环境保护概论：第5章固体废物的处理和利用ppt课件.ppt

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1、有这样一个地方，他的春天失去了生机，四季黯然失色虽然你没到过这个地方，但是，你会发现这样地方是这样的熟悉,这里有垃圾，这里有春天。 谁会坚持得更长？,羊儿已经默默地离去，这里没有了食物。长颈鹿来了或许能够坚持一会儿？,我能想像你枝繁叶茂的情形，因为我见过；人类的后代有没有这样的想像力？,鱼儿去哪里了？,这是最后一片绿叶吗？,我想要最后一滴纯净的自然水，你能够提供么？,现在和小草争夺地盘，下一步的目标是否是远方的乔木？,还能流多久？,让春天多些绿色少些白色吧！,春天没有屈服。,我们周围的空气什么时候会清新？我们什么时间能够见到蓝天？,断流的老哈河已经没有了泪水,山何时绿？水何时蓝？,春天了，河流

2、的边上都是黄沙。我们还期待其他地方的绿色么？,除了乔木，还有什么能够幸免？,五彩的纱巾已经是北方人又一道无奈的风景。,环境保护概论第五章 固体废物的处理和利用,安徽理工大学经济与管理学院,主要内容,第一节 概述第二节 固体废物的处理方法第三节 工业固体废物的处理和利用第四节 城市垃圾的利用与治理,指具有腐蚀性、毒性、反应性、感染性的固体废物。,第一节 概述,一、基本概念,人类在生产过程和社会生活中产生的不再需要或“没有利用价值”而被遗弃的固体或半固体物质。,固体废物,危险固体废物,放错地点的原料,将无法回收利用且不打算回收的固体废物长期地保留在环境中所采取的技术措施。,第一节 概述,一、基本概

3、念,将固体废物转化为适于运输、贮存、利用和处置的过程或操作。,固体废物处理,固体废物处置,二、固体废物的分类,固体废物,一般废物,矿业,工业,农业,生活,环境工程,废石尾矿,废渣废屑,秸秆畜便,垃圾粪便,污泥粉尘,危险废物,具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应、放射性、感染性的固体、半固体及容器盛装的废气、废液,二、固体废物的分类,按化学组成分,有机废物,无机废物,按其危害状况分,一般废物,危险废物,具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、感染性的固体、半固体，约占一般固体废物量的1.5-2.0%,二、固体废物的分类,按其来源分,工业固体废物,农业固体废物,秸秆、畜便,废石、尾矿,放射性固体废物,

4、生活垃圾、商业垃圾、城建渣土、粪便,废渣、粉尘、碎屑、污泥,矿物固体废物,放射性固体废物,城市固体废物,工业固体废物,冶金固体废物,燃料灰渣,化学工业固体废物,石油工业固体废物,粮油食品固体废物,其他固体废物,是指工业生产过程中和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等，主要包括:,城市固体废物,生活垃圾,城建渣土,商业固体废物,粪便,炊厨废物废电器制品废塑料制品废交通工具家用什具等,是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程中产生的固体废物，主要包括以下几类：,废砖瓦、碎石、渣土等,废纸、各种废旧的包装材料、丢弃的主副食品,北京昌平:垃圾污染八年没人管,村西成堆的垃圾,崂山脚下

5、 的“垃圾村” 西韩村,西韩小学门前,崂山脚下 的“垃圾村” 西韩村,西韩河在呻吟,崂山脚下 的“垃圾村” 西韩村,无奈的村民,崂山脚下 的“垃圾村” 西韩村,二、固体废物的分类,我国目前趋向于将固废分为四类：城市生活垃圾一般工业固体废物指不具有毒性和有害性的工业固体废弃物。有害固体废物其它固体废物,三、固体废物的危害,一、固体废物对环境的危害,侵占土地，损伤地表 污染土壤、水体和大气 影响环境卫生,二、固体废物对人体健康的危害,传播疾病危险废物的特殊性质（易燃性、腐蚀性、毒性）,猜猜看,1、一节1号有汞电池烂在地里，能使多少平方米的土地完全失去农业利用价值 A 1平方米；B 2平方米,2、一

