教案《固體廢物處理與處置》任課教師：授課專業：環境工程課程學分： 1.5學分課程總學時：30學時課程周學時：4學時《固體廢物處理與處置》教學進程周 課 章 次 次

時

教學手段 教學環境1 2 23～4 34～5

第一章緒論 4第一節固體廢物的概述第三節固體廢物處理處置方法第四節掌握固體廢物污染的技術政策其次章固體廢物的預處理 第一節固體廢物的壓實其次節固體廢物的裂開第三節固體廢物的分選第四節污泥的增稠和脫水第五節固體廢物的穩定和固化第三章固體廢物的能源利用 第一節固體廢物燃燒熱利用其次節固體廢物的熱解與能量回收 第三節固體廢物沼氣利用第四節污泥的燃燒第四章固體廢物的建材利用 第一節高爐渣其次節鋼渣第三節粉煤灰第四節煤矸石

多媒體教學多媒體教學多媒體教學多媒體教學62第五章固體廢物的農業利用第一節固體廢物的堆肥化其次節粉煤灰的農業利用第六章固體廢物的化工利用第一節硫鐵礦燒渣的氯化焙燒與有色金屬的回收其次節含汞固體廢物的培燒44多媒體教學72第六章固體廢物的化工利用第三節煤矸石酸浸處理與聚多媒體教學合鋁的制備過濾第七章固體廢物的最終處置第一節方法概述其次節海洋處置第三節土地耕作第四節深井灌注48 2 第七章固體廢物最終處置技術第五節填埋

多媒體教學第 1 次課 1～2 學時上次課復習：開課！本次課題〔或教材章節題目：第一章緒論〔1〕把握固體廢物概況〔〕了解有毒有害固體廢物的鑒別重 點：固體廢物概況及有毒有害固體廢物的鑒別難 點：有毒有害固體廢物的鑒別教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：第一章緒論第一節 固體廢物的概述其次節 固體廢物的性質共2課時，講授課后作業參考資料

有毒有害固體廢物的定義及其性質，如何鑒別？程正康、石青等譯，國外固體廢物法規選〔第一冊1986注：本頁為每次課教案首頁第一節固體廢物的概述一、固體廢物的定義稱為固體廢物。各類生產活動中產生的固體廢物俗稱廢渣(residue)，生活活動中產生的固體廢物則稱為垃圾(refuse)?！肮腆w廢物”實際上只是針對原全部者而言。在任何生產或生活過程中，全部者對原料、商品或含有其他生產行業中需要的成分，經過肯定的技術環節，可以轉變為有關行業的生產原料，甚至可以直接使用?？梢?，固體廢物的概念隨時、空的變遷而具有相對性。提倡資源的社會再循環，目的是充分利用資源，增加社會與經濟效益，削減廢物處置的數量，以利社會進展。二、固體廢物的分類工業固體廢物礦業固體廢物城市固體廢物農業固體廢物放射性固體廢物有害固體廢物三、固體廢物對人類環境的危害固體廢物固然有可資源化的一面，但其對人類環境的危害是嚴峻的，且是多方面的，在某些領域甚至超過廢水與廢氣。其危害可以歸納為如下幾個萬面：〔一〕占據大量土地由于大量固體廢物的產生與積存，已有大片土地被堆占。隨著時間的連續，固體廢物的積存量還將不斷的增加。這對人口眾多、可耕地面積較少的我國而言，將是極大威逼。〔二〕污染土壤與水體、危害人類鍵康固體廢物是多種污染物的集合體，在大量露天堆置條件下，經長期降水的淋溶、地表徑流的滲并可導致土地鹽堿化等危害。〔三〕污染大氣、影響環境衛生產生的有害氣體等污染大氣。此外，廢物的堆置亦為蚊、蠅與寄生蟲的滋生供給了有利的場所，有導致傳染疾病的潛在威逼?？傊?，固體廢物對人類環境的危害具有多樣性、長期性與潛在性。四、固體廢物污染掌握掌握“源頭”、處理好“終態物”是固體廢物污染掌握的關鍵。固體廢物污染掌握需要從兩方面著手，一是防治固體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。主要掌握措施：改革生產工藝進展物質循環利用工藝進展綜合利用進展無害化處理與處置其次節固體廢物的性質一、有毒有害固體廢物的鑒別〔一〕有毒有害固體廢物的定義與性質定義：指具有腐蝕性、急性毒性、浸出毒性、反響性、傳染性、放射性等一種及一種以上危害特征的廢物。性質：易燃性、腐蝕性、化學反響性、浸出毒性、急性毒性、放射性與其他毒性和變異等?！捕秤卸居泻腆w廢物毒害性質的鑒別與標準1．易燃性的鑒別與標準定義與鑒別方法：在常溫下，經機械摩擦、吸濕或自發化學變化具有著火傾向，在加工過鑒別標準：我國日前尚未制定易燃性固體廢物的鑒別標準，可參閱國外有關標準。60℃的廢物均歸于易燃性廢物。腐蝕性的鑒別與標準定義與鑒別方法，腐蝕性固體廢物通常是指那些對生物接觸部位的細胞組織產生損害，或對裝載之容器產生明顯腐蝕作用的廢物。鑒別標準：GB5085.1-1996《危急廢物鑒別標準——腐蝕性鑒別》中制定的固體廢物腐蝕性鑒別鑒別標準為PH≤2.0PH>12.5。美國還確定了對鋼的腐蝕速率標準，以腐蝕速率每年6.35毫米為極限值。上次課復習：

第 2 次課 3～4 學時有毒有害固體廢物的鑒別方法。本次課題〔或教材章節題目：第一章緒論教學要求：把握固體廢物性質；了解有關處理處置方法；了解掌握固體廢物污染的技術政策重 點：固體廢物性質及技術政策難 點：熱值的計算教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：第一章緒論?其次節固體廢物的性質?第三節固體廢物處理處置方法?第四節掌握固體廢物污染的技術政策2課時，講授固體廢物有那些理化性質？其熱值如何計算？課后作業 俞珂，世界矚目的固體廢物問題，化工進展，1991俞珂，世界矚目的固體廢物問題，化工進展，1991參考資料注：本頁為每次課教案首頁其次節 固體廢物的性質二、城市垃圾物理成分與分析方法城市垃圾物理成分城市垃圾物理成分分析方法三、城市垃圾的物理性質含水率城市垃圾顆粒表現尺寸分析容重四、城市垃圾的化學性質〔一〕化學成分化學成分通常包括兩種分析結果，即近似分析與根底成分分析。、近似分析：近似分析工程包括含水率，揮發性物質重量百分率950℃灼燒損失重量百分率固定〔剩余〕炭與不燃燒物和灰重量。近似分析資料是初步評估城市垃圾回收利用的參考資料。氧、N〔氮、S〔硫、水分及惰性物〔不行燃物〕的百分率。是估算其熱值的參數。〔二〕城市垃圾熱〔能〕值及其估算方法由于城市垃圾中含有肯定量的可燃〔發熱〕成分，因此具有肯定的含熱〔能〕量。熱值〔單位質量物質的含熱量〕說明垃圾的可燃性質。HW=337C+1428(H-O/8)+95S式中： H——濕基熱值kJ/k；C——垃圾樣品含碳百分率；H——垃圾樣品含氫百分率；O——垃圾樣品含氧百分率；S——垃圾樣品含硫百分率。1估算北京市〔1983〕城市垃圾中一次樣品的熱值。物理成分見表列數據a、b、c物理組分a物理組分a質量百分率〔%〕b濕重〔kg〕c干重〔kg〕食品廢物50.2523.407.82紙類4.171.941.82塑料類0.610.280.27紡織品1.160.540.49五金類0.800.370.36玻璃類0.920.430.42渣土42.0919.6018.03總計100.0046.5628.41解：1應用統計方法求解394統計的含熱量結果列于下表中之d、e39物理組分a〔%〕b濕重〔kg〕c干重〔kg〕d濕基熱值〔kJ/kg〕e=b×d濕基總含熱量〔kJ〕食品廢物50.2523.407.824650108810紙類4.171.941.821675032495塑料類0.610.280.27326009128紡織品1.160.540.49174509423五金類0.800.370.36700259玻璃類0.920.430.4215064.5渣土42.0919.6018.037000137200總計100.0046.5628.41含水率〔%〕297379.5估量濕基熱值：用HWHW=e/b=297379.5/46.56=6387〔kJ/kg〕3．求干基熱值：用HDM HD 10470.5(kJ/kg)1M 10.392應用杜朗公式求解依據表列b、c欄中樣品個組分的濕、干重量數據，利用表3統計根底化學成分，結果列于下表：化學成分濕質量〔kg〕質量百分率〔%〕摩爾書〔kgmol〕C9.2820.31.699H1.15+2.026.96.900O4.01+16.13442.750N0.310.680049S0.0740.160.005 確定固體廢物有硫與無硫時的近似化學構造式有硫與無硫條件下各元素的摩爾比元素CHONSS=1摩爾比N=1339.834.71380140.855056.19.8110有硫時的近似化學構造是： C339.8H1380O550N9.85S無硫時的近似化學構造是： C34.7H140.8O56.1N用杜朗公式估算濕基熱值：HW=337C+1428(H-O/8)+95S=337×20.3+1428〔6.9-44/8〕+95×0.16=8889.2〔kJ/kg〕第三節 理處置方法一、固體廢物處理方法1、物理處理2、化學處理3、生物處理4、熱處理5、固體處理二、固體廢物處置方法固體廢物處置是指最終處置〔finaldisposal〕或安全處置，是固體廢物污染掌握的末端環節，是解決固體廢物的歸宿問題。固體廢物的一般處置方法有：1、土地耕作2、工程庫或貯存池貯存3、土地填埋4、深井澆灌5、深海投棄6、海上燃燒第四節 掌握固體廢物污染的技術政策我國于80年月中期提出了以“資源化”、“無害化”、“減量化”作為掌握固體廢物污染的技術政策，并確定今后較長一段時間內應以“無害化”為主。上次課復習：

