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固体废物的处理与方法

城市固体废弃物处理及利用现状

教学院：

环境科学与工程学院

专业：

环境监测与治理技术

学号：

201230310120

学生姓名：

指导教师：

2014年5月28日

赣州对危险废物或者放射性废物处理的情况

随着法规完善管理力度的加强，危险废物的申报量逐年增加。

危险废物具有毒性、爆炸性、易燃性、腐蚀性、化学反应性和传染性，从北冰洋到南极，从低等微生物到人类，目

前的研究表明危险废物无处不在。

危险废物随意处置与不合理处理对人类健康与生态环境产生严重负面影响。

从废物自身特性而言，多数危险废物又是一种资源，一个工艺过程的危险废物可能是另一个工艺过程的原料或者辅料。

目录

危险废物处理方法及分类------------------------------------------------------1

填埋法-------------------------------------------------------------------2

焚烧法-------------------------------------------------------------------5

固化法-------------------------------------------------------------------6

化学法-------------------------------------------------------------------7

放射物的处理方法----------------------------------------------------7

放射物处理的最新---------------------------------------8城市污染物的处理---------------------------------------------------9

污染物带来的危害--------------------------------------------------15

污染物存在问题----------------------------------------------------16

污染物解决方案----------------------------------------------------17

小结-------------------------------------------------------------------19

前景展望-------------------------------------------------------------20

危险废物处理方法及分类

1危险废物处理方法，可分为物理法、物理化学法、生物法、热处理、稳定化其中许多方法与化工生产是通用的。

对于固体废物（废渣），常见的物理法处理工艺包括：

压实、破碎、分选。

对于液态废物（废液），常见的物理法处理工艺包括：

沉降、气浮、离心、过滤、蒸馏等，而吹脱、微滤、超滤、纳滤等工艺则较少采用。

常用于废渣的物理化学法处理工艺包括：

热处理（焚烧、热解）、固化/稳定化。

常用于废液的物理化学法处理工艺包括：

混凝、化学沉淀、酸碱中和、氧化还原、吸附与解吸、离子交换、焚烧等，而置换、电解、萃取、电渗析、反渗透、光分解等工艺则较少采用。

生物法只适用有机废物，其中用于有机固体废物的包括：

堆肥法和厌氧发酵法，用于有机废液的包括活性污泥法、厌氧消化法

危险废物的处置，是指将危险废物焚烧和用其他改变其物理、化学、生物特性的方法，达到减少已产生的废物数量、缩小固体危险废物体积、减少或者消除其危险成分的活动，或者将危险废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回取的活动。

　处置危险废物的办法主要有地质处置和海洋处置两大类。

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几种，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.填埋法

