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工業(yè)固廢處理技術(shù)第一章 概論 包括病毒、細(xì)菌、原生及后生動(dòng)物、寄生蟲卵等生物性污染物質(zhì)的組成、有機(jī)組分的生物降解性等。 第二章 工業(yè)固體廢物的壓實(shí)、破碎和分選技術(shù) 1、壓實(shí)，又稱壓縮，指用機(jī)械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重和減小固體廢物表觀體積，提高運(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)。 2、固體廢物破碎難易程度通常用機(jī)械強(qiáng)度或硬度來(lái)衡量。固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力，通常以靜載下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。一般的，抗壓強(qiáng)度大于250MPa的稱為堅(jiān)硬固體廢物；40——250MPa的稱為中硬固體廢物；小于40MPa的稱為軟固體廢物。 3、固體廢物的硬度是指固體廢物抵抗外力機(jī)械侵入的能力。 4、固體廢物的分選就是將固體廢物中各種可回收利用的廢物或不符合后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采用適當(dāng)技術(shù)分離出來(lái)的過(guò)程。 5、影響篩分效率的因素 影響篩分效率的因素有固體廢物性質(zhì)、篩分設(shè)備性能、篩分操作條件。 6、（1）加重質(zhì)的選擇：最常用的加重質(zhì)有硅鐵、磁鐵礦等。作為重介質(zhì)分選的硅鐵含硅量為13%——18%，磁鐵礦一般要求的粒度為小于200目占60%——90%，能夠均勻分散于水中，容積濃度一般為10%——15%。 （2）對(duì)重介質(zhì)性能的要求：密度高、黏度低、化學(xué)穩(wěn)定性好（不與處理的廢物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、易回收再生。 第三章 工業(yè)固體廢物固化/穩(wěn)定化處理技術(shù) 1、固化：是在危險(xiǎn)廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)固體或形成緊密固體的過(guò)程。 2、固化技術(shù)：是利用物理或化學(xué)方法將有害廢物與能聚結(jié)成固體的某些惰性基材混合，從而使固體廢物固定1或包容在惰性固體基材張，使之具有化學(xué)穩(wěn)定性或密封性的一種無(wú)害化處理技術(shù)。 3、穩(wěn)定化：是將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌瓦w移性及低毒性的過(guò)程。一般分為化學(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化。 4、包容化技術(shù)：是指用穩(wěn)定劑、固化劑凝聚，將有毒物質(zhì)或危險(xiǎn)廢物顆粒包容或覆蓋的過(guò)程。 5、固化/穩(wěn)定化處理的目的 對(duì)危險(xiǎn)廢物、其他處理過(guò)程殘?jiān)氨晃廴镜耐寥肋M(jìn)行處理，使危險(xiǎn)廢物中所有污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容起來(lái)，減少后續(xù)處理與處置的潛在危險(xiǎn)。 6、固化/穩(wěn)定化處理的基本要求 ①有害物質(zhì)經(jīng)過(guò)固化處理后形成的固化物應(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(guò)程中材料和能量消耗要低，增容比要低。 ③固化工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，便于操作。 ④固化劑來(lái)源豐富，價(jià)廉易得。 ⑤處理費(fèi)用低廉。 ⑥對(duì)于發(fā)射性廢物的固化產(chǎn)品，還應(yīng)有較好的導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性，以便于用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法處理，以防止放射性衰變熱使固化體溫度升高，避免產(chǎn)生自融化現(xiàn)象，同時(shí)還要求產(chǎn)品具有較好的耐輻照穩(wěn)定性。 7、固化處理效果常用浸出率、增容比、抗壓強(qiáng)度等物理、化學(xué)指標(biāo)予以評(píng)價(jià)。 8、水泥固化的影響因素 ①PH值；②水灰比；③水泥與廢物比；④凝固時(shí)間；⑤添加劑；⑥養(yǎng)護(hù)條件；⑦固化產(chǎn)物性能。 第四章 工業(yè)固體廢物的熱化學(xué)處理 1、固體廢物的熱處理是指利用熱物理方法改變固體廢物狀態(tài)的過(guò)程，廣泛應(yīng)用于固體廢物的預(yù)處理過(guò)程，包括干燥、熱分解、燒成、焙燒等。 2、固體廢物的熱化學(xué)處理是指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(guò)程，主要包括焚燒和熱解。 3、熱化學(xué)處理的優(yōu)點(diǎn) ①處理時(shí)間短。流化床焚燒爐幾分鐘即可使垃圾燃燒完全，爐排式焚燒爐垃圾停留時(shí)間僅1h。 ②減容效果好。焚燒殘?jiān)w積是原來(lái)的8%——12%，如經(jīng)分選后的垃圾殘?jiān)鼉H2%——3%。 ③消毒徹底。減輕或消除后續(xù)處理過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響，是處理帶有病原菌垃圾和有機(jī)污染垃圾的良好方法。 ④焚燒廠占地面積相對(duì)較小，不超過(guò)5hm2. ⑤回收能源和資源。 4、熱化學(xué)處理存在的問(wèn)題 ①投資和運(yùn)行費(fèi)用高。 ②操作運(yùn)行復(fù)雜。 ③焚燒使垃圾利用率降低。 ④同時(shí)帶來(lái)二次污染。 5、焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時(shí)間（一般稱為3T）及過(guò)剩空氣率合稱為焚燒的4大控制參數(shù)。 6、固體廢物熱解就是利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無(wú)氧或缺氧條件下，利用熱能使化合物的化學(xué)鍵斷裂，由大相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小相對(duì)分子質(zhì)量的可燃?xì)怏w、液體燃料和焦炭的過(guò)程。 雖然熱解和焚燒都是熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程，但二者又是完全不同的兩個(gè)過(guò)程，主要區(qū)別具體表現(xiàn)在三個(gè)方面： ①焚燒是放熱的，熱解是吸熱的； ②焚燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，而熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物； ③焚燒產(chǎn)生的熱能量大的可用于發(fā)電，熱能量小的只可供加熱水或產(chǎn)生蒸汽，適合就近利用，熱解產(chǎn)物是燃料油及燃料氣，便于貯藏及遠(yuǎn)距離輸送。 7、影響熱解的主要因素有熱解溫度、加熱速率，物料性質(zhì)、物料停留時(shí)間、供氣供氧以及反應(yīng)器類型等。 第五章 礦山固體廢物綜合利用 1、礦山固體廢物主要是指礦山開(kāi)采和礦石選冶加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢石和尾礦。 2、礦山固體廢物按其來(lái)源和組成，可以分為廢石、剝離巖石、尾礦、粉塵和其他廢物共5類。 