固废总复习.pptx

固固 体体 废废 物物预预处处理理压实压实破碎破碎分选分选脱水脱水物物化化处处理理热热处处理理好氧堆肥好氧堆肥厌氧消化厌氧消化其他生物处理其他生物处理生生物物处处理理最最终终处处置置浮选浮选溶剂浸出溶剂浸出稳定稳定/固化固化焚烧焚烧热解热解其他热处理其他热处理收收集集与与清清运运1固体废物固体废物2概念概念危害危害管理原则管理原则固固体体废废物物是是指指在在生生产产、生生活活和和其其他他活活动动中中产产生生的的，丧丧失失原原有有利利用用价价值值或或者者虽虽未未丧丧失失利利用用价价值值，但但被被抛抛弃弃或或者者放放弃弃的的固固态态、半半固固态态和和置置于于容容器器中中的的气气态态物物品品、物物质质以以及及法法律律、行行政政法法规规规规定定纳纳入入固固体体废废物物管管理理的的物物品品、物物质质。在在一一定定时时间间和和地地点点，无无法法利利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体物质。用而被丢弃的污染环境的固体、半固体物质。固体废物的概念固体废物的固体废物的“废废”具有具有时间时间和和空间空间的相对性：的相对性：因此，固体废物常被看作是因此，固体废物常被看作是“放错地点的原料放错地点的原料”固体废物的特性：产生量大、种类繁多、性质复杂、来源分布广泛等产生量大、种类繁多、性质复杂、来源分布广泛等其危害具有潜在性、长期性和不易恢复性。其危害具有潜在性、长期性和不易恢复性。3固体废物的概念 危危险险废废物物是是指指列列入入国国家家危危险险废废物物名名录录或或者者国国家家规规定定的的危危险险废废物物鉴鉴别别标标准准和和鉴鉴别别方方法法认认定定的的、具具有有危危险险特特性性的废物。的废物。危危险险废废物物的的主主要要特特征征并并不不在在于于它它们们的的相相态态，而而在在于于它它们们的的危危险险特特性性，即即具具有有毒毒性性、腐腐蚀蚀性性、传传染染性性、反反应应性性、浸浸出出毒毒性性、易易燃燃性性、易易爆爆性性等等独独特特性性质质，对对环环境境和和人体会带来危害，须加以特殊管理。人体会带来危害，须加以特殊管理。4主要表现在五个方面：主要表现在五个方面：w1 1、侵占土地、侵占土地w2 2、污染土壤、污染土壤w3 3、污染水体、污染水体w4 4、污染大气、污染大气w5 5、影响环境卫生、影响环境卫生w 固体废物对人类环境的危害具有固体废物对人类环境的危害具有多样性、长期性与潜多样性、长期性与潜在性在性。固体废物的危害固体废物的危害我国的我国的技术政策技术政策主要是主要是“三化三化”，即，即资源化资源化(Detoxification)(Detoxification)无害化无害化(reclamation)(reclamation)减量化减量化(Abatement)(Abatement)固体废物的管理原则固体废物的管理原则（1 1）“三化三化”原则原则并在相当长的时间内并在相当长的时间内以以无害化无害化为主为主从从无无害害化化走走向向资资源源化化，资资源源化化是是以以无无害害化化为为前前提提的的，无无害害化化和和减减量化则应以资源化为条件。量化则应以资源化为条件。我国固体废物处理利用技术政策的我国固体废物处理利用技术政策的发展趋势发展趋势是：是：6（2 2）“全过程全过程”管理原则管理原则“3C3C”原则原则避避 免免 产产 生生（cleanclean）、综综 合合 利利 用用（cyclecycle）、妥妥 善善 处处 置置（controlcontrol）“3R3R”原则原则，即通过对固体废物实施，即通过对固体废物实施减少产生（减少产生（reducereduce）、再利用（）、再利用（reusereuse）、再循环（）、再循环（recyclerecycle）解决固体废物污染控制问题的基本对策：固体废物的管理原则固体废物的管理原则收集与运输收集与运输收运系统构成收运系统构成清运操作方法清运操作方法收集过程基本用时收集过程基本用时城市收运通常由三个阶段构成一个收运系统。