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文檔簡介
1、固體標物預處理物化處理一處理生物處理I熱處理陸地處置處置TI海洋處置土地耕作土地填埋深井灌注等海洋傾倒.遠洋焚燒等固體廢物處理與處置復習重點1、填空題,15題,每空1分,共20分;(填空題難度大,可能涉及到一些數字 之類的)2、名詞解釋,4題,每題3分,共12分;(重點“固體廢物”的定義,固廢處 理的三大方法及其他需掌握和重點掌握的定義)3、簡答題,7題,每題5分,共35分;(有的需要畫出流程圖;重點固體廢物 兩種收集方式,填埋場終場覆蓋系統,防滲結構,固廢預處理等等)4、計算題,1題10分,1題8分,共18分;(建議重點復習好氧堆肥涉及的關 于參數的計算、焚燒處理中熱灼減率涉及的計算)5、綜
2、合題,1題15分,共15分;(可能會給出一種或幾種固廢,然后要求判斷 出用哪種處理方法,要會畫出典型工藝,冉分析。建議重點可以看焚燒:固體廢 物焚燒系統典型工藝)復習參考資料:以老師的PPT為主,參考課本。固體廢物處理與處置收集、壓實、破碎、分選、脫水等浮選、氧化、化學中和、固化等好氧堆肥、厭氧消化、微生物浸出等干燥、焚燒、熱解.焙燒等第一章緒論1、掌握固體廢物的定義固體廢物是指在生產、生活和其他活動中產生的喪失原有利用價佰或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態、半固態和置于容器中的氣態的物品、物質以及法律、行政法規規定納入固體廢物管理的物品、物質。2、了解固體廢物的來源與分類(1)按龍遮
3、分;工礦業固體廢物、生活垃圾以及其他固體廢物三類。(2)按污染特性分:一般固體廢物、危險廢物以及放射性固體廢物。3、了解固體廢物的危害污染控制污染土壤,污染大氣,污染水體。侵占土地,影響環境衛生4、了解固體廢物的污染控制固體廢物污染控制需要從兩個方面下手, 一是減少固體廢物的排放量,二是防治一、減少工業固廢污染,可采取以下主要控制措施:1)積極推進清潔生產審核,實現經濟增長方式的轉變,限期淘汰固體廢物污染嚴 重的落后生產工藝和設備。2)采用清潔的資源和能源。3)采用精料。4)改進生產工藝,采用無廢或少廢技術和設備。5)加強生產過程控制,提高管理水平和加強員工環保意識的培養。6)提高產品質量和壽
4、命。7)發展物質循環利用工藝。8)進行綜合利用。9)進行無害化處理和處置。二、控制生活垃圾的污染,可采取以下控制措施:1)鼓勵城市居民使用耐用環保物質資料,減少對假冒偽劣產品的使用。2)加強宣傳教育,積極推進城市生活垃圾分類收集制度。3)改進城市的燃料結構,提高城市的燃氣化率。4)進行城市生活垃圾的綜合利用。5)進行城市生活垃圾的無害化處理和處置,通過焚燒處理、衛生填埋處置等無 害化處理處置措施,減輕污染。習題:如何進行固體廢物的污染控制?(1)改進生產工藝通過采用清潔生產工藝,選取精料,提高產品質量和使用壽命等方式, 從源 頭減少固體廢物的產生量。(2)發展物質循環利用工藝和綜合利用技術通過
5、使某種產品的廢物成為另一種產品的原料,或者盡量回收固體廢物中 的有價值的成分進行綜合利用,使盡可能少的廢物進入環境,以取得經濟、環境 和社會的綜合收益。(3)進行無害化的處理和處置 5、掌握固體廢物的管理原則(1) “三化”原則:減量化,無害化,資源化(2)全過程管理原則:產生一收集-運輸-綜合利用-處理-貯 存-處置(3) 3c原則:避免產生clean ,綜合利用cycle,妥善處置control(4) 3R原則:減少產生reduce,再利用reuse ,再循環recycle第二章固體廢物的收集、貯存及清運掌握城市生活垃圾(MSWV的收集、貯存及清運,重點掌握兩種收集方式。了解 城市垃圾轉運
6、站的設置。掌握危險廢物的定義以及收集的要求。1、生活垃圾的收運原則(1)滿足環衛要求;(2)收運費用最低;(3)考慮后續處理階段,使垃圾處理 系統的總費用最低。 2、生活垃圾的收集方式(PPT(1)混合收集:指收集未經任何處理的原生固體廢物混雜在一起的收集方式。簡單易行,收集費用低、不利于廢物的回收利用(2)分類收集:指根據廢物的種類和組成成分分別進行收集的方式。有利于資源化利用,是降低廢物處理成本、簡化處理工藝、實現綜合治理的前提。(廣州市2019年4月開始試行垃圾分類,具體分為:有害垃圾、可回收垃圾、餐廚垃 圾和其他垃圾)(3)定期收集:指按固定的時間周期對特定廢物進行收集的方式,是常規收
