第三章固體廢物的預(yù)處理

主要內(nèi)容：1、壓實(shí)：掌握壓實(shí)的原理、目的和主要設(shè)備。2、破碎：掌握破碎的原理、目的、主要方法和設(shè)備。3、分選：掌握分選的原理、目的、主要方法。（資源化）4、脫水：掌握脫水的主要方法原理與設(shè)備。5/8/20241固體廢物的預(yù)處理【概念】壓實(shí)壓縮比硬度破碎比破碎段低溫破碎篩分效率等降比重介質(zhì)加重質(zhì)磁流體磁流體動(dòng)力分選【理論和方法】

壓實(shí)效果的度量；壓實(shí)設(shè)備評(píng)價(jià);影響破碎效果的因素;破碎方法及工藝;常見分選方法及原理;影響篩分效率的因素;磁流體分選原理;常見分選設(shè)備;固體廢物水分存在方式;脫水濃縮方法及常見機(jī)械。本章重點(diǎn)5/8/20242固體廢物的預(yù)處理概述固體廢物的差異性大：種類、組成、形狀大小、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)；固體廢物預(yù)處理定義：以機(jī)械處理為主涉及廢物中某些組分簡易分離與濃集的處理方法；主要預(yù)處理技術(shù)：壓實(shí)、破碎、分選和脫水。不利于后續(xù)資源化、處理處置5/8/20243固體廢物的預(yù)處理

濃縮脫水分選破碎壓實(shí)4321含水率超過90%的

固體廢物,必須脫水

減容,以便于包裝、運(yùn)輸與資源化利用用機(jī)械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重減少表觀體積，提高運(yùn)輸與管理的一種操作技術(shù)。具有減容和預(yù)穩(wěn)定的作用

利用外

力克服廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力使大塊變小塊的過程。小塊分裂成細(xì)粉過程為磨碎。有利于三化處理

將固體廢物中各種可回收利用廢物或不利于后續(xù)處理工藝要求的廢物組分采

用適當(dāng)技術(shù)分離出

來的過程。

5/8/20244固體廢物的預(yù)處理第一節(jié)固體廢物的壓實(shí)壓實(shí)定義：指用機(jī)械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重和減少固體廢物表觀體積，提高運(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)；壓實(shí)目的：增大容重、減少固體廢物體積，便于裝卸和運(yùn)輸，降低運(yùn)輸成本；可制造高密度惰性塊料，便于貯存、填埋或作為建材使用。一、固體廢物壓實(shí)的目的5/8/20245固體廢物的預(yù)處理二、壓實(shí)的原理大多數(shù)固體廢物是由不同顆粒與顆粒間的空隙組成的集合體。自然堆放時(shí)，表觀體積是廢物顆粒有效體積與孔隙占有的體積之和，即:

Vm為固體廢物的表觀體積；Vs為固體顆粒體積（包括水分）；Vv為孔隙體積。進(jìn)行壓實(shí)操作時(shí)，隨壓力強(qiáng)度的↑，孔隙體積↓，表觀體積也隨之↓，而容重↑。國外采用垃圾高壓壓實(shí)成捆的處理工藝5/8/20246固體廢物的預(yù)處理捆包后垃圾填埋優(yōu)點(diǎn)：1、更容易均勻布料，場(chǎng)地沉降較均勻2、減少了揚(yáng)塵的危害3、城市生活垃圾經(jīng)高壓壓實(shí)處理時(shí)，由于擠壓和升溫，可使垃圾中的BOD5從6000mg/L降至200mg/L。COD從8000mg/L降到150mg/L，大大降低了腐化性，減輕對(duì)環(huán)境的污染5/8/20247固體廢物的預(yù)處理

為判斷壓實(shí)效果，比較壓實(shí)技術(shù)與壓實(shí)設(shè)備的效率，常用下述指標(biāo)來表示廢物的壓實(shí)程度?？障侗扰c空隙率（1）空隙比：e=Vv/Vs（2）空隙率：ε=Vv/Vm

空隙比或空隙率越低，則表明壓實(shí)程度越高，相應(yīng)的容重越大三、固體廢物壓實(shí)程度的度量5/8/20248固體廢物的預(yù)處理濕密度與干密度（1）忽略空隙中的氣體重量，固體廢物的總重量（mm）就等于固體物質(zhì)重量（ms）與水分重量（mw）之和，即：

mm=ms+mw（2）濕密度： ρm=mm/Vm（3）干密度：ρd=ms/Vm壓實(shí)前后固體廢物密度值及其變化率大小，是度量壓實(shí)效果的重要參數(shù)，也容易測(cè)定，故比較實(shí)用5/8/20249固體廢物的預(yù)處理體積減少百分比R(%)=(Vi-Vf)/Vi