　　土地填埋是最终处置危险废物的一种方法。

此方法包括场地选择、填埋场设计、施工填埋操作、环境保护及监测、场地利用等几方面。

其实质是将危险废物铺成一定厚度的薄层，加以压实，并覆盖土壤。

这种处理技术在国内外得到普遍应用。

土地填埋法通常又分为卫生土地填埋和安全土地填埋。

（1）卫生土地填埋

　　卫生土地填埋是处置一般固体废物，而不会对公众健康及环境安全造成危害的一种方法。

主要用来处置城市垃圾。

库区底部复合结构示意图1.12.3.2

渗沥液收集与处理

1.填埋库区防渗系统应铺设渗沥液收集系统，并宜设置疏通设施。

2.渗沥液产生量和处理量应按填埋场类型、填埋库区划分和雨污水分流系统情况、填埋物性质及气象条件等因素确定。

3.渗沥液收集系统及处理系统应包括导流层、盲沟、集液井

（池）、调节池、泵房、污水处理设施等。

4.盲沟宜采用砾石、卵石、碴石（CaCO3含量应不大于10％）、高密度聚乙烯（HDPE）管等材料铺设，结构应为石料盲沟、石料与HDPE管盲沟、石笼盲沟等。

石料的渗透系数不应小于1.0×10-3cm／s，厚度不宜小于40cm。

HDPE管的直径干管不应小于250mm，支管不应小于200mm。

HDPE管的开孔率应保证强度要求。

HDPE管的布置宜呈直线，其转弯角度应小于或等于20°，其连接处不应密封。

5.集液井（池）宜按库区分区情况设置，并宜设在填埋库区外部。

6.调节池容积应与填埋工艺、停留时间、渗沥液产生量及配套污水处理设施规模等相匹配。

7.集液井.池、调节池及污水流经或停留的其他设施均应采取防渗措施。

8.渗沥液应处理达标后排放。

应优先选择排入城市污水处理厂处理方案，排放标准应达到《生活垃圾填埋污染控制标准》中的三级指标。

不具备排入城市污水处理厂条件时应建设配套完善的污水处理设施。

（2）安全土地填埋

　　安全土地填埋是一种改进的卫生填埋方法，也称为安全化学土地填埋。

安全土地填埋主要用来处置危险废物。

因此，对场地的建造技术要求更为严格。

如衬里的渗透系数要小于10^-8cm/s，浸出液要加以收集和处理，地面迳流要加以控制，还要考虑对产生的气体的控制和处理等。

　　此外，还有一种土地填埋处理方法，即浅地层埋藏法。

这种方法主要用来处置低放射性废物。

　　土地填埋法与其他处置方法相比，其主要优点是：

此法为一种完全的、最终的处置方法，若有合适的土地可供利用，此法最为经济；它不受废物的种类限制，且适合于处理大量的废物；填埋后的土地可重新用作停车场、游乐场、高尔夫球场等。

缺点是：

填埋场必须远离居民区；回复的填埋场将因沉降而需要不断地维修；填埋在地下的危险废物，通过分解可能会产生易燃、易爆或毒性气体，需加以控制和处理等。

选址技术基本准则

（1）场址不宜选在地形高程低的地域和低洼汇水处。

场地的可利用面积应满足使用年限内可预测的有害物质填埋量和其它预处理设施的占地，并为长远发展规划的需要留有余地

（2）场址选择应在渗透性弱的、具有一定厚度的黏土及砂质黏土地带该底层的渗透系数应小于0.0000001cm/s且对有害物质迁移、扩散有一定的阻滞能力

（3）场址应避开滑坡、崩塌、泥石流等不稳定地质带。

场址的地基应保证稳定、安全

沉降量小，周围的边坡应保持稳定

（4）场址选择中，地形因素是最直观的影响因素其中地形的坡度、起伏、沟谷的发育程直接关系到施工的难易和建筑投资的大小。

另外分水岭的延伸及泄水面积也直接关系到地表水及地下水冲蚀、运移、堆积的能力和范围对固体废物填埋后可否再扩散污染周边地区都起重要作用

（5）水文主要指地表水系发育情况如地表水发育则可能导致水土流失和洪水泛滥造成场地破坏或淹没。

此外，地表水的发育程度也直接关系到地下水的发育情况如果地表水与地下水存在着水力联系，那么填埋场就可能存在污染和扩散问题就应在场址选择时特别注意。

（6）安全填埋场场址如果拥有方便的外部交通，可靠的供电电源，充足的供水条件，不仅可减少安全填埋场辅助工程的投资，加快填埋场的建设进程，让城市建设有限的资金发挥最大的社会效益，而且对于提高填埋场的环境效益和经济效益将十分有利。

（7）对填埋场密封层和排水层材料的要求作为防渗层使用的粘土密封层材料和作为排水层的滤料材料因用量大，故为了节省投资，应尽量就地取材，所选场址应有充足的可采量和质量来保证填埋场的施工要求。

1.2选址工作程序

实践证明要做好选址工作则必须按以下步骤进行：

（1）确定选址的区域范围，该范围必须根据所要处置的废物生产厂家的分布情况来确定，要尽量使选择的区域与生产厂家的距离尽可能短。

（2）收集该区域有关的资料，包括区域地形图（1:

10000）、地质图（比例尺最好是1：

50000

，如果没有，则至少需要收集到1：

20000地质图）以及相应的水文地质和工程地质图件、地震资料、气象资料、发洪情况、市政公用设施的分布情况、土地利用和开发现状极其远景规划、区内名胜古迹及各类保护区的分布以

