固体废物处理与处置-讲义.doc

【课时安排】
第一章 绪论
第一节 固体废物的概述
第二节 固体废物的性质 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：固体废物、清洁生产、有毒有害固体废物、易燃性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性物。
2. 固体废物的分类。
3. 固体废物对人类环境的危害。
4. 固体废物污染控制途径。
5. 有毒有害固体废物鉴别方法。
【教学难点】
有毒有害固体废物鉴别方法。
【教学目标】
1. 掌握固体废物概况；
2. 了解有毒有害固体废物的鉴别
【教学内容】
第一章 绪论
第一节 固体废物的来源与分类
一、固体废物的定义
凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废(residue)，生活活动中产生的固体废物则称为垃圾(refuse)。
二、固体废物的分类
1. 工业固体废物
2. 矿业固体废物
3. 城市固体废物
4. 农业固体废物
5. 放射性固体废物
6. 有害固体废物
第二节 固体废物的污染及其控制
一、固体废物对人类环境的危害
固体废物固然有可资源化的一面，但其对人类环境的危害是严重的，且是多方面的，在某些领域甚至超过废水与废气。其危害可以归纳为如下几个万面：
（一）占据大量土地
由于大量固体废物的产生与积累，已有大片土地被堆占。随着时间的延续，固体废物的堆积量还将不断的增加。这对人口众多、可耕地面积较少的我国而言，将是极大威胁。
（二）污染土壤与水体、危害人类键康
固体废物是多种污染物的集合体，在大量露天堆置条件下，经长期降水的淋溶、地表径流的渗沥，其中各类污染物质随水流扩散至土壤、地下水与地表水源中，通过食物链与饮用水危害人体健康。并可导致土地盐碱化等危害。
（三）污染大气、影响环境卫生
固体废物在自然环境中堆置，可通过气象作用产生的飞尘微生物作用产生的恶臭、以及化学反应产生的有害气体等污染大气。此外，废物的堆置亦为蚊、蝇与寄生虫的滋生提供了有利的场所，有导致传染疾病的潜在威胁。
总之，固体废物对人类环境的危害具有多样性、长期性与潜在性。
二、固体废物污染控制
清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。
清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。
对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。
清洁生产思考方法与前不同之处是在于：过去考虑对环境的影响时，把注意力集中在污染物产生之后如何处理，以减小对环境的危害，而清洁生产则是要求把污染物消除在它产生之前。
控制“源头”、处理好“终态物”是固体废物污染控制的关键。
固体废物污染控制需要从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要控制措施：
1. 改革生产工艺
2. 发展物质循环利用工艺
3. 进行综合利用
4. 进行无害化处理与处置
三、有毒有害固体废物的鉴别
（一）有毒有害固体废物的定义与性质
定义：指具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性等一种及一种以上危害特征的废物。
性质：易燃性、腐蚀性、化学反应性、浸出毒性、急性毒性、放射性与其他毒性和变异等。
（二）有毒有害固体废物毒害性质的鉴别与标准
1．易燃性的鉴别与标准
（1）定义与鉴别方法：在常温下，经机械摩擦、吸湿或自发化学变化具有着火倾向，在加工过程会发热，或在点火时燃烧剧烈而持续，以致管理期间会引起危险的固体废物均属于易燃性固体废物。
（2）鉴别标准：我国日前尚未制定易燃性固体废物的鉴别标准，可参阅国外有关标准。多数国家规定闪点低于60℃的废物均归于易燃性废物。闪点（FLASH POINT）是油品安全性的指标。注：油品在特定的标准条件下加热至某一温度，令由其表面逸出的蒸气刚够与周围的空气形成一可燃性混合物，当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火，此时油品的温度即定义为其闪点。
2．腐蚀性的鉴别与标准
(1)定义与鉴别方法，腐蚀性固体废物通常是指那些对生物接触部位的细胞组织产生损害，或对装载之容器产生明显腐蚀作用的废物。
(2)鉴别标准：中国人民共和国国家标准GB5085.1-1996《危险废物鉴别标准——腐蚀性鉴别》中制定的固体废物腐蚀性鉴别鉴别标准为PH≤2.0或PH>12.5。美国还确定了对钢的腐蚀速率标准，以腐蚀速率每年6.35 毫米为极限值。
3．化学反应性的鉴别与标准
(1)定义与鉴别方法：固体废物代表性样品有如下性质之一者均属有化学反应性的固体废物。在常温、常压下，无爆震引发即易发生剧烈的化学反应或爆炸反应；遇水形成潜在的爆炸性混合物；与水或稀酸、稀碱溶液混合即产生有毒气体(如硫化氢、
