固体废物处理处置工程,黄雅曦 电话：18845113999 Email: sonia_68163.com,教学大纲（共51学时）,第一章 主要说明固体废物（包括危险废物）的定义、分类、对环境的影响和管理系统。3个学时。 第二章 介绍固体废物的收集、运输与中转问题。3个学时。 第三章 介绍固体废物焚烧处理的热化学原理、工艺技术过程及主要焚烧系统的工艺设计，结合讲叙焚烧场实例（太原垃圾焚烧场）。12个学时。,第四章 介绍固体废物堆肥处理的微生物原理、工艺技术过程以及动态/静态堆肥工艺的设计，结合讲叙堆肥场实例。12个学时。 第五章 介绍固体废物填埋处置的基本原理；生活垃圾标准卫生填埋场设计原则；介绍垃圾渗滤液主要治理技术及进展；结合目前国内先进的卫生填埋场设计过程进行讲叙。12个学时。 第六章 介绍危险废物预处理技术及危险废物安全填埋场的设计原则，结合危险废物填埋场实例进行讲叙。6个学时。 最后，3学时复习。准备期末考试。,参考书目： （1）Integrated Solid Waste Management - Engineering Principles and Management Issues, McGraw-Hill, 清华大学出版社，2000年3月。 （2）三废处理工程技术手册-固体废物卷，聂永丰，2000。 （3）其他相关的国内外专业杂志，如：环境科学，环境科学学报，Journal of Environmental Science and Technology, Journal of Hazardous Waste, Journal of Environmental Engineering-SACE, Waste Management, and so on.,垃圾人 与 垃圾猪,第一章 概论,1. 固体废物的定义及分类 1.1 固体废物的定义 固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。 从广义上讲，根据物质的形态划分，废物包括固态、液态和气态废弃物质。在液态和气态废弃物中，大部分为废弃的污染物质混掺在水和空气中，直接或经处理后排入水体或大气。,以上这些废弃物被习惯地称为废水和废气，而纳入水环境或大气环境管理体系管理。其中不能排入水体的液态废物和不能排入大气的置于容器中的气态废物，由于多具有较大的危害性，在我国被归入固体废物管理体系。 固体废物一词中的“废”具有鲜明的时间和空间特征。 从时间方面讲, 它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件, 随着科学技术的飞速发展,矿物资源的日逐枯竭, 生物资源滞后于人类需求, 昨天的废物势必又将成为明天的资源。从空间角度看, 废物仅仅相对于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。 某一过程的废物,往往是另一过程的原料。,固体废物主要来源于人类的生产和消费活动，人们在开发资源和制造产品的过程中，必然产生废物；任何产品经过使用和消耗后，最终将变成废物。物质和能源消耗量越多，废物产生量就越大。进入经济体系中的物质，仅有1015% 以建筑物、工厂、装置、器具等形式积累起来，其余都变成了废物。 1.2 固体废物的分类 固体废物分类的方法有多种，按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态的废物、半固态废物和液态（气态）废物；按其污染特性可分为危险废物和一般废物等。根据固体废物污染环境防治法分为城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物。,（1） 城市生活垃圾 城市生活垃圾又称为城市固体废物，它是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，其主要成分包括厨余物，废纸，废塑料，废织物，废金属，废玻璃陶瓷碎片，砖瓦渣土，粪便，以及废家用什具，废旧电器，庭园废物等等。城市生活垃圾主要产自城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫业、交通运输业、文教卫生业和行政事业单位、工业企业单位以及水处理污泥等。它的主要特点是成分复杂，有机物含量高。