固废复习纲要

绪论

 固体废物（Solid Waste）： 是指在生产、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、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行规规定纳入固体废物管理的物品、物质。

固体废物是一个相对的概念，体现在“原”字;从一个生产环节看，它们是废物，而从另一个生产环节看则可作另外产品的原料，为不废之物;故固体废物有“放错了的资源”之称;固体废物一词中的“废”具有鲜明的时间与空间特征,时间上,矿物资源的日趋枯竭，昨天的废物势必又将成为明天的资源；空间上,废物并非在一切过程或一切方面都没有使用价值。

固体废物问题的特点： ①最难得到处置：固体废物由于含有的成分相当复杂；其物理性状也千变万化。

②最具综合性的环境问题：固体废物的污染，不是单一的环境污染，它同时伴随着土壤污染、水污染及大气污染等问题。

③最晚得到重视：固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人们重视的污染问题，也是较少得到人们重视的问题。

④最贴近生活的环境问题：人们每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识地污染我们的生存环境，都会对资源、环境带来不良的影响。

固体废物处理

指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。 固体废物处置 指将固体废物焚烧或用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者消除其危险成分的活动；或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回取的活动。

固体废物处理与处置的方法分类

处理方法有物理处理、化学处理、生物处理、焚烧、热解和湿式氧化技术四大类，其中：

物理处理又包括：压实技术、破碎技术、分选技术、固化处理技术；分选技术包括：手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等；固化技术：水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶质固化

化学处理包括：包括：氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等 生物处理包括：生物转化技术、堆肥、厌氧消化

处置方法有：堆置、填埋、海洋投弃等。海洋处置包括海洋倾倒、远洋焚烧 ；陆地处置有：卫生土地填埋、安全土地填埋法

减少废物产量的途径包括以下三个方面： ①增加对工业废料重新加工利用的数量；

②要在改革工艺上下功夫尽量减少生产过程中的原材料使用量和废物的产生量；

③增加对废旧产品的回收利用使其资源化。

固体废物按照来源分类分为生产废物和流通和使用过程产生的废物。  组成：有机废物、无机废物

 形态：固体废物、半固体废物、液态（气态）废物  污染特性：危险废物、一般废物

 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（1995年公布 ２００４年１２月２９日修订 ）：城市生活垃圾、工业固体废物、危险废物

危险废物的定义：指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物。 国家危险废物名录中列出了47大类危险废物，主要是医疗废物、有毒有机废物、含重金属的废物

固体废物污染的环境影响

工矿业固体废物所含化学成分能形成化学物质型污染；

人畜粪便和生活垃圾是各种病原微生物的滋生地和繁殖场，能形成病原体型污染。

（理解）固体废物的管理目标：控制源头产生量；开展综合利用，实现减量化、无害化和资源化

固体废物的固有特性：

1．兼有废物和资源的双重性

2．是含有多种污染成分的终态，又是污染环境的源头 3．所含的有害物质呆滞性大、扩散性小 4．危害具有潜在性、长期性和灾难性

根据管理目标和废物特性，固体废物污染控制对策如下： 1．从污染源头起始抓起 2．发展物质循环利用工艺

3．需要强化对危险废物污染的控制 4．把固体废物纳入资源管理范围 5．强化和完善固体废物的管理法规

6．加强教育、提高全民性对固体废物污染环境的人士，做好科学研究

固体废物管理体系

全过程管理是指对固体废物的产生、收集、运输、利用、贮存、处理和处置的全过程的各个环节都实行控制管理和开展污染防治。

我国固体废物管理体系是：以环境保护主管部门为主，结合有关的工业主管部门以及市建设主管部门，共同对固体废物实行全过程管理。

（理解）固体废物管理制度由分类管理制度 、工业固体废物申报登记制度、“三同时”制度、排污收费制度、限期治理制度、进口废物审批制度、危险废物行政代执行制度、危险废物经营单位许可证制度和危险废物转移报告单制度 我国有关固体废物的标准主要分为四类：固体废物分类标准、固体废物监测标准、固体废物污染控制标准和固体废物综合利用标准。

城市固体废物的收集、贮存及运输

确定区域垃圾容器设置的方法 W=RCA1A2

Vave＝W／（A3Dave） Vmax=K Vave

Nave=A4Vave／（EF） Nmax=A4Vmax／（EF）

我国垃圾分类收集的原则：

工业废物与城市垃圾分开；危险废物与一般垃圾分开；可回收利用的物质与

不可回收利用的物质分开；可燃性物质与不可燃性物质分开。 清运效率和费用之高低，主要取决下列因素：

 清运操作方式；

 收集清运车辆数量、装载量及机械化装卸程度；  清运次数、时间及劳动定员；  清运路线。

拖曳式和固定式容器操作方法及其示意图、所需要时间的计算 收运系统线路设计

固体废物的运输方式：车辆运输、船舶运输、管道运输。

破碎

破碎方法的选用主要依据：待处理废物的类型、希望得到的终端产品 。 极限破碎比和真实破碎比

按照破碎固体废物所用的外力，破碎方法分为机械能破碎、非机械能破碎；机械能破碎又分为冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎；非机械能破碎分为低温破碎、湿式破碎、热力破碎、减压破碎、超声波破碎、磨碎