3、煤矸石的綜合利用技術(shù) （一）煤矸石發(fā)電； （二）煤矸石作為建筑材料的應(yīng)用（制燒結(jié)磚，制免燒磚，用煤矸石制水泥，用煤矸石生產(chǎn)輕骨料）； （三）從煤矸石中提取化工產(chǎn)品； （四）用煤矸石生產(chǎn)肥料； （五）煤矸石作為填充材料的應(yīng)用（煤矸石制炭黑用于橡膠填充，煤矸石改性后直接用于補(bǔ)強(qiáng)橡膠）。 第六章 能源工業(yè)固體廢物的綜合利用 1、粉煤灰的綜合利用 粉煤灰粒細(xì)質(zhì)輕、疏松多孔、表面能高，具有一定的活性基團(tuán)和較強(qiáng)的吸附能力，在環(huán)保領(lǐng)域中已廣為應(yīng)用，主要用于廢水治理、廢氣脫硫、噪聲防治及垃圾衛(wèi)生填埋填料等。粉煤灰主要是通過(guò)吸附過(guò)程去除有害物質(zhì)的，其中還包括中和、絮凝、過(guò)濾等協(xié)同作用。 2、粉煤灰作土壤改良劑 ①改善土壤的可耕性； ②改善酸性土和鹽堿土； ③提高土壤的溫度； ④提高土壤保水能力； ⑤增加土壤的有效成分，提高土壤能力。 3、爐渣在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用 粉煤灰本身已具有較強(qiáng)的吸附性能，經(jīng)硫鐵礦渣、酸、堿、鋁鹽或鐵鹽溶液改性后，輔以適量的助凝劑，可用來(lái)處理各類廢水，如城市生活污水、電鍍廢水、焦化廢水、造紙廢水、印染廢水、制革廢水、制藥廢水、含磷廢水、含油廢水、含氟廢水、含酚廢水、酸性廢水等。大量實(shí)踐表明，在廢水脫色除臭、有機(jī)物和懸浮膠體去除、細(xì)菌微生物和雜質(zhì)凈化，以及Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ni+、Zn2+等重金屬離子去除上，粉煤灰均有顯著的處理效果。 影響粉煤灰處理廢水效果的主要因素有以下幾點(diǎn): ①粉煤灰的粒徑和比表面積。粒徑越細(xì)、比表面積越大，處理效果越好。如粉煤灰粒徑從125μm下降到53μm時(shí)，對(duì)含鉻染料C0D的去除率由64%增加到91%。 ②粉煤灰的化學(xué)組成。粉煤灰中Si02及Al203，等活性物質(zhì)含量高， 有利于化學(xué)吸附。粉煤灰中Ca0含量較低時(shí)，應(yīng)投加石灰對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性。高溫脫除粉煤灰中的結(jié)合水，能夠使粉煤灰活化，提高處理效果。 ③廢水的pH值。pH值對(duì)廢水處理效果的影響與污染物的性質(zhì)有關(guān)，如粉煤灰處理含氟廢水，酸性條件效果好，而處理含磷廢水，則選中性為宜。 ④溫度。溫度越低，廢水中有害物質(zhì)的去除率越高，如用粉煤灰處理含鉻染料廢水時(shí)，溫度從30升至50C，去除率從91%下降至69%。 ⑤污染物的性質(zhì)。廢水中污染物的溶解度、分子極性、相對(duì)分子質(zhì)量大小、濃度等對(duì)處理效果均有影響，如相對(duì)分子質(zhì)量越大、溶解度越小，處理效果越好。 目前，粉煤灰在廢水處理工程中的應(yīng)用實(shí)踐，尚存在如下問(wèn)題需要解決: ①理論研究基礎(chǔ)薄弱，特別是粉煤灰吸附及動(dòng)力學(xué)研究有待深入; ②缺乏有效的灰水分離工藝，吸附飽和灰若處置不當(dāng)，會(huì)引起二次污染; ③污水處理效能受到粉煤灰吸附容量的限制，工程應(yīng)用需要廉價(jià)高效的粉煤灰復(fù)合混凝劑。 第七章 冶金工業(yè)固體廢物的綜合利用 1、高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排放的廢物。煉鐵的原料主要是鐵礦石、焦炭和助溶劑燒結(jié)礦和球團(tuán)礦等。在高爐冶煉過(guò)程中，各種物料通過(guò)熱交換和氧交換發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1300——1500攝氏度時(shí)，爐料融化，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑等非揮發(fā)性組分形成以硅酸鹽和鋁酸鹽為主，浮在鐵水上面的熔渣，稱為高爐渣。 