1、任課教師：張亞寧 EMAIL: ,固體廢物的處理 與資源化技術(shù),課程介紹,專業(yè)必修課：個(gè)學(xué)時(shí)， 考核方式：閉卷 成績：考勤，作業(yè)，考試 參考書：1、固體廢物處理處置工程 蔣建國著 化學(xué)工業(yè)出版； 2、固體廢物資源化楊慧芬 張強(qiáng) 編著 化學(xué)工業(yè)出版社 教學(xué)要求：了解固體廢物的概念及其危害，掌握其處理方法，以及如何將這些方法有機(jī)結(jié)合達(dá)到綜合處理與利用，為從事實(shí)際工作打下基礎(chǔ)。 要求掌握：1. 基本理論與基本概念； 2. 固體廢物的分類、組成、性質(zhì)和常規(guī)處理方法； 3. 將不同處理方法和基本操作單元靈活組合，設(shè)計(jì)不同固體廢物處理處置的簡單工藝流程。,課程安排,第一部分 總論 第二部分固體廢物處理與資

2、源化通用技術(shù)過程 第三部分 固體廢物分類處理與資源化技術(shù)專論,第一部分第一章固體廢物處理與資源化技術(shù)概論,主要包含以下三個(gè)問題：,一、了解環(huán)境相關(guān)學(xué)科 二、了解固體廢棄物處理及資源化專業(yè)的基本概念及技術(shù)概論 三、了解教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容編排,第一個(gè)問題 ：環(huán)境相關(guān)學(xué)科介紹,環(huán)境科學(xué)的研究領(lǐng)域，在5060年代側(cè)重于自然科學(xué)和工程技術(shù)的方面，目前已擴(kuò)大到社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)等社會(huì)科學(xué)方面。 對(duì)環(huán)境問題的系統(tǒng)研究，要運(yùn)用地學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)以及社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)等多種學(xué)科的知識(shí)。所以，環(huán)境科學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。 宏觀上研究人類同環(huán)境之間的相互作用、相互促進(jìn)、相互

3、制約的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，揭示社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的基本規(guī)律； 微觀上研究環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是人類活動(dòng)排放的污染物的分子、原子等微小粒子在有機(jī)體內(nèi)遷移、轉(zhuǎn)化和蓄積的過程及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，探索它們對(duì)生命的影響及其作用機(jī)理等。,分支學(xué)科,在現(xiàn)階段，環(huán)境科學(xué)主要是運(yùn)用自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的有關(guān)學(xué)科的理論、技術(shù)和方法來研究環(huán)境問題，形成與有關(guān)學(xué)科相互滲透、交叉的許多分支學(xué)科。 屬于自然科學(xué)方面的有環(huán)境地學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)，環(huán)境生態(tài)學(xué)； 屬于社會(huì)科學(xué)方面的有環(huán)境管理學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境法學(xué)等。,環(huán)境地學(xué) 以人-地系統(tǒng)為對(duì)象,研究它的發(fā)生和發(fā)展，組成和結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)和控制

4、,改造和利用。主要研究內(nèi)容有：地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境等的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和演化，環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè),以及環(huán)境質(zhì)量變化對(duì)人類的影響等。環(huán)境地學(xué)的學(xué)科體系尚未完全定型，目前較成熟的分支學(xué)科有環(huán)境地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)、環(huán)境海洋學(xué)、環(huán)境土壤學(xué)、污染氣象學(xué)等。,環(huán)境生物學(xué) 研究生物與受人類干預(yù)的環(huán)境之間的相互作用的機(jī)理和規(guī)律。它有兩個(gè)研究領(lǐng)域：一個(gè)是針對(duì)環(huán)境污染問題的污染生態(tài)學(xué)；一個(gè)是針對(duì)環(huán)境破壞問題的自然保護(hù)。環(huán)境生物學(xué)以研究生態(tài)系統(tǒng)為核心，向兩個(gè)方向發(fā)展：從宏觀上研究環(huán)境中污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化、富集和歸宿，以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響；從微觀上研究污染物對(duì)生物的毒理作用和遺傳變異影響的