各种破碎机的工作原理（重点是球磨机和鄂式破碎机） 分选

纯净度和回收率，分选效率计算

难筛粒度和易筛粒，筛分效率jisuan与物料量无关

影响筛分效率的因素：筛分物料的性质（颗粒尺寸、含水率和含泥量、颗粒形状 ）、筛分设备的性能（筛面类型、运动方式、长宽比和筛面倾角）、筛分操作的条件（均匀给料）

固体废物的重力分选方法：风力分选、跳汰分选、重介质分选、摇床分选、惯性分选 ；介质：空气、水、重液（密度比水大的液体）、重悬浮液 各种重选过程具有的共同工艺条件：①固体废物中颗粒间必须存在密度的差异；②分选过程都是在运动介质中进行的；③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；④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。

重介质分选的原理：又称浮沉法，主要适用于几种固体的密度差别较小及难以用跳汰法等其他分离技术分选的场合。重介质：是由高密度的固体微粒和水构成的固液两相分散体系，它是密度高于水的非均匀介质。重介质包括：重液和悬浮液。（重介质密度一般应该介于大密度和小密度之间）重介质还应具有：密度高 、化学稳定性好(不与处理的废物发生化学反应)、无毒、无腐蚀性、易回收再生等特性。

污泥一章了解

固化的种类、原理、优缺点和应用、固化效果衡量指标 固化的途径

将污染物通过化学转变，引入到某种稳定固化物质的晶格中去； 通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。 固体废物的固化处理方法：

水泥固化 玻璃固化 水玻璃固化 沥青固化 塑料固化

石灰固化及自胶结固化技术 两个重要的衡量指标：浸出率和增容率

焚烧

焚烧技术的优缺点、焚烧处理处理技术标准及限值 、焚烧效果处理评价的指标、垃圾焚烧烟气的控制、废物焚烧炉的燃烧方式 、影响焚烧的主要因素

焚烧的目的：尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度的减量化，并尽量减少新的污染物质产生，避免产生二次污染；对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现“三化”：废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质和回收利用焚烧产生的废热。 固体废物焚烧处理方式：（选择题）

焚烧技术优点 ：

无害化程度高（垃圾病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘达标排放）。 减量效果好（可燃成分被高温分解后，可减重80％～90％以上，可节约大量填埋场占地）。

高温烟气供热或发电。

垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离。

全天候操作，不易受天气影响。

操作费用可望低于填埋（随着对城市垃圾填埋的环境措施要求的提高）。 焚烧技术缺点 ：投资大，占用资金周期长、热值一般不能低于3360KJ/kg(800Kcal/kg)，了它的应用范围、“二口恶英” 问题，必须要对烟气投入很大的资金进行处理。  焚烧处理技术指标

 减量比

 烟气排放浓度指标

 焚烧设备排放的大气污染物控制项目大致包括四个方面：①烟尘；②有害气

体；③重金属；④ 有机污染物

 焚烧处理技术标准及限值

 生活垃圾焚烧污染控制标准（GWKB-2000）  医疗垃圾焚烧环境卫生标准（CJ 3036-1995）

焚烧效果处理评价的指标：减量比、热灼减率、燃烧效率和HCl的排放量 PCDDs&PcDFs的总量浓度和当量浓度的表示 焚烧过程中抑制二恶英生成的控制方法 燃烧过程中污染控制的方法 废物焚烧炉的燃烧方式：

 按燃烧气体流动方式分类：反向流、同向流、旋涡流。  按助燃空气加入段数分类：单段燃烧、多段燃烧。

 按燃烧室空气供给量分类：过氧燃烧、缺氧燃烧、热解燃烧。 影响焚烧的主要因素

 焚烧温度（Temperature）：大多数有机物的焚烧温度在800-1100℃之间，通常在

800-900℃左右。

 停留时间(Time)：废物中有害组分在焚烧炉内于焚烧条件下发生氧化、燃烧，使有

害物质变成无害物质所需的时间。

 混合强度(Turbulence)：要使废物与助燃空气充分接触、燃烧气体与助燃空气充分

混合。

 过剩空气(EA,Excess Air)：为使燃烧完全，需要加上比理论空气量更多的助燃空气

量

燃烧理论空气量的计算和燃烧设备内容了解

热解法和焚烧法区别 主要产物 吸热、放热过程 放热 利用便利性 焚烧 二氧化碳和水 热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽、适于就近利用 热解 可燃的低分子化合物气态的有氢气、甲烷、一氧化碳；液态的有甲醇、丙酮、醋酸．乙醛等有机物及焦油、溶剂油等；固态的主要是焦炭或炭黑。 吸热 燃物油及燃料气便于贮藏和远距离运输

