第四章 固体废物的预处理 Preprocessing 压实 Densification or Compaction 破碎 Shredding or Grinding 分选 Separation 脱水 Dewatering/Dehydration

垃圾衍生燃料RDF Refuse Derived Ffuel 再生塑料颗粒 垃圾衍生燃料RDF Refuse Derived Ffuel

预处理及作用 定义：是以机械处理为主涉及废物中某些组分的简易分离和浓集的废物处理方法 目的：方便废物的后续资源化、减量化和无害化处理与处置操作 压实 破碎 分选 脱水

第一节 压实 概念：亦称压缩，利用物理方法提高固体废物的聚集程度，增大在松散状态下的容重，减少废物的体积，便于运输、利用和填埋处置。 两个作用： 增大容重、减少废物体积，便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本 制取高密度惰性材料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用

压实的原理 自然堆放的固体废物，其表观体积由废物颗粒有效体积和空隙体积组成： Vm=Vs+Vv 废物压实的本质，是施加外部压力，提高废物容重减少废物体积的过程 适用于废旧家电、纸箱纸袋、纤维、非金属细丝等压缩性能大复原性小的物质，而木头、金属等密实的废物不适合压缩

压实程度的度量 孔隙比与空隙率 孔隙比：e=Vv/Vs 空隙率：ε= Vv/Vm 湿密度与干密度 不考虑气体质量，废物总质量mm=ms+mw 湿密度ρw = mm/Vm 干密度ρd = ms/Vm 体积减小百分比 R=（Vi-Vf）/Vi×100%

压缩比和压缩倍数 压实比：废物经压实后体积的减少程度；单纯压实，体积可降至原1/3~1/6；破碎＋压实，可降至原体积的1/5~1/10。 r=Vf/Vi r越小，压实效果越好 应用：生活垃圾压实运输、捆绑填埋（意大利） 压缩倍数：压实比r的倒数。

捆绑填埋工艺流程 生垃圾 预压缩 金属铁丝网包紧 主压缩（16～20MPa，压缩比约1/5） 捆扎 沥青（柏油）中浸渍约10秒进行沥青（180～200℃）包覆 约1t的垃圾捆包（容重可达1125～1380kg／m3） 填埋 压缩捆包后填埋更容易布料且均匀，将来场地沉降也较均匀，捆包填埋也大大减少了飞扬碎屑的危害。同时，城市生活垃圾经高压压实处理，由于过程的挤压和升温，可使垃圾中的BOD5从6000mg/L降至200mg/L，COD从8000mg/L降到150mg/L，大大降低了腐化性；不再滋生昆虫等，可减少疾病传播与虫害，从而减轻了对环境的污染

压 实 设 备 压实单元与容器单元组成 容器单元接受废料，压实单元提供动力，气压或液压 水平压实器：垃圾压缩运输车 三向垂直式压实器 回转式压实器 袋式压实器 运动压实机

压实在固体废物处理的应用 减少垃圾容积，提高容重，增加运输量等技术经济优势。（中转站、垃圾运输车） 压实在填埋场作业、防渗层处理等都应用 增加填埋场的填埋容量，对倾倒后垃圾进行压实，采用碾压机械；（填埋场操作—摊平压实） 填埋场黏土防渗层处理时，压实是非常关键的操作。压实均匀、压实度高，则渗透系数小，对环境影响小。分层压实，一般压实层数大于3层，每层厚度20～30cm，压实次数由压实机械压力和衬层材料。对羊角碾每层可采取8～16次压实，每层压实后，取若干压实未扰动土测试压实结果。

第二节 破碎 破碎：是用机械方法减少固体废物的颗粒尺寸，以便资源化利用或进行最终处置 磨碎：固体废物颗粒转变为细粉的过程称为磨碎 目的：为使运输、焚烧、热解、压缩等作业容易进行，或更加经济有效 破碎后，固体废物尺寸减少，粒度均匀，有利于焚烧、堆肥和资源化利用。均匀的颗粒分布有助于焚烧效果； 破碎后，体积减小，便于运输、压实、贮存和高密度填埋

影响破碎效果的因素 物料机械强度和破碎力 物料机械强度时物料力学性质的综合指标，力学性质包括： 硬度 解理 韧性 物料的结构缺陷

硬度：物料抵抗外界机械力侵入的性质；硬度愈高、抵抗外界机械力侵入的能力愈大，愈难破碎‘反映了物料的坚固性 韧性：物料受压轧、切割、锤击、弯曲等外力作用时所表现出的抵抗性能称韧性；包括脆性、柔性、延展性、挠性、弹性等 解理：物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性质称为解理。是结晶物料特有的性质 结构缺陷：对粗快物料破碎影响较为显著

破碎技术 破碎方法和技术选择——两个因素 破碎固体废物的特性（废物硬度等） 破碎后需要达到的粒度 破碎机理 压碎、劈开、折断、磨剥、冲击等；但任何一种破碎机械的破碎作用，不是单一作用的结果，而是多种机械力的作用。 干式（分为机械与非机械）、湿式、半湿式

