1、固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第七章 固體廢物綜合利用 Chapter 7 Comprehensive Utilization of Solid WasteDepartment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 高爐渣的分類及性質； 鋼渣的分類和性質； 粉煤灰的性質； 廢石膏的性質及綜合利用； 煤矸石的性質及綜合利用；

2、 廢塑料、廢紙、廢橡膠及廢纖維的綜合利用； 農林廢物的性質及綜合利用； 城市污水處理廠污泥性質及綜合利用； 建筑垃圾的性質及綜合利用 重點Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 高爐礦渣 鋼渣 鐵合金渣 粉煤灰 有色金屬渣 鉻渣 廢石膏 硫鐵礦燒渣工業固廢綜合利用冶金礦山廢渣 煤矸石礦業固體廢物綜合利用建筑垃圾 廢塑料 廢橡膠 廢紙 廢纖維城市生活垃圾綜合利用秸稈農林

3、固廢綜合利用污泥污泥綜合利用12345Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用高 爐渣 的綜合利用高爐渣的分類 及性質按冶煉生鐵的品種鑄造生鐵礦渣 煉鋼生鐵礦渣按礦渣的堿度分堿性礦渣 Mo1 酸性礦渣 Mo1 中性礦渣 Mo=1Mo=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3) 成分 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 Ti

4、O2 V2O5 S F 普通渣 高鈦渣 錳鈦渣 含氟渣 3849 2346 2847 3545 6242 2035 2137 2229 617 915 1124 68 113 210 28 37.8 0.11 1 523 .15.19 .152 .11.7 2029 .1.6 0.21.5 2.5) 穩定性 fCaO、MgO、C2S、C3S等不穩定組分在一定條件下都具有體積不穩定性 如fCaO水化消解為Ca(OH)2，體積成倍增大；MgO消解為Mg（OH）2，體積膨脹77%。 活性 C3S、C2S等具有水硬膠凝性活性礦物的含量。當鋼渣堿度R為1.82.5時，其中的C3S和C2S的含量之和為60

5、%80%；R2.5時，鋼渣中的主要礦物為C3S。活性礦物的水硬性需很長時間才能表現出來;細磨，加劑激發活性 易磨性 鋼渣結構致密，含鐵量高，因此較耐磨。所以宜作路面材料。易磨性可用相對易磨系數表示，將物料與標準砂在相同條件下粉磨，所得比表面積之比即為相對易磨系數 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp堿 度主體礦物相 堿 度 主體礦物相0.91.4 鈣鎂橄欖石 1.62.4 硅酸二鈣1.41.6 鎂輝石2.4 硅酸三鈣不同堿度鋼渣的主體礦物相 不同物料的易磨性

6、比較 物料指標鋼 渣 水 渣旋窯熟料立窯熟料標準砂比表面積/（cm2/g） 3150 432042705170 4500相對易磨系數 0.70 0.96 0.95 1.15 1.00固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University堿 度主體礦物相 堿 度 主體礦物相0.固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用鋼 的綜合利用鋼渣加工及利用熱潑法ISC法水淬

7、法風淬法粉化處理做冶金原料做建筑材料作燒結熔劑 40%50%CaO，4%,酸性土壤、缺磷堿土 硅肥 SiO2 15%，60目，水稻 改良土壤 鈣鎂磷及其它微量元素Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1鐵 合 金 渣 的化學成分成分名稱 MnO/% SiO2/% Cr2O3/% CaO/% MgO/% Al2O3/% FeO Fe2O3/% V2O5/% TiO2/

8、% 高爐錳鐵渣 510 2530 3337 27 1.41.9 12 碳素錳鐵渣 815 2530 3042 46 0.71 0.41.2 硅錳合金渣 510 3540 2025 1.56 12 0.22 碳素鉻鐵渣 2730 243 2.53.5 2646 1.61.8 0.51.2 硅 鐵 渣 3035 1116 1 1330 37 鎢 鐵 渣 2025 3550 516 515 39 鉬 鐵 渣 4860 67 24 1013 1315 磷 鐵 渣 3740 3744 2 1.2 釩浸出渣 24 2028 0.91.7 1.52.8 0.83 810 1.11.4 釩鐵冶煉渣 2528

