固體廢物處理與處置

前言

固體廢物對環(huán)境的污染途徑主要表現(xiàn)為對水體的污染、對大氣的污染、對農(nóng)田土壤的污染、傳播疾病和引發(fā)安全事故等幾個方面。隨著固體廢物產(chǎn)生量的增加和對環(huán)境污染的日益嚴重，國家對固體廢物的污染控制也越來越重視。我國于1995年頒布實施《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，并于2004年進行了修訂，為固體廢物管理和處理、處置技術的發(fā)展奠定了基礎。《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》施行以來，我國的固體廢物污染防治工作已取得初步成效，工業(yè)固體廢物綜合利用率穩(wěn)中有升，城市生活垃圾無害化處理率逐步提高，危險廢物處理與處置有所加強。但總體上，我國固體廢物污染防治工作還處于起步階段，歷史欠賬較多，基礎設施薄弱，各地區(qū)發(fā)展不均衡，固體廢物污染仍然十分嚴重。自從清華大學陶葆楷先生于1977年倡導并親手創(chuàng)立了國內(nèi)第一個環(huán)境工程專業(yè)，至今已有30余年。目前，我國各高等院校開設有各類環(huán)境工程專業(yè)教學點187個。根據(jù)教育部關于環(huán)境工程專業(yè)認證標準的培養(yǎng)目標，環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展理念，具備廢水、廢氣、固體廢物等污染防治和給水排水工程、環(huán)境規(guī)劃和資源保護等方面的工程知識，具有進行污染控制工程的設計及運營管理能力，制定環(huán)境規(guī)劃和進行環(huán)境管理能力，以及環(huán)境工程方面的新理論、新工藝和新設備的研究和開發(fā)能力，能在政府部門、規(guī)劃部門、經(jīng)濟管理部門、環(huán)保部門、設計單位、工礦企業(yè)、科研單位、學校等從事規(guī)劃、設計、管理、研究和教育開發(fā)方面工作的環(huán)境工程學科的高級工程技術人才。作為主要專業(yè)課程之一，“固體廢物處理與處置”在環(huán)境工程專業(yè)課程教學中占有重要的地位。“固體廢物處理與處置”是一門多學科交叉的綜合性課程，教學難度大。為了提高學生的工程設計能力，滿足國內(nèi)固體廢物污染控制的需求和培養(yǎng)高層次專業(yè)人才的需要，特別邀請了深圳市建筑設計總院的馮華高級工程師參加本書的編寫工作。編者根據(jù)自己多年教學、科研成果和工程實踐中積累的經(jīng)驗，參考國內(nèi)相關教材、專著，并結合我國固體廢物管理和處理與處置的實際情況以及相關的法規(guī)和標準的要求，完成了本書的編寫。

內(nèi)容概要

全書共分為9章，內(nèi)容包括：固體廢物的定義、分類、產(chǎn)量、成分；固體廢物樣品的采集，物理、化學性能分析和工業(yè)分析、檢測技術；城市清掃保潔，生活垃圾的收集、運輸與收運系統(tǒng)規(guī)劃，設置轉運站的條件和危險廢物的收集、運輸；固體廢物的壓實、破碎、分選等預處理的特點和所采用的設備與工藝，典型的破碎、分選工藝流程；固體廢物焚燒的基本原理、所需的空氣量和產(chǎn)生的煙氣量的計算，焚燒過程的熱平衡、余熱利用及二次污染控制，焚燒處理工藝及設備；有機垃圾的熱解原理與工藝流程，熱解動力學模型，固體廢物和生物質常用的熱解爐、熱解工藝及熱解產(chǎn)物的能源化利用系統(tǒng)；堆肥化的基本原理，堆肥過程的影響因素及工藝參數(shù)計算，好氧堆肥工藝及設備，堆肥腐熟度的評價方法；有機廢物制取沼氣的條件、工藝流程；垃圾填埋場的選址、運行與管理，填埋工藝，滲濾液的收集與處理，填埋場氣體的產(chǎn)生、收集及其能源化與資源化利用；等等。    本書可作為普通高等學校環(huán)境類專業(yè)的教材，也可供環(huán)境類專業(yè)的管理者和技術人員，以及關心環(huán)境保護的讀者參考。

