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1、第四章固体废物资源化技术第1节 固体废物的分选技术 第2节 固体废物的生物处理技术 第3节 固体废物的热转化技术 第4节 固体废物制备建筑材料技术 第5节 固体废物的固化与化学处理技术 第6节 固体废物的化学浸出技术本章内容要点 1、掌握各种分选技术的主要原理与设备 2、重点掌握好氧堆肥和沼气发酵的技术原理、设备 和流程等，学会简单的处理设计方法。 3、掌握热解和焚烧的原理和设备 4、掌握各种利用固体废物生产建筑材料的方法原理 与设备等。 5、掌握固化与化学处理技术 6、简单了解化学浸出技术第一节 固体废物的分选技术固体废物的分选就是将固体废物中各种可回收利用 废物或不利于后续处理工艺要求的废
2、物组分采用适当技 术分离出来的过程。手工拣选:转运站或处理中心的废物传送带两边。 分类 机械分选:一般先经过破碎，包括:筛选(分)、风选、浮选、磁选、电选、摩擦与弹跳分选、光电分选和涡电流分选。在固体废物处理、处置与回用之前应该进行分选，将 有用的组分加以分选回收，将有害的成分分离出来， 对固体废物进行分选有很重要的意义。一、筛选(一)筛选原理 1、筛选过程：利用一个或一个以上的筛面， 将不同粒径颗粒的混合废物分成两组或两组 以上颗粒组的过程。 该过程由物料分层和细粒透筛两个阶段组成。条件 目的 易筛粒：粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，很易通 过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛。 难筛粒：粒度大于筛
3、孔尺寸3/4的颗粒，粒度越 接近筛孔尺寸就越难透筛。2、筛分效率：筛选时实际得到的筛下产物的质量与原料中 所含粒度小于筛孔尺寸的物料的质量比，用百分数表示。 (此时筛下产物全部为小于筛孔尺寸的颗粒 ) (4-1) 式中：Q 1为筛下产物质量，kg； Q为入筛固体废物质量， kg ； 入筛固体废物中小于筛孔尺寸的细粒含量，%。 实际要测定Q 、 Q1比较困难。设： (4-2)(4-3) 式中： Q2为筛上产物质量，kg；、分别为筛上、筛下产 品中小于筛孔尺寸的细粒含量，%。入筛固体废物Q ,筛上 产品 Q2，筛下产品Q1， 将式（4-2）代入 式（4-3），得将其代入式 (4-1)，得实际生产中
4、由于筛网磨损而常有部 分大于筛孔尺寸的粗粒进入筛下产 品，此时，筛下产品不是100% Q1 ，而是 Q1，筛分效率的计算公式 为：3、影响筛分效率的因素(P35)（1）固体废物性质的影响：a、粒度组成（易筛粒含量越高，筛分效率越高）；b、含水率和含泥量（含水量小于5%且含泥质较少时， 影响不大，属干式筛分；含水量达5%8% ，且颗粒粒度较细又含泥质时，颗粒间以及颗粒与网丝间产生较大凝 聚力，堵塞筛孔，使筛分无法继续进行；含水量达 10%14% 时，颗粒形成泥浆，凝聚力下降，颗粒团聚体散成单体颗粒，筛分效率提高，属湿式筛分。）c、颗粒形状（球形最易，片状或条状颗粒，难通过圆形或方形筛孔的筛子，但
5、易通过长方形筛孔的筛子。）（2）筛分设备性能的影响：筛孔形状、 筛面、筛子运动方式及运动强度、筛面 宽度和长度、筛面倾角(15-25为易)。 （3）筛分操作条件的影响：注意连续均 匀给料、及时清理和维修筛面。（二）筛分设备1、固定筛 2、滚筒筛 3、振动筛(1)惯性振动筛(2)共振筛1、固定筛筛分物料时，筛面固定不动的筛分设备。筛面 由许多平行排列的筛条组成，可以水平或倾斜安装 。 （1）棒条筛：由平行排列的棒条组成，筛孔尺寸为 筛下粒度的1.11.2倍（一般不小于50mm），棒条宽 度应大于固体废物中最大快块度的2.5倍。适于筛分 粒度大于50mm的粗粒废物，主要用在初碎和中碎之 前，安装倾