城市收运通常由三个阶段构成一个收运系统。w第一阶段：搬运贮存（简称运贮）第一阶段：搬运贮存（简称运贮）w第二阶段：垃圾的清除（简称清运）第二阶段：垃圾的清除（简称清运）w第三阶段：转运第三阶段：转运收运系统构成9城市垃圾清运的操作方法分为：城市垃圾清运的操作方法分为：二种类型二种类型，三种方式三种方式v移动式容器移动式容器(Mobile containerMobile container)操作方法操作方法q 搬运容器方式搬运容器方式：多次旅程多次旅程q 交换容器模式交换容器模式：需备用垃圾桶需备用垃圾桶v固定式容器固定式容器(Fixed containerFixed container)操作方法操作方法q 只收集垃圾而不带走容器只收集垃圾而不带走容器清运操作方法10收集操作过程分为收集操作过程分为四个基本用时四个基本用时：集装时间、清运时间、卸车时间和非生产性时间集装时间、清运时间、卸车时间和非生产性时间移动式收集成本计算收集过程基本用时11压压 实实目的目的原理原理压实程度的度量压实程度的度量压实器压实器w目的：减容，兼有稳定化的作用目的：减容，兼有稳定化的作用n减容：根据废物的种类和施加压力的大小，一般压缩比可达35，若结合破碎，可达510，可以减少运输成本，降低填埋处置成本n体积减容率体积减容率：6070%n稳定化：日本将城市垃圾压实后，因挤压和升温作用，使垃圾中的BOD从6000ppm降到200ppm，COD从8000ppm降到150ppm。成为类塑料结构的惰性材料。压实的目的压实的目的压实的原理压实的原理排气，减少空隙率，使固体废物致密化排气，减少空隙率，使固体废物致密化。压实程度的度量压实程度的度量15压压 实实 器器16破破 碎碎17目的目的影响破碎效果的因素影响破碎效果的因素破碎方法破碎方法破碎程度的度量破碎程度的度量破碎工艺破碎工艺破碎设备破碎设备破碎的目的破碎的目的为固体废物的有效处理为固体废物的有效处理、利用和处置提供条件。利用和处置提供条件。具体体现在具体体现在六个方面六个方面为便于运输和贮存，经破碎减容为便于运输和贮存，经破碎减容为为便便于于分分选选回回收收，经经破破碎碎达达到到解解体体或或适适合合于于分分选选设设备备的的适适用用粒粒度范围度范围为便于热处理，增加比表面积为便于热处理，增加比表面积为便于制造建材，满足建材制品对原料的粒度要求为便于制造建材，满足建材制品对原料的粒度要求为便于填埋压实，经破碎增加密实度为便于填埋压实，经破碎增加密实度为保护处理设备，经破碎减小冲击力为保护处理设备，经破碎减小冲击力18影响破碎效果的因素影响破碎效果的因素破碎方法破碎方法破碎效果及度量破碎效果及度量破碎工艺破碎工艺破碎设备破碎设备23分分 选选分选方法分选方法筛分筛分重力分选重力分选磁力分选磁力分选电力分选电力分选分选方法分选方法筛筛 分分26原理及分选筛分效率影响筛分效率的因素筛分设备类型及选择筛分原理及分类筛分原理及分类筛分效率筛分效率28影响筛分效率的因素影响筛分效率的因素筛分设备类型及选择筛分设备类型及选择选择筛分设备时应考虑的因素：选择筛分设备时应考虑的因素：30重力分选重力分选31基本概念基本概念重介质与加重质重介质与加重质摇床分选原理摇床分选原理常见的重选设备常见的重选设备重选的基本概念重选的基本概念32固固体体废废物物重重力力分分选选共同的工艺条件：具有密度差异的组分 运动介质 分散 沉降 分层 分离分选设备有哪些？有哪些结构特点？摇床分选吸离作用跳汰分选惯性分选弹道分选旋风分选重介质分选重力分 选等降比：等降粒子中密度小的颗粒粒度与密度大的颗粒的比。分选介质：空气、谁。重液、重悬浮液等重重介介质质与与加加重重质质重重 介介 质质密度高于水的流态分散体系。密度高于水的流态分散体系。