固体废弃物处理工程Word格式.docx

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分散性：

多数固体废物并非集中在某一个地方产生，而是散布在各个地方，在进行处理处置、资源化利用之前，首先需要收集起来，这带来了固体废物处理成本的增加，如城市生活垃圾处理成本中有60~80%的成本是垃圾收集和运输成本。

④危害性：

一些固体废物含有有害物质，如废电池、废日光灯管，含有大量重金属，据分析，1节电池会使1平方米的土地遭到污染；

还有一些固体废物含有一些病原微生物，如生活垃圾、粪便、医疗垃圾，当人体接触时，可能会感染疾病，危害健康。

二、固体废物的分类

固体废物有多种分类方法，即可按废物来源、组成、形态来进行分类，也可按废物危险性、燃烧性来进行分类。

1、按来源可分为：

工业废物、矿业废物、城市垃圾、农村垃圾、农业废物、放射性废物。

2、按化学组成可分为：

有机废物、无机废物，有机废物有食品垃圾、农业废弃物、粪便，无机废物有渣石、矿渣、粉煤灰等。

3、按形态可分为：

固体废物、泥状废物、液态废物，其中固体废物有塑料袋、玻璃瓶、报纸，泥状废物有污泥、粪便，液态废物有废油、废酸、废有机溶剂。

4、按危险性可分为：

一般固体废物、危险性固体废物。

一般固体废物有生活垃圾、建筑垃圾、工业矿渣，危险性固体废物有医疗垃圾、废有毒溶剂、放射性废物等。

5、按燃烧性可分为：

可燃废物、不可燃废物，可燃废物有废纸、废塑料、农业秸秆，不可燃废物有金属、玻璃、砖石等。

第二节国内外固体废物的现状

一、固体废物产生现状

在当今世界固体废物产生量非常巨大，如发达国家美国，在2001年，仅城市固体废物产生量就达到2.29亿吨，还不包括其他类固体废物，如建筑垃圾、农业废弃物、城市污泥、燃料渣、医疗垃圾、矿渣、加工工业废弃物等，估计这些固体废物每年产生量在70亿~100亿吨之间。

从国内情况看，根据05年环境状况公报，城市生活垃圾产生量达2亿吨，工业固体废物产生量达到13.4亿吨，固体废物产生量是相当惊人的。

与其他污染物如污水作横向对比发现，2005年污水产生量高达524.5亿吨，显然，从产生量看，固体废物年产生量远低于污水产生量，但是，固体废物是一种高浓缩态的废弃物，单位排放量所携带的污染物负荷远高于相同排放量的污水。

上海市曾做过这方面的统计：

居民人均生活污水排放量200L/d居民人均生活垃圾产生量0.8kg/d

垃圾中含食品垃圾60%，食品垃圾含水率70%

污水有机碳（TOC）浓度约100mg/L食品垃圾干固体中含有机碳47%

3倍多

人均污水有机碳负荷为20g/（人·

d）人均垃圾有机碳负荷为67g/（人·

d）

可看出，尽管居民生活垃圾产生量只有生活污水的0.4%，但通过生活垃圾排出的有机碳负荷却是通过生活污水排出的有机碳负荷的3倍多。

显然，固体废物对环境质量的危害同样显著，是环境污染控制中不可忽视的对象。

二、固体废物资源化途径

固废资源化的目的就是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源固体废物资源化的途径很多，归纳起来主要有五个方面：

