1、固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Chapter 3 Pre-treatment of Solid Waste第三章 固體廢物的預處理第1頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 【概念】壓實 壓縮比 硬度 破碎比 破碎段 低溫破碎 篩分效率 等降比 重介質 加重質 浮選等 【理論和方法】 壓實效果的度量；壓實設備評價；影響破碎效 果的因素；破碎方法及工藝；常見分選方法及 原理；影響篩分效率的因素；常見分選設備； 浮選原理；影響浮選效果的因素；固體廢物水 分存在方

2、式；脫水濃縮方法及常見機械等。 重點第2頁，共158頁。 固體廢物預處理：以機械處理為主涉及廢物中某些組分的簡易分離與濃集的廢物處理方法。 目的：方便廢物后續的資源化、減量化和無害化處理與處置操作。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第3頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 濃縮脫水分選破碎壓實1234含水率超過90%的 固體廢物,必須脫水 減容,以便于包裝、 運輸與資源化利用用機械方 法增加固 體廢物聚集 程度，增大容重減少表觀體積，提高運輸與管理的一種操作技

3、術。具有減容和預穩定的作用 利用外 力克服廢物質點間的內聚力使大塊變小塊的過程。小塊分裂成細粉過程為磨碎。有利于三化處理 將固體廢物中各種可回收利用廢物或不利于后續處理工藝要求的廢物組分采 用適當技術分離出 來的過程。 第4頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1固體廢物壓實壓實的目的 壓實又稱壓縮，用機械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重和減少固體廢物表觀體積，是提高運輸與管理效率的一種操作技術。 固體廢物經壓實處理一方面可增大容重、減少固體廢物體積，以便于裝卸和運輸，確保運輸安全與衛生，降低運輸成本；另一方面可制取高

4、密度惰性塊料，便于貯存、填埋或作為建筑材料使用；第三方面可降低污染物量，減輕環境污染。 動畫(城市垃圾壓縮工藝)第5頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1固體廢物壓實壓 實 原 理 第6頁，共158頁。1 空隙比與空隙率(1)空隙比 固體廢物為多種固體顆粒物質及顆粒間充滿空隙所組成的集合體。假設固體廢物的總體積（ Vm ）等于固體顆粒體積（ Vs ）與空隙體積（ Vv ）之和，即 VmVs十Vv則固體廢物的空隙比(e) 為 eVvVs(2)空隙率 VvVm二、壓實程度的度量第7頁，共158頁。2 濕密度與干密度 固體廢

5、物的總重量（ mm ）等于固體物質重量（ ms ）與水分重量（ mw ）之和。(1)濕密度 w=mm / vm (2)干密度 dmsVm二、壓實程度的度量第8頁，共158頁。3 體積減少百分數（比） R(Vi-Vf)Vi 100% 式中：R-體積減少百分比， Vi 壓實前（原始狀態下）廢物的體積,m3 Vf 為壓實后廢物的體積，m3二、壓實程度的度量第9頁，共158頁。4 壓縮比和壓縮系數 (1)壓縮比 r VfVi (r1) ( 2 一31 ) (2)壓縮倍數 n=ViVf (n1) ( 2 一32 ) 二、壓實程度的度量第10頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and

6、Disposal of Solid Waste 1固體廢物壓實壓實程度的度量 孔隙比 空隙率 濕密度 干密度 體積減少 百分比 壓縮比 壓縮倍數越小壓實程度越高較適用r越小，壓實越好 n越大，壓實越好越大越好wdmmms第11頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1固體廢物壓實壓 實 器 固定式壓實器臥式壓實器、三向聯合壓實器、回轉式壓實器、袋式壓實器。 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。移動式壓實器碾（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、鋼輪式布料壓實器等。 垃圾填埋

7、場或垃圾車使用。根據廢物性質如含水率、后續處理要求（壓縮比等）選用不同設備第12頁，共158頁。(1)水平式壓實器 靠水平往復運動的壓頭將廢物壓到矩形或方形的鋼制容器中。用于垃圾中轉站壓實。 三、固體廢物壓實程度1 固定式壓實設備動畫(水平壓實器)第13頁，共158頁。(2)三向聯合式壓實器 三個相互垂直的壓頭依次實施壓縮，將廢物壓實成密實的塊體。多用于松散金屬廢物的壓實。 動畫(三向聯合式壓實器)三、固體廢物壓實程度1 固定式壓實設備第14頁，共158頁。(3)回轉式壓實器 平板型壓頭連接于容器一端，借助于液壓驅動。適用于壓實體積小、質量輕的固體廢物 動畫(回轉式壓實器)三、固體廢物壓實程度

8、1 固定式壓實設備第15頁，共158頁。填埋場壓實機 三、固體廢物壓實程度1 移動式壓實設備第16頁，共158頁。注意事項： 第一、針對固體廢物的壓實程度（主要是壓縮比），應當選擇合適的壓縮比和使用壓力。 第二、應針對不同的廢物，采用不同的壓實方式，選用不同的壓實設備。 第三，注意壓實過程中的情況，如城市垃圾壓縮過程中會出現水分，塑料熱壓時會粘在壓頭上等，應對不同廢物采用不同的壓縮設備。 第四，壓實過程與后續處理過程有關，應當綜合考慮是否選用壓實設備。如在城市垃圾的綜合利用中，垃圾壓實后產生水分，在風選時分離紙是不利的。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of S