9、5055 510 810 0.355 金屬鉻浸出渣 Na2CO3 3.57 510 27 2330 2430 3.78 金屬鉻冶煉渣 NaO34 1.52.5 1114 01 1.52.5 7278 鈦 鐵 渣 0.20.5 01 9.510.5 0.20.5 7375 01 1315 硼 鐵 渣 1.13 4.63 17.09 65.35 0.24 固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用有色金屬渣分類成分熔融礦渣濕法殘渣煙塵污泥按工藝分重金屬渣輕金屬渣稀有金

10、屬渣礦物性質分成分 種類 SiO2/% CaO/% MgO/% Al2O3/% Fe/% Cu/% Pb/% Zn/% Ag/% Sb/% As/% Ge/% 銅渣 3040 415 15 24 2538 0.21 2 23 0.5 0.2 鉛渣 2030 1422 15 1024 2040 0.3 .2.4 2 鋅渣 1214 33 0.7 0.5 2 0.03 0.004 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and

11、 Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用粉煤灰的資源化物理及化學性質 經高溫燃燒后形成的一種類似火山灰質的混合材料，是冶煉、化工、燃煤電廠等企業排出的固體廢物 ，年1.6億噸，主要成分為二氧化硅（40%60%）、三氧化二鋁（17% 35%）、三氧化二鐵（2%15%）、氧化鈣（1% 10%）和未燃炭。其余為少量K、P、S、Mg等的化合物和As、Cu、Zn等微量元素。 粉煤灰的礦物組成非常復雜，主要有無定形相和結晶相兩大類。無定性相主要為玻璃體，約占粉煤灰總量的50%80%，此外，未燃盡的炭粒也屬于無定形相。結晶相主要有石英、莫來石、云母、長石、赤鐵礦等。Depar

12、tment of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用粉煤灰的資源化化學及礦物組成 外觀灰色或灰白色的粉狀物，含炭量大時呈灰黑色。顆粒多半呈玻璃狀態，部分呈球形，表面光滑，微孔較小。小部分表面粗糙，棱角較多的組合顆粒。低鈣灰的密度一般1.82.8t/m3，高鈣灰2.52.8t/m3。空隙率60%75%；粒度45m；比表面積0.20.4m2/g; 活性指粉煤灰與石灰、水混

13、合后顯示的凝結硬化性能。含有較多的活性氧化物，如二氧化硅、三氧化二鋁等。與氫氧化鈣在常溫下起化學反應生成較穩定的水化硅鋁酸鈣，與石灰、水泥熟料等堿性物質混合加水拌合后，能凝結、硬化并具有一定的強度。高溫熔融并經過驟冷的粉煤灰，含大量的表面光滑的玻璃微珠，具有較高的化學內能，是粉煤灰活性的主要來源。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用粉煤灰加工

14、方法 粉煤灰的脫水工藝主要有自然沉降法、自然沉降-真空脫水法、濃縮真空過濾脫水法等，可將其的含水率降至3540%。 干排粉煤灰是將除塵器收集下來的粉煤灰，通過氣力直接輸送至儲灰倉。 對粉煤灰的分選，主要是將粒度不同的粉煤灰，按要求分成不同的粒級，以提高粉煤灰的活性和產品的強度。常用的分選設備為旋風式粗細分離器。 對粉煤灰的活化處理一般采用兩條途徑：一是增鈣處理，即在電廠磨煤時專門摻入一定量的石灰或石灰巖，在燃燒過程中與煤灰中的氧化硅、氧化鋁反應，生成具有水硬性的硅酸鈣、鋁硅酸鈣；二是將粉煤灰用球磨機進一步磨細，使其在細度增加的同時產生具有活性的新表面。若在磨細的同時，再摻入一部分化學活化劑，則

