固体废物的预处理技术

垃圾中转站大型垃圾压实器
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➢(2) 移动式压实器
✓带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压 实器。压实原理：碾(滚)压、夯实、振动
常用于填埋场压实用，也可安装在收集车上压实收集车所接 受的垃圾。常用：胶轮式压土机、履带式压土机和钢轮式布 料压实机等。
✓韧性
韧性大的物料不易破碎且不易磨细
✓解理
解理多的物料容易破碎
✓脆性 ✓结构缺陷
结构缺陷越多越有利于破碎
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破碎的方法
➢ 破碎方法：干式破碎、湿式破碎和半湿式破碎 ➢ 干式破碎：机械能破碎和非机械能破碎
✓机械能破碎：利用破碎工具对固废施加机械力而将其 破碎的方法。
3.3.1 分选的概念及评价指标
分选的概念
➢固体废物分选 简称废物分选（separation, sorting），将固体废物中可回收利用的或不利于 后续处理和处置工艺要求的物料采用适当的工艺 分离出来的过程。
➢分选原理 根据物质的粒度、密度、磁性，电 性、光电性，摩擦性，弹性以及表面润湿性等性 质的差异而进行分离的
✓分为筛选 (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。
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分选效果的评价指标
➢回收率 指单位时间内从某一排料口中排出的 某一组分的质量与进入分选机的这种组分的质量 之比
➢品位（纯度） 指某一排料口排出的某一组分 的质量与从这一排料口排出的所有组分质量之比
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破碎工艺
➢ 基本的破碎工艺流程有：单纯破碎，带预先筛分破碎工 艺，带检查筛分破碎工艺、带预先筛分和检查筛分。
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3.2.2 破碎设备
(1) 鄂式破碎机
✓挤压破碎机械，适于 坚硬和中硬废物。
✓主要部件：固定鄂板 、可动鄂板、连动于 传动轴的偏心转动轮 。两块鄂板构成破碎 腔。
3.1.1 固体废物的压实原理
压实
➢ 压实
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，增大
容重的一种操作技术。
➢ 压实目的
✓增大容重和减小体积，便于装卸和运输，确保运输安 全与卫生，降低运输成本；
✓制取高密度惰性块料，便于储存、填埋或作建筑材料
➢ 压实技术主要适合处理压缩性能大而复原性小的 物质，如冰箱、纸箱、废金属丝等
该机装有1～2个固定 刀和3～5个旋转刀， 固体废物投入腔体后 ，在固定刀和高速旋 转的旋转刀夹持下而 被剪切破碎。
可对各种汽车轮胎、 废旧金属、塑料、包 装木箱、废纸箱、报 废冰箱、电视机、空 调等生活垃圾以及工 业垃圾还有各种混合 垃圾进行破碎处理。
翼型破碎机 安徽工业大学 建C筑om工p程any学Lo院go
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Lindemann型剪切式破碎机
该机由预压机和剪切机两部分组成。固体废物先进入预压 机，通过一对钳形压块的开闭将废物压缩后进入剪切机。 剪切机由送料器、压紧器和剪切刀片组成。固体废物由送 料器推倒刀口下方，压紧器压紧后由剪切刀将其剪断。
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破碎作用分为挤压、劈碎、剪切、磨剥、冲击破碎等
✓非机械能破碎：利用电能、热能等对固废进行破碎的 新方法。如低温、超声波破碎等。
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破碎产物的特性参数
➢ 粒径和粒度分布
✓表示颗粒尺寸的指标：粒径、颗粒形状和粒度分布
粒径：表示颗粒大小的参数，常用的有：球体等效直径、有 效直径、统计直径和筛径等。
辊式破碎机
➢ 光辊破碎机：挤压与研磨作用 ，较硬物。
➢ 齿辊破碎机：单齿辊和双齿辊 ，劈裂作用，干脆性和黏性较 大废物。
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粉磨机
➢ 常用的粉磨机：球（棒）磨机、辊式磨、立磨、自磨
机
➢ 球磨机
✓ 构造：主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和 传动大齿圈等部件组成。筒体内装有直径为25～ 150mm的钢球。筒体内壁敷设有衬板。
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3.2 破碎
破碎的基础理论 破碎设备 低温破碎与湿式破碎 破碎工艺流程
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3.2.1 破碎的基本理论
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。
✓根据可动鄂板分：简 单摆动、复杂摆动颚 式破碎机。
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(2) 锤式破碎机
➢ 利用冲击进行破碎。主体破碎部件包括多排重锤和破碎 板。锤头以铰链方式装在各圆盘之间的销轴上，可以在 销轴上摆动。电动机带动主轴、圆盘、销轴及锤头（合 成转子）高速旋转。
➢适用于中 等硬度物体的 破碎
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3.1.2 固体废物压实程度的度量
压实程度
(1) 空隙比与空隙率
✓空隙比e 指空隙体积与固体废物颗粒体积之比
✓空隙率ε
e Vv Vs
指空隙体积总堆积体积之比
Vv
Vm
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(2) 湿堆积密度与干堆积密度
粒度分布：表示固体颗粒群中不同粒径颗粒的含量分布情况 ，有累积粒度分布和频度粒度分布。
➢ 破碎比和破碎段
✓破碎比：破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的 比值称为破碎比
破碎比：极限破碎比和真实破碎比
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极限破碎比i：用废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后的 最大粒度（dmax）的比值来确定破碎比（i）。
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(3) 冲击式破碎机
➢ 工作原理：利用冲击作用进 行破碎。给入破碎机空间的 物料块，被绕中心轴高速旋 转的转子猛烈冲击后，受到 第一次破碎，然后从转子获 得能量高速向机壁，受到第 二次破碎。飞在冲击过程中 弹回的物料再次被转子击碎 ，难于破碎的物料被转子和 固定板挟持而剪断。破碎产 品由下部排出。