書籍目錄

第一章  緒論  第一節(jié)  固體廢物與城市生活垃圾    一、固體廢物    二、城市生活垃圾  第二節(jié)  城市生活垃圾產(chǎn)生量及物理組成    一、城市生活垃圾產(chǎn)生量    二、城市生活垃圾物理組成  第三節(jié)  固體廢物對環(huán)境的污染    一、占用大量土地    二、對農(nóng)田土壤的污染    三、對水體的污染    四、對大氣的污染    五、傳播疾病    六、引發(fā)安全事故  第四節(jié)  城市生活垃圾處理技術    一、熱處理技術    二、生物處理技術    三、固化處理技術    四、最終處置技術第二章  固體廢物特性分析  第一節(jié)  城市固體廢物特性分析項目    一、物理特性分析項目    二、工業(yè)分析項目    三、元素分析項目  第二節(jié)  固體廢物物理特性分析    一、垃圾采樣    二、垃圾容重測定    三、垃圾物理組成測定  第三節(jié)  固體廢物工業(yè)分析    一、工業(yè)分析項目    二、應用舉例  第四節(jié)  固體廢物化學性能分析與檢測技術    一、常規(guī)化學分析    二、元素分析    三、常用的固體廢物分析技術第三章  固體廢物收集運輸  第一節(jié)  城市生活垃圾清運系統(tǒng)    一、垃圾清運系統(tǒng)基本組成    二、城市生活垃圾清運現(xiàn)狀  第二節(jié)  城市清掃保潔    一、城市道路清掃保潔等級與品質評價    二、掃路機    三、灑水車與洗路機  第三節(jié)  城市生活垃圾的收集    一、城市生活垃圾的前端收集方式    二、城市生活垃圾的收集作業(yè)  第四節(jié)  城市生活垃圾的轉運    一、垃圾轉運站的設置和垃圾轉運模式    二、轉運站的類型    三、轉運站的建設  第五節(jié)  城市垃圾收運設備    一、垃圾搬運與貯存設備    二、垃圾車  第六節(jié)  城市生活垃圾收運系統(tǒng)規(guī)劃設計    一、垃圾產(chǎn)量的計算、預測與收運容量計算    二、轉運站的設置    三、垃圾貯存容器的設置    四、收集車輛的配置    五、收運路線規(guī)劃    六、城市生活垃圾收運系統(tǒng)的優(yōu)化  第七節(jié)  危險廢物的收集與運輸    一、危險廢物的產(chǎn)生    二、危險廢物的收集和貯存    三、危險廢物的運輸?shù)谒恼? 固體廢物的預處理  第一節(jié)  固體廢物壓實    一、固體廢物壓實基本概念和評價指標    二、固體廢物壓實設備  第二節(jié)  固體廢物的破碎    一、破碎的目的    二、基本概念    三、常用破碎機    四、其他破碎技術及裝置  第三節(jié)  固體廢物分選    一、篩分    二、重力分選    三、磁力分選    四、電力分選    五、渦電流分選    六、其他的分選方法及設備第五章  固體廢物焚燒處理  第一節(jié)  固體廢物焚燒處理及二次污染控制技術    一、固體廢物焚燒處理技術的發(fā)展    二、固體廢物焚燒二次污染控制技術的發(fā)展    三、垃圾焚燒處理技術在我國的應用  第二節(jié)  固體廢物焚燒過程    一、固體廢物焚燒原理    二、固體廢物焚燒過程影響因素分析  第三節(jié)  焚燒過程的物質平衡    一、固體廢物焚燒過程物質轉化    二、空氣需求量和過?？諝庀禂?shù)    三、燃燒產(chǎn)物的計算    四、煙氣分析和運行狀態(tài)的過?？