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1、 固體廢棄物資源化工程固體廢棄物資源化工程 固體廢棄物資源化工程固體廢棄物資源化工程 固體廢棄物資源化工程固體廢棄物資源化工程 第九章第九章 固體廢棄物固體廢棄物資源化生態(tài)工程資源化生態(tài)工程 固體廢物固體廢物(簡稱廢物簡稱廢物)是指在社會的生產(chǎn)、是指在社會的生產(chǎn)、流通、消費等一系列活動中產(chǎn)生的一般不再具流通、消費等一系列活動中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀賦存在有原使用價值而被丟棄的以固態(tài)和泥狀賦存在物質(zhì)。物質(zhì)。固體廢物的產(chǎn)生有其必然性。這一方面是由固體廢物的產(chǎn)生有其必然性。這一方面是由于人們在索取的利用自然資源從事生產(chǎn)和活動于人們在索取的利用自然資源從事生產(chǎn)和活動時，限于
2、實際需要和技術(shù)條件，總要將其中一時，限于實際需要和技術(shù)條件，總要將其中一部分為廢物丟棄；另一個方面是由于各種產(chǎn)品部分為廢物丟棄；另一個方面是由于各種產(chǎn)品本身有其使用壽命，超過了一定期限，就會成本身有其使用壽命，超過了一定期限，就會成為廢物。為廢物。第一節(jié)第一節(jié) 固體廢物的來源和分類固體廢物的來源和分類 一、固體廢物的來源一、固體廢物的來源 固固體體廢廢物物來來自自人人類類活活動動的的許許多多環(huán)環(huán)節(jié)節(jié),主主要要包包括括生產(chǎn)過程和生活過程的一些環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程和生活過程的一些環(huán)節(jié)。二、固體廢物的排量二、固體廢物的排量 經(jīng)經(jīng)濟濟的的不不斷斷增增長長，生生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)規(guī)模模的的不不斷斷擴擴大大，人人類類需需求
3、求的的不不斷斷提提高高 ，隨隨之之而而來來的的固固體體廢廢物物排排出出量量也也不不斷斷增增加加。表表1-21-2是是19811981年年一一些些工工業(yè)業(yè)發(fā)發(fā)達(dá)達(dá)國國家排出的各種固體廢物數(shù)量。家排出的各種固體廢物數(shù)量。表表1 11 1 從各類發(fā)生源產(chǎn)生的固體廢棄物從各類發(fā)生源產(chǎn)生的固體廢棄物發(fā)生之源發(fā)生之源 產(chǎn)生的主要固體廢物產(chǎn)生的主要固體廢物礦業(yè)礦業(yè) 廢石廢石,尾礦尾礦,金屬金屬,廢木廢木,磚瓦和水泥磚瓦和水泥,砂石等砂石等冶金、金屬結(jié)構(gòu)、交通冶金、金屬結(jié)構(gòu)、交通 金屬金屬,渣渣,砂石砂石,陶瓷陶瓷,涂料涂料,管道管道,絕熱和絕緣材料絕熱和絕緣材料機械等工業(yè)機械等工業(yè) 粘結(jié)劑粘結(jié)劑,污垢污垢,
