固體廢棄物的危害及固化處理技術(shù)1

《固體廢棄物的危害及固化處理技術(shù)1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《固體廢棄物的危害及固化處理技術(shù)1（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、固體廢棄物的危害一、固體廢棄物（城市垃圾）的特點(diǎn) 1固體廢棄物（垃圾）的概念：固體廢棄物（通常稱為垃圾）一般是指被丟棄的固體和泥狀物質(zhì);從廢水、廢氣中分離出的固體顆粒等,也簡稱廢物。這里的廢物是指物質(zhì)在某一利用過程中,或在物質(zhì)的某一方面沒有使用價值,而并非指某一物質(zhì)的一切使用過程中,或一切使用方面都沒有使用價值。這樣,在某一使用過程的廢物,往往又是另一使用過程的原料,所以廢物又有“放在錯誤地點(diǎn)的原料”之稱。固體廢棄物是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。固體廢物主要來源于分類的生產(chǎn)和消費(fèi)活動。人們在開采資源和制造產(chǎn)品的過程中,必然要產(chǎn)生廢物;任何產(chǎn)品經(jīng)過使用

2、和消費(fèi)后,也都會變成廢物。廢物的重要特點(diǎn)之一就是來源極為廣泛,種類極為復(fù)雜。2城市垃圾的特點(diǎn)數(shù)量大 城市垃圾的數(shù)量隨生活水平的提高而增加，每人每日產(chǎn)生垃圾的數(shù)量，發(fā)達(dá)國家為0718千克，中等收入國家為0509千克，低收入國家為0506千克。2003年北京日產(chǎn)垃圾人均082千克，全市日產(chǎn)115萬噸，年產(chǎn)421萬噸。品種多 城市垃圾是多種廢棄物的混合物，主要由廢紙、廚房垃圾(煤灰、食物殘渣等)、廢塑料、廢電池、樹葉、臟土、碎磚瓦、混凝土碎塊、渣土等組成。變化大 隨著生活水平的提高與新產(chǎn)品的推廣，廢舊家具、包裝材料、家用電器、廢舊汽車以及電腦等也加入了城市垃圾的行列。制造1臺個人電腦需要700多種化

3、學(xué)原料，其中一半以上對人體有害。例如，每臺電腦顯示器的顯像管內(nèi)含有120240克鉛，電池和開關(guān)含有汞、鉻等重金屬，對人體有害。本特點(diǎn)從另一個側(cè)面反映出城市垃圾的產(chǎn)生與人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系?，F(xiàn)代工業(yè)科技，尤其是化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致垃圾成分發(fā)生了重大變化，極大地增加了垃圾處理的難度，提高了垃圾的危害性。地理環(huán)境對固體廢棄物具有自凈能力，但隨著人類排放廢棄物的數(shù)量、種類日益增多，超過了環(huán)境容量(自凈能力)，固體廢棄物污染由此產(chǎn)生。二、當(dāng)代垃圾產(chǎn)生的環(huán)境問題1固體廢棄物對環(huán)境的污染途徑人們通過呼吸、飲用水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等活動，接觸到這些有害物質(zhì)，從而誘發(fā)了多種疾病的產(chǎn)生。 在一定條件下，垃圾中的廢棄

4、物會發(fā)生化學(xué)的、物理的或生物的轉(zhuǎn)化，并通過水、氣、土壤、食物鏈等途徑污染環(huán)境，危害人體健康。 該圖直觀地表述了固體廢棄物的多種污染途徑，由此可見固體廢棄物污染有別于其他類型的污染。在長期的自然因素的作用下，固體廢棄物中的有害物質(zhì)會轉(zhuǎn)入大氣、水體、土壤，成為其他類型污染的源頭污染物。固體廢棄物的污染以遷移轉(zhuǎn)化為主，其過程是長期、緩慢的，往往歷經(jīng)數(shù)年或數(shù)十年才能發(fā)現(xiàn)。由于污染途徑廣，可能會比單純的點(diǎn)狀的水污染、大氣污染危害更大。2固體廢棄物給人類帶來了哪些危害固體廢物對環(huán)境的污染是多方面的, 由于固體廢棄物處理不當(dāng)，概括起來,從其對各環(huán)境要素的影響看,可以分為對水、空氣、土壤等以下幾個方面：（1）