无毒、密度高、粘度低、化学稳定性好、易回收无毒、密度高、粘度低、化学稳定性好、易回收重重 液液密度高的有机溶液或无机盐溶液密度高的有机溶液或无机盐溶液稳定性好，但贵稳定性好，但贵悬悬 浮浮 液液与各种磨细的颗粒与水组成的混合物与各种磨细的颗粒与水组成的混合物稳定性稳定性差，无毒、价廉、易回收差，无毒、价廉、易回收有机或无机盐溶液有机或无机盐溶液CaClCaCl2 2水：水：1.31.3ZnClZnCl2 2水：水：2.072.07四溴甲烷四溴甲烷四氯化碳：四氯化碳：2.92.9加加 重重 质质硅铁：硅铁：3.93.9，磁选回收，磁选回收磁铁矿：磁铁矿：2.12.1，价廉，价廉悬浮液中固体颗粒又叫加重质悬浮液中固体颗粒又叫加重质重介质与加重质重介质与加重质33摇床分选摇床分选 原理原理34常见的重选设备常见的重选设备35磁力分选磁力分选磁选的原理及条件磁选的原理及条件磁选的分类磁选的分类磁流体磁流体36必须同时满足：必须同时满足：式中：式中：F磁磁作用在磁性物体上的磁力作用在磁性物体上的磁力 F机机作作用用于于磁磁性性物物体体上上的的机机械械力力的的合合力力（重重力力、离离心心力力、粘粘着力、介质阻力等），与着力、介质阻力等），与F磁磁方向相反。方向相反。F非磁非磁非磁性物质所受的磁力非磁性物质所受的磁力F磁非磁性产品F机磁性产品给料磁选分离的关键是确定合适的F磁磁选的原理及条件磁选的原理及条件利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的方法37磁选的分类磁选的分类38磁磁 流流 体体39固固体体废废物物磁磁力力分分选选磁磁 流流 体体铁磁性胶悬浮液顺磁性盐溶液磁铁矿胶体微粒有机磁流体税基磁流体粉碎法水溶液吸附有机相法Fe、Mn、Ni、Co盐的水溶液MnCl2、Mn(NO3)2、水溶液的视在密度可10000kg/m3FeSO4、MnSO4、CoSO4（硫酸盐类）实在密度低，但便宜能够在磁场或磁场和电场联合作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液。电力分选电力分选物料在电场中的带电方法物料在电场中的带电方法电选前的物料准备电选前的物料准备40物料在电场中的带电方法物料在电场中的带电方法三种带电方式：三种带电方式：摩擦带电摩擦带电感应带电感应带电电晕电场带电电晕电场带电41w干燥：物料在分选前必须彻底干燥w加热：分选前加热到5060以上，可明显提高分选效率w分级：导电率判别较小时，窄级别入选可明显提高分选效率w表面净化：采用清水，酸洗，使物料衣面净化，可明显提高分选效率w药剂处理：n有机药剂：提高疏水性（亲水性增大导电率）n无机药剂：选择性吸附，扩大物料间的表面性质差异 电选前的物料准备电选前的物料准备42脱脱 水水43固体废物中水的存在形式固体废物中水的存在形式脱水的方法脱水的方法固体废物中水的存在形式固体废物中水的存在形式44脱水的方法脱水的方法固体废物脱水的方法浓缩脱水机械脱水重力浓缩法气浮浓缩法离心浓缩法浮浮 选选46原理原理浮选药剂浮选药剂浮选工艺过程浮选工艺过程浮选设备浮选设备浮选的原理浮选的原理通过在固体废物与水调成的料浆中加入浮选药剂扩大不同组分可浮性的差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面，成为泡沫层后刮出，成为泡沫产品；不上浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。47浮选药剂浮选药剂（1）捕收剂：主要作用是使欲浮的废物颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着。常用的捕收剂主要有异极性捕收剂和非极性油类捕收剂两类。浮选药剂：捕收剂、起泡剂、调整剂浮选药剂：捕收剂、起泡剂、调整剂（2）起泡剂：表面活性物质，主要作用在水-气界面上使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。常用的起泡剂有松醇油、脂肪醇等。