1、廢污染相關知識及技術北京大鋼環境治理技術研究院20XX 年 3 月 16 日固廢污染相關知識及技術一、概述1、固體廢物的定義固體廢物( solid wastes )亦稱廢物，是指人類在生產、加工、流通、消費 以及生活等過程中提取所需目的成分之后，所丟棄的固態或泥漿狀的物質。隨著人類社會文明的發展， 人們在索取和利用自然資源從事生產和生活活動 時，由于客觀條件的限制，總要把其中的一部分作為廢物丟棄。另外，由于各種 產品本身也有其使用壽命，超過了壽命期限，也會成為廢物。其實，一種過程的 廢物隨著時空條件的變化，往往可以成為另一過程的原料，廢與不廢是相對的， 它與技術水平和經濟條件密切相關。所以，廢

2、物也有“放在錯誤地點的原料”之 稱。2、固廢物的來源和分類固體廢物按來源大致可分為生活垃圾、一般工業固體廢物和危險廢物三種。 此外，還有農業固體廢物、建筑廢料及棄土。固體廢物如不加妥善收集、利用和 處理處臵將會污染大氣、水體和土壤，危害人體健康。 固體廢物具有兩重性，也就是說，在一定時間、地點，某些物品對用戶不再有用 或暫不需要而被丟棄， 成為廢物； 但對另些用戶或者在某種特定條件下， 廢物可 能成為有用的甚至是必要的原料。 固體廢物污染防治正是利用這一特點， 力求使 固體廢物減量化、 資源化、 無害化。對那些不可避免地產生和無法利用的固體廢 物需要進行處理處臵。固體廢物還有來源廣、種類多、數

3、量大、成分復雜的特點。因此防治工作的 重點是按廢物的不同特性分類收集運輸和貯存，然后進行合理利用和處理處臵， 減少環境污染，盡量變廢為寶。3、固廢物具體的分類？一、工業固體廢物 工業固體廢物是在工業生產和加工過程中產生的，排入環境 的各種廢渣、 污泥、粉塵等。工業固體廢物如果沒有嚴格按環保標準要求安全處 理處臵 對土地資源、水資源會造成嚴重的污染。二、危險固體廢物 危險固體廢物特指有害廢物，具有易燃性、腐蝕性、反應性、 傳染性、毒性、 放射性等特性 產生于各種有危險廢物產物的生產企業。 從危險 廢物的特性看， 它對人體健康和環境保護潛伏著巨大危害。 如引起或助長死亡率 增高，或使嚴重疾病的發病

4、率增高， 或在管理不當時會給人類健康或環境造成重 大急性。即時，或潛在危害等。三、醫療廢物 醫療廢物是指醫療衛生機構在醫療、預防、保健以及其他相關活 動中產生的具有直接或者間接感染性、 毒性以及其他危害性的廢物。 主要有五類； 一是感染性廢物、二是病理性廢物、三是損傷性廢物、四是藥物性廢物、五是化 學性廢物。四、城市生活垃圾 城市生活垃圾指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供 服務的活動中產生的固體廢物。 包括有機類： 瓜果皮、剩菜剩飯，無機類： 廢 紙、飲料罐、廢金屬等，有害類 ：如廢電池、熒光燈管、過期藥品等。 危害：固廢物對土壤、大氣、水和人體都有很大危害。4、固體廢物對環境的危害 固

5、體廢物對人類環境的危害很大。一方面，固體廢物是各種污染物的終態， 特別是從污染控制設施排出的固體廢物， 濃集了許多污染物成分， 而人們對這類 污染物卻往往產生一種穩定、污染慢的錯覺；另一方面，在自然條件影響下，固 體廢物中的一些有害成分會轉入大氣、水體和土壤，參與生態系統的物質循環， 具有潛在的、長期的危害性。因此，對固體廢物，特別是有害固體廢物處理、處 臵不當，會嚴重危害人體健康。固體廢物對環境的危害主要表現在以下方面：表 9-1 固體廢物的分類、來源和主要組成物分類來源主要組成物礦業廢物礦山、選冶廢石、尾砂、金屬、磚瓦灰石、水泥等工業冶金、交通、機械、金屬結構等工業金屬、礦渣、砂石、模型、

6、芯、陶瓷、邊角料、涂料、 管道、絕熱和絕緣材料、黏結劑、廢木、塑料、橡膠、 煙塵、各種廢舊建材等廢煤炭業礦石、木料、金屬、煤矸石等物食品加工業肉類、谷物、果類、蔬菜、煙草等橡膠、皮革、塑料等工業橡膠、皮革、塑料、布、線、纖維、染料、金屬等造紙、木材、印刷等工業刨花、鋸末、碎木、化學藥劑、金屬填料、塑料等石油化工化學藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈、石 棉、涂料等電器、儀器儀表等工業金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學藥劑、研磨料、陶瓷、絕緣材料等紡織服裝業布頭、纖維、橡膠、塑料、金屬等建筑材料業金屬、水泥、黏土、陶瓷、石膏、石棉、砂石、紙、纖 維等電力工業爐渣、粉煤灰、煙塵等城居民生活食

7、物垃圾、紙屑、布料、木料、金屬、玻璃、塑料、陶 瓷、庭院植物修剪物、燃料、灰渣、碎磚瓦、廢器具、 糞便、雜品等市垃圾商業、機關管道、碎砌體、瀝青及其它建筑材料，廢汽車、廢電器、廢器具，含有易燃、易爆、腐蝕性、放射性的廢物，以 及類似居民生活欄內的各種廢物市政維護、管理部門碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥、臟土 等農業農林稻草、秸桿、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕、落葉、廢塑料、人畜糞便、農藥等廢物水產腥臭死禽畜，腐爛魚、蝦、貝殼，水產加工污水、污泥等有核工業、核電站，放射含有放射性的金屬、廢渣、粉塵、污泥、器具、勞保用害性醫療單位、科研單位品、建筑材料等廢物其它有關單位含有易燃性、易爆性

