1、城市垃圾預處理技術 第三章 城市垃圾預處理技術 城市垃圾預處理技術 濃縮脫水濃縮脫水 分選分選 破碎破碎 壓實壓實 含水率超過含水率超過90%的的 城市垃圾城市垃圾,必須脫水必須脫水 減容減容,以便于包裝、以便于包裝、 運輸與資源化利用運輸與資源化利用 用機械方用機械方 法增加垃圾聚集法增加垃圾聚集 程度，增大容重減少表程度，增大容重減少表 觀體積，提高運輸與管觀體積，提高運輸與管 理的一種操作技術。具理的一種操作技術。具 有減容和預穩定的作用有減容和預穩定的作用 利用外利用外 力克服廢物質點力克服廢物質點 間的內聚力使大塊變間的內聚力使大塊變 小塊的過程。小塊分小塊的過程。小塊分 裂成細粉過

2、程為磨碎。裂成細粉過程為磨碎。 有利于三化處理有利于三化處理 將垃圾中各種可回收利用將垃圾中各種可回收利用 廢物或不利于后續處理工廢物或不利于后續處理工 藝要求的廢物組分采藝要求的廢物組分采 用適當技術分離出用適當技術分離出 來的過程。來的過程。 城市垃圾預處理技術 第一節 壓實（壓縮） n壓實的目的及原理壓實的目的及原理 目的 n減少體積，增大容重 n提高富集程度，便于處理處置 原理 n普通：減少空隙率 n高壓壓實：空隙率降低，晶格破壞，物質變性 n壓實比 城市垃圾預處理技術 固定固定 式壓式壓 實器實器 臥式壓實器、三向聯合壓實器、回轉式壓實臥式壓實器、三向聯合壓實器、回轉式壓實 器、袋式

3、壓實器。器、袋式壓實器。 基本參數：裝料截面尺寸、循環時間、壓面基本參數：裝料截面尺寸、循環時間、壓面 上的壓力、壓面行程長度、體積排率上的壓力、壓面行程長度、體積排率 移動移動 式壓式壓 實器實器 碾（滾壓）壓實機、夯實壓實機、振動壓實碾（滾壓）壓實機、夯實壓實機、振動壓實 機。輪胎式或履帶式壓土機、鋼輪式布料壓機。輪胎式或履帶式壓土機、鋼輪式布料壓 實器等。實器等。 垃圾填埋垃圾填埋 城市垃圾預處理技術 第二節 破碎 一、概述 n破碎目的破碎目的 減少容積、便于運輸和貯存 便于分選回收有效組份 增加比表面積、提高熱穩定性和熱效率 便于后續處理處置工藝、保護處理設備 城市垃圾預處理技術 解理

4、解理 硬度硬度 韌性韌性 結構結構 缺陷缺陷 影響破碎影響破碎 效果因素效果因素 F.C邦德功指數；莫氏硬度（邦德功指數；莫氏硬度（10級）；普氏級）；普氏 硬度系數硬度系數f壓 壓 極完全、完全、中等、不完全和極不完全極完全、完全、中等、不完全和極不完全 解理解理 脆性脆性 柔性柔性 延展性延展性 撓性撓性 彈性等彈性等 細塊物細塊物 料機構料機構 缺陷少，缺陷少， 難磨；難磨； 粗塊多，粗塊多， 易碎易碎 抗壓強度抗壓強度 抗剪切強度抗剪切強度 抗彎強度抗彎強度 抗拉強度抗拉強度 城市垃圾預處理技術 n破碎方法破碎方法 n破碎機的選擇破碎機的選擇 垃圾的性質 破碎產品的要求 供料方式 安裝

