《《化工环境工程概论》课件 第五章.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《化工环境工程概论》课件 第五章.doc（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工环境工程概论教案张欢 第五章 化工废渣 处理及资源化第五章 化工废渣处理及资源化授课方式：讲课教学目标：使学生了解环境、环境科学、环境保护的相关概念，及当前世界环境问题的严峻形势，进而明确环境保护的重大意义。教学重点：1 环境与环境科学的定义、研究目的、对像及任务等； 2 当前世界环境的主要问题及其发展前景。教学难点：环境污染及其对人体的危害。教学时数：2学时授课内容：- 14 -固体废物：是指在社会生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质。固体废物具有两重性。比如高炉渣可作为水泥原料。因此固体废物有“在错误时间放在错误地点的原料”之称。目
2、前，应用更多的是固体废弃物一词。国际上也将容器盛装的易燃、易爆、有毒、腐蚀等具有危险性的废液、废气，从法律角度上定为固体废物。据统计，目前全球每天产生近30Mt的固废。我国是世界上人口最多的国家，随着城市化进程的加快，城市生活固废的数量也在迅速增加。据报道，2000年我国城市固废的年产生量达1.02108t，而且每年还以10%左右的速率增加。十几年来，我国各城市相继建设了一批固废处理厂，固废无害化率也逐步递增，但还远远不能满足需要。这些增长的固废成为困扰环社会经济发展的难题。环境专家对各种类型废弃物的解体时间作出推算并指出：玻璃瓶实际上在任何时候都不会分解，其他如塑料瓶约需450年，盛啤酒或汽
3、水的易拉罐需200250年，普通马口铁罐头盒约需100年，经油漆粉刷的木板约需13年，帆布制品约需1年，绳索需314个月，棉织物需15个月，火车票等纸屑约需半个月，如此等等。这表明，一次不慎所造成的环境污染可能会影响到好几代人。分类：按性质分为有机物和无机物；按形态分为固体的和泥状的；按来源分为矿业的、工业的（冶金工业、能源、化工业、食品工业及其他）、城市生活的（生活垃圾、城建渣土、商业固体废物如废电脑、粪便、医院垃圾）、农业的（主要为粪便及植物秸杆类）和放射性的五类。中国固体废物产生现状：n 生活垃圾：一般来说，城市每人每天的增圾量为12公斤，其多寡及成分与居民物质生活水平、习惯、废旧物资回
4、收利用程度、市政建设情况等有关。如国内的垃圾主要为厨房垃圾。有的城市，炉灰占70%，以厨房垃圾为主的有机物约20%，其余为玻璃、塑料、废纸等。n 工业固体废物：工业固体废物污染是影响环境质量的一个重要因素。工业固体废物的排放和堆存，占用了大量土地，并且对地下水及水源地造成污染。自20世纪90年代以来，中国工业固体废弃物的排放总体上呈上升趋势，由1990年的57797万吨增加到1999年的64905万吨，年均增长1.3 1998年，工业固体废物的产生量为8亿吨，其中县及县以上工业固体废物产生量为6.4亿吨，占总产生量的80%；乡镇工业的产生量为1.6亿吨。工业固体废物排放量为7034万吨，其中乡
5、镇工业排放量5212万吨，占排放总量的74.1%。危险废物的产生量为 974万吨，其中县及县以上工业的产生量为905万吨，占危险废物产生量的92.9%第一节 化工废渣的来源及特点（40分钟）一、化工废渣的来源化工废渣是指化学工业生产过程中产生的固体和泥浆废物，包括化工生产过程中排出的不合格产品、副产品、废催化剂、废溶剂、蒸馏残液以及废水处理产生的污泥等。如硫铁矿渣、硫酸渣、电石渣等。由化工企业排放出的固体形式的废弃物质，凡是具有毒性、易燃性、腐蚀性、放射性等的各种废物都属于有害废渣。二、化工废渣的分类按化学性质可分为：无机废渣和有机废渣；根据废渣对人体和环境的危害性不同可分为一般工业废渣和危险