5、機(jī)理和規(guī)律。,環(huán)境化學(xué) 主要是鑒定和測(cè)量化學(xué)污染物在環(huán)境中的含量，研究它們的存在形態(tài)和遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，探討污染物的回收利用和分解成為無害的簡單化合物的機(jī)理。它有兩個(gè)分支：環(huán)境污染化學(xué)和環(huán)境分析化學(xué)。,環(huán)境物理學(xué) 研究物理環(huán)境和人類之間的相互作用。主要研究聲、光、熱、電磁場(chǎng)和射線對(duì)人類的影響，以及消除其不良影響的技術(shù)途徑和措施。聲、光、熱、電、射線，為人類生存和發(fā)展所必需。但是，它們?cè)诃h(huán)境中的量過高或過低，就會(huì)造成污染和危害。因此,環(huán)境物理學(xué)研究的目的是要為人類創(chuàng)造一個(gè)適宜的物理環(huán)境。根據(jù)研究對(duì)象的不同，分為環(huán)境聲學(xué)、環(huán)境光學(xué)、環(huán)境熱學(xué)、環(huán)境電磁學(xué)、環(huán)境空氣動(dòng)力學(xué)等分支學(xué)科。其中環(huán)境聲學(xué)有較長的

6、研究歷史和較多的研究成果。,環(huán)境醫(yī)學(xué) 研究環(huán)境與人群健康的關(guān)系，特別是研究環(huán)境污染對(duì)人群健康的有害影響及其預(yù)防措施，包括探索污染物在人體內(nèi)的動(dòng)態(tài)和作用機(jī)理，查明環(huán)境致病因素和致病條件，闡明污染物對(duì)健康損害的早期反應(yīng)和潛在的遠(yuǎn)期效應(yīng)，以便為制定環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)防措施提供科學(xué)依據(jù)。環(huán)境醫(yī)學(xué)的研究領(lǐng)域有環(huán)境流行病學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)等。,環(huán)境工程學(xué) 運(yùn)用工程技術(shù)的原理和方法，防治環(huán)境污染，合理利用自然資源，保護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量。主要研究內(nèi)容有大氣污染防治工程、水污染防治工程、固體廢物的處理和利用、噪聲控制等，并研究環(huán)境污染綜合防治，以及運(yùn)用系統(tǒng)分析和系統(tǒng)工程的方法，從區(qū)域環(huán)境的整體上尋求解決環(huán)

7、境問題的最佳方案。此外，環(huán)境工程學(xué)還研究控制污染的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，開展技術(shù)發(fā)展的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。,環(huán)境管理學(xué) 研究采用行政的、法律的、經(jīng)濟(jì)的、教育的和科學(xué)技術(shù)的各種手段調(diào)整社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展同環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，處理國民經(jīng)濟(jì)各部門、各社會(huì)集團(tuán)和個(gè)人有關(guān)環(huán)境問題的相互關(guān)系，通過全面規(guī)劃和合理利用自然資源，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。,環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué) 研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的相互關(guān)系，探索合理調(diào)節(jié)人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和環(huán)境之間的物質(zhì)交換的基本規(guī)律，其目的是使經(jīng)濟(jì)活動(dòng)能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。,環(huán)境法學(xué) 研究關(guān)于保護(hù)自然資源和防治環(huán)境污染的立法體系、法律制度和法律措施，目的在于調(diào)整因保護(hù)環(huán)境而產(chǎn)生的社

8、會(huì)關(guān)系。,環(huán)境是一個(gè)有機(jī)的整體，環(huán)境污染又是極其復(fù)雜的、涉及面相當(dāng)廣泛的問題。因此，在環(huán)境科學(xué)發(fā)展過程中，環(huán)境科學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科雖然各有特點(diǎn)，但又互相滲透，互相依存，它們是環(huán)境科學(xué)這個(gè)整體的不可分割的組成部分。,第二個(gè)問題 了解固體廢棄物處理及資源化專業(yè)的基本概念及技術(shù)概論,第一節(jié) 固體廢物產(chǎn)生及其環(huán)境與資源問題,一、什么是固體廢物，如何產(chǎn)生的？如何分類？ 二、固體廢物的環(huán)境危害 三、固體廢物環(huán)境污染的控制途徑 四、固體廢物處理與資源化技術(shù)和管理,主要包含以下四個(gè)問題：,第一節(jié) 固體廢物產(chǎn)生及其環(huán)境與資源問題,1.1 固體廢物 固體廢物是人類在各種社會(huì)活動(dòng)中，因無用或不需要而被棄置的固態(tài)物料，