氰化氢、砷化氢、乙炔等)、蒸汽与臭味；在强烈引发源或密闭条件下加热以及与水反应能发生爆炸反应。
(2)鉴别标准：由于该类有毒有害固体废物的复杂性与分折方法的多样性，目前国内外尚未制定此鉴别标准。
4．浸出毒性的鉴别与标准
（1）定义与鉴别方法：浸出毒性是固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。
（2）鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.3-1996
《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》
5．急性毒性物的鉴别与标准
（1）定义与鉴别方法：按照《危险废物急性毒性初筛实验方法》进行实验，对小白鼠（或大白鼠）经口灌胃，经过48 小时，死亡超过半数者，则该废物是具有急性毒性的危险废物。
(2)鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.2-1996《危险废物鉴别标准——急性毒性初筛》
【课时安排】
第一章 绪论
第三节 固体废物处理处置方法
第四节 控制固体废物污染的技术政策 (共2学时)
【掌握内容】
1. 基本概念：固体废物处理 、物理处理、化学处理、生物处理、热处理、固化处理、固体废物处置、无害化、减量化、资源化
2. 固体废物处理、处置方法分类
3. 固体废物污染的技术政策
【教学难点】
固体废物技术政策
【教学目标】
1. 了解有关处理处置方法；
2. 了解控制固体废物污染的技术政策
【教学内容】
第一节 固体废物处理处置方法
一、 固体废物处理方法
固体废物处理（Treatment of Solid Wastes）：指通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程。
1、物理处理：通过浓缩或相变化改变固废的结构，使之成为便于运输、储存、利用或处置的形态。具体方法有：压实、破碎、分选、增稠、吸附等。
2、化学处理：利用化学方法破坏固废中的有害成分从而使其达到无害化。具体方法有：氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。
3、生物处理：利用微生物分解固废中可降解的有机物从而使其达到无害化或综合利用。具体方法有：好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。
4、热处理：通过高温破坏和改变固废组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。具体方法有：焚化、热解、焙烧、烧结等。
5、固化处理：采用固化基材将废物固定或包裹起来以降低起对环境的危害，从而能较安全地运输和处置。其主要对象是危险性固体废物。
二、固体废物处置方法
固体废物处置（Disposal of Solid Wastes）：主要解决固废的归属问题，是固废污染控制的末端环节，指最终处置（final disposal）或安全处置（secure disposal）。固体废物的一般处置方法有：
1. 土地耕作
2. 工程库或贮存池贮存
3. 土地填埋
4. 深井灌溉
5. 深海投弃
6. 海上焚烧
第四节 控制固体废物污染的技术政策
我国于80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主。
" 一、“无害化”
固体废物“无害化”处理的基本任务是将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境（包括原生环境与次生环境）。
二、“减量化”
固体废物“减量化”的基本任务是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。这一任务的实现，须从两个方面着手，一是对固体废物进行处理利用，二是减少固体废物的产生。
三、“资源化”
固体废物“资源化”的基本任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。固体废物“资源化”是固体废物主要归宿。
【课时安排】
第二章 固体废物压实和破碎
第一节 固体废物的压实
第二节 固体废物的破碎 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：压实 、固体废物破碎、极限破碎、真实破碎比、低温破碎、
湿式破碎、半湿式选择性破碎分选
2. 固体废物的机械强度和破碎方法
3. 破碎流程
4. 低温破碎的优点及处理对象
5. 湿式破碎的优点
【教学难点】
1. 固体废物破碎流程
2. 低温破碎的原理
【教学目标】
1. 掌握固体废物的压实处理技术
2.掌握固体废物的破碎处理技术
【教学内容】
