固体废物的预处理

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1、第三章第三章 固体废物的预处理固体废物的预处理 主要内容：主要内容：1、压实：掌握压实的原理、目的和主要设备。、压实：掌握压实的原理、目的和主要设备。2、破碎：掌握破碎的原理、目的、主要方法和、破碎：掌握破碎的原理、目的、主要方法和设备。设备。3、分选：掌握分选的原理、目的、主要方法。、分选：掌握分选的原理、目的、主要方法。（资源化）（资源化）4、脱水：掌握脱水的主要方法原理与设备。、脱水：掌握脱水的主要方法原理与设备。【概念概念】压实压实 压缩比硬度压缩比硬度 破碎比破碎比 破碎段破碎段低温破碎低温破碎 筛分效率筛分效率 等降比等降比 重介质重介质 加重质加重质 磁流体磁流体 磁流体动力分选

2、磁流体动力分选【理论和方法理论和方法】 压实效果的度量；压实设备评价压实效果的度量；压实设备评价;影响破碎效影响破碎效 果的因素果的因素;破碎方法及工艺破碎方法及工艺;常见分选方法及原常见分选方法及原 理理;影响筛分效率的因素影响筛分效率的因素;磁流体分选原理磁流体分选原理;常见常见 分选设备分选设备;固体废物水分存在方式固体废物水分存在方式;脱水浓缩方脱水浓缩方 法及常见机械。法及常见机械。本章重点本章重点概概 述述固体废物的差异性大：固体废物的差异性大：种类、组成、形状大小、种类、组成、形状大小、结构结构、性质；、性质；固体废物预处理定义：固体废物预处理定义：以机械处理为主涉及废以机械处理

3、为主涉及废物中某些组分简易分离与浓集的处理方法；物中某些组分简易分离与浓集的处理方法；主要预处理技术：主要预处理技术：压实、破碎、分选和脱水。压实、破碎、分选和脱水。不利于后续资源化、处理处置不利于后续资源化、处理处置 浓缩脱水浓缩脱水分选分选破碎破碎压实压实4 43 32 21 1含水率超过含水率超过90%的的 固体废物固体废物,必须脱必须脱水水 减容减容,以便于包装、以便于包装、运输与资源化利用运输与资源化利用用机械方用机械方法增加固法增加固体废物聚集体废物聚集程度，增大容重减少表程度，增大容重减少表观体积，提高运输与管观体积，提高运输与管理的一种操作技术。具理的一种操作技术。具有减容和预

4、稳定的作用有减容和预稳定的作用 利用外利用外 力克服废物质点力克服废物质点间的内聚力使大块变间的内聚力使大块变小块的过程。小块分小块的过程。小块分裂成细粉过程为磨碎。裂成细粉过程为磨碎。有利于三化处理有利于三化处理 将固体废物中各种可回收将固体废物中各种可回收利用废物或不利于后续处利用废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采理工艺要求的废物组分采 用适当技术分离出用适当技术分离出 来的过程。来的过程。 第一节第一节 固体废物的压实固体废物的压实压实定义：压实定义：指用机械方法增加固体废物聚集程指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物表观体积，提高度，增大容重和减少固体废物表观体

5、积，提高运输与管理效率的一种操作技术；运输与管理效率的一种操作技术；压实目的：压实目的：增大容重、减少固体废物体积，便增大容重、减少固体废物体积，便于装卸和运输，降低运输成本；可制造高密度于装卸和运输，降低运输成本；可制造高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建材使用。惰性块料，便于贮存、填埋或作为建材使用。一、固体废物压实的目的一、固体废物压实的目的二、压实的原理二、压实的原理 大多数固体废物是由不同颗粒与颗粒间的空隙大多数固体废物是由不同颗粒与颗粒间的空隙组成的集合体。自然堆放时，表观体积是废物颗粒组成的集合体。自然堆放时，表观体积是废物颗粒有效体积与孔隙占有的体积之和，即有效体积与孔隙占有

6、的体积之和，即: : Vm Vm为为固体废物的表观体积；固体废物的表观体积； VsVs为为固体颗粒体积（包括水分）；固体颗粒体积（包括水分）； VvVv为为孔隙体积。孔隙体积。进行压实操作时，随压力强度的进行压实操作时，随压力强度的 ，孔隙体积，孔隙体积 ，表观体积，表观体积也随之也随之 ，而容重，而容重 。国外采用垃圾高压压实成捆的处理工艺国外采用垃圾高压压实成捆的处理工艺捆包后垃圾填埋优点：捆包后垃圾填埋优点：1 1、更容易均匀布料，、更容易均匀布料，场地沉降较均匀场地沉降较均匀2 2、减少了扬尘的危害、减少了扬尘的危害3 3、城市生活垃圾经高、城市生活垃圾经高压压实处理时，由于压压实处理