（3）调整剂：主要作用是调整捕收剂的作用及介质条件。活化剂、抑制剂、调整剂、絮凝剂、分散剂。48浮选工艺过程浮选工艺过程49浮选设备浮选设备1.良好的充气作用2.搅拌作用3.能形成比较平稳的泡沫区4.能连续工作及便于调节对浮选机的基本要求：1.机械搅拌式浮选机使用最广2.充气搅拌式浮选机3.充气式浮选机4.气体析出式浮选机浮选机种类：按充气和搅拌方式不同50溶溶 剂剂 浸浸 出出51浸出的理论基础浸出的理论基础浸出动力学过程浸出动力学过程浸出效果衡量浸出效果衡量浸出工艺与设备浸出工艺与设备目的组分提取与分离目的组分提取与分离对对象象浸出的理论基础浸出的理论基础52浸出过程大多取决于两个阶段溶剂向反应区的迁移界面上的化学反应外扩散化学反应解吸反扩散浸出过程浸出动力学过程浸出动力学过程53浸出效果衡量浸出效果衡量目的组分的浸出率目的组分的浸出率浸出过程的选择性浸出过程的选择性浸出药剂用量浸出药剂用量54浸出工艺与设备浸出工艺与设备依废物的依废物的动力方式动力方式依浸出剂与依浸出剂与被浸废料的被浸废料的相对动力方式相对动力方式55目的组分提取与分离目的组分提取与分离56稳定稳定/固化固化57相关概念相关概念基本要求基本要求评价指标评价指标相关概念相关概念58危险废物稳定化/固化处理产物为了达到无害化，必须具备一定的性能：抗浸出性抗干湿性耐腐蚀性、不燃性抗渗透性（固化产物）足够的机械强度（固化产物）基本要求基本要求59越低越好 增容比，越低越好评价指标评价指标60好氧堆肥好氧堆肥61概念基本原理好氧堆肥过程影响因素及工艺阶段腐熟度评价指标堆肥的农业效用好氧堆好氧堆肥处理肥处理堆堆肥肥化化：在在人人工工控控制制的的环环境境下下，依依靠靠自自然然界界中中广广泛泛分分布布的的细细菌菌、放放线线菌菌、真真菌菌等等微微生生物物，人人为为地地促促进进可可生生物物降降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程概概 念念堆堆肥肥有有机机物物（含含C,H,O,N,P,S,Cl）、氧和微生物氧和微生物CO2,H2O,NH3,PO43-,SO42-细胞物质细胞物质（微生物繁殖）（微生物繁殖）转入环境转入环境能量能量+释放、转化为热释放、转化为热同化作用同化作用异化作用异化作用基本原理基本原理63u用用一一种种成成分分为为C31H50NO26的的堆堆肥肥物物料料进进行行实实验验室室规规模模的的好好氧氧堆堆肥肥试试验验。试试验验结结果果，每每1000堆堆料料在在完完成成堆堆肥肥化化后后仅仅剩剩200kg，测定产品成分为测定产品成分为C11H14NO4。u试求每试求每1000kg物料的化学计算理论需氧量。物料的化学计算理论需氧量。解：1.计算堆肥物料C31H50NO26千摩尔质量为852kg 则：参加堆肥过程的有机物的量(1000/852)kmol=1.173kmol2.堆肥产品C11H14NO4的千摩尔质量：224kg 则：每摩尔物料参加堆肥过程的残余有机物的量，即：n200/(1.173224)kmol=0.76kmol3.堆肥过程：由已知条件：a31，b50，c1，d26，w11，x14，y1，z4可求出：r0.550-0.7614-3(1 0.761)19.32 s31 0.761122.64堆肥过程 需氧量：m0.5(0.764+222.64+19.32 26)1.17332kg781.50kg64020406080100温度 t/时间潜伏阶段中温阶段高温阶段腐熟阶段适应新环境25 以内嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的可溶性物质如淀粉、糖类等，而增殖，温度 25-45 嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度 45-70 嗜温性微生物多为难分解物质，温度40-20 好氧堆肥过程好氧堆肥过程65堆肥化效果工艺阶段供氧量含水率温度和有机物含量颗粒度C/N和C/PpH分选、破碎、筛分、混合、养分及水分调节前处理1发酵仓或露 天 堆 积，强制或翻堆搅拌供氧.