第 3 次課 5～6 學時城市生活垃圾熱值的定義及其計算方法。本次課題〔或教材章節題目：其次章固體廢物的預處理教學要求：把握固體廢物的壓實處理技術；把握固體廢物的裂開處理技術；把握固體廢物的分選處理技術重 點：固體廢物的壓實、裂開、分選處理技術難 點：固體廢物的分選處理技術教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：其次章固體廢物預處理第一節固體廢物的壓實其次節固體廢物的裂開第三節固體廢物的分選2課時，講授課后作業

怎樣依據固體廢物的性質選擇裂開方法？選擇裂開機時應考慮哪些方面？依據城市垃圾和工業固體廢物中各組分的性質，怎樣組合分選回收工藝系統？ 參考資料任德樹參考資料任德樹.粉碎篩分原理與設備.冶金工業出版社，1984年任子揚，中國廢舊物資的收集與再生利用，國際資源回收利用講習會資料，1985注：本頁為每次課教案首頁第一節 物的壓實技術一、壓實的含義與性質當對固體廢物實施壓實操作時，隨壓力強度的增加，空隙率削減，表現體積隨之而減小，容重增加。因此，固體廢物壓實的實質，可以看作是消耗肯定的壓力能，提高廢物容重的過程。二、固體廢物壓是機械1、水平壓實器2、三項垂直壓實器3、回轉式壓實器三、固體廢物壓實工程設計要點固體廢物壓實工程設計應考慮以下要點：1．被壓實廢物的物理特征，包括顆粒大小、成分、含水率與容重等。向壓實器料斗中供料傳輸方式。對壓實后廢物的處理方法與利用途徑。壓實機械特征參數，包括裝載室的大小、壓頭來回循環時間、機械的體積吞吐量、壓力大小、壓頭貫入度(penetration)、壓實比與單元的外形尺寸等。壓實機械的操作特性，包括能源用量、修理要求、操作的簡易性、性能的牢靠性、噪音水平、空氣與水的污染掌握等要求。操作地點選擇，包括位置、高度、道路以及與環境有關的限制因素。其次節固體廢物的裂開技術固體廢物裂開過程是削減其顆粒尺寸、使之質地均勻，從而可降低空隙率、增大容重的過程。據有關爭論說明，經裂開后的城市垃圾比未經裂開時其容重增加25~50%，且易于壓實，同時還帶來其他好處，如削減籌委、防止鼠類生殖、破壞蚊、蠅滋生條件，削減火災發生氣會等。這一處理技術對大規模城市垃圾的運輸、物料回收、最終處置以及對提高城市垃圾治理水平，無疑具有特別意義。二、固體廢物裂開機械用于城市垃圾的裂開機械大體有三種類型：沖擊磨切型、剪切粉碎性與擠壓裂開型?！惨弧冲N式裂開機〔二〕剪切裂開機〔三〕腭式裂開機第三節固體廢物分選技術一、固體廢物分選方法評述的生產中。二、固體廢物分選效果評價一組固體廢物分選單元的分選效果用回收率與分選物的純潔度兩個參量評價。三、風力分選技術〔一〕工作原理與影響因素〔在肯定流速的介質用空氣流淌作用攜帶介質實現上述目的。〔二〕風力分選機械水平風選機2．垂直風選機〔三〕風力分選工程設計根底1．風選工程設計時需考慮以下根本因素：(1)經裂開后固體廢物顆粒特征，包括粒度尺寸、外形、含水率、成團傾向以及纖維含量等。(2)輕組分物料的特征。由裂開單元到分選單元廢物的輸送與進料方法。風選操作特性，包括能源的要求，修理、操作的簡易性，性能的牢靠性，噪音輸出量，以及空氣與水污染掌握的要求。設備安裝的空間、高度、通道、噪音與環境等限制條件。2．風選設備設計根本參數：設計需要的根本參數包括氣固比、氣流速度、單位時間供料負荷、空氣輸送量、氣體壓力降等。其中氣固比與氣流速度又是主要參數。四、磁選技術〔一〕磁選原理與應用磁選是利用固體廢物中組分磁性的差異，在不均勻磁場中實現分別的一種分選技術?！捕炒胚x機械1、吸持型磁選機；滾筒式吸持型磁選機帶式吸持型磁選機2、懸吸型磁選機?！踩炒胚x工程設計要點1．磁選工程設計時需考慮如下各項因素：通過技術經濟評價選擇適宜的工程建廠地址。被分選的固體廢物特征。包括鐵磁性材料含量、密實度，各組分間彼此成團或粘附的傾向，20cm)，以及含水率等?？紤]磁選機的供料與排料傳輸設備類型。設備操作特性。包括能源需要量，例行與特別的修理要求，操作的簡易性與牢靠性，噪音與空氣、水源的污染掌握?？紤]設備安裝的空間、高度、通道、噪音與環境等因素。2．磁選工程設計的特征參數：設計特征參數包括給定磁選機負荷率、分選效率、滾筒轉速，磁體長度、直徑、場強與磁場梯度，傳送帶的速度，設備構造材料與冷卻系統類型選擇等。五、篩分技術篩分是依據固體廢物顆粒尺寸大小進展分選的一種方法?！惨弧澈Y分設備〔二〕影響篩分效率的因素1．顆粒尺寸與外形含水率篩孔外形篩分器主要參數操作方式：六、其它分選技術簡介〔一〕慣性分選〔二〕浮選〔三〕淘汰分選〔四〕靜電分選上次課復習：

第 4 次課 7～8 學時固體廢棄物壓實、裂開、分選技術工程設計要點；本次課題〔或教材章節題目：其次章固體廢物的預處理〔1〕把握污泥的增稠和脫水2〕把握固體廢物的穩定和固化重 點：污泥的增稠和脫水；固體廢物的穩定和固化難 點：固體廢物的穩定和固化教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：其次章固體廢物預處理第四節污泥的增稠和脫水第五節固體廢物的穩定和固化2課時，講授課后作業參考資料

