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1、本文标签:固体废物处理，石油大学，环境工程固体废物处理与处置固体废物处理与处置 教案教案教学单位：辽宁石油化工大学环境工程系授课班级：2003 级环境工程专业本科学生固体废物的处理与处置（第二版）第一章第一章 绪论绪论【掌握内容】1.基本概念：固体废物、清洁生产、有毒有害固体废物、易燃性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性物。2.固体废物的分类。3.固体废物对人类环境的危害。4.固体废物污染控制途径。5.有毒有害固体废物鉴别方法。【教学难点】有毒有害固体废物鉴别方法。【教学目标】1.掌握固体废物概况；2.了解有毒有害固体废物的鉴别第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 固体废物的来源与分类固体废物的来源与
2、分类一一、固体废物的定义凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废(residue)，生活活动中产生的固体废物则称为垃圾(refuse)。二、固体废物的分类1.工业固体废物2.矿业固体废物3.城市固体废物4.农业固体废物5.放射性固体废物6.有害固体废物第二节第二节 固体废物的污染及其控制固体废物的污染及其控制一、固体废物对人类环境的危害固体废物固然有可资源化的一面，但其对人类环境的危害是严重的，且是多方面的，在某些领域甚至超过废水与废气。其危害可以归纳为如下几个万面：（一）占据大量土地由于大量固体废物的
3、产生与积累，已有大片土地被堆占。随着时间的延续，固体废物的堆积量还将不断的增加。这对人口众多、可耕地面积较少的我国而言，将是极大威胁。（二）污染土壤与水体、危害人类键康固体废物是多种污染物的集合体，在大量露天堆置条件下，经长期降水的淋溶、地表径流的渗沥，其中各类污染物质随水流扩散至土壤、地下水与地表水源中，通过食物链与饮用水危害人体健康。并可导致土地盐碱化等危害。（三）污染大气、影响环境卫生固体废物在自然环境中堆置，可通过气象作用产生的飞尘微生物作用产生的恶臭、以及化学反应产生的有害气体等污染大气。此外，废物的堆置亦为蚊、蝇与寄生虫的滋生提供了有利的场所，有导致传染疾病的潜在威胁。总之，固体废
4、物对人类环境的危害具有多样性、长期性与潜在性。1二、固体废物污染控制清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。清洁生产思考方法与前不同之处是在于：过去考虑对环境的影响时，把注意力集中在污染物产生之后如何处理，以减小对环境的危害，而清洁生产则
5、是要求把污染物消除在它产生之前。控制“源头”、处理好“终态物”是固体废物污染控制的关键。固体废物污染控制需要从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要控制措施：1.改革生产工艺2.发展物质循环利用工艺3.进行综合利用4.进行无害化处理与处置三、有毒有害固体废物的鉴别（一）有毒有害固体废物的定义与性质定义：指具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性等一种及一种以上危害特征的废物。性质：易燃性、腐蚀性、化学反应性、浸出毒性、急性毒性、放射性与其他毒性和变异等。（二）有毒有害固体废物毒害性质的鉴别与标准1易燃性的鉴别与标准（1）定义与鉴别方法：在常温下，经机械摩擦、
6、吸湿或自发化学变化具有着火倾向，在加工过程会发热，或在点火时燃烧剧烈而持续，以致管理期间会引起危险的固体废物均属于易燃性固体废物。（2）鉴别标准：我国日前尚未制定易燃性固体废物的鉴别标准，可参阅国外有关标准。多数国家规定闪点低于 60的废物均归于易燃性废物。闪点（FLASH POINT）是油品安全性的指标。注：油品在特定的标准条件下加热至某一温度，令由其表面逸出的蒸气刚够与周围的空气形成一可燃性混合物，当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火，此时油品的温度即定义为其闪点。2腐蚀性的鉴别与标准(1)定义与鉴别方法，腐蚀性固体废物通常是指那些对生物接触部位的细胞组织产生损害，或对装载
7、之容器产生明显腐蚀作用的废物。(2)鉴别标准：中国人民共和国国家标准GB5085.1-1996危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别中制定的固体废物腐蚀性鉴别鉴别标准为PH2.0 或 PH12.5。美国还确定了对钢的腐蚀速率标准，以腐蚀速率每年6.35 毫米为极限值。3化学反应性的鉴别与标准(1)定义与鉴别方法：固体废物代表性样品有如下性质之一者均属有化学反应性的固体废物。在常温、常压下，无爆震引发即易发生剧烈的化学反应或爆炸反应；遇水形成潜在的爆炸性混合物；与水或稀酸、稀碱溶液混合即产生有毒气体(如硫化氢、氰化氢、砷化氢、乙炔等)、蒸汽与臭味；在强烈引发源或密闭条件下加热以及与水反应能发生爆炸反应。2(