9、olid Waste 1固體廢物壓實壓 實 設備的選用 第17頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎破碎概念 破碎: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的過程。 磨碎：使小塊固體廢物顆位分裂成細粉的過程。 破碎是所有固體廢物處理方法的必不可少的預處理工藝，是后續處理與處置必須經過的過程。第18頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎破碎目的 1）使固體廢物的容積減小，便于運輸和貯存。2）為固體廢

10、物的下一步加工作準備，并為固體廢物的分選提供所要求的入選粒度，以便有效地回收固體廢物中某種成分，更有利于固體廢物的資源化。3）使固體廢物的比表面積增加，提高焚燒、熱分解等作業的穩定性和熱效率。4）用破碎后的生活垃圾進行填埋處置時，壓實密度高而均勻，可以加快復土還原。5）防止粗大、鋒利的固體廢物損壞運行中的處理機械，如分選機、焚燒和熱解的設備或爐膛。第19頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎影響破碎效果因素 1、物料機械強度 物料機械強度 物料一系列力學性質所決定的綜合指標，主要有硬度、解理、韌性及物料的

11、結構缺陷。 2、破碎力第20頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎硬度 物料抵抗外界機械力侵入的性質，硬度越高，抵抗外界機械力侵入的能力越大，越難破碎。 1 、F . C 邦德功指數 用能耗來測定物料堅固性（國外采用） 2 、莫氏硬度（國內采用） 礦物的硬度分為十級，其硬度從小到大排列如下：(1)滑石 (1)石膏 (3)方解石 (4)熒石 (5)灰石 (6)長石 (7)石英 (8)黃玉石 (9)剛玉 (10)金剛石 各種固體廢物的硬度可以通過與這些礦物相比來確定。 3、普氏硬度系數f（國內采用） 與物料的

12、抗壓極限強度壓有關 f 壓 / 100第21頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎韌性： 物料受壓軋、切割、錘擊、拉伸、彎曲等外力作用時表現出的抵抗性能。包括脆性、柔性、延展性、撓性、彈性等。脆性物料容易破碎，柔性、延展性、撓性及彈性大的物料不容易破碎。解理： 物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性質。是結晶物料特有的性質。結構缺陷： 第22頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎解理硬度韌性結構 缺陷影響破碎

13、效果因素F.C邦德功指數；莫氏硬度（10級）；普氏硬度系數f壓細塊物料結構缺陷少，難磨；粗塊多，易碎脆性 柔性 延展性撓性 彈性等 極完全、完全、中等、不完全、極不完全解理影響破碎效果因素 第23頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎影響破碎效果因素 固體廢物的機械強度反映了固體廢物抗破碎的阻力。常用靜載下測定的抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、抗彎強度表示。通常抗壓強度 抗剪強度 抗彎強度 抗拉強度。 一般以固體廢物的抗壓強度為標準來衡量廢物是否易破碎。 固體廢物的機械強度通常與粒度有關，粒度越小，機械強度

14、越高。第24頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎破 碎 方 法 濕式破碎干 式 破 碎半濕式破碎非機械能破碎機 械 能 破 碎劈碎壓碎折斷磨碎沖擊破碎超聲破碎減壓破碎熱力破碎低溫破碎 一般的破碎機兼有多種破碎方法，通常是破碎機的組件與物料及物料間多種力綜合作用的結果 濕式破碎和半濕式破碎在破碎的同時兼有分級分選的處理。 干式破碎即通常所說的破碎。第25頁，共158頁。 常用破碎機的破碎方式a) 壓碎 b) 劈碎 c) 剪切 d) 磨剝 e) 沖擊破碎固體廢物處理與處置 Treatment and Dis

15、posal of Solid Waste 固體廢物的破碎動畫(破碎方法)第26頁，共158頁。破碎方法的選擇（固體廢物的機械強度特別是廢物的硬度） 對于脆硬性的廢物（如各種廢石和廢渣等），宜采用劈碎、沖擊、擠壓破碎； 對于柔韌性廢物（如廢橡膠、廢鋼鐵、廢器材等）宜利用其低溫變脆的性能而有效地破碎，或是采用剪切、沖擊破碎和磨碎；而當廢物體積較大不能直接將其供入破碎機時，需先行將其切割到可以裝入進料口的尺寸，再送入破碎機內； 對于含有大量廢紙的城市垃圾，近年來國外已采用半濕式和濕式破碎。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物的破碎第

16、27頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 破碎效果及度量 顆粒有球形、片狀、 柱狀等表征不同粒級的顆 粒相對量球體等效直徑、 有效直徑和篩徑累積曲線 頻度曲線 真實破碎比 極限破碎比破碎段破碎比顆粒級分布顆粒的粒度2固體廢物的破碎表示廢物被破碎的程度，一般破碎機，330，磨碎機，40400第28頁，共158頁。 球體等效直徑指與不規則顆粒具有相同體積的直徑。 有效直徑是指與顆粒密度相同，并在相同流體中具有相同沉降速度的球形顆粒的直徑。 篩徑是指物料通過篩子的篩孔的孔徑。 累積曲線是指比某一粒徑大或小的顆粒量占總顆粒量的質

17、量分數對應于粒徑的曲線。 頻度曲線是指某一粒徑范圍內的顆粒量占總顆粒量的質量分數與粒徑間隔的比對應于各自粒徑范圍所做的曲線。 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第29頁，共158頁。破碎比：破碎過程中，原廢物粒度與破碎產物粒度的比值。破碎比表示廢物粒度在破碎過程中減少的倍數，即廢物被破碎的程度。 破碎比的計算方法有以下兩種: (1)用廢物破碎前的最大粒度（Dmax）與破碎后的最大粒度(dmax)的值來確定破碎比(i)。 極限破碎比： i= Dmax/ dmax 用該法確定的破碎比稱為極限破碎比，在工程設計中常被采用。根據最大塊直徑來

