1、第九章 固體廢物處置與管理,棄之為害日益嚴(yán)重的環(huán)境問題 用之為寶重新認(rèn)識(shí)的資源前景,本章作業(yè),1、固體廢物有哪些種類，對環(huán)境有哪些危害？ 2、試述處理固體廢物的途徑有哪些？,本章主要討論的問題,第一節(jié) 固體廢物的來源與分類 第二節(jié) 固體廢物對環(huán)境的污染及其控制 第三節(jié) 固體廢物的處理處置技術(shù) 第四節(jié) 固體廢物的綜合利用,固體廢物的概念,人類在生產(chǎn)與生活中產(chǎn)生的，生產(chǎn)者在一定時(shí)間和地點(diǎn)不再需要而丟棄的固體、半固體和泥狀物質(zhì)。,”放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料“,并不意味其沒有利用價(jià)值，事實(shí)上，廢與不廢是一個(gè)相對的概念，它與當(dāng)時(shí)的社會(huì)發(fā)展階段，技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)條件等等密切相關(guān)。特別是自20世紀(jì)中期以來，隨著資源

2、的大量消耗而導(dǎo)致的資源枯竭以及環(huán)境惡化給人類帶來的巨大壓力，人們逐漸認(rèn)識(shí)到固體廢物的再利用性，所以固體廢物又有二次資源(Secondary resourses)，再生資源(renewable resourses )等稱謂，并將固體廢物視作第二礦業(yè)(Secondary mining )，固體廢物工程也發(fā)展成為一門新興的應(yīng)用技術(shù)型學(xué)科，即再生資源工程。 特點(diǎn)：無主性、分散性、危害性、錯(cuò)位性 基本上包括了固廢的所有形態(tài),固體廢物的涵義,Solid waste,Refuse,Residue,Rubbish,Garbage,描述人類丟棄的東西，一般包括廚余物，垃圾，污泥，有害廢物等，但是不包括放射性廢物

3、和原位采礦廢物,垃圾，涵義接近前者，但是一般指生活產(chǎn)生的固廢,一般指生產(chǎn)中產(chǎn)生的固廢，也叫廢渣,垃圾，一般包括在refuse中，來源于生活家庭，機(jī)關(guān)，商業(yè)等,廚余物，特指生的或者熟的食品殘余,1、原始人類產(chǎn)生的糞便、動(dòng)植物殘?jiān)?2、新石器時(shí)期，原始人類磨制石器如石梨、石鋤等的碎片；青銅時(shí)代，古代冶煉廢渣； 3、1781年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)爆發(fā)工業(yè)革命，產(chǎn)生大量工業(yè)廢棄物； 4、20世紀(jì)60年代開始以磁記錄與電子化傳送為標(biāo)志的所謂“信息革命”，產(chǎn)生文化（信息媒體）廢物，如各種廢棄紙張、磁記錄本、電子儀器（電腦）（發(fā)達(dá)國家18月更新）； 5、特別是近20年來，越來越多的機(jī)器和專門器具進(jìn)入家庭，如彩電

4、、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等，產(chǎn)生“很多電子垃圾”。彩電、冰箱的使用壽命約10年，洗衣機(jī)、微波爐的壽命在58年。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)：我國電視機(jī)的社會(huì)保有量為3.5億臺(tái)，冰箱1.3億臺(tái)，洗衣機(jī)1.7億臺(tái)。從2003年起，我國每年至少有500萬臺(tái)電視機(jī)、400萬臺(tái)冰箱、500萬臺(tái)洗衣機(jī)要淘汰和報(bào)廢。,固體廢物的產(chǎn)生,固體廢物的來源,固體廢物來源于人類的生產(chǎn)與消費(fèi)活動(dòng)。來源復(fù)雜（各行各業(yè)，各種生產(chǎn)和生活活動(dòng)），種類繁多（幾乎包括一切成形物質(zhì)）。一般將其來源概括為兩大類：生產(chǎn)廢物和生活廢物。,不能完全利用的資源:最典型的有冶金、化工、電力、煤碳等行業(yè)產(chǎn)生的廢渣砷渣、鉻渣 、鈹渣、鉈、汞渣、鎘渣、鉛等。 超過