8、2)鉴别标准：由于该类有毒有害固体废物的复杂性与分折方法的多样性，目前国内外尚未制定此鉴别标准。4浸出毒性的鉴别与标准（1）定义与鉴别方法：浸出毒性是固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。（2）鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.3-1996危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别5急性毒性物的鉴别与标准（1）定义与鉴别方法：按照危险废物急性毒性初筛实验方法进行实验，对小白鼠（或大白鼠）经口灌胃，经过 48 小时，死亡超过半数者，则该废物是具有急性毒性的危险废物。(2)鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.2-1996危险废物鉴别标准
9、急性毒性初筛【课时安排】第三节 固体废物处理处置方法 第四节 控制固体废物污染的技术政策(共 2学时)【掌握内容】1.基本概念：固体废物处理、物理处理、化学处理、生物处理、热处理、固化处理、固体废物处置、无害化、减量化、资源化2.固体废物处理、处置方法分类3.固体废物污染的技术政策【教学难点】固体废物技术政策【教学目标】1.了解有关处理处置方法；2.了解控制固体废物污染的技术政策第第三节节 固体废物处理处置方法固体废物处理处置方法一、固体废物处理方法固体废物处理（Treatment of Solid Wastes）：指通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化为适于运输、储存、资源化利用以
10、及最终处置的一种过程。1、物理处理：通过浓缩或相变化改变固废的结构，使之成为便于运输、储存、利用或处置的形态。具体方法有：压实、破碎、分选、增稠、吸附等。2、化学处理：利用化学方法破坏固废中的有害成分从而使其达到无害化。具体方法有：氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。3、生物处理：利用微生物分解固废中可降解的有机物从而使其达到无害化或综合利用。具体方法有：好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。4、热处理：通过高温破坏和改变固废组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。具体方法有：焚化、热解、焙烧、烧结等。5、固化处理：采用固化基材将废物固定或包裹起来以降低起对环境的危害，从而能较安全地
11、运输和处置。其主要对象是危险性固体废物。二、固体废物处置方法固体废物处置（Disposal of Solid Wastes）：主要解决固废的归属问题，是固废污染控制的末端环节，指最终处置（final disposal）或安全处置（secure disposal）。固体废物的一般处置方法有：1.土地耕作2.工程库或贮存池贮存3.土地填埋4.深井灌溉5.深海投弃36.海上焚烧第四节第四节 控制固体废物污染的技术政策控制固体废物污染的技术政策我国于 80 年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主。一、“无害化”固体废
12、物“无害化”处理的基本任务是将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境（包括原生环境与次生环境）。二、“减量化”固体废物“减量化”的基本任务是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。这一任务的实现，须从两个方面着手，一是对固体废物进行处理利用，二是减少固体废物的产生。三、“资源化”固体废物“资源化”的基本任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。固体废物“资源化”是固体废物主要归宿。第二章第二章 固体废物压实和破碎固体废物压实和破碎【掌握内容】1.基本概念：压实、固体废物破碎、极限破碎、真实破碎比、低温破碎、湿式破碎、半湿式选择性破碎分选2.固体废物的机械
13、强度和破碎方法3.破碎流程4.低温破碎的优点及处理对象5.湿式破碎的优点【教学难点】1.固体废物破碎流程 2.低温破碎的原理【教学目标】1.掌握固体废物的压实处理技术2.掌握固体废物的破碎处理技术第二章第二章 固体废物的压实和破碎固体废物的压实和破碎第一节第一节 固体废物的压实固体废物的压实一、压实的含义与性质当对固体废物实施压实操作时，随压力强度的增加，空隙率减少，表现体积随之而减小，容重增加。因此，固体废物压实的实质，可以看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。二、固体废物压实机械1、水平压实器2、三项垂直压实器3、回转式压实器第二节 破碎的基本理论一、固体废物破碎的意义固体废物破碎过