6、粒纽扣电池可以使多少吨水无法饮用 A 500吨；B 600吨,3、对自然环境威胁最大的5种物质，电池里就包含了几种 A 3；B 4,4、环保电池就是不含什么或其含量极低的电池 A 铅；B 汞,5、下列哪种电池实现了对环境的零污染 A镍镉电池；B镍氢电池,6、21世纪增长最快的垃圾 A电子垃圾；B工业垃圾,四、固体废弃物污染控制,固体废弃物污染的特点：呆滞性大扩散性小是许多污染成份的终极状态主要从两方面着手：防治固体废弃物污染综合利用废物资源,四、固体废弃物污染控制,主要控制措施：改革生产工艺采用无废或者少废技术采用精料提高产品质量和使用寿命发展物质循环利用工艺进行综合利用进行无害化处理与处置,

7、典型的固体废物处理工艺流程,固体废物,分 类,资源化利用,灰渣处理,无害化堆埋,主要分离出金属、纸类、塑料、玻璃等,焚烧发电供电供热、生产有机复合肥、沼气、饲料等,建材生产、公路路基土等,垃圾堆埋后，表面覆土绿化,第二节 固体废物的处理方法,按处理目的分,预处理,资源化处理,最终处置,压实破碎分选等,焚烧、热解、湿式氧化、好氧堆肥、厌氧 发酵沼气化等,陆地填埋海洋处置,第二节 固体废物的处理方法,按处理原理分,物理处理,化学处理,生物处置,压实破碎分选沉淀过滤等,焚烧热解等,好氧分解厌氧分解等,1、预处理,将固体废物转变成便于运输、贮存、回收利用和处置的形态。,（1）压实技术,利用外界压力作用

8、于固体废物，达到增大比重、减小表观体积的目的，以便于降低运输成本、延长填埋厂寿命的预处理技术。,固体废物,再涂上沥青层,边长为1m的固化块,外面用金属网捆包,（2）、破碎技术,使用外力把大块固体废物分裂成小块的过程。,破碎的目的：,减小固体废物容积、便于运输；为固体废物分选提供所要求的入选粒度；使固体废物比表面积增加，提高焚烧、热解等的热效率；防止粗大、锋利的固体废物对处理设备的损坏；可以加快填埋处置场的早期稳定化。,（3）、分选技术,用人工或机械的方法把固体废物分门别类地分开来，回收利用有用物质、分离出不利于后续处理工艺的物料的处理方法。根据物质的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性

9、以及表面润湿性的不同进行分选，可分为：筛选重力分选磁力分选电力分选光电分选摩擦及弹性分选浮选,分选是实现固废资源化、减量化的重要手段,（3）、分选技术-筛分,筛分基本原理利用筛子将物料中小于筛孔径的细粒物料透过筛面，而大于筛孔径的粗粒物留在筛面上，完成粗、细物料分离的过程。,（3）、分选技术-重力分选,重力分选的原理是根据固体废弃物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒层产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度分选的过程。重力分选的分类重介质分选跳汰分选风力分选摇床分选,（4）、脱水和干燥,脱水主要用于废水处理厂排出的污泥及某些工业企业排出的泥浆状废物

10、的处理。,脱水包括：真空过滤机、离心式脱水机自然干化脱水,2、资源化处理,利用高温破坏和改变固体废物的组成和结构，使废物中的有机有害物质得到分解或转化的处理，是实现有机固废无害化、减量化、资源化的一种有效方法。,(1)热化学处理,2、资源化处理,是对固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。,(a)焚烧,可回收利用固体废物燃烧产生的热能；大幅度减少固体废物的体积（可减少80-90%）；彻底消除有害细菌和病毒；破坏有毒废物,焚烧的优点：,2、资源化处理,(a)焚烧,只能处理含可燃物成分高的固体废物；容易造成二次污染,焚烧的缺点：,用于处理那些不适于安全填埋或不可再循环利用的有害废物：,医院废弃物