第二章 固体废物的压实和破碎
第一节 固体废物的压实
一、压实的含义与性质
当对固体废物实施压实操作时，随压力强度的增加，空隙率减少，表现体积随之而减小，容重增加。因此，固体废物压实的实质，可以看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。
二、固体废物压实机械
1、水平压实器
2、三项垂直压实器
3、回转式压实器
第二节 破碎的基本理论
一、固体废物破碎的意义
固体废物破碎过程是减少其颗粒尺寸、使之质地均匀，从而可降低空隙率、增大容重的过程。据有关研究表明，经破碎后的城市垃圾比未经破碎时其容重增25~50%，且易于压实，同时还带来其他好处，如减少筹委、防止鼠类繁殖、破坏蚊、蝇滋生条件，减少火灾发生机会等。这一处理技术对大规模城市垃圾的运输、物料回收、最终处置以及对提高城市垃圾管理水平，无疑具有特殊意义。
二、固体废物的机械强度和破碎方法
（一）固体废物的机械强度
固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、
抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度。
（二）破碎方法
破碎可分为机械能破碎（压碎、劈碎、折碎、磨碎、冲击破碎）和非机械能破碎。
三、破碎比、破碎段、破碎流程
（一）破碎比与破碎段
在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。
用废物破碎前的最大粒度与破碎后最大粒度的比值来确定的破碎比称为极限破碎比。（根据最大块直径来选择破碎机给料口宽度）
用废物破碎前的平均粒度与破碎后平均粒度的比值来确定破碎比称为真实破碎比。
（二）破碎流程
①单纯的破碎流程（a）：特点是简单、操作控制方便、占地少；对产品粒度要求不高时适用；
②带预先筛分的破碎流程（b）：相对减少进入破碎机的总给料量，有利节能；
③带检查筛分及兼有检查和预先筛分的破碎流程（c、d）：能获得全部符合粒度要求的产品
四、固体废物破碎机械
用于城市垃圾的破碎机械大体有三种类型：冲击磨切型、剪切粉碎性与挤压破碎型。
（一）锤式破碎机
（二）剪切破碎机
（三）颚式破碎机
第二节 低温破碎与湿式破碎
一、低温破碎
（一）低温破碎原理
低温破碎技术——是利用一些固体废物中所具有的各种材质在低温下的脆性温差，控制适宜温度，使不同材质变脆，然后进行破碎，最后进行分选。
例如：聚氯乙烯（PVC）脆化点为-5～-20℃，聚乙烯（PE）的脆化点为-95～-135℃，聚丙烯（PP）的脆化点为0～-20℃，对于这三种材料的混合物进行分选和回收，只需控制适宜温度，就可以将其破碎，并进行分选。
（二）低温破碎的优点
1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离利用；
2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资源的回收率和回收的材质的纯度都比较高；并且很容易分离出混在其中的非塑料物质；
3、使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮，并且原料易得到；
4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，能够获得碎块和高分散度的粉末。
（三）低温破碎的处理对象
常温破碎装置噪声大、振动强、产生粉尘多，过量消耗能量。
低温破碎所需动力为常温破碎的1/4，噪声约降低7dB，振动减轻约1/4~1/5。但是液氮消耗量大，以塑料加橡胶复合制品为例，每吨需300kg液氮。
当前低温破碎技术发展的关键是液氮的制备问题。这一技术需要耗用大量能源使空气液化，然后从液态空气中分离液氮。从经济上考虑，低温破碎处理只有在常温下难于破碎的合成材料（橡胶、塑料）为处理对象，才可取。
二、湿式破碎
湿式破碎原理 ：湿式破碎是利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程，从而可以回收垃圾中的纸纤维。
（一）湿式破碎的优点：
1、使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理；
2、不孳生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好；
3、噪声低、无发热、粉尘等危害；
4、可回收有色金属、铁、纸纤维等，剩余泥土可以做堆肥。
（二）半湿式选择性破碎分选：利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒度的碎快，然后通过不同筛孔加以分离的过程。
【课时安排】
第三章 固体废物的分选
第一节 筛分
第二节 重力分选 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：易筛粒、难筛粒、目、平均直径、低温破碎、筛分效率、