及工厂和居民区的分布情况等。

（3）根据选址标准，对该区域的上述资料进行全面分析，在此基础上筛选出几个预选场址。

（4）对所选择的预选场址进行实际踏勘，同时进行一些必要的访问调查，以补充资料的不足。

（5）根据掌握的情况，对几个预选场址作进一步筛选，优选出一到两个场址进行初步地质勘探，通过初勘主要了解基底含水层特征。

（6）根据初勘结果，结合以前的资料，对两个预选场址进行技术经济方面的综合评价和对比，通过对比优选出较为理想的安全填埋场场址。

（7）场址一经确定，应立即进行委托设计，着手详细勘探工作；详细探勘时必须充分利用先进的技术手段查清场址的天然地质、水文地质和工程地质等条件，提交相应的勘探报告和各种图件。

（8）由负责选择的技术人员根据上述工作成果，撰写出选址技术报告，为填埋场工程的环境影响评价、场地规划及其总体机构设计提供依据。

2.填埋分区

安全填埋场分区是指对不相容性废物分别设置不同填埋区，每区之间应设有隔离设施。

对于面积过小、难以分区的填埋场，不相容性废物可分类用容器盛放后填埋，容器材料与所接触的物质相互不发生化学反应。

2.1不相容的废物应分区填埋由于危险废物的种类较多，成分复杂；某些危险废物之间存在一定程度隐性不相容性，如果不相容的废物在同区填埋，容易发生化学反应，破坏防渗系统，

甚至发生灾害性事故。

危险废物进入填埋区之前，必须弄清危险废物的种类、形态、组分、

物理化学特性、产生的有害物质浓度。

学性质不相容的危险废物禁止、同区填埋。

如沈阳工业危险废物填埋场为避免化学性质不相容的废物一同填埋，填埋坑内设置了%个填埋区，区与区之间为混凝土隔墙，分别填埋重金属、酸碱废物、金属及有机物。

2.2分区应使每个填埋区能在尽量短的时间内得到封闭安全填埋分区封闭所需的时间短，一方面减少渗沥液产生量，有效实现清污分流，另一方面减少危险废物裸露环境的作业面，

使危险废物对环境的影响降到最低。

渗沥液产生量的减少，不仅可以减少渗沥液处理区的处理负荷，降低投资，同时可以降低渗沥液对周边环境尤其是对地下水的污染风险，提高填埋场的安全性。

2.3分区的顺序应有利于废物运输和填埋安全填埋场的分区应进行科学论证和综合比较，

分区的顺序、大小、位置都应与整个处理场整体布置协调一致。

分区的顺序有利于废物的运输和调度；分区大小位置应结合场地的地质和地形、渗滤液导排系统的设计、雨污分流的设计、填埋作业等情况综合考虑，务必做到安全可靠。

2.焚烧法

　　焚烧法是高温分解和深度氧化的综合过程。

通过焚烧可以使可燃性的危险废物氧化分解，达到减少容积，去除毒性，回收能量及副产品的目的。

　　危险废物的焚烧过程比较复杂。

由于危险废物的物理性质和化学性质比较复杂，对于同一批危险废物，其组成、热值、形状和燃烧状态都会随着时间与燃烧区域的不同而有较大的变化，同时燃烧后所产生的废气组成和废渣性质也会随之改变。

因此，危险废物的焚烧设备必须适应性强，操作弹性大，并有在一定程度上自动调节操作参数的能力。

一般来说，差不多所有的有机性危险废物都可用焚烧法处理，而且最好是用焚烧法处理。

而对于某些特殊的有机性危险废物，只适合用焚烧法处理，如石化工业生产中某些含毒性中间副产物等。

焚烧法的优点在于能迅速而大幅度地减少可燃性危险废物的容积。

如在一些新设计的焚烧装置中，焚烧后的废物容积只是原容积的5%或更少。

一些有害废物通过焚烧处理，可以破坏其组成结构或杀灭病原菌，达到解毒、除害的目的。

此外，通过焚烧处理还可以提供热能。

　　焚烧法的缺点：

一是危险废物的焚烧会产生大量的酸性气体和未完全燃烧的有机组分及炉渣，如将其直接排入环境，必然会导致二次污染；二是此法的投资及运行管理费高，为了减少二次污染，要求焚烧过程必须设有控制污染设施和复杂的测试仪表，这又进一步提高了处理费用。

