固體廢物處理.doc

定義：固體廢物：通常指人類在生產(chǎn)與生活中產(chǎn)生，生產(chǎn)者在一定時(shí)間和地點(diǎn)不再需要而丟棄的固體、半固體或泥狀物質(zhì)二重性 ：“廢物”是一個相對概念，是有一定時(shí)空條件的。往往一種過程中產(chǎn)生的廢物，可以成為另一種過程的原料，所以廢物也有在錯誤時(shí)間放錯地點(diǎn)的原料之稱。 固體廢物可以按不同的方式進(jìn)行分類：1.按其組成可分 有機(jī)廢物，無機(jī)廢物2.按其形態(tài)可分 固體（塊狀、粒狀、粉狀）泥狀按其來源可分: 工業(yè)廢物，礦業(yè)廢物，城市垃圾，農(nóng)業(yè)廢物，放射性廢物按其危害性可分 ：危險(xiǎn)廢物，無害廢物礦業(yè)廢物：礦山，選冶 工業(yè)廢物：冶金，交通，機(jī)械，金屬結(jié)構(gòu)，煤炭，食品加工，橡膠，皮革，塑料，造紙，木材，印刷，石油化工，電器儀器儀表，紡織服裝業(yè)，建筑材料，電力工業(yè)城市垃圾：居民生活，商業(yè)機(jī)關(guān)，市政維護(hù)，管理部門農(nóng)業(yè)廢物：農(nóng)林，水產(chǎn)放射性廢物：核工業(yè)，核電站，放射性醫(yī)療單位，科研單位危險(xiǎn)廢物：又稱為有毒有害廢物，這類廢物泛指除放射性廢物以外，具有毒性易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性因而可能對人類的生活環(huán)境產(chǎn)生危害的廢物。 急性毒性廢物：用1:1浸提液灌胃對小鼠（或大鼠），能引起小鼠（或大鼠）在48小時(shí)內(nèi)死亡半數(shù)以上者定為有急性毒性的固體廢物易燃性廢物：閃點(diǎn)低于60的液體，經(jīng)摩擦、吸濕或自發(fā)產(chǎn)生著火傾向的固體，著火時(shí)燃燒較劇烈并能持續(xù)，以及在管理期間會引起危險(xiǎn)；反應(yīng)性廢物：性質(zhì)不穩(wěn)定，在無爆震時(shí)即易發(fā)生劇烈變化； 遇水能劇烈反應(yīng)； 遇水能形成爆炸性混合物； 與水混合產(chǎn)生有毒氣體、蒸氣或煙霧； 在有引發(fā)源和加熱時(shí)能引起爆震或爆炸； 在常溫、常壓下易發(fā)生爆炸或爆炸性反應(yīng)； 根據(jù)其他法規(guī)所定義的爆炸品；d、腐蝕性廢物：pH12.5或pH2的廢物固體廢棄物對環(huán)境污染的危害 ：1污染水體：固體廢棄物未經(jīng)無害化合理隨意堆放，將隨天然降水或地表徑流進(jìn)入河流、湖泊，長期淤積，使水面面積縮小，其有害成分造成了水體的各種污染，如果人們將固體廢棄物直接傾倒到水體中，那造成的危害將是更大的。（地下水）2污染大氣：固體廢物中的干物質(zhì)或輕物質(zhì)隨風(fēng)飄揚(yáng)，會對大氣造成污染。另外，焚燒法是處理固體廢棄物的一種目前較為流行的方法，但是焚燒將產(chǎn)生大量有害氣體和粉塵，一些有機(jī)固體廢棄物長期堆放，在適宜的溫度和濕度下會被微生物分解，同時(shí)釋放出有害氣體。3污染土壤：土壤是許多細(xì)菌、真菌等微生物聚居的場所，這些微生物在土壤功能的體現(xiàn)中起著重要的作用，它們與土壤本身構(gòu)成了一個平衡的生態(tài)系統(tǒng)，而未經(jīng)處理的有害固廢物，經(jīng)過風(fēng)化、雨淋、地表徑流等作用，其有毒液體將滲入土壤，進(jìn)而殺死土壤中的微生物，破壞了土壤中的生態(tài)平衡，污染嚴(yán)重的地方生殖寸草不生4侵占土地：不斷增加的固體廢棄物如不加利用，就要占用土地來堆放。就我國80年代以來，工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量相當(dāng)迅速，許多城市利用大片的城市城郊邊緣的農(nóng)田來堆放它們.固體廢物污染防治的原則：1）固體廢物污染防治的“三化”原則、（2）固體廢物進(jìn)行全過程管理的原則（3）根據(jù)這些原則確立了我國固體廢物管理體系的基本框架。