1、金属回收

如从各种废弃设备上回收金属，然后加工成各种产品；

还有通过化学处理如酸处理，从废弃电路板上回收各种贵重金属。

这些金属回收方法不仅带来较高的经济效益，且能防止金属所造成的污染。

2、生产建筑材料

如用粉煤灰制砖、煤矸石制陶粒、工业矿渣生产矿渣棉等，由于生产建筑材料一般不会产生污染问题，因此生产建筑材料已成为工业废渣的重要资源化途径。

3、生产农肥

如利用生活垃圾、粪便、农业废弃物、污泥等有机废物经过堆肥处理，制成有机肥料。

但由于该肥料施用到农田中，所以必须先将废弃物中有害成分分离出去，以免污染农产品，危害人体健康。

一般来说，生产农肥是有机废弃物比较传统的资源化方法，成本较低，操作比较简单。

4、回收能源

回收能源主要有两种方法，一种是直接将可燃垃圾焚烧回收热能，如垃圾焚烧发电、垃圾焚烧供暖，这种方法一般投资较高，操作较复杂；

还有一种是利用有机废弃物厌氧发酵生产可燃性沼气，如填埋场回收沼气发电、农村建沼气池洗澡做饭。

5、取代某种工业原料

目前在一些工业领域，废物回收利用率已达到相当高的比例，如造纸厂用废纸替代部分造纸原料生产纸张，玻璃厂用废玻璃替代石英砂生产玻璃，很好地体现了循环经济理念。

三、固体废物处理处置方法

1、固体废物处理方法

固体废物处理是指将固体废物转变成适于运输、利用、贮存或最终处置的过程。

处理方法主要有物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理。

（1）物理处理：

主要是通过浓缩或者相变化来改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。

物理处理方法主要有压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取等方法，压实主要通过压实机实现，破碎分机械能破碎和非机械能破碎，机械能破碎通过破碎机械实现，非机械能破碎通过电能、热能实现，分选主要有筛选、重力分选、磁力分选等。

（2）化学处理：

是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。

化学处理方法有氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。

化学处理方法针对的主要是重金属污染，如将六价铬（Cr6+）还原成三价铬（Cr3+），五价砷（As5+）还原成三价砷（As3+），通过硫化钠将重金属生成硫化物沉淀，从而消除重金属污染。

（3）生物处理：

是利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用。

生物处理方法主要有好氧堆肥、厌氧发酵和兼性厌氧处理。

其中好氧堆肥工艺有露天条垛式堆肥法、静态强制通风堆肥法和动态密闭型堆肥法，最简单的是条垛式堆肥，最复杂的是动态密闭型堆肥

（4）热处理：

是通过高温来破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。

热处理方法主要有焚烧、热解、湿式氧化等。

在工业化生产中，焚烧采用的比较多。

（5）固化处理：

是采用固化基材如水泥将废物固定或包埋起来以降低其对环境的危害，以便能较安全地运输和处置的一种处理过程。

固化处理的对象主要是有害废物和放射性废物。

2、固体废物处置方法

固体废物处置是固体废物污染控制的末端环节，目的是解决固体废物的归宿问题，主要是指最终处置或者安全处置。

固体废物处置方法主要有陆地处置和海洋处置两类，其中陆地处置有土地耕作、堆存法、土地填埋以及深井灌注，海洋处置有深海投弃和海上焚烧。

（1）土地耕作：

是指将固体废物分散在现有耕地中，通过生物降解、植物吸收以及风化作用来消除固体废物污染。

（2）堆存法：

主要有两种，一种是土地堆存，一种是筑坝堆存。

土地堆存，主要处置对象是不溶解、不扬尘、不腐烂变质的固体废物，堆存场一般设在山沟、山谷或坑洼地。

筑坝堆存，主要处置的对象是湿排灰，如粉煤灰、尾矿粉等，贮存场一般设在输送方便、使用年限长的山谷中。

（3）土地填埋：

就是在陆地上选择合适的天然场所或者由人工改造出合适的场所，把固体废物用土层覆盖起来的技术。

如填埋场。

（4）深井灌注：

是将固体废物液化，用强制性措施注入与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性岩层中，从而达到固体废物的最终处置。