7、集 的補充手段。易安排,適用于危險廢物和大型垃圾(4)不定期收集:非連續生產工藝和季節性生產或量小的廢物3、生活垃圾清運的收集系統類型收集系統:二種類型,三種方式(1)拖曳容器(Mobile container)系統A簡便模式:多次旅程B交換模式:需備用垃圾桶固定容器(Fixed container) 系統:只收集垃圾而不帶走容器4、中轉站的選址原則設置在產量多地方、靠近交通干線、科學合理進行規劃設置、環境影響小的地方、 便于垃圾中轉收集輸送第三章 固體廢物的預處理(壓實,破碎,分選和濃縮脫水)1、了解固體廢物壓實的目的和原理定義:壓實是用機械方法增加固體廢物聚集程度,增大容重減少表觀體積,提
8、高 運輸與管理的一種操作技術。具有減容和預穩定的作用 目的:一、可增大容重,減少固體廢物體積,便于裝卸和運輸,確保運輸安全與 衛生,降低運輸成本;二、可制取高密度惰性塊料,便于貯存、填埋或作為建筑 材料使用。原理:消耗機械能,減少固體廢物空隙率,增加容重。2、了解固體廢物的破碎方法定義:利用外力克服廢物質點間的內聚力使大塊固體廢物分裂成小塊的過程 4 破碎方法:干式、濕式、半濕式(后兩種兼有分級分選,通常破碎是指干式破碎) 干式破碎又分為機械能破碎和非機械能破碎。(1)機械能破碎:利用破碎工具,方式有壓碎、劈碎、折斷、磨碎、沖擊破碎(2)非機械能破碎:利用電能、熱能等,方式有低溫破碎、熱力破碎
9、、減壓破碎、超聲波破碎。 3、掌握破碎產物的特性表示(破碎比的計算)(1)極限破碎比,工程設計中常被采用,根據最大物料直徑來選擇破碎機給料 口的寬度。獨淞卜卜廢物破碎前最大粒度Dm歐 廠破碎產物最大粒度dmax(2)真實破碎比,科研和理論研究中常被采用,較真實反映廢物破碎程度。 般破碎機的平均破碎比在3-30之間前百時,廢物破碎前的平均粒度Dcp一 破碎產物的平均粒度dcp 4、掌握篩分、重力分選兩種方法一、篩分(粒度差異)定義:篩分利用篩子將物料中小于篩孔的細粒物質透過篩面,而大于篩孔的粗粒物料留在篩面上,完成粗、細粒物料分離的過程。影響篩分效率因素:篩分物料性質,篩分設備性能,篩分操作條件
10、(PPT二、重力分選(密度差異)定義:根據固體廢物中不同物質顆粒間的密度差異,在運動介質(空氣、水、重 介質等)中受到重力、介質動力和機械力的作用,使顆粒群產生松散分層和遷移 分離,從而得到不同密度產品的分選過程。5、了解磁力分選(磁性差異)定義:利用固體廢物中各種物質的磁性差異在不均勻磁場中進行分選的一種處理 方法。原理:固體廢物顆粒通過磁選機的磁場時,同時受到磁力和機械力(包括重力、 離心力、介質阻力、摩擦力等)的作用。磁性強的顆粒所受的磁力大于其所受的機械力,而磁性弱的或非磁性顆粒所受的磁力很小, 其機械力大于磁力。由于作 用在各種顆粒上的磁力和機械力的合力不同,因而它們的運動軌跡不同
11、,從而實 現分離。(1)傳統磁選:利用各種物質磁性差異在不均勻磁場中進行分選;主要用于供 料中磁性雜質的提純、凈化及磁性物料的精選。(2)磁流體動力分選:在磁場與電場的聯合作用下,以強電解質溶液為分選介 質,按廢物中各組分的密度、比磁化系數和電導率的差異進行分選的方法。(3)磁流體靜力分選:在非均勻磁場中,以順磁性液體和鐵磁性膠體懸浮液為 分選介質,按廢物中各組分的密度和比磁化系數的差異進行分離的方法。6、了解分選效果的評價利用分選設備回收某種固體廢物中的有價成分的分選效果,常用回收率和品味兩個指標來評價。回收率指單位時間內從某一排料口中排出的某一組分的質量 與進入分選機的這種組分的質量之比。
12、品味則是指某一排料口中排出的某一組分 的質量與從這一料口中排出的所有組分質量之比,品味即是純度。品味是質量指標,通常經過化驗確定。回收率是數量指標,可通過計算確定。第四章固體廢物的物化處理 1、重點掌握浮選的原理和工藝(1)定義:浮選是根據不同的物質被水濕潤程度的差異而對其進行分離的過程。(2)原理:浮選是通過固體廢物與水調成的料漿中加入浮選藥劑擴大不同組分 可浮性的差異性,再通過空氣形成無數細小的氣泡,使目的顆粒黏附在氣泡上, 并隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層后刮出, 成為泡沫產品;不上浮的顆粒仍留 在料漿內,通過適當處理后廢棄。料漿/浮選藥劑/擴大不同組分的可浮性差異/無數細小氣泡/目的顆
13、粒粘附在 氣泡上上浮(3)工藝:調漿,調藥,調泡P932、了解溶劑浸出(化學浸出)定義:(書)用適當的溶劑與廢物作用使物料中有關的組分有選擇性地溶解的物 理化學過程。(PPT溶劑選擇性地溶解分離固體廢物中某種目的組分的工藝過程。 浸出主要用于處理成分復雜、嵌布粒度微細且有價成分含量低的礦業固體廢物、 化工和冶金過程的廢棄物。 3、掌握固體廢物穩定化/固化處理技術的含義、途徑,以及它們所涉及的方 法(水泥固化)。一、穩定化、固化的含義穩定化:將有毒有害污染物轉變為低溶解性、低遷移性及低毒性的物質的過程。 固化:在危險廢物中添加固化劑,使其轉變為不可流動固體或形成緊密固體的過 程。二、穩定化/固化
