目 录 1.概论 1.1固体废物的概念与分类… 1.1,1固体废物的概念… 1.1.2固体废物的来源与分类………………………………………1 1.2固体废物的国内外现状 1.3固体废物对环境的危害 ……3 1.3.1固体废物的污染途径… 1.32固体废物的危害… 1.4固体废物的管理……… 1.41固体废物管理现状………… 1.4.2固体废物管理内容 着非甲甲甲 复习思考题……………… 666 阅读材料……… 省申自中中中 2.固体废物的收集和运输… 2.1固体废物的收集 2.1.1收集原则… 2.1.2收集方法 2.1.3固体废物的标记 22固体废物的运输… 221包装容器的选择… 22.2运输方式………………………… 2.2.3运输管理… 10 2.3城市垃圾的收集与运输………………………"… 2.3.1收集方式… 由a面 2.3.2收集系统……………… 2.3.3收集路线设计……… 复习思考题 22 实训题 阅读材料…… 3.固体废物的处理………… 31概述 3.1.1固体废物处理的定义……… 1.2固体废物处理的原则与基本途径… 3.2预处理…………… 32.1压实……
3.2.2破碎……… 3.2.3分选…………… 32.4脱水 3.2.5干燥 33固化………………………… ……52 3.3.1包胶固化… 33.2自胶结固化………… ……………………55 333玻璃固化 3.4化学处理……… 3.4.1中和法………………………………………… ……57 34.2氧化还原法 3.4.3水解法………………… 35焚烧………… 58 35.1焚烧处理的目的 …………………58 35.2焚烧处理的方式和特点… 58 35.3焚烧处理的基本工艺条件………… 3.54固体废物的焚烧系统…… …59 3.5.5焚烧设备………………… 35.6焚烧处理的工艺流程… 36热解 65 361热解处理的原理及特点 ·,,·,上 s65 36.2热解工艺与设备 3.63热解处理实例 37微生物分解…………… 70 37.1好氧堆肥……………… ………170 3.72厌氧发酵……… 74 3.8污泥的处理… 3.8.1概述 382污泥的浓缩……… 3.83污泥的消化 3.8.4机械脱水………… ……81 38.5污泥的于燥与焚烧… 复习思考题 实训题 阅渎材料………………………………………… …84 4.固体废物的资源化与综合利用…………………… 4.1资源化概述… 4.1.1资源化的概念… 41,2资源化的国内外现状…… 41.3资源化的原则……………
4.1.4资源化的基本途径… 4.1.5资源化系统………… ·由由非 87 4.2工业固体废物的综合利用… ……87 4.2.1高炉渣的综合利用……… ,·, 42.2钢渣的综合利用……… 4.2.3粉煤灰的综合利用………… 101 4.2.4硫铁矿烧渣的综合利用 4.2.5铬渣的综合利用……………… 118 4.2.6碱渣的综合利用… ………12 4.3矿业固体废物的综合利用 ……125 4.3,1概述… 125 4.32煤矸石的综合利用… ……………125 4.4城市垃圾的综合利用…………… 4.4.1城市垃圾的组成… 44.2城市垃圾的处理… ,由中垂垂 …………………133 4.43城市垃圾的回收利用… 135 4.5农业固体废物的综合利用 136 4.5.1制备堆肥 4.5.2生产沼气…………………………… 137 4.6其他固体废物的综合利用… 4.6.1污泥的综合利用 4.6.2放射性固体废物的综合利用……………………… 复习思考题………………………………… ………142 实训题……… 5.固体废物的处置……… 144 5.1概述 5.1.1固体废物处置的概念 144 5.1.2处置的基本要求 5.1.3处置方法的分类… …145 5.2固体废物的最终处置方法… 5.2.1堆存法… …145 5.2.2填埋法…………………… 5.2.3土地耕作法 5.2.4深井灌注法…………………… 52.5海洋处置法 复习思考题… 实训题………… 阅读材料… 附录… 166 附录1中华人民共和国固体废物污染环境防治法(摘录)…
