东阳科技固体废弃物处理处置与资源化利用(精选4篇)
一、固体废弃物以及其处理的相关原则
固体废弃物的概念为:固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质(国外的定义则更加广泛,动物活动产生的废弃物也属于此类),通俗地说,就是“垃圾”。主要包括固体颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废弃的制品、破损器皿、残次品、动物尸体、变质食品、人畜粪便等。有些国家把废酸、废碱、废油、废有机溶剂等高浓度的液体也归为固体废弃物。在人们进行开发建设、生产经营以及日常生活行动中向产生的相应的固体和半固体的废弃物,根据固体废弃物来源的不同,具体可以分为城市固体废弃物和工业固体废弃物。如果不能合理的进行固体废弃物适当的堆置,就会对环境产生十分严重的损坏作用,同时还可能产生大量的有毒有害的气体和扬尘,进而对大气产生相应的污染。同时固体废物经过雨水淋溶或者地下水的浸泡作用, 相应的有毒有害物质会随着淋溶水进行渗透和迁移,进而会对附近的湖泊以及地下水产生相应的污染作用。此外,淋滤水的渗透,会在一定程度上对土壤的团粒结构产生破坏作用,还有可能影响到微生物的生存环境,进而会对植物的生活发育产生影响。由此我们可以得出结论,固体废弃物会对环境产生十分严重的影响作用,因此十分有必要采取相应多措施对固体垃圾进行妥善的处理。
对于如何进行固体废弃物的处理是在环境保护以及循环经济运行领域中值得我们探讨的一个重要的课题。目前对于这方面的相关研究,对于固体废弃物,尤其是在城市固体废弃物的相关的处理过程中要严格遵循相应的“三化”原则,即为“无害化,减量化、资源化”。这样一方面能够有效降低甚至消除相应固体废弃物对于周围环境产生的危害作用,另一方面固体废弃物经过再利用和循环使用之后,能够实现相应资源的有效利用,进而达到资源的可持续发展。资源化是进行废物处理方面公认的最好方式,这样能够充分实现对于固体废弃物的资源化处理,同时能够将环境保护与经济发展进行良好的融合,进而实现环境与经济发展的“共赢”。
二、固体废弃物的主要特征(1)污染性
固体废弃物的污染性表现为固体废弃物自身的污染性和固体废弃物处理的二次污染性。固体废弃物可能含有毒性、燃烧性、爆炸性、放射性、腐蚀性、反应性、传染性与致病性的有害废弃物或污染物、甚至含有污染物富集的生物,有些物质难降解或难处理、固体废弃物排放数量与质量具有不确定性与隐蔽性,固体废弃物处理过程生成二次污染物,这些因素导致固体废弃物在其产生、排放和处理过程中对视角和生态环境造成污染,甚至对身心健康造成危害,这说明固体废弃物具有污染性。
(2)资源性
固体废弃物的资源性表现为固体废弃物是资源开发利用的产物和固体废弃物自身具有一定的资源价值。固体废弃物只是一定条件下才成为固体废弃物,当条件改变后,固体废弃物有可能重新具有使用价值,成为生产的原材料、燃料或消费物品,因而具有一定的资源价值及经济价值。
需要指出的是,固体废弃物的经济价值不一定大于固体废弃物的处理成本,总体而言,固体废弃物是一类低品质、低经济价值资源。
(3)社会性
固体废弃物的社会性表现为固体废弃物产生、排放与处理具有广泛的社会性。一是社会每个成员都产生与排放固体废弃物,二是固体废弃物产生意味着社会资源的消耗,对社会产生影响,三是固体废弃物的排放、处理处置及固体废弃物的污染性影响他人的利益,即具有外部性(外部性是指活动主体的活动影响他人的利益。当损害他人利益时成为负外部性,当增大他人利益时称为正外部性。固体废弃物排放与其污染性具有负外部性,固体废弃物处理处置具有正外部性),产生社会影响,这说明,无论是产生、排放还是处理,固体废弃物事务都影响每个社会成员的利益。固体废弃物排放前属于私有品,排放后成为公共资源。(4)兼有废物和资源的双重性 固体废物一般具有某些工业原材料所具有的物理化学特性,较废水、废气易收集、运输、加工处理,可回收利用。固体废物是在错误时间放在错误地点的资源,具有鲜明的时间和空间特征。
(5)富集多种污染成分的终态,污染环境的源头 废物往往是许多污染成分的终级状态。一些有害气体或飘尘,通过治理,最终富集成为固体废物;废水中的一些有害溶质和悬浮物,通过治理,最终被分离出来成为污泥或残渣;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,在长期的自然因素作用下,又会转入大气、水体和土壤,成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。
(6)所含有害物呆滞性大、扩散性大固态的危险废物具有呆滞性和不可稀释性,一般情况下进入水、气和土壤环境的释放速率很慢。土壤对污染物有吸附作用,导致污染物的迁移速度比土壤水慢的多,大约为土壤水运移速度的1/(1~500)。
(7)危害具有潜在性、长期性和灾难性 由于污染物在土壤中的迁移是一个比较缓慢的过程,其危害可能在数年以至数十年后才能发现,但是当发现造成污染时已造成难以挽救的灾难性成果。从某种意义上讲,固体废物特别是危害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[1]。
固体废弃物产生源分散、产量大、组成复杂、形态与性质多变、可能含有毒性、燃烧性、爆炸性、放射性、腐蚀性、反应性、传染性与致病性的有害废弃物或污染物、甚至含有污染物富集的生物,有些物质难降解或难处理、排放(固体废弃物数量与质量)具有不确定性与隐蔽性,这些因素导致固体废弃物在其产生、排放和处理过程中对资源、生态环境、人民身心健康造成危害,甚至阻碍社会经济的持续发展。
三、固体废弃物的主要危害(1)浪费大量资源
固体废弃物产量大,且存量固体废弃物量(填埋包括简易堆置处置量)亦很大,消耗大量的物质资源,占用大量土地资源。2012年全球固体废弃物年产量估计超过100亿吨(仅电子垃圾便达到4890万吨),中国达到15亿吨(电子垃圾230万吨),存量固体废弃物量全球达到380亿吨,中国高达70亿吨。巨量固体废弃物的产生意味着巨量物质资源的消耗与浪费,巨量存量固体废弃物意味着大量土地资源被占用与浪费。如果假定填埋废弃物的表观比重为1和废弃物堆置平均高度为30米,全球380亿吨存量固体废弃物将占用1900万亩土地,中国70亿吨存量固体废弃物也将占用350万亩土地。而且,固体废弃物产量增长迅速,增长速率往往超过处理设施处理能力的增长速率,后果是出现“垃圾围城”困境。与工业快速发展随影同行,发达国家上世纪60年代的固体废弃物产量迅速发展,曾出现垃圾围城困境。中国从上世纪80年代末开始固体废弃物产量也迅速增长,《2009年到2012年中国垃圾处理行业投资分析及前景预测报告》称:全国600多座城市,除县城外,已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包围之中,且有四分之一的城市已没有合适场所堆放垃圾。此外,除浪费大量的物质、土地资源外,妥善处理固体废弃物还将消耗大量的人力、财力、信息和时间等资源。
破坏生态
固体废弃物,尤其是有害废弃物,如果处理不当,会破坏生态环境。1)一次污染。
