1、固體廢物管理與資源化固體廢物管理與資源化環境科學與工程學院環境科學與工程學院胡胡 輝輝 楊家寬楊家寬 Tel 87542224；E-mail: ; 環境工程導論環境工程導論內內 容容p一、固廢來源與分類一、固廢來源與分類p二、常見二、常見MSW管理系統管理系統6大功能要素大功能要素p三、三、MSW資源化思路與途徑資源化思路與途徑p四、四、 MSW生物轉化技術堆肥生物轉化技術堆肥/厭養發酵厭養發酵p五、五、 MSW熱轉化技術垃圾焚燒熱轉化技術垃圾焚燒p六、工業固廢資源化技術材料回收與利用六、工業固廢資源化技術材料回收與利用p七、農業固廢資源化技術生物質能七、農業固廢資

2、源化技術生物質能p八、固廢最終處置填埋八、固廢最終處置填埋一、固廢來源與分類一、固廢來源與分類一、固廢來源與分類一、固廢來源與分類p一一.基本概述基本概述 固體廢物固體廢物 指生產、生活和其他活動中產生的喪失原有利用價值或者指生產、生活和其他活動中產生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態、半固態和置雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態、半固態和置于容器中的氣態物品、物質以及法律、行政法規規定納入于容器中的氣態物品、物質以及法律、行政法規規定納入固體廢物管理的物品、物質。固體廢物管理的物品、物質。來源來源 工業生產工業生產 ； 農業生產農業生產 城市建設和居民生活；城市

3、建設和居民生活； 教育、科研等其他行業教育、科研等其他行業廢棄物廢棄物液態廢物液態廢物廢水廢水固體廢物管固體廢物管理體系理體系氣態廢物氣態廢物固態、半固態廢物固態、半固態廢物廢氣廢氣固體廢物固體廢物水環境管理水環境管理體系體系大氣環境管大氣環境管理體系理體系固體廢物常見分類固體廢物常見分類根據根據中華人民共和國固體廢物污染環境防治法中華人民共和國固體廢物污染環境防治法(1995(1995年年公布公布, , 20042004年第一次修訂，并于年第一次修訂，并于20052005年年4 4月月1 1日實施。日實施。) )及國及國際慣例，可分為城市固體廢物、工業固體廢物、農業固體際慣例，可分為城市固體

4、廢物、工業固體廢物、農業固體廢物、危險廢物等。廢物、危險廢物等。危險廢物危險廢物固體廢物固體廢物一般固體廢物一般固體廢物腐蝕性、腐蝕性、毒毒 性、性、易燃性、易燃性、反應性、反應性、敏感性敏感性工業固體廢物工業固體廢物農業固體廢物農業固體廢物城市固體廢物城市固體廢物廢渣廢渣尾礦尾礦秸稈秸稈畜糞畜糞垃圾、糞便、垃圾、糞便、污泥、粉塵污泥、粉塵Solid wasteMunicipalIndustrialAgriculturalHazardous一、固廢來源與分類一、固廢來源與分類p一一.基本概述基本概述危險性固體廢物危險性固體廢物 指列入國家危險廢物明錄或者根據國家規定的危險廢物鑒指列入國家危險廢

5、物明錄或者根據國家規定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有腐蝕性、毒性、易燃性、反別標準和鑒別方法認定的具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性和感染性等一種或一種以上危險特性，以及不排除具應性和感染性等一種或一種以上危險特性，以及不排除具有以上危險特性的固體廢物。有以上危險特性的固體廢物。城市固體廢物城市固體廢物城市垃圾城市垃圾 居民生活垃圾；居民生活垃圾； 商業垃圾；商業垃圾； 醫院垃圾；醫院垃圾； 市政維護和管理中產生的垃圾；市政維護和管理中產生的垃圾； 危險垃圾危險垃圾表表 城市生活垃圾的產生城市生活垃圾的產生來源來源主要成分主要成分產生過程產生過程城市垃圾種類城市垃圾種類居民居民廚余物、廚