6、角一般为3035。 （2）格筛：由纵横排列的格条组成，一般安装在粗 碎机之前，以保证入料块度适宜。亦叫转筒筛，筛面为带孔的圆柱形筒体或截 头的圆锥体。筛网一般为冲击板。安装倾角 35。 物料在滚筒筛中的运动有三种状态： （1）沉落状态：颗粒被圆周运动带起，滚落 到向上运动的颗粒层表面。 （2）抛落状态：筛筒转速足够高时，颗粒沿 筒壁上升，沿抛物线轨迹落回筛底。 （3）离心状态：转速进一步提高，颗粒附着 在筒壁上不再落下，此转速称为临界转速。 物料处于抛落状态时效果最佳，一般，物料在 筒内滞留2530S，转速56r/min时筛分效率 最佳。2、滚筒筛振动方向与筛面垂直或近似垂直，振动次数 600
7、3600r/min，振幅0.51.5mm。物料在筛面 上发生离析现象，密度大而粒度小的颗粒穿过 密度小而粒度大的颗粒间隙，进入下层到达筛 面，大大有利于筛分地进行。安装倾角一般控 制在840之间。（1）惯性振动筛（2）共振筛3、振动筛通过由不平衡的旋转所产生的离心惯性力使筛箱产 生振动的一种筛子。由于筛面作强烈的振动 ，消 除了堵塞筛孔的现象，有利于湿物料的筛分。适用 于0.10.15mm的粗中细粒废物的筛分。还可用作脱 水振动和脱泥筛分。惯性振动筛构造及工作原理图(a ) 振动筛构造图； (b)工作原理图 （1）惯性振动筛利用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱动，使筛子在共利用连杆上装有弹簧的曲
8、柄连杆机构驱动，使筛子在共 振状态下进行筛分的。振状态下进行筛分的。 优点：处理能力大，筛分效率高、耗电少以及结构紧凑优点：处理能力大，筛分效率高、耗电少以及结构紧凑 缺点：工艺复杂、机体重大、橡胶弹簧易老化。缺点：工艺复杂、机体重大、橡胶弹簧易老化。共振筛构造及工作原理图 1、上筛箱2、下机体3、传动装置4、共振弹簧5、板簧6、支撑弹簧（2）共振筛二、风选又称气流分选，是最常用的一种按固体废物密度分 离固体废物中不同组分的重选方法。 （一）风选原理风选，以空气为分选介质，气流将轻物料向上 带走或水平带向较远的地方，重物料沉降或抛出较 近距离。通常成为“竖向气流分选”和“水平气流 分选”。 实
9、质上包含两个过程：分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分（ 提取物）和具有高密度、空气阻力小的重质部分（ 排出物）；再进一步将轻颗粒从气流中分离出来，常采用旋 流器（除尘）。空气阻力，R有效重力，G0沉降速度，v空气阻力有效重力 则有：刚开始沉降时，v=0, dv/dt=g，为球形颗粒的最大加速度 ；当dv/dt=0时，沉降速度达到最大，固体颗粒在G0 ，R 的作用下达到动态平衡而作等速沉降运动。设最大沉降速度为v0，则有受力分析静止空气中的颗粒受力分析根据牛顿定律:当颗粒粒度一定时，密度大的颗粒v0大，可分离不同密度颗粒； 当颗粒密度相同时，直径大的颗粒v0大，可分离不同粒度的颗 粒，也即风
10、力分级。 由于颗粒的沉降末速同时与颗粒的密度、粒度及形状有关，因而 在同一介质中，密度、粒度和形状不同的颗粒在特定的条件下 ，可以具有相同的沉降速度。这样的相应颗粒称为等降颗粒， 其中密度小的颗粒粒度(d1)与密度大的颗粒粒度(d2)之比，称为 等降比，以e0表示，即：若两颗粒等降，则v01=v02，有 有即e0将随两种颗粒的密度差(s2s1)的增大而增大； e0还是阻力系 数的函数。理论实践表明： e0将随颗粒粒度变细而减小。因此为了提高分选效率在分选前要对废物进行分级，或经破碎使 粒度均匀后，使其按密度差异进行分选。上升气流中颗粒受力分析空气阻力，R有效重力，G0气流速度，ua沉降速度，v
11、0固体颗粒实际沉降速度v=v0-ua据此风力可以缩短颗粒到达沉 降末速的时间和距离因此可以 使上升气流进行分选。当v0ua时，v0，颗粒向下做沉降运动；当v0=ua时，v=0，颗粒做悬浮运动；当v0f机f非磁f磁=mx0HgradH 式中： m废物颗粒质量，g ；x0废物颗粒的比磁化系数， cm3/g；H磁选机的磁场强度，Oe(奥斯特， 1 Oe =79.5775A/m)；gradH磁选机的磁场梯度， Oe/cm。固体废物中各种物质磁性分类（据比磁化系数）： 1、强磁性物质：x03810-6cm3/g 2、弱磁性物质: x0=(0.197.5)10-6cm3/g 3、非磁性物质: x0 mgc