破碎分类 冲击破碎：分重力冲击和动冲击；前者是使废物落至硬的表面上，利用重力作用实现破碎；后者是使废物碰到一个硬度高于自身的高速旋转表面，产生冲击作用。 剪切破碎：利用减切力使废物破碎，减切作用包括劈开、撕破和折断等。 挤压破碎（压碎）：废物在两个相对运动的硬面之间的挤压作用下破碎。 摩擦（剥）破碎：是指使废物在两个相对运动的硬面摩擦作用下破碎，如碾磨机借助旋转磨轮沿环形底盘运动来连续摩擦、压碎和磨削废物。 低温破碎：利用废物在低温下的脆性进行破碎，如塑料。 湿式破碎：利用湿法使纸类、纤维类废物调制成浆状，进行破碎。

破碎的评价 破碎比：原废物粒度与破碎后废物粒度的比值，称为破碎比；表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。 破碎机械的能量消耗和处理能力都与破碎比有关 计算方法：最大粒度破碎比与平均粒度破碎比。前者是破碎前后废物的最大粒度之比，该破碎比又称极限破碎比；后者为破碎前后平均粒度之比，称为真实破碎比。前者常用于工程设计，根据最大物料直径选择破碎机进料口尺寸；后者能真实反映破碎程度，常用于科研和理论研究。

破碎方法选择准则 根据废物特性（硬度）与达到的粒度要求 脆硬性废物（废石、废渣），宜采用冲击、劈开、挤压破碎 对柔韧性废物（橡胶、废钢铁等），常温的传统破碎只能使废物产生较大的塑性变性而不断裂，宜采用低温破碎，或采用减切、冲击破碎 体积较大，不能进入破碎机，可采用剪切破碎 含有大量废纸的生活垃圾，国外采用湿式或半湿式破碎 鉴于固体废物的复杂性，通常采用多级、多种破碎方式——破碎段

鹗式破碎机的构造图

鹗式破碎机 鹗式破碎机是利用两个鹗板对物料的挤压和弯曲作用，粗碎或中碎各种硬度物料的破碎机械。 其结构由固定鹗板和可动鹗板组成，鹗板靠近，物料破碎，鹗板离开物料排出。 破碎是间歇进行的 常用鹗式破碎机有双肘板和单肘板两种，前者工作时动鹗只作简单的圆弧摆动又称简单摆动鹗式破碎机；后者在圆弧摆动的同时还作上下运动，又称复杂摆动鹗式破碎机 鹗式破碎机具有结构简单、坚固、维护方便、高度小，工作可靠等特点，在固体废物破碎中主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物，例如煤矸石用于沸腾炉燃料

锤式＆冲击式破碎机 Hammer Shredder & Impact Crusher 锤式破碎机 工作原理 类型 应用 冲击式破碎机 特点与应用

锤式破碎机——工作原理 利用锤头的高速冲击作用，对物料进行中碎＆细碎作业的破碎机械。 固体废物由上部给料口进入机内，立即受到高速旋转锤子的打击、冲击、剪切、研磨等作用而被破碎。 锤头铰接于高速旋转的转子，机体下部设有篦条控制排料粒度；小于篦条缝隙的排除机外，大于篦条缝隙的料块再篦条上再次受到锤头的冲击＆研磨，直至小于篦条缝隙排出。 锤子以铰接的方式装在圆盘之间的销轴上，可以再销轴上摆动。 电动机带动主轴，圆盘、销轴及锤子高速旋转。主轴、圆盘、销轴＆锤子合称转子。

工作原理图

锤式破碎机——类型 分为两类：单转子锤式破碎机（只有一个转子），双转子锤式破碎机（两个相对运动的转子）。 单转子根据转子的旋转方向分为可逆式（两个方向转动）与不可逆式（一个方向转动） 转子向一个方向旋转，该方向的衬板、筛板＆锤子端部受到磨损；磨损到一定程度，转子改变方向向另一个方向旋转，利用锤式的另一端及另一个方向上的衬板＆筛板，从而使寿命几乎提高一倍。

锤式破碎机——特点与应用 普通破碎机破碎比为10～25，最大可达100，选择时应根据物料的硬度等因素确定 具有破碎比大，排料粒度均匀、过碎物料少、能耗低的优点；但存在锤头磨损块，再硬物料破碎的应用受到限制，另外，由于篦条怕堵塞，不宜进行湿度大、含黏土物料的破碎 主要应用于破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物，如煤矸石破碎后用于水泥、石棉水泥废料等

冲击式破碎机——工作原理 冲击式破碎机是利用板锤的高速冲击＆反击板的回弹作用，使物料受到反复冲击而破碎的机械。 板锤固定在高速旋转的转子上，并沿着破碎腔按不同角度布置若干反击板。 物料进入板锤作用区时先受到板锤的第一次冲击而初次破碎，并同时获得动能，高速冲向反击板。经过多次冲击反击破碎，达到所需粒度排出机外。