6、余物、廢紙、廢紙、廢塑料、廢塑料、廢織物、廢織物、廢金屬、廢金屬、廢玻璃、廢玻璃、廢家具、廢家具、陶瓷瓦片陶瓷瓦片磚瓦渣土磚瓦渣土廢舊電器廢舊電器糞便等糞便等產生于城鎮居民生活過程產生于城鎮居民生活過程食品廢物、生活垃圾、爐灰食品廢物、生活垃圾、爐灰及某些特殊廢物及某些特殊廢物商業商業倉庫、餐館、商場、辦公樓、旅倉庫、餐館、商場、辦公樓、旅館、飯店及各類商業與維修業活館、飯店及各類商業與維修業活動動食品廢物垃圾、爐灰，某些食品廢物垃圾、爐灰，某些特殊廢物、偶爾產生危險的特殊廢物、偶爾產生危險的廢物廢物公共地區公共地區街道、小巷、公路、公園、游樂街道、小巷、公路、公園、游樂場、海灘及娛樂場所場、

7、海灘及娛樂場所垃圾及特殊廢物垃圾及特殊廢物城市建設城市建設居民樓、公用事業、工廠企業、居民樓、公用事業、工廠企業、建筑、舊建筑物拆遷修繕等建筑、舊建筑物拆遷修繕等建筑渣土、廢木料、碎磚瓦建筑渣土、廢木料、碎磚瓦及其他建筑材料及其他建筑材料水處理廠水處理廠給水與污水、廢水處理廠給水與污水、廢水處理廠水處理廠污泥水處理廠污泥。城市固體廢物（城市固體廢物（Municipal Solid Waste, MSW）二、常見二、常見MSW管理系統管理系統6大功能要素大功能要素MSW管理系統功能要素管理系統功能要素waste generationstoragecollectiondisposalprocess

8、ing and recoverytransfer and transport 垃圾產生垃圾產生垃圾存放垃圾存放垃圾收集垃圾收集垃圾轉運垃圾轉運處理與資源化處理與資源化處置處置二、常見二、常見MSWMSW管理系統管理系統6 6大功能要素大功能要素p一一.城市生活垃圾產量、組成及產量的變化城市生活垃圾產量、組成及產量的變化 Q = R P 式中式中:Q 某城市（地區）垃圾總產量（某城市（地區）垃圾總產量（ kg/d）；）； R 該城市（地區）垃圾產率，（該城市（地區）垃圾產率，（kg/人人d ）；）； P 該城市（地區）總人口數該城市（地區）總人口數 城市生活垃圾包括無機組份及有機組份；城市生活垃

9、圾包括無機組份及有機組份； 我國垃圾產量人均每天約我國垃圾產量人均每天約2Kg。討論問題討論問題： 生活水平與垃圾產生量的變化的關系？生活水平與垃圾產生量的變化的關系？生活水平的提高與環境意識的提高生活水平的提高與環境意識的提高垃圾存放源頭分類垃圾存放源頭分類垃圾收集高成本垃圾收集高成本垃圾轉運中轉站垃圾轉運中轉站浦東白蓮涇浦東白蓮涇中轉站中轉站北京市六里屯五路居垃圾轉運站五路居轉運站位于海淀北京市六里屯五路居垃圾轉運站五路居轉運站位于海淀區玉淵潭鄉五路居，距收集區平均距離是區玉淵潭鄉五路居，距收集區平均距離是8公里，距六公里，距六里屯填埋場里屯填埋場25公里，總建筑面積公里，總建筑面積355

10、7平方米。轉運車平方米。轉運車間是轉運站的生產核心。主要處理海淀區的生活垃圾，間是轉運站的生產核心。主要處理海淀區的生活垃圾，日處理量日處理量1500噸，年處理量約噸，年處理量約54.8萬噸。萬噸。垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具徐匯區龍水徐匯區龍水路碼頭路碼頭垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具垃圾船運垃圾船運到老港到老港垃圾轉運交通工具垃圾轉運交通工具老港垃老港垃圾碼頭圾碼頭城市垃圾最終處理方法城市垃圾最終處理方法衛生填埋衛生填埋堆堆 肥肥焚焚 燒燒城城市市固固體體廢

11、廢物物收集、運輸技術收集、運輸技術 壓縮式壓縮式車輛車輛 非壓縮式非壓縮式管道輸送（真空、管道輸送（真空、氣力、水力）氣力、水力）前期分選前期分選分類收集分類收集家庭回收家庭回收集中手選集中手選破碎技術破碎技術常溫常溫低溫低溫濕式濕式物理分選物理分選篩分篩分重力分選重力分選磁力分選磁力分選光電分選光電分選摩擦分選摩擦分選浮選浮選堆肥堆肥甲烷甲烷CO2微生物微生物分解分解堆肥化堆肥化沼氣化沼氣化焚焚 燒燒熱熱 解解燃料燃料氣體氣體油油炭渣炭渣蒸汽蒸汽發電發電無機物無機物金金 屬屬玻玻 璃璃有機物有機物紙紙 類類塑塑 料料橡橡 膠膠容器容器廢紙廢紙有用零件有用零件毒性物品毒性物品資源循環資源循環資