5、操作場所情況 機械能破碎機械能破碎 沖擊破碎沖擊破碎 剪切破碎剪切破碎 擠壓破碎擠壓破碎 摩擦破碎摩擦破碎 非機械能破碎非機械能破碎 低溫破碎低溫破碎 濕式破碎濕式破碎 流體切割流體切割 熱力破碎熱力破碎 減壓破碎減壓破碎 城市垃圾預處理技術 顆粒有球形、片狀、顆粒有球形、片狀、 柱狀等柱狀等 表征不同粒級的顆表征不同粒級的顆 粒相對量粒相對量 破碎機，破碎機，330 磨碎機，磨碎機，40400 表示廢物被破碎表示廢物被破碎 的程度的程度 球體等效直徑、球體等效直徑、 有效直徑和篩徑有效直徑和篩徑 累積曲線累積曲線 頻度曲線頻度曲線 真實破碎比真實破碎比 極限破碎比極限破碎比 破碎段破碎段 破

6、碎比破碎比 顆粒級顆粒級 分布分布 顆粒顆粒 城市垃圾預處理技術 單純破碎工藝單純破碎工藝 帶預先篩分和檢帶預先篩分和檢 查篩分破碎工藝查篩分破碎工藝 帶預帶預 先篩先篩 分破分破 碎工碎工 藝藝 帶檢帶檢 查篩查篩 分破分破 碎工碎工 藝藝 破碎工藝選擇需破碎工藝選擇需 考慮節能、處理考慮節能、處理 量及破碎產品粒量及破碎產品粒 徑大小、粒度組徑大小、粒度組 成、形狀等的要成、形狀等的要 求。根據城市垃求。根據城市垃 圾的性質（如破圾的性質（如破 碎特性、硬度、碎特性、硬度、 密度、形狀、含密度、形狀、含 水率等）水率等） 城市垃圾預處理技術 二、切割法二、切割法 射流切割法射流切割法 氣割

7、法氣割法 等離子切割法等離子切割法 激光束切割法激光束切割法 我們的命運？ 城市垃圾預處理技術 三、機械破碎 城市垃圾預處理技術 n顎式破碎機 n沖擊式破碎機 n輥式破碎機 n剪切破碎機 n球磨機 城市垃圾預處理技術 剪切破碎剪切破碎 n原理 剪切破碎是利用剪切作用使廢物破碎；剪切式破碎機 是利用靠固定刀和可活動刀之間的嚙合作用剪切廢物。 n適用 城市垃圾 塑料 n破碎機 Von Roll型往復剪切式破碎機 Lindemann型剪切式破碎機 旋轉剪切式破碎機 輥式破碎機 油壓式剪切破碎機 城市垃圾預處理技術 沖擊破碎沖擊破碎 n原理 重力沖擊 動沖擊 n適用 硬度適中、脆性的廢物 n破碎機 H

8、ammer Mills式旋轉沖擊破碎機 Hazemag式旋轉沖擊破碎機 BJD式旋轉沖擊破碎機 城市垃圾預處理技術 摩擦破碎摩擦破碎 n原理 摩擦破碎是利用兩個相對運動的硬面摩擦作 用下破碎 n應用 礦山廢物和部分工業廢物 n破碎機 球(桿、礫)磨機 自磨機 城市垃圾預處理技術 四、低溫破碎 n原理 利用物質在低溫變脆的性能進行破碎，且可利用 不同的物質脆化穩定的差異進行選擇性破碎。 n特點 可選擇性破碎分離；不同物質有不同的破碎塊度， 同一種物質破碎后粒度均勻，易于分離。 n適用對象 汽車輪胎、包覆電線、家用電器 城市垃圾預處理技術 五、濕式破碎 n原理 濕式破碎主要是回收廢紙中的紙漿纖維，

9、將含 紙垃圾和大量水經過高速攪拌和破碎成為漿液， 進而回收紙纖維。 城市垃圾預處理技術 n特點 垃圾呈漿液化，性質均勻，可按流體處理 不孳生蚊蠅、無惡臭，衛生條件好 噪聲低、無發熱爆炸等危險 經過脫水后有機殘渣的性質、水分及顆粒大小較 為穩定 可廣泛回收紙纖維、玻璃及金屬 城市垃圾預處理技術 六、半濕式破碎 n原理 利用城市垃圾中不同物質的強度和脆性的差異， 在一定濕度下破碎成不同粒度的碎塊，然后通 過不同篩孔加以分離的過程。 n特點 能使城市垃圾在一臺設備中同時進行破碎和分 選 有效回收有用物質：堆肥原料、紙類、塑料、 金屬等。 城市垃圾預處理技術 第三節 分選 n依據依據：粒度、密度、磁性

