固体废弃物处理与处置工程

颗粒在摇床上的分布
风力分选的设备与流程
分
选
技
术
磁 选
原
理
利用固体废物中不同组分的差异，在不均匀 磁场中实现分离的一种分选技术。 固体废物颗粒在通过磁选机的磁场时，同 时受到磁力和机械力（包括重力、离心力、 介质阻力、摩擦力等）的作用。磁性强的颗 粒所受的磁力大于其所受的机械力，而非磁 性颗粒所受的磁力很小，则机械力占优势； 由于合力不同，使它们的运动轨迹也不同， 从而实现分离
固体废物的产量与减少产量的途径
固体废物的产量及计算方法
城市垃圾产量测算 工矿企业固体 废物产量测算
Qm=RmPm Qm——某城市垃圾 总产量kg/d Rm ——某城市垃圾 产率kg/人d Pm ——该城市总人 口数
Qi=RiPi Qi——废物总产量 kg(t)/a(d) Ri —— 固体废物产率 t/t产品或吨每万元 Pi——总产量或总产 值（万元）
（二）
由废物中回收有用物料
减少固体废 物产量的途径
（三） （一）
提高物品重复利用次数
降低单位产品原料用量、 延长产品使用寿命
固体废物与城市垃圾的管理
保护环境，重视城市垃圾问题
转变观念，改进城市垃圾的管理方式
研究开发适合于我国的垃圾处理处置技术， 推动环保产业的发展
加强宣传教育，提高全民环境意识
城市垃圾的堆贮及管理
压
实(neutralize)
作用
•减少体积，便于运输、填埋 •新技术：可形成高密度惰性块料，使BOD值下降
•水平压实器：城市垃圾
压实器
•三向垂直压实器：金属类废物 •回转式压实器：体积小质量轻的废物
破
碎(shredding)
•使物料窄分级，减少废物颗粒尺寸，降低孔隙率
作用
•使联生在一起的不同物质的单体充分解离 •减少废物体积 •压碎 • 纸、塑料、橡胶——剪切 • 塑料、橡胶——低温破碎 例如 • 纸——湿式破碎 • 金属类——剪切、冲击破碎 • 矿业固体废物——冲击破碎、粉磨
跳汰分选原理：
跳汰分选设备：
分
摇床分选 原 理 在一个倾斜的床面 上，借助床的不对称 运动和薄层水流的综 合作用，使细粒固体 废物按密度差异在床 面上呈扇形分布而进 行分选的一种方法。 目前主要用于从含 硫铁矿较多的煤矸石 中回收硫铁矿
选
技
术
风力分选技术 原 理
重力分选是利用不同 物质的密度差异，达 到轻、重颗粒分离的 目的。风力分选是利 用空气流作为携带介 质实现上述目的。 风力分选机械 水平分选机械 垂直分选机械
物质回收
例如，从废弃物中 回收纸张、玻璃、 金属等物质
即利用废弃物制取 新形态的物质。例 如，利用废玻璃和 废橡胶生产铺路材 料，利用炉渣生产 水泥和其他建筑材 料，利用有机垃圾 生产堆肥等
3种 途径
物质转换 能量转换
即从废物处理过程中回 收能量，包括热能或电 能。例如，通过有机废 物的焚烧处理回收热 量，进一步发电；利用 垃圾厌氧消化产生沼 气，作为能源向居民和 企业供热或发电
粉
磨
•使联生在一起的不同物质的单体充分解离
作用
•可将废物混合均匀 •增加物料的表面积，缩短化学反应时间
磨机 分类
•按介质：球磨机、棒磨机、砾磨机、自磨机 •按筒形状：短筒形、长筒形、管形
分 选 技 术(sorting)
作 用
是性质不同的物质分离开，便于后期处理
分类
手工捡选 重力分选 风力分选 筛分 磁选 浮选
固体废物的脱水和干燥
机械过滤 机械过滤
离心脱水机 离心脱水机
以过滤介质两边的 压力差为推动力， 使水分强制通过过 滤介质成为滤液， 固体颗粒被截留成 为滤饼，达到固液 分离的目的
泥浆自然干化脱水 泥浆自然干化脱水
利用高速旋转作用 产生的离心力，将 密度大于水的固体 颗粒与水分分离的 操作
有毒有害废物的化学处理与固化
中和法 氧化还原法
化学 处理
处理酸性或 碱性废液
铬渣干式还原处理 铬渣湿式还原处理
固化 Βιβλιοθήκη Baidu理
水泥固化 石灰固化 沥青固化 玻璃固化
第3章 固体废物资源化综合利用与最终处理
1.可生化降解固体废物的处理和利用 1.可生化降解固体废物的处理和利用
2. 固体废物的最终处理 2. 固体废物的最终处理
固体废物资源化
杜朗（Dulong）公式 HW=337C+1428(H-O/8)+95S HW——湿基热值kJ/kg C/H/O/S——垃圾 样品含碳、 氢、氧、硫百分率