主 发酵 期 4-12d主发酵2进 一 步分 解 难分 解 有机 物，条 堆 或静 态 堆肥，20-30d后发酵3分选设备去除塑料、玻璃、金属、小石块；加入N、P、K制复肥后处理4产生氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类等。化学除臭剂；碱、水溶液过滤；熟堆肥、沸石等吸附剂吸附脱臭5夏 冬 需贮 存，容纳6个月 的 贮存设备：干 燥 透气贮存6影响因素影响因素及工艺阶段影响因素及工艺阶段66腐熟度评价指标腐熟度评价指标67改良土壤促进植物根系增长堆肥的增产作用堆肥农用的不利因素堆肥的农业效用堆肥的农业效用68厌氧消化厌氧消化69概念基本原理影响因素工艺类型厌氧消厌氧消化处理化处理厌厌氧氧消消化化：也也称称厌厌氧氧发发酵酵，指指在在厌厌氧氧状状态态下下利利用用微微生生物使固体废物中有机物转变为物使固体废物中有机物转变为CH4和和CO2的过程的过程由由于于厌厌氧氧消消化化可可以以产产生生以以CH4为为主主要要成成分分的的沼沼气气，故故又称之为甲烷发酵。又称之为甲烷发酵。厌厌氧氧消消化化可可以以去去除除废废物物中中3050%的的有有机机物物并并使使之之稳稳定化。定化。概概 念念70堆肥有机物微生物有机酸、醇类、O2、NH3、H2S等。能量、微生物细胞物质细胞物质CO2、CH4等。能量基本原理基本原理三阶段理论三阶段理论二阶段理论二阶段理论71三阶段理论三阶段理论起作用的细菌称为发酵细菌，包括纤维素分解菌、蛋白质水解菌起作用的细菌称为发酵细菌，包括纤维素分解菌、蛋白质水解菌发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变成可溶于水发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变成可溶于水的物质，然后细菌再吸收可溶于水的物质，并将其分解成为不同产物的物质，然后细菌再吸收可溶于水的物质，并将其分解成为不同产物起作用的细菌是醋酸分解菌起作用的细菌是醋酸分解菌水解阶段产生的简单的可溶性有机物在产氢和产酸细菌的作用下，进一水解阶段产生的简单的可溶性有机物在产氢和产酸细菌的作用下，进一步分解成挥发性脂肪酸、醇、酮、醛、步分解成挥发性脂肪酸、醇、酮、醛、CO2和和H2等等水解水解阶段阶段起作用的细菌是产甲烷细菌起作用的细菌是产甲烷细菌将第二阶段的产物进一步将第二阶段的产物进一步 降解成降解成CH4和和CO2，同时利用产酸阶段所产生，同时利用产酸阶段所产生的的H2将部分将部分CO2再转变为再转变为CH4。产酸产酸阶段阶段产甲产甲烷阶烷阶段段不产甲烷细菌不产甲烷细菌72二阶段理论二阶段理论到碱性发酵后期，可降解有机物大都已经被分解，消化到碱性发酵后期，可降解有机物大都已经被分解，消化过程也趋于完成。过程也趋于完成。73影响因素影响因素74根据消化温度划分工艺类型最 佳 温 度 范 围 是 47-55，此时有机物分解旺盛，消化快，物料在厌氧池内停留时间短，非常适用于城市垃圾、粪便和有机污泥的处理培养高温消化菌、维持高温、投料和排料、搅拌消化物料目前我国农村都采用这种消化类型。这种工艺的消化池结构简单、成本低廉、施工容易、便于推广，但受季节明显消化周期须视季节和地区的不同加以控制高温消化工艺自然温度消化工艺工艺类型工艺类型75根据投料运转方式划分工艺类型连续消化工艺半连续消化工艺两步消化工艺投料启动后，经一段时间的消化产气，连续定量的添加消化原料的排出旧料；其消化时间能够长期连续进行。工艺易于控制，能保持稳定的有机物水脂速率和产气率，但该工艺要求较低的原料固形物浓度启动时一次性投入较多的消化原料，当产气量趋于下降时，开始定期添加新料和排出旧料，以维持比较稳定的产气率。