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1、Treatment and Disposal of Treatment and Disposal of Solid WasteSolid Waste 环 境 科 学 与 工 程 1 主要参考书目 v宁平 固体废物处理与处置 M 高等教育出版社 2006 v芈振明 高忠爱 祁梦兰 等 固体废物处理与 处置 M 高教出版社 1987 v杨慧芬 张强 固体废物资源化 M 化学工业出 版社 2004 2 第一章 绪 论 固体废物的来源与分类 固体废物的危害及污染控制 固体废物管理 3 第一节 固体废物的来源与分类 4 1 1 定定 义义 产生产生 生产 在资源开发 产品制造的过程产生 生活 任何产品都
2、有寿命期 在使用和消费后成为废弃物 其它活动 非生产性的日常活动 放错地点的原料 废 具有时间和空间的相对性 性质 特征 n丧失原有利用价值 抛弃或放弃 n固态 半固态 置于容器中的气态物品 物质 n法律 行政法规规定纳入固体废物管理的物品 物质 固体废弃物是指在生产 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 行政法规规定纳入固体废物管理的物品物质 5 特点 废物 与 资源 的相对性 时间 暂时无法加以利用 今天 的废物势必成为明日的资源 废铁屑 废铁刨花处理氯代有机 物 废旧塑料作防水材料 空间 放错
3、地点的原料 粉煤灰制砖 生活垃圾养蚯蚓 高炉渣生产水泥 潲水喂猪 潲水油作生物柴油 过期牛奶 6 2 2 来来 源源 固体废物污染及性质与生产力 社会需求有何关系 原始人类粪便 动植物残渣 17 18世纪自然物机械加工 物理性状 屑末 19世纪末20世纪 初 元素或人工合成物质的废渣 汞 铅 砷 氰化物等有害废渣 20世纪以来原子核层次 人工重核裂变和轻核聚变 放射性废渣 分工细化 需求多样化 废 物更多更杂 7 3 3 分分 类类 分类标准类 别 化学性质有机固体废物 无机固体废物 污染特性一般固体废物 危险固体废物 放射性固体废物 来源工矿业固体废物 生活垃圾 其它固体废物 形态固态 半固
4、态 容器中的液态或气态 为了采取不同的处理方式对固体废物进行管理 无害化处理和综合利用 也可根据固体废物的理 化性质将其分为城市生活垃圾 工业固体废物和 有毒有害固体废物三大类 8 工业固体废物 各种工矿企业或原料加工过程中所产生或排 出的废物 1 冶金固体废物 金属冶炼过程中排出的残渣 高炉渣 钢渣 2 燃料灰渣 煤炭开采 加工 利用过程排放的煤矸石 粉煤灰等 3 化学工业固体废物 化学工业生产过程中产生的工艺渣 废催化剂 精馏液渣 4 石油工业固体废物 炼油和油品精制过程排出的碱渣 酸渣 5 粮食 食品工业固体废物 粮食 食品加工过程排弃的下角料 6 矿业固体废物 采矿过程中产生的废石和选
5、矿过程中产生的尾矿 7 其它 机械和木材加工业产生的碎屑 刨花 9 城市生活垃圾 城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务 的活动中产生的固体废物 以及被法律 行政法规视作城市生 活垃圾的固体废物 1 生活垃圾 废弃电器 塑料 煤灰渣 2 城建渣土 建筑垃圾 碎砖瓦 混凝土 3 商业固体废物 废弃的包装材料 丢弃的食品 4 粪便 须输入污水处理场处理 而我国是收集 清运 10 sharp wasteinfectivity waste chemistry waste druggery waste biologic waste radwaste glass waste plastic waste
