理，大局部直接排入化粪池。没有卫生设施的使用公厕或倒粪站进展收集， 并由环卫专业队伍用真空吸粪车去除、运输，一般每天收集一次，当天运出市区。我国对城市生活垃圾的收集，一般是由垃圾发生源送至垃圾桶箱，统一由环卫工人将垃圾桶箱装入垃圾车，再运至中转站，最终由中转站运到最终处理场或填埋场处置， 形成了一套固定模式的收集中转集中处置系统。城市生活垃圾的收集频率

18、应由季节、 气候、垃圾数量和民众需求等因素打算。医院垃圾则由医院自行燃烧处理，再送至处置场 所。在有些兴旺国家，垃圾的收集和加工处理系统已经成为拥有现代化技术装备的重要部门。美、英、法和瑞士等国，由居民从垃圾中分出玻璃、黑色金属、织物、废纸、纸板等， 分装入不同的垃圾箱或不同颜色的垃圾袋，进展垃圾分类收集，这样就可以将不同成分的 垃圾直接运往垃圾处理厂。目前，在我国的个别城市也正进展垃圾分装和上门收集的试验。比较先进的垃圾收集和运输方法是承受管道输送。在瑞典、美国和日本的有些城市就是承受管道输送垃圾的，并已取代了局部垃圾车，这是最有前途的垃圾输送方法。利用气流系统，可将垃圾从多层住宅运出 20

19、 公里之外。收集和运输垃圾的费用很大，在兴旺国家已达处处理总费用的80%左右。运输费用与燃烧、填埋或处理厂的距离成正比，由于处理厂必需与居民区保持足够的距离，必定会增加 运费；但是，假设对垃圾收集和运输线路进展优化，并实行垃圾分类方法，所需运输费用 会有所降低。2. 固体废物的压实压实又称压缩compressing，是一种承受机械方法将固体废物中的空气挤压出来、削减其空隙率以增加其聚拢程 度的过程。其目的一是为了削减体积、增加容重以便于装卸和运输，降低运输本钱；二是制作高密度惰性块料以便于贮存、填埋或作建筑材料。大局部固体废物除焦油、污泥等 都可进展压实处理。压实技术最初主要用来处理金属加工业

20、排出的各种松 散废料，后来逐步进展处处理城市垃圾如纸箱、纸袋和纤维制品等。一般固体废物经过压缩处理后，压缩比即体积削减的程度为 35，假设同时承受裂开和压实技术，其压缩比可增加到 510。压缩后的垃圾或袋装或打捆，对于大型压缩块，往往先将铁丝网置于压缩腔内，再装入废物，因而压缩完成后即已结实捆好。图 91 三向联合压实器1,2,3三个方向的水平压头除了便于运输外，固体废物压实处理还具有以下优点：1减轻环境污染。经过高压压缩的垃圾块切片用显微镜镜检说明，它已成为一种均匀的类塑料构造。日本东京湾的垃圾块在自然暴露三年后检验，没有任何可见的降解痕迹，足见其确已成为一种惰性材料，从而减轻了对环境的污染

21、。（2） 快速安全造地。用惰性固体废物压缩块作地基或填海造地材料，上面只需掩盖很薄土层，所填场地不必作其它处理或等待多年的沉降，即可利用。（3） 节约贮存或填埋场地。对于废金属切屑、废钢铁制品或其它废渣，其压缩块在加工利用之前，往往需要堆存保管，对于放射性废物要深埋于地下水泥堡或废矿坑等中，压缩 处理可大大节约贮存场地；对于城市垃圾的填埋处置，生活垃圾压缩后容积可削减 60% 90%，从而可大大节约目前国内外均日趋紧急的填埋用地。固体废物的压实过程是用固体废物压实器完成的，其构造主要由容器单元和压实单元 两局部组成。容器单元承受废物；压实单元利用液压或气压作动力，使废物致密化。压实器有固定式和