热解工艺

 一、分类

 按供热方式分类

 直接加热法（也叫外部加热）  间接加热法 （也叫内部加热）

 按热解温度分类

 高温热解 (热解温度在1000℃以上)  中温热解 (热解温度在600-700℃)  低温热解 (热解温度在600℃以下)

 按热解炉结构分类 (固定层式、移动层式和回转式)  按热解产物聚集状态分类（气化、液化和碳化方式）  按热解过程是否生成炉渣分类 （造渣型和非造渣型）

一、热解的优点

 将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源，其经济

性较好。 。

 热解氧化操作简便安全（一次性进料，一次性除渣），焚烧过程便于控制（热解速

度、焚烧速度均可控制）。

 热解焚烧系统的二次污染小（NOx、SOx、HCl等公害物质少，生成的油、气能在

低空气比下燃烧，废气量少，二次污染物排放少），可简化污染控制问题。

 排放物密度高、致密，减容显著，垃圾中S、重金属等大多被固定在碳黑中，可从

中回收金属。还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+。

 能处理不适于燃烧的难处理物，如有毒有害的医疗垃圾  热分解残渣中，性有机物少，能防治填埋场公害。 城市垃圾热解法处理的难点

 垃圾是混合物，不同物质热解温度不同，热解操作控制条件十分困难。

 垃圾成分、水分经常变化，操作条件很不稳定，实验研究成果推广到工业化就变得

复杂，处理费用大幅增大。

 垃圾中有些塑料和橡胶热解会产生HCl或HCN。

 垃圾热解处理投资、运行、维护费用均高，热解气热值低。 装置类型了解

堆肥化

堆肥化就是在控制条件下， 利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。

土壤腐殖质化程度，常以胡敏酸(H)和富里酸(F)的比例关系确定，胡敏酸的代换量大，能增强土壤吸收性能和保肥能力，促进结构形成。胡敏酸含量多，胡敏酸(H)/富里酸(F)的比值大，说明土壤肥力提高。 堆肥的原则

分解过程尽量充分、完善，减少臭味避免昆虫繁殖 破坏垃圾中的病原有机体和垃圾中的植物种子 保留氮、磷和钾这些营养物的最大含量

减少完成整个堆肥工艺所需的时间和堆肥工艺的占地面积 好氧堆肥过程的四个阶段：

潜伏阶段：驯化阶段

中温阶段：堆肥化过程初期，堆层呈15～45℃的中温，嗜温性微生物较为活跃。 高温阶段：当堆温升至45℃以上时即进入高温阶段。在此阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是嗜热微生物。