18、選擇破碎機給料口寬度。 (2)用廢物破碎前的平均粒度（Dcp）與破碎后的平均粒度 (dcp)之比來確定破碎比(i) 真實破碎比： i= Dcp/ dcp 該法確定的破碎比稱為真實破碎比，能較真實地反映破碎程度 一般破碎機的平均破碎比在3 - 30 之間，磨碎機破碎比可達40 - 400 以上。第30頁，共158頁。破碎段 固體廢物每經過一次破碎機或磨碎機稱為一個破碎段。 對固體廢物進行多次（段）破碎，其總破碎比等于各段破碎比（i1,i2, ，in）的乘積，即 i=i1i2i3in 破碎段數是決定破碎工藝流程的基本指標，它主要決定于破碎廢物的原始粒度和最終粒度。第31頁，共158頁。固體廢物處理

19、與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 破 碎 工 藝 2固體廢物的破碎單純破碎工藝帶預先篩分和檢 查篩分破碎工藝帶預先篩分破碎工藝帶檢查篩分破碎工藝第32頁，共158頁。圖 破碎基本工藝流程 (a)單純破碎工藝，(b)帶預先篩分破碎工藝，(c)帶檢查篩分破碎工藝，(d)帶預先篩分和檢查篩分破碎工藝固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第33頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎破碎設備的選擇： 所需破碎

20、能力，固廢性質（如破碎特性、硬度、密度、形狀、含水率等）和顆粒的大小； 對破碎產品粒徑大小、粒度組成、形狀的要求； 供料方式； 安裝操作現場情況； 有效控制所需產品尺寸并且使功率消耗達到最小。第34頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎常見破 碎設備顎式破碎機 簡單擺動式 復雜擺動式 綜合擺動式錘式破碎機 Hammer Mills式 BJD型 Movorotor型雙轉子輥式破碎機 光輥、齒輥 單齒輥 雙齒輥粉磨機 球磨機 自磨機剪切破碎機 Von Roll型往復式 Lincle-mann型 旋轉剪切式沖擊

21、式破碎機 Universa型 Hazemag型第35頁，共158頁。 圖 簡單擺動型鄂式破碎機 圖 復雜擺動型鄂式破碎機 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 動畫（鄂式破碎機）動畫（工作原理） 顎式破碎機是利用兩顎板對物料的擠壓和彎曲作用，粗碎或中碎堅硬或中硬度物料的破碎機械。包括簡單擺動和復雜擺動兩種類型。第36頁，共158頁。顎式破碎機 鄂式破碎機具有結構簡單、堅固、維護方便、高度小，工作可靠等特點。在固體廢物破碎處理中，主要用于堅硬或中硬的廢物。例如，煤殲石作為沸騰爐燃料，制磚和水泥原料時的破碎等。第37頁，共158頁。圖 不可

22、逆式單轉子錘式破碎機固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 動畫(錘式破碎機) 錘式破碎機是利用錘頭的高速沖擊作用，對物料進行中碎和細碎作業的破碎機械。 錘式破碎機第38頁，共158頁。圖 Hammer Mills式錘式破碎機 圖 Movorotor型雙轉子錘式破碎機 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第39頁，共158頁。圖 BJD型錘式破碎機 固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第40頁，共158頁。 錘式破碎機的

23、特點和應用 錘式破碎機適用于破碎中等硬度體積較大的固體廢物。還可用于破碎含水分及含油質的有機物、纖維結構物質、彈性和韌性較強的木塊、石棉水泥廢料，以及回收石棉纖維和金屬切屑。錘式破碎機第41頁，共158頁。 圖 沖擊式破碎機固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Hazemag（哈斯瑪克）型沖擊式破碎機：該機主要用于破碎家具、電視、雜器等生活廢物。對于破布、金屬絲等廢物可通過月牙、齒狀打擊刀和沖擊板間隙進行擠壓和剪切破碎。沖擊式破碎機第42頁，共158頁。沖擊式破碎機 自擊式破碎機：特點在于“自擊”，廢料與廢料在破碎腔中自行高速撞擊粉碎，

24、并在破碎腔中產生自然堆積形成保護層，保護周護板不受磨損。第43頁，共158頁。沖擊式破碎機 沖擊式破碎機的特點和應用 沖擊式破碎機具有破碎比大、適應性強、構造簡單、外形尺寸小、操作方便、易于維護等特點。 適用于破碎中等硬度、軟質、脆性、韌性以及纖維狀等多種固體廢物。我國在水泥、火力發電、玻璃、化工、建材、冶金等工業部門廣泛應用。 第44頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Von Ron 型往復剪切式破碎機 剪切式破碎機是通過固定刀和可動刀（往復式刀或旋轉式刀）之間的嚙合作用，將固體廢物切開或割裂適宜的形狀和尺寸，特別適

25、合破碎松散狀態的大型廢物。第45頁，共158頁。輥式破碎機 輥式破碎機是利用輥面的摩擦力將物料咬入，使之承受擠壓而破碎的機械。適用于粗碎、中碎或細碎煤炭、石灰石、水泥熟料和長石等中硬以下物料。(1)輥式破碎機的特點 輥式破碎機的特點是能耗低、產品過度粉碎程度小，構造簡單，工作可靠等。其缺點是占地面積大，破碎比小。動畫(輥式粉碎機)第46頁，共158頁。輥式破碎機(2)輥式破碎機的類型 按輥子的特點可分為光輥破碎機和齒輥破碎機兩種。光輥破碎機的輥子表面光滑，具壓擠破碎兼有研磨作用，用于硬度較大的固體廢物的中碎和細碎。齒輥破碎機輥子表面帶有齒牙，主要破碎形式是劈碎，用于破碎脆性和含泥粘性廢物。 齒