6、Hazardous waste 11 危险废物 列入国家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的具有如下危险特性的废物 即主要 有毒性 易燃性 腐蚀性 反应性 传染疾病性 放射性等 危险特性 1983年 联合国环境规划署已经将有害废物污染控制问题列 为全球重大的环境问题 放射性 pH 钢腐蚀深度 鉴别标准 反应性 传染性 腐蚀性毒性 易爆性 易燃性 浸出毒性 危险 特性 小白鼠实验 12 放射性废物 凡是放射性核素含量超过国家规定限值的固体 液体和气体废物 统称为放射性废物 13 第二节 固体废物的危害及污染控制 14 1 1 固体废物污染途径固体废物污染途径 固体废物则不同
7、 它们是污染成分的终极状态 v 有害气体或飘尘 通过治理最终富集成为废渣 v 某些有害物质和悬浮物 通过治理最终被分离出来成为 污泥 v 含重金属的可燃固体废物 通过焚烧处理 使重金属富 集于灰烬 废水和废气既是水体 大气和土壤环境的污染源 又是接 受其所含污染物的环境 15 固体 废物 水污 染物 污染物 净化 大气污 染物 源宿 这些 终态 物质在长期的自然条件作用下会转入大气 水 体和土壤 成为大气 水体和土壤环境的污染 源头 因 此 固体废物对环境的污染主要是通过水 气和土壤进行 的 16 固 体 废 物 源 江河湖等地下水 废物处理地 水生动植物食用水生动植物 地下水 肥料 改良土壤
8、食用植物 污水处理厂悬浮大气微粒 污泥 焚烧 处理尘埃 处置堆存 填埋 地表层 地底层 深埋 饮 用 饲料奶 肉 大气 肺 皮肤 人类疾病 人 类 食 品 直接接触 污泥 接触浸入 17 2 2 固体废物污染危害固体废物污染危害 固体废物 大气 地表水 地下水 土壤 动植物 人体健康 18 一 堆渣侵占土地 污染土壤 塑料垃圾残留3 9克 亩 玉米减产 11 13 小麦减产 9 16 大豆减产 5 5 9 蔬菜减产 14 4 54 9 侵占土地 我国历年堆存的废渣和尾矿达60亿吨 占地约59 万亩 平均每1万吨渣占一亩地 侵占大量农田 与农业争地 问题十分突出 浸出液污染土壤系统 影响土壤基本
9、物理化学特性 抑制土 壤微生物系统 导致土壤物质循环受干扰 危害植物的生长 通过食物链危害人体健康 毒物在土壤中积累 重金属 19 v1 淤塞水域 不少国家直接将固体废物倾倒入河流 湖泊 海洋 甚至把向海洋投弃作为一种处置方法 美国70年代 末将15 的污泥等固体废物投弃于海洋 中国由于向水体投 弃固体废物 导致80年代的江湖水面比50年代减少了2000多 万亩 v2 破坏水体 固体废物投入水体 污染水质 直接影响和 危害水生生物的生存和水资源的利用 堆积的固体废物 经 过雨水浸淋及自身的分解 渗出液和滤液亦会污染江河 湖 泊 甚至污染地下水 某选矿厂的尾矿堆积量达上千万吨 严重污染下游水体和
10、地 下水 使渗出氟的浓度高达10 6mg L 废渣对水域的污染 以冶炼废渣和化工废渣最为突出 目前 世界上的原子能反应堆的废渣及向深海投弃的放射性废物已 严重地污染了海洋 二 污染水体 20 包头尾矿坝 储灰坝 v尾矿坝 占地11平方公里 是世 界上最大规模的稀土湖 共1 5 亿吨 包括930万吨稀土和7万吨 放射性元素钍 v2000年地下水质监测 尾矿坝周 边村庄的地下水已经受到严重污 染 其中溶解性总固体 硫酸盐 总硬度 氯化物全部严重超标 检测报告明确指出 村中的地 下水已经不适合人和牲畜饮用 癌症村 v粉尘危害 储灰坝附近的田地 挖20 40m才能看到土本来的颜 色 v2007 3 1
11、6 储灰坝引发群体性事 件 v搬迁 新规划的小区北靠泉山金 矿 含有氰化剧毒尾渣有几千万 吨 21 1 废废物中的微粒与粉末能随风风 飞扬飞扬 使道路的能见见度下降 2 废废渣和垃圾在堆放过过程中 在 周围围温度 水分的作用下 使某 些有机物质发质发 生分解 产产生有害 气体和腐败败的垃圾废废物散发发出的 腥臭味 可对对空气造成污污染 3 有害物质质本身还还会散发发大量 毒气 使大气受到严严重污污染 煤矸石的自燃会放出大量SO2 沥青和渣油都含有多环芳烃气体 4 同时时采用焚烧烧法处处理固体废废 物已成为为有些国家大气污污染的主 要污污染源之一 有害气体如SO2 NH3 CH4以及粉尘等 三