冲击式破碎机——类型 Universa冲击式破碎机：板锤两个，利用一般锲块或液压装置固定在转子的槽内，冲击板用弹簧支撑，由一组钢条组成（约10个）。冲击板下为研磨板，后面为栅条。 当要求破碎粒度为40mm时，仅用冲击板即可，若需要更小，则研磨板与筛条装上，因此该类破碎机对各种固体废物的适应性较强

Universa冲击式破碎机——结构图

Hazemeg冲击式破碎机 该类破碎机装有两块反击板，形成两个破碎腔。转子上安装两个坚硬的板锤。机体内表面装有特殊钢衬板，用以保护机体不受损坏。 主要用于破碎家具、废家电、杂器等生活废物。对破布、金属丝等可采用月牙形＆齿状打击刀＆冲击板间隙进行挤压＆剪切破碎

Hazemeg冲击式破碎机——结构图

冲击式破碎机特点与应用 冲击式破碎机具有破碎比大，适应性强、构造简单，外形尺寸销，操作方便、易于维护等特点。能更充分利用整个转子的高速冲击能量；存在板锤极易磨损的问题，在硬物料破碎的应用上受到限制。 适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等多种固体废物的粗碎、中碎＆细碎。广泛应用于水泥、建材、化工、冶金、火力发电等行业。

辊式破碎机 Kibbler Roll 工作原理 类型 特点与应用

辊式破碎机——工作原理 该类破碎机是利用辊面摩擦力将物料咬入破碎区，使之承受挤压或劈裂而破碎的机械。 用于粗碎或需要增加破碎比时，常在辊面上作出牙齿或沟槽以增大劈裂作用

工作原理图

辊式破碎机——类型 棍子特点：光辊破碎机＆齿辊破碎机； 前者表面光滑，靠挤压作用和研磨作用，用于硬度较大的固体废物的中碎和细碎；后者辊子表面有齿，主要破碎形式是劈碎，用于破碎脆性和含泥黏性废物；后者根据辊子数目分为单齿辊双齿辊两类。

特点与应用 能耗低、构造简单、工作可靠、价格低廉、产品过粉碎程度小等特点；缺点是占地面积大，破碎比小。 应用于脆性和含泥性物料的中碎和细碎。破碎效果不如锤式破碎机，运行时间长，设备较为庞大

剪切式破碎机——工作原理 Shear Shredder 该类破碎机是利用固定刀＆可动刀（往复式和旋转式）之间的齿合作用，将固体废物切开或割裂形成适宜的形状和尺寸。

剪切式破碎机——类型 Von Roll型剪切式破碎机 由装配在横梁架上的可动机架和固定机架构成。在框架下面由轴连接，往复刀与固定刀交错排列。 驱动速度较慢，但驱动力很大。破碎阻力过大时可自然开启，避免损害刀具。主要用于城市生活垃圾焚烧厂的废物破碎

Von Roll型剪切式破碎机——结构图

剪切式破碎机——林德曼型 分为预备压缩机＆剪切机两部分；废物先进入压缩机，再剪切。 预备压缩机通过一对钳形压块开闭将固体废物压缩。压块一端固定再机座上，另一端由液压推杆推进或拉回。 剪切机由送料器、压紧器和剪切刀组成。 送料每推进一次，压块即将废物压紧一次，剪刀从上至下将废物剪断一次，往返工作。

林德曼型——结构图

剪切式破碎机——旋转式 由固定刀（1～2）和旋转刀（3～5）组成。 固体废物进入料斗，依靠高速旋转的旋转刀＆固定刀刃之间间隙挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。 缺点是当混入硬度较大的杂物时，易发生事故，主要适合家庭生活垃圾的破碎。

低温破碎与湿式破碎 原理 流程 应用

低温破碎原理 常温破碎装置具有噪声大、粉尘多、污染环境及动量消耗大的特点，对常温下难以破碎的固体废物如汽车轮胎、包覆电线、废旧家电等，可利用其再低温条件下变脆的性能而有效的破碎。 利用固体废物或其中组分在低温条件下脆化的特点，然后采用常规破击进行破碎。 通常采用液氮作为制冷剂，具有冷冻温度低，无毒无害不爆炸的优点，但制备费用高，因此低温破碎通常仅限于常温难破碎的废物。

低温破碎工艺流程图

湿式破碎——原理与设备 Wet-Worked Cursher 该技术是从废纸中回收纸浆为目的发展起来的。 利用特制的破碎机将投入到机内的含纸垃圾和大量水流一起搅拌和破碎成为浆液的过程，从而回收其中的纸纤维。 图中湿式破碎机圆形槽底设有多孔筛，靠筛上安装的切割回转器（6把破碎刀）的旋转使投入的含纸垃圾随大量水流一起在水槽内剧烈搅拌＆破碎成为浆液。浆液由地步筛孔排出，经固液分离将其残渣分离，纸浆送至纸浆纤维回收工序进行洗涤、过筛脱水。难以破碎的物料（金属等）从破碎机侧口排出，再用斗式脱水提升机送至磁选机。

