主讲：赖艳华 山东大学能源与动力工程学院 2014年秋季 第五章 固体废物的污染及其防治 2017/9/11

主 要 内 容 第一节 固体废物的产生与污染 第二节 固废对环境的危害 第三节 固体废弃物的污染防治 2017/9/11

学习要求 了解固体废弃物概念、来源与组成。 了解固体废弃物对环境的危害。 了解固体废物污染防治的“三化”原则。 了解城市垃圾治理 、工业固体废物污染控制途径。 了解垃圾焚烧发电的产生及其意义。 2017/9/11

第一节 固体废物的产生与污染 一、什么是固体废物？ 第一节 固体废物的产生与污染 一、什么是固体废物？ 固体废物(solid waste )：在生产建设、日常生活和其它活动中产生，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固态、半固态废弃物质。 废渣(residue)：生产过程中产生 垃圾(waste)：生活活动过程中产生 固体废物的性质： 产生的必然性、时间性和空间性 2017/9/11

再生铝工业固废 2017/9/11

2011年兰州市工业固废 2017/9/11

生活垃圾 2017/9/11

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二、固体废物的来源和分类 (一) 来源 1、生产废物：生产建设过程中产生的废物。 例如：建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、余泥及其他废弃物。 2、生活废物：产品进入市场后在流动过程中或使用消费后产生的固体废物。 2017/9/11

(二) 分类 按化学组成分为：有机废物和无机废物； 按危害性分为：一般固体废物和危险性固体废物； (二) 分类 按化学组成分为：有机废物和无机废物； 按危害性分为：一般固体废物和危险性固体废物； 按形状分为：固体废物（粉状、粒状、块状）和泥状废物（污泥）； 按来源分为：矿业废物、工业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物（核废料）。 如图所示： 2017/9/11

(二) 分类 固 体 废 物 一般固体废物 危险性固体废物 具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、 (二) 分类 一般固体废物 固 体 废 物 矿业 工业 农业 生活 环境工程 废石尾矿 废渣废屑 秸秆粪便 垃圾粪便 污泥粉尘 具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、 放射性的 固体、半固体及容器装的废气、废液 危险性固体废物 2017/9/11

（三）固体废物特点 1）资源和废物的相对性 从时间上讲，它是在目前科技、经济条件下无法利用，随科技发展，今天的废物可能成为明天的资源。 从空间上讲，它仅仅是某个过程或方面没有使用价值，往往一种过程的废物可以成为另一种过程的原料，因此有人称它为“放错地点的原料”。 2017/9/11

2）富集终态和污染源头的双重性 3）危害的潜在性、长期性和灾难性 如一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。这些“终态”物质中的有害成分，又会转入大气、水体和土壤中，成为污染大气、水体和土壤环境的“源头”。 3）危害的潜在性、长期性和灾难性 固体废物中的污染成分的迁移转化，是一个缓慢的过程，其危害可能在数年、数十年后才能发现。 从某种意义上讲，固体废物，特别是重金属废物对环境造成的危害，可能要比水、气造成的危害严重得多。 2017/9/11

危险废物的特性: CTIRIN 国家危险废物名录 国家危险废物名录是中华人民共和国国家发展和改革委 员会根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》， 自2008年8月1日起施行的。共八大条。 http://www.gov.cn/flfg/2008-06/17/content_1019136.htm 危险废物的特性: CTIRIN （四）“危险特性”：是指腐蚀性（Corrosivity, C）、毒性（Toxicity, T）、易燃性（Ignitability, I）、反应性（Reactivity, R）和感染性（Infectivity, In）。 2017/9/11

什么是重金属？ 重金属原义是指比重大于5的金属（一般来讲密度大于4.5 克每立方厘米的金属），包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。 在环境污染方面所说的重金属主要是指汞（水银）、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。 重金属不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。 重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。 2017/9/11

第二节 固废对环境的危害 1、侵占土地： 堆放1万吨垃圾占地1亩。1994年，我国仅工矿业废渣、煤矸石、尾矿堆积量就有66亿吨，占地90万亩。

2、污染土壤 废物直接进入土壤造成污染，有害成分经风化、雨淋、地表径流等进入土壤造成污染。 固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有害物质会改变土壤的性质和土壤结构，并将对土壤中微生物的活动产生影响。这些有害成分的存在，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。 在固体废物污染的危害中，最为严重的是危险废物的污染。前一章中提到的危险废物特性，包括易燃易爆和腐蚀性等都是极需防范的，其中的剧毒性废物最易引起即时性的严重破坏，并会造成土壤的持续性危害影响。 白色污染 2017/9/11