11、难以生物降解的、易挥发和扩散的、含有重金属及其他 有害成分的有机物等,2、资源化处理,在高温缺氧的条件下将有机物裂解为分子量较小的组分的过程。,(b)热解,气态产物：氢、甲烷、碳氢化合物、一氧化碳液态产物：焦油、燃料油、醋酸、乙醛、丙酮等固态产物：碳,裂解产物,2、资源化处理,可用于城市垃圾、污泥、工业废料、农林废料、人畜粪便等的处理,(b)热解,将废物中的有机物转化为便于贮存和运输的有用燃料尾气排放量和残渣量较少是一种低污染的处理与资源化技术,热解的优点：,2、资源化处理,在有水存在和适当的温度及压力下将有机物快速氧化，生成二氧化碳、水、无机盐等。,(c)湿式氧化,能有效处理污泥或高浓度有机

12、废水而不需要预脱水；不产生粉尘和煤烟；灭毒除毒比较彻底；反应时间短,优点：,设备费用和运转费用高,缺点：,2、资源化处理,利用微生物对有机固体废物的分解作用，使有机固体废物转化为能源、食品、饲料、肥料，是固体废物资源化处理的有效而又经济的方法。,(2)生物处理,2、资源化处理,依靠自然界广泛分布的细菌、真菌等，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程。,(a)堆肥化处理,好氧堆肥：露天堆肥、快速堆肥厌氧堆肥：周期长，10个月以上,我国已应用该技术处理城市生活垃圾,2、资源化处理,利用厌氧微生物将废物中可降解的有机物分解为稳定的无害物质，同时获得以甲烷为主的沼气。,b. 厌氧消化

13、法-沼气化处理,城市污水处理后排放的污泥、农业固体废物、粪便处理中得到广泛应用。,北京市第一座具有先进技术水平的医疗废物集中处理厂- 南宫医疗废物处理厂,3、最终处置,通过多重屏障（如天然屏障或者人工屏障）实现有害物质同生物圈的有效隔离。,处置方法的分类,处置方法,海洋处置,陆地处置,海洋倾倒,远洋焚烧,3、最终处置,利用海洋对固体废物进行处置的方法，已受到越来越多的限制。,(1)海洋处置,(a)海洋倾倒:利用海洋的巨大容量，将废物直接投入海洋的处置方法。,(b)远洋焚烧:利用焚烧船将固体废物运至远洋处置区进行船上焚烧的处置方法。,海洋倾倒和远洋焚烧只允许在规定的海域进行,3、最终处置,根据废

14、物的种类及其处置的地层位置（地上、地表、地下和地层），陆地处置可分为：土地耕作深井灌注土地填埋（卫生土地填埋和安全地填埋）,(2)陆地处置方法及分类,3、最终处置,利用表层土壤的离子交换、吸附、微生物降解等综合作用机制处置工业固体废物的一种方法。,陆地处置,(a)土地耕作处置,主要用于处置含盐量低、不含毒物、可生物降解的有机固体废物。,3、最终处置,把液状废物注入到地下的与饮用水和矿脉层隔开的可渗性岩层内。,陆地处置,(b)深井灌注处置,主要用于处置难于被破坏、转化、不能用其他方法处置或采用其他方法时费用昂贵的废物。,3、最终处置,利用坑洼地（废矿坑、废粘土坑、废采石场等）填埋固体废物的一种方

15、法。,陆地处置,(c)土地填埋处置,适于处置多种类型的废物，填埋后的土地可重新用做停车处、游乐场、高尔夫球场等，目前已成为处置固体废物的主要方法。,问题,填埋地点越来越少；填埋垃圾中的有毒物质会污染地下水,垃圾填埋场HDPE土工膜焊接施工现场,垃圾填埋场HDPE土工膜焊接和塑料渗滤管网,六十万平方米生活垃圾填埋场全景照片,固体废弃物垃圾填埋场照片,北京六里屯垃圾填埋场简介,六里屯垃圾场的由来六里屯垃圾场的现状六里屯垃圾场的未来垃圾处理的现状,六里屯垃圾场的由来,市政管委的统计数字显示，北京市目前日产垃圾8800吨，并以每年8的速度递增。这些垃圾相当于两座景山的体积。为了清运和处理这些垃圾，市政