6、废渣；还可按照来源进行分类。图5-1。三、化工废渣的特点1废物产生和排放量比较大：产生量约占全国固体废物产生量的6.16%；排放量约占7.24%。2化工固体废物中危险废物种类多，有毒物质含量高3废物再资源化可能性大：化工废物中的为反应原料、副产品等可用作循环利用或其他部门的原料。四、固体废物的影响对环境造成的影响主要有以下几点：侵占土地，破坏地貌和植被：化工废渣除少部分回收利用外，大部分采取堆存处理。固体废物的堆积侵占了大量的土地，造成了极大的经济损失，并且严重的破坏了地貌、植被和自然景观。污染土壤和地下水：固体废物长期露天对方，部分有害组分经雨淋随渗沥液浸出，并渗入地下向周围扩散，使土壤和地
7、下水受到污染。工业固体废物还会破坏土壤的生态平衡，使土壤毒化、酸化、碱化，使微生物和动植物不能正常的繁殖和生长。许多沿江河湖海的城市和工矿企业，直接把固体废物相邻近的水域长期大量排放，随天然降水和地表径流进入河流、湖泊，致使地表水受到严重污染，破坏了天然水体的生态平衡，妨碍了水生生物的生存和水资源的利用。污染大气：固体废物中所含的粉尘及其他颗粒物在堆放时会随风飞扬；在运输和装卸过程中也会产生有害气体和粉尘；这些粉尘或颗粒不少都含有对人体有害的成分。有的固体废物在堆放或处理过程中还会向大气散发出有毒气体和臭味，危害面积广。造成巨大的直接经济损失和资源能量的浪费：中国的资源能源利用率很低，大量的资
8、源、能源会随固体废物的排放而流失。我国废旧物资回收利用率只相当于世界先进水平的1/41/3，大量可再生资源尚未得到回收利用，流失严重，造成污染。据统计，我国每年有数百万吨废钢铁、600多万吨废纸、200万吨玻璃未予回收利用，每年扔掉的60多亿废干电池中就含有8万吨锌、10万吨二氧化猛、1200多吨铜等。每年因再生资源流失造成的经济损失达250300亿元。同时，废物的排放和处置也要增加许多额外的经济负担。第二节 化工废物处理技术（5分钟）化工废物的处理处置包括处理和处置两方面。固体废物处理的定义：化工废物的处理是指通过物理、化学、生物、物化及生化法把固体废物转变城适于运输、利用、贮存或最终处置的
9、过程。处理固体废弃物主要有三个途径，即减少废弃物产量、再利用废弃物、循环利用废弃物，把三个英文单词取第一个字母都是R，这样就简称3R原则。减少废弃物产量 节约1吨纸可少产生1吨垃圾，少生产400吨左右造纸黑液，少产生2.4104 m3的废气，少砍伐一片树林，少消耗相应数量的煤、电、碱等。近年来，北方地区大田中推广地膜覆盖技术，聚乙烯、聚氯乙烯薄膜有20%-30残留在土地中。此外，随着塑料工业的发展，日常生活用品中有许多是塑料制品，如塑料袋、一次性餐具、饮料瓶、饮水杯等，这些废弃物到处乱扔不仅影响市容，而且由于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料很难降解，混入土壤中几十年不变，破坏了土壤结构及作物从土
10、壤中吸收水分和营养成分的途径，而影响农业生产。目前我们把由塑料造成的污染称为“白色污染”。为了防止白色污染继续蔓延，禁止使用超薄塑料袋。同时积极推广使用能迅速降解的淀粉塑料、水溶塑料、光解塑料等。再利用废弃物 在日本，垃圾再利用相当普遍，许多商品包装上都有“再生”标志。按照包装上的提示，消费后的垃圾是分类抛弃于垃圾箱的，环卫工人处理城市垃圾，首先回收其中可利用的废旧物资，如废纸、废金属、旧织物、玻璃、塑料等。像果皮、菜叶、泔脚等可加工为饲料，垃圾经过焚烧体积大大缩小，同时消灭各种病原体，能把一些有毒有害物质转化为无害物质。因为燃烧放热，可回收热能用于发电。有的诸如塑料类经过加工为再生塑料制品，
11、实在无法利用的集中填埋，覆土造地，保护环境。近年来，日本采用高压压缩垃圾，制成垃圾块填海造地。循环利用废弃物 生物圈里有食物链，高级生物以低级生物为生存条件。化学上也有反应循环的设计，做到人尽其才，物尽其用。固体废物处理的方法固体废物由于其来源和种类的多样化和复杂性，它的处理处置方法应根据各自的特性和组成进行优化选择。以下介绍几种常用的处理方法：1压实固体废物的压实又称压缩，是利用机械方法增加固体废物的聚集程度，增大容积密度和减小体积，以便于装卸、运输、贮存和填埋。压实是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法。如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。适于压实减少体积处理的固体废弃物还有垃圾、