利用给出的城 市垃圾单一物 理组分热值 数，根据垃圾 样品物理成分 分析进行统计 计算
有毒有害固体废物的鉴别
定 义
凡能引起或导致人类与动物死亡或严重疾病的固 体废物称为有毒有害固体废物
可生化降解固体废物的处理和利用
堆肥化的定义
在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌 等微生物促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使 可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程
•按堆肥需氧程度：厌氧堆肥、好氧堆肥
堆肥技术 种类
•按温度：中温堆肥、高温堆肥 •按技术：露天堆肥、装置式堆肥 •按堆制方式：间歇式、连续式 •按原料发酵所处状态：静态、动态
水流搅动
废纸
浆体
固液分离
{ 回收纸浆
残渣
破碎刀剪切
特点： 处理环境好；噪声振动小，无发热、爆炸、粉尘 的危险
湿法破碎设备
半 湿 式 选 择 破 碎 分 选
原理
使用物料在一定的均匀条件下，因 其耐冲击性、耐压缩性、耐剪切性 的不同，破碎成不同的粒度，按粒 度分选不同的物质
•破碎和分选同时进行
优点
•对进料适应性好，易破碎废物首先破 碎及时排出,不会出现破碎过度现象 •垃圾中有用的可以分类回收
资 源 化
无 害 化
减 量 化
固废处理的 最高目标
固体废物产生的途径与分类
对人类环境的危害
固体废物与城市垃圾管理系统简介
固体废物产源地管理 固体废物分散堆贮 收集系统 转移与运输 加工处理 与材料回收 最终处理
固体废物的性质
食品垃圾 纸类 塑料 美国EPA 橡胶与皮革类 纺织品类 庭院废物 城市垃 圾物理 成分 废木料 玻璃与陶瓷类 渣土类 我国 成分分析法 手工采样分选法 Text in here 摄影分析法 有机类 无机类 废品
城市垃圾的物理性质
含水率 方法：将测重后的 标准样品置入恒 温箱内，在77度 恒温条件下干燥 24小时后再测重
颗粒表观 尺寸分布 以最大尺寸与通 过筛子的比率表 示
容重
在收集站堆放条件 下单位体积固体 废物的质量 kg/m3
城市垃圾的化学性质
垃圾热值
近似分析
估算方法
化学成分
热能值
含水率、 挥发性物质重量百分率 固定炭 基础成 不燃烧物 分分析 灰分量 C、H 、O 、N、 S 水分 惰性物的百分率
分
选
技
术
电力分选 原理和应用 原理：在高压电场中利用入选物料之间电性差异进行分选的方法。一
股物质大致可分为电的良导体、半导体和非导体，它们在高压电场中有 着不同的运动轨迹。我们利用物质的这一特性即可将各种不同物质分离。 导电性不同的物料由料斗传到鼓式静电分选机的高压电转鼓上．导 电性良好的颗粒瞬间获得与转鼓同号电荷，非导体得不到同号电荷。这 样导体被抛向远离转鼓的导体产品受槽。非导体随转鼓运动落入离转鼓 较近的非导体产品受槽。这样就实现了分离电性不同的物料。 应用：电场分选对于塑料、橡胶、纤维、废纸、合成皮革、树脂与某种 物料的分离，各种导体和绝缘体的分离．工厂废料的回收．例如旧型砂、 磨削废料、高炉石墨、煤渣和粉煤灰等的回收都十分简便有效。
好 氧 堆 肥
原 理
在有氧条件下，好氧微生物通过自身的生命活动过程，把一 部分有机物氧化成简单无机物，并释放出生物生长所需能 量，另一部分有机物转化为细胞物质，使微生物生长繁殖。 合成 堆肥有机物 含CNOHPS 氧气、微生物 细胞物质 （微生物繁殖） 能量（释放 、转换为热或 提供生物合成）
氧化
过程： 产酸阶段 产酸菌 大分子有机物 产甲烷阶段 甲烷菌将有机酸继续分解成甲烷气体 小分子有机酸或乙醇+ADP/ATP
固体废物的最终处理
定 义
指将固体废物焚烧和用其它改变固体废物物理化学生物特性 方法，达到减少已产生的固体废物数量、缩小体积，消除其 危险成分的活动，或者将固体废物最终处理于符合环境保护 规定要求的设施内，并不再回取的活动。
城市垃圾的收集系统类型 ① 拖运容器收集系统（如图1、2） ② 定点容器收集系统（如图3）
每日始发 的卡车 贮存站 每日收工 卡车
拖运负载 容器 送回 空容器
图 1
转运、处理、处置站
交换容器模式
载空容器的卡车 由每日始发站至 第一站卸下空容器
贮存站