（5）深海投弃：

就是利用船舶、航空器、平台及其它载运工具，向海洋倾倒废物的行为。

（6）海上焚烧：

是指以高温破坏有毒有害废物为目的，而在远离人群的海洋焚烧设施上有意焚烧废物的行为。

第三节固体废物对环境的危害

一、固体废物的污染途径

固体废物污染途径主要有以下几条：

①

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

②

③

释放到空气的污染物

④

⑤

二、固体废物的危害

固体废物的危害主要表现在以下六个方面：

1、侵占土地：

据估算，每堆积1万t废物，约占地1亩，截止1994年，我国工业固体废物堆积量就达到66亿多吨，占地90多万亩。

2、污染土壤

废物在堆放过程中，其中的有害成分容易经过风化雨淋随地表径流渗入土壤中，会杀死土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致寸草不生。

如：

20世纪80年代，内蒙古包头市的某尾矿堆积如山，造成坝下游的大片土地被污染，使一个乡的居民被迫搬迁。

3、污染水体

①固体废物随天然降水和地表径流进入江河湖泊，或者随风飘入水体使地表水污染；

②随渗沥水进入土壤使地下水污染；

③直接排入河流湖泊或海洋造成更大的水体污染。

如美国的胡克化学公司在纽约州的lovecanal废河谷填埋了2800多吨桶装有害固体废物，25年后，因大雨和融化的雪水造成有害固体废物外溢，使该地区井水变臭，婴儿畸形，居民得怪病。

4、污染空气

①一些有机固体废物在适宜的温度、湿度下会被微生物分解，释放有毒气体；

②还有一些细粒状的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风漂逸，造成大气的粉尘污染；

③另外，固体废物在运输和处理过程中，会产生有害气体和粉尘；

④煤矸石自燃会散发有害气体，这些都会造成大气污染。

5、影响环境卫生

对我国300个城市进行了统计，结果发现，城市垃圾清运量仅占产生量的40~50%，无害化处理率只有1.6%，98%以上的垃圾、粪便未经无害化处理进入环境，已经影响到人们的居住环境，导致病原菌繁殖，对人们健康构成了潜在的威胁。

6、其他危害

是指某些特殊的有害固体废物可能会造成燃烧、爆炸、接触中毒、严重腐蚀等特殊危害。

第四节固体废物管理的目标与基本原则

一、管理思想演变过程

固体废物的管理思想是随着人们对固体废物和资源环境问题的认识深入以及技术的进步而不断演化的。

1、消纳思想

人类早期的固体废物管理思想是消纳思想，管理的目的是为固体废物找到一个适当的、可实现空间隔离的场所，管理目标是固体废物的清运率。

管理的手段与技术是设置收集设施，及时地外运收集到的废物，并在远离人群聚居地的场所进行堆放。

因当时的固体废物组成主要是动植物残余及各种灰渣，属于自然生态体系可以分解转化的有机物及对自然环境影响十分有限的惰性物质；

且产生量有限，使得消纳在当时具有现实可行性。

一般采取将固体废物分散到农田中或者堆放在远离城市的坑洼地集中处置。

然而，随着人类生产方式与生活方式的改变，固体废物的组成和数量发生了变化，使废物不再与自然生态环境相容。

首先工业制成品日益增多，它们的残余物被丢弃到废物中，而这些物质不可能在自然生态体系中被有效地分解，会积累在农田中，破坏了土壤结构，使还田所具有的有利生态作用转化为对农田生态体系的破坏；