12、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理，某些可能引起操作问题的废弃物，如焦油、污泥或液体物料，一般也不宜作压实处理。根据废物的类型和处置目的的不同，压实的处理流程不同。压实处理技术在部分工业发达国家已经得到应用，在我国还未广泛使用。压实处理的主要机械设备为压实器。几种常用压实器的介绍n 水平式压实器：作为运转站固废定型压实操作使用。n 三项垂直式压实器：主要用于压实金属。n 回转式压实器：适于压实体积小、较轻的固体废物n 袋式压实器：适于组分均匀的固体废物，压实的废物轻便，外形一致，易于填埋。n 水平式 压实器2破碎利用外力克服固体废物质点间的
13、内聚力而使大块固体废物分裂成小块，使废物转变成适合进一步加工或能经济的再处理、处置的形状和大小的过程。通常作为运输、贮存、焚烧、热分解、熔融、压缩、磁选登过程的预处理过程。经过破碎处理的废物，由于消除了大的空隙，不仅使尺寸大小均匀，而且质地也均匀。固体废弃物的破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等，此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。技术已相当成熟，应用非常普遍。n 破碎的目的：1.减容；2.为分选提供要求入选粒度，便于有效回收有用成分；3.增加比表面积，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率；4.防止粗大锋利的固体废物损坏处理处置设备；进行填埋处置时，破碎的生活垃
14、圾压实密度高而均匀，易于复土。n 破碎方法机械能破碎：如冲击破碎、挤压破碎、磨擦破碎等。非机械能破碎：如低温破碎、湿式破碎等选择机械破碎方法时，需视固体废物的机械强度特别是其硬度而定。对于脆硬性废物，如废石和废渣等多采用挤压、劈裂、冲击、磨剥方法破碎；对于柔硬性废物，如废钢铁、废汽车、废塑料等多采用冲击和剪切破碎。对于含有大量废纸的城市垃圾，一般采用的是湿式和半湿式破碎。对于一般的粗大固体废物，通常是先剪切，压缩成一定形状，再送入破碎机。剪切破碎：靠机械的剪切力将固体废物破碎成为适宜尺寸的过程。当前这种处理技术广泛应用于金属、木质、塑料、橡胶、纸等许多固废的破碎。冲击破碎：是靠打击锤与固定板之
15、间的强力冲击作用将固体废物破碎的过程。主要应用于玻璃、瓦砾、废木质、塑料机废家用电器等固废的处理。低温破碎：对于在常温下难以破碎的固体废物，可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎。低温破碎技术适用于常温下难以破碎的复合材质的废物，如钢丝胶管、橡胶包覆电线电缆，废家用电器等橡胶和塑料制品等。先将固体废物投入预冷装置，再进入浸没冷却装置，这样橡胶、塑料等易冷脆物质迅速脆化，然后送入高速冲击破碎机破碎，使易脆物质脱落粉碎。破碎产品再进入各种分选设备进行分选。采用低温破碎，同一种材质破碎的尺寸大体一致，形状好，便于分离。但因通常采用液氮作制冷剂，而制造液氮需耗用大量能源，因此，发展该技术必须考虑在经济效益上能否抵上能源方面的消耗费用。湿式破碎：是为了回收城市垃圾中的大量纸浆而发展起来的一种破碎技术。基于纸类在水力的作用下发生浆化，然后将浆化的纸类用于造纸，从而达到回收纸类的目的。垃圾用传送带投入破碎机，破碎机于圆形槽底上安装多孔筛，筛上设有6个刀片的旋转破碎辊，使投入的垃圾和水一起激烈旋转，废纸则破碎成浆状，透过筛孔由底部排出，难以破碎的筛上物（如金属等）从破碎机侧口排出，再用斗式提升机送至磁选器将铁与非铁物质分离。半湿式选择破碎：基于废物中各种组分的耐剪切、耐压缩、耐冲击性能的差异，采用半湿式（加少量水）在特制的具有冲击、剪切作用的装置中