9、是人類利用物質(zhì)資源滿足自身生存和發(fā)展需要的伴生產(chǎn)物。,補(bǔ)充：固體廢物(Solid Waste) 指在生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。 不能排入水體的液態(tài)物質(zhì)和不能排入大氣的置于容器中的氣態(tài)物質(zhì)，多具有較大的危害性，在我國歸入固體廢物管理體系。,由人類活動(dòng)產(chǎn)生的， 對(duì)使用者不再具有使用價(jià)值的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)，稱為固體廢棄物。 固體廢物的概念具有時(shí)間和空間性，是相對(duì)的；是放錯(cuò)地點(diǎn)的原料 固體廢棄物的數(shù)量和種類與人類社會(huì)的發(fā)展程度成正比，同時(shí)固體廢棄物的利用程

10、度也與人類社會(huì)的發(fā)展程度成正比,1.2 來源： 生產(chǎn)過程-工業(yè)固體廢棄物 生活過程（消費(fèi)過程）-城市生活垃圾,1.3 固體廢物的分類,目前已形成的固體廢物分類準(zhǔn)則主要有三種： （1）來源：工業(yè)廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)廢物和礦業(yè)廢物； -管理法規(guī)中常用 （2）組成物料性質(zhì)：有機(jī)廢物和無機(jī)廢物 -選擇處理技術(shù)時(shí)常用 （3）危害狀況：危險(xiǎn)廢物和一般廢物,煤矸石,粉煤灰,城市餐廚垃圾（Food Waste）,商業(yè)垃圾（商場(chǎng)或超市中過期的產(chǎn)品垃圾）,醫(yī)療垃圾,固體廢物的主要污染途徑,第二節(jié) 固體廢物的環(huán)境危害,1直接危害 1.1 侵占大量土地，對(duì)農(nóng)田破壞嚴(yán)重 據(jù)調(diào)查，全國668個(gè)城市中至少有200個(gè)以上的城

11、市處在垃圾的包圍之中，在城市周圍歷年堆存的生活垃圾量已達(dá)到60億t，侵占了約5億多平方米的地面。據(jù)航空攝影調(diào)查北京市近郊有可辨認(rèn)的垃圾堆場(chǎng)近500個(gè)，占地約600公頃。 此外，未經(jīng)嚴(yán)格處理的城市生活垃圾直接用于農(nóng)田，破壞了土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，導(dǎo)致土壤保水、保肥能力降低,1.2 污染土壤,有害固體廢物，經(jīng)過風(fēng)化、雨雪淋溶、地表徑流的侵蝕，產(chǎn)生高溫和有毒液體滲入土壤，能殺害土壤中的微生物，破壞土壤的腐解能力，導(dǎo)致草木不生。同時(shí)由于生長于有害土壤中的農(nóng)作物，也危害了人體健康。如：油田旁土壤中的含鉻水稻，垃圾滲濾液,1.3 嚴(yán)重污染水體,固體廢物在堆放腐敗過程中產(chǎn)生大量酸性和堿性有機(jī)污染物，并溶

12、解出垃圾中的重金屬，形成有機(jī)物、重金屬和病原微生物三位一體的污染源。 任意堆放的固體廢物或簡易填埋的垃圾，其所含水量和淋入堆放垃圾中的雨水產(chǎn)生的滲濾液流入地表水體和滲入土壤，會(huì)造成地表水和地下水的嚴(yán)重污染。 如：美國的羅芙運(yùn)河事件,1.4 嚴(yán)重污染空氣,在固體廢物直接堆放的場(chǎng)區(qū)，臭氣熏天，老鼠成災(zāi)，蚊蠅孳生，向大氣釋放大量的氨、硫化物，嚴(yán)重地影響了大氣環(huán)境，僅有機(jī)揮發(fā)性氣體就多達(dá)100多種，其中還含有多種致癌、致畸、致突變等污染物質(zhì)，危害極大。其中采用焚燒法處理固體廢物，已經(jīng)成為有些國家大氣污染的主要污染源之一，如二惡英等,1.5 影響環(huán)境衛(wèi)生，傳播疾病，增加安全隱患,據(jù)全國300個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)

