第三章 固体废物的预处理 Preprocessing,压实 Densification or Compaction 破碎 Shredding or Grinding 分选 Separation 脱水 Dewatering/Dehydration,垃圾衍生燃料RDF Refuse Derived Ffuel,再生塑料颗粒,预处理及作用,定义：是以机械处理为主涉及废物中某些组分的简易分离和浓集的废物处理方法 目的：方便废物的后续资源化、减量化和无害化处理与处置操作 压实 破碎 分选 脱水,第一节 压实,概念：亦称压缩，利用物理方法提高固体废物的聚集程度，增大在松散状态下的容重，减少废物的体积，便于运输、利用和填埋处置。 两个作用： 增大容重、减少废物体积，便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本 制取高密度惰性材料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用,压实的原理,自然堆放的固体废物，其表观体积由废物颗粒有效体积和空隙体积组成： Vm=Vs+Vv 废物压实的本质，是施加外部压力，提高废物容重减少废物体积的过程 适用于废旧家电、纸箱纸袋、纤维、非金属细丝等压缩性能大复原性小的物质，而木头、金属等密实的废物不适合压缩,压实程度的度量,孔隙比与空隙率 孔隙比：e=Vv/Vs 空隙率：= Vv/Vm 湿密度与干密度 不考虑气体质量，废物总质量mm=ms+mv 湿密度w = mm/Vm 干密度d = ms/Vm 体积减小百分比 R=（Vi-Vf）/Vi100%,压缩比和压缩倍数,压实比：废物经压实后体积的减少程度；单纯压实，体积可降至原1/31/6；破碎压实，可降至原体积的1/51/10。 r=Vf/Vi r越小，压实效果越好 应用：生活垃圾压实运输、捆绑填埋（意大利）,捆绑填埋工艺流程,生垃圾 预压缩 金属铁丝网包紧 主压缩（1620MPa，压缩比约1/5） 捆扎 沥青（柏油）中浸渍约10秒进行沥青（180200）包覆 约1t的垃圾捆包（容重可达11251380kgm3） 填埋 压缩捆包后填埋更容易布料且均匀，将来场地沉降也较均匀，捆包填埋也大大减少了飞扬碎屑的危害。同时，城市生活垃圾经高压压实处理，由于过程的挤压和升温，可使垃圾中的BOD5从6000mg/L降至200mg/L，COD从8000mg/L降到150mg/L，大大降低了腐化性；不再滋生昆虫等，可减少疾病传播与虫害，从而减轻了对环境的污染,压 实 设 备,压实单元与容器单元组成 容器单元接受废料，压实单元提供动力，气压或液压 水平压实器：垃圾压缩运输车 三向垂直式压实器 回转式压实器 袋式压实器 运动压实机,压实在固体废物处理的应用,减少垃圾容积，提高容重，增加运输量等技术经济优势。（中转站、垃圾运输车） 压实在填埋场作业、防渗层处理等都应用 增加填埋场的填埋容量，对倾倒后垃圾进行压实，采用碾压机械；（填埋场操作摊平压实） 填埋场黏土防渗层处理时，压实是非常关键的操作。压实均匀、压实度高，则渗透系数小，对环境影响小。分层压实，一般压实层数大于3曾，每层厚度2030cm，压实次数由压实机械压力和衬层材料。对羊角碾每层可采取816次压实，每层压实后，取若干压实未扰动土测试压实结果。,第二节 破碎,破碎：是用机械方法减少固体废物的颗粒尺寸，以便资源化利用或进行最终处置 磨碎：固体废物颗粒转变为细粉的过程称为磨碎 目的：为使运输、焚烧、热解、压缩等作业容易进行，或更加经济有效 破碎后，固体废物尺寸减少，粒度均匀，有利于焚烧、堆肥和资源化利用。均匀的颗粒分布有助于焚烧效果； 破碎后，体积减小，便于运输、压实、贮存和高密度填埋,影响破碎效果的因素,物料机械强度和破碎力 物料机械强度时物料力学性质的综合指标，力学性质包括： 硬度 解理 韧性 物料的结构缺陷,硬度：物料抵抗外界机械力侵入的性质；硬度愈高、抵抗外界机械力侵入的能力愈大，愈难破碎反映了物料的坚固性 韧性：物料受压轧、切割、锤击、弯曲等外力作用时所表现出的抵抗性能称韧性；包括脆性、柔性、延展性、挠性、弹性等 解理：物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性质称为解理。