污泥的最終出路是什么？如何因地制宜地考慮？污泥含水率從97.5％降至94％，求污泥體積的變化？平岡正勝等，污泥處理工程學，華東化工學院出版社，1990年陳汝龍等編譯，環境工程概論，上?？茖W技術出版社，1986年注：本頁為每次課教案首頁第四節污泥的增稠和脫水一、污泥的增稠99.2%~99.8%，體積浩大，因而對污泥的處理、利用及輸送都造成困難，故必先進展濃縮。濃縮后的污泥近似糊狀，含水率為95%~97%。污泥增稠的目的在于減容。99%96%1/4運輸便利，大大降低運輸及后續處理費用。因此，污泥增稠是削減污泥體積最經濟有效的方法，特別是對剩余活性污泥的處理，尤其不行缺少。污泥增稠的主要方法是重力濃縮和氣浮濃縮。二、污泥的脫水與脫水設備污水污泥是污水處理廠產生的液態或泥漿狀副產物，初沉污泥的固體濃度一般介于3%~5%，剩余活性污泥的固體濃度小于1%的固體濃度，脫水裝置能到達20%~50%泥性質；調質類型；脫水裝置類型。理論根底：機械過濾脫水是以過濾介質兩邊的壓力差為推動力，使水分強制通過過濾介質成為濾液，固體顆粒被截留成為濾餅，到達固液分別的目的。真空抽率脫水機真空抽濾是連續性操作，效率高，操作穩定，易于修理，適于各類污泥脫水。脫水后泥渣含水率75~80%。這種機械的缺點是運行費高，建筑面積大，開放性槽，氣味較大。真空抽濾機過濾段工作真空度在300~600mm汞柱，脫水段為500~700mm汞柱藝滾筒轉速為0.75~1.1mm/s。a.板框壓濾機特點：板框壓濾機構造簡潔，處理污泥含水率范圍較大，適應性好，濾餅含水率與濾出液含懸浮物相對都比較低，濾布壽命較長，因而得到廣泛應用。缺點是操作比較繁瑣。b.帶式壓濾機70~80%。2．離心脫水機離心脫水是利用高速旋轉作用產生的離心力，將密度大于水的固體顆粒與水分別的操作。離心脫水機具有操作簡便、設備緊湊、運行條件良好、脫水效率高等優點，適用于各種不同性質泥渣的脫水。脫水后泥渣含水率可降低到70%。缺點是能耗較大?！捕衬酀{自然干化脫水自然干化脫水是城市污水廠污泥常承受的利用自然蒸發和底部濾料、土壤過濾脫水的一種方法，稱為污泥干化場或曬泥場。特點：干化場運行時，一次集中放滿一塊區段面積，放泥厚度約30~50cm。污泥干化周期隨季節10~15天。脫水后污泥含水率可降低到60%。第五節 物的穩定和固化一、固體廢物的穩定處理響，因此，化學處理僅限千對單一成分或幾種化學性質相近的混合成分進展處理。對于不同成分〔一〕中和法中和法是處理酸性或堿性廢水常用的方法。對固體廢物主要用于化工、冶金、電鍍與金屬外表處理等工業中產生的酸、堿性泥渣。這類泥渣對土壤與水體均會造成危害。于連續的小規模處理。〔二〕氧化復原法通過氧化或復原化學處理，將固體廢物中可以發生價態變化的某些有毒成分轉化為無毒或低毒，且具有化學穩定性的成分，以便無害化處置或進展資源回收。鉻渣干式復原處理：利用一氧化碳與硫酸亞鐵為復原劑的干式復原處理是將鉻渣與適量煤炭或鋸末、稻殼混合，在700~800CO與H2Cr(Ⅵ)復原為Cr(Ⅲ)，并在密封條件下水淬，然后投加適量硫酸亞鐵與硫酸混合，以穩固復原效果。鉻渣濕式復原法：鉻渣濕式復原處理是利用碳酸鈉溶液處理經過濕磨過篩〔100目〕后的鉻渣，使其中酸溶性鉻酸處理，使剩余的Cr(Ⅵ)復原為Cr(Ⅲ)，加硫酸中和，并用硫酸亞鐵固定過量S2-。經處理后的鉻渣已為無毒渣。二、固體廢物的固化處理濕與凍、抗融等特性?！惨弧乘喙袒喙袒に囘^程與操作條件，水泥固化是以水泥為固化基質，利用水泥與水反響后可形成結實塊體的特征，將有害廢物包涵其中，從而到達減小外表積，降低滲透性，使之能在較為安全的條件下運輸與處置。水泥品種較多，可依據廢物性質，當地水泥生產狀況，處理費用等因素進展選擇。水泥固化方法的特點：水泥固化是對有害廢物處理較為成熟的方法，具有工藝設備簡潔、操作便利、材料來源廣泛、費用相對較低、產品機械強度較高等優點。這一方法在原子能工業固體與液體廢物處理中，已得到廣泛應用。常用于：(1)電鍍業污泥的固化處理；(2)含汞泥渣的固化處理；(3)含砷泥渣水泥固化處理。水泥固化的主要缺點是產品體積比原廢物增大約0.5-1.0倍，致使最終處置費用增大。(二)石灰固化與應用與水泥固化相像。各項工藝參數應通過試驗確定。添加劑主要承受粉煤灰與水泥窯灰，為提高強度，也可添加其它類型添加劑。石灰固化法適用于各種含重金屬泥渣，并已應用于煙道氣脫硫的廢物(如鈣基SOx)的固化中。這種固化方法除有水泥固化的缺點外，共抗浸出性較差，易受酸性水溶液的侵蝕。〔三〕瀝青固化與應用瀝青固化屬于熱塑性材料固化，用熱塑性材料為固化基質的種類較多，除瀝青之外，尚有聚乙烯、河石臘、聚氯乙烯等。在常溫下這些材料為較結實的固體，在較高溫度下，有可塑性與流淌性。利用這種特性對固體廢物進展固化處理。(四)玻璃固化與應用這種固化方法的基質為玻璃原料。將待固化的廢物首先在高溫下鍛燒，使之形成氧化物，然后再1000℃溫度下燒結，冷卻后形成格外結實而穩定的玻璃體。上次課復習：

第 5 次課 9～10 學時固體廢物穩定化處理的方法及其適用范圍；固體廢物固化處理的方法及其適用范圍；本次課題〔或教材章節題目：第三章固體廢物的能源利用教學要求：了解固體廢物燃燒技術的進展歷史、國內外燃燒技術的應用現狀及進展展望；把握固體廢物燃燒技術的特點；把握固體廢物燃燒熱的利用重 點：固體廢物燃燒技術的特點；固體廢物燃燒熱的利用難 點：固體廢物燃燒熱的利用教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：第三章固體廢物的能源利用第一節固體廢物燃燒熱利用2課時，講授課后作業參考資料

固體廢物燃燒熱的利用方式有哪些？試爭論提高燃燒溫度的重要性及與NOX產物的關系。1992.81987.4注：本頁為每次課教案首頁第三章固體廢物的能源利用第一節固體廢物燃燒熱利用一、固體廢物燃燒技術的進展歷史進展簡史與其他垃圾處理方法相比要短得多，大致經受了三個階段：萌芽階段、進展階段和成熟階段?，F代燃燒技術概貌典型的城市生活垃圾燃燒系統的工藝單元包括系統：進廠垃圾計量系統；垃圾卸料及貯存系統；垃圾進料系統；垃圾燃燒系統；燃燒余熱利用系統；煙氣凈化和排放系統；灰渣處理或利用系統；污水處理或回用系統；煙氣排放在線監測；垃圾燃燒自動掌握系統等。二、燃燒技術的特點1．燃燒工藝的特點供氣量一般比理論空氣量高70%-120%；同時為抑制在垃圾燃燒過程中消滅聚攏而造成局部空氣(氧充分燃燒。熱能利用的特點盡管垃圾燃燒的主要目標是使垃圾充分燃燒，但能量回收在垃圾燃燒中的重要性也已被充分認高等特點，對材料有較大的腐蝕性，熱能回收系統也因此受到明顯的影響。為此，燃燒余熱利用系統一般不把過熱器設置于爐內的強輻射區而使過熱蒸汽溫度受到限制;離開熱能回收段的煙氣溫度一般不低于250℃也影響到熱能回收的效率；而蒸汽式空氣預熱器的應用也將造成可用蒸汽能量的損失。因此城市生活垃圾燃燒的熱能回收率通常要比燃煤鍋爐低10%以上。環境保護的特點包括顆粒物、SO2、HCl、NOx、重金屬和毒害性微量有機物(如二惡英等)等空氣污染物?，F代垃圾燃燒技術所包含的煙氣凈化系統通常能較有效地掌握除NOxNOx控。燃燒技術的特點是它卓越的減量化效果，通常垃圾燃燒技術可使處理的生活垃圾減重80%和減容叨%以上。這對城市生活垃圾處理治理目標的實現具有格外重要的意義。危害，垃圾燃燒技術的無害化特性仍有肯定的優勢。垃圾燃燒發電這一生活垃圾資源化的途徑仍具有很大的現實價值。三、固體廢物燃燒熱的利用〔一〕固體廢物燃燒釋熱發電利用固體廢物燃燒釋熱發電的工藝流程同一般燃料發電的工藝大體一樣，其主要設備為燃燒爐、空氣冷凝器，透平發電機、熱交換器、減壓閥、消耗器、泵等。所含水分，都會影響發熱量?！捕彻腆w廢物燃燒供熱熱供熱的工藝流程比較簡潔，主要設備為燃燒爐、空氣冷凝器、熱交換器、泵、槽等?？諝饫淠魇侨紵裏幔话愣汲惺芗裙╇娪止岬姆绞健Ｋ?、國外燃燒技術的應用現狀燃燒應用技術燃燒在垃圾處理方法中的地位五、國內燃燒技術的應用現狀1．應用現狀我國生活垃圾燃燒技術的爭論起步于20世紀80事日程，如深圳、珠海、上海、廣州、順德、中山、常州、北京、廈門等。國產化燃燒技術設備燃燒技術和設備大致有以下幾種型式：a〕順推式機械爐排燃燒設備；b〕逆推式機械爐排燃燒設備；c〕履帶式機械爐排燃燒設備；d〕立窯式燃燒設備；e〕流化床燃燒設備。根本上包括了世界上常用的垃圾燃燒設備型式。2．現狀分析2080推廣垃圾燃燒技術的主要因素有：①大局部城市的生活垃圾的低位熱值較低(<3344kJ/kg)，不能到達自燃的要求；②城市生活垃圾中灰渣含量較高，制約了燃燒減量化效益的發揮；③國內尚未系統把握垃圾燃燒技術，在建設與運行中均缺乏牢靠的技術支撐；④現代化垃圾燃燒屬高本錢技術，建設的籌資難度較大。盡管如此，隨著我國經濟的進展，有利于垃圾燃燒應用和推廣的因素正在逐步成熟：4180-5852kJ/kg，不僅到達了自燃的要求，熱能回收發電也有了較穩定的根底；②城市生活垃圾可燃燒性好的城市，一般也是經濟力較強、填埋空間較困難的城市，從治理方面也具有進展垃圾燃燒的力量與要求；③國內對城市生活垃圾燃燒技術的積存已有了較好的根底。六、燃燒技術進展展望技術分析應用前景進展趨勢我國的對策及法規上次課復習：

第 6 次課 11～12 學時垃圾燃燒過程中產生的有毒有害物質如二惡英、惡臭、煤煙的防治；本次課題〔或教材章節題目：第三章固體廢物的能源利用教學要求：把握固體廢物熱解的根本原理；了解固體廢物熱解能量的回收重 點：固體廢物的熱解根本原理與能量回收難 點：固體廢物的熱解根本原理與能量回收教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：第三章固體廢物的能源利用其次節 固體廢物的熱解與能量回收共2課時，講授課后作業參考資料