26、輥破碎機按齒輥數目又可分為單齒輥和雙齒輥破碎機兩種。第47頁，共158頁。球磨機(1)球磨機的構造和工作原理 球磨機主要由圓柱形筒體、端蓋、中空軸頸、軸承和傳動大齒圈等部件組成。( 2）球磨機的應用 磨碎在固體廢物處理與利用中占有重要地位。對于礦業廢物和工業廢物尤其是這樣。例如，在煤矸石生產水泥、磚瓦、石矸棉、化肥和提取化工原料等；在硫鐵礦燒渣煉鐵制造球團，回收有色金屬、制造鐵粉和化工原料、生產鑄石等；電石渣生產水泥、磚瓦、回收化工原料等；鋼渣生產水泥、磚瓦、化肥、溶劑等等過程都離不開球磨機對固體廢物的磨碎。動畫（磨介質的運動狀態）動畫第48頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatmen

27、t and Disposal of Solid Waste 濕 式 破 碎 2固體廢物的破碎優點可以回收紙纖維、玻璃、鐵和有色金屬，剩余泥土等可做堆肥 脫水有機殘渣，無論質 量、粒度大小等變化都小 不會產生噪聲、發 熱和爆炸的危險性 垃圾變均質漿狀物， 可按流體處理 不會孳生蚊蠅和惡 臭，符合衛生條件 濕式破碎是利用特制的破碎機將投入機內的含紙垃圾和大量水流一起劇烈攪拌和破碎成為漿液的過程，從而可以回收垃圾中的紙纖維。第49頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2固體廢物的破碎濕式破碎 動畫第50頁，共158頁。固體廢物

28、處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 半濕 式 破 碎 2固體廢物的破碎優點 在同一設備中實現破碎與分選作業 對物料的適應性好，易破碎物及時排除，不會出現過磨 能有效回收垃圾中的有用物質動力消耗低，磨損小，易維修 設備可以根據垃圾成分變化進行調整 半濕式選擇性破碎分選 是利用城市垃圾中各種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。 該過程是在半濕（加少水）狀態下，通過兼有選擇性破碎和篩分兩種功能的裝置實現的。第51頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal

29、 of Solid Waste 2固體廢物的破碎半濕式破碎 動畫第52頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 低溫 破 碎 2固體廢物的破碎 對于一些在常溫下難以破碎的固體廢物如汽車輪胎、包覆電線、廢家用電器等，可以利用其低溫變脆的性能而有效地施行破碎。低溫破碎通常需要配置制冷系統，由于液氮制冷效果好、無毒、無爆炸性且貨源充足，因而常采用液氮作制冷劑。但是所需的液氮量較大，且制備液氮需要消耗大量的能量，故出于經濟上的考慮，低溫破碎對象僅限于低溫下破碎回收價值高的合成材料，如橡膠和塑料。 低溫破碎與常溫破碎相比，動力消耗可減

30、至1/4以下，噪聲降低4dB，振動減輕1/4-1/5。 低溫破碎：利用物料在低溫變脆的性能對一些在常溫下難以破碎的固體廢物進行有效破碎的過程。第53頁，共158頁。 低溫破碎低溫破碎原理和流程 將固體廢物如鋼絲膠管、汽車輪胎、塑料或橡膠包覆電線電纜、廢家用電器等復合制品，先投入預冷裝置，再進入浸沒冷卻裝置，橡膠、塑料等易冷脆物質迅速脆化，送入高速沖擊破碎機破碎，使易脆物質脫落粉碎。破碎產物再進入各種分選設備進行分選。動畫第54頁，共158頁。1、固體廢物預處理概念、目的和主要技術？2、固體廢物壓實的原理，如何選擇壓實設備？3、破碎的原理和目的？影響破碎效果的因素有哪些？4、如何根據固體廢物的性

31、質選擇破碎方法？作業第55頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分選粒度差異 篩選（篩分） 密度差異 重力分選 磁性差異 磁力分選 導電性差異 電力分選（靜 電分選） 光電性差異 光電分選 摩擦性差異 摩擦分選 彈性差異 彈跳分選固體廢物分選方法機 械 分 選手工分選人 衛生條件差， 但識別能力強 固體廢物的分選簡稱廢物分選，目的是將其中可回收利用的或不利于后續處理、處置工藝要求的物料分離出來。潤濕程度差異 浮選第56頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of So

32、lid Waste 3固體廢物的分選固體廢物篩分 篩分原理物料分層 細粒透篩易篩粒難篩粒Principle一、篩分 篩分根據固體廢物尺寸大小進行分選的一種方法。第57頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 固體廢物的分選固體 廢物篩分 粒度小于篩孔尺寸3 / 4 的顆粒，很容易通過粗粒形成的間隙到達篩面而透篩，稱為“易篩粒”; 粒度大于篩孔尺寸3 / 4 的顆粒，很難通過粗粒形成的間隙，而且粒度越接近篩孔尺寸就越難透篩，這種顆粒稱為“難篩粒”。篩網的規格“目”：國際上將lin(25.4mm）長度上的篩孔個數稱為篩網的目數。