10、、電性、光電性、 摩擦性、彈性、表面潤濕性 n分類分類：篩分、重力分選、磁力分選、光電 分選、電力分選、摩擦及彈性分選、浮選 城市垃圾預處理技術 處理能力處理能力 篩分效率篩分效率 一、篩分一、篩分 城市垃圾預處理技術 篩分物料性質篩分物料性質 粒度組成: 易 篩粒、難篩粒和 阻礙粒 含水率和含泥 量：篩孔尺寸 顆粒形狀：球 形、多角形、片 狀、柱狀等 篩分設備性能篩分設備性能 篩面種類(沖 孔、編織及棒條) 篩孔形狀 篩孔尺寸 篩子運動狀況 篩子寬度和長 度 篩面傾角 篩分操作條件篩分操作條件 連續、均勻給 料 給料量 及時清理和維 修篩面 城市垃圾預處理技術 篩分設篩分設 備類型備類型 振

11、動振動 篩篩 固定固定 篩篩 滾筒滾筒 篩篩 格篩在粗碎前，格篩在粗碎前， 棒條篩在粗棒條篩在粗 碎和中碎碎和中碎 前。摩擦前。摩擦 角，角，30 350， 50 mm 慣性振動篩和共振篩；慣性振動篩和共振篩；600 3000r/min,0.51.5mm,8400, 篩篩 分分 設設 備備 類類 型型 及及 選選 擇擇 1015r/min， 350，臨界，臨界 速度速度45% 顆粒大小、形狀、尺寸分布顆粒大小、形狀、尺寸分布 、整體密度、含水率、粘結、整體密度、含水率、粘結 或纏繞的可能；篩分器的構或纏繞的可能；篩分器的構 造材料，篩孔尺寸，形狀，造材料，篩孔尺寸，形狀， 篩孔所占篩面比例，轉

12、筒篩篩孔所占篩面比例，轉筒篩 的轉速、長與直徑，振動篩的轉速、長與直徑，振動篩 的振動頻率、長與寬；篩分的振動頻率、長與寬；篩分 效率與總體效果要求；運行效率與總體效果要求；運行 特征如能耗、日常維護，運特征如能耗、日常維護，運 行難易、可靠性、噪聲、非行難易、可靠性、噪聲、非 正常振動與堵塞的可能正常振動與堵塞的可能 城市垃圾預處理技術 二、重力分選 n要求要求 顆粒間有密度差；分選在運動介質中進行；在 重力、介質動力及機械力的綜合作用下，按密 度分層；分層的物料進行遷移分離。 n分類分類 重介質分選、風力分選風力分選、跳汰分選、搖床分選 城市垃圾預處理技術 n重介質分選：在重介質中，按密度

13、分選； 硅鐵(3.23.5g/cm3)、磁鐵礦(2.5) n跳汰分選：垂直變速介質中分選固體廢物 城市垃圾預處理技術 n搖床分選 城市垃圾預處理技術 三、磁力分選 n磁選目的 從城市垃圾中回收鐵磁性物質 去除鐵類物質，保護后續處理設備 從工業礦渣中富集鐵和磁性氧化鐵 n磁性分類 電(永)磁系磁選 磁流體分選 城市垃圾預處理技術 磁選 n原理 不同磁性組份物質通過磁場時，由于磁性差異，受到 磁力作用互不相同，磁性較強的顆粒被吸著到磁選設 備上，并隨設備的運動被帶到一個非磁性區而脫落下 來，磁性弱的或非磁性的顆粒，僅受自身重力和離心 力的作用而掉落到預定的非磁性區內。 n磁選設備 帶式磁選機，磁鼓

