第四章 固体废物预处理-分选
固体废弃物的处理--4分选
4.1 筛分(筛选) 筛分原理 筛分设备
4.1.1 筛分(screening)原理 筛分的概念 筛分过程 筛分概率 筛分效率(screening efficiency) 影响筛分效率的因素
(1)筛分的概念
将颗粒大小不同的混合物料,通过单 层或多层筛子而分成若干个不同粒度 级别的过程.(或书上所述,见P70). 筛分过程演示
(2)筛分过程
由两个阶段组成
(a)易于穿过筛孔的颗粒通过不能穿过筛孔的颗 粒所组成的物料层到达筛面. (b)易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔.
要实现筛分过程,物料在筛面上应具有相对 运动,这种运动的作用:
使筛面上的物料处于松散状态,并产生析离按物 料分层(上粗下细),细颗粒到达筛面,并透过筛 孔. 使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔,以利于细粒透过 筛孔.
例:一台筛子,筛孔为20mm,经取样测定给料,筛上产 品,筛下产品中小于20mm的粒级分别为46.75%,7.26%和 94.38%.计算该台筛子的筛分效率.
∵ ∴
筛下中-20mm粒级<100% 即:α=4.675%,β=94.38%, θ=7.26%
94.38(46.75 7.26) β (α θ ) ×100% E= ×100% = α (β θ ) 46.75(94.38 7.26) 3727.07 = ×100% ≈ 91.51% 4072.86
主要有3点:
要连续,均匀给料: 确保稳定的工作 状态. 要控制给料量:过大,易堆积,难松 散;过小,处理能力降低. 要及时清理和维修筛面:确保正常的 筛分效果.
4.1.2 筛分设备 (1) 类型 (2) 惯性振动筛(intertia vibrating screens) (3) 共振筛(resonance vibrating screens)
4章 固体废物的分选技术
共振筛构造及工作原理图
1、上筛箱2、下机体3、传动装臵4、共振弹簧5、板簧6、支撑弹簧
二、风选
又称气流分选，是最常用的一种按固体废物密度分 离固体废物中不同组分的重选方法。 （一）风选原理 风选，以空气为分选介质，气流将轻物料向上 带走或水平带向较远的地方，重物料沉降或抛出较 近距离。通常成为“竖向气流分选”和“水平气流 分选”。 实质上包含两个过程： 分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分 （提取物）和具有高密度、空气阻力小的重质部分 （排出物）； 再进一步将轻颗粒从气流中分离出来，常采用 旋流器（除尘）。
三、浮选P103
（一）浮选原理 浮选是通过在固体废物与水调制成的 料浆中加入浮选剂扩大不同组分的可浮性差 异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的 颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表 面成为泡沫层刮出，成为泡沫产品；不浮的 颗粒则留在料浆内，通过适当处理后废弃。 （二）浮选药剂 捕收剂、起泡剂、抑制剂、 活化剂、介质调节剂
因此，可通过控制上升 气流速度，控制固体废 物种不同密度颗粒的运 动状态，使有的颗粒上 浮，有的下沉，从而将 这些不同密度的固体颗 粒加以分离。
水平气流中颗粒受力分析
气流速度，ua
固体颗粒的实际运动方向：
α
v tan ua
在ua一定时，对窄级别固体颗粒， 其密度ρs越大，沉降距离离出发点 越近。沿着气流运动方向，获得的 固体颗粒的密度逐渐减小。
一、筛选
(一)筛选原理 1、筛选过程：利用一个或一个以上的筛面， 将不同粒径颗粒的混合废物分成两组或两组 以上颗粒组的过程。 该过程由物料分层和细粒透筛两个阶段组成。 条件 目的 易筛粒：粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，越易通 过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛。 难筛粒：粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒，粒度越 接近筛孔尺寸就越难透筛。
固体废物预处理
分选：分选是按照废物的不同物理和化 学性质将其分离成不同组分的过程。例 如，利用重力、磁性、光学等性质的不 同，可以分选出金属、塑料、纸张等不 同组分。分选可以有效地将可回收物和 其他组分分离，提高资源的回收率
固体废物预处理
压缩
压缩是将固体废物压缩成块状的过程，它可以减小废物的体积，使其更方便 运输和储存。同时，压缩也可以破坏废物中的有害物质，使其更易于处理
混合
混合是将不同种类的废物混合在一起的过程，它可以改变废物 的物理和化学性质，使其更适合后续的处理处置。例如，将有 机废物和无机废物混合可以使其更适合填埋
脱水
脱水是去除废物中的水分的过程，它可以减小废物的体积和重 量，使其更方便运输和处置。脱水方法包括自然干燥和机械脱 水
化学预处理
化学预处理是通过化学方法改变废物的化学性质的过程。例如， 酸碱中和可以改变废物的pH值；氧化还原可以破坏废物中的有 害物质；溶解可以将废物中的某些组分溶解出来
固体废物预处理
固体废物预处理
目录
固体废物预处理
固体废物预处理是固体废物处理处置过程中非常重要的一环，它可以改变废物的物理、化 学和生物特性，使其更适合后续的处理处置过程。以下是一些常见的固体废物预处理方法