5、對水環(huán)境的影響 直接把垃圾固體廢物傾倒于河流、湖泊和海洋，會使水體受到污染，, 嚴(yán)重影響和危害水生生物的生存和水資源的利用，,還會縮減江河湖泊的有效面積，使排洪和灌溉能力降低。投棄海洋的廢物會在一定海域造成生物的死區(qū)。垃圾的露天堆放和簡單填埋，經(jīng)雨水的浸漬和廢棄物本身的分解，會產(chǎn)生含有害物質(zhì)的滲濾液，亦會污染河流、湖泊等地表水及地下水造成污染。（2）對大氣環(huán)境的影響 固體廢物中的尾礦、粉煤炭、干污泥和垃圾中的塵粉、細(xì)微顆粒，在大風(fēng)吹動下會隨風(fēng)飄逸，造成大氣環(huán)境的污染。一些有機(jī)固體廢棄物，在適宜的濕度和溫度條件下被微生物分解，還能釋放出有害氣體，產(chǎn)生毒氣或惡臭，造成地區(qū)性大氣污染。此外，垃圾在填

6、埋處理中，會逸出沼氣。許多固體廢物本身或采用焚燒法處理時，會產(chǎn)生粉塵、Cl2、HCl、二惡英等毒氣和臭氣物質(zhì)，造成大氣二次污染，影響危害人體健康。（3）對土壤環(huán)境的影響 固體廢物經(jīng)過風(fēng)化、雨雪淋溶和地表徑流的侵蝕，其滲出液和濾瀝所含的有害物質(zhì)等一些有毒液體就會滲入土壤，殺害及影響土壤中微生物的活動，破壞土壤的腐解能力，改變土壤性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致草木不生。這些有害成分的存在，還會在動植物體內(nèi)積蓄，通過食物鏈危及人體健康。 固體垃圾的露天堆放和填埋處理，需占用大量寶貴的土地，使可耕地短缺的問題加劇。有些垃圾堆存在城市的死角，嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生，成為多種疾病的傳播源。有些生活垃圾中混入了危險廢物

7、，例如廢電池、廢日光燈管、醫(yī)院廢棄物甚至放射性廢物，其中所含的有毒有害物質(zhì)得不到專門處理，也給人類健康帶來極大危害。許多種固體廢物所含的有毒物質(zhì)和病原體,除通過生物傳播外,還以水氣為媒介傳播和擴(kuò)散,危害人體健康。3令人不安的垃圾越境轉(zhuǎn)移垃圾越境轉(zhuǎn)移引發(fā)的社會道德、政治問題。由此我們必須直視一種新的潛在威脅：生產(chǎn)的廢棄物數(shù)量，尤其是有毒危險廢棄物的數(shù)量、種類在日益增多，而人類對它們的處理技術(shù)水平和能力卻非常有限。因此，在一些國家，累積的廢棄物已經(jīng)失去了控制，他們想方設(shè)法把大量的垃圾運(yùn)出邊界，使另一些國家的人民利益受到損害和威脅。 固體廢物的固化處理利用物理或化學(xué)方法將有害固體廢物固定或包容在惰性

8、固體基質(zhì)內(nèi)，使之呈現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定性或密封性。固化所用的惰性材料稱為固化劑。有害廢物經(jīng)過固化處理所形成的固化產(chǎn)物稱為固化體。固化方法：水泥固化、石灰固化、熱塑性材料固化、有機(jī)聚合物固化、自膠結(jié)固化、玻璃固化對固化處理的基本要求（1）有害廢物經(jīng)過固化處理后所形成的固化體應(yīng)具有良好的抗?jié)B透性、抗浸出性、抗干濕性、抗凍融性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度等，最好能作為資源加以利用。（2）固化過程中材料和能量消耗要低，增容比要低。 （3）固化工藝過程簡單，便于操作。水泥固化技術(shù) (Cement solidification)水泥固化：是以水泥為固化劑將有害廢物進(jìn)行固化的一種處理方法,從而達(dá)到減小表面積、降低滲透性，使之能在

9、較為安全的條件下運(yùn)輸與處置的目的。水泥固化原理：水泥是一種無機(jī)膠結(jié)劑，經(jīng)水化反應(yīng)后可形成堅硬的水泥塊，能將砂、石等骨料牢固地凝結(jié)在一起。水泥固化有害廢物就是利用水泥的這一特性。常用作固化劑的水泥：硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 。石灰固化處理（ Lime solidification ）以石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)（如粉煤灰、垃圾焚燒灰渣、水泥窯灰等）為固化基材，活性硅酸鹽類為添加劑對危險廢物進(jìn)行穩(wěn)定化與固化處理的方法。適用于穩(wěn)定石油冶煉污泥、重金屬污泥、氧化物、廢酸等無機(jī)污染物，并已用于煙道氣脫硫的廢物的固化。技術(shù)適用對象主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)水泥固化重金屬氧化物廢酸1.水泥攪拌，技術(shù)已相當(dāng)成熟2

