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1、第五章 固体废物污染与处置一、基本概念 固体废物指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态或泥浆状物质。 危险废物是指在操作、储存、运输、处理和处置不当时会对人体健康或环境带来重大威胁的废物。l 固体废物的产生并不等于固体废物污染第一节 固体废物污染概述 固体废物污染固体废物污染是指“因对固体废物的处置不当而使其进入环境，从而导致危害人体健康或财产安全，以及破坏自然生态系统造成环境恶化的现象。” l 导致固体废物污染的主要原因就是管理不当二、固体废弃物的特点l 有用与无用的相对性l 资源与环境的双重价值l 污染的“特殊性”l 危害的严重性 具有长
2、期性 具有间接性具有呆滞性和不可稀释性三、固体废物的种类及来源 按化学性质 有机废物 无机废物按危害状况 有害废物 一般废物欧美等许多国家按垃圾来源分 矿业废物 工业废物 城市垃圾 农业废物 放射性废物固体废物的分类、来源和主要组成物按来源分类按来源分类固体废弃物矿业工业城市生活农业放射性废 尾石 矿废 粉 污 渣 尘 泥 垃 粪 圾 便 秸 畜 杆 粪废 废 粉 污 废石 矿 尘 泥 屑有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性 危险固体废物 矿业固体废物-煤矸石重庆民丰农化股份有限公司铬盐废渣 侵占土地，破坏地貌和植被侵占土地，破坏地貌和植被 污染环境污染环境l污染土壤和地下水污染土壤
3、和地下水: :堆存垃圾渗滤液会污染堆存垃圾渗滤液会污染土壤和地下水土壤和地下水l污染水体污染水体: :许多人将垃圾倾入水体，造成水许多人将垃圾倾入水体，造成水体污染体污染l污染大气污染大气: :尾矿粉煤灰、污泥和垃圾颗粒随尾矿粉煤灰、污泥和垃圾颗粒随风飞扬；固体废物的焚烧产生有害气体和粉风飞扬；固体废物的焚烧产生有害气体和粉尘等尘等 影响环境卫生影响环境卫生第二节 固体废弃物的危害与管理 一、固体废物污染危害二、固体废物管理1、减量化 固体废物污染环境防治法固体废物污染环境防治法明确指出，国家对明确指出，国家对固体废物污染环境的防治，实行减少固体废物产生、固体废物污染环境的防治，实行减少固体废
4、物产生、充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原则。即则。即的的“三化三化”原则。原则。减量化是指减少固体废物的产生量和排放量。减量化是指减少固体废物的产生量和排放量。从从“源头源头”上直接减少或减轻固体废物对环境上直接减少或减轻固体废物对环境和人体健康的危害。可以最大限度的合理利用和人体健康的危害。可以最大限度的合理利用资源和能源。资源和能源。是指采取管理和工艺措施从固体废物中回收物是指采取管理和工艺措施从固体废物中回收物质和能源质和能源,加速物质和能量的循环加速物质和能量的循环,创造经济价值的创造经济价值的技术方法。技术方法。处理废弃物并从中
5、回收指定的二次物处理废弃物并从中回收指定的二次物质如纸张、玻璃、金属等物质；质如纸张、玻璃、金属等物质；利用废弃物制取新形态的物质利用废弃物制取新形态的物质,如利用如利用废玻璃和废橡胶生产铺路材料废玻璃和废橡胶生产铺路材料,利用炉渣生产水泥利用炉渣生产水泥和其他建筑材料和其他建筑材料,利用有机垃圾生产堆肥等。利用有机垃圾生产堆肥等。从废物处理过程中回收能量从废物处理过程中回收能量,作为热能作为热能或电能。或电能。是指对已产生又无法或暂时不能是指对已产生又无法或暂时不能综合利用的固体废物综合利用的固体废物,经过物理、化学或生经过物理、化学或生物方法物方法,进行对环境无害或低危害的安全处进行对环境