33、100目=0.15mm，400目=0.0374mm3第58頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分選篩分分類 分類 按篩子的位置 準備篩分預先篩分和檢查篩分 選擇篩分 脫水和脫泥篩分第59頁，共158頁。準備篩分：為了讓某個操作過程的物料滿足粒度要求，將固體廢物按粒度分成幾個級別，分別送往下一工序。預先篩分和檢查篩分：通常與破碎工藝配合使用。預先篩分是將物料送入破碎機之前，將小于破碎機出料口寬度的顆粒預先篩分出去，以提高破碎機的效率；檢查篩分是對己經破碎的物料進行篩分，將尚未達到要求粒度的物料返回破碎機的入口

34、進行再破碎。選擇篩分：廢物經過某一個或某些篩分工序后，將濃縮成有用成分的部分與基本上無用成分的部分分開。篩孔必須調整到合適的大小。脫水或脫泥篩分：主要用于清洗或脫水的操作。第60頁，共158頁。篩分基本理論篩分效率 篩分效率是指實際得到的篩下產品重量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細粒物料重量之比，用百分數表示，即式中：E篩分效率，%；Q入篩固體廢物重量；Q1篩下產品重量；入篩固體廢物中小于篩孔的細粒含量，%；篩下產品中小于篩孔尺寸的細粒的質量分數，%100第61頁，共158頁。推導得篩分效率的計算公式若=100%，則 篩上產品中小于篩孔尺寸的細粒的質量分數21(-)100100第62頁，共15

35、8頁。影響篩分效率的因素第63頁，共158頁。（1）固定篩 固定篩構造簡單，篩面由許多平行排列的篩條組成，傾斜安裝。由于不用動力，設備費用低和維修方便，故在固體廢物處理中被廣泛應用。缺點是單位面積生產能力低，篩分效率不高，安裝時要求有比較高的落差。篩分設備的類型 格篩在粗碎前，棒條篩在粗碎和中碎前。大于摩擦 角，30 350， 50mm第64頁，共158頁。（2）滾筒篩 滾筒篩也稱轉筒篩，是用帶篩孔的鐵板卷成的圓筒形或截頭圓錐筒體。為使廢物在筒內沿軸線方向前進，圓柱形篩筒的軸線應傾斜3 5 安裝。物料由高端給入，被旋轉的筒體帶起，當達到一定高度后因重力作用自行落下，如此不斷地起落運動，使小于篩

36、孔尺寸的細粒透篩，而篩上產品則逐漸移至篩筒的另一端排出。動畫篩分設備的類型1015r/min， 350第65頁，共158頁。（3）振動篩 振動篩通過產生振動的振動器，將振動傳遞給篩箱，篩箱可以自由振動，使顆粒產生近乎垂直于篩面的跳動或作圓形、橢圓形運動。振動篩適用于細粒廢物（0.1-15mm ）的篩分，也可用于潮濕及黏性廢物的篩分。動畫篩分設備的類型6003000r/min,0.51.5mm,8400.第66頁，共158頁。（4）共振篩共振篩的特點：處理能力大，篩分效率高；耗電少以及結構緊湊；制造工藝復雜，機體重大，橡膠彈簧易老化；應用范圍廣。 原理：利用連桿上裝有彈簧的曲柄連桿機構驅動，使篩

37、子在共振狀態下進行篩分。動畫篩分設備的類型6003000r/min,0.51.5mm,8400.第67頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分選 顆粒大小、形狀、尺寸分布、整體密度、含水率、粘結或纏繞的可能；篩分效率與總體效果要求；篩分器的構造材料，篩孔尺寸，形狀，篩孔所占篩面比例，轉筒篩的轉速、長與直徑，振動篩的振動頻率、長與寬；運行特征如能耗、日常維護，運行難易、可靠性、噪聲、非正常振動與堵塞的可能 篩分設備的選擇第68頁，共158頁。二、重力分選 重力分選是根據固體廢物中不同物質顆粒間的密度差異，在運動

38、介質中受到重力、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。 重力分選的介質有空氣、水、重液、重懸浮液等，按介質不同，固體廢物的重力分選可分為重介質分選、跳汰分選、風力分選和搖床分選等。 重力分選的共同工藝條件：固體廢物中顆粒間必須存在密度差異；分選過程都是在運動介質中進行的；在重力、介質動力和機械力的綜合作用下，使顆粒群松散并按密度分層；分好層的物料在運動介質流的推動下互相遷移，彼此分離，并獲得不同密度的最終產品。第69頁，共158頁。 1輕礦物的比重；2重礦物的比重；分選介質的比重 e5，屬極易重選的物料； 2.5 e5，屬易選物料，目前有效選別

39、粒度下限有可能達到19m，； 1.75e2.5，屬較易選物料，目前有效選別粒度下限可達37m左右； 1.5e1.75，屬較難選物料，重選的有效選別粒度下限一般為0.5mm左右； 1.25e1.5，屬難選物料，重選法只能處理不小于數毫米的粗粒物料，且分離效率一般不高； e 1.25的屬極難選的物料，不宜采用重選。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分選固體 廢物重力分選 重選可選性判斷準則 e = (2 ) / (1 ) 第70頁，共158頁。重介質分選 （1）工作原理 重介質是密度大于水的介質，在重介質中使固體廢物中的顆粒

40、群按密度分開的方法稱為重介質分選。為使分選過程有效地進行，選擇的重介質密度需介于固體廢料中輕物料密度和重物料密度之間。 在重介質分選過程中，凡是顆粒密度大于重介質密度的重物料都下沉，集中于分選設備底部成為重產物，顆粒密度小于重介質密度的輕物料都上浮，集中于分選設備的上部成為輕質產物，分別排出，從而達到分選的目。重介質分選精度很高，分選物料顆粒粒度范圍也可以很寬，適合于多種固體廢物分選過程。 重介質分選主要適用于幾種固體廢物的密度差別較小及難以用跳汰法等其它分離技術分選的場合。第71頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3

