固體廢棄物處理工程

1、固體廢棄物處理工程,授課教師：劉永德電 話：13721407028E_mail: liuyongde@126.com,固體廢棄物處理工程課程安排,教材固體廢物處理與處置.寧平.高等教育出版社,2007,參考書固體廢物的處理與處置(修訂版).羋振明.高等教育出版社,2001固體廢物處理與資源化工程.李國(guó)建.高等教育出版社,2001固體廢物處理處置工程.蔣建國(guó).化學(xué)工業(yè)出版社,2005固體廢物管理.何品晶等.高等教育出版社,

2、2004Integrated Solid Waste Management. G.Tchobanoglous et al.清華大學(xué)出版社,2000,考核辦法,平時(shí)作業(yè) 10分,到課率 10分,期末考試 80分,題型,名詞解釋：約15%,填空題：約20%,簡(jiǎn)答題：約45%,計(jì)算題：約20%,固體廢棄物處理工程課程安排（續(xù)）,內(nèi)容第1章： 緒論第2章：固體廢物的產(chǎn)生及性質(zhì)分析第3章：固體廢物的收集與運(yùn)輸

3、第4~7章：固體廢物預(yù)處理、生物處理、熱化學(xué)處理、固化與穩(wěn)定化第8章：固體廢物土地處理與處置第9章：危險(xiǎn)廢物處置與利用第10~12章：電子廢物處理與利用、工業(yè)固體廢物的建材利用、工業(yè)固體廢物的金屬回收,第一章 概論,主要內(nèi)容固體廢物的定義與分類國(guó)內(nèi)外固體廢物的現(xiàn)狀固體廢物對(duì)環(huán)境的危害固體廢物管理的目標(biāo)與基本原則全過程固體廢物管理,第一節(jié) 固體廢物的定義與分類,基本定義固體廢物是指在社會(huì)的生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等一系列活

4、動(dòng)中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價(jià)值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀貯存的物質(zhì)。 (固體廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)、固體廢物形態(tài)),一、 固體廢物的定義,法規(guī)定義（《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》）固體廢物是指在生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì) (確定了固體廢物的管理范圍，更嚴(yán)謹(jǐn)),一、 固體廢物的定義（續(xù)

5、）,時(shí)空性從時(shí)間性來說，隨著科技的發(fā)展，今天的廢物也許會(huì)成為明天的資源從空間性來說，一過程的廢物可能成為另一過程的原料,二、 固體廢物的特性,無主性固體廢物被丟棄后，不再屬于某個(gè)人，因此很難找到具體的負(fù)責(zé)人,二、固體廢物的特性（續(xù)）,分散性多數(shù)固體廢物并非集中在某一個(gè)地方產(chǎn)生，而是散布在各個(gè)地方，在進(jìn)行處理處置、資源化利用之前，首先需要收集起來，這帶來了固體廢物處理成本的增加,危害性一些固體廢物含有有害物質(zhì)，污染周圍環(huán)境一些

6、固體廢物含有一些病原微生物，可能危害人類健康,二、固體廢物的特性（續(xù)）,二、固體廢物的來源演變,按來源可分為工業(yè)廢物礦業(yè)廢物城市垃圾農(nóng)村垃圾農(nóng)業(yè)廢物放射性廢物,三、 固體廢物的分類,按化學(xué)組成可分為有機(jī)廢物（食品垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便） 無機(jī)廢物（渣石、礦渣、粉煤灰）,三、固體廢物的分類（續(xù)）,按形態(tài)可分為固體廢物（塑料袋、玻璃瓶、報(bào)紙） 泥狀廢物（污泥、糞便）液態(tài)廢物（廢油、廢酸、廢有機(jī)溶劑）,按危險(xiǎn)性可分為一

7、般固體廢物（生活垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)礦渣） 危險(xiǎn)性固體廢物（醫(yī)療垃圾、廢有毒溶劑、放射性廢物）,三、固體廢物的分類（續(xù)）,按燃燒性可分為可燃廢物（廢紙、廢塑料、農(nóng)業(yè)秸稈） 不可燃廢物（金屬、玻璃、磚石）,第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外固體廢物的現(xiàn)狀,國(guó)外——美國(guó)2001年，僅城市固體廢物產(chǎn)生量就達(dá)到2.29億噸，還不包括其他類固體廢物 (建筑垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、城市污泥、燃料渣、醫(yī)療垃圾、礦渣、加工工業(yè)廢棄物),一、 固體廢物產(chǎn)生現(xiàn)狀,國(guó)內(nèi)