如将固体废弃物简易堆置、排入水体、随意排放、随意装卸、随意转移、偷排偷运等不当处理,破坏景观,其所含的非生物性污染物和生物性污染物进入土壤、水体、大气和生物系统,对土壤、水体、大气和生物系统造成一次污染,破坏生态环境;尤其是将有害废弃物直接排入江河湖泽或通过管网排入水体,或粉尘、容器盛装的危险废气等大气有害物排入大气,不仅导致水体或大气污染,而且还导致污染范围的扩大,后果相当严重;偷排偷运导致废弃物去向不明、污染物跟踪监测困难和污染范围难以确定,后果也相当严重。如将有害废弃物不当处理,可能引致中毒、腐蚀、灼伤、放射污染、病毒传播等突发事件,严重破坏生态环境,甚至导致人身伤亡事故。有些有害物,如重金属、二噁英等,甚至随水体进入食物链,被动植物和人体摄入,降低机体对疾病的抵抗力,引起疾病(种类)增加,对机体造成即时或潜在的危害,甚至导致机体死亡。
2)二次污染。
固体废弃物处理过程中,固体废弃物所含的一些物质(包括污染物和非污染物)参与物理反应、化学反应、生物生化反应,生成新的污染物,导致二次污染。二次污染形成机理复杂,防治比一次污染更加困难。固体废弃物处理过程中常见的二次污染物及其产生途径有:
①长时间不当储存与堆置过程中,废弃物堆体滋生霉菌和寄生虫等病原体,加速老鼠、蛇和蚊虫等生物体的繁殖与生长,带来疾病和疾病传播危险; ②储存、堆置、运输、分拣、填埋等过程中,有机易腐物发酵腐烂过程产生甲烷气、臭气等大气有害物和有机废水(甚至含有重金属和病原体等污染物)等土壤和水体污染物,同时也会滋生多种微生物;
③焚烧处理过程中,固体废弃物的有机氮、氯、硫等转化成氮氧化物、氯化氢、硫氧化物等大气有害物;
④焚烧处理医疗垃圾、生活垃圾等废弃物过程生成二噁英,并产生大量的含重金属、二噁英等污染物的飞灰(属于危险废物);
⑤堆置、填埋过程中,重金属形态变化及迁移,生成土壤和水体的重金属污染物。
此外,易燃易爆等有害废弃物物的不当处理可能导致火灾、爆炸等事故,产生大量有毒害污染物,给生态环境、生产生活和人民生命财产带来灾害。
精神伤害
当提及固体废弃物时,人们想到的便是脏、乱、臭、有害、有毒、危险等垃圾形象,引起视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉的不良反应(不妨称之为视觉污染、听觉污染、味觉污染、嗅觉污染和触觉污染),加之固体废弃物及其处理存在生态环境破坏的潜在危险,而且,现实中,因传统、意识、人才、资金、技术、管理、地理等原因,固体废弃物污染又在人们身边发生,使得人们唯恐对固体废弃物及其处理设施避之不及,固体废弃物及其处理的“邻避效应”日益彰显,影响所在地的投资环境,给周边居民的荣誉、心理等造成精神伤害,同时,也给居民造成健康损害和不动产损失,减少所在地的发展机会。固体废弃物,尤其是生活垃圾,贴近人们的日常生活。但我们看到,固体废弃物不仅具有资源性和经济性,同时也具有污染性和危害性,而且,固体废弃物的污染和危害具有迟滞性、潜在性、长期性、间接性、隐蔽性、综合性和灾难性等特点,是与人类生产生活息息相关的环境问题,需要高度重视。
造成污染
未经处理的工厂废物和生活垃圾简单露天堆放,占用土地,破坏景观,而且废物中的有害成份通过刮风进行空气传播,经过下雨侵入土壤和地下水源、污染河流,这个过程就是固体废弃物污染。
污染水体
固体废物未经无害化处理随意堆放,将随天然降水或地表径流入河流、湖泊,长期淤积,使水面缩小,其有害成份的危害将是更大的。固体废物的有害成分,如汞(来自红塑料、霓虹灯管、电池、朱红印泥等)、镉(来自印刷、墨水、纤维、搪瓷、玻璃、镉颜料、涂料、着色陶瓷等)、铅(来自黄色聚乙烯、铅制自来水管、防锈涂料等)等微量有害元素,如处理不当,能随溶沥水进入土壤,从而污染地下水,同时也可能随雨水渗入水网,流入水井、河流以至附近海域,被植物摄入,再通过食物链进入人体,影响人体健康。我国个别城市的垃圾填埋场周围发现,地下水的浓度、色度、总细菌数、重金属含量等污染指标严重超标。
污染大气
固体废弃物中的干物质或轻质随风飘扬,会对大气造成污染。焚烧法是处理固体废弃物较为流行的方式,但是焚烧将产生大量的有害气体和粉尘,一些有机固体废弃物长期堆放,在适宜的温度和湿度下会被微生物分解,同时释放出有害气体。
污染土壤
土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所,这些微生物在土壤功能的体现中起着重要的作用,他们与土壤本身构成了一个平衡的生态系统,而未经处理的有害固体废物,经过风化、雨淋、地表径流等作用,其有毒液体将渗入土壤,进而杀死土壤中的微生物,破坏了土壤中的生态平衡,污染严重的地方甚至寸草不生。
不断增加的产生量相当迅速,许多城市利用大片地城郊边缘的农田来堆放它们,难怪科学家从卫星拍回的地球照片上,围绕着城市的大片白色垃圾是那么显眼。
生活垃圾就地资源化处理设备(生活垃圾处理设备)通过对生活垃圾中塑料和厨余有机质垃圾的自动分选,把厨余有机质垃圾破碎、脱水、脱油、去杂、加温搅拌,利用东阳特种生物菌生化发酵,24小时高效,快速将餐厨垃圾分解成有机肥。本产品对学校、医院、企业、政府机关、部队等集体进食场所,以及宾馆饭店、餐馆等接待场所,娱乐场所,旅游景区等饮食垃圾处理困难区等产生的厨余残渣,人类可食用的全部剩余食品,进行环保处理,使厨余发酵分解,变为无毒、无臭、无害之粉状有机肥,种菜树花草均可,不仅可以保持厨房环境卫生、节省大量人力、物力,并且能够一次性完全处理,杜绝了厨余的危害。
本机具有以下功能优势:
一、自动化程度高、整机选用PLC自动化编程,实现各个功能的自动化运行。采用触摸屏界面操作和人工操作两种模式。
1、自动提升进料;
2、自动把农村垃圾中塑料分选出来;
3、自动破碎大块物料;特殊垃圾物料(笋根、骨头、枯枝、甘蔗头等坚硬性固体)预先粉碎,保证充分发酵;
4、自动油水分离垃圾物料经过螺旋式压力脱水,自动控制水分,达到发酵要求.并且调节调节水分、控制含水率;保证正常发酵
5、自动调节温度恒温加热控制,采用导热油不锈钢缸体发酵装置,热量均匀,物料分解迅速;确保物料发酵所需温度;
6、自动正反转搅拌,保证物料均匀充分发酵;
7、添加东阳特种生物菌,24小时快速制肥出料定时自动间歇搅拌,节省电运行成本;
8、自动抽排发酵缸内产生的废气,并且进行除味除臭处理。保持缸内含氧量
9、自动旋转出料,省时省力。
二、避免二次污染
1、设备选址无特殊要求,使垃圾处理控在源头;
2、产生废液通过油水分离器,自动分离,废水处理成有机液肥;废油统一收集利用,杜绝地沟油;
3、产生废气经过无害化空气处理器进行喷淋雾化溶解、生物菌分解、多层活性炭除味,达到气体的无害化处理。
三、运行成本低:
1、多个功能一体化,结构合理,避免重复损耗;
2、全自动控制,一人一机,节省人力;
3、合理化的功率可以节约电费;
4、半年添加一次生物菌,节省成本。
四、售后服务体系完善
1、售前调研,量身定制;
2、一次购买,终生维护;
3、配备专线,快速反应;
4、操作人员培训、学习一站式;
5、运输、安装、调试一条龙。
东阳科技对餐厨垃圾进行资源化处理是目前国际上对垃圾处理方式的发展方向,这种方法以循环经济的模式走出了垃圾处理领域的可持续发展之路。垃圾的资源化处理方式有效地克服了传统的填埋、焚烧、堆肥、饲料化等方法带来的种种弊端与健康安全隐患,最大程度地达到了对垃圾的资源化利用。
垃圾*o*排放低温磁化处理机
秦皇岛东阳科技公司借鉴日本焚烧分解技术,利用等离子切割原理以及低温磁化分解原理研制成功垃圾“0”排放处理机。填补了国内诸多不可回收垃圾源头上治理,垃圾减量化处理的空白,减量化达到1/200。
陈腐垃圾分选制肥设备
