第三章固体废物的物理处理

• 湿式破碎技术的优点
• ① 含纸垃圾变成浆状物，可按流体操作处理；
• ② 不会出现蚊蝇和恶臭，卫生条件好； • ③ 不会产生噪声、粉尘、发热和爆炸的危险性； • ④ 脱水有机残渣的质量、粒度和水分等变化小； • 湿式破碎技术适用范围： • 废物中纸类含量高或垃圾经风力分选而回收的纸 类。一般认为可回收纸、玻璃、铁和有色金属。剩 余泥土可作堆肥。
第三章 固体废物的物理处理
讲授内容
第一节 固体废物的压实 第二节 固体废物的粉粹 第三节 固体废物的分选
固废处理系统的构成（阶段）
前预处理 资源化处理 后预处理 处 臵
压 破 分 浓 脱 实 碎 选 缩 水
回 再 堆 焚 热 破 压 固 熔 收 生 肥 烧 解 碎 缩 化 融
填 处 埋 臵
预处理 —— 使固废适合于运输、资源化和处臵的形式 而采用的一系列预先加工。
• ⅱ.冷冻装臵
• 冷槽绝热壁厚300mm，喷射液氮雾，塑料在槽内 皮带上前移4m，喷雾4min后，槽内温度可达-75℃ ；62min后可达-167℃； • ⅲ.机械破碎比较
• 拉伸、曲折、压缩低温破碎所需动力比常温大， 而冲击低温破碎所需动力比常温要小得多。 • ⅳ. 膜状塑料难于低温破碎
• ⅴ.低温破碎宜选择冲击破碎较为合适。
•① 反击式破碎机 一种新型高效 破碎设备。 广泛用于: 水泥、火电、
冲击板、研磨板 、筛条同时安装 可破碎各种固废
玻璃、化工、
建材、冶金 等工业。
（反击式）
（固定无销轴）
② 锤式破碎机 适用范围：矿业废物、硬质塑料、干燥木制废物、 废弃金属家用器物如电冰箱、洗衣机、废旧汽车等。
组成部分： 转子: 主轴、圆盘、 销轴和锤子 等部件构成; 反时旋转 破碎板; —左端磨损； 筛板; 顺时旋转 —右端磨损； 进料口
固废总体积 固废总质量
Vm=Vs＋Vv Wm=Ws＋Ww
1、密度（密实程度）—易测定，比较实用
• ⑴ 湿密度ρw=Wm/Vm
• Wm —固废总质量，Vm—固废总体积。 • 一般收运及处理过程中测定的均是湿密度。 • ⑵ 干密度ρd=Ws/Vm • Ws —固废颗粒质量，Ws= Wm- Ww（水分质量）。 • 2、压缩比 r 和压缩倍数 n • r=Vf/Vm r≤ 1，
第三节 固体废物的分选


概述 筛分（筛选） 重力分选 磁力分选 电选 浮选 其他分选
•
一、分选定义及方法
• 1、分选定义
• 分选是通过一定的技术将固废分成两种或两种以上 的物质，或分成两种或两种以上的粒度级别的过程。
• 分选过程是固废预处理中最为重要的操作工序。
• 基本原理：利用物料的某些性质作为识别标志，然 后用机械或电磁等分选装臵加以选别，达到分离目的。
⑵ 制取高密度惰性块料（日本），便于贮存、填埋或 作为建筑材料（日本12%的垃圾经压实再填埋）。 ★ 日本国土面积377748km2，占中国的3.93%。
3、原理
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。或破坏晶格使物质变性。
二、压缩程度的度量
判断压实效果，比较压实技术与压实设备的效率。可 用密度、孔隙率、孔隙比、体积减少百分比、压缩比和 压缩倍数等参数来表示。
工程上常用
•
•
n=Vm/Vf n≥1
Vm—压缩前的体积。
•式中，Vf—压缩后的体积（原始体积）；
• 三、压实机械
• 1、类型
• ⑴ 固定式压实机械—— 一般设在废物收集站或转运 站，使用较为普遍。如高层住宅垃圾压实器、家用小 型压实器、中转站专用压实机、工业大型压缩机等。 • ⑵ 移动式压实机械—— 一般安装在卡车上，当接受 废物后立即进行压实操作，随后运往处臵场地。如后 装式压缩车、侧装式压缩车等。
低温变脆既可将一些废物有效地破碎，又可达到选择 性破碎分选。 • 制冷剂—液态氮，沸点－195.8℃，无毒，无爆炸 性且货源充足，但需量较大，制冷耗能大，费用高。
• 目前仅限于常温难破碎的物料，如橡胶、塑料等。
② 流程
轮胎、胶 管电线等 预冷 装臵 浸没冷 却装臵 冲击破 碎机 各种分 选机
高速冲 击破碎机
• ③ 低温较常温破碎的优点
• 低温破碎——动能耗可减至1/4以下，噪声降低 4dB～7dB ，振动减轻1/4～1/5。
•
⑵ 低温破碎的应用
源自文库
• ① 塑料的低温破碎 • 有关研究成果归纳如下； • ⅰ. 各种塑料的脆化点
• 聚氯乙烯（PVC）-5～-20℃, 聚乙烯（PE）-95 ～-135℃,聚丙烯（PP）0～-20℃.