41、固體廢物的分選固體 廢物重力分選 重介質與加重質 密度高于水的流態分散體系。無毒、密度高、粘度低、化學穩定性好、易回收重 介 質重 液懸 浮 液密度高的有機溶液或無機鹽溶液 穩定性好，但貴各種磨細的顆粒與水組成的混合物 穩定性差，無毒、價廉、易回收有機或無機鹽溶液加 重 質CaCl2水； 1.3 ZnCl2水；2.07 四溴甲烷四氯化碳 2.9硅鐵 3.9，磁選回收 磁鐵礦 2.1，價廉懸浮液中固體顆粒又叫加重質重液價格貴，只在實驗室使用，實際分選中使用重懸浮液。第72頁，共158頁。 選擇的加重質應具有足夠高的密度，且在使用過程中不易泥化和氧化，來源豐富易得，便于制備與再生。一般要求加重質的

42、粒度小于200 目，能夠均勻分散于水中，容積濃度一般為10 15 。第73頁，共158頁。( 2）重介質分選機 在鼓形重介質分選機中，固體廢物和重介質一起由圓筒一端加入，在向另一端流動過程中，密度大于重介質的顆粒沉于槽底，由揚板提升落入溜糟內，排出槽外成為重產物，密度小于重介質的顆粒隨重介質流從圓筒溢流口排出成為輕產物。 鼓形重介質分選機適用于分離粒度較粗（4060mm）的固體廢物。具有結構簡單，緊湊，便于操作， 分選機內密度分布均勻，動力消耗低等優點。缺點是輕重產物量調節不方便。動畫第74頁，共158頁。跳汰分選（1）工作原理 跳汰分選是在垂直變速介質中按密度分選固體廢物的一種方法。介質可以

43、是水或空氣，分別稱為水力跳汰和風力跳汰。 跳汰分選的一個脈沖循環中包括兩個過程：床面先是浮起，然后被壓緊。在浮起狀態，輕顆粒加速較快，運動到床面物上面，在壓緊狀態，重顆粒比輕顆粒加速快，鉆入床面物的下層中。脈沖作用使物料分層，該過程如上圖所示。物料分層后，密度大的重顆粒群集中在底層，小而重的顆粒會透篩成為篩下重產物，密度小的輕物料群進入上層，被水平向水流帶到機外成為輕產物。第75頁，共158頁。（2）跳汰分選設備 按推動水流運動方式，分為隔膜跳汰機和無活塞跳汰機兩種。隔膜跳汰機是利用偏心連桿機構帶動橡膠隔膜作 往復運動，借以推動 水流在跳汰室內作脈 沖運動，無活塞跳汰 機采用壓縮空氣來推 動水

44、流運動。第76頁，共158頁。3 風力分選 風力分選簡稱風選，又稱為氣流分選，是以空氣為分選介質，將輕物料從較重物料中分離出來的一種方法。分選實際上包含兩個分離過程：分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質部分(提取物)和具有高密度、空氣阻力小的重質部分(排出物)；進一步將輕顆粒從氣流中分離出來。后一步常由旋流器完成，與除塵原理相似。第77頁，共158頁。3 風力分選(1)風力分選的理論基礎 顆粒在運動中受到的空氣阻力 固體廢物顆粒剛開始沉時，V = O , dv/dt最大；隨著時間的延長，V逐漸增大，導致dv/dt逐漸減小。當dv/dt=0時，沉降速度達到最大，固體廢物顆粒在重力和空氣阻力的聯合作

45、用下達到動態平衡而作等速沉降運動，此時的下降速度稱為沉降末速。由上兩式可得，顆粒在空氣中的沉降末速為第78頁，共158頁。3 風力分選 當顆粒粒度一定時，密度大的顆粒沉降末速大，當顆粒密度相同時，直徑大的顆粒沉降末速大。 由于顆粒的沉降末速同時與顆粒的密度、粒度及形狀有關,因而在同一介質中，密度、粒度和形狀不同的顆粒在特定的條件下，可以具有相同的沉降速度，這樣的顆粒稱為等降顆粒。等降顆粒中，密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度之比，稱為等降比，即等降比越大，越易進行風力分選。第79頁，共158頁。3 風力分選兩顆粒等降，沉降末速相等，根據根據(3一11)和(3一12)可得 從上式可知，等降比隨兩

46、顆粒密度差的增大而增大，而且還是阻力系數的函數。為提高分選效率，在分選前將廢物進行分級，或將廢物破碎使粒度均勻后按密度差異進行分選效率更高。第80頁，共158頁。 3 風力分選 當存在上升氣流時，顆粒的沉降速度等于顆粒對介質的相對速度，即 v=v0-ua 此時沉降末速更小，故上升氣流可以縮短顆粒到達沉降末速的時間和距離。通過控制上升氣流的速度，控制不同密度顆粒的運動狀態，使有的固體顆粒上浮，有的下沉，從而將這些不同密度的固體顆粒加以分離。 使用上升氣流時，若v0ua,顆粒向下作沉降運動； v0=ua ,顆粒作懸浮運動； v0f 機)與非磁性顆粒（f 磁f 機）的合力不同，使它們的運動軌跡也不同