是结晶物料特有的性质 结构缺陷：对粗快物料破碎影响较为显著,破碎技术,破碎方法和技术选择两个因素 破碎固体废物的特性（废物硬度等） 破碎后需要达到的粒度 破碎机理 压碎、劈开、折断、磨剥、冲击等；但任何一种破碎机械的破碎作用，不是单一作用的结果，而是多种机械力的作用。 干式（分为机械与非机械）、湿式、半湿式,破碎分类,冲击破碎：分重力冲击和动冲击；前者是使废物落至硬的表面上，利用重力作用实现破碎；后者是使废物碰到一个硬度高于自身的高速旋转表面，产生冲击作用。 剪切破碎：利用减切力使废物破碎，减切作用包括劈开、撕破和折断等。 挤压破碎（压碎）：废物在两个相对运动的硬面之间的挤压作用下破碎。 摩擦（剥）破碎：是指使废物在两个相对运动的硬面摩擦作用下破碎，如碾磨机借助旋转磨轮沿环形底盘运动来连续摩擦、压碎和磨削废物。 低温破碎：利用废物在低温下的脆性进行破碎，如塑料。 湿式破碎：利用湿法使纸类、纤维类废物调制成浆状，进行破碎。,破碎的评价,破碎比：原废物粒度与破碎后废物粒度的比值，称为破碎比；表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。 破碎机械的能量消耗和处理能力都与破碎比有关 计算方法：最大粒度破碎比与平均粒度破碎比。前者是破碎前后废物的最大粒度之比，该破碎比又称极限破碎比；后者为破碎前后平均粒度之比，称为真实破碎比。前者常用于工程设计，根据最大物料直径选择破碎机进料口尺寸；后者能真实反映破碎程度，常用于科研和理论研究。,破碎方法选择准则,根据废物特性（硬度）与达到的粒度要求 脆硬性废物（废石、废渣），宜采用冲击、劈开、挤压破碎 对柔韧性废物（橡胶、废钢铁等），常温的传统破碎只能使废物产生较大的塑性变性而不断裂，宜采用低温破碎，或采用减切、冲击破碎 体积较大，不能进入破碎机，可采用剪切破碎 含有大量废纸的生活垃圾，国外采用湿式或半湿式破碎 鉴于固体废物的复杂性，通常采用多级、多种破碎方式破碎段,鹗式破碎机的构造图,鹗式破碎机,鹗式破碎机是利用两个鹗板对物料的挤压和弯曲作用，粗碎或中碎各种硬度物料的破碎机械。 其结构由固定鹗板和可动鹗板组成，鹗板靠近，物料破碎，鹗板离开物料排出。 破碎是间歇进行的 常用鹗式破碎机有双肘板和单肘板两种，前者工作时动鹗只作简单的圆弧摆动又称简单摆动鹗式破碎机；后者在圆弧摆动的同时还作上下运动，又称复杂摆动鹗式破碎机 鹗式破碎机具有结构简单、坚固、维护方便、高度小，工作可靠等特点，在固体废物破碎中主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物，例如煤矸石用于沸腾炉燃料,锤式冲击式破碎机 Hammer Shredder & Impact Crusher,锤式破碎机 工作原理 类型 应用 冲击式破碎机 工作原理 类型 特点与应用,锤式破碎机工作原理,利用锤头的高速冲击作用，对物料进行中碎细碎作业的破碎机械。 固体废物由上部给料口进入机内，立即受到高速旋转锤子的打击、冲击、剪切、研磨等作用而被破碎。 锤头铰接于高速旋转的转子，机体下部设有篦条控制排料粒度；小于篦条缝隙的排除机外，大于篦条缝隙的料块再篦条上再次受到锤头的冲击研磨，直至小于篦条缝隙排出。 锤子以铰接的方式装在圆盘之间的销轴上，可以再销轴上摆动。 电动机带动主轴，圆盘、销轴及锤子高速旋转。主轴、圆盘、销轴锤子合称转子。,工作原理图,锤式破碎机类型,分为两类：单转子锤式破碎机（只有一个转子），双转子锤式破碎机（两个相对运动的转子）。 单转子根据转子的旋转方向分为可逆式（两个方向转动）与不可逆式（一个方向转动） 转子向一个方向旋转，该方向的衬板、筛板锤子端部受到磨损；磨损到一定程度，转子改变方向向另一个方向旋转，利用锤式的另一端及另一个方向上的衬板筛板，从而使寿命几乎提高一倍。