22、移动式两种形式，固定式一般设在废物转运站、高层住宅垃圾滑道底部等需要压 实废物的场合，移动式压实器一般安装在收集垃圾的车上，收集到废物后即行压缩，随后运 往处置场地。图 9-1 所示是常见的固体废物压实器。固体废物压实处理流程随固体废物性质的差异和处理目的的不同而不尽一样。 图 9-2 所示是较为先进的国外城市垃圾的压缩处理工艺流程。垃圾先装入垫有铁丝网的容器中，然 后送入压实机压缩，压力为160200kgf/cm21kgf9.8N，压缩比为5。压块由上向运动活塞推出压缩腔，送入180200的沥青浸渍池浸渍 10 秒，以涂浸沥青防漏，冷却后经输送皮带装入汽车运往垃圾填埋场。压缩污水经油水分别器

23、进入活性污泥处理系统，处理水灭 菌后排放。3. 固体废物的裂开固体废物裂开fragmentation就是利用外力抑制固体废物质点间的内聚力而使大块 固体废物分裂成小块以便资源化利用或进展最终处置的过程。使小块固体废物颗粒分裂成细 粉的过程称为磨碎。经过裂开和磨碎的固体废物，粒度变得小而均匀，具有以下优点：便于 压缩、运输、贮存和高密度填埋；可提高燃烧、热解、熔烧及压缩等处理过程的稳定性和处理效率；便于分选、拣选回收有价物质和材料；避开粗大、锐利的废物损坏分选、燃烧、热解等设备或炉腔；为固体废物的下一步加工和资源化作预备。固体废物的裂开按原理通常有两类方法：物理方法和机械方法。前者有低温冷冻裂开

24、 法和超声波裂开法，低温冷冻裂开已成功用于废塑料制品、废橡胶制品等的裂开；超声波破 碎法目前还处于试验室阶段。机械方法有挤压、劈裂、弯曲、磨剥、冲击和剪切裂开等方法， 如图 9-3 所示。图 92 城市垃圾压缩处理工艺流程选择机械裂开方法时，需视固体废物的机械强度特别是其硬度而定。对于脆硬性废物，如废石和废渣等多承受挤压、劈裂、冲击、磨剥方法裂开；对于柔硬性废物，如废钢铁、废汽车、废塑料等多承受冲击和剪切裂开。对于含有大量废纸的城市垃圾， 一般承受的是湿式和半湿式裂开。对于一般的粗大固体废物，通常是先剪切，压缩成肯定形 状，再送入裂开机。下面简要介绍几种普遍承受的固体废物裂开方式及其设备。（1

25、） 挤压式裂开。挤压式裂开是 一种利用机械的挤压作用使废物裂开的方法图 9-3a。所用设备一般承受一个挤压面固定，另一个挤压面作往复运动的形式，也称为颚式裂开机。（2） 冲击式裂开。冲击式裂开是 一物体撞击另一物体时，前者的动能快速转变为后者的形变位能，而且集中在被撞击处，从而使物料裂开的一种方法。假设撞击速度很高，形变来不及扩展到被撞击物全部，就在撞击处产生相当大的局部应力。假设进展反复冲击，则可图 9-4 Hazemag 型冲击式裂开机图 9-3 机械裂开方法使载荷超过疲乏极限，使被撞击物碎裂。因此用高频率冲击法裂开有很好的效果。冲击式裂开机大多是旋转式，都是利用冲击作用进展裂开的。图 9

26、-4 为 Hazemag 型冲击式裂开机。冲击式裂开几乎适于全部颗粒较为粗大的固体废物。（3） 剪切式裂开。剪切式裂开是一种利用机械的剪切力裂开固体废物的方法。剪切式裂开作用发生在互呈肯定角度能够逆向运动或闭合的刀刃之间。一般刀刃分固定刃和可动 刃，可动刃又分往复刃和回转刃。图 9-5 所示为林德曼Lindemann式剪切裂开机，其可动刃为往复式，分预备压缩机和剪切机两局部。剪切式裂开适于处理城市垃圾中的纸、布 等纤维织物，金属类废物等。图 9-6 球磨机示意图1-筒体；2-端盖；3-轴承；4-小齿轮；5-传动大齿圈a预压机b剪切机图 9-5 林德曼剪切式裂开机1-压块；2-刀具；3-推料杆；