5、使用壽命的產(chǎn)品:特別是電子垃圾,生產(chǎn)廢物,生活廢物,生活活動(dòng)產(chǎn)生的垃圾(Trash)，每年以8-10%速度增加。,我國城市垃圾的增長情況,國內(nèi)外主要城市的垃圾產(chǎn)生量,固體廢物的分類,我國目前分為四類：工礦業(yè)固體廢物，農(nóng)業(yè)固體廢物，城市生活垃圾及放射性固廢（須專門管理）。一般按來源分為： 工業(yè)廢物(industrial solid wastes)： 冶金、交通、化工、能源、礦業(yè)、輕工業(yè)及其它 城市垃圾(municipal solid wastes)：生活、商業(yè)、建筑、糞便 農(nóng)業(yè)固體廢棄物(agricultural solid wastes)： 農(nóng)、林、牧、漁 放射性廢物(radiological

6、 solid wastes)： 放射性礦物、核工業(yè)、同位素加工、科研單位、醫(yī)療單位,有毒有害固廢(hazardous wastes)：除放射性廢物外，具有直接毒害，即有毒性、易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性的廢物如：醫(yī)藥廢物、木材防腐化學(xué)品、廢燃油、含Be（鈹）、As、 Cd、Hg、Te、Tl、Pb及含氰、酚、醚、多氯苯、二惡英,按危害性分為有毒有害性和無毒無害性,危險(xiǎn)固體廢物,危險(xiǎn)固體廢物,Hazardous waste,第二節(jié) 固體廢物對環(huán)境的污染及其控制,固體廢物的污染途徑(pollution approach),固體廢物主要是通過污染氣、水、土壤來間接危害人類的 圖為化學(xué)物質(zhì)型固

7、體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of chemical solid wastes)。 圖為病原體型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of pathogenic solid wastes)。 從污染途徑來看，固體廢物的危害不具有直接性，這也是固體廢物在很長時(shí)期沒有受到足夠重視的原因。,化學(xué)物質(zhì)型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of chemical solid wastes),病原體型固體廢物的主要污染途徑(Polluting mode of pathogenic solid wastes ),固體廢物的污染途徑,化學(xué)物質(zhì)型污染,病源

8、體型污染,固體廢物對環(huán)境的污染危害(pollution hazard),侵占土地 污染土地 污染水體 污染大氣 影響環(huán)境衛(wèi)生,（1）侵占土地,據(jù)估算，每堆積1萬噸廢物，占地需0.067hm2。 我國工礦業(yè)固體廢物累計(jì)堆放量達(dá)60億噸，占地5萬多公頃。 另據(jù)2001年全國環(huán)境狀況公報(bào)公布，我國已有三分之二的城市處于垃圾包圍之中，垃圾堆存占地累計(jì)達(dá)75萬畝。,（2）污染土地,主要通過淋濾作用和細(xì)菌分解進(jìn)入土壤，一方面污染土壤，一方破壞土壤的生態(tài)平衡。 70年代，美國的密蘇里州，將混有一種有機(jī)有毒化學(xué)污泥廢漬的瀝青鋪路，造成土壤中深達(dá)60cm的污染，致使大批牲畜死亡，人產(chǎn)生各種怪疾，后美國環(huán)保局花3

9、300萬美元，買下該城鎮(zhèn)的全部地產(chǎn)，居民搬適，并給予賠償。 80年代,內(nèi)蒙古某尾礦堆污染大片土地,造成整個(gè)村莊被迫搬遷.,(3) 污染水體( contaminated water bodies),主要通過浸漬、滲濾作用與細(xì)菌分解作用進(jìn)入水體。 美國的羅芙運(yùn)河（Love Canal）事件 19301953年，美國胡光化學(xué)工業(yè)公司在紐約州尼亞加拉瀑布附近的羅芙運(yùn)河廢潭谷填埋了2800多噸桶裝有害固廢，1953年填平覆土，在上面興建了學(xué)校和住宅。 1978年，由于大雨和融化的冰雪造成有害廢物外溢，以后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)井水變臭，嬰兒畸型，居民身患怪疾。 檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該地區(qū)大氣中有害物濃度超標(biāo)500多

