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環(huán)境學導論 東北大學 資源與土木工程學院 環(huán)境工程研究所 第八章 固體廢物污染與控制 一、固體廢物及其危害 1、固體廢物的概念 固體廢物通常是指生產和生活中丟棄的固體、半固體或泥狀物質。 “廢物”是一個相對的概念，是具有一定時空條件的。因為某一過程中的廢物往往是另一過程的原料，所以，廢物又具有放在錯誤地點的原料之稱。 固體廢物的分類 ------化學性質：有機、無機 ------危害狀態(tài)：有害、一般 ------形 狀：固體狀、泥狀 ------來 源：礦業(yè)、工業(yè)、垃圾、農業(yè)、放射性 一、固體廢物及其危害 2、城市生活固體廢物 城市生活固體廢物主要是指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物，即城市生活垃圾，主要包括居民生活垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾、醫(yī)院垃圾、市政維護和管理中產生的垃圾，而不包括工廠所排出的工業(yè)固體廢物。 一般來說，城市每人每天固體廢物的產生量為1～2公斤，其數量和成分由居民物質生活水平、習慣、廢舊物資回收利用程度、市政建設情況等決定。 一、固體廢物及其危害 3、工業(yè)固體廢物 工業(yè)固體廢物是指工業(yè)生產過程中產生的，包含危險廢物在內的固體廢物，其中危險廢物約占2%-5%。 工業(yè)固體廢物的再利用，需要其再生的產品有好的市場，較高的經濟效益，這使得廢棄物的利用工藝開發(fā)困難很大。 危險廢物的處理需要很高的技術，目前大多數危險廢物只是簡單堆放或未經處理而直接排入環(huán)境，污染陸地水和海洋，對人體健康和環(huán)境造成嚴重的危害。 一、固體廢物及其危害 礦山開采和以礦石為原料的冶煉工業(yè)產生的固體廢棄物是主要的工業(yè)固體廢棄物產生源。 以“白色污染”為代表的塑料廢棄物，大部分不能被回收利用，混雜在垃圾中，不僅占用土地，破壞景觀，而且由于其自然可降解性差造成土壤污染，甚至導致動物誤食后的死亡。 危險廢物中電鍍污泥、鉻渣等可造成嚴重的地下水污染，大量水井也因重金屬含量超標而被污染。 一、固體廢物及其危害 4、畜禽固體廢物 畜禽固體廢物產量大，含水量大、處理、運輸、施用極不方便，增加了畜禽固體廢物直接還田的難度，從而帶來環(huán)境污染問題。 畜禽固體廢物在利用過程中可以對水體產生污染：一是糞便在清理過程中，隨沖洗水直接流失；二是在貯存和堆放過程中，在室外被雨水沖刷淋失；三是也有極少數的將畜禽場建在河邊，固體廢物便直接排入到河流中導致污染。 畜禽固體廢物中氮磷流失量甚至大于化肥的流失量，是農村面源污染的主要原因之一。 一、固體廢物及其危害 5、固體廢物的污染途徑 ------固體廢物直接排入水體 ------降水淋洗，進入表面水或地下水 ------固體廢物降解過程中產生的滲濾液進入水體 ------固體懸浮物和異味通過擴散污染大氣 ------通過堆放等行為進入土壤層 一、固體廢物及其危害 6、固體廢物的危害 ------占用大量土地（每萬噸固體廢物約占地一畝）。 ------嚴重污染水體、大氣和土壤（城市的垃圾填埋場周圍發(fā)現，土壤和地下水的有機物濃度、總細菌數、重金屬含量等污染指標嚴重超標。 -----導致嚴重的環(huán)境衛(wèi)生問題。 二、固體廢物的處理與處置 1、固體廢物處理和處置的技術政策 固體廢物處理和處置過程中要依照無害化、減量化、資源化的技術政策。 無害化：以衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒、及各種特殊的處理方法，資源的綜合利用等途徑。