重力分选、重介质、加重质、水力跳汰、风力分选、等降比
2. 筛分效率（E）公式推导及筛分影响因素
3. 重选过程工艺条件
4. 风力分选原理
5. 摇床分选原理及特点
【教学难点】
1. 筛分效率（E）公式推导
2. 风力分选原理
【教学目标】
1. 掌握固体废物的筛分处理技术
2. 掌握固体废物的重力分选处理技术
【教学内容】
第三章 固体废物的分选
第二节 筛分
一、筛分原理 ：利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细料分离的过程。
二、名词
1、易筛粒（小于3/4筛孔尺寸）、难筛粒
2、目——国际标准筛目是指1in（25.4mm）长度上的筛孔数，简称“目”。
3、平均直径——颗粒的长、宽、厚的平均值。
三、筛分效率（E）：实际得到的筛下产品重量（Q1）与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量（αQ）之比，用百分数表示。
" 表达式：E=Q1/（Q×α/100）×100%
" 应用计算式及其推导：
" 公式一：E=（α-θ） Q /α（100-θ）×104%
" 前提：筛下产品100%小于筛孔尺寸（β=100%）
" 公式二：β（α-θ）/α（β-θ）×100%
四、影响筛分性能的因素
（1）固体废物性质的影响：废物中“易筛粒”含量越多，筛分效率越高；而粒度接近筛孔尺寸的“难筛粒”越多，筛分效率越低。含水率和含泥量对筛分效率也有一定影响。废物外表水分会使细粒结团或附着在粗粒上而不宜透筛。当废物中含泥量高时，稍有水分也能引起细粒结团，使效率降低。另外，废物形状对筛分效率也有影响，一般球形、立方形、多边形颗粒筛分效率较高；而颗粒呈扁平状或长方块，用方形或圆形筛孔的筛子筛分，其筛分效率越低。
（2）筛分设备性能的影响：有效筛分面积越高，筛分效率越高；筛子的运动强度太高或太低效率均不高，只有运动强度合适时才能保持较高的效率；负荷相等时，筛面宽度越窄，废物层越厚，不利于细粒接近筛面；筛面过宽使废物筛分时间太短一般宽长比为1：2.5—3；筛面倾角过小不利于筛上产品的排出，过大排出速度过快，筛分时间短，效率低。一般以１５°－２５°较适宜。
（3）筛分条件的影响：在筛分操作中应注意连续均匀给料，使废物沿整个筛面宽度铺成一薄层，既充分利用筛面，又便于细粒透筛，提高筛子的处理能力和筛分效率。及时清理和维修筛面也是保证筛分效率的重要条件
五、筛分设备
最常用的筛分设备有以下几种类型：
（一）固定筛：由许多平行排列的筛条组成，可水平也可倾斜安装，有格筛（粗破碎之前）和棒条筛（粗中破碎之前）之分。具有构造简单、不耗动力、设备费用低和维修方便的特点，多适用于粗粒废物（尺寸≥50mm）；
（二）滚筒筛：（转筒筛、筒形筛）——为一缓慢旋转（10-15转/分）的圆柱形或截头圆锥形筛分面，前者以筛筒轴线倾角3-5度安装，后者轴
（三）振动筛——工业部门应用广泛的一种设备。 ——共振筛和惯性筛
v鹛氐悖赫穸较蛴肷复怪被蚪怪保穸问?00-3600转/分，振幅0.5-1.5mm，倾角8-40度。通过振动，物料在筛面上发生离析，密度大而粒度小的颗粒透过，密度小而粒度大的颗粒的空隙，进入下层到达筛面。可消除筛孔堵塞，有利湿物料筛分，适应性广（粗、中、细颗粒均可，脱水振动、脱泥筛分）。
（四）共振筛：利用连杆装有弹簧的曲柄连杆机构驱动，使筛子在共振状态下进行筛分。
第二节 重力分选
一、概述
1、定义：根据固废在介质中的比重差（或重力差）进行分选，称之为重力分选。
2、基本原理：是利用不同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。
3、按介质不同，固体废物的重选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选等。
4、各种重选过程具有共同工艺条件是：
" ①固体废物中颗粒间必须存在密度差异
" ②分选过程都是在运动介质中进行的
" ③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
" ④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。
二、重介质分选
1. 重介质分选原理
" 在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法。
" 重介质密度介于固体废物中轻物料密度和重物料密度之间。
2.重介质——可以是重液和悬浮液两大类。
" 重介质——高密度的固体微粒（加重质）和水构成的固液两相分散体系，非均匀介质。
" 加重质——高密度固体微粒起加大介质密度的作用，均匀分散在水中。
" 常见的加重质：硅铁，其含硅量13—18%，密度6.8g/cm3,可配制成密度为3.2—3.5 g/cm3的重介质 ；磁铁矿,密度5.0 g/cm3,用含铁60%以上的铁精矿粉可制得密度达2.5 g/cm3重介质。