試爭論各種熱解方式熱解爐的優缺點。如你所在的居民區擬承受生活垃圾熱解制燃料氣，你選擇什么汽化工藝來處理生活垃圾？劉保平，PVC，PMMA廢料的再生利用，國際資源回收利用講習會資料，1985注：本頁為每次課教案首頁〔一〕概述熱解是把有機固體廢物在無氧或缺氧條件下加熱分解的過程。該過程是一個簡單的化學反響過程。包括大分子的鍵斷裂，異構化和小分子的聚合等反響，最終生成各種較小的分子。熱解的過程可以用通式表示如下：有機固體廢物

等)氣體＋(有機酸、焦油等)有機液體＋碳黑＋爐渣2 4 2承受熱解法生產氣體燃料是使有機固體廢物在8000～10000H2CH4、CO等氣體燃料。熱解所得燃料氣有兩個作用：一是把熱解氣體直接送入二級燃燒室燃燒，用于生產蒸汽和預熱空氣；二是通過凈化，冷凝除煙塵、水、殘油等雜質，生產出純度較高的氣體燃料，以備它用。所生產的氣體燃料的性質因廢物的種類、熱解方法而異。熱值一般為4186～29302kJ/m3。熱解法生產液體燃料是使有機固體廢物在500～600℃的溫度下分解，最終形成含有乙酸、丙酸、乙醇、焦油等的液體燃料。熱解產生的燃料油是具有不同沸點的各種油的混合物，含水焦油比較多，精制前方能得到熱值較高的燃料油。熱值一般為29302kJ/L〔二〕典型固體廢物的熱解城市垃圾的熱解隨著工業的進展，人民生活水平的提高，城市垃圾中的可燃組分日趨增長，紙張、塑料及合成纖段。我國的城市垃圾不同于日本與美國，這些工藝能否應用于我國有待爭論。主要熱解工藝：①移動床熱解工藝經適當裂開除去重組分的城市垃圾從爐頂的氣鎖加料斗進入熱解爐，從爐底送約600℃的空氣-水蒸氣混合氣，爐子的溫度由上到下漸漸增加。爐頂為預熱區，依次為熱分解區和氣化區。垃圾經過熱解產生的氣體從爐頂出口排出7kPN243H2O和CO均為21CO212CH41.8%，C2H6C2H41%以下。由于含大量的N23770～7540kJ/Nm3。②雙塔循環式流淌床熱解工藝該工藝的特點是熱分解及燃燒反響分別在兩個塔中進展要的熱量，由熱解生成的固體炭或燃料氣在燃燒塔內燃燒來供給。惰性的熱媒體〔砂〕在燃燒爐內吸取熱分解爐的流淌化氣體循環使用，一局部為產品。雙塔循環式的特點是：①熱分解的氣體系統內，不混入燃燒廢氣，提高了氣體熱值，熱值為17000～18900kJ/Nm3；②炭燃燒需要的空氣量少，向外排出廢氣少；③在流化床內溫度均勻，可以避開局部過熱；④由于燃燒溫度低產生的N③純氧高溫熱分解法運動穿過上部垃圾層并使其枯燥。最終，煙氣離開熱解爐到凈化系統處理回收。產生的氣體主要有CO、CO2、H290%。此外，還有玻璃、金屬等熔融體。依據試驗說明，產生的氣體組分為CO47%，H33%,CO14%，CH41.1×104kg/Nm3，2 2 4每噸垃圾所得熱量為7.×106k0.7t0.22垃圾。該法的特點是不需前處理，流程簡潔。有機物幾乎全局部解，分解溫度高達1650℃。由于不是供給空氣而是承受純氧，故NOx農業固體廢物的熱解氣。早在50年月，我國就從農業的廢玉米芯中提取糠醛，作為化工原料。我國農機科學院設計的小型熱解氣化爐，可用于局部農業固體廢物的熱解。污泥的熱解或熱量。解，這樣可以更有效地回收熱能。自1971第 7 次課 13～14 學時注：本頁為每次課教案首頁上次課復習：城市垃圾的熱解方式及其優缺點比較；本次課題〔或教材章節題目：第三章固體廢物的能源利用教學要求：把握厭氧發酵工藝的原理及掌握條件；了解沼氣池構造類型；了解填埋氣的利用，了解污泥完全燃燒、污泥濕式氧化的定義、根本原理、燃燒熱值、工藝流程、影響因素、設備重 點：厭氧發酵工藝的原理及掌握條件難 點：厭氧發酵工藝的原理及掌握條件教學手段及教具：承受多媒體教學課件講授內容準時間安排：第三章固體廢物的能源利用第三節 固體廢物沼氣利用第四節 污泥的燃燒2課時，講授課后作業參考資料

填埋氣的綜合利用途徑有哪些？穎人糞尿各1000kC:N為21的混合沼氣發酵原料需加落葉多少？姚永福，徐潔全等，中國沼氣技術，農業出版社，1989.12鄭遠景、楊海林、闌金印，有機廢料厭氧發酵技術，化學工業出版社，1988第三節 固體廢物的沼氣利用〔一〕概述沼氣是有機物在厭氧條件下經厭氧細菌的分解作用產生的以甲烷為主的可燃性氣體。456035～50還有少量的碳氫化合物和少量硫化氫?？砂堰@局部氣體收集、凈化、回收利用。如美國在1985年已有4423211958年開頭在農村生產和利用沼氣。由于這種方法簡便易行，便于推廣城市廚房垃圾作飼料喂生豬，豬糞尿注入沼氣池制取沼氣，沼氣作燃料，濾液用來養魚，沼氣渣用作農田肥料，成為一個多功能典型生態農場。農業廢物沼氣化是處理垃圾、糞便、農業廢物的有效途徑?！捕硡捬醢l酵工藝的原理與掌握條件厭氧發酵工藝的原理液化階段，發酵菌〔包括纖維分解菌、脂肪分解菌、蛋白質水解菌〕利用細胞外酶對有機物進展體外H2/CO2二氧化碳等氣體。工藝掌握條件〔1〕原料的配比 〔2〕溫度〔3〕pH值 〔4〕攪拌〔三〕沼氣池構造類型水壓式沼氣池浮罩式沼氣池〔四〕填埋氣的利用垃圾沼氣燃燒供熱／發電將填埋氣經過一系列冷卻器、分別器和過濾器使氣體凈化，得到的沼氣甲烷濃度達40%以上，然后再料。主要用在為填埋場和四周居民供熱，還可用于發電廠鍋爐和工業窯爐做燃料，如制磚窯。150多個沼氣發電廠。沼氣發電的形式有內燃機發電、燃氣輪機發電、蒸汽輪機發電幾種形式。內燃機發電由于其空氣污染低，操作便利，是費用效益較高的技術，它適用性強，便于開啟關閉，投資較省，應用較廣，發電量可在30~2023kW范圍。但內燃機易被燃氣腐蝕，應加強對腐蝕性氣體的除去。美國最大的來及沼氣發電廠有50多臺內燃發電機，5垃圾沼氣發電過程一般如下：填埋氣〔LFG〕自垃圾填埋場收集系統收集后〔淺表LFG因熱值較低應單獨收集，送去火炬系統燃燒，深層LFG則被進人發電系統，經鼓風機加壓，通過濾膜過濾除去大于5-10um的顆粒，再經冷凝器、分別器去除其所含水分，然后進入內燃發電機燃燒發電。發出的電局部自用〔(LFG)發電技術成熟，一百噸垃圾產生的垃圾沼氣〔LFG〕可1000kW。LFG故應先對其進展預處理，一般掌握進入內燃發電機的燃氣中的S應在10～200×10-6，此外還要留意氣體輸送管及閥門的堵塞問題，應備用一套發電系統以便修理。潤滑油也需要更換。一般認為，承受內0.01～0.015/kW·h90%。垃圾沼氣作民用燃料垃圾沼氣作民用燃料必需將甲烷的濃度提高到98%以上，不僅要除去氣中的二氧化碳，還要除去其中的其它有害的有機揮發物。沼氣到底是從垃圾中產生的，可能會存在一些尚未被人們生疏到的有毒、有害物質。特別是垃圾如沒有經過分類、分撿，有毒有害物質〔如漆油、廢棄的日光燈電他等等〕進入生活垃圾的可能性更不主見直接做民用燃料使用。況且沼氣需凈化至自然氣質量，意味CH44%提純至98%以上，做為城市民用燃料可行性有待連續尋求技術、經濟的評估。垃圾沼氣作汽車燃料鑒于垃圾沼氣(LFG)凈化處理作汽車燃料，其尾氣排放的污染大大減輕，具有顯著環境效益；且本錢不高，經濟效益顯著，美國已開發了承受垃圾沼氣代替汽油作汽車燃料的工藝。其工藝技術是垃圾沼氣的凈化處理，除去氣體中的CO2,H2S,使甲烷濃度由40%～45%，提高到80%以上；然后，將凈25MPa，壓入高壓貯罐作汽車加氣用。LosAngeles衛生局等籌建的由LFG制取汽車清潔燃料示范工程于1993建成。該工程規模為250Nft3/s1000m3/d。第四節 污泥的燃燒19342080燃燒爐代替。1984Jarnis和Vickrdge的污泥，在550℃燃燒時是自燃的。而安大概湖現場污泥燃燒爐的成功生產，則進一步證明經適宜預1995年，日本有近50%的污泥承受了燃燒的方法進展處置，而歐盟各國承受燃燒方法處置的污泥也超過了10202338%。污泥燃燒的分類：①完全燃燒定義、根本原理、污泥的燃燒熱值、工藝流程與影響因素、設備②濕式氧化〔即不完全燃燒〕定義、根本原理、污泥的燃燒熱值、工藝流程與影響因素、設備上次課復習：