13、，城市垃圾的清運(yùn)量僅占產(chǎn)生量的40%50%，無害化處理率很低，大量的垃圾未經(jīng)無害化處理進(jìn)入環(huán)境，既嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生，又對(duì)人民健康構(gòu)成潛在的威脅。 垃圾堆放場(chǎng)是大量老鼠、蚊蠅、病原體的滋生傳播源，潛伏著爆發(fā)性時(shí)疫的危險(xiǎn)。,由于城市垃圾中有機(jī)物含量的增高和由露天堆放變?yōu)榧卸汛鏁r(shí)，雖然采用了簡單覆蓋，但在垃圾堆體中易造成產(chǎn)生甲烷氣體的厭氧環(huán)境，使垃圾產(chǎn)生的沼氣量增加，危害日益突出，事故不斷，造成重大損失 例如：1994年1月8日，湖南省岳陽市發(fā)生羊角山垃圾場(chǎng)垃圾大爆炸；北京市昌平縣一垃圾堆放場(chǎng)，1995年發(fā)生了3次垃圾爆炸事故。,2.2 次生危害 1 填埋場(chǎng)滲濾液污染 2 焚燒煙氣污染 3生物處理

14、過程的臭氣污染 4資源化產(chǎn)品的環(huán)境污染釋放,2 滯留期久、危害性強(qiáng) 固體廢物除直接占用土地和空間外，其對(duì)環(huán)境的危害需要通過水、氣或土壤等介質(zhì)進(jìn)行。 例如：滲濾液中的有機(jī)物和重金屬在黏土層中的遷移速率，大約在每年數(shù)厘米的數(shù)量級(jí)上，對(duì)地下水和土壤的污染需要經(jīng)過數(shù)年甚至數(shù)十年后才能顯現(xiàn)出來,3 處理過程的終態(tài)，污染環(huán)境的源頭 在廢氣的治理過程中，利用洗氣、吸附或除塵等技術(shù)將存在于氣相中的粉塵或可溶性污染物轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化為固體物質(zhì)。 在水處理工藝中，無論是采用物化處理技術(shù)（如混凝、沉淀、超濾等）還是生物處理技術(shù)（如好氧生物處理、厭氧生物處理）在水得到凈化的同時(shí)，總是將水體中的無機(jī)和有機(jī)污染物質(zhì)以固相的形態(tài)

15、分離出來。,固體廢物多久才能分解？,環(huán)境專家對(duì)各種類型廢棄物的解體時(shí)間作出推算并指出，玻璃瓶實(shí)際上在任何時(shí)候都不會(huì)分解，其它如塑料瓶約需450年，盛啤酒或汽水的易拉罐約需200250年，普通馬口鐵罐頭盒約需100年，經(jīng)油漆粉刷的木板約需13年，帆布制品約需1年，繩索約需314個(gè)月，棉織物約需15個(gè)月，火車票等紙屑約需半個(gè)月，如此等等。這表明，一次不慎所造成的環(huán)境污染可能會(huì)影響到好幾代人。,三 固體廢物處置和利用,固體廢物污染具有“終極”性和“源頭”性：不同于廢水、廢氣和噪聲，固體廢物呆滯性大，擴(kuò)散性小，對(duì)環(huán)境的影響主要是通過水、氣和土壤進(jìn)行的，往往是許多污染成分的終極狀態(tài)。，同時(shí)，這些終態(tài)物質(zhì)

16、中的有害成分又會(huì)轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，又可能成為水、氣和土壤環(huán)境的污染“源頭” 控制源頭，處理好終態(tài)物,（一）我國控制固體廢物污染技術(shù)政策和原則 我國八十年代中期提出無害化、資源化、減量化作為控制固體廢物污染的技術(shù)政策，并確定今后較長一段時(shí)間內(nèi)應(yīng)以“無害化”為主。 我國固體廢物處理利用的發(fā)展趨勢(shì)必然是從“無害化”走向“資源化”，“資源化”是以“無害化”為前提的，“無害化”和“減量化”則應(yīng)以“資源化”為條件。,“無害化”,固體廢物“無害化”處理的基本任務(wù)是將固體廢物通過工程處理，達(dá)到不損害人體健康，不污染周圍的自然環(huán)境（包括原生環(huán)境與次生環(huán)境）的目的。 諸如，垃圾的焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、糞便的厭