無害化：指對已產(chǎn)生又無法或暫時(shí)尚不能資源化利用的固體廢物，經(jīng)過物理、化學(xué)或生物方法，進(jìn)行對環(huán)境無害或低危害的安全處理、處置，達(dá)到廢物的消毒、解毒或穩(wěn)定化，以防止并減少固體廢物的污染危害。無害化處理工程 ：垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、糞便的厭氧發(fā)酵，有害廢物的熱處理和解毒處理等。減量化途徑：（1）選用合適的生產(chǎn)原料。（2）采用無廢或低廢工藝。（3）提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。（4）廢物綜合利用。 資源化 ：基本任務(wù):采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源。 特點(diǎn):保護(hù)和延長原生資源壽命，保證資源永續(xù)，節(jié)省投資，降低成本，減少環(huán)境污染，保持生態(tài)平衡原則：技術(shù)、經(jīng)濟(jì)是可行的，廢物在排放源就近利用可以節(jié)省貯放、運(yùn)輸?shù)冗^程的投資，“資源化”產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。資源再生工程：目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家出于資源危機(jī)和治理環(huán)境的考慮 ，已把固體廢物資源化納入資源和能源開發(fā)利用之中，逐步形成了一個新興的工業(yè)體系：資源再生工程。 全過程管理的原則：指對固體廢物的產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、利用、貯存、處理、處置的全過程及各個環(huán)節(jié)都實(shí)施控制管理和開展污染防治。要作最終處置安全處置主要解決廢棄物的最終歸宿問題，它是控制固體廢棄物污染環(huán)境的最后關(guān)鍵環(huán)節(jié)。固體廢物的利用 1. 固體廢物作建筑材料2. 固體廢物作工業(yè)原料3. 固體廢物作能源4. 固體廢物在農(nóng)業(yè)上的利用固體廢物的處理：1. 固體廢物的壓實(shí)2. 固體廢物的破碎3. 固體廢物的分選4. 固體廢物的固化水泥固化；石灰固化；熱塑性材料固化；有機(jī)聚合固化；自膠結(jié)固化；玻璃固化、陶瓷固化等。5. 固體廢物的焚燒和熱解解1.海洋處置（1）海洋傾倒：其理論基礎(chǔ)是海洋是一個龐大廢棄物接受體，對污染物質(zhì)有極大的稀釋能力。裝在封閉容器中的有害廢棄物，即使容器破損污染物浸出，由于海水的自然稀釋和擴(kuò)散作用，可使環(huán)境中污染物質(zhì)達(dá)到容許的程度。（2）遠(yuǎn)洋焚燒：遠(yuǎn)洋焚燒是利用焚燒船在遠(yuǎn)海對固體廢物進(jìn)行處置的一種方法。適于處理各種含量氯的有機(jī)廢物。2.土地處置 ：（1）衛(wèi)生土地填埋：主要用來處置城市垃圾。通常把運(yùn)到土地填埋場的廢物在限定的區(qū)域內(nèi)鋪成4070cm的薄層，然后壓實(shí)以減少廢棄物的體積，每層操作之后用1530cm厚的土壤覆蓋，并壓實(shí)。壓實(shí)的廢物和土壤覆蓋層共同構(gòu)成一個單元，具有同樣高度的一系列相互銜接的單元構(gòu)成一個升層。完整的衛(wèi)生土地填埋場是由一個或多個升層組成的。當(dāng)土地填埋達(dá)到最終的設(shè)計(jì)高度之后，再在填層之上覆蓋一層90120cm厚的土壤，壓實(shí)之后就得到一個完整的衛(wèi)生土地填埋場。（2）安全土地填埋：處置危險(xiǎn)廢物安全土地填埋實(shí)際上是衛(wèi)生土地填埋方法的進(jìn)一步改進(jìn)，對場地的建造技術(shù)要求更為嚴(yán)格。襯里系統(tǒng)的滲透系數(shù)要小于10-8cm/s；浸出液則要加以收集和處理；地表徑流要加以控制。