湿式破碎机——工作原理图

湿式破碎的优点 含纸垃圾变为均质浆状物，可按流体处理； 不孳生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好 噪声低、无发热、爆炸、粉尘等问题 适用于回收来中的纸类、玻璃＆金属材料等

半湿式选择性破碎分选——原理 该种破碎分选的原理是利用城市垃圾种不同组成的强度＆脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。 由于该过程是在半湿（加少量水）状态下，通过兼有选择性破碎＆筛分两种功能的装置中实现，成为半湿式选择性破碎机。 由两段不同筛孔的外旋转圆筒筛和筛内反向旋转的破碎板构成。

工作机理 垃圾由圆筒筛首端进入，随筛壁上升后重力降落，同时被反向旋转的破碎板撞击，脆性物料被破碎成细粒碎片，通过第一段筛网排出；剩余垃圾进入第二段筒筛，此段喷射水分，中等强度的纸类被破碎板破碎，从第二段筛网中排出，最后剩余的垃圾（主要是金属、塑料、橡胶、木材、皮革）从第三段排出。

设备结构图

粉磨机 Tub Grinder 粉磨的目的：对废物进行最后一段粉碎，使其中各种成分单体分离，为下一步分选创造条件；对多种废物原料进行粉磨，均匀混合；制造废物粉末，增加物料的表面积，加速物料化学反应的速度。 常用粉磨机：球磨机和自磨机 球磨机：圆柱形筒体、筒体两端端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成，筒体内装有钢球（直径25～150mm），装入量为筒体的25％～50％ 中空轴颈：进料和排料 筒体转动时，钢球和破碎物在摩擦力、离心力和衬板的共同作用下，被衬板带动提升。升到一定高度后，由于自身重力作用使钢球和物料产生自由泻落和抛落，从而对筒体内底脚区产生冲击和研磨作用，物料达到粒径后由风机吹出。

自磨机：有成无介质磨机，分为干磨和湿磨两种。 由给料斗、短筒体、传动部分和排料斗组成； 废料粒度一般在300～400mm，一次磨细至0.1mm，粉碎比3000～4000mm，比球磨机等有介质磨机大数十倍。

第三节 分选 Separation 分选就是将固体废物中各种有用资源或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用人工或机械的方法分门别类地分离出来的过程 分为人工和机械分选 机械分选：物理分选、物理化学分选、化学分选及微生物分选等 物理分选是利用固体混合物各组成物的物理性能的差异，如粒度、密度、磁性、光电性、湿润性等的差异，采用相应的手段将其进行分离的过程，主要有筛分、重力分选、电磁分选

物理化学分选——浮选 Floatation 是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选的方法。包括泡沫浮选、浮选柱、油团浮选、表层浮选和选择性浮选。通常主要是泡沫浮选 化学分选是借助化学反应使煤中有用组分富集或除去杂质和有害成分的工艺过程，主要有氢氟酸法、熔融碱法、氧化法和溶剂萃取法等 微生物分选是应用微生物脱除固体废物中的有害组分；是利用某些自养性和异氧性微生物能直接或间接地利用其代谢产物从固体废物中溶浸有害废物从而达到分选的目的；主要有堆积浸滤法、空气搅拌浸出法和表面氧化法

筛分是利用固体混合物物料的粒度差，使固体颗粒在具有一定孔径的筛网上振动，把通过筛孔的小粒子群和未能通过筛孔的大粒子群分开的过程； 筛分 Size Separation 筛分是利用固体混合物物料的粒度差，使固体颗粒在具有一定孔径的筛网上振动，把通过筛孔的小粒子群和未能通过筛孔的大粒子群分开的过程； 筛分过程常用筛分概率”P”及筛分效率“ζ ”定量描述

颗粒的粒径和筛目 为了表示筛分物料颗粒的大小，习惯上用平均直径表示，即颗粒的长、宽、厚的平均值表示。 筛孔大小可用筛目和孔眼的直径表示。 国际上，标准筛目是指1in(25.4mm）长度上筛孔数，简称目。如200目是指在25.4mm上有200个筛孔，每个筛孔直径为0.075mm

筛孔直径与目数对应表 目 10 60 80 100 150 200 325 筛孔直径（mm） 1.6 0.25 0.18 0.15 0.10 0.075 0.040

筛分的原理 筛分过程与筛分效率 松散废物的筛分过程分为两个阶段：第一阶段是易于穿过筛孔的颗粒，通过不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面；第二阶段是易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔； 要求：在筛面上有适当的运动，一方面是物料层属于松散状态，从而使废物能够按照粒度分层，大颗粒位于上层，小颗粒位于下层并通过筛孔；另一方面物料和筛子的运动使堵在筛孔上的颗粒脱粒筛面，有利于颗粒透过筛孔。