高爐渣的產(chǎn)量與礦石的品位和焦炭的灰分含量以及助溶劑的質(zhì)量有關(guān)，也和冶煉工藝水平相關(guān)。一般采用貧鐵礦煉鐵時(shí)，每噸生鐵產(chǎn)生1.0——1.2噸高爐渣；采用富鐵礦煉鐵的時(shí)候，每噸鐵只產(chǎn)生0.25噸高爐渣。隨著選礦和煉鐵技術(shù)的提高，高爐渣產(chǎn)生量已大大降低。 2、高爐渣分類 按礦渣的堿度區(qū)分: 高爐渣的主要成分中的堿性氧化物與酸性氧化物的含量比稱為高爐渣的堿度或堿度率，以M0表示。即 按照高爐渣的堿度率可把礦渣分為如下三類： ①堿性礦渣，堿度率M0大于1的礦渣； ②中性礦渣，堿度率M0等于1的礦渣； ③酸性礦渣，堿度率M0小于1的礦渣。 3、活性：活性指鋼渣中具有水硬膠凝性活性礦物的含量。 4、穩(wěn)定性：穩(wěn)定性指鋼渣中游離氧化鈣等不穩(wěn)定組分的含量。 第八章 化學(xué)工業(yè)固體廢物的綜合利用 1、目前治理鉻渣的方法基本分三類：高溫還原法（干法）、濕法還原法（濕法）和固定法。 2、鉻渣的固化/穩(wěn)定化處理是將鉻渣粉碎后加入一定量的無(wú)機(jī)酸或硫酸亞鐵，使其中的 還原成 ，再加入相當(dāng)量的水泥，加水?dāng)嚢瑁蹋S著水泥的水化與凝結(jié)硬化過(guò)程，鉻化物會(huì)形成穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)或化學(xué)鍵，且被封閉在固體基材中，不易再溶出，從而達(dá)到穩(wěn)定化和無(wú)害化的目的。 3、鉻渣的資源化 鉻渣的熔融固化就是使鉻渣在高溫下熔化，并在還原性氣氛中使 轉(zhuǎn)化成 形成含 的熔體，冷卻后成為玻璃態(tài)固熔體的過(guò)程，固熔體作為產(chǎn)品直接利用。 4、磷石膏的處理利用技術(shù) ①磷石膏做水泥緩沖劑； ②磷石膏做石膏建材； ③磷石膏做硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥； ④磷石膏做土壤改良劑； ⑤用磷石膏制硫酸銨和多種鹽。 第九章 石油化學(xué)工業(yè)固體廢物的綜合利用 1、石油化學(xué)固體廢物一般按生產(chǎn)行業(yè)、化學(xué)性質(zhì)、危險(xiǎn)性程度進(jìn)行分類。按生產(chǎn)行業(yè)可分為石油煉制行業(yè)固體廢物、石油化工行業(yè)固體廢物、石油化纖行業(yè)固體廢物。 石油煉制行業(yè)固體廢物主要有酸堿廢液、廢催化劑、頁(yè)巖渣；石油化工、化纖行業(yè)固體廢物主要有廢添加劑、聚酯廢料、有機(jī)廢液等。 按化學(xué)性質(zhì)可分為有機(jī)固體廢物和無(wú)極固體廢物。 按照固體廢物對(duì)人體和環(huán)境所造成的危害程度，又將固體廢物分為一般固體廢物和危險(xiǎn)固體廢物。一般固體廢物常指對(duì)人體健康和環(huán)境危害性較小的廢物，如經(jīng)過(guò)處理的廢白土、廢分子篩、廢吸附劑、電石渣等；危險(xiǎn)性固體廢棄物則指具有毒性、腐蝕性、反應(yīng)性、易燃性、爆炸性、浸出毒性等特征的有毒。有害物質(zhì)，如酸堿廢液、甲乙酮廢液、雜醇廢液及含重金屬的廢催化劑等。 2、石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的固體廢物主要來(lái)自于生產(chǎn)工業(yè)本身及污水處理設(shè)施。主要包括廢酸、堿液、廢白土渣、廢頁(yè)巖渣、各種催化劑及污水處理廠污泥。 3、廢酸液主要來(lái)源于油品酸精制和烷基化裝置排出的廢硫酸催化劑。其成分除硫酸外還有硫酸酯、磺酸等有機(jī)物及疊氮化物。 4、廢堿液的處理利用 ①硫酸中和法回收環(huán)烷酸、粗酚； ②二氧化碳中和法回收環(huán)烷酸、碳酸鈉； ③利用廢堿液造紙。 5、廢酸液的利用技術(shù) ①熱解法回收硫酸； ②廢酸液濃縮后作為原料。 第十章 污泥的濃縮與脫水 污泥處置是指處理后污泥的消納過(guò)程，處置方式主要有土地利用、填埋、焚燒及建材利用等。