100

R–體積減少百分比（%），Vi–壓實(shí)前廢物的體積（m3），Vf–壓實(shí)后廢物的體積（m3）。壓縮比與壓縮倍數(shù)（1）壓縮比定義為：

r=Vf/Vi(r

1)

顯然，r越小，說明壓實(shí)效果越好。（2）壓縮倍數(shù)(n)定義為：

n=Vi/Vf

(n

1)5/8/202410固體廢物的預(yù)處理

壓實(shí)的實(shí)質(zhì)可看作是消耗一定的壓力能，提高廢物容重的過程。當(dāng)固廢受到外界壓力時(shí)，各顆粒間相互擠壓，變形或破碎，從而達(dá)到重新組合的效果。適于壓實(shí)處理的主要是壓縮性能大而復(fù)原性小的物質(zhì)。木材、金屬、玻璃、塑料塊等本身已經(jīng)很密實(shí)的固體或焦油、污泥等半固體廢物不宜作壓實(shí)處理。5/8/202411固體廢物的預(yù)處理三、壓實(shí)設(shè)備類別：固定和移動(dòng)構(gòu)造：容器單元和壓實(shí)單元二部分容器單元接受廢物，壓實(shí)單元具有液壓或氣壓操作的壓頭，利用高壓使廢物致密化。固定式壓實(shí)器：凡用人工或機(jī)械方法（液壓方式為主）把廢物送進(jìn)壓實(shí)機(jī)械中進(jìn)行壓實(shí)的設(shè)備稱為固定式壓實(shí)器。如各種家用小型壓實(shí)器、廢物收集車上配備的壓實(shí)器及中轉(zhuǎn)站配置的專用壓實(shí)機(jī)。移動(dòng)式壓實(shí)器：是指在填埋現(xiàn)場(chǎng)使用的輪胎式或履帶式壓土機(jī)、鋼輪式布料壓實(shí)機(jī)以及其他專門設(shè)計(jì)的壓實(shí)機(jī)具。5/8/202412固體廢物的預(yù)處理（一）固定式壓實(shí)器只能定點(diǎn)使用，通常由一個(gè)容器單元和一個(gè)壓實(shí)單元構(gòu)成。前者通過料箱或料斗接受廢物，后者在液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)下依靠壓頭，利用一定的擠壓力將廢物壓成致密的塊體。分為小型家用壓實(shí)器和大型工業(yè)壓縮機(jī)兩類。前者大小為85×45×60cm3，進(jìn)行垃圾壓縮或破碎。后者一般在廢物轉(zhuǎn)運(yùn)站、高層住宅垃圾滑道的底部以及其他需要壓實(shí)的場(chǎng)合，大到可壓縮汽車。5/8/202413固體廢物的預(yù)處理1、常見的固定式壓實(shí)器(1)水平式壓實(shí)器(2)三向垂直壓實(shí)器(3)回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器(4)城市垃圾壓實(shí)器5/8/202414固體廢物的預(yù)處理（1）水平壓實(shí)器