附录2固体废物污染控制标准… 附录3固体废物产生源及可能产生的废物提示 171 附录4主要工业行业固体废物排放系数参照表 参考文献…………………………… 174
1.概论 ￠学习指南 本章主要讲述到体废物的概念与分类、固体废物的来源与危害以及固体废物的管理。通 过学习掌握固体废物的概念与分类,对固仫废物的危害有足够的认识和重视,从而提高对学 习本课程的重要性钓认识。 1.1固体废物的概念与分类 11.1`固体减物的椰念 固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生,在一定时间和地点无法利用而 被丢弃的污染环境的固态、半固态废弃物质。这里所说的生产建设,不是具体的某个建设工 程项目的建设,而是指国民经济建设而言的生产及建设活动,是一个大范围的概念,包括工 厂、矿山、建筑、交通运输、邮电等各业的产和建设活动;这里所说的日常生活是指人们 居家过日子,吃住行等活动,亦包括为保障人们居家生活提供各种社会服务及保障的活动;这 里所说的其他活动、主要是指商业活动及医院、科研单位、大专院校等非生产性的,又不属 于日常生活活动范畴的正常活动。 固体废物是相对某一过程或某一方面没有使用价值,而并非在一切过程或一切方面都没 有使用价值。另外,由于各种产品木身具有使用寿命,超过了寿命期限,也会成为废物。因 此,固体废物的概念具有时间性和空间性,一种过程的废物随着时空条件的变化,往往可以 成为另一过程的原料,所以废物又有“放在错误地点的原料”之称 1.12:固体废的秉源与分类 固体废物的来源大体上可分为两类:一是产过程中所产生的废物,称为生产废物;另 一类是在产品进入市场后在流动过程中或使用消费后产生的固体废物,称生活废物。人们在 资源开发和产品制造过程中,必然产生废物、任何产品经过使用和消费后也会变成废物。表 1-1列出了各类发生源产生的主要圊体废物 固体废物来源广泛,种类繁多,组成复杂。从不同的角度出发,可进行不同的分类。按 其化学组成可分为有机废物和无机废物;按其危害性可分为一般固体废物和危险性固体废物 按其形状可分为固体废物(粉状、粒状、块状)和泥状废物(污泥);通常按其来源的不同分 为矿业废物、工业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物五类 工业固体废物是指来自各工业生产部门的生产和加工过程及流通中所产生的废渣、粉尘 废屑、污泥等。例如冶金工业中的高炉渣、钢渣、铁合金渣、铜渣、锌渣、铅渣、镍渣、铬 渣、汞渣等;电力工业中的粉煤灰、炉渣、烟道灰;石油工业中的油泥、焦油、页岩渣;化 学工业中产生的硫铁矿娆渣、铬渣、碱渣、电石渣、磷石膏等;食品工业排弃的谷屑、下脚 料、渣滓;其他工业产生的碎屑、边角料等。矿业固体废物主要指来白矿业开采和矿石洗选 过程中所产生的废物,主要包括煤矸石、采矿废石和尾矿,城市垃圾是指在城市日常生活中
或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市垃 圾的固体废物,如生活垃圾、建筑垃圾、废纸、废家具、废塑料等。农业固体废物主要指农 林生产和禽齑饲养过程所产生的废物,包括植物秸秆、人和牲畜的粪便等。