應(yīng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征及未來(lái)的變化、當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源及環(huán)境背景狀況、 可利用的水泥廠或熱電廠等工業(yè)窯爐狀況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等因素，結(jié)合可采用的處理技術(shù)，合理確定本地區(qū)的主要污泥處置方式或組合，其選擇原則見(jiàn)表22-1。 第十一章 工業(yè)固體廢物的最終處置技術(shù) 1、處置，是指將固體廢物焚燒和用其他改變固體廢物的物理化學(xué)、生物特性的方法，達(dá)到減少已產(chǎn)生的固體廢物數(shù)量、縮小固體廢物體積、減少或者消除其危險(xiǎn)成份的活動(dòng)，或者將固體廢物最終置于符合環(huán)境保護(hù)要求的場(chǎng)所或者設(shè)施并不再回取的活動(dòng)。 2、在評(píng)價(jià)一個(gè)用于長(zhǎng)期處置固體廢物的填埋場(chǎng)廠址的適宜性時(shí)，必須加以考慮的因素主要有：運(yùn)輸距離、廠址限制條件、可用土地面積、出入場(chǎng)地道路、地形地貌及土壤條件、氣候條件、地表水文條件、地質(zhì)和地質(zhì)水文條件、當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件、地方公眾意見(jiàn)以及填埋場(chǎng)封場(chǎng)后是否可被利用。 3、填埋場(chǎng)滲濾液的主要成分 ①常見(jiàn)元素和離子，如 ②微量金屬，如 ③有機(jī)物，常以TOC，COD來(lái)計(jì)量，酚等也可以單獨(dú)計(jì)量。 ④微生物。 4、滲濾液的來(lái)源 ①直接降水是滲濾液產(chǎn)生的主要來(lái)源，其確切數(shù)字可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料確定。 ②地表徑流對(duì)滲濾液的產(chǎn)生量也有較大的影響。具體數(shù)字取決于填埋場(chǎng)地周圍的地勢(shì)、覆土材料的種類及滲透性能、場(chǎng)地的植被情況及排水設(shè)施的完善程度等。 ③地表灌溉，影響程度與地面的種植情況和土壤類型有關(guān)。 ④地下水。如果填埋場(chǎng)地的底部在地下水位以下，地下水就可能滲入填埋場(chǎng)內(nèi)。如果在設(shè)計(jì)施工中采取防滲措施，可以避免或減少地下水的滲入量。 ⑤廢物中水分。隨固體廢物進(jìn)入填埋場(chǎng)中的水分，包括固體廢物本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量。入場(chǎng)廢物攜帶的水分有時(shí)是滲濾液的主要來(lái)源之一（比如污泥填埋）。 ⑥覆蓋材料（砂、黏土）攜帶的水分。典型田間持水量對(duì)于砂而言為6%——12%，對(duì)于黏土質(zhì)的土壤為23%——31%。 ⑦有機(jī)物分解生成水。 5、滲濾液產(chǎn)生量的影響因素 填埋場(chǎng)滲濾液的產(chǎn)生量通常由：獲水能力、場(chǎng)地地表?xiàng)l件、固體廢物條件、埋場(chǎng)構(gòu)造、操作條件等五個(gè)相互有關(guān)的因素決定。 6、填埋氣體的組成特征 填埋場(chǎng)氣體主要有兩類：一類是填埋場(chǎng)主要?dú)怏w，另一類是填埋場(chǎng)微量氣體。 ①填埋場(chǎng)的主要?dú)怏w是填埋廢物中的有機(jī)組分通過(guò)生化分解所產(chǎn)生，其中主要含有氨、二氧化碳、一氧化碳、氫、硫化氫、甲烷、氮和氧等。它的典型特征為：溫度達(dá)43——49攝氏度，相對(duì)密度約1.02——1.06，為水蒸氣所飽和，高位熱值在15630——19537千焦每立方米。 ②甲烷和二氧化碳是填埋場(chǎng)氣體中的主要?dú)怏w。 |