8、根據(jù)05年環(huán)境狀況公報(bào)，城市生活垃圾產(chǎn)生量達(dá)2億噸，工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量達(dá)到13.4億噸,固體廢物與污水對(duì)比產(chǎn)生量：05年，城市生活垃圾產(chǎn)生量達(dá)2億噸，污水產(chǎn)生量高達(dá)524.5億噸處理成本：生活垃圾高于60元/t,焚燒高達(dá)250元/t;污水達(dá)到脫氮除磷三級(jí)處理也小于2元/t人均有機(jī)碳負(fù)荷（上海）,一、 固體廢物產(chǎn)生現(xiàn)狀（續(xù)）,金屬回收從各種廢棄設(shè)備上回收金屬，然后加工成各種產(chǎn)品通過化學(xué)處理如酸處理，從廢棄電路板上回收各種貴重金屬

9、,二、固體廢物資源化途徑——采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源,生產(chǎn)建筑材料粉煤灰制磚煤矸石制陶粒工業(yè)礦渣生產(chǎn)礦渣棉,二、固體廢物資源化途徑（續(xù)）,生產(chǎn)農(nóng)肥利用生活垃圾、糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物、污泥等有機(jī)廢物經(jīng)過堆肥處理，制成有機(jī)肥料須先將廢棄物中有害成分分離出去，以免污染農(nóng)產(chǎn)品,二、固體廢物資源化途徑（續(xù)）,回收能源直接將可燃垃圾焚燒回收熱能利用有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵生產(chǎn)可燃性沼氣,二、固體廢物資源化途徑（續(xù)）,取代某

10、種工業(yè)原料造紙廠用廢紙?zhí)娲糠衷旒堅(jiān)仙a(chǎn)紙張玻璃廠用廢玻璃替代石英砂生產(chǎn)玻璃,固體廢物處理方法（指將固體廢物轉(zhuǎn)變成適于運(yùn)輸、利用、貯存或最終處置的過程）物理處理（通過濃縮或者相變化來改變固體廢物的結(jié)構(gòu)）（壓實(shí)、破碎、分選、增稠、吸附、萃?。┗瘜W(xué)處理（采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分從而達(dá)到無害化，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變成為適于進(jìn)一步處理、處置的形態(tài)）（氧化、還原、中和、化學(xué)沉淀和化學(xué)溶出）,三、固體廢物處理處置方法,固體廢物處理方法(

11、續(xù))生物處理（利用微生物分解固體廢物中可降解的有機(jī)物，從而達(dá)到無害化或綜合利用）（好氧堆肥、厭氧發(fā)酵和兼性厭氧處理）熱處理（通過高溫來破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時(shí)達(dá)到減容、無害化或綜合利用的目的）（焚燒、熱解、濕式氧化）,固體廢物處理方法(續(xù))固化處理（采用固化基材如水泥將廢物固定或包埋起來以降低其對(duì)環(huán)境的危害，以便能較安全地運(yùn)輸和處置的一種處理過程）（固化處理的對(duì)象主要是有害廢物和放射性廢物）,固體廢物處置方法(是固體廢物

12、污染控制的末端環(huán)節(jié)，目的是解決固體廢物的歸宿問題，主要是指最終處置或者安全處置)（有陸地處置和海洋處置兩類）土地耕作（指將固體廢物分散在現(xiàn)有耕地中，通過生物降解、植物吸收以及風(fēng)化作用來消除固體廢物污染）堆存法（土地堆存，主要處置對(duì)象是不溶解、不揚(yáng)塵、不腐爛變質(zhì)的固體廢物。筑壩堆存，主要處置的對(duì)象是濕排灰，如粉煤灰、尾礦粉等）,固體廢物處置方法（續(xù)）土地填埋（就是在陸地上選擇合適的天然場(chǎng)所或者由人工改造出合適的場(chǎng)所，把固體廢物用土層