14、程是减少其颗粒尺寸、使之质地均匀，从而可降低空隙率、增大容重的过程。据有关研究表明，经破碎后的城市垃圾比未经破碎时其容重增2550%，且易于压实，同时还带来其他好处，如减少筹委、防止鼠类繁殖、破坏蚊、蝇滋生条件，减少火灾发生机会等。这一处理技术对大规模城市垃圾的运输、物料回收、最终处置以及对提高城市垃圾管理水平，无疑具有特殊意义。二、固体废物的机械强度和破碎方法（一）固体废物的机械强度固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度。（二）破碎方法破碎可分为机械能破碎（压碎、劈碎、折碎、磨碎、冲击破碎）和非机械能破碎。三、破碎比、破碎段、破碎
15、流程（一）破碎比与破碎段4在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。用废物破碎前的最大粒度与破碎后最大粒度的比值来确定的破碎比称为极限破碎比。（根据最大块直径来选择破碎机给料口宽度）用废物破碎前的平均粒度与破碎后平均粒度的比值来确定破碎比称为真实破碎比。（二）破碎流程单纯的破碎流程（a）：特点是简单、操作控制方便、占地少；对产品粒度要求不高时适用；带预先筛分的破碎流程（b）：相对减少进入破碎机的总给料量，有利节能；带检查筛分及兼有检查和预先筛分的破碎流程（c、d）：能获得全部符合粒度要求的产品四、固体废物破碎机械用于城市垃圾的破碎机械大体有三种类型：冲击磨切型、剪切粉碎性与挤压破
16、碎型。（一）锤式破碎机（二）剪切破碎机（三）颚式破碎机第二节第二节 低温破碎与湿式破碎低温破碎与湿式破碎一、低温破碎（一）低温破碎原理低温破碎技术是利用一些固体废物中所具有的各种材质在低温下的脆性温差，控制适宜温度，使不同材质变脆，然后进行破碎，最后进行分选。例如：聚氯乙烯（PVC）脆化点为-5-20，聚乙烯（PE）的脆化点为-95-135，聚丙烯（PP）的脆化点为 0-20，对于这三种材料的混合物进行分选和回收，只需控制适宜温度，就可以将其破碎，并进行分选。（二）低温破碎的优点1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离利用；2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资源的回收率
17、和回收的材质的纯度都比较高；并且很容易分离出混在其中的非塑料物质；3、使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮，并且原料易得到；4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，能够获得碎块和高分散度的粉末。（三）低温破碎的处理对象常温破碎装置噪声大、振动强、产生粉尘多，过量消耗能量。低温破碎所需动力为常温破碎的1/4，噪声约降低 7dB，振动减轻约 1/41/5。但是液氮消耗量大，以塑料加橡胶复合制品为例，每吨需300kg 液氮。当前低温破碎技术发展的关键是液氮的制备问题。这一技术需要耗用大量能源使空气液化，然后从液态空气中分离液氮。从经济上考虑，低温破碎处理只有在常温下难于破碎的
18、合成材料（橡胶、塑料）为处理对象，才可取。二、湿式破碎湿式破碎原理：湿式破碎是利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程，从而可以回收垃圾中的纸纤维。（一）湿式破碎的优点：1、使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；2、不孳生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好；3、噪声低、无发热、粉尘等危害；4、可回收有色金属、铁、纸纤维等，剩余泥土可以做堆肥。5（二）半湿式选择性破碎分选：利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎快，然后通过不同筛孔加以分离的过程。第三章第三章 固体废物的分选固体废物的分选）1.基本概念：易筛粒、难筛粒、目、平均直
19、径、低温破碎、筛分效率、重力分选、重介质、加重质、水力跳汰、风力分选、等降比2.筛分效率（E）公式推导及筛分影响因素3.重选过程工艺条件4.风力分选原理5.摇床分选原理及特点【教学难点】1.筛分效率（E）公式推导 2.风力分选原理【教学目标】1.掌握固体废物的筛分处理技术2.掌握固体废物的重力分选处理技术【教学内容】第三章第三章 固体废物的分选固体废物的分选第一节第一节 筛分筛分一、筛分原理：利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细料分离的过程。二、名词1、易筛粒（小于 3/4 筛孔尺寸）、难筛粒2、目国际标准筛目是指1in（25.4mm）长度上的
