热解—是将有机化合物在缺氧或绝氧的条件下利用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的燃料气、液状物(油、油脂等)及焦炭等固体残渣的过程。
气化—是指固体燃料在一定温度、压强和 O2 不足的情况下,进行不完全氧化的热化学反应过程。
热值—生活垃圾的热值是指单位质量的生活垃圾燃烧释放出来的热量,以 kJ/kg(或 kcal/kg)计。
低位热值和高位热值:热值中包含烟气中的潜热为高位热值;
焚烧—将固体废弃物进行高温分解和深度氧化的处理过程。
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却被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、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。
固体废物的处理方法:
①利用矿物废料作建筑材料,道路工程材料,填垫材料,冶金、化工和轻工等工业原料。
②利用含碳、油或其他有机物质的废物从中回收能源。
③利用含有土壤、植物所需要的元素或化合物的废物作土壤改良剂和肥料。
防治固体废物污染和利用固体废物资源的主要措施为:
①改革生产工艺,少排废物:提高产品质量,生产使用寿命长的产品,使物品不致很快变成废物。采用精料,减少生产过程中的废物排放量。例如在选矿工序中,
提高铁矿石品位,可以少加造渣剂和焦炭,从而减少高炉渣的排放量。工业先进国家采用这种方法后,高炉渣排放量比原来可减少一半以上。
②发展物质循环利用工艺:改革传统工艺,发展物质循环利用工艺,使生产第一种产品的废物,成为第二种产品的原料,使生产第二种产品的废物又成为生产第三种产品的原料等等,最后只剩下少量废物排入环境,这样能取得经济的、环境的和社会的多方面的效益。
③把固体废物纳入资源管理范围:制订固体废物资源化方针和鼓励利用固体废物的政策。建立起固体废物资源化体系,把有明确用途的废物纳入资源分配计划;暂时不能利用的废物作为后备资源储藏起来。
④制定固体废物的管理法规:有关防治固体废物的污染和利用固体废物的政策都通过立法手段体现出来。一些国家都制定固体废物管理法规以及环境标准。
固体废弃物资源化途径包括以下3个:
(1)物质回收,即处理废弃物并从中回收指定的二次物质,如纸张、玻璃、金属等物质。
(2)物质转换,即利用废弃物制取新形态的物质,如利用废玻璃和废橡胶生产铺路材料,利用高炉矿渣、粉煤灰等生产水泥和其他建设材料,利用有机垃圾和污泥生产堆肥等。
(3)能量转换,即从废物处理过程中回收能量,包括热能和电能,例如,通过有机废弃物的焚烧处理回收热量,还可以进一步发电;利用垃圾或污泥厌氧消化产生沼气,作为能源向企业和居民供热或发电;利用废塑料热解制取燃料油和燃料气等。
固体废物的处理方法: ①利用矿物废料作建筑材料,道路工程材料,填垫材料,冶金、化工和轻工等工业原料。
②利用含碳、油或其他有机物质的废物从中回收能源。 ③利用含有土壤、植物所需要的元素或化合物的废物作土壤改良剂和肥料。
防治固体废物污染和利用固体废物资源的主要措施为: ①改革生产工艺,少排废物:提高产品质量,生产使用寿命长的产品,使物品不致很快变成废物。采用精料,减少生产过程中的废物排放量。
例如在选矿工序中,提高铁矿石品位,可以少加造渣剂和焦炭,从而减少高炉渣的排放量。工业先进国家采用这种方法后,高炉渣排放量比原来可减少一半以上。
②发展物质循环利用工艺:改革传统工艺,发展物质循环利用工艺,使生产第一种产品的废物,成为第二种产品的原料,使生产第二种产品的废物又成为生产第三种产品的原料等等,最后只剩下少量废物排入环境,这样能取得经济的、环境的和社会的多方面的效益。 ③把固体废物纳入资源管理范围:制订固体废物资源化方针和鼓励利用固体废物的政策。
建立起固体废物资源化体系,把有明确用途的废物纳入资源分配计划;暂时不能利用的废物作为后备资源储藏起来。 ④制定固体废物的管理法规:有关防治固体废物的污染和利用固体废物的政策都通过立法手段体现出来。
一些国家都制定固体废物管理法规以及环境标准。
固体废物有多种分类方法,可以根据其性质、状态和来源进行分类,如按其化学性质可分为有机废物和无机废物;按其危害状况可分为有害废物和一般废物。欧美等许多国家按来源将其分为工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农业固体废物和放射性固体废物等五类。
固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。
固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。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。
1)压实技术:压实是一种通过对废物实行减容化,降低运输成本、延长填埋场寿命的预处理技术。压实是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法。
如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。适于压实减少体积处理的固体废弃物还有垃圾、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。
对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理,某些可能引起操作问题的废弃物,如焦油、污泥或液体物料,一般也不宜作压实处理。 2)破碎技术;为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形尺寸减小,预先必须对固体废弃物进行破碎处理。