12、源回收資源回收資源化轉化資源化轉化衛衛生生填填埋埋圖圖 城市垃圾處理技術單元組成城市垃圾處理技術單元組成垃圾預處理與資源化垃圾預處理與資源化預處理單元操作預處理單元操作v 破碎：增加堆密度，增加后處理效率破碎：增加堆密度，增加后處理效率v 篩分篩分v 重力分選重力分選v 磁選磁選v 壓實壓實v 傳輸設備傳輸設備破碎破碎 錘式破碎機錘式破碎機篩分篩分振動篩振動篩Unders, undersize, underflowOvers, oversize, overflow篩分篩分滾筒篩滾筒篩重力分選重力分選風選風選磁選設備Overhead Magnet傳輸設備傳輸設備flat belt on cont

13、inuous idlers分工分選分工分選三、三、MSW資源化思路與途徑資源化思路與途徑Solid wastesSeparation andprocessingThermal, chemicaland biological transformation processesEnergyconversionlandfillRecoverable materialsProcessedcomponentsConversionproductsNon recoverable materialsNon recoverable materialsgasresiduesRecoverable conversio

14、n products and/or by-productsConstruction contributionsolid wastesFront endRear endEnergy conversionSolid Waste management HierarchyRecycling rates for different materials波紋紙板 Steps of Recyclable consumptionTrends in MSW Generation 1960 to 2001Waste Recycling Rates 1960-2001美國固廢管理的流程圖美國固廢管理的流程圖堆肥堆肥四

15、、四、 MSW生物轉化技術堆肥生物轉化技術堆肥/厭養發酵厭養發酵四、四、MSWMSW生物轉化技術堆肥生物轉化技術堆肥/ /厭養發酵厭養發酵p一一.城市生活垃圾生物轉化技術城市生活垃圾生物轉化技術 生物轉化技術是利用微生物對有機固體廢物的分解作用，生物轉化技術是利用微生物對有機固體廢物的分解作用，從而實現其無害化和資源化。從而實現其無害化和資源化。堆肥化處理技術堆肥化處理技術：依靠自然界中廣泛分布的一些微生物，人為依靠自然界中廣泛分布的一些微生物，人為地促進可生物降解的有機物，通過生物化學作用，向穩定地促進可生物降解的有機物，通過生物化學作用，向穩定的腐殖質的生物轉化過程。的腐殖質的生物轉化過程

16、。沼氣化處理技術：沼氣化處理技術：將固體廢物中的碳水化合物、蛋白質、脂肪將固體廢物中的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物，在人為控制的溫度、濕度、酸堿度的厭氧環境等有機物，在人為控制的溫度、濕度、酸堿度的厭氧環境中中(即厭氧發酵即厭氧發酵)，經多種微生物的作用，生成以甲烷為主的，經多種微生物的作用，生成以甲烷為主的氣體混合物的過程。氣體混合物的過程。好氧堆肥原理好氧堆肥原理+精制處理精制處理后篩分后篩分磨細磨細加入植物養分加入植物養分尾氣尾氣排放排放通風通風殘渣殘渣滲濾液循環滲濾液循環農業農業,園林利用園林利用回收和處置回收和處置不可堆肥物不可堆肥物分類收集有機垃圾分類收集有機垃圾一次發酵一次發

17、酵混合城市固體廢物混合城市固體廢物預處理預處理破碎破碎篩選篩選手工分離手工分離磁選磁選過濾脫臭過濾脫臭二次（熟化）發酵二次（熟化）發酵通風通風圖圖 城市固體廢物堆肥化過程典型工藝流程城市固體廢物堆肥化過程典型工藝流程杭州市機械化堆肥處理技術杭州市機械化堆肥處理技術堆肥的微生物過程堆肥的微生物過程Mesophilic bacteriathermophilic bacteriaActinomycetes and molds嗜溫性細菌高溫菌放線菌堆肥系統堆肥系統Windrow Composting（條垛式）（條垛式）式式Aerated Static Pile CompostingIn-vessel