10、倍，有毒物質(zhì)82種，致癌物質(zhì)11種。由此，總統(tǒng)頒布緊急法令，封閉住宅，關(guān)閉學(xué)校，居民全部遷居，撥款2700萬元補(bǔ)救治理。 我國一家鐵合金廠其鉻渣堆場缺乏防滲措施，6價(jià)鉻污染了20多km2的地下水，致使7個(gè)村1800多眼井無法飲用，工廠先后花費(fèi)7000萬元用于賠款和補(bǔ)救。 我國某錫礦：含砷廢渣長期堆放，滲濾污染水井，曾一次造成308人中毒，6人死亡。,(4) 污染大氣,主要通過漂逸擴(kuò)散、焚燒處理進(jìn)入大氣 尾礦庫（壩）的揚(yáng)塵，甚至能形成局部沙塵暴； 運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的有害氣體和粉塵； 污泥和垃圾中的塵粒及臭氣； 一些有機(jī)固體廢物,在適宜的溫度和濕度下被微生物分解,能釋放出有害氣體; 固體廢物焚燒引起

11、的二惡英污染。,(5) 影響環(huán)境衛(wèi)生,主要是感官污染并引起疾病傳播 我國生活垃圾,糞便的清運(yùn)能力不高,無害化處理率低，很大一部分垃圾堆存在城市的一些死角，嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生，對人們的健康構(gòu)成潛在的威脅,我國的技術(shù)政策主要是“三化”，即無害化，減量化， 資源化，并在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)以無害化為主：我國技術(shù) 政策的發(fā)展趨勢是：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(Harmless disposal/Detoxification) 減量化 (Minimization/Reduction) 資源化 (Recycling/reclamation),固體廢

12、物的控制措施(pollution control),（1）無害化(Detoxification),經(jīng)各種處理后，達(dá)到不損害人體健康、不污染周圍的環(huán)境（包括原生環(huán)境與次生環(huán)境）。 所謂“害”，應(yīng)包括兩個(gè)方面的含義： 對人和動(dòng)物的直接危害如傳播疾病，引起火災(zāi) 對環(huán)境的危害如占用土地，污染土壤，水體和空氣 廢物殘?jiān)罱K處置方法的選擇 孤島處置、極地處置或深地層處置； 排入海洋或其他大的水域； 在地面上進(jìn)行處置 固體廢物的土地填埋 衛(wèi)生填埋及安全填埋-適合我國國情的處置技術(shù),（2）減量化(Minimization/reduction) -減少固體廢物的產(chǎn)生量,通過適宜手段使固廢的容積降到最低值(針對生

13、活垃圾)。 如采用破碎和壓實(shí)，壓縮比可達(dá)510。 減少污染源的廢物產(chǎn)生量是解決固廢問題的最佳方案 改變生產(chǎn)過程 革新生產(chǎn)工藝 重新調(diào)整化學(xué)品的配方 無害化學(xué)品替代有毒化學(xué)品 簡化操作和改善運(yùn)行管理,清潔生產(chǎn),國際定義 借助此生產(chǎn)方法，所有的原料和能量在原料資源生產(chǎn)消費(fèi)二次原料資源的循環(huán)中得到合理和綜合利用，同時(shí)對環(huán)境的任何作用都不致破壞它的正常功能。 目的：解決自然資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)問題。 現(xiàn)階段定義 該生產(chǎn)方法的實(shí)際活動(dòng)對環(huán)境所造成的影響不超過允許的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織或其它方面的原因，部分原材料可能轉(zhuǎn)化成長期存放或埋藏的廢料。 實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的主要途徑,原料的綜合利用

14、 改革原有工藝或開發(fā)全新流程 實(shí)現(xiàn)物料的閉路循環(huán) 工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化成二次資源 改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)廢品的回收利用,（3）資源化(reclamation) -廢物的再循環(huán)利用，回收能源和資源,天然資源是不可再生的 一般，社會(huì)需要的最終產(chǎn)品僅為原料的2030，7080成為廢物。,資源化 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。 定義：廢物的再循環(huán)利用，回收能源和資源 資源化的經(jīng)濟(jì)效益又是非常明顯的。,資源化應(yīng)該遵循的三個(gè)原則 大宗利用原則 多用途開發(fā)原則 高附加值產(chǎn)品原則 資源化一般處理技術(shù),第三節(jié) 固體廢物的處理處置技術(shù),固體廢物的處理處置技術(shù),處理方法(processing/tre