6、无害或低危害的安全处理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化,以防止并减少固体废物的污染危害。以防止并减少固体废物的污染危害。u固体废弃物可以说是“错误时间放置在错误地点的资源”。u许多固体废弃物经过处理仍有较高的利用价值，一些工业固体废弃物可以作为二次资源加以利用，这种二次资源与自然资源相比具有生产效率高、能耗低、环境废物少等优点；第三节 固体废物处理与利用制造各种材料所需能量含水率含水率:单位体积垃圾的含水量占垃圾单位体积垃圾的含水量占垃圾( (含水含水) )总重量的百分比总重量的百分比容重容重：单位体积垃圾的重量单位体积垃圾的重量 垃圾的热值：垃圾的热
7、值：单位重量垃圾燃烧时所放出单位重量垃圾燃烧时所放出的热量，的热量，kj /kj / kgkg1.垃圾破碎垃圾破碎垃圾破碎的目的主要是改变垃圾的形状和垃圾破碎的目的主要是改变垃圾的形状和大小，以适应进一步处理和利用的需要。大小，以适应进一步处理和利用的需要。 可增大容重可增大容重, ,减少容积减少容积, ,从而提高运输效从而提高运输效率率, ,降低运输费用。降低运输费用。有利于填埋处置时压实垃圾土层有利于填埋处置时压实垃圾土层, ,加快复加快复土还原工程的速度。土还原工程的速度。对垃圾分类分拣有利对垃圾分类分拣有利, ,容易通过磁选等方容易通过磁选等方法回收高品位金属。法回收高品位金属。有利于
8、用焚烧法处置垃圾有利于用焚烧法处置垃圾, ,提高垃圾焚烧提高垃圾焚烧热效率。热效率。 2.垃圾的分选垃圾的分选分选出需要的资源分选出需要的资源, ,从而可达到充分利用垃圾从而可达到充分利用垃圾的目的。的目的。 各种分选方法的适用范围各种分选方法的适用范围分选方法分选方法预处理要求预处理要求 分出的品种分出的品种功功 能能手工分选手工分选风力风力/重力重力筛分筛分浮选浮选光选光选静电静电磁力磁力无无破碎破碎 破碎破碎破碎破碎/风力风力破碎破碎/风力风力破碎破碎,湿洗湿洗纸纸/木材木材/金属金属可燃物可燃物/金属金属玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片玻璃碎片铁类铁类使轻、重物
9、分开使轻、重物分开从重物中分离开从重物中分离开(五)焚烧处置和热能回收焚烧是高温分解和深度氧化的过程，目的在于使可燃的固体废物氧化分解、借以减容、去毒并回收能量及副产品。其优点：l 获取能源l 减少垃圾的体积。通过焚烧处理,可使废物体积减少8095%,质量也显著减小l 最终产物成为化学性质比较稳定的无害化灰渣l 彻底地消灭各类病原体，消除腐化源u容易造成二次污染u投资与运行管理费用高缺点： 城市生活垃圾焚烧发电技术在国外已有五十多年的历史，最先利用垃圾发电的是德国和法国，近几十年来，美国和日本在垃圾发电方面的发展也相当迅速。 我国垃圾焚烧发电供热技术起步较晚，现在还处于研究开发阶段。现已建立的
10、部分垃圾发电站，基本上是引进国外的设备和技术。城市生活垃圾焚烧发电技术长沙市生活垃圾深度综合处理(清洁焚烧)项目投资项目投资25.8625.86亿元，包括垃圾焚烧系统、烟气亿元，包括垃圾焚烧系统、烟气净化系统、余热发电系统、污水处理系统等。净化系统、余热发电系统、污水处理系统等。日处理生活垃圾日处理生活垃圾50005000吨，同时每年可通过焚烧吨，同时每年可通过焚烧垃圾发电约垃圾发电约5 5亿千瓦时亿千瓦时(六)热解技术热解是在无氧或缺氧条件下的可燃物高温分解，并以气体、燃料油和固形炭的形式将热量储存起来的过程。燃烧是一种发热现象，而热分解反应则大致是吸热反应燃烧过程的主要产物是CO2和水，而
11、热解主要是使高分子化合物分解为低分子。 气体部分：H2、CH4、CO、CO2 液体部分：甲醇、丙酮、醋酸、含其它有机物的焦油、溶剂油、水溶液等 固体部分：主要为炭黑与燃烧的区别热解产物(七)微生物分解技术利用微生物的分解作用处理固体废物的技术，应用最广泛的是堆肥化。堆肥化是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物过程。堆肥化是可降解的有机废物人为地发酵成为腐殖质的过程。其产物称为堆肥。堆肥处理 好氧 厌氧高温堆肥堆中好氧菌分解有机物时产生生物热，当气温20时，38天后堆中温度上升到60 左右，病原菌及寄生虫卵逐渐被杀灭好氧堆肥