安全土地填埋適于處置多種類型的廢物且價(jià)格較為便宜，目前許多國家已采用，并取得了大量的生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。（3）深井灌注：處置液態(tài)物質(zhì)深井處置系統(tǒng)要求適宜的地層條件，并要求廢物跟建筑材料、巖層本身具有相容性。對于在石灰?guī)r或白云層處置容納廢物的主要機(jī)理是基于空穴型孔隙，加上斷裂層和裂縫。對于在砂石巖層處置，廢物的容納主要依靠存在于穿過密實(shí)砂床，內(nèi)部相連的間隙。（4）土地耕作固體廢物的壓實(shí)技術(shù)：壓實(shí)的目的：利用機(jī)械的方法增加固體廢物的聚集程度，增大容重和減小體積，以便于裝卸、運(yùn)輸、貯存和填埋。壓實(shí)的原理：主要是減少空隙率，將空氣壓掉。如果采用高壓壓實(shí)，除減少空隙率之外，在分子之間可能產(chǎn)生晶格的破壞使物質(zhì)變性。適合壓實(shí)處理的物質(zhì)，壓縮性能大而復(fù)原性小的物質(zhì)。常用的幾種壓實(shí)器：水平壓實(shí)器 ：常作為轉(zhuǎn)運(yùn)站固定型壓實(shí)操作使用。三向垂直壓實(shí)器 ：適用于金屬類廢物的壓實(shí)。回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器：適用于壓實(shí)體積小、重量輕的固體廢物固體廢物綜合利用的政策：1.“強(qiáng)制性”的法律政策2.“刺激性”的經(jīng)濟(jì)政策3.“交換式”的管理對策固體廢物綜合利用的途徑：1.生產(chǎn)建筑材料2.提取有用金屬和制備化學(xué)品3.代替某些工業(yè)原料4.制備農(nóng)用化肥5.利用固體廢物作能源鉻渣的解毒處理：鉻渣的主要處理方法是解毒后堆存，制成建筑材料或填海。鉻渣的解毒處理原理是將Cr6+還原為Cr3+，解毒方法有煤粉還原法和硫化鈉還原法兩種。(1) 煤粉還原法：將煤粉和鉻渣按15：100重量比均勻混合后，在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)550650高溫焙燒還原。還原一噸鉻渣約用100 kg煤，配料中用煤的用量約130150 kg。對于回轉(zhuǎn)窯應(yīng)控制好溫度，窯尾為290以上，高溫區(qū)為550650，出料口為750850。物料在高溫區(qū)停留約810分鐘，在整個窯內(nèi)停留時(shí)間為30分鐘，可以達(dá)到較好的還原效果。還原后的鉻渣需放置45天以上，曝曬56.5小時(shí)后，檢測Cr+6的含量應(yīng)5mgkg。也可用含碳固體廢物，如廢活性炭，紙漿廢液，鋸木屑，谷殼等作為還原劑，在200900下還原Cr+6。煤粉還原焙燒法工藝、設(shè)備簡單，處理費(fèi)用低，但操作要求嚴(yán)格，溫度、時(shí)間條件控制不好，解毒效果也不好。(2)硫化鈉還原法該法用Na2S、硫氫化鈉、硫酸亞鐵、亞硫酸鈉等作還原劑。解毒工藝是：然后加酸調(diào)節(jié)pH78，再加20FeSO4，最后堆放，處理后得到的料液呈無色透明，含Cr+60.5PPm，濾渣含Cr+61.8PPm。此法處理費(fèi)用高，處理效果較差，且殘?jiān)羞^量的硫化物會造成二次污染。硫鐵礦燒渣的利用：用作建材原料1. 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)生鐵及水泥：利用硫鐵礦燒渣的SiO2，CaO，Al2O3，F(xiàn)e2O3，配以其它水泥生料組分，在回轉(zhuǎn)窯中煅燒水泥。多余Fe2O3被還原為鐵水。所含的S生成SO2和SO3與CaO結(jié)合成CaSO4,這是水泥中所需的緩凝劑。2. 作水泥生料：水泥生產(chǎn)中需35的鐵礦作助熔劑，以降低燒成溫度。硫鐵礦燒渣中的Fe2O3可代替鐵礦作水泥助熔劑，水泥生料中可摻入35燒渣。3. 制磚含F(xiàn)e量比較低，而Si、Al含量高的硫鐵礦燒可代替粘土，摻入適量石灰，經(jīng)濕加壓成型，自然養(yǎng)護(hù)成硫鐵礦渣磚，生產(chǎn)工藝簡單，不需焙燒也不需蒸壓或蒸汽養(yǎng)護(hù)，成本低于粘土磚，物理性能良好。