固體廢物處理與處置全套教案免費共享(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 泥渣含水率可降低到70%。缺點是能耗較大。（二）泥漿自然干化脫水自然干化脫水是城市污水廠污泥常采用的利用自然蒸發(fā)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(qū)段面積，放泥厚度約30~50cm。污泥干化周期隨季節(jié)而異，在良好條件下，約為10~15天。脫水后污泥含水率可降低到60%。自然脫水設(shè)備簡單，干化污泥含水率低，但占用土地面積大，環(huán)境衛(wèi)生條件差，適于小規(guī)模應(yīng)用。第五節(jié) 固體廢物的穩(wěn)定和固化一、固體廢物的穩(wěn)定處理固體廢物的化學處理，化學處理是針對固體廢物中易于對環(huán)境造成嚴重后果的有毒有害化學成分，采用化學轉(zhuǎn)化的方法，使之達到無害化。由于這類化學轉(zhuǎn)化反應(yīng)的條件較為復(fù)雜，受多種因素影河 北 科 北京市某高職響，因此，化學處理僅限千對單一成分或幾種化學性質(zhì)相近的混合成分進行處理。對于不同成分的混合物，采用化學處理方法，往往達不到預(yù)期的效果。化學處理方法主要包括中和法與氧化還原法。（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、電鍍與金屬表面處理等工業(yè)中產(chǎn)生的酸、堿性泥渣。這類泥渣對土壤與水體均會造成危害。中和反應(yīng)設(shè)備可以采用罐式機械攪拌或池式人工攪拌，前者多用于大規(guī)模中和處理，而后者多用于間斷的小規(guī)模處理。（二）氧化還原法通過氧化或還原化學處理，將固體廢物中可以發(fā)生價態(tài)變化的某些有毒成分轉(zhuǎn)化為無毒或低毒，且具有化學穩(wěn)定性的成分，以便無害化處置或進行資源回收。1．鉻渣干式還原處理：利用一氧化碳與硫酸亞鐵為還原劑的干式還原處理是將鉻渣與適量煤炭或鋸末、稻殼混合，在700~800℃密封條件下焙燒，以過程中產(chǎn)生的CO與H2為還原劑，使渣中含有的Cr(Ⅵ)還原為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，以鞏固還原效果。2．鉻渣濕式還原法：鉻渣濕式還原處理是利用碳酸鈉溶液處理經(jīng)過濕磨過篩（100目）后的鉻渣，使其中酸溶性鉻酸鈣與鉻鋁酸鈣轉(zhuǎn)化為水溶性鉻酸鈉而被浸出，由浸出液中可以回收鉻酸鈉產(chǎn)品。余渣再用硫化鈉溶液處理，使剩余的Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)，加硫酸中和，并用硫酸亞鐵固定過量S2。經(jīng)處理后的鉻渣已為無毒渣。二、固體廢物的固化處理固化處理是利用物理或化學方法將有害固體廢物固定或包容在惰性固體基質(zhì)內(nèi)，使之呈現(xiàn)化學穩(wěn)定性或密封性的一種無害化處理方法。固化后的產(chǎn)物應(yīng)具有良好的機械性能、抗?jié)B透、抗浸出、抗干、抗?jié)衽c凍、抗融等特性。（一）水泥固化1．水泥固化工藝過程與操作條件，水泥固化是以水泥為固化基質(zhì)，利用水泥與水反應(yīng)后可形成堅固塊體的特征，將有害廢物包容其中，從而達到減小表面積，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，可根據(jù)廢物性質(zhì)，當?shù)厮嗌a(chǎn)情況，處理費用等因素進行選擇。2．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(shè)備簡單、操作方便、材料來源廣泛、費用相對較低、產(chǎn)品機械強度較高等優(yōu)點。這一方法在原子能工業(yè)固體與液體廢物處理中，已得到廣泛應(yīng)用。常用于：(1)電鍍業(yè)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。，致使最終處置費用增大。