18、composting systems五、五、 MSW熱轉化技術垃圾焚燒熱轉化技術垃圾焚燒五、五、 MSWMSW熱轉化技術垃圾焚燒熱轉化技術垃圾焚燒p一一.城市固體廢物焚燒技術城市固體廢物焚燒技術 是實現固體廢物減量化、資源化和無害化的有效方式。是實現固體廢物減量化、資源化和無害化的有效方式。 主要生成物主要生成物： 灰渣和灰渣和CO2， 另有少量的其它二次污染物質。另有少量的其它二次污染物質。 焚燒裝置焚燒裝置： 垃圾焚燒爐垃圾焚燒爐 實實 例例：深圳清水河垃圾焚燒發電廠深圳清水河垃圾焚燒發電廠 引進日本三菱重工成套焚燒處理設備，焚燒爐采用馬丁逆引進日本三菱重工成套焚燒處理設備，焚燒爐采用馬丁

19、逆向往復爐排。向往復爐排。2臺日處理能力為臺日處理能力為150 t的焚燒爐，日處理垃圾的焚燒爐，日處理垃圾300 t，可處理深圳市，可處理深圳市25%的垃圾。的垃圾。A Typical continuous-feed mass-fired municipal Combustor深圳清水河垃圾焚燒發電廠引進日本三菱重引進日本三菱重工成套焚燒處理工成套焚燒處理設備，焚燒爐采設備，焚燒爐采用馬丁逆向往復用馬丁逆向往復爐排。爐排。2臺日處臺日處理能力為理能力為150 t的焚燒爐，日處的焚燒爐，日處理垃圾理垃圾300 t，可處理深圳市可處理深圳市25%的垃圾。的垃圾。焚燒煙氣控制系統及二焚燒煙氣控制系統

20、及二噁噁英英多氯二苯并二惡英（簡稱多氯二苯并二惡英（簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃（簡稱）和多氯二苯并呋喃（簡稱PCDFs）。）。氯帶三環含氧芳香烴化合物氯帶三環含氧芳香烴化合物 （210種）What are Dioxins and Furans (PCDD/PCDFs)?Polychlorinated dibenzodioxin(PCDD)75 possible PCDD isomersPolychlorinated dibenzofuran(PCDF)135 possible PCDF isomersAir Pollution Control System and Control PCD

21、D/PCDFsWhat are Dioxins and Furans (PCDD/PCDFs)?2,3,7,8-TCDDHow do Dioxins and Furans form ?焚燒煙氣控制系統及焚燒煙氣控制系統及二噁英二噁英p一一. 形成機理形成機理 二噁英的形成與加熱相聯系，在含有二噁英的形成與加熱相聯系，在含有Cl、C、H、O的任何情的任何情形下都能產生微量的形下都能產生微量的PCDD/Fs。其形成可能有四種情況：。其形成可能有四種情況：原料輸入中產生；原料輸入中產生；均相氣相反應形成二噁英；均相氣相反應形成二噁英；通過有機前驅物（如苯酚、通過有機前驅物（如苯酚、PAH乙炔等）而形

22、成；乙炔等）而形成；在整個合成過程（包括灰分碳、氯源和金屬催化）中形成。在整個合成過程（包括灰分碳、氯源和金屬催化）中形成。p二二. 控制方式控制方式 500-700時原料或形成中停留時原料或形成中停留2S以內；溫度為以內；溫度為850或或1S內達到內達到1000時，優良燃燒狀態中，二噁英將被分解。時，優良燃燒狀態中，二噁英將被分解。用靜電除塵或袋式除塵器也能減少二噁英的排放量；用靜電除塵或袋式除塵器也能減少二噁英的排放量；用抑制添加劑：尿素、石灰石等也能抑制二噁英的產生。用抑制添加劑：尿素、石灰石等也能抑制二噁英的產生。三三. .垃圾焚燒飛灰的穩定化垃圾焚燒飛灰的穩定化/ /固定化固定化 水泥固化；水泥固化； 重金屬螯合劑；重金屬螯合劑； 熔融固化熔融固化(6) Air Pollution Control System and Control PCDD/PCDFsAir pollution Control ApproachesSource Separation: PVC, Cl, BrCombustion Control: Temperature, Time, TurbulenceCatalytic Combust