16、府每年要耗去68个亿。2002年，全市环卫系统清运生活垃圾321万吨。,六里屯垃圾场的由来,（1999年）9月25日 六里屯垃圾卫生填埋场一期工程顺利完工。六里屯垃圾卫生填埋场一期工程投资2亿元，日处理垃圾能力1500吨，设计使用18年，是目前全市最大的垃圾处理场。它的顺利完工并投入使用，基本上解决了海淀区垃圾消纳难的问题。,六里屯垃圾场的由来,北京六里屯垃圾填埋厂二期开建(2001-06-26）深圳良业达实业有限公司和北京中联环工程股份有限公司联合中标，将承担北京六里屯垃圾卫生填埋场二期工程高密度聚乙烯防渗膜供货及施工项目。该工程为海淀区重点工程，一、二期工程总占地面积46.53公顷，其中填

17、埋区34.53公顷，设计总容积1120万立方米。,六里屯垃圾场的现状,六里屯垃圾卫生填埋场位于北京市海淀区永丰乡。距永丰屯村南侧约2公里，距海淀镇大约12公里，与海淀区五路居垃圾转运站相距25公里。六里屯垃圾卫生填埋场场区分填埋区和生活区两个部分。生活区建筑面积为1600平方米，包括综合楼、食堂、浴室、机修车间等。填埋区占地面积为357900平方米。,六里屯垃圾场的现状,垃圾填埋区底部及侧壁全部采用高密度聚乙烯膜，厚度2mm。防渗膜下面为地下水导排系统，中间有0.7米粘土相隔。渗沥液经收集管收集后由渗沥液提升泵房送到场内的污水处理厂，达标排放。在填埋堆体上设置沼气收集管，沼气经收集管导出后，排

18、入大气。下一步正在准备回收利用。填埋场设立环境监测系统，监测渗沥液和沼气及周围环境中的地表水、大气、土壤及地下水的污染状况。,六里屯垃圾场的现状,六里屯垃圾卫生填埋场的垃圾填埋在原有取土坑的基础上进行，（坑深28.7米），当垃圾堆体出地面后，采用1:3的坡度进行填埋。地面以上设计填埋高度为20米，总填埋容量1245万立方米，设计使用寿命18年，日处理量为1500吨。,六里屯垃圾场的工艺流程,六里屯垃圾卫生填埋场表面覆土摘自：http:/,北京六里屯垃圾填埋场渗滤液处理设施,北京六里屯垃圾填埋场单元铺防渗膜,北京市垃圾处理,建设项目包括：垃圾填埋场3座，综合处理厂7座，焚烧厂3座，转运站2座。具

19、体建设计划是：2003年建成门头沟焦家坡垃圾卫生填埋场；2005年前建成丰台垃圾处理厂、阿苏卫、董村、朝阳、海淀、房山、怀柔7座垃圾综合处理厂和大屯、石景山2座垃圾转运站；2008年前建成安定二期、大杜社2座垃圾卫生填埋场和朝阳、南宫、海淀3座垃圾焚烧厂。,京西10万人饮用水源疑遭垃圾污染,在垃圾填埋坑内，挖掘机在深达7米的渗滤液旁作业,“焦家坡垃圾场毕竟是一家正规的垃圾场，而且它的污染情况在全北京市决不是最严重的。”,渗滤池中的水位几乎与池壁齐高，抽出的渗滤液去向不明,排雨水的管道下方已挖出一个约5米见方的坑，用来盛污水,科特迪瓦毒垃圾污染引发骚乱 科政府宣布辞职2006年09月16日13:

20、19,一家荷兰公司日前通过代理公司在科特迪瓦经济首都阿比让居民区倾倒了数百吨有毒工业垃圾，造成至少7人死亡，约3万人前往医院就诊。毒垃圾事件引起阿比让居民的愤怒和恐慌。怒不可遏的抗议者15日将运输国务部长打成重伤，并且焚烧了阿比让港务局局长的住宅。,用作建筑材料用作冶炼金属的原料 回收能源 用作农肥、改良土壤,第三节 工业固体废物的处理和利用,一、一般工矿业固体废物的综合利用,特点：数量大，具有再利用的良好性能国外：工矿业固体废物不再是环境污染国内：综合利用率低,1、综合利用现状,2、综合利用途径,处理方法,物理处理,化学处理,生物处理,固化法,焚烧法,安全填埋,处置技术,二、危险固体废物的处