农村较适用两个反应器；根据两段理论设计工艺类型工艺类型76其他生物处理其他生物处理77微生物浸出微生物浸出化化 学学 反反 应应 说说废料中所含金属硫化物，如FeS2，先被水中的氧氧化成FeSO4，细菌的作用仅在于把FeSO4氧化成化学溶剂Fe2(SO4)3，把浸出金属硫化物生成的S氧化为化学溶剂H2SO4即：化学反应说认为细菌的作用仅在于生产优良浸出剂H2SO4和Fe2(SO4)3，而金属的溶解浸出则是纯化学反应过程。78微生物浸出微生物浸出直直 接接 作作 用用 说说附着于矿物表面的细菌能通过酶直接催化矿物面使矿物氧化分解，并从中直接能源和其他矿物营养元素满足自身生长需要。蚯蚓处理技术蚯蚓处理技术蚯蚯蚓蚓处处理理固固废废的的过过程程实际上是蚯蚓和微生物共同处理的过程。二者构成了以蚯蚓为主导的蚯蚓-微生物处理系统。在此系统中，蚯蚓直接吞食垃圾，经消化后，可将垃圾中的有机物质转化为可给态物质，这些物质同蚯蚓排出的钙盐与黏液结合即形成蚓粪类颗粒，这是微生物生长的理想基质。另一方面微生物分解或半分解的有机物质是蚯蚓的优质食物，二者构成了相互依存的关系，共同促进有机固体废物的分解。80蚯蚓处理技术蚯蚓处理技术蚯蚯蚓蚓可可用用于于处处理理农农林林废废物物的的原原因因农林废物主要是指各种农作物的秸杆、牧草残渣、树叶、花卉残枝、蔬菜瓜果等。农林废弃物的主要成分有纤维素、半纤维素、木质素等，此外还含有一定量的粗蛋白、粗脂肪等。这些都是蚯蚓喜欢的食物。因此，农林废物都能被蚯蚓分解转化，而形成优质有机肥料。81焚焚 烧烧82概念以处理对象焚烧机理焚烧技术及污染控制焚烧效果评价焚烧影响因素焚烧相关计算焚烧工艺一种一种高温分解高温分解和和深度氧化深度氧化的综合过程。的综合过程。焚焚烧烧法法可可以以使使可可燃燃性性固固体体废废物物通通过过氧氧化化分分解解，达达到到减减容容、消毒、回收能量及副产品的多重目的。消毒、回收能量及副产品的多重目的。即：能同时实现减量化，无害化和资源化的目的。即：能同时实现减量化，无害化和资源化的目的。焚烧后垃圾体积可减少焚烧后垃圾体积可减少8090%。概概念念无机有机物混合性固体废物无机有机物混合性固体废物(如城市垃圾如城市垃圾)；某某些些特特定定的的有有机机固固体体废废物物（如如医医院院的的带带菌菌废废物物，石石油油化化工工厂和塑料厂的厂和塑料厂的具有毒性具有毒性的中间产物等）；的中间产物等）；多氯联苯类多氯联苯类高稳定性高稳定性的有机物。的有机物。处处理理对对象象概念及处理对象概念及处理对象83燃烧必备的燃烧必备的基本条件基本条件焚烧机理焚烧机理84焚烧焚烧过程过程干燥干燥热分热分解解燃烧燃烧传导干燥传导干燥对流干燥对流干燥辐射干燥辐射干燥 蒸发燃烧蒸发燃烧分解燃烧分解燃烧表面燃烧表面燃烧焚烧机理焚烧机理85焚烧技术及污染控制焚烧技术及污染控制86焚焚烧烧污污染染产产生生与与控控制制二恶英的产二恶英的产生与控制生与控制焚烧技术及污染控制焚烧技术及污染控制三三T：温温度度（Temperature），停停留留时时间间(Time)，湍湍流流度度（Turbulence，即相对速度或搅拌强度）即相对速度或搅拌强度）一一E：空气过剩系数（：空气过剩系数（excess air）焚烧影响因素焚烧影响因素88焚烧后焚烧后DRE要达要达到到99.99%以上以上通常通常5%以下以下焚烧效果评价焚烧效果评价89 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Qw Qf Qa焚烧相关计算焚烧相关计算90已知固废的热值为已知固废的热值为11630KJ/kg。固废中的元素组成：固废中的元素组成：元素元素 C H O N S H2O 灰分灰分含量（含量（%）28 4 23 4 1 20 20与热损失有关的量与热损失有关的量:炉渣含碳量炉渣含碳量 5（不完全燃烧）（不完全燃烧）空气进炉温度空气进炉温度65炉渣温度炉渣温度650残渣比热残渣比热0.323KJ/(kg.)