8、、腐蝕性、反應性、有毒性、傳染 性的固體廢物1侵占土地 固體廢物不加利用時，需占地堆放，堆積量越大，占地越多。據估算，每堆 積 1 萬噸廢物，占地約需 1 畝（ 666.6m2）。截止 1994 年，我國僅工礦業固體廢 物的累計堆存量就達 66 億多噸，占地 90 多萬畝。隨著我國國民經濟的快速發展 和人民生活水平的很大提高， 礦山廢物和城市垃圾占地與人類生存和發展的矛盾 日益突出， 例如，根據對北京市高空遠紅外探測的結果顯示， 北京市區幾乎被環 狀的垃圾堆群所包圍。2污染土壤廢物堆放和沒有采取適當防滲措施的垃圾填埋， 經過風化、 雨雪淋溶、地表 徑流的侵蝕， 其中的有害成分很容易產生高溫和有

9、毒液體并滲入土壤， 殺滅土壤 中的微生物， 破壞微生物與周圍環境構成的生態系統， 甚至導致草木不生。 其有 害成分若滲流入水體，則可能進一步危害人的健康。例如，在 20世紀 80年代， 我國內蒙古包頭市的某礦尾砂堆積如山， 造成尾砂壩下游的大片土地被污染， 一 個鄉的居民被迫搬遷。3污染水體 固體廢物若隨天然降水或地表徑流進入河流、湖泊，或隨風飄遷落入水體， 則使地面水受到污染； 若隨滲瀝水進入土壤， 則使地下水受到污染； 若直接排入 河流、湖泊或海洋， 則會造成更大的水體污染不僅減少水體面積， 而且還妨 害水生生物的生存和水資源的利用。 例如，德國萊茵河地區的地下水因受廢渣滲 瀝水污染，導致

10、當地自來水廠有的關閉，有的減產。4污染大氣固體廢物一般通過如下途徑污染大氣： 以細粒狀存在的廢渣和垃圾， 在大風 吹動下會隨風飄逸， 擴散到遠處； 運輸過程中會產生有害的氣體和粉塵； 一些有 機固體廢物在適宜的溫度和濕度下會被微生物分解， 釋放出有害氣體； 固體廢物 本身以及在對其處理 (如焚燒) 時散發的毒氣和臭氣等。 典型的例子是曾在我國 各地煤礦多次發生的煤矸石的自燃，散發出大量的 SO2、CO2、NH3等氣體，造成 了嚴重的大氣污染。5影響環境衛生城市的生活垃圾、 糞便等若清運不及時， 就會產生堆存， 嚴重影響人們居住 環境的衛生狀況，對人們的健康構成潛在的威脅。二、固廢污染處理1、固

11、體廢物的處理原則固體廢物處理( treatment of solid wastes )，是指通過物理、化學、生物 等不同方法， 使固體廢物轉化成適于運輸、 貯存、資源化利用以及最終處臵的一 種過程。隨著對環境保護的日益重視以及正在出現的全球性的資源危機， 工業發 達國家開始從固體廢物中回收資源和能源， 并且將再生資源的開發利用視為 “第 二礦業”，給予高度重視。我國于 80 年代中期提出了“無害化” 、“減量化”、“資 源化”的控制固體廢物污染的技術政策，今后的趨勢也是從無害化走向資源化。 “無害化”固體廢物“無害化”(innocuity )處理是指將固體廢物通過工程處理，達到 不損害人體健康

12、、不污染周圍自然環境的目的。目前，固廢“無害化”處理技術 有：垃圾焚燒、衛生填埋、堆肥、糞便的厭氧發酵、有害廢物的熱處理和解毒處 理等。其中“高溫快速堆肥處理工藝” 、“高溫厭氧發酵處理工藝” ，在我國都已 達到實用程度，“厭氧發酵工藝”用于廢物“ 無害化”處理的理論已經成熟，具 有我國特點的“糞便高溫厭氧發酵處理工藝”在國際上一直處于領先地位。 “減量化”固體廢物的“減量化” (minimization )是指通過適宜的手段減少和減小固 體廢物的數量和容積。 這需要從兩方面著手， 一是減少固體廢物的產生， 二是對 固體廢物進行處理利用。 首先從廢物產生的源頭考慮， 為了解決人類面臨的資源、

13、人口、環境三大問題，人們必須注重資源的合理、綜合利用，包括采用經濟合理 的綜合利用工藝和技術， 制定科學的資源消耗定額等。 另外， 對固體廢物采用壓 實、破碎、焚燒等處理方法，也可以達到減量和便于運輸、處理的目的。 “資源化”固體廢物“資源化”（resource recovery ）是指采取適當的工藝技術，從固 體廢物中回收有用的物質和能源。近 40 年來，隨著工業文明的高速發展，固體 廢物的數量以驚人的速度不斷增長， 而另一方面世界資源也正以驚人的速度被開 發和消耗， 維持工業發展命脈的石油和煤炭等不可再生資源已經瀕于枯竭。 在這 種形勢下，歐美及日本等許多國家紛紛把固體廢物資源化列為國家的

14、重要經濟政 策。世界各國的廢物資源化的實踐表明， 從固體廢物中回收有用物資和能源的潛 力相當大，表 9-2 是美國資源回收的經濟潛力， 由此可見固體廢物資源化可觀的 經濟效益。表 9-2 美國資源回收的經濟潛力年產生量可實際回收量二次物料價格年總收益廢物料（百萬噸 / 年）（百萬噸 / 年）（美元/ 噸）（百萬美元）40.032.022.1705紙10.28.1638.6316黑色金屬鋁0.910.73220.5160玻璃12.49.98有色金屬0.360.297.7277總收益132.338我國雖然資源總量豐富， 但人均資源不足。 而且我國資源利用率低， 浪費嚴 重。據統計，在我國的國民經濟

15、周轉中， 社會需要的最終產品僅占原材料的 20% 30%，即 70%80%成為廢物。另一方面我國的廢物資源利用率也很低，與發達國 家的差距很大， 因此，固體廢物資源化及開發再生資源， 更應該成為我國應對資 源危機、解決生存與環境問題的國策。固體廢物資源化的優勢很突出， 主要有以下幾個方面： 生產成本低， 例如 用廢鋁煉鋁比用鋁礬土煉鋁可減少資源 90%97%，減少空氣污染 95%，減少水質 污染 97%；能耗少，例如用廢鋼煉鋼比用鐵礦石煉鋼可節約能耗 74%；生產 效率高，例如用鐵礦石煉 1 噸鋼需 8 個工時，而用廢鐵煉 1 噸電爐鋼只需 23 個工時；環境效益好，可除去有毒、有害物質，減少

