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1、第十章第十章 城市垃圾处理技术城市垃圾处理技术 固体废物的压实技术固体废物的压实技术 固体废物的破碎技术固体废物的破碎技术 固体废物分选技术固体废物分选技术 固体废物的脱水与干燥固体废物的脱水与干燥 有毒有害废物的化学处理与固化有毒有害废物的化学处理与固化q 固体废物的压实技术固体废物的压实技术 压实的目的压实的目的利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，以便于装卸、运输、贮存和填埋。减小体积，以便于装卸、运输、贮存和填埋。 压实的原理压实的原理主要是减少空隙率，将空气压掉。主要是减少空隙率，将空气压掉。如果采用高压压实，除减少
2、空隙率之外，在分子之间可如果采用高压压实，除减少空隙率之外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。能产生晶格的破坏使物质变性。 适合压实处理的物质适合压实处理的物质压缩性能大而复原性小的物质。压缩性能大而复原性小的物质。 固体废物压实机械固体废物压实机械常作为转运站固定型压实操作使用。常作为转运站固定型压实操作使用。 压实机械的分类压实机械的分类 常用的几种压实器常用的几种压实器 水平压实器水平压实器 固定型、移动型固定型、移动型适用于金属类废物的压实。适用于金属类废物的压实。 三向垂直压实器三向垂直压实器 适用于压实体积小、重量轻的固体废物。适用于压实体积小、重量轻的固体废物。 回转式压实
3、器回转式压实器 固体废物压实流程固体废物压实流程v 水平压实器水平压实器 v 三三向向压压实实器器v 回回转转式式压压实实器器 被压实废物的物理特征被压实废物的物理特征 固体废物压实工程设计要点固体废物压实工程设计要点 向压实器料斗中供料传输方式向压实器料斗中供料传输方式 对压实后废物的处理方法与利用途径对压实后废物的处理方法与利用途径 压实机械特征参数压实机械特征参数 压实机械的操作特征压实机械的操作特征 操作地点的选择操作地点的选择q 第二节 城市垃圾的破碎技术城市垃圾的破碎技术目的：目的：减少固体废物的颗粒尺寸、使之质地均匀，从而可减少固体废物的颗粒尺寸、使之质地均匀，从而可降低孔隙率、
4、增大容重。降低孔隙率、增大容重。 固体废物的破碎机械固体废物的破碎机械冲击磨切型、剪切粉碎型、挤压破碎型冲击磨切型、剪切粉碎型、挤压破碎型 锤式破碎机锤式破碎机 适用于体积较大、质地较硬的废物。适用于体积较大、质地较硬的废物。 剪切破碎机剪切破碎机 往复式、回旋式往复式、回旋式 腭式破碎机腭式破碎机 适于破碎中等硬度的脆性废物的破碎。适于破碎中等硬度的脆性废物的破碎。通过人力或机械等外力作用，破坏物体内部的凝聚力和分通过人力或机械等外力作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间的作用力而使物体破裂变碎。子间的作用力而使物体破裂变碎。v 锤式破碎机锤式破碎机 v 往往复复剪剪切切形形破破碎碎机机 适适用
5、用于于松松散散的的 片片 、条条状状废废物物。v 回回旋旋剪剪切切形形破破碎碎机机 适适用用于于家家庭庭生生活活垃垃圾圾的的破破碎碎。q 第三节 城市垃圾分选技术城市垃圾分选技术目的：目的：将各种有用资源采用人工或机械的方法分门别类地将各种有用资源采用人工或机械的方法分门别类地分离开来，回用于不同的生产中。分离开来，回用于不同的生产中。 固体废物分选效果评价固体废物分选效果评价 回收率回收率 纯净度纯净度分选方法分选方法：人工捡选法、机械分选法人工捡选法、机械分选法 综合分选效率综合分选效率瓦雷分选效率公式、雷特曼分选效率公式瓦雷分选效率公式、雷特曼分选效率公式 回收率回收率 纯净度纯净度Ri
6、j=(xij/xi0) 100% 风力分选技术风力分选技术重力分选利用不同物质的密度差异（在一定流速的介质中重力分选利用不同物质的密度差异（在一定流速的介质中沉降速度不同），达到轻、重颗粒分离的目的。风力分选沉降速度不同），达到轻、重颗粒分离的目的。风力分选利用空气流作为携带介质实现此目的。利用空气流作为携带介质实现此目的。 达到一定分离效果的要素达到一定分离效果的要素 待分选的物料颗粒间密度应互有一定的差异；待分选的物料颗粒间密度应互有一定的差异；各物料颗粒与空气之间的密度也应有显著差异；各物料颗粒与空气之间的密度也应有显著差异；各物料颗粒应有适度的粒径；各物料颗粒应有适度的粒径；供给的空气