危险废物回转窑焚烧处理工艺包含废物预处理系统、

焚烧系统、烟气处理系统等几个部分。

废物预处理系统包括废物的预处理和进料工序；

焚烧系统由回转窑和二燃室、出渣及控制系统组成；烟气处理系统由余热回收、急冷和除尘设备、酸性气体吸收组成。

其工艺流程示意图见图

工艺过程简述如下：

危险废物回转窑焚烧工艺流程示意图

3.固化法

　　固化法是将水泥、塑料、水玻璃、沥青等凝结剂同危险废物加以混合进行固化，使得污泥中所含的有害物质封闭在固化体内不被浸出，从而达到稳定化、无害化、减量化的目的。

　　固化法能降低废物的渗透性，并且能将其制成具有高应变能力的最终产品，从而使有害废物变成无害废物。

（1）水泥固化法

　　水泥固化是以水泥为固化剂将危险废物进行固化的一种处理方法。

水泥中加入适当比例的水混合会发生水化反应，产生凝结后失去流动性则逐渐硬化。

水泥固化法是用污泥（危险固体废物和水的混合物）代替水加入水泥中，使其凝结固化的方法。

　　对有害污泥进行固化时，水泥与污泥中的水分发生水化反应生成凝胶，将有害污泥微粒包容，并逐步硬化形成水泥固化体。

可以认为，这种固化体的结构主要是水泥的水化反应物。

这种方法使得有害物质被封闭在固化体内，达到稳定化、无害化的目的。

　　水泥固化法由于水泥比较便宜，并且操作设备简单，固化体强度高、长期稳定性好，对受热和风化有一定的抵抗力，因而利用价值较高。

　　水泥固化法的缺点：

水泥固化体的浸出率较高，通常为10－4~10－5g/（cm2.d），因此需作涂覆处理；由于油类、有机酸类、金属氧化物等会妨碍水泥水化反应，为保证固化质量，必须加大水泥的配比量，结果固化体的增容比较高；有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高。

（2）塑料固化法

　　将塑料作为凝结剂，使含有重金属的污泥固化而将重金属封闭来，同时又可将固化体作为农业或建筑材料加以利用。

　　塑料固化技术按所用塑料（树脂）不同可分为热塑性塑料固化和热固性塑料固化两类。

热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯树脂等，在常温下呈固态，高温时可变为熔融胶黏液体，将有害废物掺合包容其中，冷却后形成塑料固化体。

热固性塑料有脲醛树脂和不饱和聚酯等。

脲醛树脂具有使用方便、固化速度快、常温或加热固化均佳的特点，与有害废物所形成的固化体具有较好的耐水性、耐热性及耐腐蚀性。

不饱和聚酯树脂在常温下有适宜的黏度，可在常温、常压下固化成型，容易保证质量，适用于对有害废物和放射性废物的固化处理。

　　塑料固化法的特点是：

一般均可在常温下操作；为使混合物聚合凝结仅加入少量的催化剂即可；增容比和固化体的密度较小。

此法既能处理干废渣，也能处理污泥浆，并且塑性固体不可燃。

其主要缺点是塑料固化体耐老化性能差，固化体一旦破裂，污染物浸出会污染环境，因此，处置前都应有容器包装，因而增加了处理费用。

此外，在混合过程中释放的有害烟雾，污染周围环境。

　　（3）水玻璃固化法

　　水玻璃固化是以水玻璃为固化剂，无机酸类（如硫酸、硝酸、盐酸等）作为辅助剂，与有害污泥按一定的配料比进行中和与缩合脱水反应，形成凝胶体，将有害污泥包容，经凝结硬化逐步形成水玻璃固化体。

用水玻璃进行污泥的固化，其基础就是利用水玻璃的硬化、结合、包容及其吸附的性能。

　　水玻璃固化法具有工艺操作简便，原料价廉易得，处理费用低，固化体耐酸性强，抗透水性好，重金属浸出率低等特点。

但目前此法尚处于试验阶段。

　　（4）沥青固化法

　沥青固化是以沥青为固化剂与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下产生皂化反应，使危险废物均匀地包容在沥青中，形成固化体。