放射性固体废物 包括核燃料生产、加工产生的废物以及同位素应用、核研究机构、医疗单位、放射性废物处 理设施产生的废物,如尾矿、污染的废旧设备、仪器、防护用品、废树脂等 表11固体废物的分类、来源和主要组成物 分类 来源 主要组成物 矿业废物 矿山、选冶 废矿石、尾矿、金属、废木、砖瓦灰石等 冶金、交通、机械、金昇结构等|金属、矿渣、砂石、模型、芯、陶瓷、边角料、涂料、管道 绝热和绝缘材料、粘结剂、废木、塑料、橡胶、烟尘等 煤炭 矿石、木料、金属 食品加 肉类、谷类、果类、蔬菜、烟草 橡胶、皮革、塑料等 掾胶、皮革、塑料、布、纤维、燃料、金属等 工业废 造纸、木材、印刷等 刨花、锯木、猝木、化学药剂、金填料、塑料、木质寰 石油、化工 化学药剂、金属、塑料、橡胶、陶瓷、沥青、油毡、石棉、涂 电器、仪器、仪表等 金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料、陶瓷 绝缘材料 纺织服装业 和头、纤维、橡胶、塑料、金属 建筑材料 「金属,水泥、粘士、陶蹙、石膏、石棉,砂石、纸、纤维 电力 妒渣、粉煤灰、烟尘 居民生活 食物垃圾、纸屑、料、木料、庭院植物修剪、金属、玻璃、 城市垃 塑料、阉瓷、燃料灰渣,碎砖瓦、废器具、粪便、杂品 商业、机关 器含患嬸易憑赜挂能建组物轰类图虐镯生署 栏内的各种废物 市政维护、管理部门 痒砖瓦、树叶、死龠畜、金属锅炉、灰渣、污泥、脏土等 稻草、秸秆、蔬菜、水果、果树忮条、糠秕、落叶、废塑料、 农业废物 人裔粪便、禽类、农药 水产 腥臭死禽畜、腐烂鱼虾贝壳、水产加工污水、污泥 放射性废物 核工业、核电站、放射性医疗单金属、含放射性废渣、粉尘、污泥、器具、劳橾用品、建筑 位、科砑单位 材料 1.2固体废物的国内外现状 全世界固体废物的排放量十分惊人。目前,一些工业化国家的工业固体废物排放量,每 年平均以2%~4%的速度增长。据有关资料统计,全世界工业每年产生约21亿t固体废物和 3.4亿t危险废物,其中美国大约4亿t,日本约3亿t。放射性废物的产生量亦在逐年上升 至今尚未处置过的任何高浓度放射性废物,到2000年占地大约会达到100万m3 近年来,随着工业化国家的城市化和居民消费水平的提高,城市垃圾的增长也十分迅速 发达国家垃圾增长率为32%~4.5%,友展中国家为2%~3%。美国1970~1978年因经济 萧条,垃圾增长不快,仅为2%,1978年后,随着经济复苏,增长率达4%以上,目前达到5% 欧洲经济共同体国家垃圾平均增长率为3%,德国为4%,瑞典为2%,南朝鲜近几年经济发
展较快,垃圾增长率达11%。全球年户垃圾超过100亿t,其中美国达30亿t日本最近10 年平均每日垃圾抛弃量增加一倍,英国城市垃圾量15年增加了]倍。 随着工业化的迅速发展以及人民生活水平的不断提高,我国每年生产的固体废物数量巨 大、种类繁多、性质复杂,据统计,我国1年T业固体废物产量达6亿多吨,其中危险废物 约占5%,历年累计堆积量已近60亿t,占用了大量农田。日前全国每年产生的工业固体废物 除约40%利用外,大部分仍处于简单堆放,任意排放的状况。表1-2为中国工业固体废物排 出量发展趋势 表12我国工业固体废物产生量发展趋势 1985 99 量/亿t 800 6,l42 6.935 中国城市垃圾的产生量近几年增长也较快。垃圾增长率每年约按9%以上的速度增长,全 国1年垃圾产生量达142亿t。由于处置设施严重不足,目前已有2/3的城市陷入垃圾的包 围之中。据统计.200年中国城市垃圾的产生量达到1.5亿t,内地达6万hm2 1.3固体废物对环境的危害 13.1固体薇物的污染途径 人们容易产生…种固体废物稳定、污染優的错觉,但在自然条件影响下固体废物中的 部分有害成分可以通过水、大气、士壤等途径进人环境,给人类造成潜在的、长期的危害。因 而,在固体废物处理处置不当时,会通过不同的途径危害人体健康。例如,工矿业固体废物 所含化学成分能形成化学物质型污染,人畜粪便和生活垃圾是各种病原微生物的孽生地,能 形成病原体型污染。其传播疾病途径如图1-1所示。 弃置堆故,『地下水 饮开水 填地:表层 底层,深层 接触透人 江、河、湖,海 等地下水、废 「水牛动物— 食用水生动植物 物处坪场 亏泥|→肥料、改艮+壤食用物 废 食品“人类疾病 污术处厂少“大气依门吸动物-奶 污 泥 肺部 皮肤 便 处理」-尘埃 貞接接触 图1-1固体废物传播疾病的途径