20、筛孔数，简称“目”。3、平均直径颗粒的长、宽、厚的平均值。三、筛分效率（E）：实际得到的筛下产品重量（Q1）与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量（Q）之比，用百分数表示。表达式：E=Q1/（Q/100）100%应用计算式及其推导：公式一：E=（-）Q/（100-）104%前提：筛下产品 100%小于筛孔尺寸（=100%）公式二：（-）/（-）100%四、影响筛分性能的因素（1）固体废物性质的影响：废物中“易筛粒”含量越多，筛分效率越高；而粒度接近筛孔尺寸的“难筛粒”越多，筛分效率越低。含水率和含泥量对筛分效率也有一定影响。废物外表水分会使细粒结团或附着在粗粒上而不宜透筛。当废物中含泥量高
21、时，稍有水分也能引起细粒结团，使效率降低。另外，废物形状对筛分效率也有影响，一般球形、立方形、多边形颗粒筛分效率较高；而颗粒呈扁平状或长方块，用方形或圆形筛孔的筛子筛分，其筛分效率越低。（2）筛分设备性能的影响：有效筛分面积越高，筛分效率越高；筛子的运动强度太高或太低效率均不高，只有运动强度合适时才能保持较高的效率；负荷相等时，筛面宽度越窄，废物层越厚，不利于细粒接近筛面；筛面过宽使废物筛分时间太短一般宽长比为1：2.53；筛面倾角过小不利于筛上产品的排出，过大排出速度过快，筛分时间短，效率低。一般以较适宜。（3）筛分条件的影响：在筛分操作中应注意连续均匀给料，使废物沿整个筛面宽度铺成一薄层，
22、既充分利用筛面，又便于细粒透筛，提高筛子的处理能力和筛分效率。及时清理和维修筛面也是保证筛分效率的重要条件五、筛分设备最常用的筛分设备有以下几种类型：6（一）固定筛：由许多平行排列的筛条组成，可水平也可倾斜安装，有格筛（粗破碎之前）和棒条筛（粗中破碎之前）之分。具有构造简单、不耗动力、设备费用低和维修方便的特点，多适用于粗粒废物（尺寸50mm）；（二）滚筒筛：（转筒筛、筒形筛）为一缓慢旋转（10-15 转/分）的圆柱形或截头圆锥形筛分面，前者以筛筒轴线倾角3-5 度安装，后者轴（三）振动筛工业部门应用广泛的一种设备。共振筛和惯性筛v 鹛氐悖赫穸较蛴肷复怪被蚪怪保穸问?00-3600 转/分，振
23、幅 0.5-1.5mm，倾角 8-40度。通过振动，物料在筛面上发生离析，密度大而粒度小的颗粒透过，密度小而粒度大的颗粒的空隙，进入下层到达筛面。可消除筛孔堵塞，有利湿物料筛分，适应性广（粗、中、细颗粒均可，脱水振动、脱泥筛分）。（四）共振筛：利用连杆装有弹簧的曲柄连杆机构驱动，使筛子在共振状态下进行筛分。第二节第二节 重力分选重力分选一、概述1、定义：根据固废在介质中的比重差（或重力差）进行分选，称之为重力分选。2、基本原理：是利用不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品。3、按介质不同，固体废物的重选可分为
24、重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选等。4、各种重选过程具有共同工艺条件是：固体废物中颗粒间必须存在密度差异 分选过程都是在运动介质中进行的 在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层 分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离，并获得不同密度的最终产品。二、重介质分选1.重介质分选原理 在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法。重介质密度介于固体废物中轻物料密度和重物料密度之间。2.重介质可以是重液和悬浮液两大类。重介质高密度的固体微粒（加重质）和水构成的固液两相分散体系，非均匀介质。加重质高密度固体微粒起加大介质密度的作用，均匀分散在水中。常见的加重质
25、：硅铁，其含硅量 1318%，密度 6.8g/cm3,可配制成密度为 3.23.5 g/cm3的重介质；磁铁矿,密度 5.0 g/cm3,用含铁 60%以上的铁精矿粉可制得密度达2.5 g/cm3重介质。对重介质性能的要求：密度高、黏度低，化学稳定性好、无毒、无腐蚀性，易回收再生。重液可溶性高密度的盐溶液（CaCl2、ZnCl2 等）或高密度的有机液体（CCl4、CHCl3、CHBr3、四溴乙烷等）三、跳汰分选跳汰分选原理：是在垂直变速介质流中按密度分选固废的一种方法。分选介质可是水，也可是空气，目前常用水作跳汰介质，称水力跳汰，其设备称跳汰机。位于跳汰机筛板上的物料，在垂直脉动运动介质中按密