降温阶段：内源呼吸后期，剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质。嗜温性微生物占优势。

影响堆肥化的最佳因素分析

♠ 化学因素： C/N比 O2

营养平衡 pH值 ♠ 物理因素： 温度 颗粒尺寸 含水率

堆肥化生物动力学（选择题） 堆肥工艺的分类

按微生物对氧的需求分类 按要求的温度范围分类

按堆肥过程中物料运动形式分类 按堆肥堆制方式分类 按发酵历程分类 好氧堆肥的基本工艺程序

前处理 主发酵

后发酵 后处理 脱臭 贮存

堆肥的腐熟度及其测定

主要从物理方法、化学方法、生物活性、植物毒性分析4个方面对堆肥腐熟、稳定性的进行判断。 1、直观经验法 2、C/N比值 3、腐殖酸含量 4、耗氧量

5、种子发芽实验

粉煤灰品质评价

 活性评定

1.石灰吸收法：饱和浸泡，测定石灰的吸收值，一般用于低钙低碳灰 2.溶出度试验法：酸溶和碱溶，测定Si、Al盐的溶出量

3.砂浆强度试验法：砂浆试件硬化后，测定强度，我国采用，按《水泥胶砂强度试验方法》水泥胶砂28天抗压强度试验方法

粉煤灰质量指标的分级(%)：四个因素三个水平 粉煤灰的资源化利用

 粉煤灰用作建筑材料  粉煤灰用作土建原材料  粉煤灰用作填充土  粉煤灰用于农业生产

 分选、回收粉煤灰中有用物质  粉煤灰用作环保材料 细度: 45μm筛下百分数 煤矸石的活性

 煤矸石活性来源：来源于煤矸石受热矿物发生变化，其中高岭石、水云母、石英的

状态变化，莫来石的生成等都会影响活性，粘土类矿物和云母类矿物的受热分解与玻璃化是煤矸石活性的主要来源。

 煅烧温度：以高岭石为主的煤矸石；以云母矿为主的煤矸石。  强度活性：与煅烧温度和养护条件有关 粉煤灰活性

本身无水硬性，在潮湿环境能与Ca（OH）2等发生反映，生成一系列水化产物——凝胶，它无论在空气中还是水中都能产生明显的强度。

高炉渣的组成：主要是CaO、MgO、SiO2、Al2O3

• 其中 SiO2、Al2O3、CaO 三种成分含量大约占 90%左右

• 高炉渣的性能依赖于高温熔渣的处理方法。对高炉排出的熔融渣流，采用的处理方

法有三种，即急冷法（水淬法）、慢冷法（热泼法）和半急冷法。

• 水渣、重矿渣、膨珠性质和应用

• 水渣制建材：矿渣硅酸盐水泥、矿渣混凝土。

• •

重矿渣作骨料和路材 膨珠作轻骨料配制混凝土

• 钢渣的成分和性质

• 处理与加工：盘泼、水淬、和热泼、冷弃 硫铁矿烧渣综合利用

• 硫铁矿烧渣炼铁 • 生产建材

• 回转炉生产生铁及水泥 • 作水泥生料 • 制砖

• 从硫铁矿烧渣中回收有色金属 赤泥的来源和性质

• 赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业废渣。因含有较多氧化铁成分，其外观

颜色与赤色泥土相似。

• 赤泥浆呈红色，其固液比一般为1:3~4，所含液相称为附液，具有较高的碱性，pH

值为10~12。赤泥颗粒直径为0.08~0.25mm，容重为0.73~1.0g/cm3，熔点大约为1200-1250℃

《防止倾倒废物及其他物质污染海洋的公约》，作了规定废物分为三类：

 禁止倾倒的废物

 需要经过特别批准才能狗倾倒的废物  经一般性批准后可以倾倒的废物。 固体废物处置原则

 1、区别对待、分类处置

 2、最大限度地将危险废物与生物圈相隔离  3、集中处置原则

区别对待、分类处置

 对环境无有害影响的惰性固体废物  对环境有轻微暂时影响的固体废物

 在一定时间内对环境有较大影响的固体废物  在较长时间内对环境有较大影响的固体废物  在很长时间内对环境有严重影响的固体废物

 在很长时间内对环境和人体健康有严重影响的固体废物

多重屏障原理：固体废物处置的基本方法是通过多重屏障（如天然屏障或人工屏障）实现有害物质同生物圈的有效隔离。

填埋选址和标准的主要技术指标：

 填埋物严禁包含有毒有害物

 在当地夏季主导风向下方，距人畜居栖点800ｍ以外  地下水水面与坑底距离２ｍ以上。

 衬料的渗透率必须小于10－７ｃｍ/Ｓ；衬里抗压强度必须大于０.６ＭＰａ  每层垃圾厚度应为2.5～3ｍ， 每层垃圾压实后必须覆土20～30ｃｍ。

 填埋场必须控制填埋物产生的气体 、垃圾渗漏液 库容计算

废物在填埋场中分解过程（5阶段）：

 好氧分解阶段  液化及产酸阶段  甲烷增长阶段  稳定产甲烷阶段  填埋场稳定阶段 垃圾渗滤液的水质特点

 城市垃圾渗滤液的水质由垃圾成分、填埋时间、气候条件和填埋场设计等多因素决

定。

 ①垃圾渗滤液中的COD和BOD高达几万mg／L，是城市污水的10～100倍，使

其处理十分困难。

 ②垃圾渗滤液中有机污染物多，其中22种有机污染物被列入环境优先控制污染物

的黑名单。还含有10多种金属。

 ③氨氮含量高，C／N 值常出现失调情况，增加了生物处理的难度。  ④水质变化大。

 垃圾渗滤液的水质根据填埋场的“年龄”分为两类：

 填埋时间在3～5年，其特点是pH低，COD和BOD浓度高，BOD／COD值高；  填埋时间在5年以上，其特点是pH接近中性，COD和BOD浓度降低，BOD／COD

值减小，氨氮浓度高。

 此外，垃圾渗滤液水质还受到季节降雨的影响，所以变化规律难以确定

医疗废物的来源

危险废物（以医疗废物为例）管理程序 危险废物的处置

 固化  焚烧  安全填埋  深地层处置  固化后远洋投弃