7、时，由于挤压和升温，可使垃挤压和升温，可使垃圾中的圾中的BODBOD5 5从从6000mg/L6000mg/L降至降至200mg/L200mg/L。CODCOD从从8000mg/L8000mg/L降到降到150mg/L150mg/L，大大降低，大大降低了腐化性，减轻对环了腐化性，减轻对环境的污染境的污染 为为判判断断压压实实效效果果，比比较较压压实实技技术术与与压压实实设设备备的的效效率，常用下述指标来表示废物的压实程度。率，常用下述指标来表示废物的压实程度。空隙比与空隙率空隙比与空隙率空隙比与空隙率空隙比与空隙率（1 1） 空隙比：空隙比：空隙比：空隙比：e=Ve=Vv v/V/Vs s（2

8、 2）空隙率：）空隙率：）空隙率：）空隙率：=Vv/=Vv/VmVm 空空空空隙隙隙隙比比比比或或或或空空空空隙隙隙隙率率率率越越越越低低低低，则则则则表表表表明明明明压压压压实实实实程程程程度度度度越越越越高高高高，相相相相应的容重越大应的容重越大应的容重越大应的容重越大三、固体废物压实程度的度量三、固体废物压实程度的度量 湿密度与干密度湿密度与干密度（1）忽忽略略空空隙隙中中的的气气体体重重量量，固固体体废废物物的的总总重重量量（mm）就就等于固体物质重量（等于固体物质重量（ms）与水分重量（）与水分重量（mw）之和，即：）之和，即： mmmm=m=ms s+m+mww（2）湿密度：）湿密

9、度： mm=mmmm/Vm（3） 干密度：干密度： d d=mms s/Vm 压压实实前前后后固固体体废废物物密密度度值值及及其其变变化化率率大大小小，是是度度量量压压实实效果的重要参数，也容易测定，故比较实用效果的重要参数，也容易测定，故比较实用体积减少百分比体积减少百分比体积减少百分比体积减少百分比 R(%) = (VR(%) = (Vi i - V - Vf f)/V)/Vi i 100100!R 体体积积减减少少百百分分比比（%），Vi 压压实实前前废废物物的的体积（体积（m3），），Vf 压实后废物的体积（压实后废物的体积（m3）。）。压缩比与压缩倍数压缩比与压缩倍数压缩比与压缩倍数

10、压缩比与压缩倍数（1 1） 压缩比压缩比压缩比压缩比 定义为：定义为： r = r = V Vf f/V/Vi i (r 1) 显然，显然，r越小，说明压实效果越好。越小，说明压实效果越好。（2 2）压缩倍数）压缩倍数）压缩倍数）压缩倍数 (n)(n) 定义为：定义为： n = Vn = Vi i/ /V Vf f (n 1) 压实的实质可看作是消耗一定的压力能，压实的实质可看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。当固废受到外界压力提高废物容重的过程。当固废受到外界压力时，各颗粒间相互挤压，变形或破碎，从而时，各颗粒间相互挤压，变形或破碎，从而达到重新组合的效果。达到重新组合的效果。 适于

11、压实处理的主要是压缩性能大而复原适于压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质。性小的物质。木材、金属、玻璃、塑料块等木材、金属、玻璃、塑料块等本身已经很密实的固体或焦油、污泥等半固本身已经很密实的固体或焦油、污泥等半固体废物不宜作压实处理。体废物不宜作压实处理。三、压实设备三、压实设备类别类别：固定和移动固定和移动构造：容器单元和压实单元二部分构造：容器单元和压实单元二部分容器单元接受废物，压实单元具有液压或气压容器单元接受废物，压实单元具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。操作的压头，利用高压使废物致密化。 固定式压实器：凡用人工或机械方法（液压方式固定式压实器：凡用人工或机械方

12、法（液压方式为主）把废物送进压实机械中进行压实的设备称为为主）把废物送进压实机械中进行压实的设备称为固定式压实器。如各种家用小型压实器、废物收集固定式压实器。如各种家用小型压实器、废物收集车上配备的压实器及中转站配置的专用压实机。车上配备的压实器及中转站配置的专用压实机。移动式压实器：是指在填埋现场使用的轮胎式或移动式压实器：是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实机以及其他专门设履带式压土机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。计的压实机具。（一）固定式压实器（一）固定式压实器只能定点使用，通常由一个容器单元和一个只能定点使用，通常由一个容器单元和一个压实单元构成。前