26、度分层，小密度的颗粒群进入上层，被水平介质（水流）带到机外成为轻产物；大密度的颗粒群集中到下层，透过筛板或其他装置排出成为重产物，从而实现物料分离。四、风力分选71、风力分选/气流分选：以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒度大小进行分选。2、等降比：密度小的颗粒粒度（dr1）与密度大的颗粒粒度(dr2)之比，称为等降比3、因而风力分选过程是以各种固体颗粒在空气中的沉降规律为基础的。（实际上各种重力分选方法都是利用混合固体中的各种颗粒在分选介质中随不同受力下的沉降情况而分离的）。4、按工作气流的主流向可分为以下三种：垂直气流（立式）风选机。优点：分选精度高，操作极简便，应用最广
27、泛。水平气流（卧式）风选机。优点：构造简单，维修方便；缺点：分选精度低，一般很少单独使用。倾斜气流风选机。采用风力分选设备时，一般要求垃圾中无机物含量低，含水率低（小于45%），并预先破碎到一定粒度。五、摇床分选1.应用：细粒（微粒）固体物料分选应用最为广泛的方法之一。目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿，是一种分选精度很高的单元操作。在摇床分选中最常用的是平面摇床。2.工作原理：在倾斜床面上，利用床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固废按密度差异在床面上呈扇形分布，从而达到分选的目的。3.特点：析离作用：即密度大而粒度小的颗粒钻过密度轻而粒度大的颗粒间的空隙，沉入最
28、底层。分离决定于颗粒运动速度与摇床方向的夹角斜面薄层水流分选的一种类型【掌握内容】1.基本概念：磁选、磁流体、电选、磁流体动力分选、磁流体静力分选3.各种物质磁性分类3.电力分选原理【教学难点】电力分选原理【教学目标】1.掌握固体废物的磁力分选处理技术2.掌握固体废物的电力分选处理技术第三节第三节 磁力分选磁力分选在固体废物的处理系统中，磁选主要用作回收或富集黑色金属（强磁性组分），或在某些工艺中用来排除物料中的铁质物质。一、磁选1、磁选原理：利用固废中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。2、固体废物颗粒通过磁选机的磁场时受到磁力和机械力（重力、摩擦力、流动阻力、静电引力等
29、）作用。由于作用在磁性颗粒（f 磁 f 机）与非磁性颗粒（f 磁 f 机的合力不同，使它们的运动轨迹也不同，从而实现分选。3、固体废物中各种物质磁性分类据固废比磁化系数 x0 的大小，可将其分为：强磁性物质：(x0=7.5-38)10-6m3/kg 弱磁性物质：(x0=0.19-7.5)10-6m3/kg 非磁性物质：(x0 0.1910-6m3/kg。84、磁选设备及应用A、滚筒式磁选机 组成磁滚筒+输送皮带 磁滚筒分为永磁磁滚筒（价低）和电磁磁滚筒（磁力可调）B、悬挂带式磁力分选机a、工作原理：在垃圾输送带的上方，离被分选的物料的一定高度（通常小于500mm）悬挂一大型固定磁铁（永磁铁或电
30、磁铁）配有一传送带。当垃圾通过固定磁铁下方时，磁性物质就被吸附在此传送带上，当运动到小磁区时，自动脱落。b、使用范围：城市垃圾c、存在问题：该安装方式使处于垃圾层下部，被压在输送皮带上的铁磁物质（瓶盖、小罐头盒）不能回收。二、磁流体分选（MHS）1、磁流体定义：指某种能够在磁场或电场和磁场联合作用作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液（强电解质溶液、顺磁性溶液和铁磁性胶体悬浮液）。2、磁流体分选原理：利用磁流体作为分选介质，在磁场或电场的联合作用下产生“加重”作用，按固废各种组分的磁性和密度的差异，或磁性、导电性和密度的差异，使不同组分分离。3、磁流体分选类型 A、磁流体
31、动力分选（MHDS）：在此场与电场的联合作用下，以强电解质为分选介质，按固废中各组分间密度、比磁化率和电导率的差异使不同组分分离。多在固废各组分间电导率差使采用。优点：电解质溶液价廉、分选设备简单、处理能力大；缺点：分离精度低。B、磁流体静力分选（MHSS）：在非均匀磁场中，以顺磁性溶液和铁磁性胶体悬浮液为分选介质，按固废中各组分间密度、比磁化率和电导率的差异使不同组分分离。多在要求分离精度高时采用。优点：介质粘度小、分离精度高。缺点：分选设备较复杂、介质价格高，回收困难，处理能力 较小。4、分选介质 介质要求：磁化率高、密度大、粘度低、稳定性好、无毒、无刺激性、无色透明、价廉易得 顺磁性盐溶
32、液Mn、Fe、Ni、Co 盐的水溶液，30 余种；介质粘度低、无毒。铁磁性胶粒悬浮液多用超细粒磁铁矿胶粒作分散质，用油酸、煤油等非极性液体介质，并加表面活性剂为分散剂调制而成；介质粘度高、稳定性差、回收再生难。第四节第四节 电力分选电力分选一、电选的基本原理1、定义：电选是利用垃圾中各组分在高压电场中电性的差异而实现分选的一种方法。2、基本原理：电选分离过程实在电选设备中进行。废物颗粒在电晕-静电复合电场电选设备中的分离。二、电选设备及应用1、静电分选机及应用（了解）2、YD-4 型高压电选机及应用特点：具较宽的电晕电场区，特殊的下料装置和防积灰漏电措施，整机封闭性好，结构合理，处理能力大、效