7、流保证能将进入给料口的料团充分吹成供给的空气流保证能将进入给料口的料团充分吹成按密度分布的分层形式。按密度分布的分层形式。 颗粒在气流中的沉降速度颗粒在气流中的沉降速度 风力分选机械风力分选机械 水平风选机水平风选机 垂向风选机垂向风选机 风力分选工程设计风力分选工程设计设计时需考虑的因素设计时需考虑的因素经破碎后固体废物的颗粒特征；经破碎后固体废物的颗粒特征；轻组分物料的特征；轻组分物料的特征；固体废物的输送与进料方式；固体废物的输送与进料方式；风选操作特性；风选操作特性；设备安装的空间、高度、通道、噪音与环境等设备安装的空间、高度、通道、噪音与环境等限制条件。限制条件。风选设备设计基本参数
8、风选设备设计基本参数气固比、气流速度、单位时间供料负荷、气固比、气流速度、单位时间供料负荷、空气输送量、气体压力降空气输送量、气体压力降 磁选磁选利用固体废物中不同组分磁性的差异，在不均匀利用固体废物中不同组分磁性的差异，在不均匀磁场中实现分离。磁场中实现分离。三种磁性特征介质：三种磁性特征介质：顺磁性、铁磁性、非磁性顺磁性、铁磁性、非磁性磁化强度：磁化强度：用来描述介质的磁性特征用来描述介质的磁性特征M = xm H磁化率磁化率仅适用于铁磁性与非铁磁性物质间的分选仅适用于铁磁性与非铁磁性物质间的分选磁场强度（磁场强度（通电螺线管通电螺线管）描述外磁场性质的物理量：描述外磁场性质的物理量：磁感
9、应强度磁感应强度磁导率磁导率磁选过程中，固体废物中含有不同磁性组分颗粒磁选过程中，固体废物中含有不同磁性组分颗粒，就是利就是利用在非匀强磁场中各自受到的磁场吸力的差异与同时作用用在非匀强磁场中各自受到的磁场吸力的差异与同时作用于个颗粒的重力、摩擦力与惯性力的平衡关系，实现分离。于个颗粒的重力、摩擦力与惯性力的平衡关系，实现分离。磁场对颗粒的作用力（吸力）磁场对颗粒的作用力（吸力） 磁选机械磁选机械吸持型磁选机吸持型磁选机悬吸型磁选机悬吸型磁选机滚滚筒筒式式 带式带式 磁选工程设计磁选工程设计设计时需考虑的因素设计时需考虑的因素通过技术经济评价选择适宜的工程建厂地址；通过技术经济评价选择适宜的工
10、程建厂地址；被分选的固体废物特征；被分选的固体废物特征；磁选机的供料与排料传输设备类型；磁选机的供料与排料传输设备类型；设备操作特性；设备操作特性；设备安装的空间、高度、通道、噪音与环境等因素。设备安装的空间、高度、通道、噪音与环境等因素。磁选工程设计的特征参数磁选工程设计的特征参数磁选机负荷率、分选效率、滚筒转速、磁体长磁选机负荷率、分选效率、滚筒转速、磁体长度、直径、场强、磁场强度、传送带的速度、度、直径、场强、磁场强度、传送带的速度、设备结构材料、冷却系统类型选择设备结构材料、冷却系统类型选择 筛分筛分根据固体废物颗粒尺寸的大小进行分选。根据固体废物颗粒尺寸的大小进行分选。旋转圆筒型筛分
11、器旋转圆筒型筛分器振动平板筛振动平板筛 筛分设备筛分设备在固体废物资源与能源回收工程中已得到大量应用，主要用在固体废物资源与能源回收工程中已得到大量应用，主要用于破碎工序之前筛除破碎玻璃，及经破碎后固体废物中有机于破碎工序之前筛除破碎玻璃，及经破碎后固体废物中有机组分的筛分，也可作为资源回收工厂处理前的粗清理操作。组分的筛分，也可作为资源回收工厂处理前的粗清理操作。 影响筛分效率的因素影响筛分效率的因素颗粒尺寸与形状、含水率、筛孔形状、筛分器颗粒尺寸与形状、含水率、筛孔形状、筛分器主要参数、操作方式主要参数、操作方式 惯性分选惯性分选基于对固体废物颗粒的弹射作用力与重力综合作用的结果，基于对固
12、体废物颗粒的弹射作用力与重力综合作用的结果，以达到轻、重组分分离的目的。以达到轻、重组分分离的目的。 依靠弹射力与重力的综合作用使轻、重组分分离依靠弹射力与重力的综合作用使轻、重组分分离 依靠弹射反作用力与重力的综合作用依靠弹射反作用力与重力的综合作用 依靠重力与摩擦力的综合作用依靠重力与摩擦力的综合作用 浮选浮选利用投加适宜于被分离物料颗粒表面性质的化学浮选剂，利用投加适宜于被分离物料颗粒表面性质的化学浮选剂，根据各类废物颗粒表面性质的差异，借助在水中泡沫的浮根据各类废物颗粒表面性质的差异，借助在水中泡沫的浮力，从混合物中分离物料。力，从混合物中分离物料。需在较细的粒度下操作需在较细的粒度下