筛分效率 理论上讲，固体废物中凡是粒度小于筛孔尺寸的细粒斗应该透过筛孔成为筛下产品，而大于筛孔直径的粗粒应全部留在筛上 实际上，由于受到筛分各种因素的影响，总会有部分粒径小于筛孔的颗粒留在筛上成为筛上品，筛上产品中未透过筛孔的细粒越多，说明筛分效果越差。 颗粒粒度接近筛孔尺寸的称为难筛颗粒，实践表明，粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，易于通过粗粒物料形成的间隙，达到筛面，并能较快通过筛孔的颗粒称为易筛颗粒

筛分效率概念 筛分效率是指实际得到的筛选产品与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料质量之比，用百分数表示： 实践中计算公式见参考文献：边炳鑫，固体废物预处理分选技术

影响筛分效率的因素 固体废物性质影响 固体废物粒度组成：易筛颗粒越多，E越大，粒度接近筛孔持春的难筛颗粒越多，E越小； 筛分设备的影响 筛面的影响：常见筛面有棒条筛面、钢板冲孔筛面、钢丝编织筛面；棒条筛面有效面积小，E低；钢丝编织筛面有效面积大，筛分效率高；冲孔筛面介于两者之间。

筛子运动方式：不同运动类型的筛子其筛分效率相差较大； 运动强度：同一类型筛子，运动强度不同E不同；强度不足，E低，强度过大E低； 筛子类型 固定筛 转筒筛 摇动筛 振动筛 E/％ 50~60 60 70~80 90以上

尺寸：筛面宽度主要影响筛子的处理能力，长度则影响筛分效率，负荷相等时，过窄的筛面使废物层增厚而不利于细粒接近筛面；过宽的筛面又使废物筛分时间太短，一般长宽比为：1：（2.5~3） 筛面倾角：筛面倾角为便于筛上产品的排出，倾角过小起不到该作用；倾角过大废物过筛速度太快，筛分时间短，E低，一般为15°～25° 筛分条件的影响 进料均匀，形成薄层E高；及时清理和维修筛面是保证筛分效率的重要条件。

筛分设备——固定筛 Fixed Screen 由一组平行排列的钢条或钢棒组成，钢条和钢棒称为格条，格条由横板连接在一起，位置固定不动；主要用于粗碎作业。 分为条筛和格筛 条筛一般安装在粗破碎机之前，保证粗破碎机进料块度适宜，对不能通过的大块，则进行破碎；固定条筛通常用于水平式安装 格筛主要用于粗碎和中碎作业的前处理，安装倾角应大于物料对筛面的摩擦角，保证物料能滑下筛面。格筛筛孔尺寸应控制在达到筛落物颗粒尺寸的1.1～1.2倍。格筛结构简单，不需要动力；但容易堵塞，需要经常清扫，安装要求高差大，筛分效率低（60～70％）

筛分设备——振动筛 Vibrating Screen 利用机械带动筛框运动从而实现物料筛分目的的一种筛分设备； 根据筛框运动轨迹不同可分为圆运动和直线运动。 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的孔隙 由于强烈振动，消除了堵塞筛孔现象，有利于湿物料的筛分，可用于粗、中、细粒的筛分；还可用于脱水振动和脱泥筛分。

筛分设备——滚筒筛 Trommel Screen 滚筒筛又称转动筛，是一种具有多孔眼的回转滚筒。物料从倾斜滚筒一端进入，借助滚筒的转动作用发生翻腾和破碎，并向另一端运动，在移动多重扎按筛面孔眼的大小进行分级，不能通过筛眼的物料从出口排出 可直接进行固体废物的筛分，也可经过破碎后进行筛分 转速为11～2r/min，停留时间为30～40min,停留时间可通过倾角和进料量进行控制

筛分设备——盘筛 Disc Screen 往复振动筛的改进，由平行和转动盘组成，具有自清洁、调整间距

分选 重力分选 重介质分选 跳汰分选 风力分选 摇床分选 磁力分选 磁选 磁流体分选 电力分选 浮选 其他分选方法

重力分选 Density Separation 概述：重力分选是根据固体废物中物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。 重介质分选 跳汰分选 风力分选 摇床分选

重力分选——概述 各种重选过程的共同工艺条件： 固体废物中颗粒间必须存在密度的差异 分选过程都是在运动介质中进行 在重力、介质动力及机械力的综合作用下，使颗粒群松散并按密度分层 分好层的物料在运动介质流的推动下互相迁移，彼此分离，并获得不同密度的最终产品 重力分选介质有空气、水、重液、重悬浮液等，介质不同，固体废物重力分选分为重介质分选、跳汰分选、风力分选、摇床分选等

重介质分选——工作原理 Heavy Media Separation 重介质是密度大于水的介质，在重介质中使固体废物群按密度分开的方法称为重介质分选。 为使分选过程有效地进行，需选择重介质密度介于固体废物中轻物料密度与重物料密度之间 因此颗粒密度大于重介质的物料下沉成为重产物，颗粒密度小于重介质的轻物料上升，上部成为轻产物，达到分选的目的