✓ 工作原理：磨擦力、离心力和重力；冲击和研磨作用
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3.2.3低温破碎与湿式破碎
低温破碎：对于在常温下难以破碎的韧性固体废物，可以利 用其低温变脆的性能而有效的破碎，也可以利用不同的物质 脆化温度的差异进行选择性的破碎，即所谓低温破碎技术。 低温破碎通常采用液氮作为制冷剂，液氮具有制冷温度低、 无毒、无爆炸危险等优点。
R Vi Vf 100% Vi
➢ 压缩比与压缩倍数
✓ 压缩比r
r Vf Vi
百度文库
✓ 压缩倍数n n Vi Vf
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3.1.3 压实设备
固体废物的压实设备
➢(1) 固定式压实器
✓采用人工或机械方法把废物送到压实机械里进行压实 的设备。常用：家庭小型压实器、废物收集车上配备 的压实器、转运站配备的专用压实机等。
固废污染控制工程
教师：盛广宏 E-mail:sheng_gh@163.com
第3章 固体废物的预处理
压实
2 1
预处理技术
破碎
脱水
4
3
分选
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3.1 固体废物的压实
压实原理 压实程度度量 压实设备
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➢ 适用于中等硬度、脆性、软 质、纤维状、韧性等物料
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剪切式破碎机
➢ 原理：通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，将 固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸，适用 于破碎中硬、软、脆、韧性、纤维性物料。
➢ 类型：
✓Von roll型往复剪切式破碎机 ✓Linclemann型剪切式破碎机 ✓旋转剪切式破碎机
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Von roll型往复剪切式破碎机
往复刀和固定刀之间宽度为30cm，剪切尺寸为30cm。刀具 由特殊钢制成，磨损后可以更换，可将厚度为220mm以下 的普通型钢板剪切成30cm的碎块
固定式压实器一般由一个容器单元和一个压实单元组成，常 用的有水平压实器、三向联合压实器、回转式压实器等。
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常用固定式压实器(用于垃圾、金属压实) 水平式压实器 三向联合压实器 回转式压实器
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3.3.2 筛分
筛分原理
➢ 筛分原理 利用筛子将物料中小于筛孔的细粒颗粒透 过筛面，而将大于筛孔的粗粒颗粒留在筛面上，完成粗 、细颗粒分离的过程。
➢ 筛分过程 物料松散分层和细粒透筛两个阶段组成
筛分工艺分类
➢ 准备筛分 为了某个操作过程的物料满足粒度要求， 将固体废物按粒度分成几个级别、分别送往下一工序。
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3.1.4 压实流程
压实设备选择原则
➢ 根据固体废物的压实程度，选择合适的压缩比和 压力
➢ 根据废物的性质，采用不同的压实方式和压实设 备
➢ 考虑压实的后续处理过程
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生活垃圾压实流 程(国外)
生活垃圾 → 预压缩 → 金属铁丝网包紧 → 主压缩（160～ 200kgf/cm2，压缩比 约1/5）→ 捆扎→沥 青（柏油）中浸渍约 10秒进行沥青（180 ～200℃）包覆 → 约 一吨重的垃圾捆包（ 容重可达1125～ 1380kg/m3）→ 填埋
➢ 预先筛分 将物料送入破碎机之前，将小于破碎机排 料口宽度的细粒级筛分出去，提高破碎作业效率。
➢ 检查筛分 对经破碎机破碎后的物料进行筛分，将粒 度大于排料口尺寸的“超粒”筛出，重新送回破碎机再 次破碎。
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➢ 选择筛分 利用物料中有用成分在各粒级中的分布不 同，或者性质上的显著差异所进行的筛分，将需要的组 分筛分出来。
➢ 磨碎（或粉磨）：使小块固体废物颗粒分裂成细粉 的过程。
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破碎的目的
➢ 可减小容积，降低运输费用。 ➢ 为固体废物的下一步加工做准备
✓ 为固体废物的分选提供所需的入选粒度 ✓ 使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解，熔融等作业的
稳定性和热效率。
i Dmax d max
真实破碎比：用废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后的 平均粒度（dcp）的比值来确定破碎比（i）。
i Dcp dcp
✓一般破碎机的破碎比在3~30，磨碎机的破碎比在40~400 ，固体废物每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段 ，在破碎处理中有时仅通过一个破碎机难以达到要求的 粒度，而要几级破碎段。
➢ 可防止粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备 ➢ 破碎后的生活垃圾进行填埋处置时压实密度高而均匀，
可加快复土还原
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影响破碎效果的因素
✓主要影响因素：物料机械强度和破碎力 ✓物料机械强度越大越不利于破碎，破碎力越大越利于
破碎 ✓硬度
硬度越大越不利于破碎
✓若忽略空隙中气体的质量，则固体废物的总质量（ mm）等于固体物质质量（ms）与水分质量（mw） 之和，即：
mm = ms + mw
✓湿堆积密度
✓干堆积密度
w

mm Vm
d

ms Vm
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➢ 体积减小百分比
✓体积减小百分比R指压实前后固体废物堆积体积变化 率
➢湿式破碎机 湿式破碎适用于破
碎含水量大的固体废 物，如生活垃圾等， 利用剧烈搅拌和破碎 成为浆液。
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3.3 固体废物的分选
分选的概念及评价指标 筛分 重力分选 磁力分选 电力分选 浮选 其他分选技术 分选回收工艺
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