固体废弃物资源化.ppt
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3固体废物资源化技术
3.1固体废物的分选技术 3.2固体废物的化学浸出技术 3.3固体废物的生物处理技术 3.4固体废物的热转化技术 3.5固体废物制备建筑材料技术
3.1固体废物的分选技术
固体废物的分选就是将固体废物中各种 可回收利用废物或不利于后续处理工艺要求的 废物组分采用适当技术分离出来的过程，包括:
（1）手工检选：适用于废物产源地、收 集站、处理中心、转运站或处置场。目前， 手工捡选大多数集中在转运站或处理中心的 废物传送带两旁。
（2）机械分选：方法很多，应用范围较 广。但机械分选大多要在废物分选前进行预 处理，一般至少需经过破碎处理。
机械分选方法：筛选、风选、浮选、磁选、 电选、摩擦和弹跳分选、光电分选和涡流分选等。 具体方法根据废物组成中各种物质的性质差异选 择确定。
一、筛选：按粒度分选的技术
棒条筛
格筛
滚筒筛
振动筛
（1）筛选原理
为了使粗细物料通过筛面分离，必须使物 料和筛面之间具有适当的相对运动！
物料分层：筛面上的物料层处于松散状态。 形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列， 细粒到达筛面并透过筛孔。
❖细粒透筛：使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔 ，以利于细粒透过筛孔。
常用的起泡剂:松醇油、脂肪醇等。 松醇油的主要成分为α-萜烯醇（C10H17OH）
结构式为：
起泡剂 气泡
气泡 气泡
气泡
图3-12 起泡剂在气泡表面的吸附
气泡
气泡
表面活性 起泡剂
图3-13
捕收剂 非表面活 性起泡剂
起泡剂与捕收剂的相互作用
（3）调整剂：主要作用是调整捕收剂的作用及 介质条件。
调整 剂系
Q1
Q
E
100
%
筛上产品 Q2，θ
筛下产品 Q1，β
二、风选:按密度分选
空气阻力， R
Go=G－P=Vsg－Vg = V(s－)g
沉降速度，V
而R d 2v2
有效重力， Go
根据牛顿定律：
dv 图3.5颗粒在静止介质中的受力分析 G R m dt o
则有：
dv dt
Go m
给料
轻质组分
（a）锯齿型风力分选机
振动方向
空气
（b）振动式风力分选机 重质组分
三、浮选：按润湿性分选
润湿性:物质被水润湿的程度. 许多无机废物极易被水润湿，而有机废
物则不易被水润湿。易被水润湿的物质，称 为亲水性物质；不易被水润湿的物质，称为 疏水性物质。
浮选药剂：捕收剂、起泡剂、调整剂
（1）捕收剂：主要作用是使欲浮的废物颗粒 表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着。
固体颗粒实际沉降速度v=v0－ua 当v>0，颗粒向下作沉降运动； 当v=0，颗粒作悬浮运动； 当v<0，颗粒向上作漂浮运动。
沉降末速，vo
空气阻力， R
气流速度，ua
有效重力， Go
图3.7球形颗粒在水平气流中的受力分析
固体颗粒的实际运动方向：
tg v0
ua
d s g 6
ua
卧式风力分选机：水平气流风选机 风选设备
立式风力分选机：上升气流风选机
图3.8 卧式风力分选机结构和工作原理示意图
空气
给料
旋
流
给料
器
提取物 空气 轻质组分
风机
旋
旋
流
流 给料
器
器
提取物 轻质组分
空气
提取物 轻质组分
重质组分
重质组分
重质组分
图3.9 立式风力分选机工作原理示意图
轻质组分
提取物 给料
空气 旋流器
给料
轻质组分 重质组分
空气
（c）回转式风力分选机 重质组分
四、磁选：磁性差异
废物
f磁
f磁 f机 f非磁
磁选分离的关键是确定合适的f磁
f机 磁性产品
非磁性产品
f磁 mx0 HgradH
f磁 mx0 HgradH
HgradH 称为磁场力
根据x0的大小，废物可分成三类： ①强磁性物质，x0>38×10-6 cm3/g； ②弱磁性物质，x0=（0.19～7.5）×10-6 cm3/g； ③非磁性物质，x0<0.19×10-6 cm3/g。
列
表3-2 常用的调整剂种类
pH调 活化剂 抑制剂 絮凝剂 整剂
分散剂
典型 代表
酸、 碱
金属阳离 子、阴离 子 HS－、 HSiO3－等