13、者通过料箱或料斗接受废压实单元构成。前者通过料箱或料斗接受废物，后者在液压或气压驱动下依靠压头，利物，后者在液压或气压驱动下依靠压头，利用一定的挤压力将废物压成致密的块体。用一定的挤压力将废物压成致密的块体。分为小型家用压实器和大型工业压缩机两类。分为小型家用压实器和大型工业压缩机两类。前者大小为前者大小为854560cm854560cm3 3，进行垃圾压缩或，进行垃圾压缩或破碎。后者一般在废物转运站、高层住宅垃破碎。后者一般在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部以及其他需要压实的场合，大圾滑道的底部以及其他需要压实的场合，大到可压缩汽车。到可压缩汽车。1 1、常见的固定式压实器、常见的固定式压

14、实器(1)(1)水平式压实器水平式压实器(2)(2)三向垂直压实器三向垂直压实器(3)(3)回转式压实器回转式压实器(4)(4)城市垃圾压实器城市垃圾压实器（1 1）水平压实器）水平压实器 装料室装料室压面压面破碎杆破碎杆靠靠做做水水平平往往复复运运动动的的压压头头将将废废物物压压到到矩矩形形或或方方形形的的钢钢制制容容器器中中。适适用用于于压压实实城城市市垃垃圾圾。先先将将垃垃圾圾加加入入装装料料室室，启启动动具具有有压压面面的的水水平平压压头头，使使垃垃圾圾致致密密化化和和定定形形化化，然然后后将将坯坯块块推推出出。推推出出过过程程中中，坯坯块块表表面面的的杂杂乱乱废废物物受受破破碎碎杆杆

15、作作用用而而被被破破碎碎，不致防碍坯块移出。不致防碍坯块移出。(2)(2)、三向联合式压实器、三向联合式压实器具具有有三三个个互互相相垂垂直直的的压压头头，依依次次施施压压。适适合合于于压压实实松松散散金金属属废废物物。它它具具有有三三个个互互相相垂垂直直的的压压头头，金金属属等等类类废废物物被被置置于于容容器器单单元元内内，而而后后依依次次启启动动1 1、2 2、3 3三三个个压压头头，逐逐渐渐使使固固体体废废物物的的空空间间体体积积缩缩小小，容容重重增增大大，最最终终达达到到一一定定的的尺尺寸寸。压压后后尺尺寸寸一一般般在在2002001000mm1000mm之之间间。一一般般用用作作金金

16、属属类类废废物压实器。物压实器。(3)(3)、回转式压实器、回转式压实器具具具具有有有有两两两两个个个个压压压压头头头头和和和和一一一一个个个个旋旋旋旋动动动动式式式式压压压压头头头头。适适适适于于于于体体体体积积积积小小小小质质质质量量量量小小小小的的的的废废废废物物物物。废废废废物物物物装装装装入入入入容容容容器器器器单单单单元元元元后后后后，先先先先按按按按水水水水平平平平式式式式压压压压头头头头1 1 1 1的的的的方方方方向向向向压压压压缩缩缩缩，然然然然后后后后按按按按箭箭箭箭头头头头的的的的运运运运动动动动方方方方向向向向驱驱驱驱动动动动旋旋旋旋动动动动式式式式压压压压头头头头2

17、,2,2,2,使废物致密化，最后使废物致密化，最后使废物致密化，最后使废物致密化，最后按水平压头按水平压头按水平压头按水平压头3 3 3 3的运的运的运的运动方向将废物庄至动方向将废物庄至动方向将废物庄至动方向将废物庄至一定尺寸排出。一定尺寸排出。一定尺寸排出。一定尺寸排出。(4)(4)(4)(4)、城市垃圾压实器、城市垃圾压实器、城市垃圾压实器、城市垃圾压实器a、高层住宅垃圾滑道下的压实器、高层住宅垃圾滑道下的压实器 (a)(a)为为压压缩缩循循环环开开始始，从从滑滑道道中中落落下下的的垃垃圾圾进进入入料料斗斗。(b)(b)为为压压缩缩臂臂全全部部缩缩回回处处于于起起始始状状态态，压压缩缩室

18、室内内充充入入垃垃圾圾。当当压压臂臂全全部部伸伸展展，垃圾被压入容器中，如垃圾被压入容器中，如(c)(c)图，当垃圾不断充人图，当垃圾不断充人最后在容器中压实。可以最后在容器中压实。可以将压实的垃圾装入袋内。将压实的垃圾装入袋内。b b、城市垃圾压实器、城市垃圾压实器 城市垃圾压实器与城市垃圾压实器与金属类废物压实器构造相金属类废物压实器构造相似。常采用的有三向联合似。常采用的有三向联合式压实器及水平式压实器。式压实器及水平式压实器。为了防止垃圾中有机物腐为了防止垃圾中有机物腐败，要求在压实器的四周败，要求在压实器的四周涂敷沥青。涂敷沥青。（二）移动式压实设备（二）移动式压实设备（用于填埋场压