生產(chǎn)鐵系顏料，制取水處理劑硫鐵礦燒渣煉鐵的不利因素有三：（硫鐵礦燒渣的化學(xué)成分以鐵質(zhì)為主，金屬鐵含量約為3050，因此可作為煉鐵原料）含硫量較高，一般約為12（煉鐵原料的含硫量要求0.5%)； Fe含量較低且波動范圍大；含有Cu、Pb、Zn、As等影響冶煉和鐵產(chǎn)品質(zhì)量的有害元素。解決途徑：1. 降低燒渣中S含量的途徑 2.提高燒渣中鐵含量的途徑高爐礦渣：高爐礦渣是煉鐵過程中形成的廢渣，其排出率與礦石品位有關(guān)，我國目前冶煉一噸生鐵，約產(chǎn)生礦渣0.60.7噸，工業(yè)先進(jìn)的國家，渣鐵比約為0.230.27。在煉鐵中，礦石中的氧化鐵被高溫還原成全屬鐵，礦石中的Si，Al質(zhì)雜質(zhì)則與助熔劑(石灰石)合成硅酸鈣、硅酸鋁等輕質(zhì)礦渣與鐵水分離。高爐礦渣活性：1.水淬渣酸堿性高爐水淬渣具有良好的活性。熔渣中的MgO能降低其粘度，在水淬急冷時(shí)易于進(jìn)入玻璃體，對水淬渣活性有利。熔渣中的MnO不利于玻璃體的形成，因此對水淬渣活性有不良影響。2.塊渣的礦物成份絕大多數(shù)不具有活性。3.高爐礦渣的利用途徑：1.水淬渣的利用2.塊渣的利用3.膨脹礦渣的利用4.礦渣棉5.礦渣微晶玻璃。塊渣的利用：安定性好的塊渣，經(jīng)破碎、分級可代替碎石用作混凝土的骨料和路材，可廣泛用于公路，橋梁，機(jī)場，各種工業(yè)民用建筑。實(shí)驗(yàn)表明，礦渣碎石混凝土的抗壓強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系和普通混凝土相近，而且有良好的保溫隔熱和抗?jié)B性能，可用于500號以下各種混凝土和防水工程上，包括有承重要求的部位以及有抗?jié)B，耐熱，抗振動等特殊要求的部位。塊渣作為道路材料可用于：鐵路道渣；瀝青碎石道路；混凝土道路工程。 礦渣的活性及其評定方法：磨細(xì)的?；V渣加水拌和時(shí)，反應(yīng)極慢，得不到足夠的膠凝性能，但在ca(OH)2溶液中會發(fā)生明顯的水化作用，這就是說礦渣的活性是潛在的，水淬渣的活性評定方法有兩種 1. 化學(xué)分析法：通常用水渣的活性率(MC)和質(zhì)量系數(shù)(K)進(jìn)行評定。MC0.25為活性礦渣;MC0.25為低活性礦渣；K1.9為高活性礦渣，K=1.61.9為中等活性礦渣，K1.6為低活性礦渣。在國標(biāo)GB20378中規(guī)定?；V渣的必須要K1.2。 2. 強(qiáng)度試驗(yàn)法：將礦渣和硅酸鹽水泥熟料及適量石膏混合均勻，配成礦渣水泥，并保持摻量和細(xì)度相同，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，分別測定礦渣水泥和純熟料水泥試塊的7d、28d強(qiáng)度。計(jì)算強(qiáng)度比(R)：R=1則表明礦渣無活性，R1，則其值越大，礦渣活性越高。與粉煤灰一樣，強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)法更接近實(shí)際。粉煤灰的性質(zhì)：粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的廢棄物。電廠煙氣經(jīng)除塵器收集的細(xì)灰稱為粉煤灰或飛灰。由爐底排出的廢渣稱為爐渣或熔渣。每一萬千瓦發(fā)電機(jī)組排灰渣量約為0.91.0萬噸。粉煤灰是一種火山灰質(zhì)材料，具有火山灰活性。粉煤灰的活性：天然產(chǎn)出的噴出巖,火山碎屑巖,如玻璃體流紋巖（松脂巖、珍珠巖、黑曜巖、浮巖）和凝灰?guī)r、硅藻土、蛋白巖等SiO2和A12O3含量較高(總和7085%)且含有相當(dāng)多玻璃體或其它無定形物質(zhì)，在潮濕環(huán)境下能與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng),生成一系列水化硅酸鈣，鋁酸鈣C-S(A)-H凝膠，在空氣或水中都能產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度，這就是火山灰活性。