陈腐垃圾,也叫矿物垃圾,陈腐垃圾这里指填埋场埋入或堆放多年的城市生活垃圾(原生垃圾中不含或含量小于 10% 粉煤灰)。陈腐垃圾处理设备是把陈腐垃圾自动分选分类处理的自动化机器。
关键词:农科专业,课程设计,教学改革
农业资源与环境专业(农资专业)是培养具备农业资源与环境方面的基本理论、知识和技能,能够在农业、环保等部门从事教学、管理、技术开发等工作的通用人才。目前,开设该专业的普通高等院校共48所,其中农科类和综合类高校分别占43.8%和33.3%。“固体废弃物处理处置”是环境工程类专业的主干课程,也是面向农资专业本科生的选修课,其主要任务是使学生了解固体废物处理处置的原理、方法和技术;能够对环境污染问题进行分析、预测和评估并给出对策;提高专业综合素质,适应学科发展和人才培养需求[1,2]。长江大学自2003年合并成立时就将“固体废弃物处理处置”作为农资专业本科生的专业选修课。本研究基于我校农资专业的学科建设、课程特点和学生素质,对教学改革进行了一些有益的尝试和探索。
一、“固体废弃物处理处置”教学中面临的问题
1(.一)
根据我校统一安排,本科生要在第六学期开展专业综合实习。我院结合自身特点,将实习开始时间设定为第六周,相应的课程课堂教学集中在第1-5周进行。因此,“固体废弃物处理处置”的学时被压缩为40个,实验教学环节更是难以保证,且与“土壤污染与防治”和“水土保持学”两门理论课同期授课,导致课程安排紧张和学生学习强度增大。
(二)教学内容
由于在学科建设初期,将该课程的名称设置为“固体废弃物处理处置”,因此,前任教师在选择教材时多以“固体废物处理与处置”为主,但目前出版的《固体废物处理与处置》教材多偏向理工科的环境工程专业,以城市垃圾处理为主,理论性较强、知识点密度、涉及到复杂的工艺流程和工程计算,学生学习时感到枯燥乏味,学习兴趣明显下降。农科类高校的课程名称通常为《农业固体废弃物利用》,偏向农业废物再利用,而缺少废物处理设备、工艺和措施的介绍,适合的专业类书籍也相对较少。此外,省属高校学生常由统招生和职高生组成,职高班学生知识体系相对不够完善,对课程内容理解存在较大的困难。
(三)教学方法
“固体废弃物处理处置”是一门应用型很强的工科类课程,需要配备相当的实验课和户外体验课[2]。但由于课程学时和地区经济社会发展水平限制,多采用简单的“课堂讲授,学生听讲”的被动式教学方法,无法给学生提供主动思考和理论联系实际的环境和机会,导致学生对知识的认识仅停留在书面和理论上。尤其是课程中涉及到的污染处理工程、机械设备和工艺流程等,教师自身也很难接触到实物,只能通过阐述和幻灯片的方式介绍,不能直观、形象地展示给学生。这一方面导致教师本身对这些工艺流程一知半解,另一方面学生也听得云里雾里、不能理解,学习兴趣和积极性难以提升。
(四)考核方式
考虑到该课程是专业选修课和学生实习安排时间,考核多采用期末考试或者课程论文为主,辅以出勤的方式进行,即总成绩=80%期末考试(课程论文)+20%平时成绩的比例进行。这种考核方式,如果是采用期末考试方式,则容易导致学生考前突击,不注重平时的课堂学习;如果是采用课程论文方式,则容易导致学生抄袭或者无法完成(课时紧张),对学习目标的培养毫无帮助[3]。
二、“固体废弃物处理处置”教学改革探索
针对上述传统教学方式方法暴露的突出问题,笔者本着提高教学质量、提升学生学习兴趣和注重学生实践能力培养,对“固体废弃物处理处置”课程做了以下三方面的改革探索。
(一)精选教材,构建理论体系
“固体废弃物处理处置”课程包含内容较多,涉及专业领域广,不同的学校和专业采用的教材也不尽相同。根据我校学生专业和知识背景,以高等教育出版社宁平主编的《固体废物处理与处置》和化学工业出版社边炳鑫、赵由才主编的《农业固体废物的处理与综合利用》两本经典教材作为教学使用。同时,根据学时要求和国内外固体(农业)废物处理最新进展对两本书的内容进行有效精简和整合,共分9章和3个专题,分别为第一章绪论、第二章固体废物的收集、贮存及清运、第三章固体废物的预处理、第四章固体废物的物化处理、第五章固体废物的生物处理、第六章固体废物热处理、第七章固体废物综合利用、第八章固体废物的最终处置、第九章危险废物及放射性固体废物的管理、专题1生物质能、专题2医疗废物的管理与处理技术和专题3其他农业废弃物处理[4,5]。此外,删去复杂的工程原理和计算部分,降低学生学习难度;拓展农业领域废弃物的综合处理和管理,从而完善农业资源和环境两方面的知识体系构建。
(二)重视例证,增强实践意识
教学课时和实验设施的限制,导致相应的实验课无法正常开展,因此,我们充分利用课堂和学生平时时间进行实践教育。(1)课堂上,借助现代多媒体技术,每个章节增加1-2个生活案例或2-3个视频资源,采用启发式和讨论式教学方法,引导学生积极思考,加深学生对基本知识的认识和运用。例如在讲解第五章废物堆肥化时,我们会事先引入最近关注度高的“华裔学生家长耶鲁种菜,校方提供堆肥”这一新闻事件,引起大家的兴趣。然后过渡到固体废物堆肥化处理的原理、方法和技术要求,并在授课过程中插入“工厂化堆肥处理技术”视频,增强学生对堆肥处理技术的了解和直观印象。(2)课下(平时),通过对学生学籍的调查,我们有针对性地制作了一份课程调查问卷,问卷共分四个部分,每个部分有15-20个选择题和填空题,其内容包括:A被访问者基本信息、B耕地和农业废弃物利用现状、C生活垃圾调查表和D课堂教学评估表。让学生通过电话、网络等途径了解自己家庭的固体(农业)废弃物处理现状并提交一份数据分析报告。我们会提前告知学生,完成问卷后有随机回访机制,以此保证学生真正参与调查过程,从而增强学生对身边废弃物利用的关注及提高其分析问题、实践的能力。
(三)变革考核,适应课程特点
学生要在5周时间内集中学习3门课程,常规的平时成绩+期末考试(课程论文)成绩考核方式不能有效地解决学生对新知识的积累和同化。因此,我们将考核方式调整为平时考勤成绩∶调查问卷成绩∶期末考试成绩=3∶2∶5,即(1)平时考勤30分,点名3次,每次计10分,以增加学生缺勤的机会成本;(2)调查问卷20分,根据学生调查问卷和分析报告的质量进行评判,在课程的最后一节课上交,使学生有足够的时间进行调查和参与教学评估;(3)期末考试50分,在课程最后一节课进行,采用开卷形式,试题内容以贴近生活的分析题和应用题为主,目的在于避免死记硬背,使学生灵活运用相关理论知识解决实际发生的问题。
三、结语
课程结束后,我们对调查问卷D课堂教学评估进行汇总和分析发现,课堂教学改革取得了明显效果,如提高学生的学习热情和参与度、增强学生对家庭和周边固体(农业)废物利用的关注度,同时学生的解决实际问题、分析总结能力也有相应的提高。但是,也有学生反映应该增加一些课外体验,比如实地参观垃圾中转站和填埋场等。因此,如何在有效的课程时间内,进一步凝练课程核心内容,增加1-2次课外体验活动需要在今后实践过程中继续优化,使农资专业《固体废弃物处理处置》课程教学更加充实和完善。
参考文献
[1]牛建龙,刘兵,彭杰.农业资源与环境专业建设的改革与探索[J].南方农业,2016,10(6):189-190.
[2]张秀霞,耿春香,卢磊,张庆冬.“固体废物处理与处置工程”四化教学模式探索[J].实验技术与管理,2016,33(3):211-213.
[3]李玉梅,陈莉荣.“固体废物处理与处置”教学方法的改革与实践[J].中国科教创新导刊,2011,(2):129-130.
[4]宁平.固体废物处理与处置[M].北京:高等教育出版社,2007.