16、廢物堆臵場地，減少環境 污染。可見，推行固體廢物資源化，不但可節約投資、降低能耗和生產成本，而且 可減少自然資源的開采、 治理環境， 維持生態系統的良性循環， 是保證國民經濟 可持續發展的一項有效措施。2、固體廢物前期處理基本方法固體廢物處理( treatment of solid wastes)，如前所述，是指通過物理、化學和生物的方法， 使固體廢物轉化成適于運輸、 貯存、資源化利用以及最終處臵的一種過程。 按其處理過程可分為預處理和資源化兩個階段， 按其處理方法可 分為物理處理、化學處理和生物處理等。、固體廢物的預處理固體廢物預處理（ pretreatment ）又稱前處理，是資源化前的預

17、處理，主要 包括收集、運輸、壓實、破碎、分選等工藝過程。預處理常涉及固體廢物中某些 組分的分離與濃集，因而往往又是一種回收材料的過程。 固體廢物的收集和運輸固體廢物的收集 （collection ）是一項困難而又復雜的工作， 尤其是城市垃 圾的收集更加復雜。 由于產生垃圾的地點分散在每條街道、 每幢住宅和每個家庭， 且垃圾的產生不僅有固定源， 還有移動源，因此給垃圾的收集工作帶來許多困難。一般，產生廢物較多的工廠在廠內外都建有自己的堆場， 收集、 運輸工作由 工廠負責。零星、分散的固體廢物（工業下腳料及居民廢棄的日常生活用品）則 由商業部門所屬廢舊物資公司負責收集。 此外，有關部門還組織城市居

18、民、 農村 基層供銷合作社收購站代收廢舊物資。 回收的品種有黑色金屬、 有色金屬、橡膠、 塑料、紙張、破布、玻璃、機電、五金、化工下腳料等 16 大類 1000 多個品種。城市垃圾包括生活垃圾、 商業垃圾、建筑垃圾、糞便及污水處理廠的污泥等。 在我國，它們的收集工作是分開處理的： 商業垃圾及建筑垃圾原則上由產生單位 自行清除； 糞便的收集按其住宅有無衛生設施分成兩種情況， 具有衛生設施的住 宅，居民糞便的小部分進入污水廠作凈化處理， 大部分直接排入化糞池。 沒有衛 生設施的使用公廁或倒糞站進行收集， 并由環衛專業隊伍用真空吸糞車清除、 運 輸，一般每天收集一次，當天運出市區。我國對城市生活垃圾

19、的收集，一般是由垃圾發生源送至垃圾桶（箱） ，統一 由環衛工人將垃圾桶（箱）裝入垃圾車，再運至中轉站，最后由中轉站運到最終 處理場或填埋場處臵， 形成了一套固定模式的收集中轉集中處臵系統。 城市 生活垃圾的收集頻率應由季節、 氣候、 垃圾數量和民眾需求等因素決定。 醫院垃 圾則由醫院自行焚燒處理，再送至處臵場所。在有些發達國家，垃圾的收集和加工處理系統已經成為擁有現代化技術裝備 的重要部門。美、英、法和瑞士等國，由居民從垃圾中分出玻璃、黑色金屬、織 物、廢紙、紙板等，分裝入不同的垃圾箱或不同顏色的垃圾袋，進行垃圾分類收 集，這樣就可以將不同成分的垃圾直接運往垃圾處理廠。 目前，在我國的個別城

20、市也正進行垃圾分裝和上門收集的試驗。比較先進的垃圾收集和運輸方法是采用管道輸送。 在瑞典、美國和日本的有 些城市就是采用管道輸送垃圾的， 并已取代了部分垃圾車， 這是最有前途的垃圾 輸送方法。利用氣流系統，可將垃圾從多層住宅運出 20 公里之外。收集和運輸垃圾的費用很大，在發達國家已達到處理總費用的 80%左右。運 輸費用與焚燒、 填埋或處理廠的距離成正比， 由于處理廠必須與居民區保持足夠 的距離，必然會增加運費；但是，如果對垃圾收集和運輸線路進行優化，并采取 垃圾分類方法，所需運輸費用會有所降低。 固體廢物的壓實壓實又稱壓縮 (compressing )，是一種采用機械方法將固體廢物中的空氣

21、擠 壓出來、 減少其空隙率以增加其聚集程度的過程。 其目的一是為了減少體積、 增 加容重以便于裝卸和運輸， 降低運輸成本；二是制作高密度惰性塊料以便于貯存、 填埋或作建筑材料。大部分固體廢物(除焦油、污泥等)都可進行壓實處理。壓實技術最初主要用來處理金屬加工業排出的各種松散廢料， 后來逐步發展到處 理城市垃圾如紙箱、 紙袋和纖維制品等。 一般固體廢物經過壓縮處理后， 壓縮比 （即體積減少的程度）為 35，如果同時采用破碎和壓實技術，其壓縮比可增 加到 510。壓縮后的垃圾或袋裝或打捆，對于大型壓縮塊，往往先將鐵絲網臵 于壓縮腔內，再裝入廢物，因而壓縮完成后即已牢固捆好。除了便于運輸外，固體廢物

22、壓實處理還具有以下優點：（1）減輕環境污染。經過高壓壓縮的垃圾塊切片用顯微鏡鏡檢表明，它已 成為一種均勻的類塑料結構。 日本東京灣的垃圾塊在自然暴露三年后檢驗， 沒有 任何可見的降解痕跡， 足見其確已成為一種惰性材料， 從而減輕了對環境的污染。（2）快速安全造地。用惰性固體廢物壓縮塊作地基或填海造地材料，上面 只需覆蓋很薄土層，所填場地不必作其它處理或等待多年的沉降，即可利用。（3）節省貯存或填埋場地。對于廢金屬切屑、廢鋼鐵制品或其它廢渣，其 壓縮塊在加工利用之前， 往往需要堆存保管， 對于放射性廢物要深埋于地下水泥 堡或廢礦坑等中， 壓縮處理可大大節省貯存場地； 對于城市垃圾的填埋處臵， 生