15、活化效果更好，該工藝被稱為物理-化學聯合活化。Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用粉煤灰加工方法1-脫水箱，2、11-膠帶運輸機，3-耙式濃縮機，4-灰漿池， 5-砂泵，6-攪拌機，7-真空過濾機，8-空壓機， 9-自動排液裝置，10-水環式真空泵 圖 濃縮真空過濾脫水工藝流程Department of Environmental Engin

16、eering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp1-粉煤灰庫，2-鎖氣器，3、11、17、19、25、27、32-管式螺旋輸送機，4-粉煤灰緩沖倉，5-自卸汽車，6-受料斗，7-顎式破碎機，8、24-斗式提升機9-激發材料倉，10、14、15-電振給料機，12-激發材料緩沖倉，13-袋式除塵器16-外加劑料倉，18-給料機，20-擺式磨粉機，21-旋風收塵器，22-循環風機，23-混合機，26、28、31-成品倉，29-卸料器，30-散裝水泥車，33-包裝機，34-膠帶輸送機，35-叉車 圖 粉煤灰物理-化學聯合活化工藝流程1-粉煤灰

17、庫，2-鎖氣器，3、11、17、19、25、27、固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用粉煤灰綜合利用方法做建筑材料筑路回填農業生產回收工業原料環保材料水泥 混凝土 磚 陶粒筑路 回填作土壤改良劑 作農業肥料回收煤炭 回收金屬 分選空心微珠吸附劑 絮凝劑Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Wast

18、e 1工業固體廢物綜合利用化學工業廢渣化學工業廢渣種類行業和工藝過程分 ： 無機鹽工業廢物（鉻渣、氰渣、磷泥等） 氯堿工業廢物（鹽泥、電石渣等） 氮肥工業廢物（主要是爐渣） 硫酸工業廢物（主要是硫鐵礦燒渣） 純堿工業廢物等。 按廢物主要組成分： 廢催化劑、硫鐵礦燒渣、鉻渣、氰渣、鹽泥、爐渣、各類爐渣、堿渣等 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利

19、用化學工業廢渣化學工業廢渣的特性產生量大危險廢物種類多資源化潛力大13t,812t, 0.4億噸，6.16%急毒性、反應性及腐蝕性金、銀、鉑等Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用鉻渣及綜合利用化學組成 Cr2O3 六價鉻 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 質量分數 37 0.31.5 811 2336 2033 58 711

20、鉻浸出渣為淺黃綠色的粉狀固體，呈堿性。每生產1t重鉻酸鈉約產生1.83t鉻渣，每生產1t金屬鉻約產生1213t鉻渣 作玻璃著色劑 六價鉻轉化為三價鉻；氧化鎂、氧化鈣代替玻璃配料中白云石和石灰石原料 制鈣鎂磷肥 與磷礦石、白云石、焦炭、蛇紋石等加入電爐或高爐，高溫熔融還原，鉻六價鉻還原成三價鉻，Cr2O3形式進入磷肥半成品玻璃體中固定下來；其余六價鉻被還原成金屬鉻元素進入副產品磷鐵中 煉鐵 代替白云石、石灰石作煉鋼添加劑、六價鉻脫出率97%，鐵的機械、耐磨蝕等性能可改善Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處

21、理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用磷石膏及綜合利用成分 可溶P2O5 不溶P2O5 氟化物 Al2O3 Fe2O3 SiO2 Na2O 有機碳 含量 0.25 0.1 0.10.4 0.10.5 0.050.25 0.56 0.0020.01 0.00040.0025 磷酸、磷肥工業、煙氣脫硫、用硫酸浸蝕鈣鹽，1t磷酸要產生5t 紙面石膏板 提純的磷石膏+護面紙及適量纖維、膠粘劑、促凝劑、緩凝劑等； 經過料漿培植、成型、切割、烘干等工藝流程即可制得紙面石膏板 水泥