其次，随着城市规模的扩大，城市固体废物的产生量迅速增加，集中处置的空间成为严重的污染释放源。

因此，导致消纳思想出现危机。

这时，由消纳思想引导的固体废物管理求助于对处置技术的革新。

在固体废物处置之前引入焚烧和堆肥化处理过程，焚烧不仅能分解和减量合成化学品，而且还能高温消除固体废物衍生的卫生问题；

垃圾堆肥化，可以部分地解决大量原生垃圾直接还田对土壤生态体系的危害。

处置技术由简易堆放改进为卫生填埋，也部分地解决了集中堆放处置所带来的环境污染问题。

2、“三化”原则的管理思想

“三化”原则指的是无害化、减量化与资源化，由“消纳”思想引导下的废物管理体系中出现问题最多的是管理体系的处置部分，因而刺激了处置技术方面一系列的新技术的发展。

通过对这些新技术的技术特征和应用特征进行总结，确立了固体废物管理的无害化、减量化和资源化原则。

（1）无害化原则

在环境保护、污染控制的总体社会要求下，固体废物的管理必须达到尽可能完善。

废物管理的环境污染控制要求首先针对的是处理处置系统，因此，处理处置必须达到对环境无害的要求，也就是无害化原则。

（2）减量化原则

由于固体废物产生量增加，以及整个社会对土地利用强度的增加，容纳固体废物的空间日益紧张，同时社会环境意识的提高，很少有人愿意将固体废物处理处置设施建在自家附近，从而导致即使已达到无害化水平的处理处置设施也很难进行选址和建设，（如我毕业前做的太湖污染控制重大专项中的太湖农村生活垃圾处理与资源化课题，要对分离出的有机垃圾进行堆肥处理，在选择堆肥示范厂厂址时，就遇到许多问题，因示范基地位于经济发达的长三角地区，土地开发利用程度非常高，几乎无地可用，仅因为选址就考察了许多地方，当厂址总算确定下来了，施工单位开始进厂施工，附近居住的村民又出来抗议了，导致停止施工，重新选址，造成损失数万元）。

因此，固体废物管理必须能使废物减量，以缓解相关的管理矛盾，从而产生了减量化原则。

（3）资源化原则

20世纪末人类发展出现三大危机，有人口爆炸、资源耗竭和环境污染，使人们对环境问题有了新的认识。

固体废物中可再生利用的物质增多（如塑料、纸张、金属、玻璃等）；

长期以来城市生活垃圾作为土壤肥料的事实；

焚烧固体废物的热量可用于供热或者发电；

填埋场排出的填埋气体可用作燃料；

使人们对固体废物的可资源化前景更加乐观。

同时，固体废物处理处置技术日益复杂带来经济、资源方面的巨大压力，如卫生填埋的投资成本是传统填埋的5倍，运行成本是传统填埋的3倍，这些现实使资源化原则得以确立。

（4）“三化”原则对固体废物处理处置技术的影响

对城市生活垃圾来说，

①从无害化方面来看

卫生填埋采取了基础防渗（使填埋垃圾产生的污染物不能通过渗沥水污染地下水），压实覆盖（垃圾填埋后分层压实并进行有效地隔水、闭气覆盖，使流经废物层的水污染减量，产生的填埋气体能收集导排），以及雨污分流、渗沥水处理等。

从而实现填埋污染控制。

焚烧通过完善燃烧条件来提高废物的燃尽率，通过气体净化来去除燃烧尾气中的有害气体成分如二氧化硫、氮氧化物以及二恶英等，使污染得到控制。

堆肥化建立了堆肥化的工艺参数与产物卫生指标间的关系，通过高温发酵使堆肥制品完全达到杀灭致病菌的要求，能以卫生安全的方式重新进入土壤被利用。

②从减量化方面来看

焚烧使垃圾减容（体积）达90%以上，减重80%。

填埋通过压实机械对垃圾分层压实实现减容目的。

堆肥通过微生物发酵排放二氧化碳和水蒸气来达到减量目的。

减量达40~50%。

③从资源化方面来看

焚烧热能回收发电；

堆肥化制品用于农作物生产；

填埋气体作为能源利用；

以及垃圾经蚯蚓处理生产蚯蚓和蚓粪，固体废物高压成形制垃圾砖，固体废物热解制能源等。

这些都是已投入生产的资源化方法。

对工业固体废物来说

首先考虑将危险的工业固体废物进行分流处理，同时，根据对工业危险废物进行无害化处理处置的要求，发展了可燃危险固体废物的高温焚烧处理技术，以及非可燃危险固体废物的安全填埋处置技术。