破碎：破碎是将大块固体废物分解 成小块的过程，以便于后续的处理 和处置。破碎可以减小废物的尺寸 ，增加其比表面积，并破坏其中的 有害物质
生物预处理
生物预处理是利用微生物降解固体废物中有机物质的过程。例 如，堆肥化就是一种利用微生物将有机废物转化为肥料的过程
固体废物预处理
在固体废物预处理过程中，还需要注意以下几点
安全：预处理过程应该遵循国家和地方的相关法 律法规和标准，确保操作人员的安全和环境保护
固废 -第4章-固体废物预处理-分选破碎
2.2 重力分选
重力分选是利用混合固体在介质中的密度 差进行分选。 介质：空气、水、重液（密度比水大的液 体） 类型：风力分选、重介质分选、惯性分选 、跳汰分选
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(1)风力分选
❖ 基本原理
气流将较轻的物料在垂直方向或水平方向吹 向较远的地方，而重物料由于向上气流不能 支承它而沉降，或由于重物料的惯性而沉降 ，从而实现轻、重物料的分离。
❖ 设备
a. 立式风选机 b. 卧式风选机
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a.立式风选机
进料
提到物
轻组分
重组分
风机 空气
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b.卧式风选机
进料
鼓风机 来空气
除尘器
重质组分
中重质组分
轻质组分
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以风选工艺为基础的城市垃圾资源化流程
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(2)重介质分选 ❖基本原理：将相对密度不
同的两种固体混合物用一 种相对密度介于两者之间 的重液（或重悬浮液）作 分选介质，使轻颗粒上浮 ，重颗粒下沉，实现轻、 重物料分离。
广泛用于城市垃圾处理厂（尤 其是堆肥厂），主要用于粗分 选
用于具有一定硬度和弹性的颗 粒物，如城市垃圾的一次分选 和二次分选，也可用于潮湿及 粘性废物的筛分
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筛分效率
筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入筛 废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量比。
m1 100% m
式中：m 1为筛下产物质量，kg； m为入筛固体废物质量， kg ；
振动筛
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表2 常用筛分设备的特点及应用范围
筛分设备 固定筛
滚筒筛
振动筛
特点
结构简单、不需动力； 筛分效率低，筛孔易堵 塞
不需很大动力，不易堵 塞，能有效将物料按粒 度分级筛选；筛分效率 不高（60%）
第四章 固体废物处理方法
第四章固体废物处理方法一选择题:1.以下不属于固体废弃物的是：（）A 烟尘B生产废水C粪便D煤矸石2．土地耕作处置地温必须保持在（）A0℃以上B0℃以下C0℃左右D任意温度3．垃圾填埋后，由于微生物的生化降解作用，会产生（）气体。
A甲烷和二氧化碳B氢气和二氧化碳C氧气和二氧化碳D氮气和二氧化碳4．封场是土地填埋操作的最后一环，封场的目的是：（）A保护地下水免受污染。
B 及时排出产生的气体。
C获得最大的生物降解率。
D通过填埋场地表面的修筑来减少侵蚀并最大限度排水。
5．远洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废物进行焚烧处置的一种方法，适于处置（）A各种含氯有机废物B生物战剂、化学战剂或放射性战剂C强放射性废物D永久性惰性漂浮物质6．煤矸石的综合利用不包括（）A用煤矸石作燃料。
B用煤矸石生产砖、瓦。
C从煤矸石中提取金属。
D用煤矸石生产水泥。
7．垃圾焚烧迅速发展的原因：（）A 国内垃圾易于燃烧。
B 国内垃圾水分低。
C 国内垃圾热值高。
D市区土地压力大，填埋能力有限。
8．下面正确的说法：（）A垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在150～250℃。
B垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在250～350℃。
C垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在350～450℃。
D垃圾焚烧炉炉膛烟气温度一般控制在850～950℃。
9．好氧堆肥的特点：（）A温度低。
B基质分解比较不完全。
C堆制周期短，异味大。
D可以大规模采用机械处理。
10．以下关于热解错误的说法：（）A热解是在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解的过程。
B热解是吸热过程。
C热解的结果产生大量的废气和部分废渣，环保问题严重。
D热解的结果可产生可燃气、油等。