13、操作 淘汰分选淘汰分选它是一种重力分选它是一种重力分选技术，以水为介质。技术，以水为介质。适合于处理密度差适合于处理密度差较大的粗大颗粒的较大的粗大颗粒的废物。废物。 静电分选静电分选基于固体废物中含有导电性不同的物料颗粒，可以通过基于固体废物中含有导电性不同的物料颗粒，可以通过充电识别被反向电极所吸引，达到分离目的。充电识别被反向电极所吸引，达到分离目的。可以从导体与绝缘体的混合物中分离出导体，也可以对可以从导体与绝缘体的混合物中分离出导体，也可以对含不同介电常数的绝缘体进行分离。含不同介电常数的绝缘体进行分离。含水率对静电分选的影响与其它方法相反，含水率对静电分选的影响与其它方法相反，随含
14、水率升随含水率升高而回收率增大高而回收率增大。q 第四节 固体废物的脱水与干燥固体废物的脱水与干燥含水率超过含水率超过90%的固体废物，必须先脱水减容，以便于的固体废物，必须先脱水减容，以便于包装和运输。包装和运输。脱水方法：脱水方法：机械脱水、固定床自然干化脱水机械脱水、固定床自然干化脱水 机械过滤脱水机械过滤脱水 离心脱水离心脱水 机械脱水机械脱水 固体废物的脱水固体废物的脱水v 机械过滤脱水机械过滤脱水以过滤介质两边的压力差为推动力，使水分强制通过过以过滤介质两边的压力差为推动力，使水分强制通过过滤介质成为滤液，固体颗粒被截留成为滤饼，达到固液滤介质成为滤液，固体颗粒被截留成为滤饼，达到
15、固液分离的目的。分离的目的。 卡门公式卡门公式 比阻比阻在一定压力下，单位面积上单位重量滤饼对过滤所产在一定压力下，单位面积上单位重量滤饼对过滤所产生的阻力。它是污泥脱水性能的重要指标。生的阻力。它是污泥脱水性能的重要指标。 真空抽滤脱水机真空抽滤脱水机 过滤机械的产率过滤机械的产率 压滤机压滤机间歇型（板框压滤机）；连续型（带式压滤机）间歇型（板框压滤机）；连续型（带式压滤机） 带式压滤机带式压滤机 板框压滤机板框压滤机v 离心脱水离心脱水利用高速旋转作用产生的离心力，将密度大于水的固体利用高速旋转作用产生的离心力，将密度大于水的固体颗粒与水分离。颗粒与水分离。 泥浆自然干化脱水泥浆自然干化
16、脱水是城市污水厂污泥常采用的利用自然蒸发和底部滤料、是城市污水厂污泥常采用的利用自然蒸发和底部滤料、土壤过滤脱水的一种方法，称为污泥干化场或晒泥场。土壤过滤脱水的一种方法，称为污泥干化场或晒泥场。设备简单，干化污泥含水率低，但占用土地面积大，环设备简单，干化污泥含水率低，但占用土地面积大，环境卫生条件差，适于小规模应用。境卫生条件差，适于小规模应用。 固体废物的干燥固体废物的干燥干燥器的三种加热方式：干燥器的三种加热方式：对流、传导、辐射对流、传导、辐射 对流加热干燥器类型对流加热干燥器类型 倾斜转筒型干燥器倾斜转筒型干燥器q 危险废物的化学处理与固化危险废物的化学处理与固化 化学处理化学处理
17、仅限于对单一成分或几种化学性质相近的混合成分进行处理。仅限于对单一成分或几种化学性质相近的混合成分进行处理。 中和法中和法用于处理酸、碱性泥渣。用于处理酸、碱性泥渣。中和剂的选择：中和剂的选择：以废物的酸、碱性，药剂来源与处以废物的酸、碱性，药剂来源与处理费用为依据。理费用为依据。对酸性泥渣，多以石灰为中和剂；对含碱废物宜用对酸性泥渣，多以石灰为中和剂；对含碱废物宜用硫酸或盐酸中和。硫酸或盐酸中和。 氧化还原法氧化还原法2C+O2 CO2Na2CrO4+3CO 2NaCrO2 +Na2CO3+1/2H2O700-800 2Na2CrO4+3CO Cr2O3 +2Na2O+3CO2700-800
18、 2CaCrO4+3CO Cr2O3 +2CaO+3CO2700-800 2Na2CrO4+8H2SO4 + 6FeSO4 Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3 +2Na2SO4+8H2O 铬渣干式还原处理化学反应过程铬渣干式还原处理化学反应过程 氧化还原法氧化还原法 铬渣干式还原处理铬渣干式还原处理还原剂：还原剂：一氧化碳、硫酸亚铁一氧化碳、硫酸亚铁 铬渣湿式还原法铬渣湿式还原法还原剂：还原剂： 碳酸钠、硫化钠碳酸钠、硫化钠 固化处理固化处理利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。固体基质内，