4、廢木廢木,塑料塑料,橡膠橡膠,紙紙,各種建筑材料等各種建筑材料等建筑材料工業(yè)建筑材料工業(yè) 金屬金屬,水泥水泥,粘土粘土,陶瓷陶瓷,石膏石膏,石棉石棉,砂砂,石石,纖維等纖維等食品加工業(yè)食品加工業(yè) 肉肉,谷物谷物,蔬菜蔬菜,硬殼果硬殼果,水果水果,煙草等煙草等橡膠、皮革、塑料等工業(yè)橡膠、皮革、塑料等工業(yè) 橡膠橡膠,塑料塑料,皮革皮革,纖維纖維,染料等染料等石油化工工業(yè)石油化工工業(yè) 化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑,金屬金屬,塑料塑料,橡膠橡膠,陶瓷陶瓷,瀝青瀝青,油氈油氈,涂料等涂料等電器電器,儀器儀表等工業(yè)儀器儀表等工業(yè) 金屬金屬,玻璃玻璃,木木,橡膠橡膠,塑料塑料,化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑,研磨料研磨料,陶瓷陶瓷,
5、絕緣材料等絕緣材料等紡織服裝工業(yè)紡織服裝工業(yè) 纖維纖維,金屬金屬,橡膠橡膠,塑料等塑料等造紙造紙,木材木材,印刷等工業(yè)印刷等工業(yè) 刨花刨花,鋸末鋸末,碎木碎木,化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑,金屬金屬,塑料等塑料等居民生活居民生活 食物食物,紙紙,木木,布庭院植物修剪物布庭院植物修剪物,金屬金屬,玻璃玻璃,塑料塑料,瓷瓷,燃料燃料,灰渣灰渣,臟臟 土土,碎磚瓦碎磚瓦,廢器具廢器具,糞便等糞便等 商業(yè)商業(yè),機關(guān)機關(guān) 同上同上,另有管道另有管道,碎砌體碎砌體,瀝青及其他建筑材料瀝青及其他建筑材料,含有易爆含有易爆,易燃腐蝕易燃腐蝕 性性,放射性廢物以及廢汽車放射性廢物以及廢汽車,廢電器廢電器,廢器具等廢器具等市
6、政維護(hù)市政維護(hù),管理部門管理部門 碎磚瓦碎磚瓦,樹葉樹葉,死禽畜死禽畜,金屬金屬,鍋爐灰渣鍋爐灰渣,污泥等污泥等農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè) 秸稈秸稈,蔬菜蔬菜,水果水果,果樹枝條果樹枝條,人和禽畜糞便人和禽畜糞便,農(nóng)藥等農(nóng)藥等核工業(yè)和放射性醫(yī)療單位核工業(yè)和放射性醫(yī)療單位 金屬金屬,含放射性廢渣含放射性廢渣,粉塵粉塵,污泥污泥,器具和建筑材料等器具和建筑材料等 1981 1981年一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家固體廢棄物產(chǎn)量統(tǒng)計年一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家固體廢棄物產(chǎn)量統(tǒng)計表12 1981年一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家固體廢物產(chǎn)量統(tǒng)計 英國英國 法國法國 荷蘭荷蘭 比利時比利時 意大利意大利 瑞典瑞典 芬蘭芬蘭 日本日本 前聯(lián)邦德國前聯(lián)邦德國 美國
7、美國城市垃圾城市垃圾 20.00 12.50 5.20 2.60 21.00 2.50 1.10 35.00 20.00 150.00工業(yè)廢物工業(yè)廢物 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 有害廢物有害廢物 5.00 2.00 1.00 0.40 3.00 57.00爐爐 灰灰 12.00 13.00 礦業(yè)廢物礦業(yè)廢物 60.00 42.00 80.00 1890.00建筑廢物建筑廢物 3.00 6.50 0.30 75.00 96.00 農(nóng)業(yè)廢物農(nóng)業(yè)廢物 250.00 220.00 1.