影响城市生活垃圾成分的主要因素有居民生活水平、生活习惯、季节，气候等。,生活垃圾的绝大部分为碳，其次为氧、氢、氮、硫等。根据其组分的不同，含有不等量的灰分。,若以城市垃圾的组成进行组分及热值分析，得出的数值如右表所示：,（2） 工业固体废物 工业固体废物是指在工业、交通等生产过程过程中产生的固体废物。工业固体废物主要包括以下几类： （1）冶金工业固体废物 主要包括各种金属冶炼或加工过程中所产生的各种废渣，如高炉炼铁产生的高炉渣、平炉转炉电炉炼钢产生的钢渣、铜镍铅锌等有色金属冶炼过程产生的有色金属渣、铁合金渣及提炼氧化铝时产生的赤泥等； （2）能源工业固体废物 主要包括燃煤电厂产生的粉煤灰、炉渣、烟道灰、采煤及洗煤过程中产生的煤矸石等；,(3）石油化学工业固体废物 主要包括石油及加工工业产生的油泥、焦油页岩渣、废催化剂、废有机溶剂等，化学工业生产过程中产生的硫铁矿渣、酸渣碱渣、盐泥、釜底泥、精(蒸）馏残渣以及医药和农药生产过程中产生的医药废物、废药品、废农药等； （4）矿业固体废物 矿业固体废物主要包括采矿废石和尾矿。废石是指各种金属、非金属矿山开采过程中从主矿上剥离下来的各种围岩，尾矿是指在选矿过程中提取精矿以后剩下的尾渣。 (5）轻工业固体废物 主要包括食品工业、造纸印刷工业、纺织印染工业、皮革工业等工业加工过程中产生的污泥、动物残物、废酸、废碱以及其他废物； (6）其他工业固体废物 主要包括机加工过程产生的金属碎屑、电镀污泥、建筑废料以及其他工业加工过程产生的废渣等。,工业固体废物的来源及废物种类：迥异,（3）危险废物 危险废物是指列入国家危险废物名录或是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物。危险废物的定义：“危险废物是固体废物,由于不适当的处理、贮存、运输、处置或其他管理方面,它能引起或明显地影响各种疾病和死亡,或对人体健康或环境造成显著的威胁。” 固体废物的分类，除以上三者之外，还有来自农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活所产生的废物，如农作物秸杆、人畜禽排泄物等。这些废物多产于城市郊区以外，一般多就地加以综合利用，或作沤肥处理，或作燃料焚化。在我国的固体废物污染环境防治法中，对此未单独列项作出规定。,（4）危险废物的特征及鉴别标准 危险废物的特性通常包括急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性。根据这些性质，世界各国均制定了自己的鉴别标准和危险废物名录。 根据1998年1月4日由国家环境保护局、国家经济贸易委员会、对外贸易经济合作部和公安部联合颁布，1998年7月1日实施的国家危险废物名录，我国危险废物共分为47类(可在国家环保总局网站下载）。同时国家制定危险废物鉴别标准。国家规定，“凡名录所列废物类别高于鉴别标准的属危险废物，列入国家危险废物管理范围；低于鉴别标准的，不列入国家危险废物管理。”,由此可以看出，我国危险废物的鉴别、分类分为两个步骤：第一步，将名录中所列废物纳入危险废物管理体系；第二步，通过鉴别标准将危险性低于一定程度的废物排出危险废物之外，即加以豁免。 目前我国已制定的危险废物鉴别标准中包括浸出毒性、急性毒性初筛和腐蚀性三类，其中浸出毒性主要为无机有毒物质鉴别标准，而有机有毒物质的浸出毒性鉴别标准以及反应性、易燃性和传染性鉴别标准尚未制定。下表为浸出毒性、急性毒性初筛和腐蚀性的鉴别标准。,2 固体废物的环境影响 2.1 固体废物污染环境的途径,2.2 固体废物对自然环境的影响 固体废物的任意露天堆放，不但占用一定土地，而且其累积的存放量越多，所需的面积也越大，如此一来，势必使可耕地面积短缺的矛盾加剧。即使是固体废物的填埋处置，若不着眼于场地的选择评定、以及场基的工程处理和埋后的科学管理，废物中的有害物质还会通过不同途径而释入环境中，乃至对生物包括人类产生危害。 生物群落特别是一些水生动物的休克死亡，可以认为是废物(包括垃圾）处置场释出污染物质的前兆。例如发生在雨季由于填埋场不当，使地表径流或渗沥液中的化学毒素进入江河湖泊引起的大量鱼群死亡。这类危害效应可从个体发展到种群，直到生物链，并导致受影响地区营养物循环的改变或产量降低。