14、式磁選機 n應用 鋼鐵工業塵泥、廢渣中回收金屬鐵和氧化鐵皮 城市垃圾中回收鋼鐵 城市垃圾預處理技術 四、其它 n靜電分選靜電分選 利用各物種的電導率、熱電效應及利用各物種的電導率、熱電效應及 帶電作用的差異而進行物料分選。用于塑料、橡帶電作用的差異而進行物料分選。用于塑料、橡 膠、紙、纖維與金屬分離。膠、紙、纖維與金屬分離。 城市垃圾預處理技術 n渦電流分選渦電流分選 當含有非磁導體金屬的垃圾流當含有非磁導體金屬的垃圾流 以一定速度通過交變磁場，非磁導體產生感應渦以一定速度通過交變磁場，非磁導體產生感應渦 流，產生作用力，使垃圾和金屬分離流，產生作用力，使垃圾和金屬分離 城市垃圾預處理技術 n

15、摩擦與彈跳分選 城市垃圾預處理技術 n光電分選光電分選 利用物質的光反射特性的不同利用物質的光反射特性的不同 城市垃圾預處理技術 城市垃圾預處理技術 RDF 城市垃圾預處理技術 RDF-Refuse Derived Fuel 垃圾衍生燃料垃圾衍生燃料 輸送性輸送性 貯藏性貯藏性 燃燒性燃燒性 低污染性低污染性 城市垃圾預處理技術 城市垃圾預處理技術 第四節 固化（穩定化） n定義定義 固化是用物理化學方法將有害廢物固定或包 容在惰性材料中的一種無害化/穩定化處理方法。 固化機理較為復雜：一是有害廢物通過化學轉 變或引入某種穩定晶格中的過程；或是將有害 廢物用惰性材料加以包容的過程。 固化所用的

16、惰性材料稱為固化劑；有害廢物經 過固化處理后的產品稱為固化體。 城市垃圾預處理技術 n固化處理要求固化處理要求 固化工藝簡單 固化劑來源豐富、易得 固化體性質優良 處理費用經濟 n固化步驟固化步驟 收集廢物 預處理 加入固化劑及添加劑 混合封裝 凝固、穩定化 最終處置或利用 城市垃圾預處理技術 n適用對象適用對象 有害廢物含金屬離子廢物、放射性廢物、焚 燒爐灰、污水處理污泥、煙道氣處理污泥等。 n固化方法固化方法 無機固化：水泥固化、石灰固化、玻璃固化、 自膠結固化 有機固化：熱塑性固化、熱固性固化 城市垃圾預處理技術 n n n tVF Aa R )/( / 0 2 1 V V CR 評價指

17、標評價指標 城市垃圾預處理技術 優 點缺 點 無 機 固 化 設備投資、運行費用低 材料便宜豐富易得 可同時處理幾種廢物 技術相對成熟 需要大量原料 原料是高能耗產品 有機物影響處理效果 處理后體積、重量增加大 產物浸出率高 有 機 固 化 浸出率低 固定程度低 處理密度低、易運輸 處理范圍大 原料較貴 能耗大 設備貴、技術要求高 某些有機物易燃 聚合不完全時易污染 城市垃圾預處理技術 水泥固化法 n基本原理基本原理 是將有害廢物和水及水泥拌和，利用硅酸鹽化合物與 水發生水化反應，生成硅酸鈣水合凝膠，這種凝膠再 膨脹形成連鎖的硅酸膠纖維與水合產物組成的水泥基 體，以降低有害廢物的表面積和可滲透

18、性。 n特點特點 優點：工藝簡單、操作方便、物豐價廉、固化產品強 度大 缺點：浸出率高、增容比大、添加劑使處理費用增加 城市垃圾預處理技術 n應用應用 含重金屬有害廢物 低、中放射性廢物 n水泥固化工藝水泥固化工藝 工藝要求 npH值，水灰比，水泥廢物比，凝固時間，添加劑， 養護條件，產品性能 混合方法 n外部攪拌混合法，桶內混合法，注入法，添加法 城市垃圾預處理技術 瀝青固化法 n概述概述 瀝青固化是將瀝青和有害廢物在一定的溫度、 配料比、堿度和攪拌作用下產生皂化反應，使 有害廢物均勻地包容在瀝青中，形成固化體。 熱塑性材料：瀝青、聚乙烯、聚丙烯、尼龍等 城市垃圾預處理技術 n特點 耐腐蝕性