10、.對廢物中化學(xué)性質(zhì)變動承受力強(qiáng)3.可由水泥與固體廢物的比例來調(diào)節(jié)固化體的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)與防水性4.無需特殊設(shè)備，處理成本低5.廢物可直接處理無需前處理。1.廢物如含特殊鹽類會造成固化體破裂2.有機(jī)物的分解造成裂隙，增加滲透性，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度3.大量的適用水泥會增大固化體的體積和質(zhì)量石灰固化重金屬氧化物廢酸1.所用物料來源方便，價格便宜2.操作不需特殊設(shè)備與技術(shù)3.產(chǎn)品通常便于運(yùn)輸，滲透性有所降低1.固化體的強(qiáng)度較低，需較長的養(yǎng)護(hù)時間2.有較大的體積膨脹，增加清運(yùn)和處置的困難熱塑性材料固化（瀝青）重金屬、氧化物、廢酸1. 有時需要對廢物進(jìn)行預(yù)先脫水和濃縮2. 固化體空隙率和污染物浸出率均大大降低3.固化

11、體的增容較小1. 需高溫操作，安全性較差2. 一次性投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用都比水泥的高熱固性材料固化部分非極性有機(jī)物。氧化物，廢酸1固廢物的滲透性較其他固化法低2.對水溶液有良好的阻隔性3.接觸液損失率遠(yuǎn)低于水泥固化與石灰固化法1.需特俗設(shè)備和專業(yè)操作人員2.廢物如含氧化劑或揮發(fā)性物質(zhì)，在加熱時有會著火或逸散，在處理前先對廢物進(jìn)行干燥和破碎玻璃固化不揮發(fā)高危型廢物，核廢物1.固化體可長期穩(wěn)定2?？衫脧U玻璃屑做固化材料3.對核能廢料已有相當(dāng)成熟的技術(shù)1.不適用與可燃和揮發(fā)性物質(zhì)2.高溫?zé)崛坌柘拇罅磕茉?.需要特殊設(shè)備和人員自膠結(jié)固化硫酸鈣和亞硫酸鈣的廢物1.燒結(jié)體的性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)性強(qiáng)2.燒結(jié)體不

12、具生物反應(yīng)性及著火性1，應(yīng)用面狹窄2.需要特設(shè)備和專業(yè)人員該法簡單，物料來源方便，操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)，比水泥固化法便宜，但石灰固化處理得到固化體的強(qiáng)度較低，所需養(yǎng)護(hù)時間較長，并且體積膨脹較大，增加清運(yùn)和處置的困難，因而較少單獨(dú)使用。熱塑性材料固化處理熱塑性材料固化（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫下與干燥脫水危險廢物混合，以達(dá)到對廢物穩(wěn)定化的目的的過程。以瀝青類材料作為固化劑，與危險廢物在一定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，使有害物質(zhì)包容在瀝青中并形成穩(wěn)定固化體的過程。瀝青憎水性物質(zhì)、良好的黏結(jié)性、化學(xué)穩(wěn)定性、較高的耐腐蝕性。石油蒸餾的殘渣，其化學(xué)成

13、分包括瀝青質(zhì)、油分、游離碳、膠質(zhì)、瀝青酸和石蠟等。熱固性材料固化處理（Plastic solidification）熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）用熱固性有機(jī)單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護(hù)膜。部分液體廢物遺留，需干化。特別適用于對有害廢物和放射性固體廢物的固化處理玻璃固化處理（ Glass solidification ）概念 玻璃原料為固化劑，將其與危險廢物以一定的配料比混合后，在10001500的高溫下熔融，經(jīng)退火后形成穩(wěn)定的玻璃固化體。主要適用于處理含高

14、比放射性廢物，不適宜于大型工業(yè)有害固體廢物的固化處理自膠結(jié)固化（Self-cementation solidification ）l 利用廢物自身的膠結(jié)特性來達(dá)到固化目的的方法。 l 該技術(shù)主要用來處理含有大量硫酸鈣和亞硫酸鈣的廢物，如磷石膏、煙道氣脫硫廢渣等。l CaSO42H2O或CaSO32H2O經(jīng)煅燒成具自膠結(jié)作用半水，遇水后迅速凝固和硬化。 l 該方法不需要加入大量添加劑，廢物也不需要完全脫水，工藝簡單；固化體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有抗?jié)B透性高、抗微生物降解和污染物浸出速率低的特點(diǎn)，并且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高；但只限于含有大量硫酸鈣的廢物，應(yīng)用面較為狹窄。此外還要求熟練的操作和比較復(fù)雜的設(shè)備，煅燒泥渣