水的汽化潜热水的汽化潜热2420KJ/kg幅射损失幅射损失0.5%，碳的热值碳的热值32564KJ/kg例例 题题 191解解1：以以1kg固体废物为基准：固体废物为基准：总热量总热量有用热量有用热量+不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失+机械热损失机械热损失+烟气烟气显热显热+灰渣显热灰渣显热1、残渣中未燃碳的热损失残渣中未燃碳的热损失残渣量=0.2/（1-0.05）=0.2105（灰分20全部为残渣，残渣中含有5的未燃碳，故惰性料只占95）未燃碳量0.21050.2=0.0105未燃烧碳的热损失 325640.0105=341.9KJ92解解1：2、水的汽化潜热水的汽化潜热原含水量：1200.2H与O2生成的水量：141820.36kg总水量：0.20.360.56kg汽化潜热：24200.56=1355.2KJ3、辐辐射射热热损损失失（机机械械热热损损失失）为为进进入入焚焚烧烧炉炉总总能能量量的的0.5%：116300.5%58.2KJ4、残渣带出的热量残渣带出的热量（残渣总量比热温差）0.2105kg0.323KJ/(kg.)(650-65)=39.8KJ 可利用的热值可利用的热值总热值各种热损失之和总热值各种热损失之和 11630（341.91355.258.239.8）9834.9KJ93也可以也可以Dulong公式近似计算。公式近似计算。解解2：94LHV m理烟 Cp (T2-T1)+m过空 Cp (T2-T1)LHV m烟 Cp (T2-T1)EAm过空/m理空近似近似计算计算焚烧相关计算焚烧相关计算95例例 题题 2拟在废物焚烧炉中焚烧氯苯（C6H5Cl），采用过量空气100%，请核算一下其操作温度是否会超过炉子的允许温度1150？解：解：解：先计算LHV mC6H5Cl=126+5+35.5112.5 mC=0.64 mH=0.04 mCl=0.32由Dulong近似式 LHV2.32140000.64+45000(0.04-0)-7860.32+0 2.3210508.48=24398.98(KJ/kg)计算EA100时的绝热火焰温度 未超过允许温度（1150）96 固体废物在焚烧炉内的停留时间：指固体废物从进炉开始到焚烧结束炉渣从炉中排出所需的时间。为简化起见，常假设焚烧反应为一级反应，按照化学动力学理论，其反应动力学方程可用下式表示：在时间0t，浓度从CA0CA变化范围内积分，则上式变为：废物在焚烧炉中停留时间的计算97例3 试计算在800的焚烧炉中焚烧氯苯，当DRE分别 为99%、99.9%、99.99%时的停留时间。解：已知T=800，查表得：A=1.341017，E=76600 可得：t99%=0.1378(s)t99.9%=0.2068(s)t99.99%=0.2757(s)98习题：试计算在900的焚烧炉中焚烧甲苯，当焚烧时间分别为0.1S、0.3s时的DRE。当甲苯的DRE要求99.99%,甲苯在炉 内 的 停 留 时 间 为 多 少?(甲 苯 的 A=2.28 1013，E=56500kcal/（g.mol)，R=1.987kcal/(g.mol.k)解：99焚烧工艺焚烧工艺100热热 解解101概念热解机理焚烧与热解的区别热解工艺分类热热解解的的定定义义概念一概念一热热解解是是一一种种在在缺缺氧氧或或无无氧氧条条件件下下的的燃燃烧烧过过程程，是是在在低低电电极极电电位位还还原原条条件件下下的的吸吸热热分分解解反反应应，也也称称为为干干馏馏或或炭炭化化过过程程(煤煤气工程，及焦化就是热解过程气工程，及焦化就是热解过程)。概念二概念二 有有机机废废物物的的热热解解是是利利用用有有机机物物的的热热不不稳稳定定性性、导导热热系系数数(W/cm(W/cm2 2k)k)和和熔熔融融热热(J(Jkg)kg)等等热热性性能能的的差差异异，在在还还原原条条件件下下进行的进行的吸热分解吸热分解过程。过程。