第 8 次課 15～16 學時污泥完全燃燒、污泥濕式氧化的定義、根本原理及影響因素；本次課題〔或教材章節題目：第四章固體廢物的建材利用建材利用途徑。重 點：高爐渣、鋼渣建材利用原理及掌握參數難 點：高爐渣、鋼渣建材利用原理及掌握參數教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第四章固體廢物的建材利用第一節高爐渣其次節鋼渣2課時，講授課后作業參考資料

1．比較高爐水渣和水淬鋼渣的制備、組成、性能，分別表達其用于生產水泥的理論依據和技術要求。曹敬德，謝容月，礦渣碎石混凝土，冶金碎石混凝土，冶金渣綜合利用專輯，冶金部建筑爭論總院，1985注：本頁為每次課教案首頁利用工業固體廢物生產建筑材料是解決建材資源短缺的一條有效途徑，這對保護環境和加速經濟建設具有格外重要的意義。利用工業固體廢物生產建材的優點是：①原材料省，②耗能低。③綜合利用產品的品種多，可滿足多方面的需要。④綜合利用的產品數量大，可滿足市場的局部需要。⑤環境效益高，可最大限度地削減需處置的固體廢物數量，在生產過程中，一般不產生二次污染。工業廢渣作建筑材料是綜合利用工業廢渣數量最大、種類最多、歷史較久的領域。其中，利用較多的有高爐渣、鋼渣、粉煤灰、煤研石和其他廢渣等。生產品種包括水泥、骨料、磚、玻璃、鑄石、的歷史，在生產建筑材料方面取得了肯定的成就，積存了貴重的閱歷。一、高爐渣1．高爐渣的分類鑄造生鐵礦渣煉鋼生鐵礦渣特種生鐵礦渣高爐礦渣的化學成分高爐渣中主要的化學成分是二氧化硅(Si0)、三氧化二鋁(AIA)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂〔Mg0)、2氧化錳(MnO)、氧化鐵(FeO)和硫(S(Ti0(V0),氧化2 25鈉(NaO),氧化鋇(BaO)、五氧化二磷(P0(Cr0(CaO)、二氧2 25 23化硅(Si0)、三氧化二鋁(A10)占90％〔質量百分數〕以上。2 233、高爐渣的處理加工在利用高爐渣之前，需要進展加工處理。其用途不同，加工處理的方法也不同。我國通常是把高爐渣加工成水淬渣、礦渣碎石、膨脹礦渣和膨脹礦渣珠等形式加以利用。高爐礦渣水淬處理工藝水淬法式我國高爐渣在利用之前加工處理的主要方法。主要承受的方法：池式水淬法爐前水淬法礦渣碎石工藝礦渣碎石式高爐熔渣在指定的渣坑或渣場自然冷卻或淋水冷卻形成較為致密的礦渣石后挖掘、裂開、磁選和篩分而等到的一種碎石材料。主要承受的方法：熱潑法堤式法膨脹礦渣和膨脹礦渣珠生產工藝膨脹礦渣是適量冷卻水急冷高爐熔渣而形成的一種多孔輕質礦渣。主要承受的方法：噴射法噴霧器塹溝法滾筒法卻，再這一過程中熔渣進展膨脹，并冷卻成珠。三、高爐渣在建材方面的應用1．水淬渣的用途生產礦渣水泥生產礦渣磚濕碾礦渣混凝土2．礦渣碎石的用途礦渣碎石混凝土礦渣碎石在地基工程中的應用礦渣碎石在道路工程中的應用礦渣碎石在鐵路道渣上的應用3．膨脹礦渣及膨珠的用途4．高爐渣的其他用途礦渣棉生產微晶玻璃二、鋼渣多的碳素和雜質，氧和雜質作用生成的氧化物就是鋼渣?！惨弧掣攀?．鋼渣的分類依據冶煉方式不同，鋼渣分為以下三類。平爐鋼渣轉爐鋼渣電爐鋼渣2．鋼渣的化學成分和礦物組成鋼渣的化學成分鋼渣是由鈣、鐵、硅、鎂、鋁、錳、磷等氧化物所組成，有時還含有釩和欽等氧化物，其中鈣、鐵、硅氧化物占絕大局部。各種成分的含量依爐型、鋼種不同而異，有時相差懸殊。以氧化鈣為例，一般平爐熔化時的前期渣中含量2040％以上；轉爐渣中的含量常5040％-50％。各種煉鋼爐的鋼渣化學成分見表5-6。鋼渣的礦物組成鋼渣的主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣(、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、游離石薇輝石。再進一步增加石灰含量，則生成硅酸二鈣和硅酸三鈣?！捕充撛奶幚砑庸ぴ幚砉に嚿系亩鄻踊?．鋼渣處理工藝冷棄法熱潑法盤潑水冷鋼渣水淬法2．鋼渣裂開加工〔三〕鋼渣在建材方面的利用迄今，人們已開發了多種有關鋼渣綜合利用的途徑，主要包括建筑材料、冶金材料和機械工業，交通及農業等各領域。鋼渣在建材工業方面的利用格外廣泛。生產水泥生產鋼渣磚鋼渣代替碎石作骨料和路材上次課復習：

第 9 次課 17～18 學時高爐渣及鋼渣的化學組成；本次課題〔或教材章節題目：第四章固體廢物的建材利用教學要求了解粉煤灰的成分性質及建材利用途徑了解煤矸石的成分性質及建材利用途徑。重 點：煤矸石、粉煤灰的利用原理及掌握參數難 點：煤矸石、粉煤灰的利用原理及掌握參數教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第四章固體廢物的建材利用第一節粉煤灰其次節煤矸石2課時，講授課后作業參考資料

略述粉煤灰的活性含義，說明其活性激發機理和反響機理。從煤矸石的活性和煤矸石的發熱量闡述其綜合利用的途徑。沈旦申，粉煤灰混凝土，中國鐵道出版社，19891987注：本頁為每次課教案首頁三、粉煤灰煤灰渣量的絕大局部。粉煤灰和爐渣除某些物理特征有所差異外，其他性質〔如化學性質〕并無本質上的不同?！惨弧撤勖夯腋攀?.粉煤灰的分類粉煤灰按收集、排放和綜合利用的需要分為：濕灰、干灰、調濕灰、脫水灰和細灰等。濕灰是經文丘里等濕式除塵器收集的粉煤灰或經電除塵器等干式除塵器收集，用水力排放的、水分大于30％的粉煤灰。干灰是經旋風、多管、布袋、電除塵器等收集的，水粉小于1％的粉煤灰。調濕灰是干灰經噴水調整濕度，含水量在10％-20％的調濕粉煤灰。經濃縮池沉淀，真空脫水或涼干的濕灰，水分30〔一般氧化鈣含量在8％以上者稱為高鈣粉煤灰。當燃料用煙煤和無煙煤時，從煤粉燃燒爐煙氣中收集的灰分多為低鈣粉煤灰；當燃料用次煙煤和褐煤時所得多為高鈣粉煤灰。2.粉煤灰的性質法?！?)物理性質孔構造，多半呈玻璃狀。其主要物理性質如下：粉煤灰密度一般為2～2.3g/cm3，松散干容積密度為550～950kg/cm360％～704900/cm330％～20％，比外表3000cm2/g(2〕化學成分氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀及三氧化硫等。(3〕含碳量868％。(4)粉煤灰的礦物組成粉煤灰由多種構造和形態的微粒組成，其中大多數是玻璃體，含量占50％以上，還含有少量不透亮，外形不規章的黑色碳粒，大體上可分為球形粒子、多孔粒子和不規劃粒子三種。粉煤灰中的晶體礦物有莫來石、石英、硅酸二鈣、硅長石、方解石等。氧化鈣含量高的粉煤灰中還含有硅酸二鈣、游離氧化鈣、鋁方柱石、三鋁酸五鈣等礦物。(5〕粉煤灰的活性北京市建筑材料爭論所曾對全國大中小型電廠粉煤灰活性進展過測試。測定摻30％原狀粉煤灰的水泥砂漿強度與同齡期的純水泥砂漿強度的比值，即為粉煤灰活性值。〔二〕粉煤灰在建材方面的利用1．生產粉煤灰磚粉煤灰磚是以粉煤灰為原料，摻入肯定比例的骨料、石灰、石膏配料，加水攪拌，壓制成型，經過養護或焙燒而成。依據磚的配料及工藝，粉煤灰磚分蒸養粉煤灰磚、燒結粉煤灰磚、碳化粉煤灰磚、河泡沫粉煤灰磚等。蒸養粉煤灰磚燒結粉煤灰磚碳化粉煤灰磚蒸養粉煤灰保溫磚2．生產粉煤灰水泥由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、參加適量石膏磨細制成的水硬膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，簡稱粉煤灰水泥。的摻入量按質量百分比計為20％～40％，也允許摻入不超過混合材?；郀t渣，此時混合材料可達50％，但粉煤灰質量不得少于20％或超過40％。粉煤灰的摻入量，通常與水泥熟料的質量、粉煤灰活性和要求生產的水泥標號等因素有關。抗拉強度高，抗裂性好；耐熱性好；后期強度增進率較大。缺點是：早期強度較低；抗凍性較差；抗碳化性能較差。粉煤灰水泥可用于工業及民用建筑，用來生產預制樓板、建筑梁、根底，修建地面等；還可用于水利工程。四、煤矸石煤研石的分類煤研石按其產生過程分為四類：①洗煤廠產生的洗研；②采煤過程產生的原研；③人工選擇的揀研；①積存在大氣中經過自燃的紅研，其熱值很低，但具有肯定的活性。煤研石依據其巖石組成又可分為：粘土巖研石、砂巖研石和石灰巖研石，其中以粘土巖研石數量最多，這類煤研石呈黑褐色，層狀構造，易粉碎。煤研石的性質(1)化學成分煤研石的主要化學成分是二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫等，此外還含有鈾、社等放射性元素和其他一些稀有元素。煤研石的礦物組成類、砂巖類、碳酸鹽類、鋁質巖類。粘土巖中主要礦物組成為粘土礦物，其次為石英、長石、云母和黃鐵礦、碳酸鹽等自生礦物。此外，還含有豐富的植物化石、有機質、碳質等。砂巖類礦物多為石英、長石、云母、植物化石和菱鐵礦等；碳酸鹽類礦物主要成分為方解石、白云石、菱鐵礦等；鋁質巖類均含有高鋁礦物：三水鋁礦、一水軟鋁石、一水硬鋁石，此外，還常常含有石英、褐鐵礦、白云母、方解石等礦物。煤研石處理利用概況磚、瓦、水泥、輕骨料，也可以用來生產空心砌塊和預制構件，還可以用于填坑造地及作路基材料。煤矸石在建材方面的應用生產煤矸石磚生產水泥生產空心氣塊生產輕骨料第 10 次課 19～20 學時上次課復習：粉煤灰的成分和性質；本次課題〔或教材章節題目：第五章固體廢物的農業利用教學要求：了解固體廢物堆肥的概念，把握堆肥的原理、流程、影響因素，了解對堆肥的工藝參數和質量標準，了解堆肥化設備重 點：好氧堆肥的原理和工藝流程難 點：好氧堆肥的原理和工藝流程教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第五章固體廢物的農業利用第一節固體廢物的堆肥化2課時，講授課后作業參考資料