1.3.2圆体废物的意害 固体废物对人类环境的危害,主要表现在以下六个方面。 (1)侵占土地 固体废物不加利用时,需占地堆放。堆积量越大,占地也越多。据估算,每堆积1万t废 物,约占地1亩O。截止1994年,我国仅工矿业废渣、煤矸石、尾矿堆积量就达66亿多吨, 占地90多万亩。 我国许多城市利用市郊堆存城市垃圾,也侵占了大量农田,同时,大量废物的排放和堆 积,将严重地破坏地貌、植被和自然景观。例如,根据北京巾高空远红外探测的结果显小,北 京市区几乎被环状的垃圾群所包围 (2)污染土壤 废物堆放或没有适当的防渗措施的垃圾填埋、其中的有害成分很容易经过风化雨淋地表 径流的侵蚀渗入土壤之中。土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所。这些微生物形成了 一个生态系统,在大自然的物质循环中,担负着碳循环和氮循环的一部分重要任务。由于有 害成分进入土壤,能杀灭土壤屮的微生物,使土壤丧失腐解能力,导致草木不生。例如,20 世纪80年代,我国内蒙古包头市的某尾矿堆积如山,造成坝下游的大片土地被污染,使一个 乡的民被迫搬迁。 20世纪70年代,美国在密苏里州、曾把混有四氯二苯-对二呕英(2,3,7,8-TCD)的 废渣当作沥青铺洒路面,造成严重污染。土壤中TCDD含量达3×10,污染深度达6cm,致 使牲畜大批死亡,居民备受许多种疾病折磨。最后,美国政府花3300万美元买下了该镇的全 部地产,还赔偿了居民搬迁等的一切损失。 (3)污染水体 固体废物随大然降水和地表径流进入江河湖泊.或随风飘迁落入水体使地面水污染;随 渗沥水进入土壤则使地下水污染;直接排入河流、湖泊或海洋,又会造成更大的水体污染 美国的 Love Canal事件是典型的固体废物污染水体事件。1930~1953年期间,美国胡克 化学工业公司在纽约州附近的 Love canal废河谷填埋∫2800多吨桶装有害固体废物,1953 年用土填平。978年大雨和融化的雪水造成有害固体废物外溢,并陆续发现该地区井水变臭, 婴儿畸形,居民得怪异疾病,大气中有害物质浓度超标500多倍,测出有毒物质82种,其中 l1种能致癌,其中包括有剧毒的二嘌英。1978年,美国政府颁布法令,710多户居民全部迁 出,并拨款2700万美元进行治理 (4)污染空气 固体废物一般通过如下途径污染大气:一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生 物分解,释放出有毒气体;以细粒状存在的废渣和垃圾,在大风吹动下会随风漂逸,扩散到 很远的地方,造成大气的粉尘污染;而体废物在运输和处理过程中,产生有害气体和粉尘 煤矸石自燃会散发出大量的S()、CO2、NH;等气体,造成严重的大气污染。陕西铜川市 由于煤矸石自燃产生的SO2量每天达37t。 采用焚烧法处理固体废物,也会污染大气。据报道,关国约有2/3固体废物焚烧炉由于 缺乏空气净化装置而污染大气。有的露天焚烧炉排出的粉尘在接近地面处的浓度达到0.56g/
据统计,美国大气污染物中有42%来自固体物处理装置 (5)影响环境卫生 我国工业固体废物的综合利用率很低。据我图300个城市统计,城市垃圾的清运量仅占 产量的40%~50%无害化处理率只有1.6%,50%以卜的垃圾堆存在城市的一些死角,98% 以上的垃圾、粪便未经无害化处理进入环境,严重影响人们的居住环境的卫生状况,导致传 染病菌繁殖,对人们的健康构成潜在的威胁。 (6)其他危害 某些特殊的有害固体废物排放,除以上各种危害外,还可能造成燃烧、爆炸、接触中毒 严重腐蚀等特殊损害 1.4固体废物的管理 141:图体物管魂状 我国固体废物管理工作起步较晚。我国第-部关于固体废物污染臂理的法规《中华入民 共和国固体废物污染环境防治法》于1995年10月30日正式公布。它对固体废物防治的监督 管理、固体废物特别是危险废物的防治、固体废物污染环境责任者应负的法律责任等都作了 明确的规定。