15、atment method) 預(yù)處理 分選 脫水 生物處理 焚燒處理 熱解處理 化學(xué)處理 海洋處置 陸地處置 處置方法(disposal method),固體廢物處理方法Treatment methods of solid waste,（1）物理處理：不改變固廢的成分，僅改變固廢結(jié)構(gòu)的處理方法，如破碎、壓實(shí)、分選等； （2）化學(xué)處理：將固廢中的有害成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的處理方法，如氧化、還原、化學(xué)沉淀等； （3）生物處理：利用微生物分解固廢中的有機(jī)物使之達(dá)到無害的處理方法，如堆肥等； （4）熱處理：采用高溫破壞和改變固廢的組成和結(jié)構(gòu)，可同時(shí)達(dá)到減容、無害和熱利用的目的。如焚燒、熱解等； （5）固化處

16、理：采用固化基材將固廢固定或包覆以降低其危害的方法，如水泥固化、瀝青固化。,固體廢物的預(yù)處理技術(shù),固體收運(yùn) 固體廢物的壓實(shí) 壓實(shí)，又稱壓縮，即用機(jī)械方法增加固體廢物的聚積程度，增大容重和減少固體表觀體積，提高運(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)。壓實(shí)器、壓縮比35。 固體廢物的破碎 物理方法和機(jī)械方法。,低溫冷凍破碎、超聲波破碎法,擠壓、劈裂、彎曲、沖擊、磨剝、剪切,顎式、錘式、沖擊式、剪切式、輥式,破碎機(jī),固體廢物的分選技術(shù)資源化的基礎(chǔ),手工分選 不需要進(jìn)行預(yù)處理的物品； 危險(xiǎn)性或有毒有害物品 機(jī)械分選 需要預(yù)處理； 篩選、風(fēng)選、浮選、磁選、電選 ； 其他； 分選回收工藝,固體廢物的脫水技術(shù),濃縮脫

17、水、機(jī)械脫水、 自然干化脫水、固體廢物的干燥,固體廢物的生物處理技術(shù),好氧微生物處理技術(shù) 堆肥 有機(jī)廢物穩(wěn)定化 影響因素： 有機(jī)物含量、含水率（55%）、碳氮比（430）、供氧量（理論23倍）、溫度（5060C）、PH值(7.5-8.5) 厭氧發(fā)酵處理技術(shù)三階段 水解發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)乙酸細(xì)菌 兩組不同的專性厭氧甲烷菌群 有機(jī)廢物穩(wěn)定化 影響因素： 原料配比（2030：1）、溫度、PH值（6.87.5）、攪拌（混合均勻程度）,氧、微生物,微生物,堆肥,堆肥產(chǎn)品存在問題 肥效低：混合收集；大量的街道清掃渣土；玻璃；廢電池；小石子，等等。 成本高：大量的前處理：人工分揀、磁選、破碎、篩分、風(fēng)力分選，等等

18、；,福建一春公司利用沼液給茶苗澆肥,養(yǎng)豬場厭氧發(fā)酵池,延平區(qū)奇超養(yǎng)殖場的沼氣發(fā)電機(jī)在發(fā)電,固體廢物的焚燒處理技術(shù),固體廢物經(jīng)焚燒體積可減少80-90%,在一些新型設(shè)備中焚燒甚至可減少95%。焚燒不僅可破壞其組成結(jié)構(gòu)還可殺滅病菌達(dá)到解毒除害的目的。 焚燒注意點(diǎn)： 二惡英的產(chǎn)生與防治被批準(zhǔn)的裝置中焚燒 惡臭的產(chǎn)生與防治充分燃燒；催化劑；吸附劑 煤煙的產(chǎn)生與防治提高氧濃度，溫度，燃燒速度 焚燒殘?jiān)奶幚砗屠锰盥?、固化、綜合利用 焚燒熱的利用供熱、發(fā)電、熱電聯(lián)供 影響焚燒的主要因素： 廢物本身的性質(zhì)、停留時(shí)間、溫度、湍流度、過量空氣稀疏、廢物層的厚度、廢物的運(yùn)動(dòng)方式等 焚燒設(shè)備的組成： 焚燒爐、附屬

19、設(shè)備（供料斗、推料器、爐體、助燃器、出渣機(jī)等）,固體廢物的熱解處理技術(shù),利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧的條件下受熱分解的過程。其產(chǎn)物是可燃的低分子化合物，氣態(tài)的有氫、甲烷、一氧化碳；液態(tài)的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機(jī)物及焦油、溶劑物；固態(tài)是焦炭或碳黑。 典型固體廢物的熱解 廢塑料的熱解主要產(chǎn)物HClHCN 含硫少 廢橡膠的熱解主要產(chǎn)物復(fù)雜的有機(jī)物 城市垃圾熱解復(fù)雜,影響熱解的主要因素： 溫度、濕度、加熱速度、反應(yīng)時(shí)間、廢物的成分、反應(yīng)器類型、供氧程度等。,熱解反應(yīng)器： 固定床、流化床、回轉(zhuǎn)爐、雙塔循環(huán)式熱解反應(yīng)器等。 熱解產(chǎn)物的利用：能源物質(zhì)、熱解產(chǎn)品,危險(xiǎn)固體廢物的化學(xué)處理技術(shù),危險(xiǎn)