,锤式破碎机特点与应用,普通破碎机破碎比为1025，最大可达100，选择时应根据物料的硬度等因素确定 具有破碎比大，排料粒度均匀、过碎物料少、能耗低的优点；但存在锤头磨损块，再硬物料破碎的应用受到限制，另外，由于篦条怕堵塞，不宜进行湿度大、含黏土物料的破碎 主要应用于破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物，如煤矸石破碎后用于水泥、石棉水泥废料等,冲击式破碎机工作原理,冲击式破碎机是利用板锤的高速冲击反击板的回弹作用，使物料受到反复冲击而破碎的机械。 板锤固定在高速旋转的转子上，并沿着破碎腔按不同角度布置若干反击板。 物料进入板锤作用区时先受到板锤的第一次冲击而初次破碎，并同时获得动能，高速冲向反击板。经过多次冲击反击破碎，达到所需粒度排出机外。,冲击式破碎机类型,Universa冲击式破碎机：板锤两个，利用一般锲块或液压装置固定在转子的槽内，冲击板用弹簧支撑，由一组钢条组成（约10个）。冲击板下为研磨板，后面为栅条。 当要求破碎粒度为40mm时，仅用冲击板即可，若需要更小，则研磨板与筛条装上，因此该类破碎机对各种固体废物的适应性较强,Universa冲击式破碎机结构图,Hazemeg冲击式破碎机,该类破碎机装有两块反击板，形成两个破碎腔。转子上安装两个坚硬的板锤。机体内表面装有特殊钢衬板，用以保护机体不受损坏。 主要用于破碎家具、废家电、杂器等生活废物。对破布、金属丝等可采用月牙形齿状打击刀冲击板间隙进行挤压剪切破碎,Hazemeg冲击式破碎机结构图,冲击式破碎机特点与应用,冲击式破碎机具有破碎比大，适应性强、构造简单，外形尺寸销，操作方便、易于维护等特点。能更充分利用整个转子的高速冲击能量；存在板锤极易磨损的问题，在硬物料破碎的应用上受到限制。 适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等多种固体废物的粗碎、中碎细碎。广泛应用于水泥、建材、化工、冶金、火力发电等行业。,辊式破碎机 Kibbler Roll,工作原理 类型 特点与应用,辊式破碎机工作原理,该类破碎机是利用辊面摩擦力将物料咬入破碎区，使之承受挤压或劈裂而破碎的机械。 用于粗碎或需要增加破碎比时，常在辊面上作出牙齿或沟槽以增大劈裂作用,工作原理图,辊式破碎机类型,棍子特点：光辊破碎机齿辊破碎机； 前者表面光滑，靠挤压作用和研磨作用，用于硬度较大的固体废物的中碎和细碎；后者辊子表面有齿，主要破碎形式是劈碎，用于破碎脆性和含泥黏性废物；后者根据辊子数目分为单齿辊双齿辊两类。,特点与应用,能耗低、构造简单、工作可靠、价格低廉、产品过粉碎程度小等特点；缺点是占地面积大，破碎比小。 应用于脆性和含泥性物料的中碎和细碎。破碎效果不如锤式破碎机，运行时间长，设备较为庞大,剪切式破碎机工作原理 Shear Shredder,该类破碎机是利用固定刀可动刀（往复式和旋转式）之间的齿合作用，将固体废物切开或割裂形成适宜的形状和尺寸。,剪切式破碎机类型,Von Roll型剪切式破碎机 由装配在横梁架上的可动机架和固定机架构成。在框架下面由轴连接，往复刀与固定刀交错排列。 该种破碎机开口呈V形，闭合时切碎。 驱动速度较慢，但驱动力很大。破碎阻力过大时可自然开启，避免损害刀具。主要用于城市生活垃圾焚烧厂的废物破碎,Von Roll型剪切式破碎机结构图,剪切式破碎机林德曼型,分为预备压缩机剪切机两部分；废物先进入压缩机，再剪切。 预备压缩机通过一对钳形压块开闭将固体废物压缩。压块一端固定再机座上，另一端由液压推杆推进或拉回。 剪切机由送料器、压紧器和剪切刀组成。 送料每推进一次，压块即将废物压紧一次，剪刀从上至下将废物剪断一次，往返工作。,林德曼型结构图,剪切式破碎机旋转式,由固定刀（12）和旋转刀（35）组成。 固体废物进入料斗，依靠高速旋转的旋转刀固定刀刃之间间隙挤压和剪切破碎，破碎产品经筛缝排出机外。 缺点是当混入硬度较大的杂物时，易发生事故，主要适合家庭生活垃圾的破碎。,低温