14、處理的途徑通常危險廢物穩定化/固化處理的途徑包括將污染物通過化學轉變,引入到某種 穩定固體物質的晶格中去,以及通過物理過程將把污染物直接摻入到惰性基材中 去。三、目前常用的固化處理方法主要包括:水泥固化、石灰固化、瀝青固化、塑性材料固化、有機聚合物固化、 自膠結固化、熔融固化(玻璃固化)、陶瓷固化等。水泥固化:廢物被摻入水泥的基質中,水泥與廢物中的水分或另外添加的水分, 發生水化反應后生成堅硬的水泥固化體(1)影響水泥固化的因素:pH較高,利于氫氧化物沉淀和碳酸鹽沉淀;過高,金屬絡合物產生,溶 解度 T, Cu: 9, Zn: 9.3 ; 水、水泥和廢物的量比。水分過少,不能保證水泥的充分水合
15、作用;水分過大, 出現泌水現象,影響固化強度。 投加促凝劑、緩凝劑來控制凝結時間,一般初凝時間2h,終凝24h (且48h),保證混料后有足夠時間輸送、裝桶或澆注。 改善固化體質量。吸附劑沸石或蛭石加入含硫酸鹽的廢物中,防止其與水泥 成分反應生成硫酸鋁鈣導致體積膨脹和破裂。(2)優點:設備和工藝過程簡單, 無需特殊的設備,設備投資、動力消耗和運行費用都 比較低;水泥和添加劑價廉易得;對含水率較低的廢物可直接固化,無需前處理;在常溫下就可操作;處理技術已相當成熟, 對放射性固體廢物的固化容易實現安全運輸和自 動控制等。(3)缺點:固化體的浸出率較高,通常為 10-410-5g/ (cm2 d),
16、主要是由于它的空 隙率較高所致,因此需作涂覆處理;固化體的增容比較高,達 1.52;有的廢物需進 行預處理和投加添加劑, 使處理費用增高;水泥的堿性易使俊離子轉變為氨氣逸出;處理化學泥渣時,由于生成膠狀物,使混合器的排料較困難,需加入適量的鋸 末予以克服。第五章固體廢物的生物處理重點掌握固體廢物的好氧堆肥處理。 掌握好氧堆肥的定義,堆肥化的基本原理與 影響因素(可能會涉及計算,C/N和含水率的取值范圍要牢記于心,注意碳氮比是以干基來計算的)、好氧堆肥工藝流程(圖)、堆肥腐熟度的評價。重點掌握固 體廢物的厭氧消化處理。掌握厭氧消化的定義原理、影響因素、工藝流程(圖),了解厭氧消化裝置。掌握微生物
17、浸出的定義。了解細菌浸出的機理。重點掌握固體廢物的好氧堆肥處理1、堆肥化:在人工控制的環境下,依靠自然界中廣泛分布的細菌、放線菌、真 菌等微生物人為地促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質轉化的微生物學過 程。堆肥化的產物稱為堆肥。2、好氧堆肥的基本原理好氧堆肥是好氧微生物在與空氣充分接觸的條件下, 使堆肥原料中的有機物 發生一系列放熱分解反應,最終使有機物轉化為簡單而穩定的腐殖質的過程。在 堆肥過程中,微生物通過同化和異化作用,把一部分有機物氧化成簡單的無機物, 并釋放出能量,把另外一部分有機物轉化合成新的細胞物質, 供微生物生長繁殖。xCxKyO:+NH(n) 4-krr 2-虹通。書*9.
18、 )+ nK-5COj-l煞忸.細胞物戰融生物繁殖)灌雨f產,0產L o,n P, s, Q) 氣和妞物轉入環哽細胞對+ 5S 75co盧澆丁|捋觸,轉化 為熱好氧堆肥過程晴熱性微生物.細菌;殘留可溶性物質,纖 維素、半纖隼素、蛋白夙溫度K45V口七適應新 嗜溫性細菌、帚母菌.放線菌分解最易分解的 環境可溶性物質,淀粉.糖類增多,溫度Q451c3、好氧堆肥的主要影響因素堆肥過程中主要影響因素有化學因素和物理因素(1)化學因素C/N比C/N比影響有機物被微生物分解的速度。 C/N比在1025之間時, 有機物的分界速率最大。一般認為城市固體廢物堆肥原料最佳 C/N比在(20 35): 1。C/P比
19、 磷的含量對發酵有很大影響。堆肥料適宜的 C/P比為75150。供氧量 對于好氧堆肥而言,氧氣是微生物賴以生存的條件,供氧量要適當,通常實際所需空氣量應為理論空氣量的 210倍。pH值 一般認為PH在7.58.5時,可獲得最大堆肥速率。有機質含量 這一因素影響堆料溫度與通風供氧要求。 如有機質含量過低,分 解產生的熱量不足以維持堆肥所需要的溫度,影響無害化處理;如果有機質含量過高,則給通風供氧帶來困難,有可能產生厭氧狀態,研究表明堆料最適合的有 機質含量為20%80%(2)物理因素:溫度 溫度是影響微生物活動和堆肥工藝過程的重要因素。 溫度過低,分解反 應速度慢,也達不到無害化要求;溫度過高,