此外，燒頁巖、燒粘土、煤矸石燒渣、爐渣、粉煤灰等人工火山灰類物質(zhì)，同樣具有上述火山灰活性，即它們同樣能在潮濕環(huán)境下與Ca(OH)2反應(yīng)生成水化硅(鋁)酸鈣系列水化產(chǎn)物，而具有水化硬化性能。提高粉煤灰活性的方法1.粉磨：粉煤灰中的玻璃體顆粒在水化過程中不可能象水泥熟料顆粒那樣發(fā)生解體和分散，反應(yīng)只能通過顆粒表面層進(jìn)行，在磨細(xì)過程中玻璃體顆粒被粉碎形成許多新生表面，粒度變細(xì)，比表面積增加，提高界面反應(yīng)能力，從而提高了粉煤灰的活性。2.增鈣燃燒：在燃煤中摻加一定量的石灰石，共同粉磨，送入旋風(fēng)爐燃燒，在高溫中形成硅酸鈣相或富CaSi、Al玻璃體，改變了普通粉煤灰的化學(xué)組成，形成高鈣粉煤灰，其活性大大提高；增鈣燃燒后的粉煤灰經(jīng)粉磨后，形成比表面積大，表面能大的細(xì)粉，在水化初期能生成較多的堿性膠體，后期生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)。3.化學(xué)處理：用堿或酸處理使粉煤灰玻璃體的Si-Al和Al-O長鍵裂斷，降低SiO2、Al2O3的聚合度，增大SiO2、Al2O3的溶出量，增大顆粒的反應(yīng)性。粉煤灰的分選處理：利用分選技術(shù)可以從粉煤灰中回收未燃碳，鐵質(zhì)產(chǎn)品未燃碳的分選技術(shù)主要有：1.干排灰的電選：粉煤灰電選脫碳是利用粉煤灰中的碳粒和灰粒導(dǎo)電性能的差異進(jìn)行的。采用圓筒形電選機(jī)。當(dāng)粉煤灰進(jìn)入高壓直流電場后，碳粒、灰粒均帶上電荷。導(dǎo)電性能比較好的碳粒與旋轉(zhuǎn)的金屬圓筒接觸時(shí)，將所帶電荷傳遞給圓筒，隨著旋轉(zhuǎn)的慣性離心力和重力的作用，掉入圓筒前部的碳粒收集槽中。導(dǎo)電性能較差的灰粒不能將所帶的電荷給出，而繼續(xù)荷電，在電場力作用下，克服離心力和重力的作用而吸附在圓筒上，隨著圓筒和旋轉(zhuǎn)被帶到圓筒后部，用毛刷強(qiáng)行刷落，掉入灰收集槽中，達(dá)到碳粒、灰粒分離的目的。2.濕排灰的浮選：用浮選方法分選高碳粉煤灰中的碳的有效方法。碳顆粒的表面是疏水親油的，灰粒表面是親水的。利用粉煤灰中碳粒與灰粒的表面疏水、親水特性，在浮選藥劑的作用下并借助于浮選劑所產(chǎn)生的氣泡，將二者分離?；厥仗剂３Ｓ玫牟妒談?#柴油，起泡劑有紅樟油、雜醇、甲醇母液、松節(jié)油、煤焦油等。鐵質(zhì)分選技術(shù)：粉煤灰中的鐵質(zhì)礦物主要有金屬鐵粒，磁鐵礦（Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)等氧化鐵礦物。粉煤灰中的鐵質(zhì)通常用磁選機(jī)分選，也可用搖床，磁力脫水槽，球磨細(xì)篩等工藝分選。粉煤灰的利用：目前，我國粉煤灰主要用于生產(chǎn)建筑材料和回填及粉煤灰肥料等。在建筑材料方面土要用于配制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰燒結(jié)磚、蒸養(yǎng)磚、蒸養(yǎng)砌塊、大型墻板、加氣混凝土砌塊。粉煤灰混凝土：混凝土是以硅酸鹽水泥為膠結(jié)料，砂、石為粗、細(xì)骨料，加水拌和而成的構(gòu)筑材料。在配制混凝土混合料時(shí)加入一定量的粉煤灰(或細(xì)磨粉煤灰)可以有效地節(jié)約水泥，改善混凝土的和易性，提高混凝土質(zhì)量。我國已在一些大型水電工程的混凝土中使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。粉煤灰對混凝土性能的影響：改善和易性，提高致密度，減少滲透性，降低水化熱對強(qiáng)度的影響，減少收縮性和徐變性，提高耐久性碳化作用土地填埋處置主要方法和適用