12、工艺过程 预处理：预处理：将不能被微生物降解的垃圾、大块废物将不能被微生物降解的垃圾、大块废物剔除，将垃圾破碎到适宜粒度，调节水分和剔除，将垃圾破碎到适宜粒度，调节水分和C/NC/N，接种酶种等。接种酶种等。主发酵：主发酵：采用机械强制通风或翻拌，使温度控制采用机械强制通风或翻拌，使温度控制在在30-4030-40，发酵时间一般为，发酵时间一般为3-83-8天，由中温菌完天，由中温菌完成有机质的分解过程。此后温度逐渐升至成有机质的分解过程。此后温度逐渐升至5555左左右，由高温菌继续发酵。右，由高温菌继续发酵。后发酵：后发酵：使难分解的有机物进一步分解，以生成使难分解的有机物进一步分解，以生成
13、腐殖酸等稳定的有机成分，达到堆肥熟化的目的腐殖酸等稳定的有机成分，达到堆肥熟化的目的。后发酵过程一般需要进行。后发酵过程一般需要进行20-30d20-30d。后处理：后处理：一般采用筛分、磁选等方法去除堆肥中一般采用筛分、磁选等方法去除堆肥中残存的塑料、玻璃、金属等杂质残存的塑料、玻璃、金属等杂质 脱臭与贮存：脱臭与贮存：采取臭气过滤等装置除臭。采取臭气过滤等装置除臭。(八)城市垃圾的土地填埋卫生填埋是一种防止污染的填埋方法，由于填埋过程卫生填埋是一种防止污染的填埋方法，由于填埋过程中是一层垃圾一层土交替进行，又称为夹层填埋法。中是一层垃圾一层土交替进行，又称为夹层填埋法。从横断面看，垃圾和砂
14、土交互填埋，即可防止垃圾的从横断面看，垃圾和砂土交互填埋，即可防止垃圾的飞散和降雨时的流失，又可防止蚊、蝇等害虫孽生以飞散和降雨时的流失，又可防止蚊、蝇等害虫孽生以及臭气和火灾的发生，因而常称为卫生填埋法。及臭气和火灾的发生，因而常称为卫生填埋法。垃圾填埋后的产物 气体：初期以初期以COCO2 2为主；后期产生为主；后期产生CHCH4 4、N N2 2、H H2 2、COCO2 2及硫化物等。一般及硫化物等。一般, ,气体在施工头气体在施工头两年产生量最大两年产生量最大, ,以后逐年减少以后逐年减少, ,这个过程这个过程约延续约延续2020年。年。浸出液浸出液 ：可降解的有机物分解时产生的可降
15、解的有机物分解时产生的液体及雨水的混合液，如液体及雨水的混合液，如BODBOD5 5 200020003000030000、CODCOD 3000-450003000-45000垃圾卫生填埋场剖面图径流控制全封闭式危险废物安全填埋场剖面图从垃圾成分来看，有机物含量高的垃圾，从垃圾成分来看，有机物含量高的垃圾，宜采用焚烧法；无机物含量高的垃圾宜采用焚烧法；无机物含量高的垃圾,宜采宜采用填埋法；垃圾中的可降解有机物多宜采用填埋法；垃圾中的可降解有机物多宜采用堆肥法。用堆肥法。 从各国国情来看，国土面积大的美国主要从各国国情来看，国土面积大的美国主要采用填埋法处置垃圾，因为填埋法较焚烧采用填埋法处置
16、垃圾，因为填埋法较焚烧法便宜；日本、瑞士、荷兰、瑞典、丹麦法便宜；日本、瑞士、荷兰、瑞典、丹麦等国的技术经济实力较强，且可供填埋垃等国的技术经济实力较强，且可供填埋垃圾的场地又少，所以，他们利用焚烧法处圾的场地又少，所以，他们利用焚烧法处置垃圾的比重大。置垃圾的比重大。 （一）调整用肥结构，实现废物还田（一）调整用肥结构，实现废物还田直接还田、发酵还田、生产有机肥直接还田、发酵还田、生产有机肥（二）沼气及其残余物利用（二）沼气及其残余物利用沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作物发
17、酵作 用，产生的一种可燃气体。主要用，产生的一种可燃气体。主要成分是甲烷成分是甲烷( (CH4) )。首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成结构简单的化合物；然杂的有机物加工成结构简单的化合物；然后在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物后在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成甲烷。加工成甲烷。 沼气液、沼气渣作肥料沼气液、沼气渣作肥料 四、危险废物的处置与利用四、危险废物的处置与利用泛指除放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。美国的定义：能引起或助长死亡率上升或严重不可恢复的疾病，