" 对重介质性能的要求：密度高、黏度低，化学稳定性好、无毒、无腐蚀性，易回收再生。重液——可溶性高密度的盐溶液（CaCl2、ZnCl2等）或高密度的有机液体（CCl4、CHCl3、CHBr3、四溴乙烷等）
三、跳汰分选
跳汰分选原理：是在垂直变速介质流中按密度分选固废的一种方法。分选介质可是水，也可是空气，目前常用水作跳汰介质，称水力跳汰，其设备称跳汰机。位于跳汰机筛板上的物料，在垂直脉动运动介质中按密度分层，小密度的颗粒群进入上层，被水平介质（水流）带到机外成为轻产物；大密度的颗粒群集中到下层，透过筛板或其他装置排出成为重产物，从而实现物料分离。
四、风力分选
1、 风力分选/气流分选：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大小进行分选。
2、 等降比：密度小的颗粒粒度（dr1）与密度大的颗粒粒度(dr2)之比，称为等降比
3、 因而风力分选过程是以各种固体颗粒在空气中的沉降规律为基础的。（实际上各种重力分选方法都是利用混合固体中的各种颗粒在分选介质中随不同受力下的沉降情况而分离的）。
4、按工作气流的主流向可分为以下三种：
" ①垂直气流（立式）风选机。优点：分选精度高，操作极简便，应用最广泛。
" ②水平气流（卧式）风选机。优点：构造简单，维修方便；缺点：分选精度低，一般很少单独使用。
" ③倾斜气流风选机。
采用风力分选设备时，一般要求垃圾中无机物含量低，含水率低（小于45%），并预先破碎到一定粒度。
五、摇床分选
1. 应用 ：细粒（微粒）固体物料分选应用最为广泛的方法之一。目前主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿，是一种分选精度很高的单元操作。在摇床分选中最常用的是平面摇床。
2. 工作原理： 在倾斜床面上，利用床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固废按密度差异在床面上呈扇形分布，从而达到分选的目的。。
3. 特点 ：①析离作用：即密度大而粒度小的颗粒钻过密度轻而粒度大的颗粒间的空隙，沉入最底层。
②分离决定于颗粒运动速度与摇床方向的夹角
③斜面薄层水流分选的一种类型
【课时安排】
第三章 固体废物的分选
第三节 磁力分选
第四节 电力分选 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：磁选、磁流体、电选、磁流体动力分选、磁流体静力分选
3. 各种物质磁性分类
3. 电力分选原理
【教学难点】
电力分选原理
【教学目标】
1. 掌握固体废物的磁力分选处理技术
2. 掌握固体废物的电力分选处理技术
【教学内容】
第三节 磁力分选
在固体废物的处理系统中，磁选主要用作回收或富集黑色金属（强磁性组分），或在某些工艺中用来排除物料中的铁质物质。
一、磁选
1、磁选原理 ：利用固废中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。
2、固体废物颗粒通过磁选机的磁场时受到磁力和机械力（重力、摩擦力、流动阻力、静电引力等）作用。由于作用在磁性颗粒（f磁 ＞ f机）与非磁性颗粒（f磁 ＜ f机＝的合力不同，使它们的运动轨迹也不同，从而实现分选。
3、固体废物中各种物质磁性分类
据固废比磁化系数x0 的大小，可将其分为： 强磁性物质：(x0 =7.5-38)×10-6m3/kg 弱磁性物质：(x0 =0.19-7.5)×10-6m3/kg 非磁性物质：(x0 ＜0.19＝×10-6m3/kg。
4、磁选设备及应用
A、滚筒式磁选机
" 组成——磁滚筒+输送皮带
" 磁滚筒分为——永磁磁滚筒（价低）和电磁磁滚筒（磁力可调）
B、悬挂带式磁力分选机
a、 工作原理：在垃圾输送带的上方，离被分选的物料的一定高度（通常小于500mm）悬挂一大型固定磁铁（永磁铁或电磁铁）配有一传送带。当垃圾通过固定磁铁下方时，磁性物质就被吸附在此传送带上，当运动到小磁区时，自动脱落。。
b、使用范围：城市垃圾
c、存在问题：该安装方式使处于垃圾层下部，被压在输送皮带上的铁磁物质（瓶盖、小罐头盒）不能回收。
二、磁流体分选（MHS）
1、磁流体定义：指某种能够在磁场或电场和磁场联合作用作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液（强电解质溶液、顺磁性溶液和铁磁性胶体悬浮液）。
2、磁流体分选原理：利用磁流体作为分选介质，在磁场或电场的联合作用下产生“加重”作用，按固废各种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。
3、磁流体分选类型
" A、 磁流体动力分选（MHDS）：在此场与电场的联合作用下，以强电解质为分选介质，按固废中各组分间密度、比磁化率和电导率的差异使不同组分分离。