27、4-冲头（4） 磨剥式裂开。磨剥式裂开即磨碎，在固体废物处理与利用中占有重要地位。图 9-6是磨剥式裂开常用设备球磨机的构造示意图。它主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈 、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体装有直径为 25150mm 的钢球。当电机联轴器和小齿轮带动大齿圈和筒体转动时，在磨檫力、离心力和筒壁衬板的共同作用下，钢球和物料 被提升到肯定高度，然后在其本身重力作用下，产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底脚 区的物料产生冲击和研磨作用，使物料粉碎。物料到达磨碎细度要求后，由风机抽出。磨 剥式裂开广泛用于用煤矸石、钢渣生产水泥、砖瓦、化肥等过程以及垃圾堆肥的深加工过 程。（5） 低温裂开。对于

28、在常温下难以裂开的固体废物，可利用其低温变脆的性能而有效地裂开，亦可利用不同物质脆化温度的差异进展选择性裂开，即所谓低温裂开。低温裂开 技术适用于常温下难以裂开的复合材质的废物，如钢丝胶管、橡胶包覆电线电缆，废家用 电器等橡胶和塑料制品等。低温裂开的工艺流程如图 9-7 所示。先将固体废物投入预冷装置，再进入浸没冷却装置，这样橡胶、塑料等易冷脆物质快速脆化，然后送入高速冲击裂开机裂开，使易脆物质脱落粉碎。裂开产品再进入各种分选设备进展分选。承受低温裂开，同一种材质裂开的尺寸大体全都，外形好，便于分别。但因通常承受液氮作制冷剂，而制造液氮需耗用大量能源，因此，进展该技术必需考虑在经济效益上能否抵

29、上能源方面的消消耗 用。（6） 湿式和半湿式裂开。湿式裂开技术最早是美国开发的，主要以回收城市垃圾中的大量纸类为目的。由于纸类在水力的作用下发生浆化，然后将浆化的纸类用于造纸，从而 到达回收纸类的目的。图 9-8 为湿式裂开机。垃圾用传送带投入裂开机，裂开机于圆形槽底上安装多孔筛，筛上设有 6 个刀片的旋转裂开辊，使投入的垃圾和水一起剧烈旋转，废纸则裂开成浆状，透过筛孔由底部排出，难以裂开的筛上物如金属等从裂开机侧口排 出，再用斗式提升机送至磁选器将铁与非铁物质分别。图 9-8 湿式裂开机图 9-7 低温裂开工艺流程图半湿式裂开则是利用各类物质在肯定均匀湿度下的耐剪切、耐压缩、耐冲击性能等差异

30、很大的特点，在不同的湿度下选择不同的裂开方式，实现对废物的选择性裂开和分选。湿式和半湿式裂开特别适于回收含纸屑较多的城市垃圾中的纸纤维、玻璃、铁和有色金属。4. 固体废物的分选固体废物分选selecting，就是把固体废物中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物粒分别出来。这是继裂开以后固体废物处理过程中重要的处理环节之一。 依据废物的物理和物理化学性质不同，主要有以下分选方法：筛分、重力分选、磁力分选、静电分选、光电分选、涡电流分选以及浮选等。（1） 筛分。筛分亦称筛选，是利用具有不同粒度分布的固体物料之粒度差异，将物料 中小于筛孔的细粒物料透过筛网，而大于筛孔的粗粒物料留在筛网上面

31、，完成粗、细料分别 的过程。影响筛分效率的因素，包括振动方式、振动频率、振动方向、筛子角度、粒子反弹力差异、筛孔数目及与筛孔大小相近的粒子占总粒子的百分数等。筛分设备有固定筛、振动 筛和滚筒筛等。它们通常被组装于其它分选设备中，或者和其它分选设备串联使用。筛分技 术在固体废物资源回收和利用方面应用很广泛。（2） 重力分选。重力分选是依据混合固体废物在介质中的密度差进展分选的一种方法 。不同密度的固体废物颗粒在同一运动介质中，由于受到重力、介质动力和机械力的共同作用，使具有一样密度的粒子群产生松散分层和迁移分别，从而得到不同密度的产品。固体颗粒 只有在运动的介质中才能分选。重力分选介质可以是空气

32、、水，也可以是重液(密度大于水 的液体)和重悬浮液由高密度的固体微粒和水组成等。固体废物的重力分选方法较多， 按作用原理可分为风力分选、惯性分选、摇床分选、重介质分选和跳汰分选等。1风力分选又称气流分选，是基于固体废物颗粒在空气气流作用下，密度大的沉降末 速度大，运动距离比较近；密度小的沉降末速度小，运动距离比较远的原理。此方法适用于颗粒的外形、尺寸相近的固体废物分选。有时也可先经裂开、筛选后，再进展风力分选。风力分选设备按工作气流的主流向分为水平、垂直和倾斜三种类型，其中尤以垂直气流风选机 应用最为广泛。2) 惯性分选是基于混合固体废物中各组分的密度和硬度差异而进展分别的一种方法。用高速传送