47、，從而實現分選。 磁性顆粒分離的必要條件： （f 磁f 機) 磁選只能在非均勻磁場中實現。動畫第92頁，共158頁。三、磁力分選 1 磁選(2)物質磁性的分類 據固廢比磁化系數x0的大小，可將其分為： 強磁性物質：(x0=7.5-38)x10-6m3/kg,可在弱磁場磁選機中分離出這類物質； 弱磁性物質：(x0=0.19-7.5)x10-6m3/kg,可在強磁場磁選機中分離出這類物質； 非磁性物質：(x00.19)x10-6m3/kg,在磁選機上與磁性物質分離。 第93頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分

48、選固 體廢物 磁力分選 磁場：磁體周圍的空間存在著磁場。磁場分為均勻磁場和非均勻磁場兩種。磁場的非均勻性用磁場梯度來表示。 顆粒在均勻磁場中只受轉矩的作用，使它的長軸平行于磁場方向。在非均勻磁場中，顆粒既受轉矩的作用，又受磁力的作用，結果使它既發生轉動，又向磁場梯度增大的方向移動，最后被吸在磁極外表面上。 根據磁場強度的大小，磁選設備分為弱磁場磁選機、中磁場磁選機、強磁場磁選機，分別適用于不同磁性的物質的分選。第94頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分選固 體廢物 磁力分選 磁選設備 磁選機中使用的磁鐵有

49、兩類:電磁用通電方式磁化或極化鐵磁材料；永磁利用永磁材料形成磁區。其中永磁較為常用。磁鐵的布置多種多樣，常見的幾種設備有磁力滾筒、永磁圓筒式磁選機、懸吊磁鐵器等。第95頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3固體廢物的分選固 體廢物 磁力分選 磁選裝置選擇因素： 供料傳輸帶和產品傳輸帶的位置關系 供料傳輸帶的寬度、尺寸 能否在整個傳輸帶的寬度上有足夠的磁場強度而有效地進行磁選 與磁性材料混雜在一起的非磁性材料的數量與形狀 操作要求如電耗，空間要求，結構支撐要求，磁場強度，設備維護等。第96頁，共158頁。三、磁力分選 1

50、 磁選(3)磁選設備 磁力滾筒 磁力滾筒又稱磁滑輪，有永磁（費用低）和電磁（磁力可調）兩種。應用較多的是永磁滾筒。該設備的主要組成部分是一個回轉的多極磁系，和套在磁系外面的用不銹鋼或銅、鋁等非導磁材料制的圓筒。動畫 固體廢物或城市垃圾的破碎設備或焚燒爐前，除去廢物中的鐵器，防止損壞破碎設備或焚燒爐。第97頁，共158頁。三、磁力分選 1 磁選 濕式CTN 型永磁圓筒式磁選機 該設備適用于粒度小于0.6mm 強磁性顆粒的回收及從鋼鐵冶煉排出的含鐵沉泥和氧化鐵中回收鐵，以及回收重介質分選產品中的加重質。第98頁，共158頁。三、磁力分選 1 磁選 懸吊磁鐵器 懸吊磁鐵器主要用來去除城市垃圾中的鐵器

51、，保護破碎設備及其它設備免受損壞。懸吊磁鐵器有一般除鐵器和帶式除鐵器兩種。動畫第99頁，共158頁。三、磁力分選 2 磁流體分選(1)分選原理 磁流體分選是利用磁流體作為分選介質，在磁場和電場的聯合作用下產生“加重”作用，按固廢各種組分的磁性和密度的差異，或磁性、導電性和密度的差異，使不同組分分離。 磁流體是指某種能夠在磁場或電場和磁場聯合作用作用下磁化，呈現似加重現象，對顆粒產生磁浮力作用的穩定分散液（強電解質溶液、順磁性溶液和鐵磁性膠體懸浮液）。第100頁，共158頁。三、磁力分選 2 磁流體分選(2)分類 磁流體分選分為磁流體動力分選和磁流體靜力分選兩種。 A 、磁流體動力分選（MHDS

52、 ) ：在磁場（均勻磁場或非均勻磁場)與電場的聯合作用下，以強電解質溶液為分選介質，按固廢中各組分間密度、比磁化率和電導率的差異使不同組分分離。多在固廢各組分間電導率差時采用。 優點：電解質溶液價廉、分選設備簡單、處理能力大；缺點：分離精度低。 B 、磁流體靜力分選（MHSS ) ：在非均勻磁場中，以順磁性溶液和鐵磁性膠體懸浮液為分選介質，按固廢中各組分間密度、比磁化率和電導率的差異使不同組分分離。多在要求分離精度高時采用。由于不加電場，不存在電場和磁場聯合作用產生的特性渦流，故稱為重力分選。 優點：介質粘度小、分離精度高；缺點：分選設備較復雜、介質價格高，回收困難，處理能力較小。第101頁，

53、共158頁。三、磁力分選 2 磁流體分選(3)分選介質 介質要求：磁化率高、密度大、粘度低、穩定性好、無毒、無刺激性、無色透明、價廉易得 順磁性鹽溶液 Mn 、Fe 、Ni 、Co 鹽的水溶液，30 余種；介質粘度低、無毒。 鐵磁性膠粒懸浮液 多用超細粒磁鐵礦膠粒作分散質，用油酸、煤油等非極性液體介質，并加表面活性劑為分散劑調制而成；介質粘度高、穩定性差、回收再生難。第102頁，共158頁。三、磁力分選 2 磁流體分選(4)磁流體分選設備及應用 這種分選槽使用的分選介質是油基或水基磁流體。它可用于汽車的廢金屬塊的回收，低溫破碎物料的分離和從垃圾中回收金屬碎塊。第103頁，共158頁。2、復合電