12、污染大气 22 由于人口剧增 使垃圾排放量也大大增加 若未经过处理直接 排入周围环境 则易造成环境污染 病菌 病毒 蚊 蝇等 四 影响环境卫生 传播疾病 v1983年夏季贵阳市哈马井和望城坡垃圾堆放场所在地区同时发生痢疾流行 其原因是地下水被垃圾场渗透液污染 大肠杆菌超过饮用水标准770倍以 上 含菌量超标2600倍 v美国拉夫运河事件 1977年洛伊斯 吉布斯着手调查 v从1942年到1953年 胡克化学公司在运河边倾倒了两万多吨化学物 质 v1954年以一美元的价格将土地卖给了当地的教育委员会 并附有关 于有毒物质的警告 v不久建立了一所小学 小学周围开始繁荣 监测结果表明 有害物质浓度超
13、标500多倍 测出有毒物质82种 其中 11种能致癌 民众示威游行 与政府抗议 1978年 美国政府实施搬迁令 并拨款2700万美元进行治理 同时对受 害者赔偿 23 1 人力和财力浪费 污染固体废物要用大量人力和财力去进行管理和处置 一个一个 大型工厂一般需上百人管理废渣 大型工厂一般需上百人管理废渣 2 资源浪费 固体废物实际上是宝贵的资源 固体废物中绝大部分物质都 是可以利用的 五 浪费资源 24 3 3 固体废物污染控制固体废物污染控制 进行 无害 化处 理与 处置 进行 综合 利用 或回 收利 用 少产生或不产生 Point of directional change it is d
14、ecided by technological economical and cultural condition 固 废 消费观念结构 改进设计 环评 采用 精料 延长使用寿命 消毒 稳定化 填埋 焚烧 固化处理 循环利用 翻新 逆向物流 综合利用 两方面 减少固体废物的排放量 防治固体废物污染 25 生 产 过 程 原料 能源 技术 工艺 设备 过程 控制 管理员工 产品 包括副产 品和中间产品 废弃物 循环回用 清洁生产 26 具体措施 1 改革生产工艺 清洁生产 从源头入手 全面的系统的减少污染 采用精料 选矿过程提高矿石品位 减少固体废物的产 量 提高产品的使用寿命 延长其服务周期
15、2 发展物质循环利用工艺及循环境经济 3 综合利用 某些固体废物中含有有用的原料或副产物 可以回收利用 4 进行无害化处理和处置 采用焚烧 热解等方式 使之转化为无害物质或使有害物质 含量 达到国家规定的排放标准 27 清洁生产 清洁生产是对生产过程与产品采取整体预防性的 环境策略 以减少其对人类及环境可能的危害 对生产过程而言 清洁生产包括节约原材料与能 源 尽可能不用有毒原材料并在全部排放物和废物 离开生产过程以前就减少它们的数量和毒性 对产品而言 则是籍由生命周期分析 使得从原 材料取得至产品最终处置过程中 皆尽可能将对环 境的影响减至最低 为实现清洁生产必须籍由专门技术 改进工艺流 程
16、或改变企业文化 管理 28 循环经济 循环经济是对物质闭环流动型经济的简称 从 物质流动的方向看 传统工业社会的经济是一种单向流动的线性经 济 即资源 产品 废物 线性经济的增长 依靠的是高强废地开采和消耗资源 同时高强 度地破坏生态环境 循环经济的增长模式是资源 产品 再生资源 减量 再用 循环 是循环经济最重要的实 际操作原则 减量是指减少进入生产和消费过 程的物质量 再用是指提高产品和服务的利用 效率 循环是指输出的废物再次变成资源 以 减少末端处理负荷 29 生活 服务中循 环经济意识 废物减量化 无害化 积极推进分类收集 废物资源化合理的消费观 消费结构 30 固体废物处理工程 v 固体废物处理工程可分为物理处理 化学处理 生物处理 热处理 固化处理等 v 目的 将固体废物转变成适于运输 利用 贮存 或最终处置 1 物理处理 v 通过浓缩或相变化改变固体废物的结构 使之成 为便于运输 贮存 利用或处置的形态 v 主要方法 压实 破碎 分选 增稠 吸附等 31 2 化学处理 采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而使其达到无 害化 主要方法 氧化还原 中和 化学沉淀和化学溶出等