第一章 绪 论
1.固体废物:固体废物,是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。(领会)
2.生物处理:以固体废物中可降解的有机物为对象,通过生物(微生物)的作用使之转化为水、二氧化碳或甲烷等物质的过程。
3.资源化: 资源化,指采取各种管理和技术措施,从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源,作为新的原料或者能源投入使用。广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。(领会)
4.减量化:指通过实施适当的技术,减少固体废物的产生量和容量。其中,前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用,从生产源头控制固体废物的产生;后者则包括分选、压缩、焚烧等方法,对固体废物进行处理和利用,从而达到减少固体废物容量的目的。(领会)
5.无害化:指通过适当的技术对废物进行处理(如热解、分离、焚烧、生化分解等方法),使其不对环境产生污染,不致对人体健康产生影响。(领会)6.“3R”原则:即通过对固体废物实施减少生产、再利用、再循环策略实现节约资源、降低环境污染及资源永续利用的目的。P13 7.固体废物管理的目标及污染控制对策是什么(1)固体废物管理的目标:(熟练)20世纪80年代,我国提出了“减量化、资源化、无害化”的固体废物污染控制原则。
减量化:通过适宜的手段,减少和减小固体废物的数量和容积。一方面减少固体废物的产生,另一方面对固体废物进行处理利用。
资源化:采取工艺措施,从固体废物中回收有用的物质和能源。
无害化:将固体废物通过工程处理,达到不损害人体健康,不污染周围环境的目的。技术上问题不大,关键是经济问题。(2)固体废物的污染控制对策:(掌)
① 从污染源头开始 改革或采用清洁生产工艺,少排废物。
② 发展物质循环利用工艺 第一种产品的废物作为第二种产品的原料
③ 强化对危险废物污染的控制 实行从产生到最终无害化处置全过程的严格管理,即从摇篮到坟墓(Cradle-to-Grave)的全过程管理模式。
④ 把固体废物纳入资源管理范围 制定固体废物资源化方针和鼓励利用固体废物的政策。垃圾发电优惠 ⑤ 制定固体废物的管理法规
⑥ 提高全民认识,做好科学研究和教育
8.控制生活垃圾的污染控制措施:P11(掌握)
(1)鼓励城市居民使用耐用环保物质资料,减少对假冒伪劣产品的使用。(2)加强宣传教育,积极推进城市垃圾分类收集制度。(3)改进城市的燃料结构,提高城市的燃气化率。(4)进行城市生活垃圾综合利用。
(5)进行城市生活垃圾的无害化处理与处置,通过焚烧处理,卫生填埋处置等无害化处理处置措施,减轻污染。
9、固体废物处理的目标是无害化、减量化、资源化。
10、固体废物处理目前采用的主要方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。主要的处理方法有:①物理处理②化学处理③生物处理④热处理⑤固化处理 11、3R策略:减少产生reduce,再利用reuse,再循环recycle)
3C原则:避免产生clear、综合利用cycle、妥善处置concrol。12.固体废物污染的危害:(掌握)
(1)侵占土地 据估计,每堆放1万吨废渣约占地1亩。
(2)污染土壤 病菌虫卵污染土壤,改变土壤微生物区系,重金属和放射性废物等的积累。
(3)污染水体 固体废物随降水、地表径流、随风飘落、渗透等进入水体。(4)污染大气 有机固体废物经过微生物的分解,释放有害气体,以细粒、粉状存在的固体废物随风进入大气,固体废物在运输和处理中产生有害气体和粉尘。
(5)影响环境卫生 我国固体废物的综合利用率低,大部分工业废渣和城市垃圾堆放在城市的一些死角,严重影响市容和环境卫生,对人类健康构成潜在的威胁。
13.固体废物的分类:(掌)
(1)按照化学性质分为有机和无机固体废物
(2)按照污染特性可分为:一般固体废物,危险废物、放射性固体废物。(3)按照来源可分为:工矿业固体废物、生活垃圾以及其他固体废物
第二章 固体废物的收集和运输
1、城市垃圾收运三阶段(收运系统):P16(领会)
城市垃圾收运并非单一阶段操作过程,通常由三个阶段构成一个收运系统。第一阶段是从垃圾发生源到垃圾桶的过程,即搬运贮存(简称运贮)。第二阶段是垃圾的清除(简称清运),通常指垃圾的近距离运输,一般用清运车辆沿一定的路线收集清除容器和其他贮存设施中的垃圾,并运至垃圾中转站,有时也可就近直接送至垃圾处理厂和处置场。第三阶段为转运,特指垃圾的远途运输,即在中转站将垃圾装载至大容量运输工具上,运往远处的处理处置场。后两个阶段需要运用最优化技术,将垃圾根据垃圾源位置及垃圾性质分配到不同处置场,以使成本降到最低。
2、设计垃圾收运线路时的原则:P30(熟练掌握)(1)收运路线应尽可能紧凑,避免重复或断续.(2)收运路线应能平衡工作量,使每个作业阶段,每条路线的收集和清运时间大致相等。
(3)收运路线应避免交通拥挤的高峰时间段收集清运垃圾。(4)收运路线应首先收集地势高的垃圾。
(5)收集路线起点最好位于停车场或车库附近。
(6)收运路线在单行道收集垃圾,起点尽量靠近街道入口处,沿环形路线进行收集工作。
3、设计收运路线的一般步骤(熟)一般步骤:(1)准备适当比例的地域地形图,表明垃圾清运区界边界、道口、车库和通往各个垃圾集装点的位置,容器数、收集次数等;(2)资料分析,将资料数据概要为表格;(3)初步收集路线设计;
(4)对初步收集路线进行比较,通过反复试算,进一步均衡收集路线,使每周各个工作日收集的垃圾量、行驶路程、收集时间等大致相等(5)最后将确定的收集路线画在收集区域图上。
对于移动容器收集法,要求每天行驶的距离应大致相同;对于固定容器收集法,要求每天收集的垃圾量基本相同(各垃圾收集点收集频率不同),若每个点每天都需要收集,则考虑每个车收集的区域。
4、如何进行城市垃圾收集路线的设计? 进行城市生活垃圾收集路线的设计,首先应该确定垃圾收集的操作方法、收集车辆的类型、收集的劳动量以及收集的次数和时间。目前,尚没有确定的规则适用于所有情况的收集路线的设计,一般常采用反复试算的方法。路线设计的主要问题在于如何使整个行驶距离最小,或者说空载行程最小。目前比较先进的设计方法是利用系统工程采取模拟的方法,求出最佳收集路线。以拖曳容系系统为例简单介绍路线设计的步骤如下。(1)在商业区、工业区或者住宅区的大型地图上标出每个垃圾桶的放置点、垃圾桶的数量以及收集频率,根据面积大小和放置点的数目将地区划分为长方形的小面积。(2)根据上述的平面图,将每周收集频率相同的收集点的数目进行分析,将 每天需要出空的垃圾桶数目列成表格。(3)从调度站或者垃圾车停车场开始设计每天的收集线路,主要考虑因素有: ① 收集地点和收集频率应与现存的法规制度一致; ② 收集人员的多少应与车辆的类型和其他现实条件相协调; ③ 线路的开始与结束应该力求临近主要道路,尽可能利用地形和自然疆界作为线路的疆界; ④ 在陡峭地区,线路开始应在道路倾斜的顶端,下坡收集便于车辆滑行; ⑤ 交通拥挤地区和垃圾量最大的地区的垃圾应该安排在一天的开始进行收集; ⑥ 线路上最后收集的垃圾桶应该离垃圾场最近; ⑦ 收集频率相同而垃圾量较小的收集点应该在同一天或者同一路程中收集。(4)在初步路程设计好以后,应对垃圾桶之间的平均距离进行计算,使每条线路所走的距离基本相等或接近。如果相差太大应该重新进行设计。
5、转运站的类型
(1)按照转运站的垃圾日中转量大小划分:①小型转运站(150t以下)②中型转运站(150—450t)③大型转运站(450t以上)按大型清运工具不同划分:①公路转运站②铁路转运站③水路转运站,公路转运站一般要求:一般每10—15km2设置一座转运站。铁路转运站一般要求:当垃圾处理场距离市区路程大于50km时,可设置铁路转运站。
(2)转运站类型按照装载方式划分包括直接倾卸装车、直接倾卸压实装车、贮存待装、复合型转运站。
6、转运站设置要求
在设置转运站时,要考虑的重要因素包括:垃圾储存容量、地址选择、转运站类型、卫生设备、出入口以及其他附属设备,如铲车及布料用胶轮拖拉机、卸料装置、挤压设备和称量用地磅等。另外,转运站设置时,尽可能考虑到将其作为目前或未来某些资源回收利用的场所。
7、中转站的作用及功能?中转站如何选址?在规划和设计中转站时,考虑因素?(1)中转站的作用及功能: ①集中收集和储存来源分散的各种固体废物; ②对各种废物进行适当的预处理; ③减低运输成本。
(2)选址原则: ①选择靠近服务区的中心或废物产量最多的地方; ②选择靠近干线公路或交通方便的地方; ③选择基建或操作最方便的地方。
(3)考虑因素: ①每天的转运量; ②转运站的结构类型; ③主要设备和附属设施; ④对周围环境的影响。
8、几种主要危险特性标记 毒性T)、EP毒性E)、急性毒性(H)、易燃性(I)、腐蚀性(C)、反应性(R)
9、危险废物的收集、贮存及清运
第三章 固体废物的预处理
1.简述固体废物压实的原理。
固体废物压实的本质,可看作是施加一定压力,提高废物容重的过程。当固体废物受到外界压力时,各颗粒间相互挤压,变形或破碎,达到从新组合的效果
2、压实设备
固定式设备:水平压实器、三向联合压实器(适用于压实松散的金属废物和松散的垃圾)、回转式压实器(适用于压实体积小、质量小的固体废物)移动式压实器:带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器,包括,胶轮式压土机、履带式压土机和钢轮式布料压实机。
2、破碎的原理是什么? 破碎是指利用外力作用,破坏固体废物质点间的内聚力和分子间作用力而使大块固体废物破碎成小块的过程。磨碎是指小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程 3.影响破碎效果的因素有哪些?