諝庀禂?shù)確定  第四節(jié)  焚燒過程的熱平衡及余熱利用    一、焚燒過程的熱平衡分析    二、熱平衡式的應用    三、余熱利用  第五節(jié)  固體廢物焚燒處理工藝及設備    一、固體廢物焚燒處理工藝和處理系統(tǒng)    二、固體廢物焚燒處理設備  第六節(jié)  固體廢物焚燒二次污染控制    一、焚燒煙氣污染物控制    二、焚燒灰渣處理    三、焚燒廠污水處理    四、其他污染控制  第七節(jié)  垃圾衍生燃料    一、RDF定義與分類    二、RDF生產(chǎn)工藝與應用第六章  固體廢物熱解處理  第一節(jié)  固體廢物熱解技術的發(fā)展    一、國外熱解技術的發(fā)展    二、我國熱解技術的發(fā)展  第二節(jié)  熱解的基本過程和工藝    一、基本過程    二、熱解工藝  第三節(jié)  熱解設備和主要參數(shù)    一、熱解的反應器    二、影響熱解的主要參數(shù)  第四節(jié)  熱解動力學模型    一、熱解動力學方程    二、熱解動力學分析  第五節(jié)  城市生活垃圾的熱解    一、生活垃圾的熱解特性    二、生活垃圾熱解工藝    三、新型垃圾能源化技術  第六節(jié)  生物質的熱解    一、生物質的熱解特性    二、生物質熱解工藝  第七節(jié)  污泥的熱解    一、污泥的熱解特性    二、污泥熱解的主要流程與工藝  第八節(jié)  廢塑料的熱解    一、廢塑料的熱解特性    二、廢塑料的熱解工藝  第九節(jié)  廢橡膠的熱解  第十節(jié)  電子類廢物的熱解    一、電子類廢物的物化特性    二、電子類廢物的熱解技術  第十一節(jié)  固體廢物熱解的工程應用    一、Purox系統(tǒng)    二、Landgard系統(tǒng)    三、Garrett系統(tǒng)    四、Torrax系統(tǒng)第七章  固體廢物堆肥化處理  第一節(jié)  堆肥工藝的分類與發(fā)展    一、堆肥工藝的分類    二、堆肥化的歷史及發(fā)展  第二節(jié)  堆肥化的基本原理    一、好氧堆肥原理    二、堆肥化過程    三、堆肥化的生物動力學基礎  第三節(jié)  堆肥過程的影響因素及工藝參數(shù)計算    一、粒度    二、有機物含量和營養(yǎng)物含量    三、通風供氧狀況    四、含水率    五、碳氮比    六、pH值    七、溫度  第四節(jié)  堆肥工藝及設備    一、好氧堆肥化的工藝流程    二、典型堆肥工藝    三、堆肥設備及輔助機械  第五節(jié)  堆肥的應用及堆肥產(chǎn)品腐熟度評價    一、堆肥的應用    二、堆肥化產(chǎn)品的品質要求和標準    三、堆肥產(chǎn)品腐熟度評價方法第八章  固體廢物生物制氣  第一節(jié)  厭氧消化的發(fā)展與現(xiàn)狀    一、厭氧消化的發(fā)展    二、國外厭氧消化的現(xiàn)狀    三、我國固體厭氧消化的現(xiàn)狀  第二節(jié)  厭氧消化的原理與工藝    一、厭氧消化原理    二、厭氧消化工藝條件    三、厭氧消化工藝過程  第三節(jié)  厭氧消化的工藝類型    一、厭氧消化器的分類    二、常規(guī)型厭氧消化器    三、污泥滯留型消化池    四、附著膜型反應器  第四節(jié)  沼氣的燃燒和利用    一、沼氣的燃燒    二、沼氣的利用  第五節(jié)  沼氣消化余物的利用    一、沼氣消化余物的概念    二、沼氣肥在種植中的利用    三、沼氣肥在養(yǎng)殖中的利用    四、沼氣消化余物的其他用途第九章  固體廢物填埋處置  第一節(jié)  固體廢物填埋的分類和衛(wèi)生填埋的選址    一、固體廢物填埋的分類    二、固體廢物衛(wèi)生填埋場選址  第二節(jié)  填埋場總體設計    一、建設規(guī)模    二、填埋場建設項目  第三節(jié)  填埋場防滲系統(tǒng)    