二多项选择题:1. 固体废物对环境的危害主要表现在以下方面：（）A污染大气B污染土壤C污染水体D 侵占土地2．我国于80年代中期提出的控制固体废物污染的技术政策包括（）A“无害化”B“减量化”C“资源化”D“快速化”3．固体废物压实处理具有以下优点：（）A便于运输；B减轻环境污染；C快速安全造地；D节省贮存或填埋场地；4．好氧堆肥和厌氧堆肥的区别：（）A好氧堆肥温度高，厌氧堆肥温度低；B好氧堆肥基质分解比较彻底，厌氧堆肥分解不够充分；C好氧堆肥堆制周期短，厌氧堆肥堆制周期长；D好氧堆肥异味小，厌氧堆肥异味浓烈；5．焚烧法是一种热化学处理过程，其特点包括：（）A能迅速大幅度地减容；B可彻底消除有害细菌和病毒，破坏毒性有机物；C回收能量及副产品；D残渣稳定安全；三填空题:1. 我国从固体废物管理的角度出发，将其分为工业固体废物、危险废物和（）等三类。
第4章固体废物预处理
磁性颗粒在均匀磁场中只受转矩的作用，使它的长轴平行于磁场方向。 在非均匀磁场中，颗粒不仅受转矩的作用，还受磁力的作用，结果使它既发生转动，又向磁场梯度增大的方向移动，最后被吸在磁极外表面上。这样．磁性不同的颗粒才能得以分离。因此，磁选只能在非均匀磁场中实现。
(三)固体废物中各种物质磁性分类 根据固体废物比磁化系数(x0)的大小，可将其中各种物质大致分为以下三类： (1)强磁性物质 x0＝(7.5～38)x 10-6m3／kg，在弱磁场磁选机中可分离出这类物质： (2)弱磁性物质 x0 ＝(0.19～7.5)x 10-6m3／kg，可在强磁场磁选机中回收； (3)非磁性物质 x0 <0.19x 10-6m3／kg
所谓磁流体是指某种能够在磁场或磁场和电场联合作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液。 磁流体通常采用强电解质溶液、顺磁性溶液和铁磁性胶体，悬浮液。
视在密度：似加重后的磁流体仍然具有液体原来的物理性质，如密度、流动性、粘滞性等。似加重后的密度称为视在密度，它可以通过改变外磁场强度、磁场梯度或电场强度来调节。 视在密度高于流体密度(真密度)数倍，流体真密度一般为1400～1600kg／m3左右，而似加重后的流体视在密度可离达19000kg／m3．因此，磁流体分选可以分离密度范围宽的固体废物。 磁流体分选根据分离原理与介质的不同，可分为磁流体动力分选和磁流体静力分选两种。
(四)磁选设备及应用 1．磁力滚筒 磁力滚筒又称磁滑轮，有永磁和电磁两种。应用较多的是永磁滚筒。 主要组成部分：一个回转的多极磁系和套在磁系外面的用不锈钢或铜、铝等非导磁材 料制的圆筒。 一般磁系包角为360°。磁系与圆筒固定在同一个轴上，安装在皮带运输机头部(代替 传动滚筒)。
作用过程： 非磁性或磁性很弱的物质在离心力和重力作用下脱离皮带面： 磁性较强的物质受磁力作用被吸在皮带上，并由皮带带到磁力滚筒的下部，当皮带离开磁力滚筒伸直时，由于磁场强度减弱而落入磁性物质收集槽中。 应用：主要用于工业固体废物或城市垃圾的破碎设备或焚烧炉前，除去废物中的铁器，防止损坏破碎设备或焚烧炉。
固体废物处理与处置固体废物分选-课件
易筛粒与难筛粒
• 粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，很容易通过 粗粒形成的间隙到达筛面而透筛，称为 “易筛粒”；粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒， 很难通过粗粒形成的间隙，而且粒度越接 近筛孔尺寸就越难透筛，这种颗粒称为 “难筛粒”。
第五节 浮选
• 浮选是在固体废物与水水制的料浆中，加 入浮选药剂，并通入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；不浮的颗粒仍留在料浆内，通过适
当处理后废弃。
二、浮选药剂
• （一）捕收剂 • 捕收剂能够选择性地吸附在欲选的物质颗
粒表面上，使其疏水性增强，提高可浮性， 并牢固地粘附在气泡上而上浮。 • 1、异极性捕收剂 • 2、非极性油类捕收剂
（二）起泡剂
• 起泡剂是一种表面活性物质，主要作用在 水-气界面上，使其界面张力降低，促使空 气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡 兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的 粘附和上浮过程中的稳定性，以保证气泡 上浮形成泡沫层。
（三）调整剂
• 调整剂的作用主要是调整其它药剂（主要 是捕收剂）与物质颗粒表面之间的作用。 还可调整料浆的性质，提高浮选过程的选 择性。
（二）电选分离的基本条件
• 废物颗粒进入电选设备电场后，受到电力和机械 力的作用。作用在颗粒上的电力有库仑力、非均 匀电场吸引力和界面吸力等，作用在颗粒上的机 械力有得力和离心力等。
• 1、对于导体颗粒在分选带AB段内分出导体颗粒， 必须F2+ F5> F1+ F3+mgcosa。式中a是颗粒在辊 筒表面所在位置与辊筒半径的夹角度。2、对于半 导体颗粒在分选带BC段内分出半导体颗粒，必须 F2+ F5> F1+ F3+mgcosa。3、对于非导体颗粒， 在分选带CD段内分出非导体颗粒，必须F3> mgcosa+ F5。
第四章 固体废物分选
4.2.1 筛选的基本原理
表4.1 颗粒透筛概率P与颗粒相对粒度d/L的关系
d/L
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
P
0.810 0.640 0.490 0.360 0.250 0.160
N
2 2 2 3 4 7
d/L
0.7 0.8 0.9 0.95 0.99 0.999
P
0.090 0.040 0.010 0.002 5 0.000 1 0.000 001
固体废物处理与处置
第四章 固体废物分选
固体废物处理与处置
