9-固体废弃物资源化生态工程

固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程 固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程 固体废弃物资源化工程固体废弃物资源化工程 第九章第九章 固体废弃物固体废弃物资源化生态工程资源化生态工程 固体废物固体废物(简称废物简称废物)是指在社会的生产、是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存在有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存在物质。物质。固体废物的产生有其必然性。这一方面是由固体废物的产生有其必然性。这一方面是由于人们在索取的利用自然资源从事生产和活动于人们在索取的利用自然资源从事生产和活动时，限于实际需要和技术条件，总要将其中一时，限于实际需要和技术条件，总要将其中一部分为废物丢弃；另一个方面是由于各种产品部分为废物丢弃；另一个方面是由于各种产品本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成为废物。为废物。第一节第一节 固体废物的来源和分类固体废物的来源和分类 一、固体废物的来源一、固体废物的来源 固固体体废废物物来来自自人人类类活活动动的的许许多多环环节节,主主要要包包括括生产过程和生活过程的一些环节。生产过程和生活过程的一些环节。二、固体废物的排量二、固体废物的排量 经经济济的的不不断断增增长长，生生产产规规模模的的不不断断扩扩大大，人人类类需需求求的的不不断断提提高高 ，随随之之而而来来的的固固体体废废物物排排出出量量也也不不断断增增加加。表表1-21-2是是19811981年年一一些些工工业业发发达达国国家排出的各种固体废物数量。家排出的各种固体废物数量。表表1 11 1 从各类发生源产生的固体废弃物从各类发生源产生的固体废弃物发生之源发生之源 产生的主要固体废物产生的主要固体废物矿业矿业 废石废石,尾矿尾矿,金属金属,废木废木,砖瓦和水泥砖瓦和水泥,砂石等砂石等冶金、金属结构、交通冶金、金属结构、交通 金属金属,渣渣,砂石砂石,陶瓷陶瓷,涂料涂料,管道管道,绝热和绝缘材料绝热和绝缘材料机械等工业机械等工业 粘结剂粘结剂,污垢污垢,废木废木,塑料塑料,橡胶橡胶,纸纸,各种建筑材料等各种建筑材料等建筑材料工业建筑材料工业 金属金属,水泥水泥,粘土粘土,陶瓷陶瓷,石膏石膏,石棉石棉,砂砂,石石,纤维等纤维等食品加工业食品加工业 肉肉,谷物谷物,蔬菜蔬菜,硬壳果硬壳果,水果水果,烟草等烟草等橡胶、皮革、塑料等工业橡胶、皮革、塑料等工业 橡胶橡胶,塑料塑料,皮革皮革,纤维纤维,染料等染料等石油化工工业石油化工工业 化学药剂化学药剂,金属金属,塑料塑料,橡胶橡胶,陶瓷陶瓷,沥青沥青,油毡油毡,涂料等涂料等电器电器,仪器仪表等工业仪器仪表等工业 金属金属,玻璃玻璃,木木,橡胶橡胶,塑料塑料,化学药剂化学药剂,研磨料研磨料,陶瓷陶瓷,绝缘材料等绝缘材料等纺织服装工业纺织服装工业 纤维纤维,金属金属,橡胶橡胶,塑料等塑料等造纸造纸,木材木材,印刷等工业印刷等工业 刨花刨花,锯末锯末,碎木碎木,化学药剂化学药剂,金属金属,塑料等塑料等居民生活居民生活 食物食物,纸纸,木木,布庭院植物修剪物布庭院植物修剪物,金属金属,玻璃玻璃,塑料塑料,瓷瓷,燃料燃料,灰渣灰渣,脏脏 土土,碎砖瓦碎砖瓦,废器具废器具,粪便等粪便等 商业商业,机关机关 同上同上,另有管道另有管道,碎砌体碎砌体,沥青及其他建筑材料沥青及其他建筑材料,含有易爆含有易爆,易燃腐蚀易燃腐蚀 性性,放射性废物以及废汽车放射性废物以及废汽车,废电器废电器,废器具等废器具等市政维护市政维护,管理部门管理部门 