第十一章固体废物资源化、综合 利用与最终处置
固体废弃物处理与资源化利用
固体废弃物处理与资源化利用固体废弃物处理与资源化利用是环境工程中的重要课题，通过科学合理的处理和利用，可以减少环境污染，实现资源的循环利用和可持续发展。
本文将探讨固体废弃物处理与资源化利用的技术、方法及其在实际工程中的应用。
固体废弃物处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三大类。
物理处理方法主要通过机械手段对固体废弃物进行分选、破碎和压缩等处理，提高废弃物的可利用性和减少处理量。
化学处理方法通过化学反应改变固体废弃物的性质，实现废弃物的无害化和资源化。
例如，焚烧法通过高温燃烧固体废弃物，减少体积和质量，同时回收热能。
生物处理方法利用微生物降解固体废弃物中的有机物，实现废弃物的减量化和资源化。
例如，堆肥法和厌氧消化法是常用的生物处理方法，通过微生物分解有机废弃物，生产有机肥和沼气。
固体废弃物的资源化利用是实现废弃物处理目标的重要途径。
通过科学合理的资源化利用，可以将废弃物转化为有价值的资源，减少资源消耗和环境污染。
例如，废旧金属、塑料、纸张等可回收废弃物通过回收和再生处理，可以再次投入生产和使用，实现资源的循环利用。
废弃电器电子产品（E-waste）中含有大量的贵金属和有害物质，通过专业的回收和处理，可以回收金属资源，减少环境污染。
建筑废弃物通过破碎、筛分和再生处理，可以制成再生骨料，用于道路和建筑工程中，减少建筑材料的消耗。
在实际工程中，固体废弃物处理与资源化利用技术的应用非常广泛。
例如，在城市固体废弃物处理系统中，通常采用分类收集、集中处理和资源化利用的模式。
通过设置垃圾分类投放点和分类回收系统，将可回收废弃物、厨余垃圾和有害垃圾分别收集和处理，提高废弃物的处理效率和资源化利用率。
通过建设垃圾焚烧发电厂和生物处理厂，将焚烧热能转化为电能和蒸汽，将有机废弃物转化为有机肥和沼气，实现废弃物的能源化和资源化。
在工业固体废弃物处理系统中，通常采用综合利用和闭环循环的模式。
例如，通过对工业废渣、废液和废气进行综合利用，将废弃物转化为副产品和原料，减少废弃物的排放和资源的消耗。
环境工程学固体废物资源化综合利用与最终处置80页PPT
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
固体废物的处理、处置和综合利用
固体废物的处理是指经过采取一定的防止 污染措施后，排放于可允许的环境中；或 暂贮于特定的设施中，待具备适宜的经济 技术条件时，再加以利用或进行无害化的 最终处置。
固体废物的处置指固体废物的最终处理， 是解决固体废物的最终归宿问题。
按组成分
按危害状况分
无机废物；
危险废物；
有机废物；
一般废物；
主要指受铅污染的废油、多氯联苯、甲苯、氯 化烃、含重金属润滑油、氟利昂醇类、废可燃 溶剂等。
在高温和碱性气氛中分解。可以作为燃料。
思考题：
如果在实验过程中不小心打碎了水银温度 计，该怎样处理？
汞即使在常温或0℃以下，也会大量蒸发， 对人体造成很大的危害。汞蒸气通过呼吸道 或胃肠道进入人体后便发生中毒反应。汞的 急性中毒症状主要表现在消化器官和肾脏， 慢性中毒则表现在神经系统(易怒、头疼、 记忆力减退等)，以及伴随而来的营养不良 、贫血和体重减轻等症状。
• 筛分
它是根据化工废渣颗粒尺寸大小进行分选 的一种方法。筛分有湿筛和干筛两种操作， 化工废渣 多采用干筛。
3. 填埋法
卫生土地填埋
特点：处置垃圾而不会对公众健 康及环境造成危害。 方法：通常是每天把运到土地填 埋场的废物在限定的区域内铺散 成40～75㎝薄层，然后压实减少 废物的体积，并在每天操作之后 用一层厚15～30㎝的土壤覆盖、 压实，废物层和土壤覆盖层共同 构成一个单元，即构筑单元。具 有同样高度的一系列相互衔接的 填筑单元构成一个升层。完成的 卫生土地填埋场地是由一个或多 个升层组成的。当土地填埋场达 到最终的设计高度之后，再在该 填埋层之上覆盖一层90～120㎝厚 的土壤，压实后就达到一个完整 的卫生土地填埋场。