一、場地處理    二、場底防滲系統(tǒng)的組成    三、防滲結構方案設計    四、人工防滲襯層的設計    五、襯層系統(tǒng)施工質量控制檢查  第四節(jié)  垃圾填埋氣體的產(chǎn)生及收集處理    一、填埋氣體的組成與性質    二、填埋氣體的危害性    三、填埋氣體利用的可行性    四、填埋氣體的產(chǎn)生量和產(chǎn)生速率    五、填埋場產(chǎn)氣的持續(xù)時間    六、填埋氣體的產(chǎn)生速率    七、填埋場氣體的收集與導排    八、填埋氣體收集系統(tǒng)的設計  第六節(jié)  滲濾液的產(chǎn)生及收集處理    一、滲濾液的產(chǎn)生    二、垃圾滲濾液的收集處理  第七節(jié)  垃圾填埋場封場    一、封場工程的總體要求    二、工程內(nèi)容    三、施工要求參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：無論經(jīng)過哪種技術方法對固體廢物進行處理，最終還會有部分難以資源化利用的殘渣遺留下來，這些殘渣往往含有許多的有毒有害物質。為了控制這些殘渣對環(huán)境的危害，必須進行最終處置，使其盡可能地與生態(tài)圈隔離開來，最大限度地控制其對環(huán)境的影響和危害。固體廢物的最終處置主要有深海投擲和填埋處置。但深海投擲的可靠性差，近年來已被禁止使用。固體廢物填埋處置就是將固體廢物在選定的適當場所，鋪上合適的防滲材料，堆填到一定厚度后加上覆蓋材料，讓其經(jīng)過相當長時間的物理、化學和生物作用，達到穩(wěn)定狀態(tài)，然后再進行生態(tài)恢復和填埋場地回用。就固體廢物的最終處置而言，填埋法是唯一有效的辦法。因此，在固體廢物處置設施中，填埋場是必備的。填埋的分類方法很多，比較科學的分類是根據(jù)所處置的廢物種類以及有害物質釋出所需的控制水平來進行分類。按生化降解原理，垃圾填埋可分為厭氧填埋、準好氧填埋和好氧填埋；按填埋場地性特征，可分為山谷填埋、峽谷填埋、平地填埋、廢礦坑填埋；按無害化水平，可分為簡易填埋和衛(wèi)生填埋。傳統(tǒng)的簡易填埋是利用自然形成或人工挖掘而成的坑穴、河道等可能利用的場地把垃圾集中堆放起來，一般不采取任何工程措施防止堆場污染的擴散與遷移，滲濾液不收集處理，沼氣不疏導或疏導程度不夠，垃圾表面也不作全面的覆蓋處理。此類堆場的主要弊端是：①裸露的可分解垃圾易使蚊蠅滋生，傳播疾病，散發(fā)臭氣，污染環(huán)境；②垃圾場自然易引起火災和煙塵；③裸露垃圾、紙張和細小顆粒隨風飄揚，破壞市容環(huán)境衛(wèi)生，危害人體健康；④垃圾降解而產(chǎn)生的滲濾液嚴重污染堆場周圍地下水、地表水和公共水域。衛(wèi)生填埋則對垃圾填埋作業(yè)區(qū)進行了防滲處理，對沼氣進行了有效疏導和利用，并綜合考慮了填埋場封場后的再利用，從而克服了傳統(tǒng)垃圾堆放的弊端。同時，衛(wèi)生填埋由于采取了一些工程措施（如充分壓實等），土地利用率大大提高。無論從城市管理、環(huán)境衛(wèi)生的角度，還是從污染防治、土地充分利用的角度看，衛(wèi)生填埋都是較為理想的城市生活垃圾大規(guī)模處置方式，傳統(tǒng)的簡易填埋必將為衛(wèi)生填埋所取代。就廣義的填埋場來說，除了城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場以外，還有危險廢物安全填埋場、建筑垃圾受納場等。我國對城市生活垃圾衛(wèi)生填埋和危險廢物安全填埋頒布了相關標準，危險廢物安全填埋場的選址條件和工程措施要嚴于生活垃圾衛(wèi)生填埋場，建筑垃圾受納場的選址條件和工程措施可參照生活垃圾衛(wèi)生填埋場的相關標準執(zhí)行。

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