20、有益細菌將被殺死,且分解速度慢。 適宜的堆肥化溫度為55 -60 Co顆粒度 堆肥化所需的氧氣是通過堆肥原料顆粒空隙供給的。空隙率及空隙的大小取決于顆粒大小及結構強度。對堆肥原料顆粒的平均適宜粒度為 1260mm 最佳粒徑隨垃圾物理特性而變化。含水率 含水率對于發酵過程影響很大。水的作用包括兩點:一是溶解有機物, 參與微生物新陳代謝;二是調節堆體溫度。適宜含水率范圍為45-60%。 4、堆肥原料C/N和水分的計算(書本131頁例5-2)5、好氧堆肥的工藝流程好氧堆肥生產通常由前處理、主發酵、后發酵、后處理、貯存等工序組成。(1)前處理(破碎、分選、篩分、調整水分、C/N比、添加菌種和酶制劑)以
21、 家畜糞便、污泥等為堆肥原料時,前處理的主要任務是調整水分和碳氮比,或者添加菌種和酶制劑。以城市垃圾為堆肥原料時,垃圾中含有粗大物件和不能堆 肥的物質,故前處理包括破碎、分選、篩分等工序,使堆料表面積增大,便于微 生物繁殖,從而提高發酵速度。適宜的粒徑范圍是12-60mm(2)主發酵(一次發酵,4-12天)主發酵可在露天或發酵裝置內進行,通過翻堆或強制通風向堆積層或發酵裝置內 的物料供給氧氣。此時的物料在微生物的作用下開始發酵,首先是易分解物質被 分解;與此同時,微生物則吸取有機物中的營養成分, 菌群增殖和有機物分解放 出的熱量使堆溫上升。發酵初期物質的分解是靠嗜溫菌30 -40C為最適宜生長
22、溫度進行的,由于堆溫上升,最適宜溫度為 45 -65C的嗜熱菌取代嗜溫菌,堆溫進入高溫階段。通常,在嚴格控制通風量的情況下,將堆溫升高至開始降低為 止的階段作為主發酵階段。對以生活垃圾為主體的城市垃圾和家畜糞便好氧堆肥 而言,其主發酵期約為412天。(3)后發酵(二次發酵,20-30大)經過主發酵的半成品被送往后發酵工序,在這里將此前尚未分解的易分解和較難 分解的有機物進一步分解,使之變成比較穩定的腐殖質類有機物, 從而得到完全 成熟的堆肥制品。在該工序中通常將物料堆積到1 -2m后進行發酵,一般進行自然通風,有時需加以翻堆或作必要的通風處理。 后發酵時間一般在20 -30天, (4)后處理(
23、分選)分選去除預分選未去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等,若生產精堆肥, 應進行再破碎過程。生產復合肥,需加入 N、P、K。(5)貯存(6個月,適應農用的季節性)由于農田施用堆肥有一定季節性,故需適當的庫存容量將富余堆肥產品貯存起來。一般以能貯存6個月堆肥生產量為宜。前處理 主發酹分選、咬作覆酵倉或/進一步分碎、篇分、客天堆混合、養K積,強洞H有機物, 分及水分或癡堆提f條堆或群請中棒供氧主P套堆肥,震酵期4-12(13眼奧解塞分解ZO-30(I產生氯、甲基植爵、嗑 化學除臭1;堿、水溶液 過熟堆肥,j的代附劑吸附(后發群后處理分選設備 血皿、 玻璃金屬 小石為 H1AN、PK制復J肥貯存
24、夏冬就在 容納6個月的 貯存設備,干 爆透氣6、堆肥腐熟度評價P134物理學指標:氣味/粒度/色度化學指標:pH/COD/BOD /VS氮比/氮化合物/腐殖酸工藝指標:溫度/耗氧速率400 mg/(kg h)生物學指標:呼吸作用/生物活性/發芽指數 7、重點掌握固體廢物的厭氧消化處理(1)定義:厭氧發酵是有機物在無氧條件下被微生物分解、轉化成甲烷和二氧 化碳等,并合成自身細胞物質的生物學過程。(2)原理嚴甲嵐煙(或門 不產甲炕網*產事炕蹌段三段理論:(1)水解階段(2)產酸階段 (3)產甲烷階段水副階段低飄棒求忤 出舫醉拗 中性牝含糊 Hn 8、水解(液化)階段 微生物的抱外酶,如纖維素酶、淀
25、粉酶、蛋白酶和脂肪 酶等,將有機物進行體外酶解,纖維素、淀粉等多糖分解成單糖和二糖進而形成 丙酮酸,蛋白質轉化為肽和氨基酸,脂肪轉化為甘油和脂肪酸。也就是說,將固 體有機物轉化為可溶性的分子量較小的物質。二、產酸階段 上一階段的液化產物進入微生物細胞, 在胞內酶的作用下迅速轉 化為低分子化合物,如低級脂肪酸、醇、中性化和物等,其中以有機酸尤其是乙 酸所占比例最大,可以達到80%左右。三、產甲烷階段 由嚴格厭氧的產甲烷菌完成。它們利用一碳化和物(二氧化碳、 甲醇、甲酸、甲基胺和一氧化碳)、一酸和氫氣產生甲烷。在這一階段,前面所產生的低分子物質幾乎有90%可以轉化為家灣,其余10%則被甲烷菌作為自
26、身 的養料進行新陳代謝。二段理論:(1)酸性發酵階段;(2)堿性發酵階段。(3)厭氧發酵的主要影響因素 厭氧條件 當厭氧消化正常進行時,氧化還原電位Eh維持在330 mV左Ho 原料配比 厭氧消化的反應物碳氮比在(2030): 1時較為適宜。 溫度 根據溫度的不同,可把發酵過程分為中溫發酵(37c左右)和高 溫發酵(55c左右)。一般厭氧消化常控制在這兩個溫度范圍內,以獲得盡可能 高的降解速度。pH水解、發酵菌及產氫產乙酸菌對pH值的適應范圍大致為56.5 , 而甲烷菌對pH值的適應范圍為6.67.5之間。為提高系統對PH的緩沖能力, 需要維持一定的堿度,可通過投加石灰或含氮物料的辦法進行調節