8、00 130.00 32.00 44.00 260.00 660.00表13 我國工業(yè)固體廢物生產(chǎn)量發(fā)展趨勢（19812000年）年份年份 1981 1985 1987 1995 2000工業(yè)固廢（工業(yè)固廢（104t）37660 46150 52920 61420 69350表14 我國2000年6大類再生資源產(chǎn)生量預(yù)測數(shù)據(jù)（單位：104t）廢鋼鐵廢鋼鐵 廢有色金屬廢有色金屬 廢橡膠廢橡膠 廢塑料廢塑料 廢紙廢紙 廢玻璃廢玻璃415041504300 1004300 100200 85200 8592 23092 230280 650 1040280 650 1040三、固體廢物的分類三、固體
9、廢物的分類 按來源分類：按來源分類：v 工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物v 礦業(yè)固體廢物礦業(yè)固體廢物 v 農(nóng)業(yè)固體廢物農(nóng)業(yè)固體廢物v 城市固體廢物城市固體廢物 v 放射性固體廢物放射性固體廢物 v 有害固體廢物有害固體廢物 冶金固體廢物冶金固體廢物 、燃料灰渣、燃料灰渣 、化學(xué)、化學(xué)工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物 、石油工業(yè)固體廢物、石油工業(yè)固體廢物、糧食，食品工業(yè)固體廢物、其他糧食，食品工業(yè)固體廢物、其他 生活垃圾生活垃圾、城建渣土城建渣土、商業(yè)固體商業(yè)固體廢物廢物、糞便糞便第二節(jié)第二節(jié) 固體廢物的污染及其控制固體廢物的污染及其控制 一、固體廢物污染途徑一、固體廢物污染途徑 固固體體廢廢物物特特別別是是有
10、有害害固固體體廢廢物物，處處理理處處置置不當(dāng)，能通過不同途徑危害人體健康。不當(dāng)，能通過不同途徑危害人體健康。通通常常，工工礦礦業(yè)業(yè)固固體體廢廢物物所所含含化化學(xué)學(xué)成成分分能能形形成成化化學(xué)學(xué)物物質(zhì)質(zhì)型型污污染染，人人畜畜糞糞便便和和生生活活垃垃圾圾是是各各種種病病源源微微生生物物的的孽孽生生地地和和繁繁殖殖場場，能能形形成成病源體型污染。病源體型污染。二、固體廢物污染危害二、固體廢物污染危害 侵占土地侵占土地污染土壤污染土壤污染水體污染水體 污染大氣污染大氣 影響環(huán)境衛(wèi)生影響環(huán)境衛(wèi)生三、固體廢物污染控制三、固體廢物污染控制 固體廢物它們往往是許多污染成分的終極狀固體廢物它們往往是許多污染成分的
11、終極狀態(tài)。一些有害氣體或飄塵，通過治理，最終富集態(tài)。一些有害氣體或飄塵，通過治理，最終富集成為廢渣，一些有害溶質(zhì)和懸浮物，通過治理，成為廢渣，一些有害溶質(zhì)和懸浮物，通過治理，最終被分離出來成為污泥或殘渣，一些含重金屬最終被分離出來成為污泥或殘渣，一些含重金屬的可燃固體廢物，通過焚燒處理，有害金屬濃集的可燃固體廢物，通過焚燒處理，有害金屬濃集于灰燼中。這些于灰燼中。這些“終態(tài)終態(tài)”物質(zhì)中的有害成分，在物質(zhì)中的有害成分，在長期的自然因素作用下，又會轉(zhuǎn)入大氣、水體和長期的自然因素作用下，又會轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，故又成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染土壤，故又成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭源頭”。
12、固體廢物這一污染。固體廢物這一污染“源頭源頭”和和“終態(tài)終態(tài)”特性告訴我們，控制特性告訴我們，控制“源頭源頭”、處理好、處理好“終態(tài)物終態(tài)物”是固體廢物污染控制的關(guān)鍵。是固體廢物污染控制的關(guān)鍵。固體廢物污染控制需從兩方面著手，一是防治固固體廢物污染控制需從兩方面著手，一是防治固體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。改革生產(chǎn)工藝改革生產(chǎn)工藝 發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝 進(jìn)行綜合利用進(jìn)行綜合利用 進(jìn)行無害化處理與處置進(jìn)行無害化處理與處置采用無廢或少廢技采用無廢或少廢技 采用精料采用精料提提高高產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量和和使使用用壽壽命命 第三節(jié)第三節(jié) 固體廢物處