第四章 固体废物分选
1 2 3 4 5 6 7 8
固体废物处理与处置
分选方法 筛 选 重力分选 磁力分选 电力分选 浮 选 其他分选方法 分选处理系统
4.1 分选方法
1. 人工分选是最早采用的方法，适用于废物产源地、收 集站、处理中心、转运站或处置场，其成本主要取决 于劳动力费用，其效益主要取决于回收物资的市场价 格。
PXi
xi 100 % xi yi
7.第i个出料口中XI物料的回收率RXIi： RXIi
xIi 100 % xI0
8.第i个出料口中XI物料的纯度PXIi：P XIi
xIi 100 % x1i x 2i xNi
固体废物处理与处置
4.2 筛选
4.2.1 筛选的基本原理
费用低和维修方便，在固体废物回用中广泛应用。
固体废物处理与处置
4.2.3 筛选设备
⑵滚筒筛 滚筒筛也称转筒筛，其筛面是侧壁设筛孔的圆柱或圆锥 形筒，如图4.3所示。
图4.3 滚筒筛筛面 1—给料；2—运动方向；3—排出物；4—筛出物
固体废物处理与处置
4固体废物分选
第四章固体废物分选定义：将可回收利用的或不利于后续处理处置工艺要求的物料分离出来的过程。
依据：颗粒的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性、表面润滑性。
第一节城市垃圾的分选和预处理1、分选、回收废物分选的目的是为了将其中可以回收的或不利于后续处理、处置工艺的无聊分离出来。
因此，分选的方法与后续的处理处置密切相关：（1）先焚烧，再填埋灰渣；（2）先堆肥，残渣填埋；（3）直接填埋。
不同的处理、处置方法对垃圾分选的目标和要求是不同的。
分选的首要目的都是直接回收有用的资源。
在经济相对不够发达的发展中国家，城市垃圾的分选经常是由社会上的人们以分散的形式自发进行的（即拾荒者）。
在一定意义上，这个自发的行动以落后的方式解决了大部分垃圾中资源的简单回收工作。
从而缓解了城市垃圾分类回收的压力。
但是拾荒者的自发行为必然会造成废物收集秩序的混乱，可能导致疾病的传播，以及由于无组织活动使得有用物资回收的效率不可能达到很高的水平。
由于垃圾形式与成分的复杂性，难以用机械的方法进行精确的分类。
即使是工业发达的国家，对垃圾的分选仍旧保持了较大比例的人工因素。
不过，这种人工分选的方式是在流水线上进行的：收集来的固体废物在重力分选方法和磁力去除其中的钢铁以及其它金属材料以后，通过一个高架的传送带，分布在传送带两侧的人员分别将指定的可回收物资投入设在下面的专用容器或构筑物中。
这些经过分选的物资经过压缩、包装、称重以后，被送往生产企业回用。
城市垃圾分选的基本方法除手选以外，均是根据物料在物理性质方面（如密度、粒度、电性质、磁性等）的差别而进行的。
2、物料分选的一般原理为从一种混合物中将各种可以回用的物质筛选出来，分选过程可以按不同的级数设置。
所谓级数，实际是分选装置的出料口数。
例如，具有一系列大小不同粒度出口的筛分机，就是一个多级分选装置。
（1）二级筛分在两级分选机中，给入的物料是x和y（需要进行分离的物料）的混合物。
假设在单位时间内进入分选机的x和y物料的数量分别为x0和y0，在同样时间内从第一和第二出料口排出的量分别为x1、y1和x2、y2 ，此时可以用回收率来表示相应物质的分选效率：第一个出料口物流中x物料的回收率Rx1：Rx1=(x1/x0)⨯100%同样： Ry2=(y1/y0)⨯100%根据质量平衡原理，x0=x1+x2, 所以，Rx1=(x0-x2)/(x1+x2)。
张小平《固体废物污染控制工程》(第2版)课后习题(第4章 固体废物的预处理技术——第6章 固体废物的
第4章固体废物的预处理技术1．表示固体废物压实程度的指标有哪些？为何要进行压实处理？答：（1）表示固体废物压实程度的指标①空隙比和空隙率a．空隙比（e）的定义为；b．空隙率（ε）的定义为。
②湿密度与干密度a．湿密度（ρw）的定义为；b．干密度（ρd）的定义为。
③体积减少分数（R）式中，V i为压实前体积，m3；V f为压实后体积，m3。
④压缩比与压缩倍数a．压缩比（r）显然，r越小，压实效果越好。
b．压缩倍数（n）c．三者间的关系（2）进行压实处理的原因固体废物的压实是指通过消耗压力能来提高废物的容重和减小废物体积的过程，垃圾进行压实处理的目的是为了使固体废物减量化，便于运输、贮存和填埋。
压实主要用于处理压缩性能大而恢复性能小的固体废物，而对于某些较密实的固体则不宜采用，对于有些弹性废物也不宜采用压实处理，因为它们在解压后，体积又会增大。
2．破碎程度用什么指标来衡量？简述破碎的意义。
答：（1）破碎程度的衡量指标破碎比是指废物粒度在破碎过程中减少的倍数，是破碎程度的衡量指标。
破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。
破碎比有以下两种表示方法。
①最大粒度法式中，为破碎前的最大粒度；为破碎后的最大粒度。
②平均粒度法式中，D ave为破碎前的平均粒度；d ave为破碎后的平均粒度。
（2）破碎的意义①使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易进行，更经济有效；②为分选和进一步加工提供合适的粒度，有利于综合利用；③增大比表面积，提高焚烧、热解、堆肥处理的效率；④破碎使固体废物体积减小，便于运输、压缩和高密度填埋，加速土地还原利用。
3．破碎流程有哪几种组合方式？分别是什么？答：破碎流程共有4种组合方式。
（1）单纯破碎工艺该破碎工艺具有简单、易操作、占地面积小等优点，但只适于对粒度要求不高的场合。
（2）带预先筛分的破碎工艺该工艺流程可预先分离出不需破碎的细粒物料，减少破碎量。