碎砖瓦碎砖瓦,树叶树叶,死禽畜死禽畜,金属金属,锅炉灰渣锅炉灰渣,污泥等污泥等农业农业 秸秆秸秆,蔬菜蔬菜,水果水果,果树枝条果树枝条,人和禽畜粪便人和禽畜粪便,农药等农药等核工业和放射性医疗单位核工业和放射性医疗单位 金属金属,含放射性废渣含放射性废渣,粉尘粉尘,污泥污泥,器具和建筑材料等器具和建筑材料等 1981 1981年一些工业发达国家固体废弃物产量统计年一些工业发达国家固体废弃物产量统计表12 1981年一些工业发达国家固体废物产量统计 英国英国 法国法国 荷兰荷兰 比利时比利时 意大利意大利 瑞典瑞典 芬兰芬兰 日本日本 前联邦德国前联邦德国 美国美国城市垃圾城市垃圾 20.00 12.50 5.20 2.60 21.00 2.50 1.10 35.00 20.00 150.00工业废物工业废物 45.00 16.00 2.00 1.00 19.00 2.00 13.00 60.00污污 泥泥 8.00 1.00 125.00 7.00 有害废物有害废物 5.00 2.00 1.00 0.40 3.00 57.00炉炉 灰灰 12.00 13.00 矿业废物矿业废物 60.00 42.00 80.00 1890.00建筑废物建筑废物 3.00 6.50 0.30 75.00 96.00 农业废物农业废物 250.00 220.00 1.00 130.00 32.00 44.00 260.00 660.00表13 我国工业固体废物生产量发展趋势（19812000年）年份年份 1981 1985 1987 1995 2000工业固废（工业固废（104t）37660 46150 52920 61420 69350表14 我国2000年6大类再生资源产生量预测数据（单位：104t）废钢铁废钢铁 废有色金属废有色金属 废橡胶废橡胶 废塑料废塑料 废纸废纸 废玻璃废玻璃415041504300 1004300 100200 85200 8592 23092 230280 650 1040280 650 1040三、固体废物的分类三、固体废物的分类 按来源分类：按来源分类：v 工业固体废物工业固体废物v 矿业固体废物矿业固体废物 v 农业固体废物农业固体废物v 城市固体废物城市固体废物 v 放射性固体废物放射性固体废物 v 有害固体废物有害固体废物 冶金固体废物冶金固体废物 、燃料灰渣、燃料灰渣 、化学、化学工业固体废物工业固体废物 、石油工业固体废物、石油工业固体废物、粮食，食品工业固体废物、其他粮食，食品工业固体废物、其他 生活垃圾生活垃圾、城建渣土城建渣土、商业固体商业固体废物废物、粪便粪便第二节第二节 固体废物的污染及其控制固体废物的污染及其控制 一、固体废物污染途径一、固体废物污染途径 固固体体废废物物特特别别是是有有害害固固体体废废物物，处处理理处处置置不当，能通过不同途径危害人体健康。不当，能通过不同途径危害人体健康。通通常常，工工矿矿业业固固体体废废物物所所含含化化学学成成分分能能形形成成化化学学物物质质型型污污染染，人人畜畜粪粪便便和和生生活活垃垃圾圾是是各各种种病病源源微微生生物物的的孽孽生生地地和和繁繁殖殖场场，能能形形成成病源体型污染。病源体型污染。二、固体废物污染危害二、固体废物污染危害 侵占土地侵占土地污染土壤污染土壤污染水体污染水体 污染大气污染大气 影响环境卫生影响环境卫生三、固体废物污染控制三、固体废物污染控制 固体废物它们往往是许多污染成分的终极状固体废物它们往往是许多污染成分的终极状态。一些有害气体或飘尘，通过治理，最终富集态。一些有害气体或飘尘，通过治理，最终富集成为废渣，一些有害溶质和悬浮物，通过治理，成为废渣，一些有害溶质和悬浮物，通过治理，最终被分离出来成为污泥或残渣，一些含重金属最终被分离出来成为污泥或残渣，一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。这些于灰烬中。