12、os+ f5废物颗粒的电选分离过程 废料由给料斗均匀给入辊筒上，随着辊筒的旋转废料由给料斗均匀给入辊筒上，随着辊筒的旋转 ，废物颗粒进入电晕电场区，由于空间带有电荷，废物颗粒进入电晕电场区，由于空间带有电荷 ，使导体和非导体颗粒都获得，使导体和非导体颗粒都获得负电荷负电荷( (与电晕电极与电晕电极 电性相反电性相反) )。导体颗粒一面带电，一面又把电荷传导体颗粒一面带电，一面又把电荷传 给辊筒，其放电速度快，给辊筒，其放电速度快，因此，当废物颗粒随着因此，当废物颗粒随着 辊筒的旋转离开辊筒的旋转离开电晕电场区而进入静电场区时，电晕电场区而进入静电场区时， 导体颗粒的剩余电荷少，而非导体颗粒则因
13、放电导体颗粒的剩余电荷少，而非导体颗粒则因放电 速度慢，致使剩余电荷多。导体颗粒速度慢，致使剩余电荷多。导体颗粒进入静电场进入静电场 后不再继续获得负电荷，但仍继续放电，直至放后不再继续获得负电荷，但仍继续放电，直至放 完全部负电荷，并从辊筒上得到正电荷而被辊筒完全部负电荷，并从辊筒上得到正电荷而被辊筒 排斥，在电力、离心力和重力分力的综合作用下排斥，在电力、离心力和重力分力的综合作用下 ，其运动轨迹偏离辊筒，而在辊筒前方落下。偏，其运动轨迹偏离辊筒，而在辊筒前方落下。偏 向电极的静电引力作用更增大了导体颗粒的偏离向电极的静电引力作用更增大了导体颗粒的偏离 程度。程度。非导体颗粒非导体颗粒由于
14、有较多的剩余负电荷，将由于有较多的剩余负电荷，将 与辊筒相吸，被吸附在辊筒上，带到辊筒后方，与辊筒相吸，被吸附在辊筒上，带到辊筒后方， 被毛刷强制刷下，被毛刷强制刷下，半导体颗粒半导体颗粒的运动轨迹则介于的运动轨迹则介于 导体与非导体颗粒之间，成为半导体产品落下，导体与非导体颗粒之间，成为半导体产品落下， 从而完成电选分离过程。从而完成电选分离过程。 （二）电选设备 1、静电分选机废物的带电方式为直接传导带电。2、复合电场分选机YD-4型高压电选 机的电场为电晕- 静电复合电场。 为粉煤灰专用设 备。六、光电分选利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法称为光电分选。（一）光电分选系统1、给
15、料系统：料斗、振动溜槽。2、光检系统：光源、透镜、光敏元件及电子系统。3、分离系统（执行机构）（二）光电分选机工作过程七、涡电流分选一种在固废中回收有色金属的有效方法。 当含有非磁导体金属(铅、铜、锌等)的废 物以一定速度通过一个交变磁场时，这 些非磁导体金属内部会产生感应涡流。 由于废物流和磁场有一个相对运动的速 度，从而对产生涡流的金属片块具有一 个推力。此分离推力的方向与磁场方向 及废物流的方向均呈90。排斥力随废物 的固有电阻、导磁率等特性及磁场密度 的变化速度及大小而异。感应器八、摩擦与弹跳分选（一）分选原理 1、颗粒沿斜面下滑：下滑条件是 G sinF，G重力，F摩擦力，斜面的倾角
16、。而F=f N=f G cos，f摩擦系数，N垂直斜面的压力。则G sin f G cos，所以tg f 。以代表摩擦角，则ftg，所以。即斜 面倾角大于颗粒的摩擦角是下滑条件。使颗粒沿斜面下滑的作用力则加速度a根据固体废物中各组分摩擦系数和碰撞系数的差异，在斜面上运 动或与斜面碰撞弹跳时产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼 此分离的一种处理方法。GcosGcosG G sinsin初速度为零的颗粒，沿斜面下滑L距离后的速度v由此可见，当斜面长度及倾角一定时，颗粒的运动速度仅与摩擦 系数有关。F小者运动速度大，f大者运动速度小。 颗粒离开斜面后，以抛物线轨道下落（忽略空气阻力），假设下 落垂直高度为H，则颗粒抛落的水平距离L为：由此可见，当H及一定时， L仅与颗粒运动速度v有关。 以摩擦系数不同的颗粒， 其滑出斜