15、也需要消耗一定的熱量固體廢物的熱轉(zhuǎn)化技術(shù);在高溫條件下使固體廢物中可回收利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的過程，特別適合有機(jī)固體廢物的資源化。熱轉(zhuǎn)化： 熱解，焚燒熱解：1.熱解原理與熱解產(chǎn)物有機(jī)固體廢物+熱量無O2或缺O(jiān)2 可燃?xì)?液態(tài)油+固體燃料+爐渣 有機(jī)物+O2=CO2+H2O+其他簡單無機(jī)物+熱量可燃?xì)猓褐饕–15的烴類、氫和CO氣體。液態(tài)油：主要包括：C25的烴類、乙酸、丙酮、甲醇等液態(tài)燃料。固體燃料：含純碳和聚合高分子的含碳物工藝：按供熱方式：直接（內(nèi)部）供熱【供給適量空氣使有機(jī)物部分燃燒，提供熱解所需熱量】，間接（外部）供熱【從外界供給熱解所需熱量】；按熱解溫度：高溫?zé)峤?；中溫?zé)峤猓坏蜏?/p>

16、熱解 熱解反應(yīng)器:固定床，流化床，旋轉(zhuǎn)爐，分段爐固體廢物的熱分解：指晶體狀的固體廢物在較高溫度下脫除其中吸附水及結(jié)合水或同時脫除其他易揮發(fā)物質(zhì)的過程，它是無機(jī)固體廢物資源化的重要技術(shù)。這些高溫變化、高溫液相的生成，對固體廢物生產(chǎn)陶瓷、耐火材料、玻璃、鑄石等高溫材料具有重要作用 固體廢物的焚燒焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定的過?？諝饬颗c被處理的有機(jī)物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化焚燒反應(yīng)，可同時實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。固體廢物焚燒原理：有機(jī)物或可燃無機(jī)物+O2=CO2+H2O+其他簡單無機(jī)物+熱量某種廢物的熱量=某種廢物的熱值*該種廢物的重量固體廢物的熱值熱值：單位質(zhì)量的固體廢物完全

17、燃燒所釋放出來的熱量，kJ/kg 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，城市垃圾的熱值大于3350kJ/kg時，燃燒過程無需加輔助燃料，易于實(shí)現(xiàn)自燃燒。 固體廢物焚燒設(shè)施主要采用焚燒爐，焚燒爐的結(jié)構(gòu)型式與廢物的種類、性質(zhì)和燃燒形態(tài)等因素有關(guān)。不同的焚燒方式有相應(yīng)的焚燒爐與之相配合。目前世界上焚燒爐的型號已達(dá)200多種，其中較廣泛應(yīng)用爐型主要有：（1）流化床焚燒爐 （2）多膛式焚燒爐 （3）轉(zhuǎn)窯式焚燒爐 （4）敞開式焚燒爐 焚燒過程（特別是危險廢物的焚燒）會產(chǎn)生大量的排放物，主要是酸性氣體和未完全燃燒的有機(jī)組分及爐渣。如將其直接排入環(huán)境，必然會導(dǎo)致二次污染，因此需對其進(jìn)行處理，將污染物的含量降至安全標(biāo)準(zhǔn)以下才能排放。1、除

18、臭2、除酸3、除塵三、固體廢物的熱處理設(shè)備 回轉(zhuǎn)窯、豎窯、隧道窯和倒焰窯四種固體廢物分解固體廢物的回收再利用原則：減量化；減量化是指減少固體廢物的產(chǎn)生量和排放量，從源頭上直接減少或減輕固體廢物的數(shù)量和減少其體積，還包括盡可能地減少其種類、降低危險廢物的有害成分的濃度、減輕或清除其危險特性等。減量化是防治固體廢物污染環(huán)境的優(yōu)先措施資源化; 資源化是采取管理和工藝措施從固廢中回收物質(zhì)和能源，加速物質(zhì)和能源循環(huán)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值的技術(shù)方法。資源化的原則是：技術(shù)是可行的；經(jīng)濟(jì)效益比較好；廢物應(yīng)盡可能在排放源就近利用，以節(jié)省廢物在存放、運(yùn)輸?shù)冗^程的投資；產(chǎn)品符合國家相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具有市場競爭力。資源化的途徑：物質(zhì)回收；物質(zhì)轉(zhuǎn)換；能量轉(zhuǎn)換無害化：無害化是指對已產(chǎn)生又無法或暫時不能綜合利用的固體廢物，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，以防治并減少固體廢物的污染危害。目前，固體廢物無害化處理已經(jīng)發(fā)展成為一門嶄新的工程技術(shù)，如垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、糞便的厭氧發(fā)酵、有害廢物的熱處理等。