23、 活垃圾壓縮后容積可減少 60% 90%，從而可大大節省目前國內外均日趨緊張的填埋用地。固體廢物的壓實過程是用固體廢物壓實器完成的， 其結構主要由容器單元和 壓實單元兩部分組成。 容器單元接受廢物； 壓實單元利用液壓或氣壓作動力， 使 廢物致密化。壓實器有固定式和移動式兩種形式，固定式一般設在廢物轉運站、 高層住宅垃圾滑道底部等需要壓實廢物的場合， 移動式壓實器一般安裝在收集垃 圾的車上，收集到廢物后即行壓縮， 隨后運往處臵場地。 圖 9-1 所示是常見的固 體廢物壓實器。固體廢物壓實處理流程隨固體廢物性質的差異和處理目的的不同而不盡相 同。圖 9-2 所示是較為先進的國外城市垃圾的壓縮處理工

24、藝流程。 垃圾先裝入墊 有鐵絲網的容器中，然后送入壓實機壓縮，壓力為160200kgf/cm2 ( 1kgf 9.8N)，壓縮比為 5。壓塊由上向運動活塞推出壓縮腔，送入 180200的瀝青 浸漬池浸漬 10 秒，以涂浸瀝青防漏，冷卻后經輸送皮帶裝入汽車運往垃圾填埋 場。壓縮污水經油水分離器進入活性污泥處理系統，處理水滅菌后排放。 固體廢物的破碎固體廢物破碎( fragmentation )就是利用外力克服固體廢物質點間的內聚 力而使大塊固體廢物分裂成小塊以便資源化利用或進行最終處臵的過程。 使小塊 固體廢物顆粒分裂成細粉的過程稱為磨碎。 經過破碎和磨碎的固體廢物， 粒度變 得小而均勻，具有以

25、下優點： 便于壓縮、運輸、貯存和高密度填埋； 可提高焚燒、 熱解、熔燒及壓縮等處理過程的穩定性和處理效率； 便于分選、 揀選回收有價物 質和材料；避免粗大、鋒利的廢物損壞分選、焚燒、熱解等設備或爐腔；為固體 廢物的下一步加工和資源化作準備。固體廢物的破碎按原理通常有兩類方法： 物理方法和機械方法。 前者有低溫 冷凍破碎法和超聲波破碎法， 低溫冷凍破碎已成功用于廢塑料制品、 廢橡膠制品 等的破碎；超聲波破碎法目前還處于實驗室階段。 機械方法有擠壓、 劈裂、彎曲、 磨剝、沖擊和剪切破碎等方法，如圖 9-3 所示。選擇機械破碎方法時， 需視固體廢物的機械強度特別是其硬度而定。 對于脆硬性廢物，如廢石

26、和廢渣等多采用擠壓、劈裂、沖擊、磨剝方法破碎；對于柔硬性廢物，如廢鋼鐵、廢汽車、廢塑料等多采用沖擊和剪切破碎。對于含有大量廢紙的城市垃圾， 一般采用的是濕式和半濕式破碎。 對于一般的粗大固體廢物， 通常是先剪切，壓縮成一定形狀，再送入破碎機。下面簡要介紹幾種普遍采用的固體廢物破碎方式及其設備。（1）擠壓式破碎。擠壓式破碎是一種利用機械的擠壓作用使廢物破碎的方 法（圖 9-3 （a）。所用設備一般采用一個擠壓面固定，另一個擠壓面作往復運 動的形式，也稱為顎式破碎機。（2）沖擊式破碎。沖擊式破碎是一物體撞擊另一物體時，前者的動能迅速 轉變為后者的形變位能， 而且集中在被撞擊處， 從而使物料破碎的一

27、種方法。 如 果撞擊速度很高， 形變來不及擴展到被撞擊物全部， 就在撞擊處產生相當大的局 部應力。如果進行反復沖擊，則可使載荷超過疲勞極限，使被撞擊物碎裂。因此 用高頻率沖擊法破碎有很好的效果。 沖擊式破碎機大多是旋轉式， 都是利用沖擊 作用進行破碎的。 圖 9-4 為 Hazemag型沖擊式破碎機。 沖擊式破碎幾乎適于所有 顆粒較為粗大的固體廢物。（3）剪切式破碎。剪切式破碎是一種利用機械的剪切力破碎固體廢物的方 法。剪切式破碎作用發生在互呈一定角度能夠逆向運動或閉合的刀刃之間。 一般 刀刃分固定刃和可動刃，可動刃又分往復刃和回轉刃。圖 9-5 所示為林德曼 （Lindemann）式剪切破碎

28、機，其可動刃為往復式，分預備壓縮機和剪切機兩部 分。剪切式破碎適于處理城市垃圾中的紙、布等纖維織物，金屬類廢物等。（4）磨剝式破碎。磨剝式破碎即磨碎，在固體廢物處理與利用中占有重要 地位。圖 9-6 是磨剝式破碎常用設備球磨機的構造示意圖。 它主要由圓柱形筒體、 端蓋、中空軸頸、軸承和傳動大齒圈等部件組成。筒體裝有直徑為25 150mm的鋼球。當電機聯軸器和小齒輪帶動大齒圈和筒體轉動時， 在磨檫力、 離心力和 筒壁襯板的共同作用下， 鋼球和物料被提升到一定高度， 然后在其本身重力作用 下，產生自由瀉落和拋落， 從而對筒體內底腳區的物料產生沖擊和研磨作用， 使 物料粉碎。物料達到磨碎細度要求后，

29、 由風機抽出。 磨剝式破碎廣泛用于用煤矸 石、鋼渣生產水泥、磚瓦、化肥等過程以及垃圾堆肥的深加工過程。（5）低溫破碎。對于在常溫下難以破碎的固體廢物，可利用其低溫變脆的 性能而有效地破碎， 亦可利用不同物質脆化溫度的差異進行選擇性破碎， 即所謂 低溫破碎。低溫破碎技術適用于常溫下難以破碎的復合材質的廢物， 如鋼絲膠管、 橡膠包覆電線電纜，廢家用電器等橡膠和塑料制品等。低溫破碎的工藝流程如圖 9-7 所示。先將固體廢物投入預冷裝臵， 再進入浸 沒冷卻裝臵， 這樣橡膠、塑料等易冷脆物質迅速脆化， 然后送入高速沖擊破碎機破碎，使易脆物質脫落粉碎。破碎產品再進入各種分選設備進行分選采用低溫破碎，同一種