经过破碎处理的废物,由于消除了大的空隙,不仅使尺寸大小均匀,而且质地也均匀,在填埋过程中更容易压实。固体废弃物的破碎方法很多,主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等,此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。
3)分选技术;固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段,通过分选将有用的充分选出来加以利用,将有害的充分分离出来;另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离。分选定基本原理是利用物料的某些性质方面的差异,将其分选开。
例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离;利用粒径尺寸差别进行分离;利用比重差别进行分离等。根据不同性质,可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选。
分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。 4)固化处理技术;固化技术是通过向废弃物中添加固化基材,使有害固体废弃物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程。
理解的固化产物应具有良好的抗渗透性,良好的机械特性,以及抗浸出性、抗干—湿、抗冻—融特性。这样的固化产物可直接在安全土地填埋场处置,也可用做建筑的基础材料或道路的路基材料。
固化处理根据固化基材的不同可以分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶质固化等。 5)焚烧和热解技术;焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。
好处是把大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加,采用焚烧方法处理固体废弃物,利用其热能已成为必然的发展趋势。
以此种处理方法固体废弃物,占地少,处理量大,在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效果。欧洲国家较早采用焚烧方法处理固体废弃物,焚烧厂多设在10万人口以上的大城市,并设有能量回收系统。
日本由于土地紧张,采用焚烧法逐渐增多。焚烧过程获得的热能可以用于发电。
利用焚烧炉发生的热量,可以供居民取暖,用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。
但是焚烧法也有缺点,例如,投资较大,焚烧过程排烟造成二次污染,设备锈蚀现象严重等。热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(500-1000C)加热,使之分解为气、液、固三类产物。
于焚烧法相比,热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建投资少 6)生物处理技术;生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化。
种种技术可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料,还可以用来从废品和废渣中提取金属,是固体废物资源化的有效的技术方法。目前应用比较广泛的有:堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。
对于因技术原因或其他原因还无法利用或处理的固态废弃物,是终态固体废弃物。终态固体废弃物的处置,是控制固体废弃物污染的末端环节,是解决固体废弃物的归宿问题。
处置的目的和技术要求是,使固体废弃物在环境中最大限度地与生物圈隔离,避免或减少其中的污染组成对环境的污染与危害。 终态固体废弃物可分为海洋处置和陆地处置两大类。
1)海洋处置;海洋处置主要分为海洋倾倒与远洋焚烧两种方法。海洋倾倒是将固体废弃物直接投入海洋的一种处置方法。
它的根据是海洋是一个庞大的废弃物接受体,对污染物质能有极大地稀释能力。进行海洋倾倒时,首先要根据有关法律规定,选择处置场地,然后再根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、处置废弃物的种类及倾倒方式进行技术可行性研究和经济分析,最后按照设计的倾倒方案进行投弃。
远洋焚烧,是利用焚烧船将固体废弃物进行船上焚烧的处置方法。废物焚烧后产生的废气通过净化装置与冷凝器,冷凝液排入海中,气体排入大气,残渣倾入海洋。
这种技术适于处置易燃性废物,如含氯的有机废弃物。 2)陆地处置;陆地处置的方法有多种,包括土地填埋、土地耕作、深井灌注等。
土地填埋是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项处置技术,它是目前处置固体废弃物的主要方法。按法律可分为卫生填埋和安全填埋。
卫生土地填埋是处置一般固体废弃物使之不会对公众健康及安全造成危害的一种处置方法,主要用来处置城市垃。
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