1.硬度:固体废物的硬度在一定程度上反映被破碎的难易程度 2.韧性:脆性,柔性,延展性挠性,弹性等
3.解理: 极完全、完全、中等、不完全和极不完全解理 4.结构缺陷:块物料机构缺陷少,难磨;粗块物料多,易碎
4、固体废物破碎的方法主要有哪些?
根据固体废物破碎时所使用的外力,可以将破碎分为机械能破碎和非机械能破碎两种。机械能破碎是利用破碎工具对固体废物施加外力而使其破碎,通常包括挤压、冲击、剪切、摩擦、撕拉等方式。非机械能破碎指利用电能、热能等非机械能的方式对固体废物进行破碎,如低温破碎、热力破碎、减压破碎、超声破碎等。用于实际生产的破碎设备通常是综合两种或者两种以上的破碎方法,对固体废物进行联合破碎,这样更能达到良好的破碎效果。5.如何根据固体废物的性质选择破碎方法?
选择破碎方法时,需视固体废物的机械强度,特别是废物的硬度而定。对坚硬废物应采用挤压破碎和冲击破碎;对韧性废物应采用剪切破碎和冲击破碎或剪切破碎或碎,对脆性废物则采用劈碎,冲击破碎较好。一般破碎机都是由两种或两种以上的破碎方法联合作用对固体废物进行破碎的,例如压碎和折断,冲击破碎和磨碎等。
6.破碎机选择时应考虑哪些因素?
破碎固体废物常用的破碎机类型有颚式破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破 碎机、辊式破碎机和球磨机等。
根据固体废物的性质,粒度大小,要求的破碎比和破碎机的类型,每段破碎流程可以有不同的组合方式。
选择破碎机类型时,必须综合考虑下列因素: ①需要的破碎能力;
②固体废物的性质(如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等); ③对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求; ④供料方式;
⑤安装操作场所情况等。
7、破碎工艺
a单纯破碎工艺 b带预先筛分破碎工艺 c 带检查筛分破碎工艺 D带预先筛分和检查筛分破碎工艺
8、湿式破碎的原理
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搅动和破碎成为浆液的过程,从而可以回收垃圾中的纸纤维。湿式破碎仅适用于废物中纸类含量高或垃圾经风力分选而回收的纸类。
9、半湿式破碎选择性破碎分选原理
利用城市垃圾中各种不同物质的强度和脆性差异,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。
10、分选的原理:
是利用物料的某些性质为识别标志,然后利用机械或电磁的分选装置加以选别,达到分离的目的。分选方法:分为手工分选和机械分选
11、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、细物料分离的过程。
12、常用的筛分设备有:固定筛(格筛、棒条筛);圆筒筛(又叫转筒筛、滚筒筛);惯性振动筛;共振筛。
13、常用的分选介质:有空气、水、重液(密度比水大的液体)、悬浮液等
14、重介质分选的基本原理:将两种密度不同的固体混合物放在具有两者之间密度的重介质中,从而使轻的固体上浮,重的固体下沉。
15、分离过程包含两个阶段:1 物料分层(完成分离的条件)2 细粒透筛(达到分离的目的)
16、风力分选的原理;在风压不超过1Mpa条件下,空气的压缩比可以忽略不计,颗粒在水中的沉降规律同样适合于在空气中的沉降。
17、常用的风选设备:按气流吹入设备内的方向不同,分为两类1 水平气流风选机(又称卧式风力分选机)2 上升气流风选机(又称立式风力分选机)
第四章 固体废弃物的物化处理
1、浮选原理
浮选是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选性的差异,再通入空气形成无数细小气泡,使目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。
2、浮选机工作原理(工作过程):P94(熟)浮选机工作时,料浆由进料管送到盖板的中心处,叶轮旋转产生的离心力将料浆甩出,在叶轮与盖板间形成一定的负压。在叶轮的强烈搅拌作用下,浆料与空气得到充分混合,同时气流被分割成细小的气泡,欲选废物颗粒与气泡碰撞黏附在气泡上而浮升至料浆表面形成泡沫层,经刮泡机刮出成为泡沫产品,再经消泡脱水后即可回收。
3.浮选过程中使用的浮选药剂主要有哪些?每种药剂在浮选中起什么作用?(1)捕收剂
作用:能够选择性的吸附在欲选的物质颗粒表面上,使其疏水性增强,提高可浮性,并牢固地粘附在气泡上而上浮 特点:①捕收作用强,具有足够的活性;
②有较高的选择性,最好只对某一种物质颗粒具有捕收作用; ③易溶于水、无毒、无臭,成分稳定,不易变质; ④价廉易得(2)起泡剂
作用:起泡剂是一种表面活性物质,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末层。特点:①用量少,能形成量多、分布均匀、大小适宜、韧性适当和黏度不大的气泡;
②有良好的流动性,适当的水溶性,无毒、无腐蚀性,便于使用;
③无捕收作用,对料浆的pH变化和料浆中的各种物质颗粒有较好的适应性;(3)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。还可调整料浆的性质,提高浮选过程的选择性
特点:①活化剂能促进捕收剂与欲选物质颗粒的作用,提高欲选物质颗粒可浮选性的药剂;
②调整剂调整浆料的性质,使料浆对某些物质颗粒的浮选有利,而对另一些物质颗粒的浮选不利;
③抑制剂削弱非选物质颗粒与捕收剂之间的作用,抑制其可浮性,增大其与欲选物质颗粒之间的可浮性差异提高分选过程的选择性;
④分散与混凝剂调整料中细泥的分散,团聚与絮凝,以减小细泥对浮选的不利影响,改善和提高浮选效果。
4.固化:在危险废物中添加固化剂(固化材料)将其从流体或颗粒物形态转化成满足一定工程特性的不可流动的固体或形成紧密固体的过程,使其不需容器仍能保持处理后的外形。
5.稳定化:在危险废物中通过加入不同的添加剂,以化学或物理的方式减少有害组分的毒性、溶解迁移性。最常用方法是通过降低有害物质的溶解性,减少因渗滤对环境的影响。
6.稳定化/固化处理的基本要求是什么?