有害成分随地面径流或随风飘迁落入水体、随渗滤液进入土壤使地下水污染。 3、污染水体 有害成分随地面径流或随风飘迁落入水体、随渗滤液进入土壤使地下水污染。 2017/9/11

3、污染水体 世界范围内，有不少国家直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋，甚至以后者当成处置固体废物的场所之一。 应当指出，这是有违国际公约、理应严加管制的。 固体废物弃置于水体，将使水质直接受到污染，严重危害水生生物的生存条件，并影响水资源的充分利用。 堆积的固体废物经过雨水的浸渍和废物本身的分解，其渗滤液和有害化学物质的转化和迁移，将对附近地区的河流及地下水系和资源造成污染。 2017/9/11

4、污染空气 细小的颗粒垃圾随风漂浮、垃圾分解释放有毒气体、焚烧法处理固体废物也会污染大气。 堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。据研究表明：当发生4级以上的风力时，在粉煤灰或尾矿堆表层的粒径=1～1.5cm以上的粉末将出现剥离，其飘扬的高度可达20—50m以上。在风季期间可使平均视程降低30％～70％。更有甚者，由于堆积的废物中某些物质的分解和化学反应，可以不同程度地产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。 2017/9/11

5、影响环境卫生 固体废物综合处理率低，环境污染严重，对人体健康构成威胁。 2017/9/11

6、其他危害 可能造成燃烧、爆炸、接触中毒、严重腐蚀等特殊损害。 生物群落特别是一些水生动物的休克死亡，可以认为是废物（包括垃圾）处置场释出污染物质的前兆。 例如，由于填埋处置不当，在雨季使地表径流或渗沥液中的化学毒物进入江河湖泊而引起大量的鱼群死亡。 这类危害效应可从个体发展到种群，直到生物链，并导致受影响地区营养物循环的改变或产量降低。 2017/9/11

第三节 固体废物的污染防治 一、固体废物污染防治的“三化”原则 二、城市垃圾治理 三、工业固体废物污染控制途径 2017/9/11

一、固体废物的“三化”原则 1、“三化”基本原则： 减量化：从源头开始，改变粗放型经营发展模式； 资源化：采取管理和工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源，创造经济价值。 物质回收－物质转换－能量转换。 无害化：已产生又无法或暂时尚不能综合利用的固体废物采用物理、化学、生物方法，进行对环境无害化或低危害的处理和处置，达到消毒、解毒或稳定化。

一、固体废物的“三化”原则 1、“三化”基本原则： 减量化 资源减量化 资源化 无害化 循环回收利用 综合利用 前提 归宿 核心

(一)什么是减量化？ 1、概念：减量化就是通过适宜的手段减少固体废物数量、体积，并尽可能地减少固体废物的种类、降低危险废物的有害成分浓度、减轻或清除其危险特性等，从“源头”上直接减少或减轻固体废物对环境和人体健康的危害，最大限度地合理开发和利用资源和能源。 是防治固体废物污染环境的优先措施！！ 2017/9/11

2、减量化途径 （1）选用合适的生产原料。原料品味低、质量差，是固废产生量大的主要原因。例如：火电厂煤种选择（优质煤与劣质煤） （2）采用无废或低废工艺。 （3）提高产品质量、使用寿命，提高物品重复利用次数。 例如：商品包装物的重复使用。 （4）废物综合利用，是最根本、最彻底、也最理想的减量化过程。例如：城市垃圾、硫铁矿烧渣的回收利用。 2017/9/11

(二)什么是资源化？ 1、概念：资源化就是指采用适当的技术从固体废物中回收有用组分和能源，加速物质和能源的循环，再创经济价值的方法。 一切废物，都是尚未被利用的资源，是人类拥有的有限资源的一部分，不能随意丢弃。 工业发达国家已把固体废物资源化纳入资源和能源开发利用之中，逐步形成了一个新兴的工业体系：资源再生工程。 目前，日本、西欧各国固体废物资源化率已达60% 左右，我国仍很低。