六价铬的毒性强，更易为人体吸收，而且可在体内蓄积。 六价铬的毒性比三价铬要高100倍，是强致突变物质，可 诱发肺癌和鼻咽癌。三价铬有致畸作用。
固废处置方案
固废处置方案1. 引言固体废物（以下简称固废）是指在生产、生活和社会实践中产生的不能在其产生地得到直接利用的固体废弃物。
如何高效、环保地处置固废是一个亟待解决的问题。
本文将介绍一种固废处置方案，以期在环境保护和资源利用方面取得良好效果。
2. 方案概述该固废处置方案采用三个主要步骤：分拣和分类、资源化利用、最终处置。
下面将对每个步骤进行详细介绍。
2.1 分拣和分类固废处置的第一步是对固废进行分拣和分类。
这一步骤旨在将不同类型的固废进行有效的分类，以便后续的资源化利用。
分拣和分类的主要方法包括人工分拣和自动化分拣。
•人工分拣：通过人工劳动力对固废进行分类，将可回收的废纸、废塑料、废金属等分别放入不同的容器中。
这种方法需要较大的人力投入，但能够实现较高的分类准确度。
•自动化分拣：利用机械设备和传感技术对固废进行自动分类。
这种方法具有高效、快速的优势，但需要投入较高的设备成本。
2.2 资源化利用分拣和分类后的固废将进入资源化利用的阶段。
资源化利用旨在将可回收的固废重新加工利用，以减少对自然资源的依赖，同时减少固废对环境造成的负面影响。
资源化利用的主要方法有以下几种：•再生利用：通过物理或化学方法对废纸、废塑料等进行处理，再生产新的纸张、塑料制品等。
这种方法能有效利用固废的资源价值，减少对原材料的需求。
•能源利用：利用高温燃烧技术将固废转化为能源，如燃料、电力等。
这种方法能够有效地解决固废处理过程中的能源需求问题，并减少对传统能源资源的消耗。
•厌氧消化：通过微生物作用将有机废料转化为沼气。
沼气既可用于发电，又可作为燃料供应给家庭和企业使用。
这种方法能够实现有机废料的循环利用。
2.3 最终处置经过资源化利用后，剩余的固废将进入最终处置阶段。
最终处置的主要方法有以下几种：•埋填：将不可再利用的固废填埋于控制条件下的填埋场。
这种方法主要适用于无害化处理无法再利用的固废，但会占用大量土地资源。
•焚烧：利用高温燃烧技术将固废烧毁。
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
61---第十一章 固体废物资源化、综合利用与最终处置
固体废物填埋处理
卫生填埋 城市生活垃圾卫生填埋技术标准(CJJ17-88) 卫生填埋场的选择 • 场地有效利用面积
• • • • • • •
资源回收与预处理 运输距离 土壤与地形条件 气象条件 地表与地质水文条件 地区环境条件 填埋场完成封场后的最终利用与开发
总原则：以合理的技术、经 济方案，尽量少的投资，达 到最理想的经济效益，实现 保护环境的目的。
产物组分分布与加热温度有显著关系。
热解工艺与设备 Purox系统
热解过程主要控制因素 • 操作温度 • 升温速度 • 固体废物燃料的理化性质与停留时间
热转化产品的利用与能源转化
热电转化系统
过程热转化率与效率 • 热转化率
Rp Hf E0
电能输出量 消耗废物燃料 的有效热量
焚烧炉热回收系统三种方式 • 与锅炉合建焚烧系统，锅炉设在燃烧室的后部，使 热转化为蒸汽回收利用； • 利用水墙式焚烧炉结构，炉壁以纵向循环水列管替 代耐火材料，管内循环水被加热成热水，再通过后 面相连的锅炉生成蒸汽回收利用； • 将加工后的垃圾与燃料按比例混合作为大型发电站 锅炉的混合材料。
• 热效率
Rt e Rp
理论热功当量
固体废物最终处置 最终处置的概念与途径
• 处置对象 无任何使用意义的城市垃圾中的某些成分、工业废 渣、经处理与资源回收后剩余的无用废物、各类有 毒有害固体废物.