具备一定的性能,即①抗浸出性;②抗干湿性、抗冻融性;③耐腐蚀性、不燃性;④抗渗透性(固化产物);⑤足够的机械强度(固化产物)。7.简述各种稳定化/固化处理方法的原理.(1)药剂稳定化:利用化学药剂通过化学反应将有毒有害物质转化为无毒/低毒化学性质稳定的组分,具有相对持久性。(2)水泥固化:废物被掺入水泥的基质中,水泥与废物中的水分或另外添加的水分,发生水化反应后生成坚硬的水泥固化体
(3)石灰固化:以石灰和具有火山灰活性的物质(如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等)为固化基材对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。水存在的条件下,这些基材物质发生反应,将污泥中的重金属成分吸附于所产生的胶状微晶中。而石灰与凝硬性物质结合会产生能在化学及物理上将废物包裹起来的黏结性物质。
(4)沥青固化;以沥青类材料作为固化剂,与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应,使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。
(5)塑料固化:以塑料为固化剂,与危险废物按一定的比例配料,并加入适量催化剂和填料进行搅拌混合,使其共聚合固化,将危险废物包容形成具有一定强度和稳定性固化体的过程。
(6)玻璃固化:玻璃原料为固化剂,将其与危险废物以一定的配料比混合后,在1000~1500℃的高温下熔融,经退火后形成稳定形成稳定的玻璃固化体。(7)自胶结固化:利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物,如磷石膏、烟道气脱硫废渣等
8、固化基材:一般都是惰性材料,常用的有:水泥、沥青、塑料、玻璃、石灰等。
9、稳定化/固化处理效果的评价指标:1 浸出率 2 增容比 3 抗压强
第五章 固体废物的生物处理
1、固体废物的生物处理:指直接或间接利用生物体的机能,对固体废物的某些组成进行转化以建立降低或消除污染物产生的生产工艺,或者能够高效净化环境污染,同时又生产有用物质的工程技术。P127
2.堆肥化:在人工控制的环境下,依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。其实质就是一种生物代谢过程。
3.厌氧消化: 也称厌氧发酵,指在厌氧状态下利用微生物使固体废物中有机物转变为CH4和CO2的过程。
4.一次发酵:好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程称为一次发酵或主发酵。
5、好氧堆肥:好氧微生物在与空气充分接触的条件下,使堆肥原料中的有机物发生一系列放热分解反应,最终使有机物转化为简单而稳定的腐殖质的过程。P127
6、好氧堆肥过程:P129(1)潜伏阶段:微生物适应新环境;
(2)中温阶段:15~45℃ 嗜温性细菌、酵母菌和放线菌活动产生淀粉、糖类等;
(3)高温阶段:嗜热性微生物分解不可溶性物质纤维素、蛋白质等;
(4)腐熟阶段:微生物活性下降,发热量减少,温度下降,新形成的腐殖质占主要成分。
7.试述好氧堆肥的基本原理 好氧堆肥是在有氧的条件下,借好氧微生物(主要是好氧菌)的作用来进行的。在堆肥过程中,生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物所吸收,固体的和胶体的有机物先附在微生物体外,由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质,再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动——氧化、还原、合成等过程,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并放出生物生长活动所需要的能量,把一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质,合成新的细胞物质,于是微生物逐渐生长繁殖,产生更多的生物体。8.简述好氧堆肥的基本工艺过程
前处理: 分选、破碎、筛分、混合、养分及水分调节
主发酵:发酵仓或露天堆积,强制或翻堆搅拌供氧主发酵期4-12d 后发酵:进一步分解难分解有机物,条堆或静态堆肥,20-30d 后处理:分选设备去除塑料、玻璃金属、小石块;加入N、P、K制复肥的影响因素
脱臭: 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
贮存: 夏冬需贮存,容纳6个月的贮存设备;干燥透气
9、细菌浸出工艺:P147 细菌浸出通常采用就地浸出、堆浸和槽浸。它主要包括浸出、金属回收和细菌再生三个过程。
10、堆肥过程中合适的氧浓度为18%左右,最低不得低于8%;堆肥最佳温度为55度,温度不得高于70度;理想的颗粒度是25---75mm;最合适的C/N为30/1。
11.堆肥系统的类型:(1)条垛式堆肥系统(2)强制通风静态垛堆肥系统(3)反应器系统(4)搅拌固定床式(5)包裹仓式(6)旋转仓式 12.厌氧发酵制沼气的三个阶段:
(1)液化阶段,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,并将其酵解成为不同产物。
(2)产酸阶段,产氢、产醋酸细菌把前一阶段产生的一些中间产物丙酸、丁酸、乳酸,长链脂肪酸、醇类等进一步分解成醋酸和氢。
(3)产甲烷阶段,甲烷菌利用H2/CO2醋酸以及甲醇、甲酸、甲胺等C1类化合物为基质,将其转化成甲烷。
第六章 固体废物的热处理
1、热解:利用有机物的热不稳定性,将有机物在无氧或缺氧状态下加热,使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。
2、燃烧分为几种类型,举例说明:P158 燃烧是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。根据可燃物质种类和性质的不同,燃烧过程亦不同,一般可划分为蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。当可燃物质受热融化,形成蒸汽后进行燃烧反应,就属于蒸发燃烧;若可燃物质中的碳氢化合物等,受热分解、挥发为较小分子可燃气体后再进行燃烧,就是分解燃烧;而当可燃物质在未发生明显的蒸发、分解反应时,与空气接触就直接进行燃烧反应,这种燃烧称为表面燃烧。在生活垃圾焚烧过程中,垃圾中的纸、木材类固体废物的燃烧属于典型的分解燃烧过程;蜡质类固体废物的燃烧可视为蒸发燃烧过程;而垃圾中的木炭、焦炭类物质燃烧。则属于较典型的表面燃烧机理。
3、现代化生活垃圾焚烧工艺流程包括那些:P165 由前处理系统、进料系统、焚烧炉系统、空气系统、烟气系统、灰渣系统、余热利用系统和自动化控制系统组成。
4、燃烧炉的类型:P166 固定炉排焚烧炉、水平链条炉排焚烧炉、倾斜机械炉排焚烧炉、回转式焚烧炉、流化床焚烧炉、立式焚烧炉、气化热解炉、气化熔融炉、电子束焚烧炉、离子焚烧炉、催化焚烧炉。
5、烟气系统的目的作用(烟气中污染物可用什么方法去除和净化):P168 烟气中的颗粒状污染物质,即各种烟尘,主要可通过重力沉降、离心分离、静电除尘、袋式过滤等技术手段去除;而烟气中的气态污染物质如SOX、NOX、HCl及有机气体物质等,则主要是利用吸收、吸附、氧化还原等技术途径净化。
6、在垃圾焚烧处理过程中如何控制二噁英类物质(PCDDs)对大气环境的污染(1)二恶英的产生及来源:废物本身所含有;炉内燃烧不完全,低于750-800℃时,碳氢化合物与氯化物结合生成;烟气中吸附的氯苯及氯酚等,在某一特定温度(250-400℃,300℃尤甚),受金属氯化物(CuCl2,FeCl2)的催化而生成。
(2)二恶英被称为世界上最毒的物质,毒性相当于氰化钾的1000倍,因此控制焚烧过程中产生二恶英是非常重要的。二恶英的防治主要从以下几方面着手: a 控制来源—控制氯和重金属含量高的物质
通过废物分类收集,加强资源回收,避免含PCDDs/PCDFs物质及含氯成分高的物质(如PVC塑料等)进入垃圾中。
b 采用控制“3T1E”的方法来抑制二恶英的产生。“3T1E”是指:
①温度(Temperature),维持焚烧炉内的温度在800℃以上(最好达到900℃以上)可以将二恶英完全分解;
②时间(Time),保证烟气的高温停留时间在2秒以上;
③涡流(Turbulence),采用优化炉型和二次喷入空气等方法,充分混合和搅拌烟气使其充分完全燃烧;
④过剩空气(Excess Air),提供足够的助燃空气可减少二恶英的产生。c减少炉内形成— 控制温度和停留时间
避免烟气急冷至200℃,在烟气处理过程中尽量缩短250~400℃温度域的停留时间,可以减少二恶英的合成。
d 除尘去除—布袋除尘器前喷入活性炭
对于已经产生的二恶英,可以通过喷入活性炭粉末、甚至触酶分解器进行分解以及设置活性炭塔吸收等方式从烟气中去除二恶英。
7、二噁英的产生途径主要来自三个方面:废物成分;炉内形成;炉外低温再生成
8、二噁英的控制:1 控制来源;2 减少炉内形成;3 缩短烟气在合成温度区间内的停留时间
9、目前在垃圾焚烧中应用最广的生活垃圾焚烧炉,主要有机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉
10、热解工艺按热解产物的物理形态可分为气化方式、液化方式和炭化方式。
11、废塑料热解常采用的工艺:1减压分解工艺流程;2 聚烯烃浴低温热解工艺流程;3 流化床热解工艺流程
第七章 固体废物的资源化与综合利用
1.粉煤灰的综合利用:
(一)粉煤灰用作建材材料
(1)粉煤灰砖水泥(2)粉煤灰水泥(3)粉煤灰制砖(4)粉煤灰陶粒
(二)粉煤灰筑路、回填
(1)筑路:粉煤灰掺和作公路路基材料(2)回填:对矿区的煤坑、洼地进行回填
(三)粉煤灰用于农业生产(1)用作土壤改良剂;(2)用作农业肥料
(四)回收工业原料
(1)回收煤炭(2)回收金属物质(3)分选空心微珠
(五)用作环保材料
(1)环保材料开发:垃圾卫生填埋填料、制造人造沸石和分子筛、制絮凝剂、吸附剂。(2)废水处理
2.钢渣的利用途径有哪些?