22、提純后的磷石膏+水泥熟料+混合材，經水泥磨粉磨改良土壤 pH 14.5,改良堿性土壤Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp1-正面用紙，2-石膏料倉，3-配料稱量，4-添加劑，5-水，6-混合器，7-膠料，8-背面用紙，9-成型站，10-皮帶機，11-切割，12-翻板臺，13-烘干入口，14-烘干機，15-烘干入口，16-刨邊機，17-堆垛臺 圖 紙面石膏板生產工藝流程1-正面用紙，2-石膏料倉，3-配料稱量，4-添加劑，5-水固體廢物處理與處置 Treatm

23、ent and Disposal of Solid Waste 1工業固體廢物綜合利用硫鐵礦燒渣及利用 企 業 Fe / % FeO / % Cu / % Pb / % S / % SiO2/ % Zn / % 大化公司化肥廠 35 0.25 銅陵化工總廠 5575 46 0.20.35 0.0150.04 0.43 10.06 .043.083 吳徑化工廠 52 0.24 0.054 0.31 15.96 0.19 四川硫酸廠 46.73 6.94 0.05 0.51 18.50 杭州硫酸廠 48.83 0.25 0.074 0.33 0.72 衢州硫酸廠 41.99 0.23 0.0781

24、 0.16 0.0952 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp磁選鐵精礦 磁選后的成品鐵精礦中含鐵量約為55% 60%，硫鐵礦燒渣鐵回收率大于60%。 制作鐵系原料 硫鐵礦燒渣+硫酸反應、沉淀、過濾，得到硫酸亞鐵溶液。FeOOH晶種。鐵黃顏料。600700 鐵紅顏料。 工業固體廢物綜合利用1硫鐵礦燒渣及利用固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 制礦渣磚 石灰粉(或水泥)與硫鐵礦燒渣(約占84%)混合，

25、經過成型和養護,可制成礦渣磚。分為蒸養制磚和自然養護制磚兩種 Department of Environmental Engineering of Xihua University磁選鐵精礦 制作鐵系原料 工業固體廢物綜合利用1硫鐵礦燒渣及固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University1-反應桶，2-過濾，3-結晶，4-干燥，5-粉碎，6-包裝圖 硫鐵礦燒渣制鐵系顏料工藝流程固體廢物處理與處置 Treatment and Dis

26、p固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2礦業固體廢物綜合利用礦業固體廢物分類 及性質按原礦礦床學分基性巖漿巖 自變質花崗巖 金伯利巖 玄武-安山巖等 28個基本類型 按選礦工藝分手選、重選、磁選、電選及光電選、浮選、化學選礦等礦業廢渣 按主要礦物成分石英為主高硅型 長石及石英為主的高硅型 以方解石為主的富鈣型 成分復雜礦業廢渣 主要元素是O、Si、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、P等。 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Tr

27、eatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 尾礦中回收有價元素 礦山廢石的利用 2礦業固體廢物綜合利用礦業固體廢物冶金礦山固廢綜合利用尾礦做建筑材料 其它利用 從錫尾礦中回收錫和銅及其它伴生元素；從鉛鋅尾礦中回收鉛、鋅、鎢、銀等元素； 以石英為主的尾礦：蒸壓硅酸鹽礦磚 玻璃、碳化硅等的原料 以方解石石灰石為主：水泥原料 氧化鋁為主：做耐火材料 如鋪路、筑尾礦壩、填露天采場、筑擋墻等，每年可消耗廢石總量的20%30% 覆土造田 礦山生活污水澆灌尾礦庫 井下回填 直接回填和加工后回填 Department of E