这些“终态终态”物质中的有害成分，在物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，故又成为大气、水体和土壤环境的污染土壤，故又成为大气、水体和土壤环境的污染“源头源头”。固体废物这一污染。固体废物这一污染“源头源头”和和“终态终态”特性告诉我们，控制特性告诉我们，控制“源头源头”、处理好、处理好“终态物终态物”是固体废物污染控制的关键。是固体废物污染控制的关键。固体废物污染控制需从两方面着手，一是防治固固体废物污染控制需从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。体废物污染，二是综合利用废物资源。改革生产工艺改革生产工艺 发展物质循环利用工艺发展物质循环利用工艺 进行综合利用进行综合利用 进行无害化处理与处置进行无害化处理与处置采用无废或少废技采用无废或少废技 采用精料采用精料提提高高产产品品质质量量和和使使用用寿寿命命 第三节第三节 固体废物处理处置方法固体废物处理处置方法一、固体废物处理方法一、固体废物处理方法二、固体废物处置方法二、固体废物处置方法一、固体废物处理方法一、固体废物处理方法 固固体体废废物物处处理理是是指指将将固固体体废废物物转转变变成成适适于于运运输输，利用、贮存或最终处置的过程。利用、贮存或最终处置的过程。物理处理物理处理 化学处理化学处理 生物处理生物处理 热处理热处理 固化处理固化处理 物理处理物理处理：通过浓缩或相：通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，变化改变固体废物的结构，使之成使之成为便于运输、贮存、为便于运输、贮存、利用或处置的形态。利用或处置的形态。化化学学处处理理：采采用用化化学学方方法法破破坏坏固固体体废废物物中中的的有有害害成成分分从从而而达达到到无无害害化化，或或将将其其转转变变成成为为适适于于进进一一步步处处理、处置的形态理、处置的形态。生生物物处处理理：利利用用微微生生物物分分解解固固体体废废物物中中可可降降解解的的有有机机物物，从而达到无害化或综合利用。从而达到无害化或综合利用。热处理热处理：通过高温破坏：通过高温破坏和改变固体废物组成和结和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热化或综合利用的目的。热处理方法包括焚化、热解、处理方法包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结湿式氧化以及焙烧、烧结等。等。固化处理固化处理：采用固化基材：采用固化基材将废物固定或包覆起来以降将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种较安全地运输和处置的一种处理过程处理过程。生物处理的几种类型：生物处理的几种类型：二、固体废物处置方法二、固体废物处置方法 固体废物处置是指最终处置或安全处置，固体废物处置是指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。体废物的归宿问题。海洋处置海洋处置：深海投弃、海上焚烧：深海投弃、海上焚烧 陆地处置陆地处置：土地耕作、工程库或贮留池贮：土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋、深井灌注存、土地填埋、深井灌注 第四节第四节 控制固体废物污染的控制固体废物污染的技术政策技术政策一、我国控制固体废物污染技术政策一、我国控制固体废物污染技术政策 的产生的产生二、二、“无害化无害化”三、三、“减量化减量化”四、四、“资源化资源化”一、我国控制固体废物污染技术一、我国控制固体废物污染技术政策的产生政策的产生 我我国国固固体体废废物物污污染染控控制制工工作作起起步步较较晚晚，开开始始于于8080年年代代初初期期。