• 出现于1858年，俗称老虎口。一种古老的破碎设 备，具有构造简单、工作可靠、易制造、维修方便等 优点，至今仍广泛应用于选矿、建材和化学工业等部 门。
• ⑴ 简单摆动颚式破碎机（双肋板机构） • 组成：机架、工作机构、传动机构、保险装臵等； • 固定颚和动颚——构成破碎腔。
原理：
⑵ 复杂摆动型颚式破碎机 •构成： • 无动颚心轴， 动颚与连杆 合二为一， 仅一块肋板
四、填埋场的压实
1、压实机械生产效率 P压
60、K臵于分 母之分母
式中，P压—压实机械生产效率，m3／h； b—滚压宽度，m； c—相邻两次压实的搭接宽度，m； h—垃圾层厚度，m； K1——时间利用系数； L—碾压地段长度，m； υ—机械行驶速度，m／min；tn—转头时间，min； n—在同一地点的碾压次数。
⑴ Von Roll型往复式剪切破碎机（冯·罗尔型）
该机类似一排大剪刀。由7个平行固定刀杆机架和6
个两边装刀的耙状可动刀架构成，间隔30cm，剪切尺
寸30cm。适用于城市垃圾焚烧厂的废物破碎。 ⑵ 旋转式剪切破碎机 破碎机一般有3～5个回转刃和1～2个固定刃。适于 厨余类废物的破碎。
缺点：废物中混入异物时容易发生故障。
•
按压力大小：分为高压、中压和低压机械；
• 按压缩容器大小：分为大型、中型和小型压缩机； • 按压缩物料种类：分为金属类和非金属类压缩机械。
2、构造组成 • 一般由供料单元和压实单元两部分组成。
•
•
供料单元——接受废物并把它们送入压实单元。
• •
•
压实单元——装有液压或气压操作的压头，利用高压 3、压实器工作原理
程。 分离过程： 物料分层（颗粒按上粗下细规则排列） 细粒透筛（＜3/4d—易筛粒，＞3/4d—难筛粒）
• 必要条件：相对运动（物料和筛面之间）
4、破碎流程
基本流程：
筛 分
筛 下 物
破碎
筛 上 物 破碎 筛 下 物
筛
破碎 筛 分 筛 上 物 筛 下 物
分
破碎
筛 下 物
筛 上 物
（a）
（b）
（c）
（d ）
a. 单纯破碎工艺 c. 带检查筛分破碎工艺
b. 带预先筛分破碎工艺 d. 带预先筛分和检查筛分破碎工艺
• 二、破碎机械 • 1、颚式破碎机
⑴ 金属类废物压实器
使 废物致密化。
• ⅰ.三向联合式压实器（三向垂直式压实器） • 适合于压实松散金属废物，具有三个互相垂直的压头 （依次启动），压后尺寸一般在200～1000mm之间。
• ⅱ.回转式压实器（1、3水平压头，2旋动压头）
•
先启动水平压头1推料压缩→ 再驱动旋动压头2致密
化→最后按水平压头3的压缩方向将废物压到一定尺寸
1972年以来，美国和日本（甲府、横须贺、滨松、 大坂等）等国广泛应用了上述流程。
第二节 固体废物的破碎
一、概述 • 通过外力作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用 力而使物体破裂变碎的操作过程统称为破碎。破碎是固 体废物处理技术中最常见的预处理工艺。 • 1、破碎的目的 (4条) • ⑴ 使固废容积减小，便于压缩运输、贮存和高密填埋 • ⑵ 为固废分选提供必要的入选粒度，使联体矿物或异 体材料分离，以便有效地回收利用； • ⑶ 使颗粒不均匀的固废均匀化，增大固废比表面积， 提高热处理、生物处理效率； • ⑷ 防止粗大、锋利废物损坏分选、焚烧和热解设备；
六、填埋场的压实
2、压实机械
五、国外垃圾高压成捆处理工艺
生活 垃圾 预压缩 铁丝网 包紧 主压缩 捆扎 填 埋
沥青浸渍包覆10s
冷却后约1t重
⑴ 主压缩 P=16～20MPa（160～200kgf/cm2 ），n=5； ⑵ 垃圾捆包容重可达1.125～1.38t/m3；
⑶ 压缩污水经油水分离器入活性污泥处理系统。

废旧家具电器

3、辊式破碎机 主要破碎脆性材料，如玻璃等废物，对延性材料如 金属罐等只起压平作用。 组成：对辊、调整及弹簧装臵、传动装臵和机架等。
工作过程：