18、可造成严重残疾，在操作、储存、运输、处理或其它管理不当时，会对人体健康或环境带来重大威胁的废物。世界卫生组织的定义：根据其物理或化学性质，要求必须对其进行特殊处理和处置，以免对人体健康或环境造成影响的废物称为危险废物。有毒废物：一般是指狭义的具体物质，能对人或动物造成死亡或严重危害；危险废物：危险的含义比较广泛，包括所有有毒的废品，以及对人体健康有直接或长远的影响，或对环境造成危险的废物有毒废物与危险废物危险废物的越境转移工业发达国家废物产量巨大，处理费用巨大，因而处理量较小，导致废物的累积量巨大，影响生态环境和人们的身体健康；工业发达国家危险废物已称为“政治废物”，公众对废物问题很敏感，反对
19、自己居住的地区设立危险废物处置场所；发展中国家某些人为了个人利益，使得固体废物大量涌入，其中有部分是危险废物。 据绿色和平组织的调查报告，发达国家正在以每年5000万吨的规模向发展中国家转运危险废物。 统计表明，工业国产生的危险废物有20%被运往发展中国家 联合国环境规划署1989年3月在瑞士巴塞尔举行的外交大会，讨论通过了控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约（简称巴塞尔公约）。1992年5月生效。公约的基本原则：首先，所有国家都应禁止输入危险废物；其次，应尽量减少危险废物的产生量；第三，对于不可避免而产生的危险废物，应尽可能以对环境无害的方式处置，并应尽量在产生地处置，须帮助发展中国家建
20、立起最有效的管理危险废物的能力；第四，只有在特殊情况下，当危险废物产生国没有合适的处置设施时，才允许将危险废物出口到其他国家进行安全处置我国在我国在1990年代初每年进口年代初每年进口100-200万吨万吨,90年年代中期代中期500万吨万吨,1999年年1068万吨万吨,2006年达到年达到3765万吨。目前万吨。目前,中国已经成为世界头号废品出中国已经成为世界头号废品出口目的国。口目的国。1993年，韩国年，韩国7家公司以家公司以“其它燃料油其它燃料油”名义名义，将，将1228吨废旧物由韩国运抵南京港，经查船吨废旧物由韩国运抵南京港，经查船上装的全都是污水、酸性腐蚀性液体等化工废上装的全都
21、是污水、酸性腐蚀性液体等化工废弃物。弃物。1995年，从德国进口年，从德国进口678吨货物抵运江西，名吨货物抵运江西，名称为进口废塑料，经海关人员开箱检查，发现称为进口废塑料，经海关人员开箱检查，发现箱中全是食品袋、饭盒、饮料罐等生活废弃物箱中全是食品袋、饭盒、饮料罐等生活废弃物。l联滘村从事垃圾回收处理的就有联滘村从事垃圾回收处理的就有400400多个多个经营户，共经营户，共15000多人。附近还有多人。附近还有6 6个村在个村在不同程度的从事同样的工作。不同程度的从事同样的工作。中国工人要在简中国工人要在简陋恶劣的条件下陋恶劣的条件下对这些垃圾进行对这些垃圾进行分类，对身体健分类，对身体健
22、康有很大的危害康有很大的危害由于缺乏管理，废旧垃圾已经对由于缺乏管理，废旧垃圾已经对当地的环境造成了极大的破坏当地的环境造成了极大的破坏很多经营很多经营户只是简户只是简单地通过单地通过焚烧进行焚烧进行处理，排处理，排放了大量放了大量的有害物的有害物质。质。（一）危险废物的分类与鉴别我国将危险废物分为我国将危险废物分为4949类类c c、反应性废物、反应性废物性质不稳定，在无爆震时即易发生剧烈变化性质不稳定，在无爆震时即易发生剧烈变化遇水能剧烈反应；遇水能剧烈反应；遇水能形成爆炸性混合物；遇水能形成爆炸性混合物； 与水混合产生有毒气体、蒸气或烟雾；与水混合产生有毒气体、蒸气或烟雾；在有引发源和加热时能引起爆震或爆炸；在有引发源和加热时能引起爆震或爆炸；在常温、常压下易发生爆炸或爆炸性反应；在常温、常压下易发生爆炸或爆炸性反应； 根据其他法规所定义的爆炸品；根据其他法规所定义的爆炸品；d d、浸出毒性（见表）、浸出毒性（见表） e e、腐蚀性废物：、腐蚀性废物：pH12.5或或pH2的废物的废物