13、覆蓋起來的技術(shù)。如填埋場(chǎng)）深井灌注（是將固體廢物液化，用強(qiáng)制性措施注入與飲用水和礦脈層隔開的可滲透性巖層中，從而達(dá)到固體廢物的最終處置）,固體廢物處置方法（續(xù)）深海投棄（是利用船舶、航空器、平臺(tái)及其它載運(yùn)工具，向海洋傾倒廢物的行為）海上焚燒（是指以高溫破壞有毒有害廢物為目的，而在遠(yuǎn)離人群的海洋焚燒設(shè)施上有意焚燒廢物的行為）,第三節(jié) 固體廢物對(duì)環(huán)境的危害,房前屋后,河道內(nèi),道路邊,農(nóng)作物減產(chǎn),影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,損害居民健康,占

14、用土地,污染水體,污染空氣,一、 固體廢物的污染途徑,侵占土地每堆積1萬t廢物，約占地1畝截止1994年，我國(guó)工業(yè)固體廢物堆積量就達(dá)到66億多噸，占地90多萬畝,二、固體廢物的危害,污染土壤廢物在堆放過程中，有害成分容易經(jīng)過風(fēng)化雨淋隨地表徑流滲入土壤中，殺死土壤中的微生物，使土壤喪失腐解能力，導(dǎo)致寸草不生,污染空氣一些有機(jī)固體廢物在適宜的溫度、濕度下會(huì)被微生物分解，釋放有毒氣體一些細(xì)粒狀的廢渣和垃圾，在大風(fēng)吹動(dòng)下會(huì)隨風(fēng)漂逸，造

15、成大氣的粉塵污染固體廢物在運(yùn)輸和處理過程中，會(huì)產(chǎn)生有害氣體和粉塵煤矸石自燃會(huì)散發(fā)有害氣體SO2,二、固體廢物的危害（續(xù)）,污染水體隨天然降水和地表徑流進(jìn)入江河湖泊，或者隨風(fēng)飄入水體使地表水污染隨滲濾液進(jìn)入土壤使地下水污染直接排入河流湖泊或海洋造成更大的水體污染,二、固體廢物的危害（續(xù)）,影響環(huán)境衛(wèi)生對(duì)我國(guó)300個(gè)城市進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，城市垃圾清運(yùn)量?jī)H占產(chǎn)生量的40~50%，無害化處理率只有1.6%，98%以上的垃圾、糞便未經(jīng)無害化

16、處理進(jìn)入環(huán)境，導(dǎo)致病原菌繁殖，已經(jīng)對(duì)人們健康構(gòu)成了潛在的威脅,二、固體廢物的危害（續(xù)）,其他危害某些特殊的有害固體廢物可能會(huì)造成燃燒、爆炸、接觸中毒、嚴(yán)重腐蝕,第四節(jié) 固體廢物管理的目標(biāo)與基本原則,消納思想管理的目的是為固體廢物找到一個(gè)可實(shí)現(xiàn)空間隔離的場(chǎng)所，管理目標(biāo)是固體廢物的清運(yùn)率管理的手段與技術(shù)是設(shè)置收集設(shè)施，及時(shí)外運(yùn)收集到的廢物，并在遠(yuǎn)離人群聚居地的場(chǎng)所進(jìn)行堆放當(dāng)時(shí)的固體廢物組成主要是動(dòng)植物殘余及各種灰渣將固體廢物分

17、散到農(nóng)田中或者堆放在遠(yuǎn)離城市的坑洼地集中處置,一、管理思想演變過程,“三化”原則的管理思想“三化”原則指的是無害化、減量化與資源化人們認(rèn)識(shí)到固廢處理處置不當(dāng)會(huì)造成污染，因此，要求處理處置必須達(dá)到對(duì)環(huán)境無害，也就是無害化原則由于固廢產(chǎn)生量增加，容納固廢空間日益緊張，同時(shí)社會(huì)環(huán)境意識(shí)提高，很少有人愿意將固廢處理處置設(shè)施建在自家附近(例)，這樣，處理處置設(shè)施很難選址和建設(shè)，因此，固廢管理必須能使廢物減量，產(chǎn)生了減量化原則,一、管理思想演