54、場分選機電選原理：這種分選機電場為電暈靜電復合電場，是目前大多數電選機所采用的方式。電暈電場的電壓達到某一值后，負極會放電發出大量的電子，使空氣中的分子電離，形成負離子飛向正極。進入電場的廢物都能獲得負電荷，但是導電性好的物質會將負電荷迅速傳給正極而不受影響。導電性差的物質由于傳遞電荷速度慢，受到正極吸引，完成電選分離的過程。動畫1、靜電分選機電選原理：廢物的帶電方式為直接傳導帶電。廢物直接與傳導電極接觸，導電性好的廢物將獲得和電極極性相同的電荷而被排斥，導電性差的廢物或非導體與帶電滾筒接觸被極化，而產生相反的電荷被吸引，從而實現廢物分選。可用于塑料、橡膠、纖維、紙、合成皮革等的分選。利用固體

55、廢物中各組分在高壓電場中電性的差異而實現分選的一種方法。工作原理：四、電力分選第104頁，共158頁。四、電力分選(2)電選設備 輥筒式靜電分選機 該裝置用于分選玻璃和鋁。動畫第105頁，共158頁。四、電力分選 YD 一4 型高壓電選機 具較寬的電暈電場區，特殊的下料裝置和防積灰漏電措施，整機封閉性好，結構合理，處理能力大、效率高，可作粉煤灰專用設備，實現碳灰分離。第106頁，共158頁。(1)帶式篩 帶式篩是一種傾斜安裝帶有振打裝置的運輸帶。其中，摩擦角是關鍵，需大于顆粒廢物的摩擦角，小于纖維廢物的摩擦角。五、其它分選方法 1 摩擦和彈跳分選 摩擦與彈跳分選是根據固體廢物中各組分的摩擦系數

56、和碰撞系數的差異，在斜面上運動或與斜面碰撞彈跳時，產生不同的運動速度和彈跳軌跡而實現彼此分離的一種處理方法。第107頁，共158頁。(2)斜板運輸分選機 城市垃圾由給料皮帶運輸機上方給入，其中磚瓦、鐵塊、玻璃等與斜板板面產生彈性碰撞，向板面下部彈跳，進入彈性產物收集倉，而纖維織物、木屑等與斜板板面為塑性碰撞，不產生彈跳因而隨斜板運輸板向上運動，進入非彈性產物收集倉。 五、其它分選方法 1 摩擦和彈跳分選第108頁，共158頁。(3)反彈滾筒分選機 工作過程中，城市垃圾由傾斜拋物皮帶運輸機拋出，與回彈板碰撞，其中鐵塊、磚瓦、玻璃等與回彈板、分料滾筒產生彈性碰撞，被拋入重的彈性產品收集倉，而纖維廢

57、物、木屑等與回彈板為塑性碰撞，不產生彈跳，被分料滾筒拋入輕的非彈性產品收集倉，從而實現分離。五、其它分選方法 1 摩擦和彈跳分選第109頁，共158頁。 光電分選是利用物質表面光反射特性的不同而分離物料的方法，可用于從城市垃圾中回收橡膠、塑料、金屬、玻璃等物質。 固體廢物經窄分級后進入料斗，由振動溜槽逐個落入高速溝槽進料皮帶上，在皮帶上拉開一定距離并排隊前進，從皮帶首端拋入光檢箱受檢。動畫顆粒物受光源照射，背景板顯示顆粒的顏色或色調，當欲選顆粒的顏色與背景顏色不同時，反射光經光電倍增管轉換為電信號，電路分析該信號后，產生控制信號驅動高頻氣閥，噴射出壓縮空氣，將電子電路分析出的異色顆粒吹離原來下

58、落軌道，加以收集。而顏色符合要求的顆粒仍按原來的軌道自由下落加以收集，從而實現分離。五、其它分選方法 2 光電分選第110頁，共158頁。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 浮選 . 影響浮選效果的因素 浮選工藝 浮選原理 浮選藥劑 浮選設備 料漿/浮選藥劑/擴大不同組分的可浮性差異/無數細小氣泡/目的顆粒粘附在氣泡上上浮捕收劑 起泡劑 調整劑調漿 調藥 調泡 機械攪拌式 充氣攪拌式 充氣式 氣體析出式 物料性質 藥劑條件 操作條件五、其它分選方法 3 浮選第111頁，共158頁。一、浮選原理 浮選是在固體廢物與水調制的料漿中，加入浮

59、選藥劑，并通過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；不浮的顆粒仍留在料漿內，通過適當處理后廢棄。 浮選是根據不同物質被水潤濕程度的差異而對其進行分離的過程。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 動畫演示第112頁，共158頁。二、浮選藥劑（一）捕收劑1 、概念 主要是使目的物料表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著的藥劑。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第113頁，共158頁。2 捕收劑的種類 捕收劑的種類很多，雖

60、然都是在物料表面吸附以增加物料表面的疏水性，但吸附機理也有多種，如物理吸附，化學吸附和電性吸附等，僅介紹兩種典型的捕收劑類型。異極性捕收劑（heteronolar collector ) 異極性捕收劑的分子由極性基和非極性組成，如黃藥( ROCSSNa ）和羧酸（RCOOH ）或羧酸鹽（RCOONa ) 等。其捕收對象主要取決于極性基的選擇性吸附。 非極性捕收劑（non polar collector ) 不含極性基的有機烴類，如煤油、柴油等，對具有天然可浮性的物料具有增強作用。固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第114頁，共158