使經處理的廢物不再危害環(huán)境。 減量化（體積和數量的減量）：通過末端治理技術，如 壓實、焚燒、廢物利用和清潔生產等手段減少固體廢物的產生和排放。 二、固體廢物的處理與處置 資源化：將固體廢物直接作為原料進行利用或者對廢物進行再生利用。 物質回收 固體廢物資源化 物質轉換 能量轉換 二、固體廢物的處理與處置 2、固體廢物的預處理技術 破碎技術 許多固體廢物的處理作業(yè)對固體廢物粒度都有一定的要求，如堆肥過程對軟的物料粒度要求為5-8mm，對硬的物料要求在1mm左右。 破碎設備包括旋回破碎機，球磨機、剪切破碎機等。 二、固體廢物的處理與處置 固化技術 固化技術處理對象為有毒有害固體廢物，其可以將有害廢物固定或包容在惰性的無害的固化基材中（水泥、石灰、瀝青、玻璃等）。 分離技術 根據物料性質的差別對固體廢物進行分離。 ------篩分—粒度差異 ------重力分選—密度差異 ------磁力分選—磁性差異 ------電力分選—導電性差異 ------摩擦分選—摩擦系數的差異 二、固體廢物的處理與處置 3、固體廢物的焚燒技術 焚燒技術是減量化、資源化的可行手段。其處理對象是城市垃圾、危險廢物、污泥等。 熱值指的是可燃物質所含熱量的指標，是焚燒的制約條件，城市垃圾具有的熱值達到3000kJ/kg左右，才有可能采用焚燒的方法。 固體廢物的焚燒技術的缺點是如果控制不當，會產生如二惡英等有毒有害氣體。 二、固體廢物的處理與處置 國內外垃圾焚燒技術主要有三大類：層狀燃燒技術、流化床燃燒技術和旋轉燃燒技術。 二、固體廢物的處理與處置 4、固體廢物的填埋技術 選址要求： ------要選擇地下水貧乏或深埋區(qū) ------要離人、畜水源500米之外 ------地下水的最高水位距坑底的距離宜在2米以上 ------最好填埋場的基底有很厚的黏土 -----運輸垃圾的距離要適當 二、固體廢物的處理與處置 防滲要求 ------自然防滲時，由于基底的黏土的滲透系數特別小，厚度要大于2米 ------不具備自然防滲條件時，應該設置人工防滲層，多用高密度聚乙烯膜 建立滲濾液的導排系統(tǒng) ------及時將防滲層上部的積存的滲濾液導排出去 ------開挖防洪溝、渠，防止填埋場周圍徑流進填埋場 監(jiān)測地下水和周圍的地表水的水質 二、固體廢物的處理與處置 5、固體廢物的堆肥技術 堆肥技術堆肥是通過好氧微生物在通氣的條件下分解大分子有機固體廢棄物為小分子有機物，部分有機物被分解為無機物的過程。同時微生物利用分解的有機物合成自身細胞物質，生長繁殖，最終使固體廢棄物成穩(wěn)定的腐殖質。 堆肥過程放出大量的熱量，可使溫度升高至50～65 ℃，如果不通風，溫度可達到80～90 ℃。 二、固體廢物的處理與處置 固體廢物堆肥的技術要求 ------固體廢物的含水量要控制在45%~60%。 ------碳氮比控制在25:1 ～ 30:1 。 ------有一定數量的氮和磷，可加快堆肥速率。 ------堆肥發(fā)酵嗜溫微生物的最適溫度為30～40 ℃，嗜熱微生物發(fā)酵的最適溫度為55～60 ℃。 ------pH值要控制在5.5~8.5； ------微生物堆肥分解過程至少要經過5-7天。 二、固體廢物的處理與處置 固體廢物堆肥微生物反應過程 ------初期有中溫好氧的細菌和真菌，分解碳水化合物、蛋白質、脂肪，散發(fā)熱量，溫度達50 ℃。 ------溫度升高之后，嗜熱性的細菌、放線菌、真菌分解纖維素和半纖維素，溫度繼續(xù)升高到60 ℃，真菌停止活動。 ------溫度繼續(xù)升高到70 ℃，致病菌和蟲卵被殺死，微生物也停止活動，堆肥腐熟穩(wěn)定。FB6紅軟基地

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