• 固体废物的最终处置：为防止对环境造成污染，根 据排放的环境条件，采取适当而必要的防护措施， 以达到被处置废物与生态系统最大限度的隔绝。 • 处置途径 陆地处置、海洋处置
影响燃烧效率 取决于焚烧炉 燃烧负荷
设计原则
废气排放与污染控制系统 组成：烟气通道、废气净化设施、烟囱
固体废物最终处置技术
第十一章固体废物最终处置技术第一节固体废物处置的基本原理和原则固体废物经过减量化和资源化处理后，剩余下来的无再利用价值的残渣，往往富集了大量的不同种类的污染物质，对生态环境和人体健康具有即时性和长期性的影响，必须妥善加以处置。
安全、可靠地处置这些固体废物残渣，是固体废物全过程管理中的最重要环节。
固体废物处置方法有：地质处置和海洋处置。
海洋处置包括深海投弃和海上焚烧。
陆地处置包括土地耕作、永久贮存或贮留地贮存、土地填埋、深井灌注和深地层处置等。
其中应用最多的是土地填埋处置技术。
海洋处置现已被国际公约禁止，但地质处置至今仍是世界各国最常采用的一种废物处置方法。
1. 废物处置过程中污染物质的迁移、转换与废水和废气相比，固体废物中的污染物质具有一定的惰性和迟滞性，但是在长期的地质处置过程中，由于本身固有的特性和外界条件的变化，加上水分的进入，必然会因发生在固体废物中的一系列相互关联的各种物理、化学和生物过程，导致这些污染物质不断释放出来，进入环境中。
1.1 废物在处置过程中的反应（1）生物反应这是处置含有机物，特别是可降解有机物时，处置场中发生的最重要反应，其产物是气体、水分和可溶解的有机物，最终结果是使所处置的有机废物逐渐达到稳定化。
生物降解过程通常从好氧生物降解开始，产生的主要气体是CO2，好氧降解只能持续短时间。
一旦废物中的氧气被耗尽，降解就变成厌氧过程，有机物质被转变成CO2、CH4、少量的氨和硫化氢。
此外，处置场内发生的许多化学反应也以生物作用为媒介。
（2）化学反应（a）溶解/沉淀：进入处置场的水在废物层中渗透时，会将废物原存在的或生物转化产生的可溶物质溶解出来，产生高浓度有机物和高盐份浓度的渗滤液（又称渗析液或滤出液）；渗滤液中的某些盐类，在处置场内的某些区域因pH值变化等原因又会产生沉淀反应。
生物转化产物和其它化合物尤其是有机化合物通过溶解进入渗滤液具有特别重要的意义，因为这些物质可以与渗滤液一起迁移出处置场。
环境科学课件-固体废物的最终处置
一、最终处置的涵义与处置途径
• 处置的基本要求
• 原则：使固体废物最大限度地与生物圈隔离，防止其对环境的扩散污 染，确保现在和将来都不会对人类造成危害或影响甚微。 (1)处置场所要安全可靠，通过天然或人工屏障 使固废被有效隔离，使 污染物质不会对附近生态环境造成危害。更不能对人类活动造成影响。 (2)处置场所要设有必须的环境保护监测设备，要便于管理和维护。 (3)被处置的固体废物中有害组分含量要尽可能少，体积要尽量小，以方 便安全处理，并减少处置成本。 (4)处置方法要尽量简便、经济，既要符合现有的经济水准和环保要求， 也要考虑长远的环境效益。
二、城市垃圾陆地填埋处置
• （五）卫生填埋场中气体的产生与迁移
• (2)密封法控制气体迁移：利用不进气性材料在填埋场四周铺村全 封闭型防渗层，控制气体的 迁移，其结构形式如图12~13。图12 适用于无 气体回收系统，图13适于建有气体气回收系统 的填埋 场。防渗材料多采用压实粘土，厚度在 0.15-1.20米内选择。也可 以采用其他种类不透 性材料衬层，如聚氯乙烯、丁醋橡胶、氢硫 酰 化乙烯橡胶等薄膜材料，适用有气体回收系统 的填埋场防渗 层。改良性沥青或沥青混凝土以 及压实土喷射混凝土等都可以作 为防渗层材料。
二、城市垃圾陆地填埋处置
• （二）卫生填埋场的一般结构形式