借助转辊摩擦力 将物料抓取拉入破 碎腔内，使之受到 挤压和磨剥作用而 破碎。
4、剪切式破碎机 剪切式破碎机 可动刃 固定刃 往复刃 回转刃
② 废轮胎的低温破碎
废轮胎 浸没冷 冻槽 传送带 冲击破 碎机
撑轮圈
压孔机
橡胶和内嵌线
预冷冻装臵
锤式破碎 机（二次）
粒度分 选机
磁选机
2、湿式破碎 • 湿式破碎技术以从废纸中回收纸浆为目的而发展起来 的。是基于纸类在水力作用下发生浆化，因而将废物与制 浆造纸结合起来。已在发达国家获得利用。
• 目前，美国和日本（1975年4月）已安装了湿式破碎机
• 2、分选方法：手工拣选、筛选、风力分选、跳汰 机、浮选、溜槽、摇床、色别分选、磁选、涡流分选、 静电分选、磁液分选等。
二、筛分 • 1、筛分的概念 • 筛分——筛分技术是利用筛子将松散固废分为两 种或多种粒度级别的分选方法。筛分也称筛选。 即将物料中小于筛孔的细粒物透过筛面，而大于筛 孔的粗粒物留在筛面上 ，完成粗、细料分离的过
•原理： • 动颚既水平 摆动，又垂直 •运动，故是 •一种复杂运动
合二 为一
•2、冲击式破碎机
• ⑴ 工作原理
• 物料块→破碎机腔→转子冲击（一次）→碎块撞 壁（二次）→弹回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。
• ⑵ 类型
应用较多的有锤式破碎机和反击式破碎机两类。
后排出。
• ⑵ 城市垃圾压实器
• ⅰ.高层住宅垃圾压实器（国外高层住宅垃圾滑道底部）
• 垃圾从滑道中落入料斗，单轴压臂缩回、伸展来回运动， 垃圾不断充入压缩容器中，最后装入袋内。
• ⅱ.垃圾收运压实器 • 常采用与金属类废物压实器构造相似的三向联合式压实 器及水平式压实器。如转运站、收集车上的压实器等。
•2、破碎的方法
• 固体废物的破碎方法很多，主要有四种： • 冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等，
• 此外还有专用的低温破碎和湿式破碎。 基本破碎作用
• 3、破碎设备技术指标 • 破碎设备设计时，主要考虑两方面的技术指标：一 是破碎比；二是单位动力消耗。 • ⑴ 破碎比：给料粒度与破碎产物粒度之比。 • 极限破碎比i（在工程设计中常被采用） • i=Dmax/dmax • Dmax—废物破碎前的最大粒度，确定破碎机口宽。 • dmax—废物破碎后的最大粒度； • 真实破碎比i（在科研和理论研究中常采用） • i=Dcp/dcp • Dcp—废物破碎前的平均粒度； • dcp —废物破碎后的平均粒度。
• ⑵ 单位动力消耗 • 单位动力消耗是指单位质量破碎产品的能量消 耗，用以判别破碎机消耗的经济性。 • 一般情况下，废物破碎设备的单位动力消耗可根 据经验数据来确定，在经验数据不足的情况下，可 以根据Kick定律来计算： • E=c㏑D/d • 式中，E——单位动力消耗，kW· h／t； • c——动力消耗常数，kW· h／t； • D——废物原始尺寸； • d——废物最终尺寸。
往复刀具 12片，刀 杆6个。 固定刀具 12片,刀 杆7个。
5、球磨机
组成：
圆柱形筒 体；端盖； 中空轴径；
轴承；传动
大齿轮；动 力小齿轮。
工业球磨机
• 三、特殊破碎技术 • 1、低温破碎
• ⑴ 原理和流程 • ① 原理 • 在低温冷冻（-60～-120℃）条件下固废各物质脆
化温度不同，某些易冷脆，另一些则不易冷脆。利用
第一节 固体废物的压实
一、压实概念、目的、原理
• 1、概念
• 压实又称压缩。通过外力加压于松散的固体物，以缩小
其体积，使其变得密实的操作过程简称为压实。
• 2、目的
• ⑴ 增大容重（密度），减小体积，降低运输成本。城
市垃圾通过压实其容重可由0.1～0.6t／m3提高到1t／m3左 右，若通过高压压缩，可达1.125—1.38t／m3，体积可减 为原体积的1／10～1／3。因此，垃圾运输、填埋处理前 常要压实处理。