（3）先破碎后筛分工艺该工艺可将破碎产物中大于要求粒度的颗粒分离出来，返回破碎机再破碎，使产品粒度全部符合要求。
4-第四章 固体废物分选(1)
（三）重介质分选设备 分选设备：目前常用的是鼓形重介质分选机。 结构与：外形是一圆筒转鼓， 由四个辊轮支撑，通过 圆筒腰间的大齿轮由传动装置带动旋转（转速2r/min)。 在圆筒的内壁沿纵向设有扬板，用以提升重物到溜槽 内。圆筒水平安装。 工作原理：固体废物和重介质一起由圆筒一端给入， 在向另一端流动过程中，密度大于重介质的颗粒沉于 槽底，由扬板提升落入溜槽内，被排出槽外成为重产 物；密度小于重介质的颗粒随重介质流从圆筒溢流口 排出成为轻产物。 应用：鼓形重介质分选机适用于分离粒度较粗（40－ 60mm）的固体废物。
扬板
二、跳汰分选
(一）跳汰分选原理 跳汰分选是垂直变速介质流中按密度分选固体废物的一种 方法。通常使用水为介质，故称为水力跳汰分选。水力跳 汰分选设备称为跳汰机。 固体废物给入跳汰机的筛板上，在水介质中受到脉冲力作 用，于是，整个筛面上的物料层不断地被冲起又落下，逐 渐形成一按密度分层的床面。一个脉冲循环中包括这样两 个过程：床面先是浮起，然后被压紧。在浮起状态，轻颗 粒加速较快，运动到床面物上面；在压紧状态重颗粒比轻 颗粒加速快，钻入床面物的下层中，脉冲作用使物料分 层，。分层后，密度大的重颗粒群集中于底层，其中小而 重的颗粒会透筛成为筛下重产物，密度小的轻物料群进入 上层，被水平水流带到机外成为轻产物。
d 3 2 ( S ) g d 2 v0 6
式中：d－颗粒直径；ρS－颗粒密度；ρ－空气密度；ψ－阻 力系数；g－重力加速度。
又因：ρ<<ρS，ρS－ρ＝ρS，移项得：
d S g v0 6
结论：由上式可看出， 颗粒沉降末速与颗粒的密度、粒度及形状有关。 当颗粒粒度一定时，密度大的颗粒沉降末速大； 当颗粒密度相同时，直径大的颗粒沉降末速大。 等降颗粒：在同一介质中，密度、粒度和形状不同的颗粒 在特定的条件下，可以具有相同的沉降速度，这样的颗粒 称为等降颗粒。 等降比（e0）：密度小的颗粒粒度（dr1）与密度大的颗粒 粒度（dr2）之比，以e0表示。
固废-4-(3)分选-54
d S V0 g 6
（3-18）
d--颗粒的直径，diameter of particulate s--颗粒的密度，density of particulate --空气的密度，air density --阻力系数，coefficient of fiction g--重力加速度，gravity acceleration
d S V0 g 6
（3-18）
由上式可知，当颗粒粒度（d）一定时，密度大颗粒沉降 末速大；而当颗粒密度相同时，直径大的颗粒沉降末速大。 并且，密度相对大的和尺寸相对大而密度相对小的颗粒， 亦可能具有相同的沉降末速度（V0）。因此，把这样的颗粒 称之为等降颗粒。
d r1 其等降比为： e0 dr2
Px1=x1×100%/(x1+y1)，Py1=y1×100%/(x1+y1)
Px1—第一排出口物料X的纯度；
Py1—第一排出口物料Y的纯度 综合效率——回收率和纯度相结合
三、筛分---Sieving, Screening
• 原理
利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于 筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料分离的过程 分离过程可看作由物料分层和细粒透筛两个阶段组成，物 料分层是完成分离的条件，分层结果是大颗粒在上，小颗粒 在下；细粒透筛是分离目的，使小颗粒透过筛孔成为筛下物 粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，容易通过粗粒形成的间隙到 达筛面透过筛孔，称为“易筛粒”；粒度大于筛孔尺寸3/4的 颗粒，很难通过粗粒形成的间隙，而且粒度越接近筛孔尺寸 就越难透筛，这种颗粒称为“难筛粒”。
第四章 固体废物的分选 同济大学环境科学与工程学院考研资料——水污染控制工程,固体废物处理与处置 教学
影响筛分效率的因素（3）
✓ 筛分操作条件的影响
–在筛分操作中应注意连续均匀给料，使废物沿整个 筛面宽度铺成一簿层，既充分利用筛面，又便于细 粒透筛，可以提高筛子的处理能力和筛分效率。及 时清理和维修筛面也是保证筛分效率的重要条件。
–筛分设备振动不足时，物料不易松散分层，使透筛 困难；振动过于剧烈时，物料来不及透筛，便又一 次被卷入振动中，使废物很快移动至筛面末端被排 出，也使筛分效率不高。因此，对振动筛应调节振 动频率与振幅等；对该筒筛而言，重要的是转速的 调节，应使振动程度维持在最适水平。
筛分设备（1）——固定筛
✓ 筛面由许多平行排列的筛条组成，可以水平安装或 倾斜安装。
–2. 求玻璃的回收率：
R11= (X11/ X10 ) ×100% = 90％ –3. 求玻璃的综合筛分效率：
E11= R11-[(X11+ X21- X11)/ (X11+ X21- X11) ]×100% = 90%-(2.8/92) ×100%=87%
§4-2 筛分(screening)
✓筛分定义：利用筛子将粒度范围较宽的颗 粒群分成窄级别的作业。
✓脱水筛分
–脱出物料中水分的筛分，常用于废物脱水或 脱泥
筛分效率
✓ 筛分效率：是指实际得到的筛下产品重量与入 筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量比
E
Q1
Q
100%
100