场地面积和容量的确定与城市的人口数量、 垃圾的产率、废物填 埋的高度、垃圾与覆盖材料 量之比以及填埋后的压实密度有关。 覆土和垃圾之比为1:4或1:3，填埋后废物的压实密度为 500~700kg/m3，场地的容量至少供使用20年。 注意：实际占地面 积确定之后，还要考虑场地周围土地的使用，要注意保留适当的缓 冲区，并注 意根据有关标准确定场地的边界。填埋场地的容 量也 要根据当地的发展规划，留有充分的余地。
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除尘设备 轻组分 旋分器 主要有机组分
固体废物
储存场
破碎
风选 磁选
铁金属回收
第二节
材料回收系统
排气
空气 固体 废物 储存场 破碎
除尘设备
旋分器
磁选
铁金属回收
风选
主要有机组分 重组分处理
第二节
材料回收系统
排气 空气 除尘设备 轻组分 旋分器 主要有机组分
固体废物
储存场
破碎 旋转筛分 玻璃回收
六、固体废物热解处理
概念：在缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分 解，最终成为可燃气、油、固形炭等形式的过程。固 体废物中所蕴藏的热量以上述物质的形式贮留起来， 成为便于贮藏、运输的有价值的燃料。 热解与焚烧过程有本质区别
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
（一）热解过程与产物
缺氧加热 含碳固体有机物 分子量较高的有机液体+低分子量有机液体
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
六、热转化产品与能源的利用 蒸汽 并入城市热力管网 民用与工业燃料
沼气、燃气、燃料油 热能 电能
第五节
固体废物的最终处置
一、最终处置的概念与途径 概念：为防止对环境造成污染，根据排放的不 同环境条件，采取适当而必要的防护措施，达 到被处置废物与环境生态系统最大限度的隔绝。 陆地处置： 填埋处置、土地耕作处置、 深井灌溉、尾矿坝、废矿坑 海洋处置
第三节
生物转化产品的回收
水
热
有机质 矿物质 水 有机质 矿物质 水 微生物 堆肥产品
微生物
原料
第三节
生物转化产品的回收
二、城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收 （一）城市垃圾厌氧消化处理工艺流程 （二）垃圾预处理 加工分选出轻组分，去除有毒有害性废物，并 进一步破碎、筛分，使颗粒细小均匀。
第三节
生物转化产品的回收
一、建立材料回收系统的条件
概念：城市垃圾中含有的有用原材料通过适当的单元 技术组合处理，可以一一得到加工、分选与回收，这 种由几种处理单元技术组合，形成对城市垃圾加工、 分选的工程系统，称为材料回收系统。 产品应满足市场需求的技术规范
评价条件
各类回收物品的产量与运输条件
第二节
二、材料回收系统流程
材料回收系统
+多种有机酸+碳渣+CO+CH 4 +CO2 +H 2 +NH3 +H 2S+HCN+H 2O
气相产物：氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳 液相产物：焦油、燃油、乙酸、丙酮、甲醇 固相产物：纯净炭质、惰性物质
转化产物组分分布与热解温度有显著关系
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
三、热解过程主要控制因素 操作温度； 升温速度； 固体废物燃料的理化性质； 停留时间。
建材利用 化工利用 农业利用 固体废物能的利用
第一节 固体废物资源 化的意义与资源化系统