17、氧發(fā)酵，有害廢物的熱處理和解毒處理等。其中“高溫快速堆肥處理工藝”、“高溫厭氧發(fā)酵處理工藝”，在我國都已達(dá)到實(shí)用程度。,“減量化”,固體廢物“減量化”的基本任務(wù)是通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積。 一是對(duì)固體廢物進(jìn)行處理利用，即通常人們所理解的“廢棄物綜合利用”，我們稱之為“固體廢物資源化”。 二是減少固體廢物的產(chǎn)生。實(shí)現(xiàn)固體廢物的“減量化”，必須從“固體廢物資源化”延伸到“資源綜合利用”上來。,背景：資源形勢(shì)嚴(yán)峻，廢物資源具有開發(fā)價(jià)值,近30年來，世界資源正以驚人的速度被開發(fā)和消耗，有些資源已經(jīng)瀕于枯竭。 70年代出現(xiàn)的能源危機(jī)，增強(qiáng)了人們對(duì)固體廢物資源化的緊迫感。 我國資源形勢(shì)

18、也十分嚴(yán)峻。首先，我國資源總量豐富，但人均資源不足；其次，粗放式地經(jīng)營，資源利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，很大一部分資源沒有發(fā)揮效益，形成了廢物；第三，我國廢物資源利用率很低。 相對(duì)于自然資源來說，固體廢物屬于“二次資源”或上面提到的“再生資源”范疇，雖然它一般不再具有原使用價(jià)值，但是通過回收、加工等途徑，可以獲得新的使用價(jià)值。,“資源化”,固體廢物“資源化”的基本任務(wù)是采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源。固體廢物“資源化”是固體廢物主要?dú)w宿。,“資源化”的原則： “資源化”技術(shù)是可行的；“資源化”的經(jīng)濟(jì)效益比較好，有較強(qiáng)的生命力；廢物應(yīng)盡可能在排放源就近利用，以節(jié)省廢物在貯放、運(yùn)輸?shù)冗^程的投

19、資；“資源化”產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因而具有與之相競爭的能力。,針對(duì)固體廢物的特點(diǎn)，做好固體廢物防控要做到： 一 防治固體廢物污染 改革生產(chǎn)工藝，采用無廢或少廢技術(shù)； 采用精料； 提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命，不使過快地變成廢物 二綜合利用廢物資源 發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用 進(jìn)行綜合利用 進(jìn)行無害化處理處置,（二）固體廢物處理處置：將固體廢物轉(zhuǎn)變成適于運(yùn)輸、利用、儲(chǔ)存或最終處置過程。 物理處理：改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，使之成為便于運(yùn)輸、貯存、利用或處置的形態(tài)：壓實(shí)、破碎、分選、吸附、萃取等。 化學(xué)處理：采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分從而達(dá)到無害化，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)檫m于進(jìn)一步處理、處置的形態(tài)：氧化

20、、還原、中和、化學(xué)沉淀和化學(xué)溶出等,生物處理：利用微生物分解固體廢物中可降解的有機(jī)物，從而達(dá)到無害化或綜合利用。：好氧處理、厭氧處理和兼性厭氧處理。 熱處理：通過高溫破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時(shí)達(dá)到減容、無害化或綜合利用的目的。焚化、熱解、濕式氧化等 固化處理：采用固化基材將廢物股東或包覆起來以降低其對(duì)環(huán)境的危害，從而安全運(yùn)輸和處置。主要針對(duì)有害廢物和放射性廢物,固體廢物處置：指最終處置或安全處置，是固體廢物的末端環(huán)節(jié)，今天的處置指安全處置，目的是使其最大限度與生物圈隔離 海洋處置：深海投棄，海上焚燒。 陸地處置：土地耕作、土地填埋和深井灌注等 發(fā)展節(jié)約型社會(huì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的今天，更加提倡固體廢棄物資源化利用,由于固體廢物本身往往是污染的“源頭”，故需對(duì)其產(chǎn)生收集運(yùn)輸