–式中：E —— 筛分效率，%； Q —— 入筛固体废物重量； Q1 ——筛下产品重量； α ——入筛固体废物中小于筛孔的细粒含量，%
第四章固体废物的预处理技术1
所谓固体废物的压实处理，就是消耗压力提高废物的容重。 体废物的压实处理，就是消耗压力提高废物的容重。 近年来，日本创造了一种高压压缩技术，对垃圾进行三次压缩，最后一次压力达258kg/cm2 （约253MP），最后制成的垃圾块，密度可达到1125.4 ～ 1380 kg/cm2 。
挤压破碎是指使废物在两个相对运动的硬面之间挤压作用下破碎。 挤压破碎是指使废物在两个相对运动的硬面之间挤压作用下破碎。 是指使废物在两个相对运动的硬面之间挤压作用下破碎 磨擦破碎是指使废物在两个相对运动的硬面磨擦作用下破碎。 磨擦破碎是指使废物在两个相对运动的硬面磨擦作用下破碎。如碾磨机是 是指使废物在两个相对运动的硬面磨擦作用下破碎 借助旋转磨轮沿环形底盘运动来连续磨擦、压碎和磨削废物。 借助旋转磨轮沿环形底盘运动来连续磨擦、压碎和磨削废物。 低温破碎是指利用塑料、橡胶类废物在低温下脆化的特性进行破碎。 低温破碎是指利用塑料、橡胶类废物在低温下脆化的特性进行破碎。 是指利用塑料 湿式破碎是指利用湿法使纸类、纤维类废物调制成浆状， 湿式破碎是指利用湿法使纸类、纤维类废物调制成浆状，然后加以利用的 是指利用湿法使纸类 一种方法。 一种方法。 对于较硬的工矿业废渣，通常需要根据物料的原有颗粒尺寸， 对于较硬的工矿业废渣 ，通常需要根据物料的原有颗粒尺寸，分步进行 粗碎、 破碎，一般分粗碎 中碎、细碎、粉碎四步。 破碎，一般分粗碎、中碎、细碎、粉碎四步。 粗碎是使颗粒尺寸从1000毫米破碎至100毫米大小； 粗碎是使颗粒尺寸从1000毫米破碎至100毫米大小； 1000毫米破碎至100毫米大小 中碎是使颗粒尺寸从100毫米破碎至30毫米： 中碎是使颗粒尺寸从100毫米破碎至30毫米： 100毫米破碎至30毫米 细碎是使颗粒尺寸从30毫米破碎至5毫米； 细碎是使颗粒尺寸从30毫米破碎至5毫米； 30毫米破碎至 粉碎分为两段，第一段是由5毫米破碎到0 毫米；第二段是由0 粉碎分为两段，第一段是由5毫米破碎到0.3毫米；第二段是由0.3毫米破碎到 07毫米 使固体废物从原始尺寸破碎到所要求的最终尺寸， 毫米。 0.1-0.07 毫米。使固体废物从原始尺寸破碎到所要求的最终尺寸，其破碎程 度可用破碎比来表示。 度可用破碎比来表示。
固体废物处理与处置固体废物分选
重选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床
分选等。
A固体废物中颗粒间必须存在密度的差异；B分选过程
都是在运动介质中进行的；C在重力、介质动力及机 械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层；D 分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此 分离，并获得不同密度的最终产品。
在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的
第四章 固体废物分选
固体废物分选：将固体废物中可回收利用的或不利于
后续处理、处臵工艺要求的物料分离出来的过程。
筛选（分）、重力分选、磁力分选、电力分选、光电
分选、摩擦及弹性分选，以及浮选等。
筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛
面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细 粒物料分离的过程。
卧式风力分选机）和上升气流风选机（又称为立式风 力分选机）。
摇床分选是在一个倾斜的床面上，借助床面的不对称
往复运动和薄层斜面水流的综合作用，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。
平面摇床主要由床面、床头和传动机构组成。摇床床
面近似呈梯形，横向有1.5-50的倾斜。在倾斜床面的上 方设臵有给料槽和给水槽。床面上铺有耐磨层（如橡 胶等）。沿纵向布臵有床条，床条高度从传动端向对 侧逐渐降低，并沿一条斜线逐渐趋向于零。整个床面 由机架支撑。床面横向坡度借机架上的调坡装臵调节。 床面由传动装臵带动进行往复不对称运动。
运动，借以推动水流在跳汰室内作脉冲运动；无活塞 跳汰机采用压缩空气推动水流。
是以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按 密度和粒度进行分选的一种方法。 风选在国外主要用于城市垃圾的分选，将城市垃圾中的 有机物与无机物分离，以便分别回收利用或处臵。
《固体废物处理与处置》章节笔记
《固体废物处理与处置》章节笔记第一章：固体废物概述一、引言固体废物是现代社会不可避免的现象，随着工业化和城市化进程的加快，固体废物的产量和种类也在不断增加。
固体废物的处理与处置问题已成为全球性的环境问题，对人类健康和生态环境构成了严重威胁。
二、固体废物的定义与分类1. 定义固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的，失去了原有使用价值或被抛弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、物质。
这些废物可能包含有机物、无机物、生物体、化学品等多种成分。
2. 分类（1）按来源分类：- 工业固体废物：来源于工业生产过程中的废渣、废料、废品等。