18、變過程（續(xù)）,“三化”原則的管理思想（續(xù)）20世紀(jì)末出現(xiàn)三大危機(jī)，有人口爆炸、資源耗竭和環(huán)境污染，造成資源緊張，使人們對(duì)環(huán)境問題有了新認(rèn)識(shí)固廢中可再生利用物質(zhì)增多；城市生活垃圾作為土壤肥料的事實(shí)；使人們對(duì)固廢的可資源化前景樂觀固廢處理處置技術(shù)日益復(fù)雜帶來經(jīng)濟(jì)、資源方面的巨大壓力，資源化原則得以確立,“三化”原則的管理思想（續(xù)）“三化”原則對(duì)固廢處理處置技術(shù)的影響城市生活垃圾無害化方面，衛(wèi)生填埋采取了基礎(chǔ)防滲，壓實(shí)覆蓋、雨污分

19、流、滲瀝水處理等。焚燒采取完善燃燒條件來提高廢物的燃盡率，采取氣體凈化來去除尾氣中的有害成分。堆肥化通過高溫發(fā)酵使堆肥制品達(dá)到殺滅致病菌的要求,“三化”原則對(duì)固體廢物處理處置技術(shù)的影響城市生活垃圾（續(xù)）減量化方面，焚燒使垃圾減容（體積）達(dá)90%以上，減重80%。填埋通過壓實(shí)機(jī)械對(duì)垃圾分層壓實(shí)實(shí)現(xiàn)減容目的。堆肥通過微生物發(fā)酵排放二氧化碳和水蒸氣來達(dá)到減量目的，減量達(dá)40~50%。資源化方面。焚燒熱能回收發(fā)電；堆肥化制品用于農(nóng)作物生產(chǎn)

20、；填埋氣體作為能源利用；以及垃圾經(jīng)蚯蚓處理生產(chǎn)蚯蚓和蚓糞，固廢高壓成形制垃圾磚，固廢熱解制能源等,“三化”原則對(duì)固體廢物處理處置技術(shù)的影響工業(yè)固廢無害化方面，考慮將危險(xiǎn)的工業(yè)固廢進(jìn)行分流處理。可燃危險(xiǎn)固體廢物的高溫焚燒處理技術(shù)，以及非可燃危險(xiǎn)固體廢物的安全填埋處置技術(shù)減量化方面，高溫焚燒減容減量，安全填埋壓實(shí)減容資源化方面，各種燃料渣、冶煉渣制建材,全過程管理思想減量化不僅在處理處置階段對(duì)已產(chǎn)生的固廢進(jìn)行減量，而且延伸到源頭，

21、從源頭減少固體廢物的產(chǎn)生資源化不僅是處理與利用過程中通過工程技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)，而且從產(chǎn)生點(diǎn)的貯存、收運(yùn)階段開始進(jìn)行，如設(shè)計(jì)可回用產(chǎn)品、源分離收集無害化不僅是處理處置過程的任務(wù)，更加強(qiáng)調(diào)前端無害化，如通過源分流收集對(duì)有害垃圾進(jìn)行分類管理，生產(chǎn)過程中減少有害物質(zhì)使用量,一、管理思想演變過程（續(xù)）,產(chǎn)生源控制優(yōu)先 完善資源化體系 有害廢物的分流管理 最終處置無遺漏,二、全過程固體廢物管理遵循原則,減少物質(zhì)利用過程的原材料需求減少物質(zhì)

22、利用過程向自然環(huán)境輸出的廢物量，同時(shí)應(yīng)使廢物組成特性盡可能達(dá)到與自然生態(tài)過程相容對(duì)進(jìn)入自然環(huán)境的廢物設(shè)置物流交換隔離屏障，避免廢物對(duì)環(huán)境生態(tài)的直接沖擊與破壞,三、全過程固體廢物管理具體目標(biāo),第五節(jié) 全過程固體廢物管理,一、固體廢物管理的邊界 —— 產(chǎn)品從加工到進(jìn)入流通領(lǐng)域,二、全過程固體廢物管理的策略框架,二、全過程固體廢物管理的策略框架(續(xù)),,三、全過程固體廢物管理實(shí)施框架,四、固體廢物管理的法規(guī)