27、。(6.87.2)添加劑和抑制劑在發酵液中添加少量有益的化學物質,有助于促進厭氧發酵,提高產氣量和原料利用率。分別在發酵液中添加少量的硫酸鋅、 磷礦 粉、煉鋼渣、碳酸鈣、爐灰等均可不同程度地提高產氣量、甲烷含量以及有機物 質的分解率,其中以添加磷礦粉的效果為最佳。接種物厭氧消化中菌種數量的多少和質量的好壞直接影響沼氣的產 生。不同來源的厭氧發酵接種物,對產氣量和氣體組成由不同的影響。添加接種 物可促進早產氣,提高產氣率。 攪拌 攪拌可使系統內的物料和溫度均勻分布,增加物料與微生物接觸 的機會,也可防止局部出現酸積累和排除抑制厭氧菌活動的氣體,從而提高產氣量。其他TS , VFA堿度8、厭氧消化
28、工藝一、根據消化溫度劃分工藝類型(1)高溫消化工藝最佳溫度范圍是4755 c ,此時有機物分解旺盛,消化快,物料在厭氧池內 停留時間短。適用于城市垃圾、糞便和有機污泥的處理。培養高溫消化菌、維持高溫投料和排料、攪拌(2)自然溫度消化工藝目前我國農村都采用這種消化類型。這種工藝的消化池結構簡單、成本低廉、施工容易、便于推廣,但受季節影響明顯。消化周期須視季節和地區的不同加以控制。、根據投料運轉方式劃分工藝類型報據投料運轉方式劃分工藝類型厭氧消化工藝運轉期中不添加 新科,當發酵周 期結束后,取出 1印件再重新投入 新科發酵。務啟動時一次性接入 較多的消陽京料, 當產氣量趨于下降 時,JT始定期添加
29、 新料和排出舊外 以維持比卒裾定的 產氣壑&村較適用下兩個反應器二板 據兩段理論設計間歇式消化工藝半連續消化工藝兩步滿化工藝同歐式消化工藝I貯氣柜I畜料池有機同 體域物漢匈消化反應河沉淀池一肥料后連續消化工定期或不定期出料備料T拌料接種*入池堆河話性分3 其他接種物加承封泡卜f消爐氣H大揍料定期或不定期加科池底溶混或消化科南BE料9、了解厭氧消化裝置P141厭氧消化池按消化間的結構形式:圓形,長方形按貯氣方式:氣袋式,水壓式,浮罩式10、掌握微生物浸出的定義微生物浸出就是利用微生物新陳代謝過程或代謝產物將廢物中目的元素轉變為易溶狀態并得以分離的過程。11、了解細菌浸出的機理 P147化學反應說
30、:細菌作用在于產生浸出劑(H2SO和Fe2(SO4)3等)細菌直接作用說:酶直接催化礦物(破壞礦物品格)。12、細菌浸出工藝細菌浸出通常采用就地浸出、堆浸和槽浸。它主要包括浸出、金屬回收、和細菌 再生三個過程。第六章固體廢物的熱處理1、焚燒處理的定義(PPT)焚燒:在高溫(800-1000C)條件下,固體廢物中的有機成分與一定的過量 空氣量進行氧化燃燒反應,放出熱量,廢物中的有害有毒物質在高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時實現廢物無害化、減量化(減量80%,減容90%)、資源化的處理技術。(書)將固體廢物進行高溫分解和深度氧化的處理過程。 2、焚燒原理P157焚燒過程實際上是干燥脫水、熱化
31、學分解、氧化還原反應的綜合作用過程。干燥:利用焚燒系統熱能,使入爐固體廢物水分汽化,蒸發的過程熱分解:固體廢物中的有機可燃物質,在高溫作用下進行化學分解和聚合反應的 過程。燃燒:可燃物質的快速分解和高溫氧化的過程。 3、焚燒處理的主要影響因素3T+1E指停留時間、溫度,湍流度和空氣過剩系數。(1)焚燒溫度(Temperature)生活垃圾:850- 950 c醫療垃圾,危廢:1150c(2)停留時間(Time)進行生活垃圾焚燒處理時,通常要求垃圾停留時間能達到1.5 -2h,煙氣停留時間能達到2s以上(3)混合強度即湍流度(Turbulance )(4)過剩空氣系數(Excess Air )過
32、剩空氣量應控制在理論空氣量的 1.7-2.5倍。4、固體廢物焚燒系統典型工藝流程圖(1)工藝系統包括:前處理系統(固廢接收系統:包括稱重、卸料、貯存及進料)進料系統(螺旋給料、爐排進料、推進器給料等)焚燒爐系統(流化床焚燒爐、回轉式焚燒爐、機械爐排焚燒爐)空氣系統、煙氣系統其他系統(灰渣系統、廢水處理系統、預熱系統、發電系統、自動化控制系統)。(2) 【必考】工藝流程:(PPT如下)P166麓右語性裝1 隕金M -用詵扭一*粗冏體度將裳瓏東境典用工藝攜程5、了解熱平衡和煙氣分析 P1616、焚燒效果的評定(1)會計算熱灼減率,知道它的取值范圍。a.熱灼減量比MRC=(M缺)/(M-M 渣)b.