20、固體廢物的固化技術(shù) 水泥固化、石灰固化、熱塑性材料固化、有機(jī)物聚合固化、自膠結(jié)固化、玻璃固化 直接安全填埋；用于建筑基礎(chǔ)材料或道路的路基材料 危險(xiǎn)固體廢物藥劑穩(wěn)定化技術(shù) 中和、沉淀、氧化還原（還原劑：硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、煤炭、紙漿廢液、鋸木屑、谷殼） 危險(xiǎn)固體廢物焚燒處理,固體廢物的處置方法,處置即最終處置（final disposal），或安全處置，是 固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問題 方法有： 海洋處置和陸地處置兩種： 海洋處置(sea bed disposal)：海洋傾倒和遠(yuǎn)洋焚燒 陸地處置(land disposal)：土地耕作，工程庫或貯留池貯存，土地填埋（安全

21、、衛(wèi)生）和深井灌注等。,海洋傾倒,實(shí)際上是選擇距離和深度適宜的處置場，把廢物直接倒入海洋。 對海洋處置的兩種觀點(diǎn)：一是海洋具有無限的容量；二是持續(xù)下去將造成海洋污染、殺死魚類、破壞海洋生態(tài)。 注意問題 對生態(tài)環(huán)境影響如何； 同其他處置方法相比是否經(jīng)濟(jì)可行； 是否滿足有關(guān)海洋法規(guī)的規(guī)定。 為防止海洋污染需對海洋傾倒進(jìn)行科學(xué)管理。,遠(yuǎn)洋焚燒,用焚燒船在遠(yuǎn)海對廢物進(jìn)行焚燒破壞，主要用來處置鹵化物，冷凝液及焚燒殘?jiān)苯优湃牒！?焚燒設(shè)施：船舶、平臺(tái)或其他人工構(gòu)筑物 與陸上焚燒區(qū)別 含氯有機(jī)物完全燃燒產(chǎn)生的水、二氧化碳及氯化氫以及氮氧化物，由于海水本身氯化物含量高，并不會(huì)因?yàn)槲沾罅柯然瘹涠蛊渲械穆绕?/p>

22、衡發(fā)生變化。此外，由于海水中碳酸鹽的緩沖，也不會(huì)因吸收氯化氫使海水的酸度發(fā)生變化。,深圳下坪垃圾填埋場,鋪設(shè)防滲膜,滲濾液收集管,第四節(jié) 固體廢物的管理和利用,危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移,（1）廢物越境轉(zhuǎn)移的原因 工業(yè)發(fā)達(dá)國家廢物產(chǎn)量巨大，處理費(fèi)用巨大，因而處理量較小，導(dǎo)致廢物的累積量巨大，影響生態(tài)環(huán)境和人們的身體健康； 工業(yè)發(fā)達(dá)國家危險(xiǎn)廢物已稱為“政治廢物”，公眾對廢物問題很敏感，反對自己居住的地區(qū)設(shè)立危險(xiǎn)廢物處置場所； 發(fā)展中國家某些人為了撈取好處，使得大量廢物，尤其是危險(xiǎn)廢物大量涌入。,案例,我國一直受洋垃圾困擾 我國一直都受到洋垃圾入侵的困擾。1993年9月，韓國7家公司以“其它燃料油”名義，將1228噸廢舊物由韓國運(yùn)抵南京港，經(jīng)查船上裝的全都是污水、醯性腐蝕性赦體等化工廢棄物。1995年7月，上海寶山海關(guān)查獲從日本進(jìn)口的46噸名為回收塑料，實(shí)為廢棄農(nóng)用薄膜的洋垃圾。2005年3月，在荷蘭鹿特丹港截獲的一艘前往中國的英國貨船上，54個(gè)集裝箱內(nèi)裝滿了食品垃圾、塑料廢品、飲料罐、舊衣服、廢電池以及廢舊手提袋等生活垃圾。從2004年開始，歐洲大陸出