裝料室壓面破碎桿靠做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓頭將廢物壓到矩形或方形的鋼制容器中。適用于壓實(shí)城市垃圾。先將垃圾加入裝料室，啟動(dòng)具有壓面的水平壓頭，使垃圾致密化和定形化，然后將坯塊推出。推出過程中，坯塊表面的雜亂廢物受破碎桿作用而被破碎，不致防礙坯塊移出。5/8/202415固體廢物的預(yù)處理5/8/202416固體廢物的預(yù)處理(2)、三向聯(lián)合式壓實(shí)器具有三個(gè)互相垂直的壓頭，依次施壓。適合于壓實(shí)松散金屬廢物。它具有三個(gè)互相垂直的壓頭，金屬等類廢物被置于容器單元內(nèi)，而后依次啟動(dòng)1、2、3三個(gè)壓頭，逐漸使固體廢物的空間體積縮小，容重增大，最終達(dá)到一定的尺寸。壓后尺寸一般在200－1000mm之間。一般用作金屬類廢物壓實(shí)器。5/8/202417固體廢物的預(yù)處理5/8/202418固體廢物的預(yù)處理(3)、回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器具有兩個(gè)壓頭和一個(gè)旋動(dòng)式壓頭。適于體積小質(zhì)量小的廢物。廢物裝入容器單元后，先按水平式壓頭1的方向壓縮，然后按箭頭的運(yùn)動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)旋動(dòng)式壓頭2,使廢物致密化，最后按水平壓頭3的運(yùn)動(dòng)方向?qū)U物莊至一定尺寸排出。5/8/202419固體廢物的預(yù)處理5/8/202420固體廢物的預(yù)處理(4)、城市垃圾壓實(shí)器a、高層住宅垃圾滑道下的壓實(shí)器(a)為壓縮循環(huán)開始，從滑道中落下的垃圾進(jìn)入料斗。(b)為壓縮臂全部縮回處于起始狀態(tài)，壓縮室內(nèi)充入垃圾。當(dāng)壓臂全部伸展，垃圾被壓入容器中，如(c)圖，當(dāng)垃圾不斷充人最后在容器中壓實(shí)?？梢詫簩?shí)的垃圾裝入袋內(nèi)。b、城市垃圾壓實(shí)器城市垃圾壓實(shí)器與金屬類廢物壓實(shí)器構(gòu)造相似。常采用的有三向聯(lián)合式壓實(shí)器及水平式壓實(shí)器。為了防止垃圾中有機(jī)物腐敗，要求在壓實(shí)器的四周涂敷瀝青。5/8/202421固體廢物的預(yù)處理5/8/202422固體廢物的預(yù)處理（二）移動(dòng)式壓實(shí)設(shè)備（用于填埋場(chǎng)壓實(shí)）帶有行駛輪或可在軌道上行駛的壓實(shí)器稱為移動(dòng)式壓實(shí)器。按壓實(shí)過程工作原理不同，可分為碾（滾）壓、夯實(shí)、振動(dòng)三種，相應(yīng)的分為三大類。固體廢物壓實(shí)處理主要采用碾（滾）壓方式主要用于填埋場(chǎng)，也安裝在垃圾車上。現(xiàn)場(chǎng)常用的壓實(shí)機(jī)主要包括膠輪式、履帶式壓土機(jī)和鋼輪式布料壓實(shí)機(jī)。5/8/202423固體廢物的預(yù)處理5/8/202424固體廢物的預(yù)處理2、壓實(shí)器的選擇

壓實(shí)器的選擇主要針對(duì)壓縮比，應(yīng)當(dāng)選擇合適的壓縮比和使用壓力。此外，應(yīng)注意壓縮過程中的情況，如城市垃圾壓縮過程中會(huì)出現(xiàn)水分，塑料熱壓時(shí)會(huì)粘在壓頭上等，應(yīng)對(duì)不同廢物采用不同壓縮機(jī)。

在城市垃圾的綜合利用中，垃圾壓實(shí)后產(chǎn)生水分，在風(fēng)選分離紙時(shí)是不利的，因此，是否選用壓實(shí)裝置與后繼處理過程也有關(guān)、應(yīng)當(dāng)綜合考慮。5/8/202425固體廢物的預(yù)處理壓實(shí)器選擇（主要考慮因素）☆裝載面尺寸：應(yīng)能容納用戶產(chǎn)生的最大件廢物，一般取0.765-9.18m；☆循環(huán)時(shí)間：是壓頭的壓面從裝料箱把廢物壓入容器回到原來靜止位置的過程所需時(shí)間。一般20-60s☆壓力范圍：通過求出具體壓實(shí)器的額定作用力來確定，固體式壓實(shí)器的壓力范圍一般為0.1-0.35MPa；☆壓頭行程：壓面進(jìn)入容器的深度或者壓面的行程長度，一般為10.2-66.2m☆體積排率：由每次把廢物堆入壓實(shí)器可壓縮的體積×1h內(nèi)壓實(shí)器完成的循環(huán)次數(shù)確定；（m3/hr）5/8/202426固體廢物的預(yù)處理第二節(jié)固體廢物的破碎定義：在外力作用下破壞固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力使大塊的固體廢物分裂為小塊的過程—破碎；使小塊固體廢物分裂成細(xì)粉的過程—磨碎。目的：減小固體廢物的顆粒尺寸；降低空隙率、增大廢物容重，有利于后續(xù)處理與資源化利用。5/8/202427固體廢物的預(yù)處理第二節(jié)固體廢物的破碎定義：利用外力克服固體廢物質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力而使大塊固體廢物分裂為小塊的過程稱為破碎，使小塊固體廢物分裂成細(xì)粉的過程稱為磨碎。目的：1、減容，便于運(yùn)輸、貯存和填埋，有利于加速土地還原利用2、為分選提供所要求的粒度，便于回收有用成分3、顆粒均勻化，提高焚