　　经沥青固化处理所生成的固化体空隙小、致密度高，难于被水渗透，同水泥固化体相比较，有害物质的沥滤率更低。

并且采用沥青固化，无论污泥的种类和性质如何，均可得到性能稳定的固化体。

此外，沥青固化处理后随即就能硬化，不需像水泥那样经过20~30天的养护。

但是，由于沥青的导热性不好，加热蒸发的效率不高，倘若污泥中所含水分较大，蒸发时会有起泡现象和雾沫夹带现象，容易排出废气发生污染。

对于水分含量大的污泥，在进行沥青固化之前，要通过分离脱水的方法使水分降到50%~80%左右。

再有，沥青具有可燃性，必须考虑到如果加热蒸发时沥青过热就会引起大的危险。

　　4.化学法

　　化学法是一种利用危险废物的化学性质，通过酸碱中和、氧化还原以及沉淀等方式，将有害物质转化为无害的最终产物。

　　许多危险废物是可以通过生物降解来解除毒性的，解除毒性后的废物可以被土壤和水体所接受。

目前，生物法有活性污泥法、气化池法、氧化塘法等。

放射性废液的处置

浅层渗入法

直接将中、低放废液排入地表沟槽内，借助岩土体的渗滤、吸附作用，来净化放射性废液的一种处置方法。

缺点：

具有局限性和不安全性。

深地层注入法

将液体废物注入孤立的深含水层内，使之长期被禁锢于地下。

（要求地下处置主岩厚度较大，地质构造稳定，地下水运动速率不大）在弱透水的岩层的一定深度范围（500—1000m）内的钻孔中用高压水使围岩产生裂隙，将废液与粘土、水泥和其他添加剂混合成灰浆，用高压泵注入到钻孔中，借助压力使其沿裂隙面扩散，扩展延伸至一定范围后快速固结在自身造成的岩石裂隙中，永久地固化在深部岩层中。