(二)石灰固化與應(yīng)用石灰固化是以石灰為固化基質(zhì)，活性硅酸鹽類為添加劑的一種固定廢物的方法，工藝與設(shè)備大體與水泥固化相似。各項工藝參數(shù)應(yīng)通過實驗確定。添加劑主要采用粉煤灰與水泥窯灰，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(yīng)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(yīng)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(zhì)的種類較多，除瀝青之外，尚有聚乙烯、河 北京市某高職石臘、聚氯乙烯等。在常溫下這些材料為較堅固的固體，在較高溫度下，有可塑性與流動性。利用這種特性對固體廢物進行固化處理。(四)玻璃固化與應(yīng)用這種固化方法的基質(zhì)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，然后再與熔融的玻璃料混合，在1000℃溫度下燒結(jié)，冷卻后形成十分堅固而穩(wěn)定的玻璃體。北京市某高職第 5 次課 9～10 學時上次課復(fù)習：常用的污泥脫水方法及設(shè)備； 固體廢物穩(wěn)定化處理的方法及其適用范圍； 本次課題（或教材章節(jié)題目）：第三章 固體廢物的能源利用教學要求：了解固體廢物焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史、國內(nèi)外焚燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展展望；掌握固體廢物焚燒技術(shù)的特點；掌握固體廢物焚燒熱的利用 重 點：固體廢物焚燒技術(shù)的特點；固體廢物焚燒熱的利用難 點：固體廢物焚燒熱的利用教學手段及教具：采用多媒體教學課件講授內(nèi)容及時間分配：第三章 固體廢物的能源利用第一節(jié) 固體廢物焚燒熱利用 共2課時，講授課后作業(yè)1． 垃圾焚燒技術(shù)有何特點？比較各種焚燒爐的優(yōu)缺點？2． 固體廢物焚燒熱的利用方式有哪些？參考資料１．唐時明，美國二惡英處理技術(shù)，上海環(huán)境科學，２．鄧華龍等，焚燒法從廢彩色相紙中回收銀的工藝試驗研究，上海環(huán)境科學，注：本頁為每次課教案首頁北京市某高職第三章 固體廢物的能源利用第一節(jié) 固體廢物焚燒熱利用一、固體廢物焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史 1. 發(fā)展簡史垃圾焚燒技術(shù)作為一種以燃燒為手段的垃圾處理方法，其應(yīng)用可以追溯至人類文明的早期，如刀耕火種時期的燒荒即可視為焚燒應(yīng)用的一例。但焚燒作為一種處理生活垃圾的專用技術(shù)，其發(fā)展歷史與其他垃圾處理方法相比要短得多，大致經(jīng)歷了三個階段：萌芽階段、發(fā)展階段和成熟階段。2. 現(xiàn)代焚燒技術(shù)概貌典型的城市生活垃圾焚燒系統(tǒng)的工藝單元包括系統(tǒng)：進廠垃圾計量系統(tǒng)；垃圾卸料及貯存系統(tǒng)；垃圾進料系統(tǒng)；垃圾焚燒系統(tǒng)；焚燒余熱利用系統(tǒng)；煙氣凈化和排放系統(tǒng)；灰渣處理或利用系統(tǒng)；污水處理或回用系統(tǒng)；煙氣排放在線監(jiān)測；垃圾焚燒自動控制系統(tǒng)等。二、焚燒技術(shù)的特點1．燃燒工藝的特點一般固體燃料的燃燒目標主要是熱能利用，而生活垃圾的焚燒目標主要是無害化處理，追求的是生活垃圾能在垃圾焚燒爐中充分燃燒。為此垃圾焚燒工藝通常采用較高過剩空氣比的運行模式，其實際供氣量一般比理論空氣量高70%120%；同時為克服在垃圾燃燒過程中出現(xiàn)聚集而造成局部空氣 (氧)傳遞阻礙的現(xiàn)象，垃圾焚燒爐排必須設(shè)計成能使垃圾層經(jīng)常處于翻動狀態(tài)的構(gòu)造，以利于生活垃圾的充分燃燒。2．熱能利用的特點盡管垃圾焚燒的主要目標是使垃圾充分燃燒，但能量回收在垃圾焚燒中的重要性也已被充分認識，從而在現(xiàn)代垃圾焚燒廠設(shè)計中得到體現(xiàn)。