- 生活固体废物：居民日常生活中产生的垃圾，如厨余、塑料、纸张、玻璃、金属等。
- 农业固体废物：农业生产过程中产生的废弃物，如秸秆、粪便、农膜等。
- 危险固体废物：具有毒性、腐蚀性、感染性、放射性等特性的废物，如废电池、废药品、医疗废物等。
（2）按性质分类：- 有机废物：含有碳元素的废物，如食物残渣、植物秸秆、皮革等。
- 无机废物：不含碳元素的废物，如玻璃、陶瓷、砖瓦等。
- 生物废物：来源于生物体或与生物活动相关的废物，如动物尸体、粪便等。
- 放射性废物：含有放射性元素的废物，如核工业产生的废料。
三、固体废物的来源与特征1. 来源- 工业来源：矿山开采、制造业、建筑业、化工等行业产生的固体废物。
- 农业来源：种植业、养殖业、农产品加工等过程中产生的固体废物。
- 生活来源：居民日常生活、商业、服务业等活动中产生的固体废物。
- 其他来源：如医疗机构、科研单位、教育机构等产生的特殊废物。
2. 特征- 物理性质：包括形状、大小、颜色、密度、含水率、堆积密度等。
- 化学性质：包括酸碱性、氧化还原性、稳定性、可燃性、反应性等。
- 生物性质：包括腐败性、传播疾病的能力、生物降解性等。
四、固体废物处理与处置的重要性1. 环境影响- 土壤污染：固体废物中的有害成分渗入土壤，影响土壤结构和肥力。
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水平式：构造简单，维修方便，精度不高 一般与破碎、筛分、立式风力分选机联合使用
立式：与水平式相比精度较高
锯齿形：每个转折实际上起到了单独的一个分 选机的作用 振动式：振动＋气流分选 回转式：圆筒筛分＋气流分选
(三)重介质分选 1．重介质分选原理 所谓重介质，就是密度大于水的介 质．包括重液和重悬浮液两种流体。重 介质的密度一般应介于大密度和小密度 颗粒之间，即ρS2＞ρ＞ρSl
共振筛
下机体和筛箱受反作用力沿倾斜方向振动
筛箱＋弹簧＋下机体＝弹性系统——固有自 振频率于传动装置的强迫振动频率相近或 相同——筛子共振筛分
• 处理能力大、筛分效率高、耗电少及结构 紧凑等，是一种有发展前途的筛分设备； 但其制造工艺复杂，机体较重。
影响筛分效率的因素
• 物料性质：易筛粒含量；含水量；含泥量； 颗粒形状
破碎流程
筛分效率：指实际得到的筛下产品质量与入筛废 物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料的质量之比， 用百分数表示， 式中E为筛分效率，％； Q为入筛固体废物质量 Q1为筛下产品质量； α为入筛固体废物中小于筛孔的细粒含量，％。
设固体废物入筛质量(Q)等于筛上产品质 量(Q2)和筛下产品质量(Q1)之和，即 Q＝Q1＋Q2 固体废物中小于筛孔尺寸的细粒质量等于 筛上产品与筛下产品中小于筛孔尺寸的细粒 质量之和，即 Qα＝Q1β＋Q2θ
(一)重力分选原理
一个悬浮在流体介 质中的颗粒．其运动 速度受自身重力、介 质阻力和介质的浮力 三种力作用。分别表 示为FE(重力)、 FB(介质浮力)、 FD(介质摩擦阻力)
力平衡——牛顿公式
如果假定流体运动为层流，则CD＝24／Re ——斯托克斯公式
(二) 气流分选(亦叫风选)
作用：将轻物料从较重的物料中分离出来
(二)筛分分类
根据筛分在工艺过程中应完成的任务，筛分 作业可分为以下六类： (1)独立筛分 目的在于获得符合用户要求的 最终产品的筛分，称为独立筛分
(2)准备筛分 目的在于为下一步作业做准备 的筛分，称为准备筛分；
(3)预先筛分 在破碎之前进行筛分，称为预 先筛分，目的在于预先筛出合格或无须破 碎的产品，提高破碎作业的效率，防止过 度粉碎和节省能源； (4)检查筛分 对破碎产品进行筛分，又称为 控制筛分； (5)选择筛分 利用物料中的有用成分在各粒 级中的分布，或者性质上的显著差异所进 行的筛分 (6)脱水筛分 脱出物料中水分的筛分，常用 于废物脱水或脱泥。
• 重液有四溴乙烷和丙酮的混合物，密度为 2.4g/cm3，可以将铝从较重的物料中分 离出来。另一种常用的重液是五氯乙烷， 密度为1.67g/cm3，在选煤中已有应用。
• 重悬浮液中加的介质有硅铁，将硅铁与水按 85:15的比例混合，相对密度可以达到3.0 以上。另外还有方铅矿、磁铁矿和黄铁矿等 重介质。加重质的粒度约200目，占60％ 一80％．与水混合形成微细颗粒的重悬浮 液。
基本原理：气流将较轻的物料向上带走或在 水平方向带向较远的地方，而重物料则由 于向上气流不能支承它而沉降，或是由于 重物料的足够惯性而不被剧烈改变方向穿 过气流沉降。被气流带走的轻物料再进— 步从气流中分离出来， 一般用旋流器分离。
• 气流分选机实质上包含了两种分离过程： 将轻颗粒与重颗粒分离．再进一步将轻颗 粒从气流中分离出来。 • 第一过程：有效直径和筒壁因素的影响 ——达拉法尔提出如下模型 立式汽流分选机 水平式气流分选机
式中，θ、β为筛上、筛下产品中所含有小于 筛孔尺寸的细粒质量百分数％ β＝l00
(四)筛分设备 适用于固体废物处理的筛分设备主要有固 定筛、筒形筛、振动筛和摇动筛。 （1）固定筛：棒条筛、格筛 棒条筛：筛孔尺寸为筛下粒度的1.1-1.2倍， 棒条宽度大于固体废物最大块度的2.5倍 ——适用于筛分粒度大于50mm的粗粒废物 ——粗碎和中碎之前 格筛：粗碎机之前 特点：简单方便，应用广泛；但易于堵塞
滚筒筛筛分效率影响因素：
临界转速，r为筒半径
筛分效率与圆筒筛的转速和停留时间有关，一 般认为物料在筒内滞留25—30s．转速5—6r／ min为最佳。 例如，有的筒形筛的直径为1．2m，长1．8m， 转速18r／min．当生产率为2t/h，效率95％一 100％；当生产率达到2．5t/h，效率下降为91 ％。另外．筒的直径和长度也对筛分效率有很 大影响。