21、理和处置,物理法,磁选干燥蒸馏蒸发萃取吸附冷冻,生物法,生物降解生物吸附,化学法,中和沉淀氧化还原水解,二、危险固体废物的处理和处置,固化法,通过物理-化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性基材中的无害化处理过程。,水泥固化法 塑料固化法 水玻璃固化法 沥青固化法,二、危险固体废物的处理和处置,第四节 城市垃圾的利用与治理,一、我国城市垃圾处理现状,城市垃圾产量大（2亿吨/年）每年还以10%的速度递增,历年垃圾的存量已达到66亿t,全国2 /3的城市陷入垃圾的重围，堆占耕地5亿2,直接经济损失达80亿元人民币。处理水平较低处理率低（60%），二次污染现象严重处理的垃圾中，70%以上为填埋，约2

22、0%为高温堆肥，焚烧量甚微。垃圾分类收集工作起步晚,一、我国城市垃圾处理现状,北京市垃圾处理现状2001年开始积极推行垃圾分类收集2002年生活垃圾无害化处理率862005年生活垃圾无害化处理率94%2005年，垃圾产生量以每年大约12-15%的速度增长。到2008年，北京市生活垃圾日产生量将达到1.2万吨，年产生量约438万吨。预计今后每年将新增垃圾分类小区、大厦、工业区200至300个，每年可减少垃圾量约4.4万吨。,第四节 城市垃圾的利用与治理,二、城市垃圾的资源化处理,1、物资回收,废纸40%、金属3-5%、食物25-50%、塑料1-2%、织物4-6%、玻璃4%，大约80%的垃圾为潜在

23、的资源。,垃圾分类收集,垃圾分选技术,简单回收,垃圾分选,作用：有利于垃圾的回收利用，降低处理成本,回收对象：废纸、塑料、玻璃、金属和布料,垃圾的分类收集（香港的分类垃圾筒 ）,北京街头的垃圾分类收集,分拣纸类流水线,分拣塑料流水线,北京市生活垃圾处理率:,北京市垃圾处理状况,北京市垃圾处理状况,北京市人均日产生活垃圾0.82公斤，全市日产垃圾1.2万吨。,北京市垃圾无害化处理2006年要达到96%，2007年达到 97%，2008年达到98%。,目前北京市城八区的大部分地区和郊区卫星城镇基本上形成了较为完备的垃圾处理管理系统，全市正规化、无害化垃圾处理场有18处，其中有4座大型垃圾转运站，9

24、座大型卫生填埋场，3座垃圾堆肥厂，2座垃圾焚烧厂，日处理能力为8800吨。生活垃圾资源化率为10%。,北京市垃圾处理状况,北京市还将再建1座垃圾焚烧场、2座垃圾填埋场和7座垃圾综合处理场，以保证垃圾无害化处理目标的实现。,图为北京东四某社区的清洁工将居民的厨余垃圾投入生物垃圾处理机,焚烧热分解,2、能源回收,各国焚烧法处理垃圾比例,北京高安屯垃圾焚烧厂是全市第一个垃圾焚烧处理项目，位于北京市朝阳区楼梓庄乡、朝阳区垃圾无害化处理中心内，是在原垃圾堆肥场的基础上兴建的，可利用原有的垃圾运输渠道，垃圾来源有保证。2004年12月18日开工，预计2007年初投入使用。该项目是北京市重点工程项目，建成后

25、将为北京2008年奥运会提供市政及环保基础设施配套服务。,北京高安屯垃圾焚烧厂,该项目采用BOO（Build Own Operate）模式即建设拥有经营模式运作，由金州控股集团有限公司控股、北京金州工程有限公司、北京国朝国有资产运营有限公司、北京华联达环保能源技术开发有限责任公司和中国对外经济贸易信托投资有限公司于2003年5月参股组建北京高安屯垃圾焚烧有限公司（项目公司），属中外合资企业，对高安屯垃圾焚烧厂进行投资、建设和运营，合资经营期限50年。,北京高安屯垃圾焚烧厂,焚 烧,热分解,分选技术,堆肥法,城市垃圾,能 源,物 资,电力、沼气,燃烧油、气,纸、金属、玻璃,肥料,城市垃圾的资源化