33、率高，可作粉煤灰专用设备。9【掌握内容】1.基本概念：浮选、润湿接触角、捕收剂、起泡剂、磁流体动力分选、磁流体静力分选、摩擦与弹跳分选2.浮选药剂及应用3.摩擦与弹跳分选基本原理4.摩擦与弹跳分选设备与应用【教学难点】摩擦与弹跳分选基本原理【教学目标】1.了解固体废物的浮选处理技术2.掌握固体废物的摩擦与弹跳分选分选处理技术【教学内容】第五节第五节 浮选浮选一、浮选原理1、在固废与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通过空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。2、湿润性-影响固废各组分对气泡粘附的选
34、择性。3、亲、疏水性：影响固废物质的可浮性。4、界面张力和润湿接触角任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力气浮的情况涉及：气、水、固三种介质，每两个之间都存在界面张力。三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。通过润湿周边作水、粒界面张力作用线和水、气界面张力作用线，二作用线的交角称为润湿接触角。90，疏水性,易于气浮 b/h时,摩擦系数(f)大,颗粒首先满足滚动条件,产生滚动;当 f 85%，污泥呈流状；6585%，污泥呈塑态；12 时，可提供 Ca(OH)2 絮凝体。二、有机调理剂阳粒子型聚丙烯酰胺等三、调理效果的影响因素 污泥性质；调理剂的品种；投加量；环境条件：水温，pH；
35、调理剂的投加顺序；污泥与调理剂的混合。四、污泥的调理方法141、化学调理：在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，改善污泥脱水性能。2、淘洗：将污泥与 3-4 倍污泥量的水混合而进行沉降分离的一种方法。3、加热加压调理：使部分有机物分解，亲水性有机胶体物质水解，颗粒结构改变，从而改善污泥的浓缩与脱水性能。分为高温加压调理和低温加压调理两种。a.高温加压调理：把污泥升温到170200，加压压力为 1.01.5Mpa，反应时间为 40120min。b.低温加压调理：反应温度控制在150以下，使有机物的水解受到控制。4、冷冻融化调理：将污泥交替进行冷冻与融化，通过改变污泥的物理结
36、构，使污泥易于浓缩脱水。第四节第四节 污泥的脱水污泥的脱水污泥脱水和干化的目的是除去污泥中的大量水分，缩小其体积，减轻其重量；一般经过脱水、干化处理后，污泥含水量能从90%左右下降到 6080%，体积减小到仅为原来的1/101/5。自然干化多采用于干化床；机械脱水多采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等。一、自然干化自然干化主要采用的是污泥干化床，其中主要的干化机理是自然蒸发与渗透。一般经过自然干化处理后的出泥的含水率可接近65%。但由于自然干化床的占的面积较大，一般仅适用于中小规模的污水处理厂。二、机械脱水据统计，西欧国家经脱水处理的污泥占其污泥总量的69.3%，其中机械脱水占 51.4%
37、、自然干化 16.9%、其它1%；主要的脱水机械有：转筒离心机、板框压滤机、压式压滤机、真空过滤机，分别占 21.7%，15.8%，11.4%和 2.5%。1、真空过滤机真空过滤机是早期使用的连续机械脱水机械。2、板框压滤机板框压滤机是最早应用于污泥脱水的机械；板框压滤机结构简单，处理污泥含水率范围较大，适应性好，间歇操作、基建投资大，过滤能力低；但其滤饼的含固率高、滤液清、药剂用量少。3、带压式压滤机带式压滤机结构是由上下两组同向运动的传动滤布组成，泥浆由双带之间通过经上下压辊挤压，滤液透过滤布而排出。这种压滤机是连续操作的，适用于真空抽滤难于脱水的各种污泥，生产能力大，占地面积较小，滤饼含
38、水率可达到7080%。合成有机聚合物(高分子絮凝剂)发展的结果；连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少；但由于絮凝剂较贵，使得其运行费用较高。4、污泥离心机技术和转筒式离心机离心脱水是利用高速旋转作用产生的离心力，将密度大于水的固体颗粒与水分离的操作。离心脱水机具有操作简便、设备紧凑、运行条件良好、脱水效率高等优点，适用于各种不同性质泥渣的脱水。脱水后泥渣含水率可降低到70%。缺点是能耗较大。第五章第五章 固体废物的稳定和固化固体废物的稳定和固化1.基本概念：中和法、氧化还原法、固化处理、浸出率、增容比、水泥固化、石灰固化、沥青固化、玻璃固化152.氧化还原法3.固化处理的基本要求4.