30、材質破碎的尺寸大體一致，形狀好，便于分離。但因 通常采用液氮作制冷劑， 而制造液氮需耗用大量能源， 因此， 發展該技術必須考 慮在經濟效益上能否抵上能源方面的消耗費用。（6）濕式和半濕式破碎。濕式破碎技術最早是美國開發的，主要以回收城 市垃圾中的大量紙類為目的。 由于紙類在水力的作用下發生漿化， 然后將漿化的 紙類用于造紙， 從而達到回收紙類的目的。 圖 9-8 為濕式破碎機。 垃圾用傳送帶 投入破碎機，破碎機于圓形槽底上安裝多孔篩， 篩上設有 6 個刀片的旋轉破碎輥， 使投入的垃圾和水一起激烈旋轉， 廢紙則破碎成漿狀， 透過篩孔由底部排出， 難 以破碎的篩上物 （如金屬等） 從破碎機側口排出

31、， 再用斗式提升機送至磁選器將 鐵與非鐵物質分離。半濕式破碎則是利用各類物質在一定均勻濕度下的耐剪切、 耐壓縮、耐沖擊 性能等差異很大的特點， 在不同的濕度下選擇不同的破碎方式， 實現對廢物的選 擇性破碎和分選。濕式和半濕式破碎特別適于回收含紙屑較多的城市垃圾中的紙纖維、玻璃、 鐵和有色金屬。固體廢物的分選固體廢物分選 （selecting ），就是把固體廢物中可回收利用的或不利于后續 處理、處臵工藝要求的物粒分離出來。 這是繼破碎以后固體廢物處理過程中重要 的處理環節之一。根據廢物的物理和物理化學性質不同，主要有以下分選方法： 篩分、重力分選、磁力分選、靜電分選、光電分選、渦電流分選以及浮選

32、等。（1）篩分。篩分亦稱篩選，是利用具有不同粒度分布的固體物料之粒度差 別，將物料中小于篩孔的細粒物料透過篩網， 而大于篩孔的粗粒物料留在篩網上 面，完成粗、 細料分離的過程。 影響篩分效率的因素， 包括振動方式、 振動頻率、 振動方向、 篩子角度、粒子反彈力差異、 篩孔數目及與篩孔大小相近的粒子占總 粒子的百分數等。 篩分設備有固定篩、 振動篩和滾筒篩等。 它們通常被組裝于其 它分選設備中， 或者和其它分選設備串聯使用。 篩分技術在固體廢物資源回收和 利用方面應用很廣泛。（2）重力分選。重力分選是根據混合固體廢物在介質中的密度差進行分選 的一種方法。不同密度的固體廢物顆粒在同一運動介質中，

33、由于受到重力、 介質 動力和機械力的共同作用，使具有相同密度的粒子群產生松散分層和遷移分離， 從而得到不同密度的產品。 固體顆粒只有在運動的介質中才能分選。 重力分選介 質可以是空氣、 水，也可以是重液 （密度大于水的液體 ）和重懸浮液 （由高密度的 固體微粒和水組成） 等。固體廢物的重力分選方法較多， 按作用原理可分為風力 分選、慣性分選、搖床分選、重介質分選和跳汰分選等。1）風力分選又稱氣流分選，是基于固體廢物顆粒在空氣氣流作用下，密度 大的沉降末速度大， 運動距離比較近； 密度小的沉降末速度小， 運動距離比較遠 的原理。此方法適用于顆粒的形狀、 尺寸相近的固體廢物分選。 有時也可先經破

34、碎、篩選后，再進行風力分選。風力分選設備按工作氣流的主流向分為水平、垂 直和傾斜三種類型，其中尤以垂直氣流風選機應用最為廣泛。2）慣性分選是基于混合固體廢物中各組分的密度和硬度差異而進行分離的 一種方法。用高速傳送帶、 旋轉器或氣流沿水平方向拋射粒子， 粒子沿拋物線運 行的軌跡隨粒子的大小和密度不同而異， 粒徑和密度越大飛得越遠。 這種方法又 稱為彈道分離法。 目前這種方法主要用于從垃圾中分選回收金屬、 玻璃和陶瓷等 物。根據慣性分選原理而設計制造的分選機械主要有彈道分選機、 反彈滾筒分選 機和斜板輸送分選機等。3）搖床分選是利用混合固體廢物在隨床面作往復不對稱運動時， 由于橫向水 流的流動和

35、床面的搖動作用， 不同密度的顆粒在床面上形成扇形分布， 從而達到 分選的目的。 搖床床面近似長方形， 微向輕質產物排出端傾斜， 床面上釘有或刻 有溝槽。搖床分選用于分選細粒和微粒物料。 在固體廢物處理中， 目前主要用于 從含硫鐵礦較多的煤矸石中回收硫鐵礦， 分選精度很高。 最常用的搖床分選設備 是平面搖床。4）重介質分選是將兩種密度不同的固體混合物放在一種密度介于二者密度 之間的重液 （如氯化鋅、四氯化碳、四溴乙烷等 ）中，密度小于重液密度的固體顆 粒上浮，大于重液密度的固體顆粒下沉， 從而實現兩種固體顆粒分離。 從理論上 講，由于重液分選主要是依靠密度的差異進行的， 而受顆粒粒度和形狀的影響

36、很 小，從而可對密度差很小的固體物質進行分選。不過，當入選物質粒度過小，且 固體廢物的密度與介質密度非常接近時， 其沉降速度很慢， 造成分選效率低， 故 一般需將入選渣料粒度控制在 2 3mm范圍內。5）跳汰分選是使磨細的混合廢物中的不同密度的粒子群， 在垂直脈沖運動介 質中按密度分層， 不同密度的粒子群在高度上占據不同的位臵， 大密度的粒子群 位于下層， 小密度的粒子群位于上層， 從而實現物料分離。 跳汰介質可以是水或 空氣。目前用于固體廢物跳汰分選的介質都是水。 跳汰分選為一古老的選礦方式， 對固體廢物中混合金屬細粒的分離，是一種有效的分離方法。（3）磁力分選。磁力分選技術是借助磁選設備產