,具体来说，固体废物污染对自然环境的影响分以下几方面： （a）对大气环境的影响 堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。据研究表明：当发生4级以上的风力时，在粉煤灰或尾矿堆表层的=1-1.5cm以上的粉末将出现剥离，其飘扬的高度可达20-50m以上。在风季期间可使平均视程降低30-70%。更有甚者，由于堆积的废物中某些物质的分解和化学反应，可以不同程度上产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。 另一种对地区环境的影响是废物填埋场中逸出的沼气，在一定的程度上会消耗其上层空间的氧，从而使种植物衰败。若再植更新的某些植物时，还会产生同样的结果。当废物中含有重金属时，可以抑制植物生长和发育，若在缺少植物的地区，则将受有侵蚀作用而使土层的表面剥离。,（b）对水环境的影响 世界范围内，有不少国家直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋。甚至以后者当成处置固体废物的场所之一，应当指出，这是有违国际公约、理应严加管制的。固体废物弃置于水体，将使水质直接受到污染，严重危害水生生物的生存条件，并影响水资源的充分利用。此外，堆积的固体废物经过雨水的浸渍和废物本身的分解，其渗滤液和有害化学物质的转化和迁移，将对附近地区的河流及地下水系和资源造成污染。 向水体的倾倒固体废物还将缩减江河湖面有效面积，使其排洪和灌溉能力有所降低。据我国有关单位的估计资料，由于江湖中排进固体废物，80年代的水面较之于50年代的减少约2千多万亩。目前我国在不同地区每年仍有成千上万t的固体废物直接倾入江湖之中，其所产生的后果之严重是不言而喻的, 这种局面不应当再继续发展下去了！,（c）对土壤环境的影响 固体废物及其淋洗和渗滤液中所含有害物质会改变土壤的性质和土壤结构，并将对土壤中微生物的活动产生影响。这些有害成份的存在，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体键康。 在固体废物污染的危害中，最为严重的是危险废物的污染。前章中提到的危险废物特性，包括易燃易爆和腐蚀性等都是极需予以防范的，其中的剧毒性废物最易引起即时性的严重破坏，并会造成土壤的持续性危害影响。,2.3 固体废物污染对人体健康的影响,根据物质的化学特性，当某些不相容物相混时，可能发生不良反应，包括热反应(燃烧或爆炸）、产生有毒气体(砷化氢、氰化氢、氯气等）和产生可燃性气体(氢气、乙炔等），若人体皮肤与废强酸或废强硷接触，将发生烧灼性腐蚀作用。若误吸收一定量农药，能引起急性中毒，出现呕吐、头晕等症象。贮存化学物品的空容器，若未经适当处理或管理不善能引起严重中毒事件。化学废物的长期曝露会产生对人类健康有不良影响的恶性物质。,近半个多世纪的3070年代，国内外不乏因工业废渣处置不当，其中毒性物质在环境中扩散而引起祸及居民的公害事件。如含镉废渣排入土壤引起日本富山县痛痛病事件；美国纽约州拉夫运河河谷土壤污染事件；以及我国发生在50年代的锦州镉渣露天堆积污染井水事件等。不难看出，这些公害事件已给人类带来灾难性后果。尽管近10多年来，严重的污染事件发生较少，但固体废物污染环境对人类健康将会遭受的潜在危害和影响是难以估量的。,3 固体废物污染控制的特点 固体废物固有的特性表现在： （1）直接占用土地并具有一定空间； （2）其品种繁多，数量巨大； （3）包括了有固体外形的危险液体及气体废物。 （4）其对环境的污染主要通过水、大气或土壤介质影响人类赖以生存的生物圈，给居民身体健康带来危害。 因此，对固体废物污染的控制，关键在于解决好特别是危险废物的处理、处置和综合利用问题。我国经过多年实践证明，采用可持续发展战略减量化、资源化和无害化道路是唯一可行的。,具体来说，固体废物污染控制的特点是： 首先，需要从污染源头起始，改进或采用更新的清洁生产工艺，尽量少排或不排废物。这是根本的主要控制工业固体废物污染的措施。只有在工业生产中采用精料工艺，减少废渣排量和所含成份，在能源需求中，改变供求方式，提高燃烧热能利用率。在企业生产过程中，以前一种产品的废物作后一种产品的原料，并以后者的废物再生产第三种产品，如此循环和回收利用，既可使固体废物的排出量大为减少，还能使有限的资源得到充分的利用，满足良性的可持续发展要求，如此达到的污染控制就是最有效的。,