19、实）（用于填埋场压实）带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压实器。带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压实器。按压实过程工作原理不同，可分为碾（滚）压、夯实、振按压实过程工作原理不同，可分为碾（滚）压、夯实、振动三种，相应的分为三大类。固体废物压实处理主要采用动三种，相应的分为三大类。固体废物压实处理主要采用碾（滚）压方式碾（滚）压方式主要用于填埋场，也安装在垃圾车上。现场常用的压实机主要用于填埋场，也安装在垃圾车上。现场常用的压实机主要包括胶轮式、履带式压土机和钢轮式布料压实机。主要包括胶轮式、履带式压土机和钢轮式布料压实机。2、压实器的选择、压实器的选择 压压实实器器的的选

20、选择择主主要要针针对对压压缩缩比比，应应当当选选择择合合适适的的压压缩缩比比和和使使用用压压力力。此此外外，应应注注意意压压缩缩过过程程中中的的情情况况，如如城城市市垃垃圾圾压压缩缩过过程程中中会会出出现现水水分分，塑塑料料热热压压时时会会粘粘在在压压头头上上等等，应应对对不不同废物采用不同压缩机同废物采用不同压缩机。 在在城城市市垃垃圾圾的的综综合合利利用用中中，垃垃圾圾压压实实后后产产生生水水分分，在在风风选选分分离离纸纸时时是是不不利利的的，因因此此，是是否否选选用用压压实实装装置置与与后后继继处处理理过过程程也也有有关关、应应当当综合考虑。综合考虑。压实器选择（主要考虑因素）压实器选择

21、（主要考虑因素）装载面尺寸：装载面尺寸：应能容纳用户产生的最大件废物，应能容纳用户产生的最大件废物，一般取一般取0.765-9.18m；循环时间：循环时间：是压头的压面从装料箱把废物压入容是压头的压面从装料箱把废物压入容器回到原来静止位置的过程所需时间。一般器回到原来静止位置的过程所需时间。一般20-60s压力范围：压力范围：通过求出具体压实器的额定作用力来通过求出具体压实器的额定作用力来确定，固体式压实器的压力范围一般为确定，固体式压实器的压力范围一般为0.1-0.35MPa；压头行程：压头行程：压面进入容器的深度或者压面的行程压面进入容器的深度或者压面的行程长度，一般为长度，一般为10.2

22、-66.2m体积排率：体积排率：由每次把废物堆入压实器可压缩的体由每次把废物堆入压实器可压缩的体积积1h内压实器完成的循环次数确定；（内压实器完成的循环次数确定；（m3/hr）第二节第二节 固体废物的破碎固体废物的破碎定义定义：在外力作用下破坏固体废物质点间的内聚：在外力作用下破坏固体废物质点间的内聚力使大块的固体废物分裂为小块的过程力使大块的固体废物分裂为小块的过程破碎；破碎；使小块固体废物分裂成细粉的过程使小块固体废物分裂成细粉的过程磨碎。磨碎。目的目的：减小固体废物的颗粒尺寸；降低空隙：减小固体废物的颗粒尺寸；降低空隙率、增大废物容重，有利于后续处理与资源率、增大废物容重，有利于后续处理

23、与资源化利用。化利用。第二节第二节 固体废物的破碎固体废物的破碎定义定义：利用外力外力克服固体废物质点间的内聚力内聚力而使大块固体废物分裂为小块的过程称为破碎破碎，使小块固体废物分裂成细粉的过程称为磨碎磨碎。目的：目的：1、减容，便于运输、贮存和填埋，有利于加速土地还原利用2、为分选提供所要求的粒度，便于回收有用成分3、颗粒均匀化，提高焚烧、堆肥和资源化等作业的稳定性和处理效率4、防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备一、固体废物破碎的基础理论一、固体废物破碎的基础理论（一）固废破碎的难易程度（一）固废破碎的难易程度1、机械强度：指固废抗破碎的阻力，通常用静载下测机械强度：指固废抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量定的抗压强度为标准来衡量。（抗压。（抗压抗剪抗剪抗弯抗弯抗拉）。抗拉）。 一般，抗压强度一般，抗压强度250MPa为坚硬固废；为坚硬固废；40250MPa为为中硬固废；中硬固废；40MPa为软为软固废。固废。 粒度越小，机械强度越高粒度越小，机械强度越高。