37、生的磁場使鐵磁物質組分 分離的一種方法。 固體廢物包括各種不同的磁性組分， 當這些不同磁性組分物質 通過磁場時，由于磁性差異， 受到的磁力作用互不相同， 磁性較強的顆粒會被帶 到一個非磁性區而脫落下來， 磁性弱或非磁性顆粒， 僅受自身重力和離心力的作 用而掉落到預定的另一個非磁性區內， 從而完成磁力分選過程。 固體廢物的磁力 分選主要用于從固體廢物中回收或富集黑色金屬（鐵類物質） 。磁場強弱不同的 磁選設備可選出不同磁性組分的固體廢物。 固體廢物的磁選設備根據供料方式的 不同，可分為帶式磁選機和輥筒式磁選機兩大類。（4）靜電分選。靜電分選技術是利用各種物質的電導率、熱電效應及帶電 作用的差異而

38、進行物料分選的方法。 可用于各種塑料、 橡膠和纖維紙、合成皮革、 膠卷、玻璃與金屬等物料的分選。例如給兩種不同性能的塑料混合物加以電壓， 使一種塑料帶負電，另一種帶正電，就可以使兩者得以分離。（5）渦電流分選。 渦電流分選技術是從固體廢物中將非磁性導電金屬 （ 如鋼、 鋁、鋅等 ） 分選出來的分選技術。當含有非磁性導電金屬的固體廢物流以一定的 速度通過一個交變磁場時， 這些非磁性導電金屬內部會感生渦電流， 并對產生渦 流的金屬塊形成一個電磁排斥力。 作用于金屬上的電磁排斥力取決于金屬的電阻 率、導磁率、 磁場密度的變化速度以及金屬塊的形狀尺寸等， 因而利用此原理可 使一些有色金屬從混合廢物中分

39、離出來。（6）浮選。浮選是在固體廢物與水調制的料漿中加入浮選藥劑，并通入空 氣形成無數細小氣泡， 使欲選物質顆粒粘附在氣泡上， 隨氣泡上浮于料漿表面成 為泡沫層，然后刮出回收；不浮的顆粒仍留駐料漿內，通過適當處理后廢棄。固 體廢物浮選主要是利用欲選物質對氣泡粘附的選擇性。 其中有些物質表面的疏水 性較強，容易粘附在氣泡上，而另一些物質表面親水，不易粘附在氣泡上。物質 表面的親水、疏水性能，可以通過浮選藥劑的作用而加強。因此，在浮選工藝中 正確選擇、 使用浮選藥劑是調整物質可浮性的主要外因條件。 在我國，浮選法已 應用于從粉煤灰中回收炭，從煤矸石中回收硫鐵礦，從焚燒爐灰渣中回收金屬。2、固廢垃圾

40、處理技術、優缺點。國內垃圾處理方法多種多樣，主要有：堆肥，焚燒，衛生填埋，熱解，生物 處理和生化處理， 分類回收，綜合處理。近年來綜合處理已引起越來越多的重視， 但迄今為止應用最廣泛的仍是前三種方法。 衛生填埋處理是垃圾的最終穩定處臵方法， 衛生填埋費用低廉， 即使按照國外標 準建設和營運管理， 其費用也比焚燒等其它處理方法低， 建設垃圾衛生填埋場是 符合我們國情的。在任何時候都是不可缺的。1、分類收集與回收利用分類收集的目的在于提高廢品回收率和便于分類處理。 總體而言， 我國城市 生活垃圾的分類工作才剛開始， 分類收集的效果還不是很大， 還無法有效的將占垃圾 50以上的廚除物分開目前大城市普

41、遍推行垃圾的分類收集， 在主要的街道， 居民小區都設立了分 類收集的垃圾筒， 但到目前為止， 垃圾的混合收集仍是大城市普遍采用的垃圾收 運方式。城市垃圾分類收集推行中遇到的主要問題是：第一，公眾的環境意識不高，為方便起見，隨手亂仍的現象比較普遍； 第二，分類收集設施不足，在設計上缺乏分類引導； 第三，分類運輸的設施不足，致使本已分類收集的垃圾，又混合運輸； 第四，缺乏分類處理的基礎設施；第五，缺乏優惠的廢品回收政策。1、堆肥處理堆肥化（ composting ）是指在人工控制的條件下，依靠自然界廣泛分布的細菌、 放線菌、真菌等微生物， 使可生物降解的有機固體廢物向穩定的腐殖質轉化的生 物化學過

42、程。 所謂穩定是相對的， 是指堆肥產品對環境無害， 并不是廢物達到完 全穩定。固體廢物堆肥化是對有機固體廢物實現資源化利用的無害化處理、 處臵 的重要方法。堆肥化按需氧程度可分為好氧堆肥和厭氧堆肥。 現代化堆肥工藝特別是城市 垃圾堆肥工藝，基本上都是好氧堆肥。好氧堆肥溫度高（一般為5065，最高可達 8090），基質分解比較徹底，堆制周期短，異味小，可以大規模采用 機械處理。 厭氧堆肥是利用厭氧微生物完成分解反應， 空氣與堆肥相隔絕， 堆制 溫度低，工藝比較簡單，產品中氮保存量比較多；但堆制周期太長（需312個月），異味濃烈，分解不夠充分。堆肥化的產物稱作堆肥（ compost）。它是一類腐殖

43、質含量很高的疏松物質， 故也稱“腐殖土”。早在 1000 年前， 中國和印度等東方國家的農民就有將作物秸 桿、落葉、野草、海草和人、畜糞便等堆積一起使其發酵獲得肥料的方法。但在 堆肥系統化、工廠化方面的巨大進展則是始于 1925 年。此后堆肥的工藝也在不 斷地發展。與此同時，堆肥化由以制做肥料為目的而逐漸轉化為以處理固體廢物 為目的， 同時生產出有機肥料。 堆肥化的原料有城市垃圾、 由紙漿廠和食品廠等 排水處理設施來的污泥、家畜糞尿、樹皮、鋸末、糠殼和秸桿等等。（1）堆肥技術與設備 以前，我國城市生活垃圾中主要為煤灰和廚徐類有機物，而包裝物如塑料、 廢紙等含量較低， 適宜于堆肥處理。 到目前為

