第三章 固体废物的预处理

第三章固体废物的预处理

第一节固体废物的压实

第二节固体废物的破碎

第三节固体废物的分选

第四节污泥的浓缩和脱水

第五节固体废物的稳定和固化

第一节固体废物的压实

一、压实的目的和原理

二、压实设备

三、压实工程设计要点

一、压实的原理和目的

(一)压实的概述

原理：利用机械的方法减少垃圾的空隙率，将空气挤压出来增加固体废物的聚集程度。

压实的目的：

１）增加容重和减小体积，便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本；

２）制取高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作建筑材料。

固体废物压实处理的优点：

１）减轻环境污染；

２）快速安全造地；

３）节省填埋或贮存场地。

（二）压实的物理基础

固体废物三相物理组成：固体颗粒和颗粒之间的空隙（空气和水分）

Vm=Vs+Vv

其中

Vm为固体废物总体积

Vs为固体颗粒体积（包括水分）

Vv为固体颗粒之间的空隙体积

描述固体废物空隙物理指标

空隙比e = Vv/Vs

空隙率n= Vv/Vm

固体废物总质量Wm=Ws+Ww

Ws:固体颗粒质量，Ww：固体中水分质量

固体废物湿密度：ρw= Wm/ Vm

固体废物干密度：ρd= Ws/ Vm

(三)固体废物的压实表示方法

容重:即为固体废物的干密度。

固体废物的密度多采用容重表示，主要因为容重易于测量，并可以用它来比较废物的压实程度。

某种废物的固体废物的压实程度可以用压缩比来表示。

压缩比即固体废物经压实处理后体积减小的倍数，用下式来表示:

R=Vf / Vi

式中，R为固体废物体积压缩比; Vf为废物压缩后的最终体积; Vi为废物压缩前的原始体积。

所谓压实处理，就是通过消耗压力能来提高废物的容重。

固体废物经压实处理后，体积减小的程度叫压缩比。废物压缩比决定于废物的种类及施加的压力。一般压缩倍数为3~5。同时采用破碎与压实二种技术可使压缩倍数增加到5~10。

生活垃圾的收集都采用压实机械以减少垃圾体积、增加垃圾车的收集量。一般，生活垃圾压实后，体积可减少60%~70%（压缩倍数为：2.5~3.3）。

日本采用高压压实方法处理城市垃圾，

压力=258kg/m3，垃圾密度=1125.4~1380 kg/m3

BOD从6000ppm降到2OOppm

COD从800Oppm降到15Oppm

垃圾块成为均匀的类塑料结构的惰性材料，自然暴露在空气中三年，没有任何明显的降解痕迹。

二、压实设备

1、压实设备：

1）金属类废物压实器

A.三向联合式压实

B.回转式压实器

2）城市垃圾压实器

A.高层住宅垃圾压实器

B.城市垃圾压实器

２压实流程

3. 压实器的选择

主要针对压缩比，应当选择合适的压缩比和使用压力。

应注意压缩过程中的情况，如城市垃圾压缩过程中会出现水分，塑料热压时会粘在压头上等，应对不同的废物采用不同的压缩机。

在城市垃圾的综合利用中，垃圾压实后产生水分，在风选分离纸时是不利的，因此，是否选用压实装置与后继处理过程也有关、应当综合考虑。

三、固体废物压实工程设计要点

1．被压实废物的物理特征；

2．供料传输方式；

3．对压实后废物的处理方法与利用途径；

4．压实机械特征参数；

5．压实机械的操作特性；

6．操作地点选择。

第二节固体废物的破碎

一、破碎原理和目的

二、破碎方法

三、破碎设备

一、破碎原理和目的

定义：通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的操作过程统称破碎。破碎是固体废物处理技术中最常用的预处理工艺。

原理：利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。

目的

1）原来不均匀的固体废物经破碎或粉磨之后容易均匀一致，可提高焚烧、热解、熔烧、压缩等作业的稳定性和处理效率；

2）固体废物粉碎后容积减少，便于压缩、运输、贮存和高密度填埋和加速复土还原；

3）固体废物粉碎后，原来联生在一起的矿物或联结在一起的异种材料等单体分离，便于从中分选、拣选回收有价物质和材料；

4）防止粗大、锋利废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔；

5）为固体废物的下一步加工和资源化作准备。

破碎比、破碎段与破碎流程

1.破碎比

①定义：原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。

②类型：

破碎比=碎前max直径/碎后max直径（粒）

i=Dmax/Dmax ------极限破碎比，应用于机械选择

破碎比=碎前平均粒度/碎后平均粒度

i=Dcp/Dcp------真实破碎比，应用与科研理论研究中

2、破碎段

固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。

对于固体废物进行多次破碎，破碎比

i=各段破碎比之乘积即：

i=i1·i2 ·i3 ·····in

破碎比对于破碎要求程度，破碎机选择以及几种破碎机的组合都有参考价值。但是破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相应增加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段破碎流程。

3.破碎流程

二、破碎方法

1）非机械破碎法：低温破碎，热力破碎，减压破碎和超声波粉碎法。

2）机械破碎法：

选择破碎机因素

①破碎程度能力；

②固体废物性质（硬度、材料性质、形状、水分）；

③对产品要求；粒径、形状

④供料方式；

⑤现场环境条件

三、破碎设备

1. 颚式破碎机

1）简单摆动颚式破碎机

2）复杂摆动颚式破碎机