多在固废各组分间电导率差使采用。
优点：电解质溶液价廉、分选设备简单、处理能力大；
缺点：分离精度低。
" B、 磁流体静力分选（MHSS）：在非均匀磁场中，以顺磁性溶液和铁磁性胶体悬浮液为分选介质，按固废中各组分间密度、比磁化率和电导率的差异使不同组分分离。
多在要求分离精度高时采用。
优点：介质粘度小、分离精度高。
缺点：分选设备较复杂、介质价格高，回收困难，处理能力 较小。
4、分选介质
" 介质要求：磁化率高、密度大、粘度低、稳定性好、无毒、无刺激性、无色透明、价廉易得
" 顺磁性盐溶液——Mn、Fe、Ni、Co盐的水溶液，30余种；介质粘度低、无毒。
铁磁性胶粒悬浮液——多用超细粒磁铁矿胶粒作分散质，用油酸、煤油等非极性液体介质，并加表面活性剂为分散剂调制而成；介质粘度高、稳定性差、回收再生难。
第四节 电力分选
一 、电选的基本原理
1、定义：电选是利用垃圾中各组分在高压电场中电性的差异而实现分选的一种方法。
2、基本原理：电选分离过程实在电选设备中进行。废物颗粒在电晕-静电复合电场电选设备中的分离。
二、电选设备及应用
1、静电分选机及应用 （了解）
2、YD-4型高压电选机及应用
特点：具较宽的电晕电场区，特殊的下料装置和防积灰漏电措施，整机封闭性好，结构合理，处理能力大、效率高，可作粉煤灰专用设备。
【课时安排】
第三章 固体废物的分选
第三节 浮选
第六节 其他分选方法 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：浮选、润湿接触角θ、捕收剂、起泡剂、磁流体动力分选、
磁流体静力分选、摩擦与弹跳分选
2. 浮选药剂及应用
3. 摩擦与弹跳分选基本原理
4. 摩擦与弹跳分选设备与应用
【教学难点】
摩擦与弹跳分选基本原理
【教学目标】
1. 了解固体废物的浮选处理技术
2. 掌握固体废物的摩擦与弹跳分选分选处理技术
【教学内容】
第五节 浮选
一、浮选原理
1、在固废与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通过空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。
2、湿润性-影响固废各组分对气泡粘附的选择性。
3、亲、疏水性：影响固废物质的可浮性。
4、界面张力和润湿接触角
任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力
气浮的情况涉及：气、水、固三种介质，每两个之间都存在界面张力σ。
三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。通过润湿周边作水、粒界面张力作用线和水、气界面张力作用线，二作用线的交角称为润湿接触角θ。
θ>90， 疏水性,易于气浮
θ<90, 亲水性
二、浮选药剂
据药剂在浮选过程中的作用，可分为：
1、捕收剂：能选择性地吸附在欲选物质颗粒表面，使其疏水性增强，可浮性提高。分异极性（黄药、油酸）和非易极性油类（煤油）两种。
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，增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附合上浮过程中的稳定性，以保证气泡上附形成泡沫层。常用的有：松油、松醇油、脂肪醇等
3、调整剂：起调整其它要给予物质颗粒表面之间的作用，也可调整料浆的性质，提高浮选过程的选择性。其种类包括：活化剂、抑制剂、介质调整剂、分散与混凝剂等。
三、气浮分类
1． 电解气浮法：
直流电的电解作用下，正极产生氢气，负极产生氧气，微气泡。气泡小于溶气法和散气法。具有多种作用：除BOD、氧化、脱色等，去除污染物范围广，污泥量少，占地少。但电耗大。
有竖流式和平流式装置。
2．散气气浮法：扩散板曝气气浮和叶轮气浮法两种
扩散板曝气气浮：压缩空气通过扩散装置以微小气泡形式进入水中。简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。
3. 叶轮气浮法：适用于处理水量不大,污染物浓度高的废水。
4. 溶气气浮法
根据气泡析出时所处的压力不同，分为：溶气真空气浮和加压溶气气浮
第六节 其他分选方法
一、摩擦与弹跳分选
a) 定义：摩擦与弹跳分选是根据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实现彼此分离的一种处理方法。
b) 基本原理
颗粒沿斜面运动 ，当斜面倾角大于颗粒的摩擦角时，颗粒将沿斜面向下滑动，否则颗粒将不产生滑动。
当h*G*Sinα≥b*G*Cosα
即tgα≥b/h
α为斜面的倾斜角; G为颗粒的重力
颗粒沿斜面滑动的条件为tgα≥f因此,当f> b/h时, 摩擦系数(f)大,颗粒首先满足滚动条件,产生滚动;当f< b/h时,颗粒只产生滑动.