26、模式,三、城市垃圾的其它无害化处理,1、填埋,垃圾在土地中自然降解的时间,各种垃圾处理方式成本比较,南京水阁垃圾填埋气发电厂外景,日本的社区中每家都安放的家用垃圾处理机,三、城市垃圾的其它无害化处理,2、堆肥,指垃圾中的可降解有机物借助于微生物发酵降解的作用，使垃圾转化为肥料的方法,3、焚烧,具有回收热能和垃圾减量最彻底的优点,四、北京市垃圾处理对策,减量化,资源化,产业化,无害化,最终归宿,基本政策,新方向,净菜进城天然气进京,分类收集堆肥：南宫垃圾高温堆肥场,阿苏卫垃圾填埋场 北神树垃圾填埋场 安定垃圾填埋场,五、当前还难于处理利用的城市垃圾,1、白色污染,为不可降解的塑料，焚烧时会放出大

27、量的有毒物质污染空气。,目前常用的处理方法,再生利用：熔融成型制成再生塑料制品；改性利用：加入填料对废塑料进行改性以增大应用范围；裂解转化：可回收不同的化工原料如芳烃石蜡油等,五、当前还难于处理利用的城市垃圾,2、废电池,一粒纽扣电池能污染大约600吨水。,目前常用的处理方法仅是回收集中,3、电子垃圾,废旧电脑和家用电器,仅是回收集中后粉碎性处理,废塑料变油,是根据波状运动原理，在锅炉里设计构成一种特殊的条件，从而产生波能，以波能击碎塑料的聚合分子链，并结合化学方法，不断加入种不同的催化剂和一种特制溶液，以溶解被击碎的塑料，将塑料变成油。用这种方法，投入千克废塑料能产生.升煤油。,日本工程师仑

28、田的“裂解放心塑料装置”,废塑料变油,首先让废塑料依次按照挤压机原料混合槽热分解槽的顺序走过，然后加热到400使之气化，将气化气送入接触分解槽，温度大约320-330。气化气与槽内的合成沸石催化剂接触，最后变成各种燃料油。用这种方法，1000克废塑料，可回收0.6升汽油和0.2升煤油加柴油。回收的油中不含硫和氮素，所以燃烧后不产生二氧化硫和氮氧化物等空气污染物，属于清洁燃料。,兵库县相生市富士回收技术公司的热解法,韩国的垃圾计量制,所谓垃圾计量制就是在交纳基本清洁费、卫生费的基础上,按照每户垃圾产出量来负担垃圾处理费用。垃圾计量制最大的好处就是打破了垃圾处理费的“大锅饭”，从而迫使人们认识到“

29、多产垃圾就要多付钱”，要想减少这方面的交出,就要设法减少垃圾，间接树立爱护环境、减少污染的环境观念。,韩国从1996年1月开始实现这项制度，很受社会各界欢迎。其做法是由环保部门提供各种不同容量和规格标准的垃圾袋，每个垃圾袋按不同的规格收取不同的垃圾处理费。这样用户在购买或使用垃圾袋的时候就会考虑垃圾所带来的垃圾及其造成的环境污染，从而尽量减少垃圾。,废品服装展示,感性的美学：这个地方又脏又臭，五花八门的垃圾堆了一地,悟性的逻辑：垃圾是怎樣产生的？世界各地都有垃圾？从垃圾可了解哪一些事情？垃圾污染对我门造成哪些麻煩？,艺术家用堆叠的技法进行创作，表达对垃圾的意象,艺术家用堆叠的技法进行创作，表达对垃圾的意象,艺术家用堆叠的技法进行创作，表达对垃圾的意象,思考题：1.什么是固体废物污染？2.生活垃圾如何分类处理？,