略述堆肥質量評定內容。說明堆肥腐熟度的評定方法并對各法加以評價。堆肥有什么農業效用？陳世和，張所明，城市垃圾堆肥原理與工藝，復旦大學出版社，1990.7李國鼎等，固體廢物處理與資源化，清華大學出版社，1990年注：本頁為每次課教案首頁第一節固體廢物的堆肥化一、堆肥化的概念及其進展歷史1．堆肥化的概念:C/N比和通風條件下通過微生物的發酵作用，將有機尤其土壤環境不構成危害，而把堆肥化的產物稱為堆肥。2．堆肥化的進展歷史二、堆肥的根本原理1．堆肥的根本原理肥法(高溫堆肥)和厭氧堆肥法兩種。前者是在通氣條件下借好氧性微生物活動便有機物得到降解，由于好氧堆肥溫度一般在50-60℃，極限可達80-90℃，故亦稱為高溫堆肥。后者是利用微生物發酵造肥。高溫堆肥〔好氧〕好氧堆肥是在無氧條件下，借好氧微生物〔主要好厭氧菌〕的作用來進展的。厭氧堆肥厭氧堆肥是在無氧條件下，借厭氧微生物〔主要是厭氧菌〕的作用來進展的。三、堆肥工藝流程堆肥工藝程序發酵)、后處理及貯藏等工序組成。前處理C/N比，或者添加菌種和理工藝。通過裂開和分選，去除非堆肥物質，調整垃圾的粒徑。主發酵解，產生CO2和H2O，同時產生熱量，使堆溫上升，這些微生物吸取有機物的碳氮養分成分。在細菌自身生殖的同時，將細胞中吸取的物質分解而產生熱量。后發酵機物進一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等比較穩定的有機物，得到完全成熟的堆肥制品。一般把1~2m高，進展后發酵，并要有防止雨水流人的裝置。有的場合還需要翻堆和通風，通常不進展通風，而是每周進展一次翻堆。后處理經過兩次發酵后的物料中，幾乎全部的有機物都變細碎和變形，數量削減了。然而，城市生活垃圾堆肥時，在預分選工序沒有去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等物照舊存在。因此，還需要脫臭主要有化學除臭劑除臭，堿水和水溶液過濾，熟堆肥或活性炭、沸石等吸附劑過濾。在露天堆肥時，惡臭成分被堆肥(熟化后的)吸附，進而被其中好氧微生物分解而脫臭，也可用特種土壤代替堆肥使用，這種過濾器叫土壤脫臭過濾器。貯存堆肥一般在春秋兩季使用，在夏冬就必需積存，所以要建立貯存六個月生產量的設備。貯存方式可直接堆存在發酵池中或袋裝，要求枯燥而透氣，閉氣和受潮會影響制品的質量。四、堆肥的影響因素影響堆肥的因素很多，歸納起來主要有下面幾方面。1．有機質含量20%~80%之間。水分水分為微生物生長所必需，在堆肥過程中，按重量計，50%~60%的含水率最有利于微生物分解，70%，濕度難以上升，分解速度明顯降低。溫度認為高溫菌對有機物的降解效率高于中溫菌，現在的快速、高溫、好氧堆肥正是利用了這一點。碳氮比C/NC/N比高，碳素多，氮素養料相對缺乏，細菌和其他微生物的進展受到限制，有機物的分解速度就慢、發酵過程就長。假設碳氮比例高，簡潔導致成品堆肥的碳氮比過“氮饑餓”狀態，會影響作物生長。假設碳氮比低于20:1，可供消耗的碳素少，氮素養料相對過剩，則氮將變成銨態氮而揮發，導致氮元素大量損失而降低肥效。C/P磷是磷酸和細胞核的重要組成元素，也是生物能ATP的重要組成成分，一般要求堆肥料的C/P75~150為宜。6．pH一般微生物最適宜的pH值是中性或弱堿性，pH值太高或太低都會使堆肥處理遇到困難。pH值是一個可以對微生物環境作為估價的參數，在整個堆肥過程中，pH值隨時間和溫度的變化而變化。在堆肥初始階段，由于有機酸的生成，pH值下降(5.0)8~8.5左右，假設廢物堆肥成厭氧狀態，則pH值連續下降。此外，pH值也會影響氮的損失，因pH7.0時，氮以氨氣的形式逸人大氣。上次課復習：

第 11 次課 21～22 學時好氧堆肥的原理及其影響因素；本次課題〔或教材章節題目：第五章固體廢物的農業利用教學要求：了解堆肥的工藝參數和質量標準及設備；通過實例分析增加感性生疏；了解粉煤灰的農業利用重 點：固體廢物堆肥化的實例分析；粉煤灰的農業利用難 點：固體廢物堆肥化的實例分析教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第五章固體廢物的農業利用第一節固體廢物的堆肥化其次節粉煤灰的農業利用2課時，講授課后作業參考資料

復習固體廢物的堆肥化過程及工藝掌握陳世和，張所明，城市垃圾堆肥原理與工藝，復旦大學出版社，1990.7李國鼎等，固體廢物處理與資源化，清華大學出版社，1990年注：本頁為每次課教案首頁第一節固體廢物的堆肥化五、堆肥的工藝參數和質量標準1．堆肥工藝參數堆肥工藝參數包括一次發酵和二次發酵工藝參數。(1)一次發酵主要參數含水率：45%-60%；C/N比：25/1-35/1；溫度：55-65℃；周期：3-10d。(2)二次發酵工藝參數含水率<40%；溫度<40℃；周期<30-40d2．堆肥質量標準25%-30%10%；C/N比：15/1~20/1。二次發酵終止指標堆肥充分腐熟；含水率<35%；C/N比：<20/1；堆肥粒度<l0mm。六、廢物堆肥化設備及實例分析1廢物堆肥化設備及工藝系統備→后處理設備→產品細加工設備。供料進料設備堆肥化設備幾種發酵裝置示意圖：多段豎爐式發酵塔筒倉式發酵倉水平〔臥式〕發酵滾筒2100t/d生活垃圾處理廠工藝系統實例1986年，同濟大學和無錫市在垃圾好氧堆肥的中試根底上共同爭論，開發設計了我國第一座比較100t/d生活垃圾處理試驗廠。3個組成局部：①受料預分選機組；②發酵進出料機組；③精分選機組。幾種主要機械的設計參數如下：板式布料機高效復合篩分裂開機組合式振動格篩〔粗分選機〕進料橋式小車螺桿出料機而進展組合，得出比較符合工藝要求的機械設計流程。其次節粉煤灰的農業利用一、粉煤灰的改土與增產作用粉煤灰的孔度與土壤性能的關系12～15％。所不具備的。此外，粉煤灰粒子之間的孔度，一般也大于粘結了的土壤的孔度。粉煤灰施人土壤，除其粒子中、粒子間的孔隙外，粉煤灰同土壤粒子還可以連成很多“羊腸小道”，為植物根吸取供給的途徑，構成輸送養分物質的交通網絡。粉煤灰粒子內部的孔隙則可作為氣體、水分和養分物質的“儲存庫”。植物生長過程所需要的養分物質，主要是通過根部從土城幣獲得，并且是以水溶液的形式供給的。土壤中溶液的含量及其集中運動都與土壤內部各個粒子之間或粒子內部孔隙的毛細管半徑有關。毛細管半徑越小，吸引溶液或水分的力越大，反之亦然。這種作用，使土壤含濕量得到調整。假設將的含濕量，有利于植物根部加速對養分物質的吸取和分泌物的排出，促進植物正常生長。施灰對土壤機械組成的影響粘質土壤慘入粉煤灰，可變得疏松，粘粒削減，砂粒增加。鹽堿土摻人粉煤灰，除變得疏松外，還可起到抑堿作用。例如某鹽堿土壤，春播前容重為1.26，每畝施粉煤灰2×104kg，秋后容重降到1.01,與肥沃土壤容重相近。粉煤灰對土層溫度的影響粉煤灰所具有的灰黑色利于其吸取熱量，施入土壤，一般可使上層提高溫度1~2℃。據報導，每畝施灰1250kg，地表溫度16℃，每畝施灰5×103kg，地表溫度17℃。土層溫度提高，有利于微生物活動、養分轉化和種子萌發。粉煤灰的增產作用5×104kg增產效果較好。不過，砂質土壤施灰，增產不明顯，生荒地施灰增產明顯，粘土地增產最明顯。作物品種不同，增產效果不同：蔬菜增產效果最好，糧食作物增產比較好，其他經濟作物也有增產作用，但不格外穩定。二、粉煤灰肥料粉煤灰硅鉀肥2700~800〔KSiO2