2.颗粒在斜面上的弹跳
碰撞后弹跳的速度(u)和碰撞前速度(v)的比值称为碰撞恢复系数(k),即k=u/v=(h/H)1/2
k值表示颗粒碰撞的弹性性质,当k=1时, u= v, h= H,此时表示颗粒为完全弹性碰撞。当k=0时，u= 0, h= 0，表示颗粒为塑性碰撞。
c)摩擦与弹跳分选设备与应用
1、带式筛：用于分离颗粒状废物与纤维状废物。
2、斜板运输机用于分离砖瓦、铁块、玻璃等及纤维织物与木屑。
3、反弹滚筒分选机用于分离砖瓦、铁块、玻璃等及纤维织物与木屑。
二、光电分选
（二）广电分选系统及工作过程
1、给料系统 2、光检系统 3、分离系统
（二）光电分选机及应用
光电分选勇于从城市垃圾中回收橡胶、塑料、金属等物质。
【课时安排】
第四章 污泥的浓缩与脱水
第一节 概述
第二节 污泥的浓缩工艺 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：含水率和含固率、挥发性固体、比阻抗值(r)
2. 污泥的来源
3. 表征污泥性质的主要指标
4. 污泥中的水分及其影响
5. 污泥处理后的最终出路
6. 污泥的浓缩工艺
【教学难点】
1. 表征污泥性质的主要指标
2. 污泥的浓缩工艺
【教学目标】
1. 掌握污泥性质的主要指标
2. 掌握污泥中的水分及其影响
3. 掌握污泥的浓缩工艺
【教学内容】
第四章 污泥的浓缩与脱水
第二节 概述
一、污泥的来源
在水处理工程中，主要的污泥来源有以下几种：
① 栅渣：格栅或滤网，呈垃圾状，量少，易处理和处置；
② 浮渣：上浮渣和气浮池，可能多含油脂等，量少；
③ 沉砂池沉渣：沉砂池，比重较大的无机颗粒，量少；
④ 初沉污泥：初沉池，以无机物为主，数量较大，易腐化发臭，可能含有虫卵和病变菌，是污泥处理的主要对象；
⑤ 二沉污泥：二沉池，剩余的活性污泥，有机物质，含水率高，易腐化发臭，难脱水，是污泥处理的主要对象；
另外，在给水处理过程中，在原水被净化时也会产生各种污泥，主要是各种化学污泥，即经化学处理后，除含有原废水中的悬浮物外，还含有化学药剂所产生的沉淀物，易于脱水与压实。
二、表征污泥性质的主要指标
表征污泥性质的主要指标有：含水率和含固率、挥发性固体、有毒有害物质的含量以及脱水性能等，下面将分别加以描述。
1、含水率与含固率
含水率是污泥中含水量的百分数；含固率则是污泥中固体或干污泥含量的百分数；湿泥量与含固率的乘积就是污泥量；含水率降低（即含固量提高）将大大降低湿泥量（即污泥体积）；含水率发生变化时，可近似计算湿污泥的体积；
通常：含水率 > 85%，污泥呈流状；65~85%，污泥呈塑态； < 65%，呈固态。
2、挥发性固体
挥发性固体即VSS，通常用于表示污泥中的有机物的量；有机物含量越高，污泥的稳定性就更差。
3、有毒有害物质
污泥含有一定量的N(4%)、P(2.5%)和K(0.5%)，有一定肥效；
污泥含有病菌、病毒、寄生虫卵等，在施用之前应有必要的处理；
4、脱水性能
污泥的脱水性能与污泥性质、调理方法及条件等有关，还与脱水机械种类有关。在污泥脱水前进行强处理，改变污泥粒子的物化性质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质。
常用污泥过滤比阻抗值(r)和污泥毛细管吸水时间(CST)两项指标来评价污泥的脱水性能。
比阻抗值(r):单位干重滤饼的阻力，其值越大，越难过滤，其脱水性能越差。
三、污泥中的水分及其影响
1、游离水(又称间隙水)：存在于污泥颗粒间隙中的水，约占污泥水份的70%左右，一般可借助中心或离心力分离：
2、毛细水：存在污泥颗粒间的毛细管中，约占20%，需要更大的外力；
3、内部水：存在于污泥颗粒内部(包括细胞内的水);