33、带、旋转器或气流沿水平方向抛射粒子，粒子沿抛物线运行的轨迹随粒子的大小和密度不同而异，粒径和密度越大飞得越远。这种方法又称为弹道分别法。目前这种方法主要用于从垃圾中分选回收金属、玻璃和陶瓷等物。依据惯性分选原理而设计制造的分选机械主要有弹道分选机、反弹滚筒分选机和斜板输送分选机等。3) 摇床分选是利用混合固体废物在随床面作往复不对称运动时，由于横向水流的流淌和床面的摇动作用，不同密度的颗粒在床面上形成扇形分布，从而到达分选的目的。摇床床面近似长方形，微向轻质产物排出端倾斜，床面上钉有或刻有沟槽。摇床分选用于分选细粒和微粒物料。在固体废物处理中，目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿，分

34、选精度很高。最常用的摇床分选设备是平面摇床。4) 重介质分选是将两种密度不同的固体混合物放在一种密度介于二者密度之间的重液 (如氯化锌、四氯化碳、四溴乙烷等)中，密度小于重液密度的固体颗粒上浮，大于重液密度的固体颗粒下沉，从而实现两种固体颗粒分别。从理论上讲，由于重液分选主要是依靠密度的差异进展的，而受颗粒粒度和外形的影响很小，从而可对密度差很小的固体物质进展分选。不过，当入选物质粒度过小，且固体废物的密度与介质密度格外接近时，其沉降速度很慢， 造成分选效率低，故一般需将入选渣料粒度掌握在23mm 范围内。5) 跳汰分选是使磨细的混合废物中的不同密度的粒子群，在垂直脉冲运动介质中按密度分层，不

35、同密度的粒子群在高度上占据不同的位置，大密度的粒子群位于下层，小密度的粒子群位于上层，从而实现物料分别。跳汰介质可以是水或空气。目前用于固体废物跳汰分选的介质都是水。跳汰分选为一古老的选矿方式，对固体废物中混合金属细粒的分别，是一种有效的分别方法。（3） 磁力分选。磁力分选技术是借助磁选设备产生的磁场使铁磁物质组分分别的一种方法。固体废物包括各种不同的磁性组分，当这些不同磁性组分物质通过磁场时，由于磁性 差异，受到的磁力作用互不一样，磁性较强的颗粒会被带到一个非磁性区而脱落下来，磁性 弱或非磁性颗粒，仅受自身重力和离心力的作用而掉落到预定的另一个非磁性区内，从而完 成磁力分选过程。固体废物的磁

36、力分选主要用于从固体废物中回收或富集黑色金属铁类物 质。磁场强弱不同的磁选设备可选出不同磁性组分的固体废物。固体废物的磁选设备依据供料方式的不同，可分为带式磁选机和辊筒式磁选机两大类。（4） 静电分选。静电分选技术是利用各种物质的电导率、热电效应及带电作用的差异 而进展物料分选的方法。可用于各种塑料、橡胶和纤维纸、合成皮革、胶卷、玻璃与金属等物料的分选。例如给两种不同性能的塑料混合物加以电压，使一种塑料带负电，另一种带正 电，就可以使两者得以分别。（5） 涡电流分选。涡电流分选技术是从固体废物中将非磁性导电金属(如钢、铝、锌等) 分选出来的分选技术。当含有非磁性导电金属的固体废物流以肯定的速度

37、通过一个交变磁场 时，这些非磁性导电金属内部会感生涡电流，并对产生涡流的金属块形成一个电磁排斥力。作用于金属上的电磁排斥力取决于金属的电阻率、导磁率、磁场密度的变化速度以及金属块 的外形尺寸等，因而利用此原理可使一些有色金属从混合废物中分别出来。（6） 浮选。浮选是在固体废物与水调制的料浆中参加浮选药剂，并通入空气形成很多 细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆外表成为泡沫层，然后刮出回 收；不浮的颗粒仍留驻料浆内，通过适当处理后废弃。固体废物浮选主要是利用欲选物质对 气泡粘附的选择性。其中有些物质外表的疏水性较强，简洁粘附在气泡上，而另一些物质表 面亲水，不易粘附在气泡上。物