13、理處置方法固體廢物處理處置方法一、固體廢物處理方法一、固體廢物處理方法二、固體廢物處置方法二、固體廢物處置方法一、固體廢物處理方法一、固體廢物處理方法 固固體體廢廢物物處處理理是是指指將將固固體體廢廢物物轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變成成適適于于運運輸輸，利用、貯存或最終處置的過程。利用、貯存或最終處置的過程。物理處理物理處理 化學(xué)處理化學(xué)處理 生物處理生物處理 熱處理熱處理 固化處理固化處理 物理處理物理處理：通過濃縮或相：通過濃縮或相變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，使之成使之成為便于運輸、貯存、為便于運輸、貯存、利用或處置的形態(tài)。利用或處置的形態(tài)?；瘜W(xué)學(xué)處處理理：采采用用化化學(xué)學(xué)方方法法破破壞
14、壞固固體體廢廢物物中中的的有有害害成成分分從從而而達(dá)達(dá)到到無無害害化化，或或?qū)⑵淦滢D(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變成成為為適適于于進(jìn)進(jìn)一一步步處處理、處置的形態(tài)理、處置的形態(tài)。生生物物處處理理：利利用用微微生生物物分分解解固固體體廢廢物物中中可可降降解解的的有有機機物物，從而達(dá)到無害化或綜合利用。從而達(dá)到無害化或綜合利用。熱處理熱處理：通過高溫破壞：通過高溫破壞和改變固體廢物組成和結(jié)和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時達(dá)到減容、無害構(gòu)，同時達(dá)到減容、無害化或綜合利用的目的。熱化或綜合利用的目的。熱處理方法包括焚化、熱解、處理方法包括焚化、熱解、濕式氧化以及焙燒、燒結(jié)濕式氧化以及焙燒、燒結(jié)等。等。固化處理固化處理：采用固化
15、基材：采用固化基材將廢物固定或包覆起來以降將廢物固定或包覆起來以降低其對環(huán)境的危害，因而能低其對環(huán)境的危害，因而能較安全地運輸和處置的一種較安全地運輸和處置的一種處理過程處理過程。生物處理的幾種類型：生物處理的幾種類型：二、固體廢物處置方法二、固體廢物處置方法 固體廢物處置是指最終處置或安全處置，固體廢物處置是指最終處置或安全處置，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。體廢物的歸宿問題。海洋處置海洋處置：深海投棄、海上焚燒：深海投棄、海上焚燒 陸地處置陸地處置：土地耕作、工程庫或貯留池貯：土地耕作、工程庫或貯留池貯存、土地填埋、深井灌注存
16、、土地填埋、深井灌注 第四節(jié)第四節(jié) 控制固體廢物污染的控制固體廢物污染的技術(shù)政策技術(shù)政策一、我國控制固體廢物污染技術(shù)政策一、我國控制固體廢物污染技術(shù)政策 的產(chǎn)生的產(chǎn)生二、二、“無害化無害化”三、三、“減量化減量化”四、四、“資源化資源化”一、我國控制固體廢物污染技術(shù)一、我國控制固體廢物污染技術(shù)政策的產(chǎn)生政策的產(chǎn)生 我我國國固固體體廢廢物物污污染染控控制制工工作作起起步步較較晚晚，開開始始于于8080年年代代初初期期。由由于于技技術(shù)術(shù)力力量量和和經(jīng)經(jīng)濟濟力力有有限限，近近期期內(nèi)內(nèi)還還不不可可能能在在較較大大的的范范圍圍內(nèi)內(nèi)實實現(xiàn)現(xiàn)“資資源源化化”。我我國國于于8080年年代代中中期期提提出出了了