该法的颁布与实施标志着我国对固体废物污染的管理从此走上了法制化的轨道 但由于各项行之有效的配套措施尚待完善,各I矿企业部门对固体废物处理尚需一个适应的 过程;特别是有害固体废物任意丢耷,缺少符合标准的有害固体废物填堙场。因此,根据我 国对固体废物的管理实践,并借鉴国外的经验,应从以下两个方面做好我国的固体废物管理 工作 (1)划分有害固体废物与非有害固体废物的种关 ①名录法“名录法”是根据经验与实验,将有害固体废物的品名列成一览表,将非有 害固体废物列成排除表,用以表明某种固体废物属于有害固体废物或非有害固体废物,再由 国家管理部门以立法形式予以公布。 鉴别法“鉴别法”是在专门的立法屮对有害废物的特别性及其鉴别分析方法以“标 准”的形式予以规制,依据鉴别分析方法,测定废物的特性,如易燃性、腐蚀性、反应性、放 射性、浸出毒性以及其他毒性等,进而判定其属于有害固体废物或非有害固体废物 (2)完善固体废物法和加大执法力度 固体废物管理的主要方法是建立固体废物管理法,美国的《资源保护和回收法》 (RCRA)(1984)和《全面环境责任承担赔偿和义务法》( CERCLA)(196)是迄今世界各国 比较全面的关于固体废物管理的法规。前者强调设计和运行必须确保有害废物得到妥善管理 对于非有害废物的资源化也做出了较全面的规定;后者强调处置有害废物的责任和义务。英 国的《污染控制法》有专门的固体废物条款。日本的《废物处理和清扫法》规定了全体国民 的义务和废物处理的主体,不仅企业有适当处理其产生的固体废物的义务,公民也有保持生 活环境清洁的义务。德国制定有相当完备的各种环境保护法规,管理更加完善,例如85%的 固体废物都被送往15个大型中心处理站去销毁、四收利用、循环或土地填埋 我国国土广阔,各地经济、人口发展很不平衡,自然条件千差万别,又面临着较为严峻 的资源形势和固体废物污染形势,因此当务之急,就是要加大执法力度,认真贯彻执行固体 废物法,运用法律手段加强固体废物管理
1.42固体废物管理内容 固体废物的管理包括固体废物的产生、收集、运输、贮存、处理和最终处置等全过程的 管理,即在每一个环节都将其当作污染源进行严格的控制。固体废物管理程序的管理内容 如下。 (1)产牛者 对于固体废物产生者,要求其按照有关规定将所产生的废物分类,并用符合法定标准的 容器包装·做好标记,进行登记,建立废物清单,待收集运输者运出 (2)容器 对不同的固体废物婴求采用不同容器包装。为了防止暂存过程中产生污染,容器的质量、 材质、形状应能满足所装废物的标准要求。 (3)贮存 贮存管理是指对固体废物进行处理处置前的贮存过程实行严格控制 (4)收集运输 收集管是指对各厂家的收集实行管理。运输管理是指收集过程中的运输和收集后运送 钶中间贮存处或处理处置厂(场)的过程所需实行的污染控制。 (5)综合利用 综合利用管理包括农业、建材T业、回收资源和能源过程中对于废物污染的控制 (6)处理处置 处理处置管理包括冇控堆放、卫生填埋、安全填埋、深地层处置、深海投弃、焚烧、生 化解毒和物化解毒等 复习思考题 1.何谓“面体废物” 2周体废物按来源的不间可分为那几类?各举2-3个主要固体废勃说明之?∷ 3固体废物对环境有何危害? 4.简述固体废物管理现状及其内容? 阅读材料 世界最大的垃圾公司 美国废物处理公司是世界上最大的环境服务公司。据统计,每年该公司在全世界的收入 达100亿美元。它不仅是世界上最大的废物处理公司,还是全球惟一一家提供全套环保服务 的公司,其服务范围包括环境咨询、建筑设计与工程管理和处理。它的业务也扩展到世界各 地,从罗马到澳大利亚的墨尔本到美国的佛罗里达州都有它的分公司。 该公司创始于1894年,刚创立时是清洁服务公司。到1956年,该家公司只有大约15辆 卡车,年收入75万美元,仅是美国数千家这种公司中的一家,1968年成立了废物处理公司。 今夭废物处理公司实际是一家控股公司,它拉刎着另外4家经营公司的多数股权,这4家公 司是:国际废物处理公司、化学废物处理公司、带式喷丸清理机技术公司和拄斯特囚际公司