(1)作冶金原料 ① 烧结熔剂 ② 高炉炼铁熔剂 钢渣中的CaO、MgO可作为助熔剂,可节约大量的石灰石、白云石,还可节约热能。③ 回收废钢铁(2)用作建筑材料:①生产钢渣水泥或作水泥的掺和剂;②作筑路与回填工程材料;③生产建材制品—砖瓦、砌块(4)用于农业: 钢渣中含有Ca、Mg、Si、P、B等元素,且Si、P氧化物的枸溶率高。故利用钢渣可以制成钢渣硅肥、钢渣磷肥等复合肥料。另外,还钙镁高的钢渣磨细后,可作酸性土壤的改良剂 3.如何进行铬渣的处理和综合利用?
含铬废渣在被排放或综合利用之前,一般需要进行解毒处理。铬渣解毒的基本原理就是在铬渣中加入某种还原剂,在一定的温度和气候条件下,将有毒的强氧化性的六价铬还原为低毒的三价铬。
综合利用。目前能够实现铬渣综合利用的途径有:做翠玻璃制品的着色剂,使玻璃色泽翠绿;利用铬渣中残留的铬生产铸石;代替蛇纹石生产钙镁磷肥;代替白云石、石灰石炼铁;与粘土混合烧制青砖;配置水泥和生产矿渣棉等 4.试述如何对废混凝土块进行再生利用。
废混凝土块产生于建筑物拆毁和维修过程中,经破碎后可作为天然粗骨料的代用材料制作混凝土,也可作为碎石直接用于地基加固、道路和飞机跑道的垫层、室内地坪垫层等,若进一步粉碎后可作为细骨料,用于拌制砌筑砂浆和抹灰砂浆。⑴ 作为非骨架材料的利用方法 ① 作为混凝土板材和块材使用 根据使用目的将废混凝土块按所要求的尺寸切割成相比的板材和块材用作渔礁、挡土墙、路面及地面水泥块的代用品;分离出钢筋,切成30-50cm的团块,作为石材代用品使用。② 作为料状破碎物使用 将废混凝土块粉碎至粒径小于40mm后,作为碎石、碎砂代用品。③ 作为微粉状破碎物利用 将废混凝土块微粉化至粒径为几个微米至几十个微米之间,作为混凝土的混合材料、沥青填充物等材料使用。⑵ 作为混凝土用骨架材料的利用方法 把废混凝土块破碎成碎石或碎砂后作为再生骨架材料使用,制备再生骨料混凝土。5.废塑料的处理和综合利用途径有哪些?
(1)材料再生利用技术 废塑料通过分选、清洗、破碎(低温破碎)、干燥、配料、捏合、造粒、成型的工艺,生产塑料型材。(2)热分解油化技术 加热的同时加入催化剂使塑料分解,可制取燃料油和燃料气。该技术处于探索阶段。(3)废塑料的建材利用 塑料油膏(嵌缝材料)、改性耐低温油毡、涂料、胶粘剂、聚氯乙稀塑料地板、油漆(4)高炉喷吹技术 该技术是将废塑料用作炼铁高炉还原剂和燃料,是具有广阔前景的“白色污染”治理方法。(5)利用焦化工艺处理废塑料技术 基于现有炼焦炉的高温炭化技术,将废塑料转化为焦炭、焦油和煤气,实现废塑料的资源化利用和无害化处理。(6)加工衍生燃料(RDF)技术 RDF 燃料燃烧较常规垃圾焚烧具有明显的环境效益,但初始投资和生产成本较高,目前多用于经济发达国家,对广大发展中国家而言,在经济上难以承受。用生产RDF来解决城市“白色污染”问题,具有一定的发展前景。(7)化学处理技术 化学法处理废塑料制涂料、油漆、粘合剂、轻质建材等,具有良好的资源回收利用价值,对环境污染较小,具有明显的经济价值。但是该技术要求废塑料品种单一,不适合处理城市生活垃圾中的混合废塑料。
6.废轮胎有哪些主要处理方法,比较各方法的优缺点。
(1)废轮胎的处理方法主要有: ① 整体再生,废旧轮胎可作为码头的船舶缓冲器,作公路防护栏或水土保持栏,用于建筑消声隔板。② 制造再生胶 再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程,使其弹性状态变成具有塑性和粘性的,能够再硫化的橡胶。③ 生产胶粉 胶粉的应用:一是用于橡胶工业,直接成型或与新橡胶并用做成产品;另一种是应用于改性沥青路面、改性沥青生产防水卷材、建筑工业中用作涂覆层和保护层等。生产胶粉的破碎工艺包括臭氧破碎、高压爆破粉碎、低温精细粉碎。④ 热解和焚烧 热解是利用外部加热打开化学链,有机物分解成燃料气、富含芳烃的油以及炭黑等有价值的化学产品。轮胎具有很高的热值(2937MJ/kg)。废轮胎可作为水泥窑的燃料,可用来燃烧发电 7.废纸的再生处理方法和工艺有哪些?
回收废纸的方法分为两种:机械处理法和化学处理法。机械法不用化学药品,废纸经破碎制浆后,通过除渣器除去杂物,用水量很少,水污染较轻,但由于没有脱墨,只能用来制造低档纸或纸板。化学法主要用于废纸脱墨,原料常用新闻纸、印刷纸和书写纸等。
第八章固体废物的填埋处理
1、如何对填埋场进行规划和设计?
在选定了填埋场场址后,需要对填埋场进行规划和设计,主要步骤如下;(1)布局规划 包括确定填埋场场地的面积、基础设施的位置、覆盖层物质的堆放场地、绿化带位置等。(2)确定填埋场构造和填埋方式 根据固体废物的类别和性质、场址地形地貌、水文地质和工程地质条件,以及相关的法律法规要求,确定填埋场构造和填埋方式。(3)确定填埋场容量 填埋场容量除与填埋场面积和填埋高度有关外,还与固体废物的可压缩性、日覆盖层厚度、废物分解特性和负荷高度有关。(4)地表水排水设施 包括降雨排水道的位置、地表水道、沟谷和地下水排水系统的位置。根据填埋场的位置和结构以及地表水水系特征确定是否需要暴雨贮存库。(5)环境监测设施 设计考虑主要包括确定包气带气体和液体,填埋场地上下游的地下水水质,周围环境气体的监测设施,渗滤液和填埋场气体检测设施等。(6)场区环境考虑 包括建立填埋场周围的防护屏障、控制尘土的飞扬、防止有害虫类和传染性疾病的传播等,并注意防止二次污染。(7)场地基础设施 主要包括填埋场出入口、运转控制室、库房、车库和设备车间、设备和载运设施清洗健、废物进场记录、过磅地秤、其他用房、场内道路建设、围墙及绿化设施等的规划
2.填理场选址总的原则是什么,选址时主要考虑哪些因素?