重介质分选——重介质 重介质是由高密度微粒构成的两相分散体系，它是密度高于水的非均匀介质，高密度固体微粒起着加大介质密度的作用，故称加重质。 加重质的选择 常用的加重质有硅铁/磁铁矿等，应具有足够高的密度，且在使用过程中不宜泥化和氧化，来源丰富，价格低廉，便于制备和再生。一般要求加重质的力度为小于200目，占60%~90%，能够均匀分散于水中，容积浓度一般为10%~15%。 重介质应具有密度高、黏度低、化学稳定性好、无毒、无腐蚀性、易回收再利用等

重介质分选设备——鼓形重介质分选机

工作原理 设备外形为一圆形转鼓，由四个辊轮支撑，通过圆筒中间的大齿轮由传动装置带动旋转（转速为2r/min）。在圆筒的内壁沿纵向设有扬板，用以提升重产物到溜槽内。圆筒水平安装。 固体废物和重介质一起由一端给入，在向另一端流动过程中，密度大于重介质的颗粒沉于槽底，由扬板提升落入溜槽内，排出槽外成为重产物，密度小于重介质的颗粒随重介质流从圆筒溢流口排出成为轻产物 该设备适宜于分离力度较粗（40~60mm）的固体废物。具有结构简单，紧凑，便于操作，分选机内分布均匀，动力消耗低等优点；缺点是轻重产物量调节不方便。

跳汰分选——工作原理 Stoner 跳汰分选是指物料在垂直脉动为主的介质中，按其物理——力学性质（主要是密度）实现分层和重力筛选方法，物料在固定运动的筛面上连续进行跳汰过程，由于冲水、顶水、床层水平流动的综合作用，在垂直和水平流的合力作用下分选。 物料的粒度组成、密度组成、跳汰制度和跳汰工艺流程等对跳汰分选都有影响。 分选介质称为介质，是指在分选过程中借以实现分选的流体物质 按介质分为：干法和湿法

隔膜式跳汰工作原理图 跳汰分选时，将固体废物给入分选机筛板上，形成密集的物料层，从下面透过筛板周期性地给入交变的水流， 使床层松散并按密度分层

工作原理图二 密度大颗粒群集中在底部，密度小颗粒集中上部，下部重物料通过筛板或排料装置排出。

跳汰分选设备 按水流流动方式，分为隔膜跳汰分选机和无活塞跳汰机两种。隔膜式跳汰机是利用偏心连杆带动橡胶隔膜往复运动，借以推动水流在跳汰室内作脉冲运动，无活塞跳汰机采用压缩空气推动水流运动。

风力分选——工作原理 Air Classification 风力分选是以空气为分选介质，在气流作用下使固体废物颗粒按密度和粒度进行分选的一种方法。风力分选简称风选，又称气流分选。分离分选机实际包含两个过程——将轻重颗粒分开，再进一步将轻颗粒从气流中分离出来。 其基本原理是气流将较轻的物料向上带走或在水平方向上带向较远的地方，而重物料则由于向上气流的上升力小于重力而下降，轻物料再进一步从气流中分离出来，一般用旋流分离器

分选设备 传统滑槽型分离分选机结构图

分选设备分类 按气流吹入分选设备内的方向不同，风选设备可分为两种类型：卧式风力分选机（水平流）和立式风力分选机（上升气流） 卧式风力分选机，固体废物经破碎机和圆筒筛筛分后，获得粒度均匀的给料。定量均匀的进料，废物在机内下落时，被鼓风机鼓入的水平气流吹散，固体废物中的各组分沿着不同轨迹分别落入重质组分、中重质组分和轻质组分中 卧式风力分选机具有构造简单，维修方便，但存在分选精度不高，一般很少单独使用，常与破碎、筛分、立式风力分选机联合使用

两种不同卧式风力分选机工作原理示意图

立式分离分选机 图示为三种不同结构的立式风力分选机工作示意图。经破碎的固体废物从中部给入机内，固体废物在上升气流的作用下，各组分按密度进行分离，重质组分从底部排出，轻质组分从顶部排出，经旋风除尘器进行气固分离。 与卧式风力分选机相比，立式风力分选机分选精度高

立式风力分选机工作原理图

Z形立式风力分选机 风力分选机有效工作识别轻重物料的重要条件，是要使气流在分选筒中产生湍流和剪切力，分散物料团块，达到较好的分选效果。 与直管式分选筒相比，形状的改变提高了筒内的紊流，进而使湍流和剪切力加大。 与直管式相比：Z形分选精度高（管壁与中心气流速度相差不大；拐角处具有破碎的作用； 拐角越大，废物在拐角速度亦大，过大易与对侧斜面产生碰撞，因此在不产生碰撞范围内尽可能增大倾斜角度；分段的长度要适中，太长沿斜面落下的物体速度变大，太短空气在管路的中央变成直线前进，失去Z形管的效果。

水力分选机——不同离心力 Hydraulic Separator 水力分选与风力分选原理相同，利用轻重组分在介质中的沉降速度差，将轻重组分分开。水力旋流器是最常用的一种。 料液以切线方向投入水力旋流器的圆柱形筒体，在旋流器内产生较大的离心力。 重组分向水力旋流器器壁运动，并沿器壁沉降，轻组分则在中心向上运动，经溢流管排出。