2、固体废物资源化包括： (1)物质回收，即处理废弃物并从中回收可回收物如纸张、玻璃、金属等物质； (2)物质转化，即利用废弃物制取新形态的物质，如利用废玻璃和废橡胶生产铺路材料，利用炉渣生产水泥和其他建筑材料，利用有机垃圾生产堆肥和有机复混肥料等； (3)能量转化，即从废物处理过程中回收能量，如通过可燃垃圾的焚烧处理回收热量，进一步发电，利用可降解垃圾的厌氧消化产生沼气，作为能源向居民或企业供热或发电等。 2017/9/11

？固体废物资源化包括哪些？ A.物质回收 B.物质转化 C.能量转化 D.以上三个。 2017/9/11

3、固体废物资源化的优势 (1)环境效益高。 减少废物堆置场地和废物贮放量。 (2)生产成本低。 废铝炼铝比用铝矾土炼铝能减少能源90%-97%，减少空气污染95%，减少水质污染97%。 (3)生产效率高。 如用铁矿石炼1t钢需8个工时，而废铁只需要2-3个工时。 (4)能耗低 用废钢炼钢比用铁矿石炼钢可节约能耗74% 。 2017/9/11

(三) 无害化 概念：无害化是指对已产生又无法或暂时尚不能资源化利用的固体废物，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全处理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物的污染危害。 例如：垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理和解毒处理等。 注意：各种无害化技术的通用性是有限的，其优劣程度往往不是有技术、设备条件本身所决定。例如垃圾的焚烧处理必须以垃圾含有高热值和可能的经济投入为条件。 当前的发展垃圾经过高温堆肥无害化处理后再进行垃圾复混肥的加工有着更为广阔的发展空间。焚烧处理只能有条件的利用。

固体废物处置的基本原则是什么？ 答案：减量化 ？ 资源化？ 无害化？ 还是？。。。 2017/9/11

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二、城市垃圾治理 (一)城市垃圾的分类 据垃圾的组成：可回收废品、易堆腐物、可燃物、其他无机废物。 简单分为： 有机物(动物、植物)→堆肥；无机物→填埋； 可回收废品(纸张、塑料、破布、金属、玻璃) →回收使用。 2017/9/11

(二)城市垃圾的性质 城市垃圾的性质主要包括物理、化学、生物化学及感观性能。 1、感观性能:废物的颜色、臭味、新鲜或腐败的程度等。 2、物理性质:与组成密切相关，含水量、垃圾容重、垃圾的粒度组成。 3、化学性质:挥发分、灰分及灰分熔点、元素组成、发热值。 4、生物学性质 : 1)垃圾本身的生物性质 2)垃圾的可生化性

(三)城市特征对垃圾构成的影响 1.大城市与中小城市垃圾构成有十分明显的区别。大城市：有机物成分占总量的31％～36％，无机成分约占60％，废品约占4％-6％；中小城市的生活垃圾有机成分约占其总量的20％，无机成分约占65％，废品的比重更低。 热值如何？ 2.城市气化率、集中供热面积及人均煤购买量对垃圾的产量和构成具有明显的影响。 3.包装废物在城市垃圾中的比重增加，并对环境造成极大污染。 2017/9/11

（四）城市垃圾如何处理？ 城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧发电等 。 1.工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张，焚烧处理比例逐渐增多； 2.填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有较大比例； 3.农业型的发展中国家大多数以堆肥为主； 4.其它一些新技术，如热解法、填海、堆山造景等技术，正不断取得进展。 2017/9/11

（五）城市垃圾的资源化处理 1、城市垃圾的资源化处理：强力推荐 2017/9/11

2、城市垃圾的其它无害化处理 （1）堆肥 是指垃圾中的可降解有机物借助于微生物发酵降解作用，使垃圾转化为肥料的方法。 堆肥可分为好氧发酵堆肥和厌氧发酵堆肥两种。 （2）制沼气 利用有机垃圾、秸秆、粪便和活性污泥等制取沼气。沼气发酵是有机物质在隔绝空气和保持一定水分、温度、酸碱度等条件下，利用微生物分解有机物的过程。 （3）垃圾的填埋 2017/9/11

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（六）处理技术实例 1、城市垃圾分选技术 分选回收工艺系统的特点： 发达国家设计了一系列的分选回收成套设备。将破碎、输送、分选等工序有机的结合起来。 分选回收工艺系统的特点： 1.基本上“干式”回收有用成分，极少数在工艺结束时辅以“湿式”回收。 2.通用工艺流程均为:原始垃圾→破碎→分选→处理→回收。 3.采用综合技术方法进行，很少用单一方法处理。 4.各处理工艺能回收的产品有黑色金属、有色金属、纸浆、塑料、有机肥料、饲料、玻璃以及焚烧热等。 2017/9/11