4、附着水：粘附于颗粒或细胞表面的水。
污泥处理方法的选择常取决于污泥的含水率和最终处理的方式。
四、污泥处理后的最终出路
污泥的最终出路主要是部分或全部利用或以某种再返回自然环境中去；
污泥的利用：主要是农业上的利用
污泥的最终处置方法：填埋、焚烧、海洋投放、地下投放等
填埋：必要的前处理、稳定化处理；
焚烧：大幅度减容、灭菌、尾气处理、运行费用贵；
海洋投放：地下洞穴、废矿、深井中等
第二节 污泥的浓缩工艺
污泥浓缩的主要目的是降低污泥的含水率，使污泥体积大为降低，即通常所说的减容，因此可以大幅度降低后续处理的费用。一般来说，污泥浓缩处理的对象是污泥中70%的游离水。主要的浓缩方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法等三种，在选择具体的污泥浓缩方法时，还应综合考虑污泥的来源、性质以及最终的处置方法等，下面将分别予以叙述。

一、重力浓缩法

1) 间歇式污泥浓缩池

2) 连续式污泥浓缩池

二、气浮浓缩法

气浮浓缩法主要适用于密度接近于1、疏水的污泥，或容易发生膨胀的污泥，一般多采用的是压力溶气气浮法。
三、离心浓缩法
离心浓缩法是利用污泥中的固体即污泥与其中的液体即水之间的密度有很大的不同，因此在高速旋转的离心机中具有不同的离心力，从而可以使二者分离。一般离心浓缩机可以连续工作，污泥在离心浓缩机中的HRT仅为3 min，而出泥的含固率可达4%以上，即出泥的含水率可以达到96%以下。
【课时安排】
第四章 污泥的浓缩与脱水
第三节 污泥的调理
第四节 污泥的脱水 （共2学时）
【掌握内容】
1. 基本概念：污泥的调理、污泥脱水、化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理、
2. 常用调理剂
3. 调理效果的影响因素
4. 污泥的脱水方法
【教学难点】
1. 调理效果的影响因素
2. 污泥的脱水方法
【教学目标】
1. 了解常用调理剂
2. 掌握调理效果的影响因素
3. 掌握污泥的脱水方法
【教学内容】
第三节 污泥的调理
污泥的调理主要指的是在污泥进行脱水之前对其脱水性能进行一定的预处理以提高其脱水性能，常见的污泥的调理方法是加药调理法。即在污泥中加入带有电荷的无机或有机调理剂，使污泥液体颗粒表面发生化学反应，中和颗粒表面的电荷，使水游离出来，同时使污泥颗粒凝聚成大的颗粒絮体，降低污泥的比阻抗(或CST)；调理效果的好坏与调理剂种类、投加量以及环境因素等有关。
一、调理剂
1) 无机调理剂：适用于真空过滤和板框压滤。
① 最有效、最便宜的是铁盐：FeCl3·6H2O,Fe2(SO4)·4H2OFeSO4·7H2O ，聚合硫酸铁(PFS)。
② 铝盐：Al2(SO4)2·18H2O、AlCl3、Al(OH)2·Cl ,聚合氯化铝(PAC)
铁盐常和石灰联用：在pH>12时，可提供Ca(OH)2絮凝体。
二、有机调理剂
阳粒子型聚丙烯酰胺等
三、调理效果的影响因素
① 污泥性质；② 调理剂的品种；③ 投加量；④ 环境条件：水温，pH；⑤ 调理剂的投加顺序；⑥ 污泥与调理剂的混合。
四、污泥的调理方法
1、 化学调理：在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，改善污泥脱水性能。
2、 淘洗：将污泥与3-4倍污泥量的水混合而进行沉降分离的一种方法。
3、 加热加压调理：使部分有机物分解，亲水性有机胶体物质水解，颗粒结构改变，从而改善污泥的浓缩与脱水性能。分为高温加压调理和低温加压调理两种。
a.高温加压调理：把污泥升温到170－200℃，加压压力为1.0－1.5Mpa，反应时间为40－120min。
b.低温加压调理：反