水力旋流器结构示意图

摇床分选 Table Concentrator 工作原理 摇床分选是在一个倾斜的床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固体废物按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法。 摇床分选过程是由一侧提供冲洗水，形成均匀的斜面薄层水流，颗粒在往复运动的摇床面上，受到重力、水流冲力、摇床产生的惯性力以及摩擦力综合作用。 不同密度和粒度的颗粒以不同速度沿床面纵向和横向运动，因此其合速度偏离摇动方向的角度也不同，使不同密度颗粒在床面上呈扇形分布

颗粒物料分层原理 在摇床分选过程中，物料的松散分层及在床面上的分带，直接受床面的纵向摇动及横向水流冲洗作用。 床面摇动及横向水流流经床条形成涡流，使水流脉动，使物料松散并按沉降速度分层。 由于床面摇动，导致细而重的颗粒钻过颗粒的间隙，沉于最低层，该种作用称为析离，析离是摇床的重要特点 析离是颗粒按密度分层趋于完善，结果是粗而轻的颗粒在最上层，其次是细而轻的颗粒，再次之是粗而重的颗粒，最底层是细而重的颗粒 床面上的分层是各种横向与纵向力综合作用的结果，大密度颗粒具有较大的纵向运动速度和较小的横向运动速度，合速度方向偏离摇动方向的倾角小，小密度颗粒则具有较大的横向速度和较小的纵向速度，合速度结果倾角偏大；大密度粗粒与小密度细粒介于两者之间

摇床设备构造 由床面、机架合传动装置构成 床面由木材或铝制成，近似梯形，倾斜角度不大于10°。床面涂漆或橡胶覆盖，上布置若干排床条，床条高度由传动端至对侧逐渐降低。 床条有利于床面上形成沟槽，增加物料松散，有利于颗粒的分层与析离，引起的涡流能清洗处混杂在大密度颗粒层内的小密度颗粒，改善分选效果。 床条高度的逐渐降低，使分好层的颗粒依次受到冲洗，处于上层的粗而轻的颗粒，向轻产物端移动；重颗粒则沿沟槽向重产物端移动。

摇床分选的特点 床面的强烈摇动使松散分层合迁移分离得到加强，分选过程中细粒分层占主导，使其按密度分选更加完善 摇床分选使斜面薄层水流分选的一种，因此等降颗粒可因移动速度的不同而达到按密度分选 不同性质颗粒的分离，不单纯取决于纵向和横向移动速度，主要取决于合速度偏离摇动方向的角度。

磁力分选 Magnetic Separation 磁选 磁流体分选Magnetic Fluid Separation

磁选 工作原理 利用固体废物中各种物质的磁性差异，在不均匀磁场（均匀磁场不可行）中进行分选的一种处理方法。 磁选过程是将固体废物输入磁选机后，磁性颗粒在不均匀磁场作用下被磁化，从而受磁场吸引力作用，使磁性物质吸在圆筒上，并随圆筒进入排料端排出，非磁性颗粒受磁场作用力小，留在废物中被排出。 颗粒磁力分选的条件是磁力大于机械力

固体废物磁性分类 强磁性物质 磁化系数x0＞38 ×10－6 m3/kg，在弱磁场磁选机可分离该类物质； 弱磁性物质 非磁性物质 磁化系数 X0 ＜ 0.19～7.5× 10－6 m3/kg，磁选机中可与磁性物质分离

磁选设备及应用 磁力滚筒 分为永磁与电磁两种，多为永磁 设备主要组成是一个回转多级磁系，套在外面的用不锈钢或铜、铝等非导磁材料制的圆筒，磁系与圆筒固定在同一个轴上，安扎在皮带运输机头部 主要用于工业固体废物或城市垃圾的破碎设备或焚烧炉前，除去废物中的铁器，防治损坏破碎设备或焚烧炉

非磁 磁性物质

湿式CTN型永磁圆筒式磁选机 给料方向与圆筒旋转方向或磁性物质的移动方向相反。物料由给料箱直接进入圆筒的磁系下方，非磁性物质由磁系左边下方的底板上排料口排出。 磁性物质随圆筒逆着给料方向移到磁性物质排料端，排入磁性物质收集槽中。 适合于粒度≤0.6mm强磁性颗粒的回收及从钢铁冶炼排出的含铁尘泥和氧化铁皮中回收铁，以及回收重介质分选产品中的加重质

悬吊磁铁器 主要用来去除城市垃圾中的铁器，保护破碎设备及其他设备免受损坏。 有一般式除铁器和带式除铁器两种。前者适合铁器数量少，后者适合铁器数量多。 前者通过切断电流排除铁物，后者通过胶带装置排除铁物。

磁流体分选 磁流体：是指在磁场或磁场和电场联合作用下能够磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液；磁流体通常采用强电解质溶液、顺磁性溶液和铁磁性胶体悬浮液。 磁流体分选是利用磁流体作为分选介质，在磁场或磁场和电场联合作用下产生“加重”作用，利用固体废物各组分的磁性和密度的差异或磁性、导电性和密度的差异，使不同组分分离。当固体废物组分间磁性差异小而密度或导电性差异大，采用磁流体分选可有效分离

