第六章 固体废物的处置与利用

一、固体废物的预处理技术
1、压实是为减小固体废物表观体积、提高 运输与管理效率的一种技术。 这是用物理的方法提高生活垃圾的聚集 程度，减少其容积，以便于运输和后续的处 理。

在生活垃圾进行资源化处理过程中，废物 的交换和回收利用均需将原来松散的废物进 行压实、打包，然后从废物产生地运往废物 回收利用地。在城市生活垃圾的收集运输过 程中，很多纸张、塑料和包装物，具有很小 的密度，占有很大的体积，必须经过压实， 才能有效地增大运输量，减少运输费用。对 生活垃圾的压实处理有明显的经济意义。 垃圾压实的主要设备为压实机。
环境治理技术
第六章 固体废物的处置与利用
固体废物的处置与利用
教学内容
§1 固体废物的分类与危害 §2 固体污染物的控制及其技术 政策 §3 常见固体废物的处理方法 §4 典型固体废物的处置
定义 固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和 其他活动中产生的固态、半固态废弃物质(国外的 定义则更加广泛，动物活动产生的废弃物也属于 此类)，通俗地说，就是“垃圾”。主要包括固体 颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废弃的制品、破损器 皿、残次品、动物尸体、变质食品、人畜粪便等。 有些国家把废酸、废碱、废油、废有机溶剂等高 浓度的液体也归为固体废弃物。
这种方法优点是工作人员不需与垃圾直接接 触，但费时，精确度不如手工法。垃圾的采集 应按季节进行。



2、城市垃圾的物理性质 城市垃圾的物理性质：含水率和密度 含水率：城市垃圾含水率通常用烘干法 测定，将称量后的标准样品置于恒温箱 中，在77℃恒温条件下干燥24h后再测 量。 密度：在收集站自然堆放条件下，单位 体积垃圾的质量（kg/m3 或t/m3）

随意堆放的垃圾现象

多数城市陷入垃圾围城之窘
堆积如山的废旧轮胎

中国现有668个城市。据专家统计，三分之 二的城市被垃圾环带包围。航空遥感测量显示， 某直辖市郊区50平方米以上的垃圾堆就有7000 多个。上海市土地面积约为全国土地面积的 0.06%，全年产垃圾量约为600万吨，每年人均 垃圾发生量还以10%的速度增长。

随着城市数目和城市人口的不断增多，垃 圾污染问题日渐严重。

城市垃圾增长趋势与城市化率成正比。据国 家统计局的统计数字，1999年至2005年，中国的 城市化率逐年递增。1999年是30.9%，2005年升 至42.99%，5.62亿人居住在城镇中。 与此同时，城市垃圾也急剧增加。据国家环 境保护总局历年公布的《中国环境状况公报》显 示，1999年，全国工业固体废物产生量7.84亿吨， 2005年为13.4亿吨。2005年，全国工业固体废物 综合利用量为7.7亿吨，综合利用率为56.1%，与 上年基本持平。
1、污染水体：
进入水体的途径：垃圾、废渣随雨水径流而进入 地面水体；垃圾、废渣中的渗漏水，通过土壤进入地 下水体；细颗粒的垃圾、废渣还能随风飘扬落入地面 水体，有些城市竟将垃圾、废渣直接倒入湖泊、河流 或海洋造成更严重的污染。固体废弃物造成的水体污 染是非常严重的。
2、污染大气：
进入途径：某些有机物在微生物分解过程中发生 恶臭；细颗粒的废弃物、运输和处理废渣过程中产 生的有害气体和粉尘，都可随风飘散；工业废弃物 煤矸石含全硫量达1.5%时会自燃，达3%以上就会 发火，放出大量的二氧化硫。
焚烧法 垃圾焚烧是一种较古老的传统的处理垃圾的方 法，是现代各国相继建造焚烧炉，垃圾焚烧法已成 为城市垃圾处理的主要方法之一。将垃圾用焚烧法 处理后，垃圾能减量化，节省用地，还可消灭各种 病原体，将有毒有害物质转化为无害物。现代的垃 圾焚烧炉皆配有良好的烟尘净化装置，减轻对大气 的污染。但近年来，垃圾焚烧法在国内外已开始进 入萎缩期。目前有超过15个国家和地区，通过了对 焚烧垃圾的部分禁令。