概概 念念102热解机理热解机理103焚烧与热解的区别焚烧与热解的区别104焚烧与热解的区别焚烧与热解的区别105热解工艺分类热解工艺分类106最终处置最终处置107处置方法分类填埋场选址的原则要求卫生填埋场基本组成填埋场浸出液及其控制填埋气的产生及控制处置方法分类处置方法分类w处置方法分类处置方法分类n根据处置场所可将最终处置分为根据处置场所可将最终处置分为陆地处置陆地处置和和海洋处置海洋处置两大类。两大类。n陆陆地地处处置置：是是基基于于土土地地对对固固体体废废物物进进行行处处置置，根根据据废废物物的的种种类类和和处处置置的的地地层层层层位位(地地上上、地地表表、地地下下和和深深地地层层)，陆陆地地处处置置可可分分为为土土地地耕耕作作、工工程程库库贮贮存存、深深井井灌灌注注、浅浅地地层层埋埋藏藏和和土土地地填填埋埋等等多多种方式。种方式。n土地填埋处置土地填埋处置是目前广泛应用的最终处置方法之一。是目前广泛应用的最终处置方法之一。n海海洋洋处处置置：是是基基于于海海洋洋对对固固体体废废物物进进行行处处置置的的方方法法，它它可可以以分分为为海洋倾倒海洋倾倒和和远洋焚烧远洋焚烧处置两种方式。处置两种方式。108填埋场选址的原则要求填埋场选址的原则要求109110卫生填埋场基本组成卫生填埋场基本组成8.气体导排设施气体导排设施9.气体利用设施气体利用设施10.场外排水设施场外排水设施11.场内清污分流设施场内清污分流设施12.围墙、防飞散设施、围墙、防飞散设施、防护林带防护林带13.地下水监控系统地下水监控系统1.场底基础场底基础2.堤坝（垃圾坝、截污坝）堤坝（垃圾坝、截污坝）3.地下水导流设施地下水导流设施4.防渗设施防渗设施5.防渗膜保护设施防渗膜保护设施6.垃圾渗滤液导流设施垃圾渗滤液导流设施7.污水处理设施污水处理设施111填埋场浸出液的来源与支出填埋场浸出液的来源与支出112填埋场中水的控制填埋场中水的控制w土地填埋技术的核核心心是是防防止止填填埋埋废废物物中中的的有有害害组组分分对对处处置置场场周周围围环环境境造造成成污污染染，其中最重要的因素是雨水，地下水，地表径流和废物自身分解产生的水分，溶解废物中的有害组分形成的浸出液对地下水及地表水造成污染，因此，可以说，对对水水的的控控制制是是解解决决填填埋埋场场环环境境污污染染的的关关键问题键问题。w在填埋场设计时要重点考虑地表水、地下水和浸出液。其中地表水作为浸出液的主要来源，对它的有效控制，实际上就成为填埋场周围水环境污染的首要控制因素，对整个填埋场的建造和运行费用将产生较大的影响。113设计地下水保护系统的目的设计地下水保护系统的目的l保持地下水水位与废物层有足够的安全距离以防止浸出液污染地下水；l防止地下水渗入填埋场，以减少浸出液的产生量。填填埋埋气气产产生生过过程程是是一一个个复复杂杂的的生生物物、化化学学、物物理理的的综综合合过过程程，其其中中生生物物降降解解是是最最重重要要的的。目目前前普普遍遍认认为为填填埋气的产生过程可分为以下五个阶段：埋气的产生过程可分为以下五个阶段：第一阶段：好氧分解阶段第一阶段：好氧分解阶段第二阶段：好氧至厌氧的过渡阶段第二阶段：好氧至厌氧的过渡阶段第三阶段：酸发酸阶段第三阶段：酸发酸阶段第四阶段：产甲烷阶段第四阶段：产甲烷阶段第五阶段：填埋场稳定阶段第五阶段：填埋场稳定阶段填埋气产生过程填埋气产生过程114115气体控制的必要性气体控制的必要性w卫生填埋所产生的气体主要成分为CH4和CO2。w当CH4的浓度达到515%时就可能发生爆炸。wCO2的密度较大，是空气的1.5倍，CH4的2.8倍，会向填埋下部迁移，在填埋场地势较低处富集，有可能通过填埋场基础薄弱处渗出，沿地层下移并与地下水接触。w由于CO2易溶于水，不仅会使水的pH值降低，而且会使地水矿物质含量增高，使地下水硬化。w此外，填埋场还可能产生H2S或其它恶臭及有害气体。w因此，必须对填埋场产生的气体加以收集控制，或者作为能源加以利用或者排出烧掉。