O2、SO2 腐植酸、水玻璃 和淀粉、聚 丙 烯 磷酸盐 单宁等 酰胺
浮选设备
图3-14 XJK型机械搅拌式浮选机
图3-15 气泡 在浮选机内的
运动示意图
浮选工艺过程：包括调浆、调药、调泡三个程序。 （1）调浆：浮选前料浆浓度的调节，它是浮选过程的
R
V (s
)g d 2v2 Vs
6
d 3s
g d 2v2
6
d
3
ss sg6v2 ds沉降末速
dv s g 6v0 2 0
dt
s
d s
v0
d s g
6
v0
ds g 6
f d, s
增加： 上升气流 水平气流
空气阻力， R
沉降速度，V
上升气流，ua
有效重力， Go
图3.6 球形颗粒在上升气流中的受力分析
异极性捕收剂：黄药类、脂肪酸类 常用的捕收剂
非极性油类捕收剂：煤油、柴油等
废物表面的 Cu 2 4ROCSS 表面离子化合物 Cu（2 SSCOR）2 （ROSCSS）2 萤石表面的 Ca 2 2C17 H 33COO 表面离子化合物 Ca（OOCH 33C17）2
（2）起泡剂：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
物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。
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：易筛粒 粒度大于筛孔3/4的颗粒：难筛粒
（2）筛分效率
E Q1 100 % Q
入筛固体废物 Q，α
(3 1)
Q Q1 Q2 Q Q1 Q2
(3 2) (3 3)
一个重要作业。一般，浮选密度较大、粒度较粗的废物颗 粒，往往用较浓的料浆；反之浮选密度较小的废物颗粒， 可用较稀的料浆。
（2）调药：浮选过程药剂的调整，包括提高药效、合 理添加、混合用药、料浆中药剂浓度调节与控制等。
（3）调泡：浮选气泡的调节。气泡越小，数量越多， 气泡在料浆中分布越均匀，料浆的冲气程度越好，为欲浮 颗粒提供的气液界面越充分，浮选效果越好。对机械搅拌 式浮选机，当料浆中有适量起泡剂存在时，大多数气泡直 径介于0.4～0.8mm，最小0.05mm，最大1.5mm，平均0.9mm 左右。
3.1固体废物的分选技术 3.2固体废物的化学浸出技术 3.3固体废物的生物处理技术 3.4固体废物的热转化技术 3.5固体废物制备建筑材料技术
3.1固体废物的分选技术
固体废物的分选就是将固体废物中各种 可回收利用废物或不利于后续处理工艺要求的 废物组分采用适当技术分离出来的过程，包括:
（1）手工检选：适用于废物产源地、收 集站、处理中心、转运站或处置场。目前， 手工捡选大多数集中在转运站或处理中心的 废物传送带两旁。
（2）机械分选：方法很多，应用范围较 广。但机械分选大多要在废物分选前进行预 处理，一般至少需经过破碎处理。
机械分选方法：筛选、风选、浮选、磁选、 电选、摩擦和弹跳分选、光电分选和涡流分选等。 具体方法根据废物组成中各种物质的性质差异选 择确定。
一、筛选：按粒度分选的技术
棒条筛
格筛
滚筒筛
振动筛
（1）筛选原理
为了使粗细物料通过筛面分离，必须使物 料和筛面之间具有适当的相对运动！
物料分层：筛面上的物料层处于松散状态。 形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列， 细粒到达筛面并透过筛孔。
❖细粒透筛：使堵在筛孔上的颗粒脱离筛孔 ，以利于细粒透过筛孔。
常用的起泡剂:松醇油、脂肪醇等。 松醇油的主要成分为α-萜烯醇（C10H17OH）
结构式为：
起泡剂 气泡
气泡 气泡
气泡
图3-12 起泡剂在气泡表面的吸附
气泡
气泡
表面活性 起泡剂
图3-13
捕收剂 非表面活 性起泡剂
起泡剂与捕收剂的相互作用
（3）调整剂：主要作用是调整捕收剂的作用及 介质条件。
调整 剂系
Q1
Q
E
100
%
筛上产品 Q2，θ
筛下产品 Q1，β
二、风选:按密度分选
空气阻力， R
Go=G－P=Vsg－Vg = V(s－)g
沉降速度，V
而R d 2v2
有效重力， Go
根据牛顿定律：
dv 图3.5颗粒在静止介质中的受力分析 G R m dt o
则有：
dv dt
Go m
给料
轻质组分
（a）锯齿型风力分选机
振动方向
空气
（b）振动式风力分选机 重质组分