长期与生物隔绝，使其衰变到无害水平的安全处置目的。

深地层固化法是一种安全、经济处置中、低放废液的理想方法。

放射性固体的处置

1、地面处置

处理铀尾矿最流行方法。

在居民稀少地段，选择干涸湖塘或洼地，将铀尾矿堆放其中，最后在尾矿堆顶覆盖厚层粘土、砂砾，植树种草，降低雨水的侵蚀和尾矿砂中氡射气的向外逸散。

2、浅地层处置

广泛采用处置低放废物。

深度一般在50m以内。

任务是在废物可能堆人类造成不可接受的时间范围内（300-500年）,将废物中放射性核素限制在处置场范围，防止核素扩散。

处置工程有近地表处置和混凝土沟壕浅埋。

3、地下深处置

竖井—坑道处置：

在地质条件适宜地区，有地表打竖井到深部，然后由竖井底部打水平坑道，并将废物罐放在坑道中或由坑道底板打下去的盲井中或钻孔中。

主要用来处理高放废物。

废矿井主要用来处置低、中放废物，优点是不占用大片土地；处置成本低；可供处置废物的空间较大；处置深度大，安全性好，对生态环境无明显有害影响。

深钻孔处置：

主要对高放废物的处置，其工程原理是通过钻孔找到地下若干米处一个合适处置核废物的不渗透岩层的地质凹陷处。

竖井—坑道—大口径钻孔联合处置：

处置技术简单，成本低廉。

深岩硐处置：

主要处置高放废物，即寻求地表以下500m以下深部不透水的厚岩层，并将固化高放废物容器处置在特为之开凿的地下深岩硐内。

4、海洋处置法

海洋投弃法：

低、中放废物的海洋投弃，是将固化放射性废物容器投弃至远离陆地的公海深海区，沉入海底与陆地隔离的处置方法。

滨海基岩中暗竖井-坑道处置法：

低、中放废物的滨海处置，构建海底处置库，用竖井-水平坑道处置系统处置中、低放废物。

优点：

安全性好；不占用陆地土地；无需长途运输，且远离居民居住区。

缺点：

处置成本高；海底施工技术复杂。

海床处置法：

工程原理是将废物罐装放在海洋沉积物中。

主要是将放射性废料固化处理后，再用容器装备贮藏于海洋埋藏区。

海岛处置法

5、冰盖处置法

它可以分为三种方式：

废料容器被置放在地表贮存室中，其下的冰体逐渐融化而下沉到基岩；用锚索把废物罐悬挂在一定深度的冰盖中；把废物罐放在浅孔中，由废物自身的热把冰融化，直至废物罐沉至冰盖底部，其留下的空洞自然在封冻而使废料被隔离在冰层之下达数千年之久。

国际公约不允许，早期设想方案已废弃。

6、岩石融化处置法。

把高放和超铀废物（废液或泥浆）直接倒入地下洞穴里，液体随后蒸发，残留的核废物所产生的热引起周围岩石的熔化和核废物的分解，最后与熔浆均一混合，岩浆固结成岩，废物被岩石包容。

放射性物质处置的最新方法

1物理法

1.1吸尘法

用真空吸尘器吸除降落在物件表面上的污染物。

此法简单易行，但对固定性的核污染去除的效果较差

l.2机械擦拭法

利用特殊设计的设备对不复杂污染面进行远距离擦拭或打磨，并配备排气净化系统除去擦拭过程中产生的气溶胶。

l.3高压喷射法

利用高压喷头射出水或者蒸汽，用机械力破坏污染层，压力可高达l000kg/cm2。

也可在水或压缩空气中加入氧化铝、碳化硅、钢、玻璃等磨料，用磨料冲刷受污染表面，达到去污的目的。

但这些磨料不但会损伤设备表面，而且会造成二次污染。

l.4超声法

该法利用l8~l00kHz机械振动在固液交界面产生空化作用达到去污的目的，但受容器尺寸的限制。

2化学法

化学去污就是利用化学清洗剂溶解带有放射性核素的污腻物、油漆涂层或剥离氧化膜层，从而达到去污的目的。

所用化学药品包括无机酸类、有机酸类、氧化还原类、螯合剂类、碱类、表面活性剂以及溶剂、缓蚀剂、促进剂等。

去污效果与去污剂种类、浓度、作用时间、湿度、搅拌情况等很多因素有关。

一般多种清洗剂交替去污比单一清洗剂连续重复使用效果好。

更换去污剂时，漂洗不可少，以防止试剂相互干扰。

3电化学法

该法将去污部件作阳极，电解槽作阴极，在电流作用下污染表面层均匀溶解，污染核素进入电解液中。

此方法去污效率高，电解液可重复使用，二次废物量少，可用于结构复杂部件去污，可远距离操作，在l000~2000A/"电流下可使部件表面光滑均匀，但费用大，需严格控制操作，不能对非金属部件去污。

4物理-化学联用法

该法利用化学药剂的溶解作用加之机械力去除放射性污染物，相对单一的方法效果要好得多。

5微生物清除方法

微生物清除技术，是一种把自然存在的生物损害性行为转变为有用活动的方法。

“Tbiobacilli”是所知能使混凝土受到“微生物作用裂解”（MID）的3种细菌中的l种，在其生存过程中会制造一种腐蚀性副产品———硫酸（H2SO4），在侵蚀混凝土表面的同时能松弛污染层。

研究人员利用Tbiobacilli的这种特性，将Tbiobacilli、纤维素与一定比例的单质硫混合，然后把其产生的黄色粘凝物“H2SO4”涂在混凝土上，之后再把软化裂解的小块混凝土吸离墙壁、天花板或地板即可。

在实验中已采用此技术每年除去l0~l2mm的污染层。

缺点是速度较慢，但对某些目前还不能处理的核污染，微生物清除法还是一个很好的选择［6］。

6焚烧处理

焚烧是目前国际上广泛采用的处理可燃放射性废物的有效方法之一。

针对被核元素污染的纤维类物质、塑料、橡胶类物质、有机离子交换树脂、废有机溶剂等可燃性的废物，可采用