33、熱灼減量率Rc=(M渣-M 灰)/M 渣 x 100%(M為固體廢物的質量,Kg: M灰為固體廢物焚燒灰渣經60025C灼燒3h后的 質量,kg; M渣為固體廢物焚燒灰渣的質量,kg)通常,生活垃圾焚燒爐設計時的爐渣熱灼減量為 5%Z下,大型連續化作業機械焚燒爐渣灼減率設計為3犯下(2) 了解有害有機物破壞去除率 DREDRE=(Win-Wout)/WinX 100% (四個 9)(Win為固廢中有害有機物質量,Kg;Wout為灰渣中有害有機物質量,Kg)7、掌握熱解原理,了解它與焚燒的差別。P175(1)定義:熱解是將有機物在無氧或缺氧狀態下加熱,使之成為氣態、液態或 固態可燃物質的化學分解
34、過程。(2)熱解與焚燒的區別焚燒是需氧氧化反應過程,熱解是無氧或缺氧反應過程。 焚燒是放熱的,熱解是吸熱的。焚燒的主要產物是二氧化碳和水,熱解的產物主要是可燃的低分子化合 物。焚燒產生的熱能一般就近直接利用,而熱解生成的產物如可燃氣等可以 儲存及遠距離輸送。 焚燒的二次污染大,而熱解的二次污染較小。8、了解熱解的工藝P178(1)按供熱方式:直接加熱法和間接加熱法(2)按熱解溫度的不同:高溫熱解(1000c以上),中溫熱解(600-700 C)和 低溫熱解(600c以下)。第七章固體廢物的資源化與綜合利用 1、重點掌握農林固體廢物的綜合利用(視頻:秸稈) P238主要利用方式:一、還田利用;二
35、、飼料化利用;三、用作農村能源秸稈作農村能源.直接燃燒氣化沼氣化秸稈飼料化:簡單加工微生物處理纖維素,的制劑桔稈江田利用土IG Si腐殖質改善土塘結構和微生物生長農業林業廢棄物作建筑材料士生產輕質保溫內燃展 生產輕質建筑板材灰燼生產化工原料:活性炭磕酸鉀、破酸鉀及敏化鉀生產化工原料;熱解 270-4OOT?r草炭一椽 醛r乙酸. 焦油.草煤氣 水解酸,隙2、掌握城市污泥的綜合利用生產沼氣 焚燒,收熱量低溫熱解污泥制磚 生產水泥 制生化纖維板生產陶粒收能源建材利用生產復合肥生產堆肥(調理劑,膨松劑)農田林地利用3、掌握餐廚垃圾的綜合利用(PPT4、了解城市生活垃圾的綜合利用 P225第八章固體廢
36、物的填埋處置衛生填埋場1、規劃設計 衛生填埋場類型、填埋場選址、容量及年限計劃2、防滲及滲濾液處理 防滲結構、滲濾液產生及性質、滲濾液收集及處理3、填埋場管理 填埋工藝、填埋場封場4、填埋氣產生及利用填埋氣的產生、填埋氣產量預測、填埋氣體收集、填埋氣凈化填埋氣利用環境監測 滅蠅除害:進場垃圾一*計處稱重一運至填埋場填埋作業一 卸料一推銷+壓實=轆* 一*終場利用IfJ雨水濯油液沼氣IIt分流收集排管導推It為理處理(外排)排放1、掌握衛生填埋的定義衛生填埋是利用工程手段,采取有效技術措施,防止滲濾液及有害氣體對水體、 大氣和土壤環境的污染,使整個填埋作業及廢物穩定過程對公共衛生安全及環境 均無
37、危害的一種土地處置廢物方法。2、了解填埋場的規劃和設計 P248-253(1)選址類型按場址地形分:山谷型:對環境影響小、征地費低、水平防滲難、雨水截流難、地下水易受污染;平地型:厚土層吸污水、覆土多、施工方便、易水平防滲、征地費用高、對周圍 環境易造成影響;坡地型:滲濾液易收集和導排、土方量小、征地費低、易水平防滲、易實現雨污 分流、污水量小、利于保護地下水灘涂型:不會污染城市污水、污水處理費用低、易水平防滲、易實現雨污分流、 不利防止地下水污染、需對地進行加固。按廢物的降解機理 分:好氧、準好氧和厭氧型填埋場。(2)填埋場選址原則基本要求環境保護原則工程學及 安全生產 原則經濟原則法律及社
38、會支持原則填埋場昉洪標準應符合:大型填埋場庫容大于50。萬m3)按5口年 一遇設計,100年一遇校核;其余按2。年一遇設計,50年一遇校核;2、 離居民住宅區500m以外。3、不應設在國家自然保護區、風景區、文物 古跡區、國防設施用地區;4、水源保護區下瑜,夏季主導風向下風向, 5、地下水位盡量低,距底層填埋物至少有1.5m1、庫容足夠、使用年限宜10年以上,特殊不低于8年,2、運距合理, 交通方便:3、防滲處理容易;4、有較豐富的土源?5、盡可能利用天 然地形條件,減少土方工程里1、盡量利用荒地、山谷事2、盡量提高單位面積上的填埋里,即填埋場 的空間利用系數E: 3、盡量減少工程里;4、運行