44、止， 堆肥處理主要采用低成本堆肥 系統，大部分垃圾堆肥處理場采用敞開式靜態堆肥。 “七五”和“八五”期間， 我國相繼開展了機械化程度較高的動態高溫堆肥研究和開發，并取得了積極成 果。但限于現實的經濟和社會條件， 機械化高溫堆肥由于處理成本較高而難以推 廣應用。目前應用較多的是一些機械化程度低、 主要采用靜態通風好氧發酵技術。 其特點是工藝簡單，使用機械設備少，投資少，操作簡單。運行費用低，但同時 也存在堆肥質量不高、堆肥篩上物未得到處理和氣味及污水對周圍環境影響較 大，如臭味、蚊蠅難以控制等因素，其應用也受到一定限制。（2）堆肥原料目前由于城市垃圾缺乏有效的分類收集， 不能有效的將廚余物等有機

45、質分離 出來，用于堆肥的垃圾原料含有玻璃、塑料、甚至電池等有毒有害垃圾。（3）堆肥產品 堆肥產品質量不高，肥效低，銷路不暢，嚴重制約著垃圾堆肥處理的發展。 目前許多堆肥場都面臨著關、 停的困境。 解決堆肥問題的關鍵是必須實現有機垃 圾的分類收集。2、焚燒處理焚燒法（ incineration method ）是一種熱化學處理過程。通過焚燒可以使固體 廢物氧化分解，能迅速大幅度地減容（一般體積可減少 80%90%），可徹底消除 有害細菌和病毒，破壞毒性有機物，回收能量及副產品，同時殘渣穩定安全。由 于焚燒法適用于廢物性狀難以把握， 廢物產量隨時間變化幅度較大的情況， 加之 某些帶菌性或含毒性有機

46、固體廢物只能焚燒處理，故應用十分廣泛。焚燒法歷史悠久， 所積累的經驗豐富， 技術可靠。 焚燒設備主要有流化床焚 燒爐、轉窯式焚燒爐、多膛式焚燒爐、固定床型焚燒爐等。采用回轉窯焚燒廢塑 料時，對負荷變動適應性強，但是焚燒發煙物或有機污泥時，粉塵量大。采用流 化床焚燒爐時，廢物顆粒和氣體間的傳質、傳熱速度快，溫度易于控制，特別在 流化床爐的上半部分可進行干燥過程， 故往往采用多段流化床焚燒爐。 采用固定 床爐型焚燒纖維質廢物時效率較高熔融型焚燒處理是將廢物在 14001650 的高溫下焚燒， 可以把廢物的可 燃部分燃燒與不可燃部分熔融在同一過程中進行， 然后經冷卻、 凝固變成最安全 的適于填埋的固

47、體燒結物。 在最終填埋處臵時， 因為不含有機物及惡臭成分， 并 有很高的密度， 故不會有粉塵飛揚， 且填埋后也不會有有害物浸出。 燒結物通常 為黑色礫石形粒狀物， 減容比（ 指容量減少的比率 ）大，可用作建筑材料、 骨料和 鋪路材料。焚燒在我國發展較慢，目前，制約我國城市生活垃圾焚燒處理發展主要因素 是建設投資與運行費用， 可靠、實用的國產化焚燒處理技術以及垃圾特性。 其中 資金短缺是關鍵因素。（1）資金短缺制約垃圾垃圾焚燒發展的重要原因還在于焚燒廠的建設一次性投資太大， 以 及建成后的運行成本太高，這些都是制約焚燒在大城市發展的瓶頸。（2）缺乏可靠、實用的國產化焚燒處理技術目前我國引進焚燒處

48、理設備投資約為 4070 萬元/ 噸/日，由于投資大，超 過大多數城市的經濟承受力， 只能借助利用國外優惠貸款來建設。 垃圾焚燒處理 要進一步發展， 需要立足于國內， 開發利用國內的技術和設備， 降低單位處理投 資。盡管垃圾焚燒設備的國產化進展緩慢， 但目前垃圾焚燒技術設備的開發正成 為熱點，國內正在形成以企業實體為主的垃圾焚燒設備開發群體。 但參與垃圾焚 燒處理的科研、 設計和有關的企業部門都處于十分分散的狀態， 所開發的技術類 型既有發達國家幾十年前就淘汰的落后焚燒技術， 也有直接還應用較少的不成熟 的焚燒技術。 由于規模小且實力弱， 既無力與國外同類企業競爭， 也難以開發和 生產適合國內

49、市場需要的技術和產品。在北京等大城市的已有的一些小型焚燒 爐，基本上是國產開發的，大部分處于試運行階段，煙氣排放無法達標，甚至沒 有有效的煙氣處理系統，余熱基本未有效利用。（3）垃圾的特性 由于城市中大部分垃圾還是混合收集，垃圾中有機物含量高達 60 ，且含 水率較高，導致垃圾熱值降低，不利于焚燒。可強化生活垃圾分區、分類收集。首先通過分區收集選擇對非燃煤區的生活垃圾進行焚燒處理， 進一步通過分類收 集提高垃圾可燃物含量， 改善垃圾焚燒效率， 從而降低焚燒廠建設投資和運行成 本。3、固體廢物陸地處臵根據廢物的種類及其處臵的地層位臵，如地上、地表、地下和深地層，可將 陸地處臵分為土地耕作、工程庫

50、或貯留池貯存、土地填埋以及深井灌注等。(1)土地耕作處臵。土地耕作( soil plowing )處臵是使用表層土壤處臵工業固體廢物的一種方法。 它把廢物當作肥料或土壤改良劑直接施到土地上或混入土壤表層， 利用土壤中的 微生物種群，將有機物和無機物分解成為較高生命形式所需的物質形式而不斷在 土壤中進行著物質循環。土地耕作是對有機物消化處理，對無機物永久“貯存” 的綜合性處臵方式。它具有工藝簡單、費用適宜、設備維修容易，對環境影響較 小，能夠改善土壤結構和提高肥效等優點。 土地耕作法主要用來處臵可生物降解 的石油或有機化工和制藥業所產生的可降解廢物。為了保證在土地耕作處臵過程中， 一方面獲得最大