磁流体分选原理 利用磁力与重力（重介质）两种作用 似加重后的磁流体仍具有原来流体的物理性质，只是密度加大，一般流体密度为1600kg/m3左右，而磁流体的视在密度可达19000kg/m3，因此磁流体可分离密度范围宽的固体废物。 根据分离原理与介质的不同，分为磁流体动力分选和磁流体静力分选 可将磁性与非磁性物质根据磁性分离，可将密度不同的非磁性物质通过密度不同分选。 可分离各种工业固体废物，也可从城市垃圾中回收铝、铜、锌、铅等金属

分选介质 分选介质应具有磁化率高、密度大、粘度低、稳定性好、无毒、无刺激性气味、无色透明，价格低廉等特性 顺磁性盐溶液：Mn、Fe、Ni、Co盐的水溶液均可作为分选介质，常用的该类溶液有MnCl2（视在密度11000～12000kg/m3、Mn（NO3）2。固体废物中轻产物密度＜3000kg/m3时，可采用更便宜的FeSO4、MnSO4、CoSO4水溶液 铁磁性胶体悬浮液：采用超细微粒（0.1μm）磁铁矿胶粒作为分散质，用油酸，煤油等非极性液体介质，并添加表明活性剂为分散剂调制成铁磁性胶体悬浮液，视在密度可达20000kg/m3。该种流体介质粘度高，稳定性差，介质回收再生困难。

电力分选 Electric Field Separation 简称电选，利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选的方法 工作原理：废物颗粒均匀给在辊筒上，辊筒转动，废物颗粒进入电晕电场区，由于空间带有电荷，使导体和非导体都获得负电荷（与电晕电极电性相同），导体颗粒一方面荷电，另一方面把电荷传给辊筒（接地电极）。由于不同颗粒放电速度不同，进入不同导体电场后，不获得负电荷，但释放电荷，最终获得正电荷。因此离开滚筒的时间不同，达到分离的作用

静电鼓式分选机 电选设备及应用

浮选 浮选是在固体废物与水调制成的浆料中，加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡，使预选物质黏附在气泡上，随气泡上浮于浆料表面称为泡沫层，然后刮出回收，不浮颗粒留在浆料中，通过适当处理后废弃。 浮选是一个水、气、固三相的系统 类似于水处理中的气浮

浮选设备

浮选剂 Floatation Seaparation 捕收剂：能够选择性的吸附在欲选物质颗粒的表面上，使其疏水性增强，提高可浮性，并牢固地黏附在气泡上而上浮；分为异极性捕收剂和非极性油类捕收剂；前者常用黄药和油酸，后者常用煤油 起泡剂：是一种表面活性物质，主要作用是降低气－水表面张力，促使空气在浆料中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的在黏附喝上浮过程中的稳定性，保证上浮气泡形成泡沫层；常用松油、松醇油和脂肪醇等。 调整剂：作用主要是调整其他药剂（主要是捕收剂）与物质颗粒表面之间的作用，还可调整浆料的性质，提高浮选过程的选择性。分为四类：活化剂、抑制剂、介质调整剂、分散与混凝剂等

其他分选方法 摩擦与弹跳分选 Friction & Bounce Separation 光电分选 Photometric Separation 涡电流分选 Eddy-current Separation

摩擦弹跳分选 摩擦与弹跳分选是根据固体废物中各组分的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，从而实现彼此分离的一种分离方法 固体废物形状不同，性质（密度）不同，在斜面上的运动形式、轨迹不同，纤维状或片状几乎全靠滑动，球形颗粒有滑动，滚动和弹跳三种方式

分选设备与工作原理 带式筛

斜板运输分选机与反弹滚筒分选机

光电分选 利用固体废物表面光反射特性的不同而分离固体废物的方法称为光电分选 光电分选机由：给料系统、光检系统和分离系统构成。给料系统包括料斗和振动流槽；光检系统由光源、透镜、光敏元件及电子系统组成； 固体废物进入光电分选系统前，需要进行筛分分级，成为窄粒级固体废物，并清除固体废物中的粉尘，以保证信号清晰，提高分离精度。预处理后固体合理呈单行，逐一通过光捡区。 通过光捡系统的废物进入分离系统，分离系统将收到的光电信号通过电子电路放大，与规定值进行比较，然后驱动执行机构，一般为高频气阀（300Hz），从废物中吹动偏离出来。

涡电流分选 是一种在固体废物中回收有色金属的有效方法 含有非磁导体金属废物流以一定速度通过一个交变电场时，非磁导体金属内部会产生感应电流（涡流）。 由于磁场的作用，具有感应电流的金属与磁场产生排斥力，方向相互垂直，使有色金属与固体废物流分离

麦克斯韦尔定律

固体废物固化/稳定化技术 Solidification & Stabilization 一种危险废物填埋处置前的预处理技术