主要是在工业生产中采取清洁生产措施，减少工业固体废物排放量。

一般工业固体废物中的各种燃料渣、冶炼渣通过制建材加以利用。

从上面所讲可看出，“三化”原则的管理思想的确带来了固体废物处理处置技术的发展，但是，由于“三化”原则的管理思想是一种“末端处理”的思想原则，单纯从固体废物处理处置技术方面努力，在达到资源化与减量化方面的成效较为有限，同时，使处理处置技术越发复杂化，处理处置的经济与资源成本迅速提高，因此，需要寻求新的管理思想。

3、全过程管理思想

随着管理实践的发展，固体废物管理的“三化”原则得到重新认识。

“减量化”不仅在处理处置阶段对已产生的固体废物进行减量，而且延伸到对产生源头的控制与管理，通过控制生产工艺、产品设计和销售过程，从源头减少固体废物的产生。

“资源化”不仅是处理与利用过程中通过狭义的工程技术手段来实现，而且从产生点的贮存、收运阶段开始进行，如设计可回用产品、源分离收集。

“无害化”不仅是处理处置过程的任务，更加强调前端无害化，如通过源分流收集对有害垃圾进行分类管理，生产过程中减少毒害物质使用量。

从而使固体废物管理思想从末端管理过渡到对固体废物进行全过程管理，即对固体废物的产生、收集、运输、利用、贮存、处理和处置的全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治。

二、管理原则

全过程固体废物管理应遵循的原则：

1、产生源控制优先

产生源控制的范围有生产环节、销售环节及消费环节，对于生产环节，设计生产使用寿命更长的产品，产品中不含对环境有害的物质，产品设计中考虑使用后能便于资源化再利用，另外，产品使用的物耗与能耗低。

对于产品销售环节，主要考虑不对商品过度包装，鼓励消费者返还商品包装物以便在生产、销售中回用，提供便捷、长期的产品售后服务，以延长产品寿命，实施含毒害物商品的残余物抵押销售。

对于消费环节，限制奢侈性消费行为，倡导绿色消费习惯，积极参与废品回收交售等家庭资源化活动。

2、完善资源化体系

完善资源化体系的固体废物管理原则，首先是资源化过程的优先次序原则，应按回用或加工后再用、再生利用、转化利用、废物焚烧热能利用的优先次序进行资源化过程的选择。

其次是产生源启动原则，就是从产生源启动资源化过程，以分类收集来提高原料的纯净性（品位），这是提高资源化过程可行性的根本途径。

第三是市场扶持原则，资源化过程的最终实现，就是将产品销售出去，因此，资源化产品必须在与一次原料的竞争中赢得市场，或开拓出非传统的市场（如堆肥化制品的销售），而纯粹的自由市场行为不能体现资源化产品使用所具有的生态效应，所以，需对相关市场采用政府干预，对资源化产品进行市场扶持。

3、有害废物的分流管理

有害废物最好的管理方法是从产生源分流开始管理。

主要的管理实施手段中法规化管理最为有效。

4、最终处置无遗漏

最终处置是人工所能干预和控制的最后一环，因此，最终处置须覆盖所有的废物流，即最终处置不能有遗漏，以免废物给环境带来影响。

三、管理目标

固体废物管理是可持续环境管理的组成部分，其管理的根本目标是，实现人类物质利用过程的生态化，减少人类物质利用过程对自然生态圈的净正熵流贡献率，固体废物管理的具体目标有：