38、质外表的亲水、疏水性能，可以通过浮选药剂的作用而加强。因此，在浮选工艺中正确选择、使用浮选药剂是调整物质可浮性的主要外因条件。在我国， 浮选法已应用于从粉煤灰中回收炭，从煤矸石中回收硫铁矿，从燃烧炉灰渣中回收金属。二、固体废物的主要处理方法1. 固体废物的堆肥化处理堆肥化composting是指在人工掌握的条件下，依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，使可生物降解的有机固体废物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。所谓稳 定是相对的，是指堆肥产品对环境无害，并不是废物到达完全稳定。固体废物堆肥化是对有 机固体废物实现资源化利用的无害化处理、处置的重要方法。堆肥化按需氧程度可分为好氧堆肥和

39、厌氧堆肥。现代化堆肥工艺特别是城市垃圾堆肥工艺，根本上都是好氧堆肥。好氧堆肥温度高一般为5065，最高可达 8090，基质分解比较彻底，堆制周期短，异味小，可以大规模承受机械处理。厌氧堆肥是利用厌氧微生物完成分解反响，空气与堆肥相隔绝，堆制温度低，工艺比较简洁，产品中氮保存量比较多；但堆制周期太长需 312 个月，异味浓烈，分解不够充分。堆肥化的产物称作堆肥compost。它是一类腐殖质含量很高的疏松物质，故也称“腐 殖土”。早在 1000 年前，中国和印度等东方国家的农民就有将作物秸杆、落叶、野草、海草和人、畜粪便等积存一起使其发酵获得肥料的方法。但在堆肥系统化、工厂化方面的巨大 进展则是始

40、于 1925 年。此后堆肥的工艺也在不断地进展。与此同时，堆肥化由以制做肥料为目的而渐渐转化为以处理固体废物为目的，同时生产出有机肥料。堆肥化的原料有城市垃 圾、由纸浆厂和食品厂等排水处理设施来的污泥、家畜粪尿、树皮、锯末、糠壳和秸杆等等。2. 固体废物的燃烧处理燃烧法incineration method是一种热化学处理过程。通过燃烧可以使固体废物氧化分解，能快速大幅度地减容一般体积可削减80%90%，可彻底消退有害细菌和病毒， 破坏毒性有机物，回收能量及副产品，同时残渣稳定安全。由于燃烧法适用于废物性状难以 把握，废物产量随时间变化幅度较大的状况，加之某些带菌性或含毒性有机固体废物只能焚

41、烧处理，故应用格外广泛。燃烧法历史悠久，所积存的阅历丰富，技术牢靠。燃烧设备主要有流化床燃烧炉、转窑式燃烧炉、多膛式燃烧炉、固定床型燃烧炉等。承受回转窑燃烧废塑料时，对负荷变动适应 性强，但是燃烧发烟物或有机污泥时，粉尘量大。承受流化床燃烧炉时，废物颗粒和气体间 的传质、传热速度快，温度易于掌握，特别在流化床炉的上半局部可进展枯燥过程，故往往承受多段流化床燃烧炉。承受固定床炉型燃烧纤维质废物时效率较高。熔融型燃烧处理是将废物在 14001650的高温下燃烧，可以把废物的可燃局部燃烧与不行燃局部熔融在同一过程中进展，然后经冷却、凝固变成最安全的适于填埋的固体烧结 物。在最终填埋处置时，由于不含有

42、机物及恶臭成分，并有很高的密度，故不会有粉尘飞扬， 且填埋后也不会有有害物浸出。烧结物通常为黑色砾石形粒状物，减容比(指容量削减的比 率)大，可用作建筑材料、骨料和铺路材料。3. 固体废物的热解处理固体废物热解(thermal destruction)是指在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气、油、固形炭等形式的过程。固体废物中所隐藏的热量以上述物质的形式贮留起来，成为便于贮藏、运输的有价值的燃料。热解与充分供氧、废物完全燃烧的燃烧过程是有本质区分的。燃烧是放热反响，而热解 是吸热过程。而且，燃烧的结果产生大量的废气和局部废渣，环保问题严峻。除显热利用外， 无其它利用方式。