。此種肥料，含有作物生長所需的硅和鉀元素。KSiO是一種構溶性物質，只能溶于20％的枸溶性酸2 3中。植物根部恰恰能分泌出枸溶酸，可以使KSiO溶解供植物在較長時間內均衡地吸取，因而吸取2 3率比較高。粉煤硅鈣鉀肥肥。此種肥料能明顯地增加水稻抗病、抗旱、抗倒伏性能，有利于提高稻谷品質，縮短成熟期，增產10％左右。粉煤灰磁化肥以粉煤灰為原料，按不同作物和上壤的需要，配加肯定比例的N、P、K成分，在強滋場內處理，可以制得粉煤灰磁化肥。此種肥料具有調整生物生長的磁性，能夠刺激作物生長、活化土壤并改善其構造，因而獲得作物增產。其施用量不大，一般等同于一般商品化肥。粉煤灰磷肥可制得粉煤灰磷肥。此種肥料的主要養分成分為Ca4P2O9，也具有拘溶性。其中除含有硅、鈣、磷、鉀外，還含有植物生長所需的微量元素，對作物、蔬菜、食用菌類都有增產效果。第 12 次課 23～24 學時上次課復習：堆肥的工藝參數和質量標準；本次課題〔或教材章節題目：第六章固體廢物的化工利用程重 點：氯化焙燒工藝流程難 點：氯化焙燒工藝流程教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第六章固體廢物的化工利用第一節硫鐵礦燒渣的氯化焙燒與有色金屬的回收2課時，講授課后作業參考資料

試設計一個利用硫鐵礦渣中的鐵生產Fe2(SO4)3的粗略工藝流程。分別說明用NaCl、CaCl2做氯化劑的氯化焙燒原理。譚青，上海石油化工總廠工業廢渣的綜合利用，固體廢物資源化，1988〔1〕北京鋼鐵爭論院，國內黃鐵礦燒渣利用的狀況，硫酸工業，1973.3注：本頁為每次課教案首頁第一節硫鐵礦燒渣的氯化焙燒與有色金屬的回收一、硫鐵礦燒渣的來源和組成鋅、金、銀等。可以用氯化焙燒法回收有色金屬，同時提高礦渣含鐵品位，直接作為煉鐵的原料。二、氯化焙燒的概念及分類氯化焙燒是利用硫鐵礦燒渣與氯化劑在肯定溫度下加熱焙燒金屬氯化物而與其他組分分別。依據反響溫度不同可分為中溫氯化焙燒與高溫氯化焙燒。中溫氯化焙燒是指燒渣與氯化劑在500~600浸取，可溶性物質與渣分別，再從溶液中回收金屬，故該法又稱氯化溶出法。高溫氯化焙燒是將燒渣與氯化劑造粒，然后在1000~1200℃下反響，使金屬氯化物變成氣體揮發出來，從而收集、分別，回收各種金屬氯化物，故該法又叫氯化焙燒揮發法。三、氯化焙燒工藝流程中溫氯化焙燒法該法歷史較長、規模較大的是西德杜依斯堡煉鋼廠，年處理力量為200萬噸硫鐵礦燒渣。8%~10%NaCl,10~11600~650℃，氯化焙燒4~5h,焙燃后的燒渣用50%~7%的稀硫酸浸出，浸出液中的銅、鋅、鉆、芒硝、鎘、金和銀分別回收，有用金屬回收率為：Cu80%，Zn75%，Ag45%，Co50%Fe61%~63%及局部PbSO4和AgCl，4~5h，燒結塊作為煉鐵原料。我國南京鋼鐵廠，承受高硫〔7%~11%〕低鹽(4%~5%NaCl)配料，在沸騰爐內氯化焙燒含鉆燒渣，焙燒溫度(650±30)℃。焙燒后浸出率為：Co81.86%，Cu83.4%，Ni60.6%。中溫氯化焙燒工藝比較成熟，流程簡潔，氯化劑價廉而來源廣，操作易把握。缺乏之處是浸出液處理大，有用金屬Au、Ag、Pb的回收率不抱負，浸出后的渣要經過焙燒才能用來煉鐵，且需參加肯定NaCl分解，在燒結過程中易造成SO2對環境的污染。近幾年來，氯化焙燒的進展已偏重于高溫氯化揮發焙燒。但對鈷渣用中溫氯化焙燒還是很適宜的。由于氯化鈷的揮發率較低。氯化焙燒揮發法(1)流程高溫氯化焙燒法以日本光和精礦法為典型代表。其流程為：硫鐵礦燒渣經調濕機噴入溫度為40%CaCl2溶液與適量的水，使其含CaCl23%~4%，水10%~11%，通過定量給料裝置混料皮帶和混料倉進展混合，使物料成分全都CaC12分布均勻，水分波動小。經球磨后燒渣的粒度小于325目的占86.4%32513.6%，細粒在圓盤造粒機中制成粒度為10~15mm的圓球，在枯燥帶上用200~250C0.5h以上。干球團水分小于0.5%，枯燥后的小球入回轉窯中焙燒，窯長20~29m，內徑2.4~3m，坡度為3.2%~3.5%，燃料以煤氣為主，在加熱氯化10001250℃，每噸球團耗熱(138~167)×104kJ?！?〕氯化物揮發性等，蒸氣壓大的易揮發，但揮發的分子也會產生冷凝又回到球團中。假設有其他分子的存在也會影響揮發產物的集中，熱的傳導對揮發速率也有影響。依據試驗，各種金屬氯化物的揮發速度有明顯的最大值，一般隨溫度的上升而增大。一樣溫度下ZnCl2揮發速度于PbC12和CuCl2。某些金屬氯化物易與其他氯化物形成絡合物，其蒸氣壓大于簡潔氯化物，如AuCl3常以聚合分子Au2Cl6Fe2C16或Al2Cl6時則形成AuFeCls或AuAlCls332Pcl2=66.87kPa時AuFeCl6的蒸氣壓比Au2Cl625Au發溫度。氯化物的捕集高溫氯化揮發的焙燒煙氣除含有大量的N2,CO2,O2和水蒸氣外，還含有少量的有用金屬氯化物以及HCl、Cl2和SOx二等氣體，后者雖不多，但有經濟價值，應將其捕集回收，同時也有利于環境保護。氯化揮發物煙塵很細，具有吸濕性，易溶于水，都承受濕法收集。常用的設備有沖擊式收塵器或文丘里洗滌器以及無填料吸取塔，湍動吸取塔等。濕法收塵得到兩種產物即收塵溶液及沉淀物〔塵泥，AuAgPb都富集在沉淀物中，其他有色金屬則主要進入收塵溶液。從收塵液中分別提取各種金屬，常用的方法是中和水解法，一般得到的是金pHpH在2.2~2.72CuOHC?xH2pH為3.1~5.052CuOHC1?2Cu(OH)?xHO。2 2廢焦油，廢氯烴溶劑作燃料，從而降低了能源費用。我國南京鋼廠氯化球團車間也引進了光和法工藝和設備，已取得多年穩定運行的閱歷。上次課復習：

第 13 次課 25～26 學時硫鐵礦燒渣的來源和組成；本次課題〔或教材章節題目：第六章固體廢物的化工利用教學要求：了解含汞廢物的來源；把握焙燒法回收汞；了解煤矸石生產結晶氯化鋁；了解煤矸石生產聚合氯化鋁重 點：焙燒法回收汞難 點：焙燒法回收汞教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第六章固體廢物的化工利用其次節含汞固體廢物的培燒第三節煤矸石酸浸處理與聚合鋁的制備過濾2課時，講授課后作業