28、nvironmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp1-廢石尾砂分級站，2-尾砂壩（堆存細粒級尾砂），3-漿料輸送管，4-料漿貯倉5-經下充填管，6-充填工作面，7-導水鉆孔，8-水池和水泵房，9-已充填工作面 圖 井下尾礦充填系統示意圖固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University1-廢石尾砂分級站，2-尾砂壩（堆存細粒級尾砂），3-漿

29、料輸固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2礦業固體廢物綜合利用礦業固體廢物煤矸石性質及利用煤矸石的產量約占原煤產量的15%，每年至少新增2億t。歷年積存的煤矸石約為30億t，占地約10萬畝 組成 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 R2O 燒失量 含量 4065 1535 17 14 29 12.5 217 粘土類煤矸石一般加熱到700900時，結晶相分解破壞，變成無定形非晶體，使煤矸石具有活性。我國煤矸石的發熱量多在6300kJ/kg以下。 熱值/（kJ/kg） 合 理 用 途 說 明 2095 回填、筑路、造地、制骨

30、料 制骨料以砂巖類未燃煤矸石為宜 2095-4190 燒內燃磚 CaO含量CuPbHg。 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3城市污泥的綜合利用污泥的綜合利用 生產復合肥 生產堆肥 調理劑，膨脹劑生產沼氣 焚燒回收熱量 低溫熱解污泥制磚 生產水泥 制生化纖維板 生產陶粒農田林地利用回收能源建材利用Department of Environmental Engin

31、eering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp堆肥產品回流結構調理劑回流堆肥調理劑底料補充結構調理劑前處理一次發酵二次發酵后處理圖 堆肥工藝一般流程圖固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University堆肥產品回流結構調理劑回流堆肥調理劑底料補充結構調理劑前處理不同污泥的燃燒熱值污 泥 種 類熱值/（kJ/kg干）污 泥 種 類熱值/（kJ/kg干）初次沉淀污泥初沉污泥與腐

32、殖質污泥混合新鮮的1582618190新鮮的14900經消化7200經消化67408120新鮮活性污泥1490015210初沉污泥與活性污泥混合新鮮的16950經消化7450固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University不同污泥的燃燒熱值污 泥 種 類熱值/（kJ/kg干）污 泥脫水污泥干燥部分燃燒粉碎/混煉造粒燒結冷卻輕質陶粒排氣處理設備除塵排氣燃燒除塵固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of S

33、olid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University圖 污泥制輕質陶粒工藝流程脫水污泥干燥部分燃燒粉碎/混煉造粒燒結冷卻輕質陶粒排氣處理設固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 4農林固廢的綜合利用農林廢物成分據統計，我國年農作物秸稈約7億t，稻草2.3億t，稻殼3030萬t，玉米稈202億t，豆類和秋雜糧作物秸稈1.0億t，花生和薯類藤蔓、甜菜葉等1.0億t，廢糖蜜402萬t，酒糟1583萬t，禽糞7300萬t。這些物質目前多作為農家燃料、畜禽飼料、

34、田間堆肥等初級用途，僅少量用于造紙、草編等深加工。 種類 N P K Ca Mg Mn Si 水稻 0.60 0.09 1.00 0.14 0.12 0.02 7.99 小麥 0.50 0.03 0.73 0.14 0.02 0.003 3.65 大豆 1.93 0.03 1.55 0.84 0.07 油菜 0.52 0.03 0.65 0.42 0.05 0.004 0.18 Department of Environmental Engineering of Xihua University固體廢物處理與處置 Treatment and Disp固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 4農林固廢的綜合利用農林廢物性質組成元素組成化合物構造形式物理性質熱性能C、O、H占70%-90%，N、P、K、S、Si等多種微量元素。纖維素、木質素、淀粉、蛋白質 、戊聚糖、生物堿、植物甾醇、單寧質、膠質或蠟質、酚基和醛基化合物等生物有機體，無機礦物；