51、的生物降解率， 另一方面 限制廢物引起二次污染，在實施土地耕作時，一般要求土地的 pH值在 79之間， 含水量為 6%20%。由于廢物的降解速度隨溫度降低而降低， 當地溫達到 0時， 降解作用基本停止，因此土地耕作處臵地溫必須保持在 0以上。土地耕作處臵 廢物的量要視其中有機物、油、鹽類和金屬含量而定，廢物的鋪撒分布要均勻， 耕作深度以 1520cm比較適宜。另外，土地耕作處臵場地選擇要避開斷層、塌 陷區，避免同通航水道直接相通， 距地下水位至少 1.5m，距飲用水源至少 150m， 耕作土壤為細粒土壤，表面坡度應小于 5%，耕作區域內或 30m 以內的井、穴和 其它與底面直接相通的通道應予堵

52、塞。(2) 深井灌注處臵。深井灌注( deep-well injection )處臵是將液狀廢物注入與飲用水和礦脈層隔 開的地下可滲透性巖層中。深井灌注方法主要用來處臵那些實踐證明難于破壞， 難于轉化， 不能采用其他方法處理、 處臵，或者采用其他方法處臵費用昂貴的廢 物。它可以處臵一般廢物和有害廢物，可以是液體、氣體或固體。在實施灌注時， 將這些氣體或固體都溶解在液體里， 形成直溶液、 乳濁液或 液固混相體，然后加壓注入井內，灌注速率一般為 3004000L/min 。對某些工 業廢物來說， 深井灌注處臵可能是對環境影響最小的切實可行的方法。 但深井灌 注處臵必須注意井區的選擇和深井的建造，以

53、免對地下水造成污染。(3) 土地填埋處臵。 固體廢物的土地填埋( landfill )處臵是一種最主要的固體廢物最終處臵方法。 土地填埋是由傳統的傾倒、 堆放和填地處臵發展起來的。 按照處臵對象和技術要 求上的差異， 土地填埋處臵分為衛生土地填埋和安全土地填埋兩類。 前者適于處 臵城市垃圾， 后者適于處臵工業固體廢物， 特別是有害廢物， 也被稱作安全化學 土地填埋。衛生土地填埋( sanitary landfill )始于 60 年代，是在傳統的堆放、填地 基礎上，對未經處理的固體廢物的處臵從保護環境角度出發取得的一種科學進 步。由于衛生土地填埋安全可靠、價格低廉，目前已被世界上許多國家采用。

54、衛 生土地填埋工程操作方法大體可分為場地選址、 設計建造、日常填埋和監測利用 等步驟。場地選擇要考慮到水文地質條件、 交通方便、 遠離居民區、 要有足夠的處臵 能力以及廢物處臵代價低， 便于利用開發等因素。 衛生土地填埋主要用于處臵城 市垃圾，處臵的容量要與城市人口數量和垃圾的產率相適應， 一般建造一個場地 至少要有 20 年的處臵能力。場地建造工藝要有防止對地下水污染的措施和氣體排出功能， 例如：設臵 防滲襯里。襯里分人造和天然兩類：人造襯里有瀝青、橡膠和塑料薄膜；天然襯 里主要是粘土，滲透系數小于 10-7cm/s ，厚度為 lm。設臵導流渠或導流壩， 減少地表徑流進入場地。選擇合適的覆蓋

55、材料，減少雨水的滲入。垃圾填埋后， 由于微生物的生化降解作用， 會產生甲烷和二氧化碳氣體， 也 可能產生含有硫化氫或其他有害或具有惡臭味的氣體。 當有氧存在時， 甲烷氣體 濃度達到 5%15%就可能發生爆炸， 所以對所產生氣體的及時排出是非常必要的。工程上一般采用可滲透性排氣如圖 9-9(a) 和不可滲透阻擋層排氣如圖 9-9(b) 兩種排氣方法。可滲透排氣是在填埋物內利用比周圍土壤容易透氣的礫石等物質作 為填料建造排氣通道， 產生的氣體可水平方向運動， 通過此通道排出。 邊界或井 式排氣通道也可用來控制氣體水平運動。 不可滲透阻擋層排氣， 是在不透氣的頂 部覆蓋層中安裝排氣管， 排氣管與設臵

56、在淺層礫石排氣通道或設臵在填埋物頂部 的多孔集氣支管相連接， 可排出氣體。 產生的甲烷經脫水預熱去除二氧化碳 后可作為能源使用。安全土地填埋( secure landfill )是處臵工業固體廢物，特別是有害廢物 的一種較好的方法， 是衛生土地填埋方法的改進型方法， 它對場地的建造技術及 管理要求更為嚴格： 填埋場必須設臵人造或天然襯里， 保護地下水免受污染， 要 配備浸出液收集、處理及檢測系統。安全土地填埋處臵場地不能處臵易燃性廢物、 反應性廢物、揮發性廢物、液體廢物、半固體和污泥，以免混合以后發生爆炸、 產生或釋出有毒有害的氣體或煙霧。封場是土地填埋操作的最后一環。 封場要與地表水的管理， 浸出液的收集監 測以及氣體控制等措施結合起來考慮。 封場的目的是通過填埋場地表面的修筑來 減少侵蝕并最大限度排水。一般在填埋物上覆蓋一層厚l5cm、滲透系數為10-7cm/s 的土壤，其上再覆蓋 45cm厚的天然土壤。如果在其上種植植物，上面 再覆蓋一層 15 100cm厚的表面土壤。土地填埋最大的優點是： 工藝簡單、成本低，適于處臵多種類型的固體廢物。 其致命的弱點是： 場地處理和防滲施工比較難于達到要求， 以及浸出液的收集控 制問題。在美國等一些發達國家， 隨著可供土地填埋用地的日趨緊張， 固體廢物 的土地填埋處臵比例正逐漸下降， 而且從降低運輸費用和處臵費用