17、以以“資資源源化化”、“無無害害化化”、“減減量量化化”作作為為控控制制固固體體廢廢物物污污染染的的技技術(shù)術(shù)政政策策，并并確確定定今今后后較較長長一一段段時時間間內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)以以“無無害害化化”為為主主。我我國國固固體體廢廢物物處處理理利利用用的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢必必然然是是從從“無無害害化化”走走向向“資資源源化化”，“資資源源化化”是是以以“無無害害化化”為為前前提提的的，“無無害害化化”和和“減減量量化化”則應(yīng)以則應(yīng)以“資源化資源化”為條件為條件。二、二、“無害化無害化”基基本本任任務(wù)務(wù)：將將固固體體廢廢物物通通過過工工程程處處理理，達(dá)達(dá)到到不不損損害害人人體體健健康康，不不污污染染周周圍圍
18、的的自自然然環(huán)境環(huán)境(包括原生環(huán)境與次生環(huán)境包括原生環(huán)境與次生環(huán)境)。處處理理工工程程 ：垃垃圾圾的的焚焚燒燒、衛(wèi)衛(wèi)生生填填埋埋、堆堆肥肥、糞糞便便的的厭厭氧氧發(fā)發(fā)酵酵，有有害害廢廢物物的的熱熱處處理理和解毒處理等。和解毒處理等。三、三、“減量化減量化”基本任務(wù)：通過適宜的手段減少和減小固體廢物基本任務(wù)：通過適宜的手段減少和減小固體廢物的數(shù)量和容積。的數(shù)量和容積。四、四、“資源化資源化”基本任務(wù)基本任務(wù):采取工藝措施從固體廢物中回收有采取工藝措施從固體廢物中回收有用的物質(zhì)和能源用的物質(zhì)和能源 特點特點:保護(hù)和延長原生資源壽命，保證資源永保護(hù)和延長原生資源壽命，保證資源永續(xù)，節(jié)省投資，降低成本，
19、減少環(huán)境污染，保續(xù)，節(jié)省投資，降低成本，減少環(huán)境污染，保持生態(tài)平衡持生態(tài)平衡原則：技術(shù)是可行的；經(jīng)濟效益比較好，有較原則：技術(shù)是可行的；經(jīng)濟效益比較好，有較強的生命力，廢物在排放源就近利用可以節(jié)省強的生命力，廢物在排放源就近利用可以節(jié)省貯放、運輸?shù)冗^程的投資，貯放、運輸?shù)冗^程的投資，“資源化資源化”產(chǎn)品應(yīng)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)。當(dāng)符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。資源化的具體途徑：資源化的具體途徑：（1 1）作工業(yè)原料）作工業(yè)原料（2 2）回收能源）回收能源（3 3）作土壤改良劑和肥料）作土壤改良劑和肥料（4 4）直接利用）直接利用（5 5）作建筑材料）作建筑材料第五節(jié)第五節(jié) 典型固體廢
20、棄物的資源典型固體廢棄物的資源化利用技術(shù)化利用技術(shù)1.1.城市垃圾的資源化利用技術(shù)城市垃圾的資源化利用技術(shù)2.2.煤系固體廢棄物的資源化利用煤系固體廢棄物的資源化利用3.3.冶金廢渣的資源化利用冶金廢渣的資源化利用4.4.化工固體廢棄物的處置和利用化工固體廢棄物的處置和利用5.5.石油工業(yè)固體廢棄物的資源化利用石油工業(yè)固體廢棄物的資源化利用6.6.農(nóng)村固體廢棄物的資源化利用農(nóng)村固體廢棄物的資源化利用1.1.城市垃圾的資源化利用技術(shù)城市垃圾的資源化利用技術(shù)2.2.煤系固體廢棄物的資源化利用煤系固體廢棄物的資源化利用（1 1）粉煤灰）粉煤灰（1 1）煤矸石）煤矸石3.3.冶金廢渣的資源化利用冶金廢
21、渣的資源化利用4.化工固體廢棄物的處置和利用化工固體廢棄物的處置和利用5.5.石油工業(yè)石油工業(yè)固體廢棄物的資源化利用固體廢棄物的資源化利用6.6.農(nóng)村農(nóng)村固體廢棄物的資源化利用固體廢棄物的資源化利用中溫微生物：主要分解水溶性有機物及蛋白質(zhì)類的含氮化合物；高溫微生物：除繼續(xù)分解以分解的有機物外，主要強烈分解纖維素、半纖維素等復(fù)雜有機物，并開始腐殖化過程。當(dāng)堆溫降至50 以下為降溫階段，高溫纖維分解菌的活動受到抑制，中溫性微生物顯著增加。主要分解殘留下來的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，新合成的腐殖質(zhì)也有少量分解。但腐殖化過程仍占優(yōu)勢，并逐漸進(jìn)入腐熟保肥階段。1.1.堆肥技術(shù)堆肥技術(shù)2.2.沼氣發(fā)酵技術(shù)沼氣發(fā)酵技術(shù)
9-固體廢棄物資源化生態(tài)工程