39、管理經濟合理;5、封 場后綜合開發利用31 %必須符合城市用地規劃,區域環境規劃,城市總體規劃以及環境衛生 專項規劃 2、符合國冢以及當地的有關法律、法物:3、注意公眾輿論 和社會氨響;4盡里符合城市給水排水設施視堀 3、重點掌握填埋場的防滲方式、防滲材料及防滲結構(邊坡采用單負荷防滲 系統,底坡采用雙負荷防滲系統)。(1)填埋場的防滲方式按鋪設時間不同可分為場區防滲和終場防滲。場區防滲可分為水平防滲和垂直防滲。垂直防滲:利用填埋場基礎下方存在的獨立水文地質單元、不透水或弱透水 層等,在填埋場一邊或周邊設置垂直的防滲工程(入防滲墻、防滲板等),將垃圾滲濾液封閉于填埋場中進行有控導出,防止滲濾液
40、向周圍滲透污染地下水和填埋氣體無控釋放,同時也阻止周圍地下水流入填埋場。水平防滲:在填埋場場底及其四壁基礎表面鋪設防滲襯層,將垃圾滲濾液封 閉于填埋場中進行有控導出,防止滲濾液向周圍滲透和填埋氣體無控釋放, 同時也有阻止周圍的地下水流入填埋場的功能。根據防滲材料不同,水平防滲系統可分為天然和人工防滲系統。(2)填埋場的防滲材料天然防滲:粘土、亞粘土和膨潤土等。改良型襯里防滲:有機、無機人工添加劑,粘土一一膨潤土改良型襯里;粘土一一石灰、水泥改良型;人工合成膜防滲:高密度聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯等。(3)填埋場的防滲系統一、水平防滲系統結構:(從上到下)過濾層保護排水層,過濾掉滲濾液中的懸浮
41、物和其他故態、半固態物質; 排水層(包括滲濾液收集系統)一一及時將滲濾液排出,減輕防滲層壓力,減少滲濾液外滲的可能性;保護層一一保護防滲層,防止其受外界影響而被破壞;防滲層一一通過鋪設滲透性低的材料(改性黏土、柔性膜等),將滲濾液阻隔于 填埋場中,同時也防止外部的地下水和地表水進入填埋場中。二、水平防滲系統類型:單層襯里系統:粘土或HDPEM構成,只能用在抗損壞性低的條件下;單復合襯里系統:典型結構為柔性膜(上層)+黏土礦物層(下層),防滲效果 優于雙層襯層;雙層襯里系統:施工和襯里的堅固性及防滲效果不如單復合襯里;生活垃嫌七I:職沏保護分崗層/冷注液收集系統產土工朋物保分高層 /人工套型咋附
42、 /石如湖浮厝呷 ,地F水收矍暴統)/地落一吻電乂時黑防海系統爾代萬儀代然地甚生活垃圾士工生刊保護,分圖層岸花液收理系現 R工豈料保護/分崗必A I先成防港IS)單迎介襯瓜防灌系統雙反的信防落系統生活垃圾 土工織構保護,分離 百次海注通眼里系統t 土工織物保護/分離層i 哥。瞿人工合成防浮& 士工綱物保rv分隅金: 二次港龍液收柒系統 士工弱物保護唐屋1 第二弘工價成陰海據 上上呻琳2E離足 用下點收眼里M生一律垃圾首次滿雄液收集系統 士 杷物保護,分離層 再一層人工合成胡滓晶 第一屋序賣站土村屋 士 TW構保護了分高層/ 二次修塔液收果系堆 土工銳梅保護F分離層第二原田實慧士討A 土工啰南T
43、夕晨甚 地下卷(如麻地聯雙復哈襯層訪港系統雙復合襯里系統:其上襯里采用的是單復合襯里,用于危險廢物安全填埋場。 4、掌握滲濾液的產生及其特征(1)定義:滲濾液是指廢物在填埋堆放過程中因其有機物分解產生的水或廢物 中的游離水、降水、徑流及地下水入滲而淋濾廢物形成的成分復雜的高濃度有機 廢水。(2)特征 滲濾液的化學成分復雜:有機、無機、重金屬 滲濾液 污染成分濃度很高 :COD 104mg/L, NH3-N 700mg/L,硬度: 7000mg/L 有機物含量高,成分復雜:超過100種,主要是低分子的脂肪酸、腐殖 酸類物質。無機污染成分復雜,其種類和濃度在很大程度上受垃圾成分和淋濾時間 的影響,
44、其中氨氮含量較高,在“中老年”填埋場滲濾液中尤為突出; 存在重金存:Cu Fe、Pb、Zn、Cd Mn Mg等 滲濾液中的細菌、大腸桿菌含量很高。細菌:25.6萬個/克大腸桿菌總 數:25.8萬個/克 色度高,以淡茶色、暗褐色或黑色為主,具較濃的腐敗臭味;(3)滲濾液產生量的控制O 入場垃圾含水率的控制雨水流路雨水溝/截洪溝2)地表水浸入的控制 Y翹洞雨水儲存鰭j增加鎮麻屋的貯排水作用(黃H日覆蓋膜)3)地下水浸入的控制曾.天然防濠j人T防濠二復合襯層防濠5、了解滲濾液產量估算(書263頁) 預測方法:經驗公式法、統計經驗法和水量均衡法。(1)經驗公式法Q =1 C - J 1000式中工Q-
45、R平均浸出液量.皿?山C流出系數,%,平均降雨量,mm/djX填埋場集水面積,中,流出系數O與填埋場表面特性、楂被、坡度等因素有 關,填埋區。一40一 6,封場區O. 2。一 4 n(2)經驗統計法Q = q AX1O4Q滲濾液產生量,mWq 單位面積滲濾液產生量,m3/ (ha*d)A 填埋面枳,ha,包括作業區和完成區(3)水量均衡法(理論計算法)量孱Utt .J地賽程激圖62 12填埋場族運博以水平衢示意圖底都持水用 麻解村招n郵拌京聯JIKHK下包, 希土星考加修? 入淞底 AMI/- 浦旗感證物離水一Q = P + D +孑也下南出水十s I- A I - r I - I I ?也我