43、而热解的结果则产生可燃气、油等，可多种方式回收利用。固体废物热解是一个简单、连续的化学反响过程，在反响中包含着简单的有机物断键、异构化等化学反响。在热解过程中，其中间产物存在二种变化趋势，它们一方面由大分子变 成小分子直至气体的裂解过程，而另一方面又由小分子聚合成较大分子的聚合过程。在利用 固体废物热解制造燃料时，由于固体废物的类型、热解温度和加热时间不同，生成的燃料可 以是气体、油状液体，也可以是二者兼有。假设被热解处理的固体废物中塑料和橡胶的含量 较大，则回收的液态油占总装料量的百分比就要高于一般垃圾。除此之外，固体废物热解产 物的产率也与温度有关，分解温度越高产气越多，分解温度低则油的产

44、率高。城市固体废物、污泥、工业废物如塑料、树脂、橡胶以及农业废料、人畜粪便等具有潜在能量的各种固体废物都可以承受热解方法，从中回收燃料。燃烧热回收利用与热解燃料化处理是固体废物能利用的途径。燃烧热回收是一种直接利用法，可用来生产蒸汽和发电，已到达工业规模程度。热解燃料化利用法是一种间接回收利用法，它把固体废物能转变为可以贮存和输送的燃料形式如沼气、燃油和燃气。其能源回收性好，环境污染小，这也是热解处理技术最优越、最有意义之处。三、固体废物的最终处置固体废物处置disposal of solid wastes是指对在当前技术条件下无法连续利用的固体污染物终态，因其自行降解力量很微弱而可能长期停留

45、在环境中，为了防止它们对环境 造成污染，必需将其放置在一些安全牢靠的场所。对固体废物进展处置，也就是解决固体废 物的最终归宿问题：使固体废物最大限度地与生物圈隔离以掌握其对环境的集中污染。因此， 最终处置是对固体废物全面治理的最终一环。固体废物处置一般来说可分为陆地处置land disposal和海洋处置ocean disposal 两大类。所谓陆地处置就是在陆地上选择适宜的自然场所或人工改造出适宜的场所，把固体 废物用土层掩盖起来的一项技术。陆地处置的根本要求是废物的体积应尽量小，废物本身无 较大危害性，废物处理设施构造合理。所谓海洋处置就是利用海洋巨大的环境容量和自净能 力，将固体废物消散

46、在汪洋大海之中的一种处置方法。海洋处置具有填埋处置的显著优点， 而又不需要填埋掩盖。1. 固体废物陆地处置依据废物的种类及其处置的地层位置，如地上、地表、地下和深地层，可将陆地处置分为土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋以及深井灌注等。（1） 土地耕作处置。土地耕作soil plowing处置是使用表层土壤处置工业固体废物的一种方法。它把废物当作肥料或土壤改进剂直接施到土地上或混入土壤表层，利用土壤 中的微生物种群，将有机物和无机物分解成为较高生命形式所需的物质形式而不断在土壤中 进展着物质循环。土地耕作是对有机物消化处理，对无机物永久“贮存”的综合性处置方式。它具有工艺简洁、费用适宜、设备

47、修理简洁，对环境影响较小，能够改善土壤构造和提高肥 效等优点。土地耕作法主要用来处置可生物降解的石油或有机化工和制药业所产生的可降解 废物。为了保证在土地耕作处置过程中，一方面获得最大的生物降解率，另一方面限制废物引 起二次污染，在实施土地耕作时，一般要求土地的pH 值在 79 之间，含水量为 6%20%。由于废物的降解速度随温度降低而降低，当地温到达0时，降解作用根本停顿，因此土地 耕作处置地温必需保持在 0以上。土地耕作处置废物的量要视其中有机物、油、盐类和金属含量而定，废物的铺撒分布要均匀，耕作深度以1520cm 比较适宜。另外，土地耕作处置场地选择要避开断层、塌陷区，避开同通航水道直接相通，距地下水位至少 1.5m，距饮用水源至少 150m，耕作土壤为细粒土壤，外表坡度应小于 5%，耕作区域内或 30m 以内的井、穴和其它与底面直接相通的通道应予堵塞。（2） 深井灌注处置。深井灌注 deep-well injection处置是将液状废物