卡车运 空容器至第二站 由1站运送 负载容器
图 2
低 温 破 碎
原理、应用、特点
原理：利用物料在低温下的脆性。 废物——切割——冷冻——破碎——分选 应用： 塑料、橡胶及其复合制品 特点： 同一种物料，粒度均匀，形状好，便于分选； 复合物料，分离性好，纯度高； 能耗为常温的1/4，噪声低。
低温破碎流程：
湿 式 破 碎
原理、优点
原理：利用纸类在水力作用下发生浆化，回收垃 圾中的纤维。
基本方法 按隔离屏障分：天然、人工 按场所：陆地处理 (卫生土地填埋、 土地耕作、深井灌注处理) 海洋处理（海洋倾倒，运洋焚烧）
转运、处理、处置站
定点容器收集系统操作运行模型
运行至下站 空车每日由 始发站开来 贮存站
图
收集路线 负载车开至处置点
3
转运、处理、处置站
第2章 固体废物的处理 1 2 3 4 5 6
压 破 粉 分 实 碎 磨 选
脱水与干燥 有毒有害废物的化学处理与固化
第2章
固体废物的处理
分选前的预处理： 破碎、粉磨 运输或最终处理前的预处理： 压实、破碎、分选、浆状物脱水 目的：为资源回收创造条件， 减少废物最终处理体积。
第三篇 固体废弃物处理与处置工程
主讲人:郭晓燕
第1章 固体废物与城市垃圾管理系统
1 概
述
2 固体废物的性质 3 固体废物的产量与减少产量的途径 4 固体废物与城市垃圾的管理
第1章 固体废物与城市垃圾管理系统
概述
固体废物的概念 凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再有使用价值而被 废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。 生产 废渣(residue) 生活 垃圾(refuse)
技术 分类
•折断 •磨剥 •冲击 •劈开
大件垃圾破碎资源再生成套设备
冲 击 破 碎
原 理
某运动物体撞击另一物体时，前者动能迅速 转化为后者的形变位能，如果撞击的速度 高，形变来不及扩展，在被撞击处将产生很 大的局部应力，当载荷超过疲劳极限时，反 复冲击次数，可降低发生破碎应力 设备有：捶式、笼式冲击破碎机
过 程
中温阶段 中温阶段
CO2,H2O,NH3, PO4 3-,SO4 2-
+
高温阶段 高温阶段
降温阶段 降温阶段 （腐熟阶段） （腐熟阶段）
厌 氧 堆 肥
原 理
在无氧或缺氧的条件下，厌氧微生物对有机物进行分解。 细胞物质 堆肥有机物 微生物 有机酸、醇类 CO2,H2S,NH3 能量、微生物 细胞物质 CO2,CH4等，能量
分
选
技
术
磁选设备
磁选仅适用于铁磁性与 非铁磁性物质间的分 选，是一种辅助分选手 段
回收黑色金属 纯化非铁磁性材料
磁力滚筒
悬吊磁铁器
湿式CTN型永 磁筒式磁选机
预选固体废物重大块黑 色金属，保护后续处理 设备，并减少焚烧与填 埋处置量
分
选
浮 选
技
术
原理和应用 原理：在固体废物与水调制的料浆中，加入浮 选药剂，并通过空气形成无数细小气泡，使欲 选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆 表面成为泡沫层，然后刮出回收。 应用：粉煤灰中回收炭；从煤矸石中回收硫铁 矿；从焚烧炉渣中回收金属等
分
重力分选 原 理
选
技
术
跳汰分选 原 理
根据固体废物中不同 物质颗粒间的密度差 异，在运动介质中受 到重力、介质动力和 机械力的作用，使颗 粒群产生松散分层和 迁移分离，从而得到 不同密度产品的分选 过程
以水为介质，将固体 废物给入跳汰机的筛 板上，形成密集的物 料层，从下面周期的 给入上下交变的水 流，使床层松散并按 密度分层
分
选
技
术
摩擦和弹道分选
原理和应用 原理：根据固体废物中各种混杂物质的摩擦系数和碰撞恢复系
数的差异来进行分选的一种新技术。其原理是由于各种固体废物 (如城市垃圾中的砖瓦、石块、金属和纸、塑料、橡胶、炉灰等) 的摩擦系数和碰撞恢复系数明显不同，当它们沿斜面运动和与斜 面碰撞时，就会产生不同的运动速度和反弹运动轨迹，从而达到 彼此分开的目的。 应用：例如，城市垃圾自一定高度给到可移动斜面筛网上端 时，其中的碎砖瓦、碎玻璃等与斜面筛网弹性碰撞产生反跳，有 机性垃圾和炉灰等近似塑料碰撞，不产生反跳，从而与砖瓦、玻 璃、金属块等分离出来。