（2）滚筒筛
具有带孔的圆柱形筛面或截头的圆锥体筛面 • 筛筒转速10—15r/min • 为使废物在筛内沿轴线方向前进，筛筒的 轴线应倾斜3－5°安装。
• 沉落状态 物料颗粒由于筛子的圆周运动被 带起，然后滚落到向上运动的颗粒上面： • 抛落状态 筛子运动速度足够时．颗粒飞入 空中，然后沿抛物线轨落回筛底。 筛分效率达到最高：当筛分物料以沉落状态 运动时，物料达到最大的紊流状态 如果筒形筛的转速进一步提高，会达到某一 临界速度，这时粒子呈离心状态运动，结料和筛面之间适当的相对运动——筛面上 的物料层处于松散状态——即按颗粒大小分 层，形成粗糙位于上层，细粒位于下层的规 则排列．细粒到达筛面并透过筛孔。
• 物料和筛面之间适当的相对运动——使堵在 筛孔上的颗粒脱离筛孔，以利于细粒透过筛 孔。
细粒透筛时，尽管粒度都小于筛孔，但它们 透筛的难易程度却不同： • 粒度小于筛孔3／4的颗粒，很容易通过粗 粒形成的间隙到达筛面而透筛，称为“易 筛粒”； • 粒度大于筛孔3／4的颗粒，很难通过粗粒 形成的间隙到达筛面透筛，而且粒度越接 近筛孔尺寸就越难透筛，称为“难筛粒”。
互雷提出另一种方法，同样也能得出评价 两级分选机性能的综合分选效率，即综合 分选效率等于第一排出物流中X的回收率与 第二排出物流中Y的回收率的乘积，其式如 下：
2.4.2 筛分
(一)筛分原理
筛分——利用筛子将粒度范围较宽的颗粒群 分成窄级别的作业。 该分离过程可：物料分层＋细粒透过筛子两个 阶段组成的。 物料分层是完成分离的条件 细粒透过筛子是分离的目的
• 大密度颗粒下沉，小密度颗粒悬浮，精度很高； 粒度范围较宽；
• 但如粒度过小，特别是ρs≈ρ时，υs很小， 分离很慢。所以实际分离前，应筛去细粒部分， 大密度物料，粒度下限2～3mm；轻密度物 料粒度下限3～6mm。采用重悬浮液时，粒 度下限可降至0.5mm
2．重介质
重介质有重液和重悬浮液
工业上应用的分选机一般分为鼓形重介质分 选机和深槽式、浅槽式、振动式、离心式 分选机。
2.4.1 物料分选的一般理论
为了从一种混合物料中将各种纯净物质选别 出来，分选过程可以按两级识别(两个排料 口)或按多级识别(两个以上排料口)来确定。 例如：一台具有一系列不同大小筛孔的筛分 机，能够分选出若干种产品，故而是一种 多级分选装置。
(一)两级分选机 两级分选机和多机分选机的流程如下图所 示。 在两级分选机中，给人的物料是由X和Y组成 的混合物，X、Y为待选别的物料。 单位时间内进入分选机的X物料和Y物料的分 别为X0和Y0； 单位时间内X和Y从第一排出口排出的量分别 为XI和Y1，从第二排料口排出的量为X2 和y2。 分选效率可以用回收率来表示。
υ为气流速度，m／s；d为颗粒直径，m; γ 为颗粒密度，g/m3。
第二：物料与气流的 分离过程 • 常用的物料与气 流分离方法是用离心 分离机或叫作旋流器 的装置进行分离。 • 旋流器的目的：是要 使颗粒在离心力作用 下向外侧运动．因而 颗粒的径向运动速度 是重要参数——可由 斯托克斯公式确定。
(3)适当的机械搅拌促使悬浮液更加稳定。
• 筛分设备特性：有效面积；筛分设备运动 方式；筛面长宽比；筛面倾角 棒条筛 钢板冲空筛 钢丝编织筛 • 筛分操作条件：连续均匀给料
2.4.3 重力分选
重力分选：在活动的或流动的介质中按颗粒的 密度或粒度进行颗粒混合物的分选过程。 介质：有空气、水、重液(密度大于水的液体)、 重悬浮液等。 作用原理：气流分选、惯性分选、重介质分选、 摇床分选、跳汰分选等。 重介质分选：是在液相介质中进．不适合于包 含可溶性物质的分选，也不适合于成分复杂的 城市垃圾分选。该法主要应用于矿业废物的分 选过程。
粘度增大：会使颗粒在其中运动的阻力增 大，从而降低分选精度和设备生产率。
• 降低悬浮液的粘度可以提高物料分选速度，但 会降低悬浮液的稳定性，工业应用中可以采用 如下方法保证其稳定性： (1)选择密度适当、能造成稳定悬浮液的加 重质，或在粘度要求允许的条件下，把加重质 磨碎一些；
(2)加入胶体稳定刑，如水玻璃、亚硫酸盐、 铝酸盐、淀粉、烷基硫酸盐、膨润土和合成聚 合物等；
种成分(xlo，x20，x30，…xn0。)，要
分选出的m种物料，在第一排出物流中，
x11是xl物料最终进人第二排出物流中的部
分；x21是第二物料x2进人第一排出物流
中的部分。以此类推，因此xl在第一排出物
流中的回收率为Rx11
在第一排出物流中x1的纯度为；
(三)分选效率 雷特曼提出了综合分选效率这一参数，对于给料 中含有X和Y两种物料的两级分选过程来说， 雷特曼定义其综合分选效率为：
惯性振动筛
原理：不平衡体旋转——离心惯性力——筛箱 振动 不平衡体：配重轮上的重块/重锤
水平分力：弹簧横向刚度大，被吸收
垂直分力：筛面——促使弹簧拉伸及压缩
筛箱运动轨迹：椭圆或近似于圆
惯性振动筛构造原理图
激振力：离心 惯性力
• 原理：电动机——下机体上偏心轴转动— —连杆往复——弹簧——筛箱
影响重介质分选效率的悬浮液基本性质是 密度、粘度和稳定性。 • 水和加重质的悬浮液密度，是单位体积 内水和加重质的质量之和，悬浮液的密度 称为视在密度。
式中，ρ为重悬浮液密度；Cv为重介质所 占体积百分比；ρα为重介质本身的干密 度 • 加重质的加入量
• 视在粘度 μα为悬浮液视在粘度； μ为组成悬浮液的液体 的粘度； c为悬浮泊中固体微粒 的体积浓度； X为悬浮液中液体积百 分比
2.4 分选