由由于于技技术术力力量量和和经经济济力力有有限限，近近期期内内还还不不可可能能在在较较大大的的范范围围内内实实现现“资资源源化化”。我我国国于于8080年年代代中中期期提提出出了了以以“资资源源化化”、“无无害害化化”、“减减量量化化”作作为为控控制制固固体体废废物物污污染染的的技技术术政政策策，并并确确定定今今后后较较长长一一段段时时间间内内应应以以“无无害害化化”为为主主。我我国国固固体体废废物物处处理理利利用用的的发发展展趋趋势势必必然然是是从从“无无害害化化”走走向向“资资源源化化”，“资资源源化化”是是以以“无无害害化化”为为前前提提的的，“无无害害化化”和和“减减量量化化”则应以则应以“资源化资源化”为条件为条件。二、二、“无害化无害化”基基本本任任务务：将将固固体体废废物物通通过过工工程程处处理理，达达到到不不损损害害人人体体健健康康，不不污污染染周周围围的的自自然然环境环境(包括原生环境与次生环境包括原生环境与次生环境)。处处理理工工程程 ：垃垃圾圾的的焚焚烧烧、卫卫生生填填埋埋、堆堆肥肥、粪粪便便的的厌厌氧氧发发酵酵，有有害害废废物物的的热热处处理理和解毒处理等。和解毒处理等。三、三、“减量化减量化”基本任务：通过适宜的手段减少和减小固体废物基本任务：通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。的数量和容积。四、四、“资源化资源化”基本任务基本任务:采取工艺措施从固体废物中回收有采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源用的物质和能源 特点特点:保护和延长原生资源寿命，保证资源永保护和延长原生资源寿命，保证资源永续，节省投资，降低成本，减少环境污染，保续，节省投资，降低成本，减少环境污染，保持生态平衡持生态平衡原则：技术是可行的；经济效益比较好，有较原则：技术是可行的；经济效益比较好，有较强的生命力，废物在排放源就近利用可以节省强的生命力，废物在排放源就近利用可以节省贮放、运输等过程的投资，贮放、运输等过程的投资，“资源化资源化”产品应产品应当符合国家相应产品的质量标准。当符合国家相应产品的质量标准。资源化的具体途径：资源化的具体途径：（1 1）作工业原料）作工业原料（2 2）回收能源）回收能源（3 3）作土壤改良剂和肥料）作土壤改良剂和肥料（4 4）直接利用）直接利用（5 5）作建筑材料）作建筑材料第五节第五节 典型固体废弃物的资源典型固体废弃物的资源化利用技术化利用技术1.1.城市垃圾的资源化利用技术城市垃圾的资源化利用技术2.2.煤系固体废弃物的资源化利用煤系固体废弃物的资源化利用3.3.冶金废渣的资源化利用冶金废渣的资源化利用4.4.化工固体废弃物的处置和利用化工固体废弃物的处置和利用5.5.石油工业固体废弃物的资源化利用石油工业固体废弃物的资源化利用6.6.农村固体废弃物的资源化利用农村固体废弃物的资源化利用1.1.城市垃圾的资源化利用技术城市垃圾的资源化利用技术2.2.煤系固体废弃物的资源化利用煤系固体废弃物的资源化利用（1 1）粉煤灰）粉煤灰（1 1）煤矸石）煤矸石3.3.冶金废渣的资源化利用冶金废渣的资源化利用4.化工固体废弃物的处置和利用化工固体废弃物的处置和利用5.5.石油工业石油工业固体废弃物的资源化利用固体废弃物的资源化利用6.6.农村农村固体废弃物的资源化利用固体废弃物的资源化利用中温微生物：主要分解水溶性有机物及蛋白质类的含氮化合物；高温微生物：除继续分解以分解的有机物外，主要强烈分解纤维素、半纤维素等复杂有机物，并开始腐殖化过程。当堆温降至50 以下为降温阶段，高温纤维分解菌的活动受到抑制，中温性微生物显著增加。主要分解残留下来的纤维素、半纤维素和木质素等，新合成的腐殖质也有少量分解。但腐殖化过程仍占优势，并逐渐进入腐熟保肥阶段。1.1.堆肥技术堆肥技术2.2.沼气发酵技术沼气发酵技术