1、减少物质利用过程的原材料需求；

2、减少物质利用过程向自然环境输出的废物流量，同时应使废物组成特性尽可能达到与自然生态过程相容；

3、对进入自然环境的废物设置物流交换隔离屏障，避免废物对环境生态的直接冲击与破坏。

第五节全过程固体废物管理

一、固体废物管理的边界

一个产品从加工到进入流通领域要经历各个环节，从原材料开始，首先是加工生产环节，然后是销售环节，最后是消费环节。

全过程固废管理涉及各个环节，在加工生产环节，涉及材料回收与利用、产品的设计，在销售环节，涉及销售包装、含有害物质商品销售以及商业废物贮存与投弃，在消费环节，涉及消费偏好、生活废物贮存与投弃。

二、全过程固体废物管理的策略框架

全过程固体废物管理涉及产品设计与生产环节、销售环节、消费环节、废物贮存与投弃环节以及废物处理环节，在各个管理环节采取了相应的管理策略。

如产品设计与生产环节采取的管理策略有

废物处理处置环节

土地再利用（如将封场后的垃圾填埋场转化为公园使用）

土地复原（如将一些因为制砖,采矿形成的坑,低洼地用垃圾填埋后修复成土地）

污染物隔离控制（如卫生填埋,安全填埋）

转化残渣利用（如焚烧灰渣制建材,沼渣制有机肥）

回收衍生热能（如焚烧回收热能）

废物稳定化、有害物质固定化（如固化基料将有害物质固定,避免向环境释放污染物）

转化减量化（如垃圾焚烧减少最终处置量）

能源回收（如厌氧消化制沼气作为燃料能源）

物料转化利用（如食品垃圾通过微生物作用制成堆肥使用）

材料再生利用（如废塑料通过加工成塑料颗粒后再利用）

废物加工再用（如玻璃瓶经简单清洗后再用）

密闭运输、无污染运输（减少运输过程中对周围环境的影响）

废物分类运输（不同类垃圾分别送到废品回收中心,垃圾资源化厂,填埋场）

分离可再资源化物质（由垃圾收集人员,拾荒者来完成）

计量收取废物管理费用（按量收费,这样人们会尽量减少垃圾产生量）

宣传减废的生活方式

社区、消费场所定点回收、投弃

出售可回收商品

分类投弃垃圾（垃圾分类收集）（如干湿分类收集,有害垃圾分流收集,便于资源化）

含毒害物商品的返回（抵押回购等）（如商店对有害电池的回收）

可直接回用商品的使用后返还（生产者再用）（如啤酒瓶抵押返还）

有计划地购买（不要过量购买,这里我谈一下国内请客吃饭讲排场问题）

购买标示了包装可回收的商品

购买使用寿命长的商品（减少一次性商品使用量,如一次性碗筷）

提供高质量的售后服务（耐用商品）（以延长商品使用期）

回收销售包装物（如啤酒瓶的回收）

含有害物质商品抵押销售（如销售电池时收取一定的押金）

使用可循环利用的包装物（如用纸质包装代替合成塑料膜包装）

优化包装（减少包装物使用量）（如水泥由小包装转为罐装,避免产生包装物）

设计使用寿命长的产品（如家用电器生产时考虑使用年限）

设计易于再利用的产品（如啤酒厂使用的玻璃瓶）

压缩运输、减少运输能耗（因为垃圾属于低容重物料,通过压缩提高容重进而提高运输效率）

标示原材料的成分（尤其是毒害性物质成分）（如电池上标明有害成分,便于分类管理）

使用可再利用的材料（如制衣厂使用棉质布料,不使用化纤布料;

垃圾桶采用塑料不采用玻璃钢）

使用不含有害物质的材料（如温度计生产中,将红墨水代替水银）

使用较少的原材料（如PVC管道加工,通过改进工艺,减少壁厚,将来废物量会大大减少）

销售与服务

最终处置

转化处理

资源化转化

运输

收集

废物贮存与投弃

消费

销售环节

包装、运输

管理策略

产品设计与生产

管理环节

三、全过程固体废物管理的实施框架

全过程固体废物管理实施框架包括实施计划环节和实施的主要行动,其中实施计划环节依次有：