39、衡量固化处理效果的主要指标5.各种固化方法的原理、特点及应用范围【教学难点】各种固化方法的原理、特点及应用范围【教学目标】1.了解氧化还原法 2.掌握衡量固化处理效果的主要指标3.掌握各种固化方法的原理、特点及应用范围第五章第五章 固体废物的稳定和固化固体废物的稳定和固化第一节第一节 固体废物的稳定处理固体废物的稳定处理固体废物的化学处理，化学处理是针对固体废物中易于对环境造成严重后果的有毒有害化学成分，采用化学转化的方法，使之达到无害化。由于这类化学转化反应的条件较为复杂，受多种因素影响，因此，化学处理仅限千对单一成分或几种化学性质相近的混合成分进行处理。对于不同成分的混合物，采用化学处理方
40、法，往往达不到预期的效果。化学处理方法主要包括中和法与氧化还原法。一、中和法中和法是处理酸性或碱性废水常用的方法。对固体废物主要用于化工、冶金、电镀与金属表面处理等工业中产生的酸、碱性泥渣。这类泥渣对土壤与水体均会造成危害。中和反应设备可以采用罐式机械搅拌或池式人工搅拌，前者多用于大规模中和处理，而后者多用于间断的小规模处理。二、氧化还原法通过氧化或还原化学处理，将固体废物中可以发生价态变化的某些有毒成分转化为无毒或低毒，且具有化学稳定性的成分，以便无害化处置或进行资源回收。1、铬渣干式还原处理：利用一氧化碳与硫酸亚铁为还原剂的干式还原处理是将铬CO 与 H2为还原剂，使渣中含有的Cr()还原
41、为 Cr()，并在密封条件下水淬，然后投加适量硫酸亚铁与硫酸混合，以巩固还原效果。2、铬渣湿式还原法：铬渣湿式还原处理是利用碳酸钠溶液处理经过湿磨过筛（100 目）后的铬渣，使其中酸溶性铬酸钙与铬铝酸钙转化为水溶性铬酸钠而被浸出，由浸出液中可以回收铬酸钠产品。余渣再用硫化钠溶液处理，使剩余的Cr()还原为 Cr()，加硫酸中和，并用硫酸亚铁固定过量 S2-。经处理后的铬渣已为无毒渣。第三节 固体废物的固化处理一、概述1、固化处理是利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处理方法。固化后的产物应具有良好的机械性能、抗渗透、抗浸出、抗干、抗
42、湿与冻、抗融等特性。2、固化处理的基本要求：有害废物经固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度。固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。固化工艺过程简单、便于操作。固化剂来源丰富，价廉易得。处理费用低。3、衡量固化处理效果的两项主要指标是固化体的浸出率和增容比。（）所谓浸出率是指固化体浸于水中或其他溶液中时，其中有害物质的浸出速度。因为固化体中的有害物质对环境和水源的污染，主要是由于有害物质溶于水造成的。浸出率数字表达式：Rin 标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率，g/(d.cm2)；ar 浸出时间内浸出的有害物质的量，mg；A0样品
43、中含有的有害物质的量，mg；16F样品暴露的表面积，cm2；M样品的质量，g；T浸出时间，d。（）增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值，即ci=V2/V1ci增容比；V2固化体体积，m3;V1固化前有害废物的体积，m3。二、水泥固化1、水泥固化工艺过程与操作条件，水泥固化是以水泥为固化基质，利用水泥与水反应后可形成坚固块体的特征，将有害废物包容其中，从而达到减小表面积，降低渗透性，使之能在较为安全的条件下运输与处置。水泥品种较多，可根据废物性质，当地水泥生产情况，处理费用等因素进行选择。2、水泥固化方法的特点：水泥固化是对有害废物处理较为成熟的方法，具有工艺设备简单、操作方便
44、、材料来源广泛、费用相对较低、产品机械强度较高等优点。这一方法在原子能工业固体与液体废物处理中，已得到广泛应用。常用于：(1)电镀业污泥的固化处理；(2)含汞泥渣的固化处理；(3)含砷泥渣水泥固化处理。水泥固化的主要缺点是产品体积比原废物增大约0.5-1.0 倍，致使最终处置费用增大。三、石灰固化与应用石灰固化是以石灰为固化基质，活性硅酸盐类为添加剂的一种固定废物的方法，工艺与设备大体与水泥固化相似。各项工艺参数应通过实验确定。添加剂主要采用粉煤灰与水泥窑灰，为提高强度，也可添加其它类型添加剂。石灰固化法适用于各种含重金属泥渣，并已应用于烟道气脱硫的废物(如钙基 SOx)的固化中。这种固化方法