压实设备类型
根据操作情况分，用于固体废物的压实设备可分 为固定式和移动式两大类。凡用人工或机械方法（液 压方式为主）把废物送到压实机械里进行压实的设备 称为固定式。各种家用小型压实器、废物收集车上配 备压实器及中转站配置的专用压实机等均属固定式压 实设备。而移动式是指在填埋现场使用的轮胎式或履 带式压实机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的 压实机具。
固体废物的性质
1、固体废物组成分析方法
手工分选法: 选取一卡车有代表性垃圾四 分法逐缩至100-200Kg(有些国家规定为90Kg)， 取其中一份手工分拣后放入已知质量的容器 内，压实到原储存器相似的密实程度，测量 其质量和体积，计算各组分含量和密度。

摄影分析法：这种分析方法采样的要求、方法 与上述手工采样分析法相同。选取代表性样品 后，采用35mm彩色胶片，用广角镜头135相机 与电子闪 就光装置摄影，镜头以90度角对准垃 圾样品拍摄。将拍好底片用幻灯机投影到带有 10cm×10cm方格网的屏幕上，鉴别每一网格中 的废物成分，并列表统计。用已确定的各种组 分密度，分别计算其含量。


以城市垃圾为主体的固体废物管理系统 1、固体废物产源地管理： 2、分散堆存： 3、收集系统 4、转移与运输 5、处理与材料回收 6、最终处置
固体废物百度文库污染防治原则
（1）“减量化、资源化、无害化”原则，这是防治固体 废物污染环境的重要原则，简称“三化”原则； （2）全过程管理的原则，对固体废物从产生、收集、 贮存、运输、利用直至最终实行全过程管理； （3）分类管理原则，针对不同的固体废物制定不同 的对策或措施，其中对工业固体废物、生活垃圾的污 染环境防治采取一般性的管理措施，而对危险废物则 规定采取严格的管理措施； （4）污染者负责的原则，即产品的生产者、销售者、 进口者和使用者对其产生的固体废物依法承担污染防 治责任。
固定式垃圾压实机
垃圾压实机
垃圾填埋场

2、破碎
定义：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以便资源化 利用或进行最终处置的过程。
这是用机械方法破坏生活垃圾内部的聚合力， 减少颗粒尺寸，为后续处理提供合适的固相粒 度。 破碎的目的：是改变垃圾的形状和大小以 适应进一步处理和利用的需要。

分选的分类：
根据废物的物理和物理化学性质不同， 这些性质包括粒度、密度、重力、磁性、电 性、弹性等，分别采用不同的分选方法，主 要有人工手选、重力分选、风力分选、光分 选、筛分、跳汰机、浮选、磁选、电选等分 选技术等。
垃圾分选滚筒筛
全封闭垃圾分选设备

二、固体废物的常用处理方法：
固体废物的处理：指通过物理、化学、生物等不同方 法，使固体废物转化成适于运输、贮存、资源化利用 以及最终处置的一种过程。 固体废弃物的处理处置方法有很多。 各种方法的目的都是加速物质在环境中的再循环， 减轻或者消除环境污染，或者将其转化为可利用的资 源，最终实现减量化、资源化和无害化的目的。 常用处理方法为：焚烧法、填埋法、堆肥法。
不少固体废弃物和垃圾含有毒有害物质以及病 原体，除通过水、气的媒介传播外，还通过生物来 传播。目前我国90%以上的粪便、垃圾未经无害化 处理，直接倾倒，而且医院、传染病院的粪便、垃 圾也混入普通粪便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠 炎、痢疾以及各种蠕虫病（寄生虫病）等。
固体废物与城市 垃圾管理模式


2、中国工业废物的来源和组成 中国的工业固体废弃物有95%来自以下 行业：矿业、电力蒸汽热水生产和供应业、黑
色金属冶炼及压延加工业、化学工业、有色金
属冶炼及压延加工业、食品饮料及烟草制造业、
建筑材料及其它非金属矿物制造业、机械电气
电子设备制造业。
目前中国的工业固体废弃物大致组成如 下：尾矿29%，粉煤灰19%，煤矸石17%，
炉渣12%，冶金废渣11%，其它废弃物10%，
危险废弃物1.5%，放射性废渣0.3%。
固体废物 的危害
简单堆放的垃圾不仅影响城市景观，同 时从垃圾中释放的气体和渗滤液污染着大气、 水和土壤，成为中国城市面临的棘手的环境 问题。 由于综合利用和处置率低，工业固体废 物和城市生活垃圾大都堆积在城市的郊区和 河岸、荒滩上，已成为严重的污染源，累计 堆存量达65亿吨，占地5万余公顷。

3、城市垃圾的化学性质 p509


化学成分：
近似分析：挥发性物质（950℃灼烧损 失率），固定碳，不可燃物。是评估垃 圾回收利用的依据。 基础成分分析：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、 不可燃物。可分析垃圾化学成分质量分 数。