固体废物综合利用的原则： 综合利用技术应是可行的； 固体废物综合利用要有较大的经济效益； 综合利用生产的产品应当符合国家相应 产品的质量标准，具有与用相应的原材料 所制的产品相竞争的能力。
第二节
材料回收系统
第十一章 固体废物资源 化、综合 利用与最终处置
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 固体废物资源化的意义与资源化系统 材料回收系统 生物转化产品的回收 城市垃圾的焚烧与热转化产品的回收 固体废物的最终处置
第一节 固体废物资源 化的意义与资源化系统
固体废物的资源化：由固体废物到有用物质的 转化，或称为固体废物的综合利用。 固体废物综合利用的范围：
三、城市垃圾焚烧系统 城市垃圾的的处理与贮存 进料系统 燃烧室 废气排放与污染控制系统 排渣系统 焚烧炉的控制与测试系统
热源回收系统
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
五、焚烧炉类型
标准焚烧炉 多膛焚烧炉 水墙式锅炉 流化床焚烧炉
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
风选 磁选
非铁金属回收
处置场
铁金属回收
第三节
生物转化产品的回收
主要的生物转化产品：
腐殖肥料
沼气 饲料蛋白
乙醇
糖类
生物转化工艺： 堆肥化和厌氧生物发酵
第三节
生物转化产品的回收
一、城市垃圾堆肥化 （一）堆肥过程基本原理 概念：是指在一定人工控制条件下，通过生 物化学作用，使垃圾中有机成份分解转化为 比较稳定的腐植肥料过程，其实质是一种发 酵过程。 好氧堆肥 厌氧堆肥
第三节
5.搅拌与强度： 机械搅拌
生物转化产品的回收
沼气回流搅拌 （五）沼气回收与利用 CH4为60% ，CO2 为40%，极少量NH3与H2S。
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
一、城市垃圾焚烧技术的发展 优点： ①可回收热资源； ②垃圾体积可减少80-95%； ③重量显著减少；
④最终产物化学性质稳定，且无害化； ⑤能彻底的消灭各类病原体，消除腐化源。
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
二、焚烧过程的基本条件与物料热量衡算 （一）焚烧过程的基本条件 1.燃料在焚烧炉中燃烧完毕后所需停留时间： 燃烧室加热、起燃、燃尽。 2.燃料与空气混合的湍流程度：适度过量空气。 3.燃烧过程温度：取决于燃料性质（热值、燃 点、含水率）。 三T原则
第四节 城市垃圾的焚 烧与热转化产品的回收
第三节
生物转化产品的回收
好氧堆肥：是好氧菌处于和空气充分接触的情况下， 使垃圾中的有机物发生一系列放热分解反应，最终使 之转化为简单而稳定的腐化物的过程。好气分解速度 快，环境条件好，适于大规模生产。 厌氧堆肥：与污泥厌氧消化过程相似，分酸性与碱性发 酵两个阶段。第一阶段，PH值下降，第二阶段，PH值上 升。所需时间较长，环境恶劣，适于小规模农家堆肥。
（三）配料与制浆
保持合适的C/N比与C/P。
城市污水厂污泥与粪便是最佳配料。 （四）厌氧消化处理工艺条件 1.碳氮比（C/N）：20：1~30：1 2.操作温度：55~60º C。
第三节
生物转化产品的回收
3.PH值与碱度：7.0~8.0，2000~3000mg/l； 4.投料方式与投配率： 间歇式：农村小型沼气池 连续式：大中型垃圾浆体厌氧消化系统 投配率以有机物容积负荷计算确定
第五节
固体废物的最终处置
二、城市垃圾陆地填埋处置
卫生填埋
一般城市垃圾与无害化的工业废渣是基于环境卫生角 度而填埋的，其操作与结构形式称为卫生填埋。
安全填埋
对有毒有害废物的填埋是基于安全考虑，此种填埋操 作与结构形式称安全填埋。