三、浮选：按润湿性分选
润湿性:物质被水润湿的程度. 许多无机废物极易被水润湿，而有机废
物则不易被水润湿。易被水润湿的物质，称 为亲水性物质；不易被水润湿的物质，称为 疏水性物质。
浮选药剂：捕收剂、起泡剂、调整剂
（1）捕收剂：主要作用是使欲浮的废物颗粒 表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着。
固体颗粒实际沉降速度v=v0－ua 当v>0，颗粒向下作沉降运动； 当v=0，颗粒作悬浮运动； 当v<0，颗粒向上作漂浮运动。
沉降末速，vo
空气阻力， R
气流速度，ua
有效重力， Go
图3.7球形颗粒在水平气流中的受力分析
固体颗粒的实际运动方向：
tg v0
ua
d s g 6
ua
卧式风力分选机：水平气流风选机 风选设备
立式风力分选机：上升气流风选机
图3.8 卧式风力分选机结构和工作原理示意图
空气
给料
旋
流
给料
器
提取物 空气 轻质组分
风机
旋
旋
流
流 给料
器
器
提取物 轻质组分
空气
提取物 轻质组分
重质组分
重质组分
重质组分
图3.9 立式风力分选机工作原理示意图
轻质组分
提取物 给料
空气 旋流器
给料
轻质组分 重质组分
空气
（c）回转式风力分选机 重质组分
四、磁选：磁性差异
废物
f磁
f磁 f机 f非磁
磁选分离的关键是确定合适的f磁
f机 磁性产品
非磁性产品
f磁 mx0 HgradH
f磁 mx0 HgradH
HgradH 称为磁场力
根据x0的大小，废物可分成三类： ①强磁性物质，x0>38×10-6 cm3/g； ②弱磁性物质，x0=（0.19～7.5）×10-6 cm3/g； ③非磁性物质，x0<0.19×10-6 cm3/g。
列
表3-2 常用的调整剂种类
pH调 活化剂 抑制剂 絮凝剂 整剂
分散剂
典型 代表
酸、 碱
金属阳离 子、阴离 子 HS－、 HSiO3－等
O2、SO2 腐植酸、水玻璃 和淀粉、聚 丙 烯 磷酸盐 单宁等 酰胺
浮选设备
图3-14 XJK型机械搅拌式浮选机
图3-15 气泡 在浮选机内的
运动示意图
浮选工艺过程：包括调浆、调药、调泡三个程序。 （1）调浆：浮选前料浆浓度的调节，它是浮选过程的
R
V (s
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6
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6
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f d, s
增加： 上升气流 水平气流
空气阻力， R
沉降速度，V
上升气流，ua
有效重力， Go
图3.6 球形颗粒在上升气流中的受力分析
异极性捕收剂：黄药类、脂肪酸类 常用的捕收剂
非极性油类捕收剂：煤油、柴油等
废物表面的 Cu 2 4ROCSS 表面离子化合物 Cu（2 SSCOR）2 （ROSCSS）2 萤石表面的 Ca 2 2C17 H 33COO 表面离子化合物 Ca（OOCH 33C17）2
（2）起泡剂：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
物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目的。
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：易筛粒 粒度大于筛孔3/4的颗粒：难筛粒
（2）筛分效率
E Q1 100 % Q
入筛固体废物 Q，α
(3 1)
Q Q1 Q2 Q Q1 Q2
(3 2) (3 3)
一个重要作业。一般，浮选密度较大、粒度较粗的废物颗 粒，往往用较浓的料浆；反之浮选密度较小的废物颗粒， 可用较稀的料浆。
（2）调药：浮选过程药剂的调整，包括提高药效、合 理添加、混合用药、料浆中药剂浓度调节与控制等。
（3）调泡：浮选气泡的调节。气泡越小，数量越多， 气泡在料浆中分布越均匀，料浆的冲气程度越好，为欲浮 颗粒提供的气液界面越充分，浮选效果越好。对机械搅拌 式浮选机，当料浆中有适量起泡剂存在时，大多数气泡直 径介于0.4～0.8mm，最小0.05mm，最大1.5mm，平均0.9mm 左右。