第三节 常见固体废物的处理方法

在我国现有的688座大、中城市中，已有 200多座处于垃圾山的包围之中。垃圾围城现 象较为普遍。而且这些垃圾的产生量还在以 6%~8%的速度在逐年增加，如果不作及时有 效地处理，任意堆积，天长日久，势必会对 人类赖以生存的环境和社会经济的发展带来 难以估计的重大影响，因此采取什么方法和 技术及时有效地处理好城市垃圾，是所有城 市管理者和广大市民极为关注和亟待解决的 重大环保问题之一。
固体废物 污染控制措施
① 改革生产工艺
(i) 采用清洁生产：
(ii) 采用精料：
(iii) 提高产品质量和使用寿命
② 发展物质循环利用工艺 ③ 进行综合利用 ④ 进行无害化处理与处置
减少固废 产量的途径
（1）降低单位产品原料用量，延长产 品使用寿命； （2）由废物中回收有用物料；
（3）提高产品重复利用次数。
3、占用土地： 固体废物不加利用时，需占地堆放。堆积量 越大，占地也越多。据估算，每堆积1万吨废物， 占地约需1亩。美国纽约市的弗雷斯开尔斯垃圾 处理场是世界上最大的垃圾场。
4
污染土壤：
工业废渣及污泥中的有毒化学物质、医院、屠 宰厂矿废弃物中的病原菌因废物堆放而带入土壤，使 土壤遭受污染。在被污染的土壤上种植农作物，不但 使土壤肥力下降，而且使作物吸收、富集有毒物质， 然后通过食物影响人的健康。 5 传播疾病：
建筑垃圾破 碎

经过破碎后的垃圾具有容重大、体积 小，从而达到提高运输效率、降低运输费 用的目的；
另外垃圾细碎有利于填埋处置时压实 垃圾层，加快复土还原工程的速度； 有利于垃圾的分类挑选，容易通过磁 选等方法回收高品位金属；有利于以焚烧 法处置垃圾，提高垃圾焚烧热效率。


破碎的作用： 1）便于压缩、运输、贮存和高密度填埋； 2）可后处理过程的稳定性和处理效率； 3）便于分选、拣选回收有价物质和材料； 4）避免粗大、锋利的废物损坏分选、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。 破碎方法：物理方法和机械方法 机械方法有挤压、劈裂、弯曲、磨剥、冲击和剪 切破碎等方法 设备：腭式、锤式、滚压式、撕裂式


固体废物 的分类
1、固体废物的分类，是依据其产生的途径 与性质而定的。 在经济发达国家，将固体废物分为 四类：工业废物、矿业废物、农业废物 与城市垃圾。 在我国，按照《固体废物管理法》， 将固体废物分为工业固体废物（废渣）、 危险废物与城市垃圾三类。
（1）工业固体废物 在工业生产、加工过程中产生的废渣、粉尘、碎 屑、污泥，以及在采矿过程中产生的废石、尾矿等。 （2）危险废物 是指列入国家废物名录或根据国家规定的危险废 物鉴别标准和鉴别方法认定的具有如下危险特性的废 物，即主要有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染 疾病性、放射性等危险特性。 （3）城市垃圾 指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关 办公等过程产生的固体废物。包括生活垃圾、城建渣 土、商业固体废物、粪便等。
垃圾破碎机

破碎机

3、分选：
定义：把固体废物中可回收利用的或不利 于后续处理、处置工艺要求的物粒分离出来。
是继破碎以后固体废物处理过程中重要的 处理环节之一。在生活垃圾处理、处置与回 用之前必须进行分选，将有用的成分分选出 来加以利用，并将有害的成分分离出来。既 回收了资源，又减少了垃圾量，防止垃圾大 量侵吞和占用土地。

目前，中国70%左右的垃圾通过简易堆放和填埋法处 理，20%左右的垃圾通过焚烧和堆肥进行利用，另有10% 左右的垃圾通过废旧物资回收进行循环利用。 中国垃圾处理技术比较低。据国家环保总局的统计， 目前中国真正符合国家环境控制标准和建设标准的垃圾无 害化处理率仅有50.8%左右，其余49.2%的有害垃圾直接 进入环境。 由于中国现有的垃圾处理场的数量和规模远不能适 应城市垃圾增长的要求，中国历年堆放未及时处理的垃圾 已经占用了大量的农田，而且还在逐年递增。垃圾已经成 为中国经济快速发展过程中产生的“新肿瘤”。