45、除有水泥固化的缺点外，共抗浸出性较差，易受酸性水溶液的侵蚀。四、沥青固化与应用沥青固化属于热塑性材料固化，用热塑性材料为固化基质的种类较多，除沥青之外，尚有聚乙烯、石腊、聚氯乙烯等。在常温下这些材料为较坚固的固体，在较高温度下，有可塑性与流动性。利用这种特性对固体废物进行固化处理。五、玻璃固化与应用这种固化方法的基质为玻璃原料。将待固化的废物首先在高温下锻烧，使之形成氧化物，然后再与熔融的玻璃料混合，在1000温度下烧结，冷却后形成十分坚固而稳定的玻璃体。第六章第六章 可燃固体废物的焚烧可燃固体废物的焚烧1.基本概念：热值、粗热值、净热值、二恶英、恶臭、粉尘2.净热值的计算3.粗热值与净热值之
46、间转换关系式4.固体废物焚烧的产物5.二恶英的来源、危害、防治方法6.恶臭的产生、组成及危害【教学难点】1、粗热值与净热值之间转换关系式2、二恶英的来源、危害、防治方法【教学目标】1.了解净热值的计算方法2、掌握固体废物焚烧的污染物及防治方法【教学内容】17第二节第二节 可燃固体废物的热值可燃固体废物的热值一、可燃固体废物从焚烧角度分析，城市生活垃圾可分为可燃和不可燃两部分:可燃垃圾橡塑、纸张、破布、竹木、皮革、果皮及动植物、厨房垃圾等。其组分、物性和燃烧特性等非常复杂，不易直接填埋；不可燃垃圾金属、建筑垃圾、玻璃、灰渣等，除可回收利用部分外，大多可直接安全填埋。垃圾组成由“多灰、多水、低热值
47、”向“较少灰、较高热值”的方向发展,给我国城市垃圾的焚烧处理奠定了基础。目前发达国家对于垃圾焚烧处理的投资回收形式主要有4 个途径：销售收入：包括发电供热，销售从垃圾中分选出的金属和塑料等再生资源，利用垃圾烧结渣制作建材。垃圾收费：对居民和企事业单位实行垃圾收费，用于垃圾焚烧厂的补贴。其他税收补贴：政府从其他税收中提取部分资金用于垃圾焚烧厂的补贴。二、热量的测定热值指单位重量的固体废物燃烧释放出来的热量，kJ/kg。粗热值(HHV高位热值)：是指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的变化。水为液态净热值(NHV低位热值)：水为气态。1.标准实验：氧弹量热计测量的是粗热值。2.通过元素组成作近
48、似计算NHV=HHV-2420H2O+9(H-Cl/35.5-F/19)NHV：净热值，kJ/kg HHV：粗热值，kJ/kg H2O：焚烧产物中水的重量百分率，%H、Cl、F：分别为废物中氢氯氟含量的重量百分率，%2.NHV=2.321400mC+45000（mH-0.125mo）-760mCl+4500mS mC、mH、mo、mCl、mS：分别代表碳氢氧氯和硫的质量分数例、某固体废物含可燃物60%、水分 20%、惰性物 20%。固体废物的元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%、水分20%、灰分20%。假设（1）固体废物的热值为11630kJ/kg；（2）炉栅残渣含碳量 5%；
49、（3）空气进入炉膛的温度为65，离开炉栅残渣的温度为650；（4）残渣的比热为 0.323kJ/(kg)；（5）水的汽化潜热 2420kJ/kg；（6）辐射损失为总炉膛输入热量的 0.5%；（7）碳的热值为32564kJ/kg，试计算这种废物燃烧后可利用的热值。解：以固体废物 1kg 为计算基准。(1)残渣中未燃烧的碳含热量。1 未燃烧碳的量惰性物的重量为 1kg20%=0.2kg总残渣量为 0.2kg（10.05）=0.2105kg未燃烧碳的量=0.21050.200=0.0105kg2 未燃烧碳的热损失32564kJkg 0.0105kg=340kJ(2)计算水的汽化潜热1 计算生成水的总
50、重量18总水量=固体废物原含水量+组分中氢与氧结合生成水的量固体废物原含水量=1kg20%=0.2kg组分中氢与氧结合生成水的量=1kg4%9/1=0.36kg总水量=（0.2+0.36）kg=0.56kg2 水的汽化潜热2420 kJkg0.56kg=1360kJ3 辐射热损失为进入焚烧炉总能量的0.5%辐射热损失=11630kJ0.005=58kJ4 残渣带出的显热0.2105kg0.323kJ/(kg)（65065）=39.8kJ5 可利用的热值=固体废物总含能量各种热损失之和=11630（340+1360+58+39.8）=9882.2kJ第二节 燃烧中污染物的产生与防治一、固体废物焚