簡述焙燒法回收汞的原理及工藝流程。參考資料注：本頁為每次課教案首頁其次節從含汞廢物中回收汞一、含汞廢物的來源含汞廢物來自不同的生產系統，例如，化工、石油化工、電子、電器儀表、計量儀器等很多行業都排放肯定量的含汞廢物。其產生量因行業及工藝而異，其中化學工業含汞廢物的產生量最多，約占50%以上。其含汞量也因行業與工藝而異，如水銀法制堿排放的含汞鹽泥中汞的含量為300mg/L；從電解槽掃除室定期打撈出的汞渣中汞的含量約為90%以上；合成氯乙烯工業定期更換下來的觸媒含HgCl2約4%~5%。因此，妥當處理含汞廢物并從中回收汞具有重要意義。目前，國內外主要承受焙燒法回收汞。二、焙燒法回收汞焙燒法回收汞是依據汞的沸點低，固體廢物中其他組分沸點高的差異，通過掌握焙燒溫度，使汞從廢物中分別出來，進而得以回收。焙燒法回收汞的工藝主要包括混合配料、造粒、焙燒、冷凝、回收等工序。其操作程序如下：對金屬或玻璃含汞廢物，首先需裂開加工處理，并用藥劑進展洗滌處理；然后添加適量的堿液，通過混合、調濕進展造粒；再把制得的粒狀物料送入焙燒爐焙燒，焙燒溫度為400~800℃，產生的汞蒸氣除塵后送入冷凝器冷凝，對冷凝物精制后，則可得到純度較高的汞。含汞廢物經過焙燒處理時，伴隨有水、氣、渣等廢棄物產生，均需作適當處理或處置。焙燒后的尾氣成分因焙燒廢物的種類不同而不同，對于其中含有的SO2、Cl2粉塵等有害物質，一般需通過除塵器、洗滌室、吸附器等一系列凈扮裝置處理，達標后排放。對于焙燒系統產生的水，依據其所含有害物質的成分和濃度，選擇適當的方法處理后達標排放。對于焙燒后的殘渣，需先進展汞溶出試驗，不合格的需返回焙燒，合格的殘渣送填埋場進展填埋處理。處理各種含汞廢物，該礦業擁有年處理3600t含汞廢物的焙燒裝置，每年可從含汞廢物中回收工業用20~30t。我國吉林化工廠等單位也承受焙燒法處理含HgCl2400kg3~4kg99.9%的汞。焙燒法回收汞的工藝特點是，回收汞的純度高，焙燒后殘渣含汞少，因此是一種較好的無害化處理、利用方法。三、其他方法北京化工二廠和錦西化工爭論院研制成功的“恒電位陽極溶出法99.99的汞，其回收率達98%1%~3%的金屬雜質，主要是鐵。可將汞渣看成是汞與金屬雜質組成的多電極短路電池，以汞渣為陽極，外加一補助鈦陰極，供給直流電，以恒電位儀掌握陽極電位-50~-100mv，以150g/L氯化鈉溶液為電解質時，電解槽的陽極上只有汞渣中的金屬雜1.0A時，汞渣變為純汞。2HgO，Hg2C12變成可溶性HgC1，參加亞硫酸鈉除去游離汞后，再在沉淀、分別后的澄清液中參加硫化鈉，沉降分別出HgS后，使其與適量石灰拌合，于蒸餾爐內灼燒HgS復原為金屬汞。用此法可以回收汞280%以上。第三節煤矸石焙燒生產聚合鋁煤矸石中含有大量的硅、鋁成分，可以用來生產建筑材料，用來生產硅、鋁材料。還可以利用煤矸石生產結晶氯化鋁、聚合鋁、鋁銨礬、三氧化二鋁等多種化工產品。一、煤矸石生產結晶氯化鋁結晶氯化鋁生產工藝結晶氯化鋁是以煤矸石為主要原料，經焙燒、酸浸、濃縮、脫水制成的。焙燒酸浸渣液分別濃縮與結晶主要設備利用煤矸石生產結晶氯化鋁的主要設備有：焙燒爐反響罐洗滌塔酸貯罐沉降分別池濃縮罐結晶氯化鋁的用途60%；它可以用來代替硫酸鋁作造紙的施膠劑；也可以用來代替鑄造中用的氯化胺等。二、煤矸石生產聚合氯化鋁聚合度和電荷的可溶性鋁化合物。它是一種型高分子混凝劑，同一般鋁鹽相比，它具有用量少，效率高等優點，因此，被廣泛用于飲用水和污水處理上。它還在陶瓷型周密鑄造中代替硅酸己酷使用。聚合制成的。其制造工藝如下。用煤矸石生產結晶氯化鋁方法同前所述。結晶氯化鋁熱解制備聚合氯化鋁單體。結晶氯化鋁在沸騰熱解爐中，在熱風的作用下，劇烈懸浮翻騰，發生分解，生成水、氯化氫氣體和堿式氯化鋁，也就是聚合氯化鋁的單體。氯化鋁單體的聚合結晶氯化鋁熱解生成堿式氯化鋁，然后向單體內參加適量的水，使其攪拌溶解，在短時間內固化形成樹脂狀的聚合氯化鋁。氣體的洗滌與吸取沸騰熱解爐產生的氣體，含有大量氯化氫，送到吸取工程，通過水洗裝置回收鹽酸，尾氣處理后排放。，便于結晶氯化鋁熱解條件的掌握。時吃掉了大量煤矸石，減輕了污染。上次課復習：

第 14 次課 27～28 學時煤矸石生產聚合氯化鋁的工藝過程；本次課題〔或教材章節題目：第七章固體廢物最終處置置重 點：固體廢物的海洋處置、土地耕作處置和深井灌注處置難 點：固體廢物的海洋處置、土地耕作處置和深井灌注處置教學手段及教具：承受多媒體教學課件講課內容準時間安排：第七章固體廢物最終處置技術第一節方法概述其次節海洋處置第三節土地耕作第四節深井灌注2課時，講授課后作業

固體廢物土地耕作處置的原理與影響因素。深井灌注處置有何操作要點？參考資料注：本頁為每次課教案首頁第一節方法概述無論以何種方式實現城市垃圾與其他固體廢物的綜合利用與資源回收何利用價值的固體廢物要返回于自然環境中。這類廢物包括無任何使用意義的城市垃圾中的某些成分、工業廢渣、經處理與資源回收剩余的無用廢物，同時還包括各類有毒有害固體廢物。這些廢物均施，到達被處置廢物與環境生態系統最大限度的隔絕，此乃謂之“最終處置”。式，其中最廣泛應用的是陸地填埋處置，適用于多種廢物。其它處置方法包括土地耕作處置、深井灌注、尾礦壩。廢礦坑處置等，在世界各地都有應用。本章簡要介紹土地耕作、深井灌注與海洋處置，著重論述填埋處置。其次節固體廢物海洋處置18991965局部建筑垃圾、污泥、廢酸與各種有害廢物傾人海洋。60年月初將弱放射性廢物開頭向海洋傾倒。削減。海洋處置技術操作包括下述兩種：海洋傾倒、遠洋燃燒。一、海洋傾倒區域，結合區域的特點、水質標準、廢物種類與傾到方式，進展可行性分析，最終作出設計方案。的廢物通常加重物后使之沉人海底，有時將容器破壞后沉海。液體廢物用船尾軟管伸入水下1.8-4.5米處連續排放，排放速率每分鐘約為4-20噸，船的行進速度km/h。對于有毒害性廢物，如放射性或層鋼板內層襯注混凝土覆面的復合桶，有效容積取0.2二、遠洋燃燒遠洋燃燒是利用燃燒船將固體廢物運至遠洋處置區進展船上燃燒作業。這種技術適于燃性廢物，如含氯有機廢物等。遠洋燃燒船的燃燒器構造因燃燒對象而異，需要特地設計。廢物燃燒后產生之廢氣通過氣體凈扮裝置與冷凝器，凝液排人海中，氣體排人大氣，余渣傾人海洋。第三節固體廢物土地耕作處置等綜合作用機制。因此，這種處置方法對廢物的質與量均有肯定的限制，通常處置含有較豐富易于生大局部有機質被分解。一局部與土壤底質結合，改善土壤構造，增長肥效，另一局部揮發于大氣中。的污泥，以及石油化工企業中產生的某些固體廢物。土地耕作處置受多種因素制約，除固體廢物本身性質外，主要受土地的地形、土壤成分、性質、含水率與當地氣候條件影響。一般要求耕作的土地平坦，坡度應小于5%，以防止表土過量流失，土壤中性偏堿為宜。土地耕作處置是在好氣條件下進展，土壤中必需保持適宜空氣。因此只有在旱田中操作，土壤中適宜的含水率為6~20%。由于生物降解作用受溫度的顯著影響，必需依據季節進展0℃時，不宜操作。30米內的水井、水塘不能作為飲用水源，場地四周應設造完善的地表徑流的導流措施。固體廢物的鋪撒與操作方法與一般施肥、耕作無異。耕作深度應限制在耕作層內15-20cm。土壤中如含有足夠的氮與磷，一般可不必額外增施氮磷肥，否則，耕作時應另施定量氮磷肥料，以維持微生物的養分條件。耕作處置的治理是嚴格的，除對被處置的廢物成