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2、城市垃圾堆肥技术 （1）德国FLESBURG高速堆肥系统 FLESBURG高速堆肥厂位于德国FLESBURG，每天处理量350-400吨。堆肥原料是城市生活废弃物及污泥 。 液压式压力机 金属 填埋 垃圾 破碎机 磁选机 化滚筒 转动消 筛分机 分选机 堆肥农用 水处理系统 2017/9/11 除臭系统

法国贝鲁特家庭废物处理厂，建筑面积4500m2，日处理量700吨，原料为城市生活垃圾。 （2） 法国SILODA快速堆肥系统 法国贝鲁特家庭废物处理厂，建筑面积4500m2，日处理量700吨，原料为城市生活垃圾。 城市生活垃圾→破碎、筛选、磁选→一定粒径(约5cm)的可堆废物→可逆式皮带机→一次发酵仓（旋转式搅拌机翻动、搅拌及输送）7~10天→二次静态发酵场 30~60天→振动筛分→优质肥料 2017/9/11

强制通风-隧道式耗氧发酵技术处理垃圾。日处理垃圾能力为400吨，每年可处理垃圾14万吨。 3.北京南宫垃圾堆肥厂 强制通风-隧道式耗氧发酵技术处理垃圾。日处理垃圾能力为400吨，每年可处理垃圾14万吨。 垃圾 →称重计量 →布料机 →主发酵隧道（2个星期的高温发酵）→后熟化区 （3周）→筛分→肥料（熟化3周） →成品垃圾肥。 2017/9/11

4. 垃圾发电 深圳垃圾发电厂 2017/9/11

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第五节 固体废物的处理和利用 2017/9/11

(一)物理处理方法 三、工业固体废物污染控制途径 物理处理是通过浓缩或相变化改变固体废物结构，但不破坏固体废物组成的一种处理方法，包括压实、破碎、筛分、分选、脱水、蒸发、萃取、吸附等工序，主要作为资源化的预处理技术。 2017/9/11

(二)化学处理方法 采用化学方法使固体废物发生化学转化从而回收物质和能源的一种资源化方法。 化学处理方法包括煅烧、焙烧、烧结、溶剂浸出、热分解、焚烧、电力辐射等。 由于化学反应条件复杂，影响因素较多，故化学处理方法通常只用在所含成分单一或所含几种化学成分特性相似的废物资源化方面。 2017/9/11

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(三)生物处理方法 生物处理是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。 固体废物经过生物处理，在容积、形态、组成等方面均发生重大变化，因而便于运输、贮存、利用和处置。 生物处理包括好氧处理（堆肥）、厌氧处理（沼气）和兼性厌氧处理（细菌冶金）。 生物处理在经济上一般比较便宜，应用也相当普遍，但处理过程所需时间较长，处理效果有时不够稳定。 2017/9/11

（四）固体废物综合处理系统 城 市 垃 圾 消 费 活 动 收集运输技术 破碎技术 分选技术 转换技术 后处理技术 卡车运输 管道运输 常温破碎 低温破碎 湿式破碎 筛选 重力分离 静电分离 涡流分离 光学分离 磁场分离 溶剂分离 浮选分离 燃烧 热分解 微生物分解 废气处理 废水处理 废渣处理 大气 河流 填埋 工业废物 生产活动 天然资源 分选回收手选 空瓶 空罐 废纸 废零件 无机物 铁 非铁 金属 玻璃 有机物 纸 纸浆 塑料 橡胶 水蒸气和电力 燃料气 、油 、炭黑 堆肥、葡萄糖、蛋白、乙醇、丙酮甲烷、乙烯 建材 骨料 或道 路用 材等

2-Waterleau工程公司- 固废，污泥及生物质处理与能源回收-12分钟 2017/9/11

课 后 习 题 1.名词解释 固体废物 城市生活垃圾 危险废物 2.请简述固体废物处置的基本原则是什么？ 3.论述城市垃圾如何处理？ 固体废物 城市生活垃圾 危险废物 2.请简述固体废物处置的基本原则是什么？ 3.论述城市垃圾如何处理？ 3.拓展题 请上网查阅资料给出什么是危险固废？哪些环节会有此类固废？国家判别标准是什么？

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