46、榴t-*地表桂德5U J .1 BM I arg U ipBL填埋場水量平衡示意圖6、重點掌握滲濾液的收集系統、滲濾液的處理。(1)滲濾液的收集系統滲濾液收排系統主要由匯流系統和輸送系統兩部分組成。匯流系統:礫卵石或碎(渣)石導流層,導流溝、穿孔收集管等。輸送系統:集水槽(池)、提升多孔管、潛水泵、輸送管道和調節池構成。導儺房f *立往上.層4C-6Omm . F層25Tomm)多孔收紙管港濾漁與徘拓虢水平時墊層地卜水等排系統典型禳濾液導排軍統斷面(2)滲濾液的處理單獨處理:回灌法;好氧生物處理;厭氧和好氧處理結合的方法;物化法;土地處理法;氨吹脫法;合并處理:滲濾液與城市污水合并;7、掌握垃
47、圾填埋氣體的定義。垃圾填埋氣體又稱填埋氣,就是垃圾在填埋后,主要為生物降解過程中產生的氣 體,具有危害性。填埋氣體主要成分是甲烷、二氧化碳、氮氣、氧氣、氨氣、硫化氫、氫氣等,其中甲烷約為45%50%二氧化碳為40%60%8、掌握填埋氣體的產生過程及其對環境的影響,(1)填埋氣產生過程可分為五個階段:一、好氧階段也稱初始調整階段,歷時較短。此時,垃圾中的糖類物質與隨垃圾帶來的氧發生好氧反應而生成水和二氧化碳,反應過程為 C6H12O6 + 6O2 - 6CO2 + 6H2O特 征:開始產生CO2氧氣量降低; 釋放大量的熱,使垃圾中溫度明顯升高 10-15 C。二、過渡階段(缺氧階段)分子氧已經耗
48、盡,厭氧條件開始形成并發展,復雜有機物如多糖、蛋白質在微生 物作用和化學作用下水解、發酵,由不溶性物質變為可溶性物質,并迅速生成VFA CO2ffi少量H2 特征:氣體成分以CO如主,少量H2、N2,基本不含甲烷;滲濾液的Ph值呈下降趨勢,COD值升高;滲濾液含較高濃度VFA Ca、Fe、NH邵口重金屬。三、產酸階段為純的厭氧環境。大分子有機組分(核酸、多糖、蛋白質)在發酵菌作用下水解 為糖并進一步分解為CO2 H2和小分子有機酸(丙酸、丁酸、乳酸、醇類等); 進而在產酸菌作用下被轉化為乙酸及其衍生物、CO2 H2特征:CO2為主要氣體,先升后漸降,另有少量 H2;滲濾液pH很低(5) ,CO
49、D BOD急劇升高;酸性條件使有機物質、重金屬溶解,離子態存在;滲濾液中含大量可產氣的有機物和營養物質。四、產甲烷階段甲烷菌處于支配地位,能利用前階段的產物如氫氣、CO2醋酸、乙酸、甲烷等碳類化合物為機質,將其轉化為甲烷和 CO2是能源回收的黃金時期。 特征: 甲烷產生率穩定,甲烷含量保持在 5060%勺水平; 滲濾液COD BOD VFA逐漸下降,pH上升(6.8-8 );滲濾液重金屬離子濃度降低。五、填埋場穩定階段當垃圾中大部分可生物降解有機組分轉化為甲烷和 CO2后,填埋場釋放氣體速率顯著降低,填埋場進入成熟(穩定)階段。 特征:幾乎無氣體產生,沉降已基本停止; 滲濾液及垃圾的性質穩定,
50、滲濾液含的腐殖酸和富里酸,難生化降解; 填埋場中微生物量極貧乏。(2)填埋氣產量的影響因素垃圾特性 垃圾中可降解的有機物的含量以及這些有機物中纖維素、蛋白質、脂肪的構成比例。垃圾堆體中的水分溫度 甲烷菌的適宜溫度:3065C。pH值甲烷菌最適宜的pH值:6.87.2場地特性厭氧環境(填埋厚度5m(3)填埋氣對環境的影響 P272爆炸和火災 對水環境的影響對大氣的影響9、掌握填埋氣體的收集與利用。(1)填埋氣體的收集一、被動型控制:通過填埋場內部產生氣體的壓力和濃度梯度, 將氣體導排入大 氣或控制系統。適合于廢物填埋場量不大、填埋深度淺、產氣量小的小型城市垃圾填埋場40000m3和非城市垃圾型填埋場。如cnPVC管在無妨布上鋪 1設30s粗砂 3水洗礫石R砂和摩褐土斕合物匕穢和旃洞土濕合物T在無妨布上鋪 一r 設30e粗O有穿孔管聯結起來被動排氣系統班型詳圖在無魴布隔離氣體排氣口典型詳圖、主動型控制垂直導氣井:在填埋場內部或周邊用直徑1m的勻鉆鉆至填埋場底部以上 3米以 內或碰到滲濾液液面(取高者)。管徑150mm PVC上部1/3無孔,下部2/3有 孔,周邊回填2550mm勺礫石,鉆孔口用細黏土和彭潤土封閉。豎井應先在填 埋場中打孔。水平盲溝
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