但是由于生活垃圾焚燒煙氣具有含水量大、氯化氫濃度高等特點，對材料有較大的腐蝕性，熱能回收系統(tǒng)也因此受到明顯的影響。為此，焚燒余熱利用系統(tǒng)一般不把過熱器設(shè)置于爐內(nèi)的強輻射區(qū)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(yù)熱器的應(yīng)用也將造成可用蒸汽能量的損失。因此城市生活垃圾焚燒的熱能回收率通常要比燃煤鍋爐低10%以上。3．環(huán)境保護的特點城市生活垃圾在輸送、貯存與燃燒過程均存在產(chǎn)生二次污染的可能。，其中最主要的是煙氣污染，包括顆粒物、SOHCl、NOx、重金屬和毒害性微量有機物 (如二惡英等)等空氣污染物。現(xiàn)代垃圾焚燒技術(shù)所包含的煙氣凈化系統(tǒng)通常能較有效地控制除NOx和二惡英以外的一般污染物。但目前還缺乏技術(shù)可靠、經(jīng)濟可行的NOx和二惡英等的末端凈化工藝，只能以燃燒過程的工藝控制為主要手段加以調(diào)控。4．焚燒技術(shù)的特點城市生活垃圾處理的基本原則是無害化、減量化和資源化。垃圾焚燒技術(shù)與這些處理原則最為切合的是它卓越的減量化效果，通常垃圾焚燒技術(shù)可使處理的生活垃圾減重80%和減容叨%以上。這對北京市某高職城市生活垃圾處理管理目標的實現(xiàn)具有非常重要的意義。垃圾焚燒處理所達到的無害化效應(yīng)，亦曾受到普遍的認同。目前，因其煙氣中可能含有難以控制的二惡英等高毒性有機物而易受到質(zhì)疑。但總的來看，相比于衛(wèi)生填埋與堆肥所同樣存在的潛在環(huán)境危害，垃圾焚燒技術(shù)的無害化特性仍有一定的優(yōu)勢。垃圾焚燒處理的資源化效益主要來自其熱能回收，以電能輸出來體現(xiàn)，這一效益并不能完全代表生活垃圾全部的資源價值。但電能良好的市場前景及其他生活垃圾資源回收技術(shù)尚不完善的現(xiàn)狀，使垃圾焚燒發(fā)電這一生活垃圾資源化的途徑仍具有很大的現(xiàn)實價值。 三、固體廢物焚燒熱的利用（一）固體廢物焚燒釋熱發(fā)電 利用固體廢物焚燒釋熱發(fā)電的工藝流程同普通燃料發(fā)電的工藝大體相同，其主要設(shè)備為焚燒爐、空氣冷凝器，透平發(fā)電機、熱交換器、減壓閥、消耗器、泵等。利用固體廢物釋熱發(fā)電的關(guān)鍵問題是如何提高發(fā)電電力的穩(wěn)定性。導(dǎo)致其不穩(wěn)定的因素很多，如廢物中可燃部分的質(zhì)量與數(shù)量等。城市垃圾的組成因產(chǎn)生的地區(qū)季節(jié)變化而有所差異，特別是垃圾中所含水分，都會影響發(fā)熱量。 （二）固體廢物焚燒供熱 固體廢物的焚燒釋熱在發(fā)電同時，利用過剩蒸汽的方式供暖；也可以單獨供暖。利用廢物焚燒釋熱供熱的工藝流程比較簡單，主要設(shè)備為焚燒爐、空氣冷凝器、熱交換器、泵、槽等。空氣冷凝器是為了防止蒸汽過剩而設(shè)的，假如沒有蒸汽用戶，蒸汽就可在空氣冷凝器中降壓。為了充分利用廢物的焚燒熱，一般都采用既供電又供熱的方式。 四、國外焚燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀1. 焚燒應(yīng)用技術(shù)2. 焚燒在垃圾處理方法中的地位五、國內(nèi)焚燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀1．應(yīng)用現(xiàn)狀我國生活垃圾焚燒技術(shù)的研究起步于20世紀80年代中期，“八五”期間被列為國家科技攻關(guān)項目，目前僅有深圳等極少數(shù)城市采用了生活垃圾焚燒技術(shù)。隨著我國東南部沿海地區(qū)和部分中心城市的經(jīng)濟發(fā)展和生活垃圾低位熱值的提高，近年來己有不少城市將建設(shè)生活垃圾焚燒廠提到了議事或辦事日程，如深圳、珠海、上海、廣州、順德、中山、常州、北京、廈門等。國產(chǎn)化焚燒技術(shù)設(shè)備焚燒技術(shù)和設(shè)備大致有以下幾種型式：a） 順推式機械爐排焚燒設(shè)備；b） 逆推式