19、使之呈现化学稳定性或密封性。 固化方法固化方法水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化固化、自胶结固化、玻璃固化 水泥固化与应用水泥固化与应用 石灰固化与应用石灰固化与应用 沥青固化与应用沥青固化与应用 玻璃固化与应用玻璃固化与应用 水泥固化与应用水泥固化与应用以水泥为固化基质，利用水泥与水反应后可形成坚固块体以水泥为固化基质，利用水泥与水反应后可形成坚固块体的特征，将有害废物包容其中，从而达到减小表面积、降的特征，将有害废物包容其中，从而达到减小表面积、降低渗透性，使之能在较为安全的条件下运输与处置。低渗透性，使之
20、能在较为安全的条件下运输与处置。 工艺过程工艺过程 操作条件与指标操作条件与指标 应用应用 原子能工业固体与液体废物处理原子能工业固体与液体废物处理 电镀业污泥电镀业污泥 含汞污泥含汞污泥 含砷泥渣含砷泥渣 操作条件与指标操作条件与指标 水灰比水灰比 水泥与废物的配比水泥与废物的配比 pH值值 初凝时间与终凝时间初凝时间与终凝时间 添加剂添加剂 养护条件养护条件 固体废物有毒有害时的操作固体废物有毒有害时的操作 固化产物的性能指标：固化产物的性能指标：机械强度、抗浸出性机械强度、抗浸出性一般控制在一般控制在1:2为宜为宜应通过实验确定应通过实验确定应控制在应控制在8以上以上初凝初凝: :大于大
21、于2h；终凝；终凝: :48h以内以内根据固化过程性质，通过实验选择添加剂根据固化过程性质，通过实验选择添加剂种类与投配量。种类与投配量。一般在室温条件下，相对湿度大于一般在室温条件下，相对湿度大于80%，养护时间约养护时间约28天。天。 石灰固化与应用石灰固化与应用以石灰为固化基质，活性硅酸盐类为添加剂。以石灰为固化基质，活性硅酸盐类为添加剂。适用于各种含金属泥渣，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。适用于各种含金属泥渣，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。 沥青固化与应用沥青固化与应用注意：注意：含水率较高的废物需预先脱水；被固化的废物中应含水率较高的废物需预先脱水；被固化的废物中应尽量少含氧化性
22、与导致沥青粘度增大的物质。尽量少含氧化性与导致沥青粘度增大的物质。 沥青与固体废物的配料比为沥青与固体废物的配料比为1-2:1，混合温度，混合温度230。 玻璃固化与应用玻璃固化与应用将待固化的废物首先在高温下煅烧，使之形成氧化物，然将待固化的废物首先在高温下煅烧，使之形成氧化物，然后再与熔融的玻璃料混合，后再与熔融的玻璃料混合，在在10001000下烧结，冷却后形成下烧结，冷却后形成十分坚固而稳定的玻璃体。十分坚固而稳定的玻璃体。操作方式：操作方式：间歇型单罐式、连续性操作设备间歇型单罐式、连续性操作设备固化基质：固化基质：磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃主要适用于处理含高比
23、放射性废物，不适宜于大型工业有主要适用于处理含高比放射性废物，不适宜于大型工业有害固体废物的固化处理。害固体废物的固化处理。参参 考考 书书 目目实用环境工程手册实用环境工程手册 固体废物污染控制与资源化固体废物污染控制与资源化 化学工业出版社化学工业出版社三废处理工程技术手册三废处理工程技术手册 固体废物卷固体废物卷 化学工业出版社化学工业出版社固体废物处理与处置固体废物处理与处置 高等教育出版社高等教育出版社城市固体废物管理与处理处置技术城市固体废物管理与处理处置技术 中国石化出版社中国石化出版社生活垃圾焚烧技术生活垃圾焚烧技术 化学工业出版社化学工业出版社 生活垃圾资源化原理与技术生活垃圾资源化原理与技术 化学工业出版社化学工业出版社三废治理与应用三废治理与应用 冶金工业出版社冶金工业出版社生活垃圾卫生填埋场现场运行指导生活垃圾卫生填埋场现场运行指导
