工业固体废物处理技术

工业固废处理技术

第一章概论

1、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。

2、依据《固体废物污染环境防治法》对固体废物的分类，将其分为生活垃圾、工业固体废物、和危险废物等三类进行管理。

3、各种工矿企业生产或原料加工过程中所产生或排出的废物，统称工业固体废物。

4、固体废物环境污染的特点：（1）产生量大，种类繁多，成分复杂；（2）污染物滞留期长、危害性强；（3）其他处理工程的终态，污染环境的源头。

5、固体废物的管理原则

（1）“三化”管理原则：资源化、无害化、减量化。

固体废物处理利用的发展趋势必然是从“无害化”走向“资源化”，“资源化”是以“无害化”为前提的，“无害化”“减量化”应以“资源化”为条件。

（2）“全过程”管理原则

3C原则：避免产生、综合利用、妥善处置。

3R原则：减少产生、再利用、再循环。

6、固体废物的物理化学特性

（一）物理性质

包括物理组成、色、臭、温度、含水率、空隙率、渗透率、粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性与弹性等。

（二）化学性质

表示固体废物化学性质的特征参数有挥发分、灰分、灰分熔点、元素组成、固定碳及发热值。

（三）生物化学性质

包括病毒、细菌、原生及后生动物、寄生虫卵等生物性污染物质的组成、有机组分的生物降解性等。

第二章工业固体废物的压实、破碎和分选技术

1、压实，又称压缩，指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减小固体废物表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术。

2、固体废物破碎难易程度通常用机械强度或硬度来衡量。固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力，通常以静载下测定的抗压强度为标准来衡量。一般的，抗压强度大于250MPa的称为坚硬固体废物；40——250MPa的称为中硬固体废物；小于40MPa的称为软固体废物。

3、固体废物的硬度是指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。

4、固体废物的分选就是将固体废物中各种可回收利用的废物或不符合后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。

5、影响筛分效率的因素

影响筛分效率的因素有固体废物性质、筛分设备性能、筛分操作条件。

6、（1）加重质的选择：最常用的加重质有硅铁、磁铁矿等。作为重介质分选的硅铁含硅量为13%——18%，磁铁矿一般要求的粒度为小于200目占60%——90%，能够均匀分散于水中，容积浓度一般为10%——15%。

（2）对重介质性能的要求：密度高、黏度低、化学稳定性好（不与处理的废物发生化学反应）、无毒、无腐蚀性、易回收再生。

第三章工业固体废物固化/稳定化处理技术

1、固化：是在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。

2、固化技术：是利用物理或化学方法将有害废物与能聚结成固体的某些惰性基材混合，从而使固体废物固定1或包容在惰性固体基材张，使之具有化学稳定性或密封性的一种无害化处理技术。

3、稳定化：是将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的过程。一般分为化学稳定化和物理稳定化。

4、包容化技术：是指用稳定剂、固化剂凝聚，将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。

5、固化/稳定化处理的目的

对危险废物、其他处理过程残渣及被污染的土壤进行处理，使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。

6、固化/稳定化处理的基本要求

（1）有害物质经过固化处理后形成的固化物应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。

（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。

（3）固化工艺过程简单，便于操作。

（4）固化剂来源丰富，价廉易得。

（5）处理费用低廉。

（6）对于发射性废物的固化产品，还应有较好的导热性和热稳定性，以便于用适当的冷却方法处理，以防止放射性衰变热使固化体温度升高，避免产生自融化现象，同时还要求产品具有较好的耐辐照稳定性。

7、固化处理效果常用浸出率、增容比、抗压强度等物理、化学指标予以评价。

8、水泥固化的影响因素

（1）PH值；（2）水灰比；（3）水泥与废物比；（4）凝固时间；（5）添加剂；（6）养护条件；（7）固化产物性能。

第四章工业固体废物的热化学处理

1、固体废物的热处理是指利用热物理方法改变固体废物状态的过程，广泛应用于固体废物的预处理过程，包括干燥、热分解、烧成、焙烧等。

2、固体废物的热化学处理是指在高温条件下使固体废物中可回收利用的物质转化为能源的过程，主要包括焚烧和热解。

3、热化学处理的优点

（1）处理时间短。流化床焚烧炉几分钟即可使垃圾燃烧完全，炉排式焚烧炉垃圾停留时间仅1h。

（2）减容效果好。焚烧残渣体积是原来的8%——12%，如经分选后的垃圾残渣仅2%——3%。

（3）消毒彻底。减轻或消除后续处理过程对环境的影响，是处理带有病原菌垃圾和有机污染垃圾的良好方法。

（4）焚烧厂占地面积相对较小，不超过5hm2.

（5）回收能源和资源。

4、热化学处理存在的问题

（1）投资和运行费用高。

（2）操作运行复杂。

（3）焚烧使垃圾利用率降低。

（4）同时带来二次污染。

5、焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间（一般称为3T）及过剩空气率合称为焚烧的4大控制参数。

6、固体废物热解就是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，利用热能使化合物的化学键断裂，由大相对分子质量的有机物转化为小相对分子质量的可燃气体、液体燃料和焦炭的过程。

虽然热解和焚烧都是热化学转化过程，但二者又是完全不同的两个过程，主要区别具体表现在三个方面：1、焚烧是放热的，热解是吸热的；2、焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的产物主要是可燃的低分子化合物；3、焚烧产生的热能量大的可用于发电，热能量小的只可供加热水或产生蒸汽，适合就近利用，热解产物是燃料油及燃料气，便于贮藏及远距离输送。

7、影响热解的主要因素有热解温度、加热速率，物料性质、物料停留时间、供气供氧以及反应器类型等。