第2章 固体废物预处理技术

第2章 固体废物预处理技术

2.1固体废物的压实 2.2固体废物的破碎 2.3固体废物的脱水 2.4固体废物的热处理 2.1固体废物的压实

通过外力加压于松散的固体废物，以缩小其体积，使固体废物变得密实的操作简称为压实，又称压缩。

压实目的：（1）增大容重、减少固体废物体积以便于装卸和运输，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、填埋或作为建筑材料使用。 一、压实原理

Vm = Vs + Vv

Vm —固体废物的表观体积；Vs —固体颗粒体积（包括水分）；Vv —空隙体积。

当对固体废物实施压实操作时：压力↑，空隙体积↓，表现体积也随之↓，而容重↑。固体废物经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比R ：

R =

后

前m m V V

容重：固体废物的干密度，用ρ表示。 Ws —固体废物颗粒重；Wm —固体废物总重；W H2O —固体废物中水分重；Vm —固体废物表观体积。

压实的适用对象：主要适用于压缩性能大而复原性小的物质，如冰箱、洗衣机、纸箱、纸袋、纤维、废金属细丝等。

有些固体废物如木头、玻璃、金属、塑料块等本身已经很密实的固体或是焦油、污泥等半固体废物不宜作压实处理。

二、压实设备：压实器 构造：（1）容器单元：接受废物并把废物送入压实单元；（2）压实单元：具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。

按是否运动分：（1）固定式压实器：只能定点使用的压实器，为常见的压实器；（2）移动式压实器：带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器。

固定式压实器：（1）小型家庭用压实器：安装在厨房下面，用于一些家庭生活垃圾的收集和压实；（2）大型工业压缩机：可将汽车压缩，每日可以压缩数千吨垃圾，一般安装在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部以及其它需要压实废物的场合。

固定式压实器：（1）水平压实器：钢制容器；（2）三向联合压实器；（3）回转式压实器。

m

O

H m m s V W W V W 2-==ρ

图2.1 水平压实器结构图

图2.2 三向联合压实器

图2.3 回转式压实器

移动式压实器，填埋场使用：高履带压实机、钢轮压实机。

（a ）高履带压实机 （b ）钢轮压实机

图2-4 填埋场常用的移动式压实机

装料

压头

压头

压头

压头

压头

图2.4 城市垃圾压缩处理工艺流程

2.2固体废物的破碎

破碎: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，称为破碎。

一、破碎原理：

（1）固体废物破碎的难易程度：通常用机械强度或硬度来衡量。

机械强度:指固体废物抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量。

一般，抗压强度：（1）大于250MPa者称为坚硬固体废物；（2）40~250MPa者称为中硬固体废物；（3）小于40MPa者称为软固体废物。

机械强度↑，破碎难度↑。废物粒度↓，机械强度↑，破碎难度↑。

硬度：指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。

硬度表示方法：

（1）对照矿物硬度确定：矿物的硬度可按莫氏硬度分为十级，其软硬排列顺序如下：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉石、刚玉和金刚石。

（2）按废物破碎时的性状确定:按废物在破碎时的性状，固体废物可分为最坚硬物料、坚硬物料、中硬物料和软质物料四种。

2、破碎方法干式：（1）破碎：通常所说的破碎；（2）湿式破碎：在大量水中的破碎

干式破碎：（1）机械能破碎：利用破碎工具如齿板、锤子、钢球；（2）非机械能破碎：利用电能、热能等，如低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破碎。

图 2-5 常见的机械能破碎方法

图2-6 湿式破碎机的构造原理图 图2-7 半湿式破碎机构造原理图

破碎分选易碎物质，如玻璃陶瓷。加水破碎分选纸类物质。 （3）破碎比和破碎段

破碎产物粒度原废物粒度破碎比/=

破碎比计算：（1）极限max

max d D i 破碎产物最大粒度废物破碎前最大粒度破碎比=

（2）真实破碎比i =

cp

cp d D 破碎产物的平均粒度废物破碎前的平均粒度

破碎段：固体废物经过不同的破碎机或磨碎机的次数。多次（段）破碎总破碎比计算：

n i i i i i ⨯⨯⨯⨯= 321

（4）破碎的四个基本工艺流程

循环用水

电动机

筛网 有色金属 铁

转子

I 组

II 组

III 组

（a ）单纯破碎工艺 （b ）带预先筛分的破碎工艺

（c ）带检查筛分破碎工艺 （d ）带预先和检查筛分破碎工艺

二、常用的破碎设备

锤式、冲击式、剪切、鄂式、辊式破碎机和粉磨机。 （1）锤式破碎机

按转子数目：单转子锤式破碎机：只有一个转子；双转子锤式破碎机：有两个做相对运动回转的转子。

按转子的转动方向（单转子锤式破碎机）：（1）可逆式：转子可两个方向转动；（2）不可逆式：转子只能一个方向转动。

图2.20 单转子锤式破碎机示意图

按破碎轴安装方式：（1）卧轴锤式破碎机：水平轴式破碎机（如图）；（2）立轴锤式破碎机。

大型废物锤碎机：用于破碎废汽车等粗大固体废物。废物先经压缩机压缩，再给入锤碎机，转子由大小两种锤子组成，大锤子磨损后，改作小锤用，锤子铰接悬挂在绕中心旋转的转子上做高速旋转。转子下方半周安装有箅子筛板，筛板两端安装有固定反击板，起二次破碎和剪切作用。

主要用于破碎家具、电视机、电冰箱、洗衣粉、厨房等大型废物，破碎块可达到50mm 左右。该机设有旁路，不能破碎的废物由旁路排出。

破碎板

筛板

锤头

锤头销轴

轮 主轴

破碎机本体 小锤头 大锤头

压缩给料机

输送器