19、、浸出率低、固化周期短； 可燃、蒸發產生二次污染 n應用 中低放射性廢物、焚燒殘渣、重金屬污泥、塑料廢物 等 n固化工藝固化工藝 影響因素：瀝青種類、物料比、有害廢物組分 工藝方法：高溫熔化混合蒸發法、暫時乳化法、化學 乳化法 城市垃圾預處理技術 其它固化法 n玻璃固化玻璃固化 原理：以玻璃原料為固化劑，將其與有害廢物 以一定的配料比混合后，在高溫下熔融，經退 火后轉化為溫度的玻璃固化體。 特點 n浸出率低、增容比小；但能耗大、成本高，易產生 蒸氣和煙霧。 應用 n高放廢物、極毒廢物 城市垃圾預處理技術 n石灰固化石灰固化 以石灰為固化劑，粉煤灰、水泥窯灰為填料， 專用于固化含硫酸鹽和亞硫酸鹽

20、廢物；利用水 泥窯灰和粉煤灰中含有的活性氧化鋁和二氧化 硅與水分反應，經凝結、硬化后將有害廢物固 化的一種方法。 增容比大、酸性侵蝕 城市垃圾預處理技術 n自膠結固化自膠結固化 是將含有大量硫酸鈣或亞硫酸鈣的廢物，在適 宜條件下進行煅燒，使其部分脫水產生有凝膠 作用的亞硫酸鈣或半水硫酸鈣，然后與特制的 添加劑和填料混合、硬化形成固化體。 城市垃圾預處理技術 n熱固性固化熱固性固化 熱固性材料在加熱時變成固體并且硬化，再加 熱冷卻仍保持固化狀態，有脲甲醛、聚酯類， 聚二丁烯，以及酚醛樹脂和環氧樹脂等。 增容比密度小、老化、易污染 城市垃圾預處理技術 n包封法包封法 包封法一般不與固化劑直接接觸，

21、將廢物置于 容器中，用一種不滲水的惰性保護層將容器包 裹起來。 惰性保護層：玻璃纖維、增強熱固性材料(環氧 樹脂)及羥基聚胺酯的混合物噴涂在容器壁上。 或普通水泥 已采用包封法處置的化學品有：PCB、含汞廢 物、一類殺蟲劑、電容器、放射性廢物等。 城市垃圾預處理技術 第四節 脫水 -以污泥為例 城市垃圾預處理技術 n污泥的分類污泥的分類 沉淀物按成分可分為污泥和沉渣。 初沉池污泥 腐殖污泥與剩余活性污泥 消化污泥（熟污泥） 化學污泥 城市垃圾預處理技術 n表示污泥性質的指標表示污泥性質的指標 污泥的含水量 污泥的含水率 n污泥中水的重量與污泥總重量之比的百分數，污泥含水率高， 比重近似于1，則

22、有 揮發性固體和灰分 灼燒減量、灼燒殘渣 污泥的可消化程度 n表示污泥中可被消化分解的有機物數量。 污泥的比重 n污泥重量與同體積的水重量之比。 污泥的燃燒值 污泥的肥分 1 2 2 1 100 100 p p V V 城市垃圾預處理技術 n污泥中水的分類污泥中水的分類 顆粒間歇水，70，靜置濃縮分離 毛細管結合水，分為裂紋形和楔形，占20， 高速離心機，高壓過濾機分離。 表面吸附水，隨固形粒子同時移動，7%，加熱 法排除。 內部水，細胞內水分，生物化學法或加熱、冷 凍法排除。 城市垃圾預處理技術 n污泥的處理處置基本方法污泥的處理處置基本方法 城市垃圾預處理技術 二、污泥預處理 為了往污泥處理裝置中提供相對穩定和均勻的進料， 需預處理。 n污泥粉碎 n污泥除雜粒 n污泥混合 在初沉池內混合，管道內，污泥處理裝置內混合，單 獨混合池