3.绘出生活垃圾卫生填埋场的典型工艺流程;
4、渗滤液具有哪些特点?如何控制渗滤液的产生量?(1)垃圾渗滤液具有如下特点:
①有机污染物浓度高:垃圾渗滤液中,COD和BOD值最高可达每升几万毫克,比城市生活污水高出很多。②氨氮含量高:随着填埋期的延伸,渗滤液中的氨氮浓度会越来越高,过高的氨氮浓度会影响微生物活性,降低生物处理效果。③金属离子含量较高:渗滤液中含有多种金属离子,其浓度与所填埋的垃圾组分及时间密切相关。铁和锌在酸性发酵阶段浓度较高。
④水质随填埋时间的变化较大:渗滤液水质与填埋场构造方式,垃圾的种类、质量、数量及填埋年限,气候和天气都有关系。这些因素导致渗滤液水质不断发生变化。
⑤营养元素比例失调:污水的生化处理中,适宜的营养元素比例为BOD:N:P=100:5:1,通常垃圾渗滤液中由于BOD含量较高,都会产生缺磷现象,需要采取补给措施进行处理。⑥色度较高:渗滤液具有较高的色度,其外观多呈淡茶色、深褐色或黑色,有极重的垃圾腐败臭味。
(2)常用的控制渗滤液产生量的工程措施有:
①控制入场废物含水率:填埋过程中随填埋废物带入的水分,其量在渗滤液产生量中相当大的比例。为此,必须控制入场填埋废物的含水率,对于城市垃圾卫生填埋场一般要求入场的城市垃圾含水率最好〈30%(质量分数)。当垃圾含水率较高时,可以采取适当的预处理措施除去其中的水分。
②控制地表水入渗量:地表水渗入是渗滤液的主要来源,因此要消除或减少地表水的渗入量。对包括降雨、暴雨地表径流、间歇河和上升泉等的所有地表水进行有效控制,可以减少填埋场渗滤液的产生量。
控制设施的规模大小是根据对降雨量的预测,包括暴雨产生的概率和降雨密度而确定的。其设计使用年限应以能控制25~50年内所发生的24h最大降雨量为准。可供选用的控制设施有:雨水流路、雨水沟、涵洞、雨水贮存塘等。③控制地下水入渗量:可以通过设置隔离层,设置地下水排水管以及抽取地下水等方法控制浅层地下水的横向流动,使之不进入填埋区域,从而减少因此而产生的渗滤液量
第九章 危险废物及放射性固体废物的管理
1.什么是危险废物?简述危险废物的处理方法。
危险废物是指列入国家废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有毒害性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性和放射性的废物。填埋处置
(1)单组分处置 物理、化学形态相同的废物填埋处置,如单组分填埋场处置磷酸生产产生的废石膏。一般占地少,污染容易控制
(2)共处置 将难处置的危险废物有意识地与城市生活垃圾或同类废物一并处置。其目的是利用生活垃圾的特性来处理废物中一些具有污染性和危险性的组分,使其达到环境可接受的程度。须进行严格评估,注意相容性。
(3)多组分处置 即混合处置危险废物,须确保各组分之间不能发生反应而产生更毒的废物或导致更严重的污染。可分为三种形式:
①被处置的各种混合废物转化成较为单一的无毒废物,一般用于化学性质相异而物理状态相似的废物处置,如各种污泥;
②将难处置废物混在惰性工业固体废物中处置,这种共处置不发生反应; ③接受一系列废物,但各种废物在各自填埋单元内进行填埋处置。
(4)前处理再处置 对于物理化学性质不合适填埋处置的废物,填埋处置前必须经过预处理,达到入场要求后方可进行填埋处置。
1 城市固体废弃物概述
(1) 固体废弃物对城市的影响。城市固体废弃物产生量的加大, 在我国城市经济的快速发展的同时, 城市固体废弃物增长的速度十分惊人, 城市居民产生的固体废弃物已经快要将城市所包围, 给城市居民的生活环境造成了极大的污染;其次, 我国城市固体废弃物处置能力不足, 利用率较低。在过去很长时间内, 大多数城市在固体废弃物处置上较为单一, 多采用填埋处理, 这不仅会污染当地的土壤环境, 也会对城市的空气质量和地下水体造成巨大的污染;此外, 城市固体废弃物的增多, 对城市社会经济的影响也较大, 不符合现今和谐社会的建设和可持续发展的要求, 对城市居民的人身健康也造成了极大的影响, 在发展经济的同时, 污染我们赖以生存的环境, 得不偿失。
(2) 城市固体废弃物种类。城市固体废弃物的种类主要包括三大类:城市生活垃圾、工业固体废物和危险固体废物。城市生活垃圾是在日常生活中产生的固体废弃物, 主要包括:厨房垃圾和废气的包装等。工业固体废弃物是指城市工业生产中产生的固体废弃物, 如建筑垃圾、工业废弃物等, 这类固体废弃物中含有较多的污染物质, 对人类的健康影响较大, 如果仅仅是填埋处置, 那么对土壤和地下水的污染将十分严重。危险固体废弃物是依据国家相关规定, 在标准中列出的危险性固体, 比如医疗垃圾和医用废气物等。
2 城市固体废弃物处置方式
(1) 堆肥处置。堆肥处置是指通过对固体废弃物进行加温, 讲温度提升至70℃, 进行储存和发酵, 主要利用固体废弃物中很有的微生物对其分解, 将有机污染物逐渐分解为无机养分。但是这种城市固体废弃物的处置方式较为单一, 适用范围较少, 主要是在易腐蚀的有机质固体废物中较为常用, 但是在大范围的固体废弃物上不适用。
(2) 焚烧处置。城市固体废弃物另一种处置方式是焚烧处置, 这种方式是将固体废弃物通过锅炉等设备进行燃烧, 在高温的作用下固体废弃物内可燃物质会与氧气发生化学反应, 并释放一定的热量, 通过这种方式将固体废物有害物质进行去除。焚烧处置方法的处理效率较高, 并且在燃烧产生的热量也可以进行再利用, 但是这种方式最大的缺点就是在处理过程中会产生新的污染物质, 对大气环境的影响较大。
(3) 填埋处置。填埋处置分为量大类:卫生填埋和直接填埋。卫生填埋是将固体废弃物放置在一定的范围内, 利用防渗、覆土等倒排设备, 避免其对空气和水的污染, 且这种方式的处理费用较低, 效果比较好。直接填埋是将固体废弃物直接放置在预留的坑中, 对其进行密封和压实, 通过固体废弃物中有机物的自然分解作用, 降低固体废弃物的污染, 这种处置方式费用也较低, 操作简单, 但是对于城市地下水会造成一定的污染。
目前我国的固体废弃物处置方面还存在很多的不足, 整个固体废弃物处置过程的管理水平也不高, 因此我国目前的城市固体废弃物处理一直不能很好的解决。目前对城市固体废弃物处置主要的问题就是成本高且回收利用率低。
3 城市固体废弃物处置利用措施
(1) 提升我国工业固体废弃物的处置和利用效果。对于工业固体废弃物, 有些废弃物中不含有对环境和人体有害的物质, 那么我们主要考虑如何对固体废弃物进行二次利用, 找出固体废弃物中可以进行二次回收利用的物质, 通过这种方式减少城市固体废弃物的总体产量。对于固体废弃物中含有对人体和环境污染的物质时, 就需要加强固体废弃物处置全过程的监督。规范生产单位在相关危险废物管理上的行为, 生产企业需要收集危险废物交由有相关资质的企业进行合理的处置, 防止发生将危害较大的固体废弃物当做一般固体废弃物进行堆放和填埋。
(2) 建立完善的城市生活垃圾收运处理体系。我国城市化进程不断加快, 城市中产生的生活垃圾数量也逐年递增。每个城市都应该在考虑自身社会经济发展水平和地理环境等条件的基础上, 建立完善的城市生活垃圾收运处理体系, 尽可能的将城市生活垃圾给环境和人们造成的危害降到最低。
(3) 加强对医疗固体垃圾的监管及处置。医疗固体废物中含有大量的病毒和细菌、是完全没有任何利用价值的, 医疗垃圾的出现对于整个城市的健康都是极大的威胁, 因此, 需要加强对医疗固体垃圾的监督管理, 指导其进行合理的处置。医疗固体垃圾的处理需要特别处置和堆放。
(4) 大力发展建筑垃圾资源化利用。随着城市建筑总量的增长, 建筑垃圾的产生量也十分巨大, 需要对建筑工程全过程进行监督, 严格的控制建筑垃圾的形成及排放, 大力提倡环保节能材料的应用, 在保证建筑工程质量的基础上, 尽可能的减少建筑垃圾的产生。
4 结语
随着城市生活水平的提升, 固体废弃物的种类和成本也不断的变化, 应依据固体废弃物的特点, 采用科学合理的处置方式。同时政府需根据固体废弃物的不同特点, 进行监督管理, 将固体废弃物减量化、无害化和资源化。
参考文献
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[3]杨雪丽, 王月红.浅谈城市固体废物处理[J].环境科技, 2008 (S2) .
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