固体废物处理与处置技术3-固体废物的资源化技术课件.ppt

1、 主要内容主要内容固体废物化学处理技术固体废物化学处理技术 3.1 3.3固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术3.2固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理 教学目标教学目标 1. 1.掌握生物处理技术的原理、特点、工艺及应用范围掌握生物处理技术的原理、特点、工艺及应用范围 2. 2.掌握热处理技术的原理、特点、工艺、设备及应用范围掌握热处理技术的原理、特点、工艺、设备及应用范围 3. 3.掌握固化掌握固化/ /稳定化处理效果评价指标、常用固化稳定化处理效果评价指标、常用固化/ /稳定化稳定化方法的特点及应用范围方法的特点及应用范围 4.

2、4.能根据固体废物的性质、特点与处理目的选择适当的资能根据固体废物的性质、特点与处理目的选择适当的资源化处理技术方法源化处理技术方法 5. 5.掌握影响处理效果的工艺参数和评价指标掌握影响处理效果的工艺参数和评价指标3.1 3.1 固体废物化学处理技术固体废物化学处理技术 重金重金属属溶出法溶出法离子交离子交换换中和法中和法氧化还氧化还原法原法吸附法吸附法化学沉化学沉淀法淀法将固体废物中可以发将固体废物中可以发生价态变化的某些有生价态变化的某些有毒有害组分通过氧化毒有害组分通过氧化还原反应还原反应转化转化为无毒为无毒/低毒化学性质稳定低毒化学性质稳定的组分的组分 吸附剂吸附剂 可逆可逆 吸附具

3、有选择性：活吸附具有选择性：活性炭性炭-有机物；活性有机物；活性氧化铝氧化铝-镍离子镍离子酸碱泥渣酸碱泥渣 中和剂中和剂 罐式机械搅拌罐式机械搅拌/池式人工搅拌池式人工搅拌氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀 硫化物沉淀硫化物沉淀 硅酸盐沉淀硅酸盐沉淀 碳酸盐沉淀碳酸盐沉淀 共沉淀共沉淀 无机无机/有机螯合有机螯合物沉淀物沉淀离子交换树脂、天离子交换树脂、天然或人工合成沸石、然或人工合成沸石、硅胶硅胶 昂贵昂贵 可逆可逆3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 处理方法处理方法好氧堆好氧堆 肥处理肥处理厌氧消厌氧消 化处理化处理微生物微生物 浸出浸出其它生物其它生物 处理方法处理方法堆

4、肥化堆肥化: 在人工控制的环境下在人工控制的环境下,依靠自然界中广泛分布的细菌、依靠自然界中广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物人为地放线菌、真菌等微生物人为地促进可生物降解的有机物向稳促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过定的腐殖质转化的微生物学过程程厌氧消化厌氧消化: 也称厌氧发酵，也称厌氧发酵，指在厌氧状态下利用微生指在厌氧状态下利用微生物使固体废物中有机物转物使固体废物中有机物转变为变为CH4和和CO2的过程的过程微生物浸出微生物浸出: 利用微生物新陈代谢利用微生物新陈代谢过程或代谢产物将废物中目的元素过程或代谢产物将废物中目的元素转变为易溶状态并得以分离的过程转变为易溶

5、状态并得以分离的过程蚯蚓床技术蚯蚓床技术 废物生产单细胞蛋白等废物生产单细胞蛋白等3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 基本原理基本原理堆肥过程中同化、异化作用反应式。物质变化、能量释放与获取堆肥过程中同化、异化作用反应式。物质变化、能量释放与获取堆肥过程堆肥过程堆肥过程四阶段，物质、温度、微生物相变化堆肥过程四阶段，物质、温度、微生物相变化影响因素影响因素六个主要因素六个主要因素 堆肥工艺堆肥工艺六个阶段及内容六个阶段及内容堆肥设备堆肥设备四类四类12345评价指标评价指标6四类，四类，15个个3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 异化作用异化

6、作用 同化作用同化作用 细胞物质细胞物质 ( (微生物繁殖微生物繁殖) ) COCO2 2,H,H2 2O,NHO,NH3 3,PO,PO4 43-3-, O, O4 42-2- 能量能量 堆肥有机物堆肥有机物( (含含C C，H H，O O，N N，P P，S S，ClCl) )、氧和微生物氧和微生物 转入环境转入环境 释 放 、 转 化释 放 、 转 化为热为热 + + 好好氧氧堆堆肥肥基基本本原原理理3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 好好氧氧堆堆肥肥过过程程适应新适应新环境环境嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的嗜温性细菌、酵母菌、放线菌分解最易分解的可溶

7、性物质，淀粉、糖类增多，温度可溶性物质，淀粉、糖类增多，温度 45嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤嗜热性微生物、细菌；残留可溶性物质，纤维素、半纤维素、蛋白质，温度维素、半纤维素、蛋白质，温度 4570嗜温性微生物、多为难分解物嗜温性微生物、多为难分解物质，温度质，温度 p 好氧堆肥处理好氧堆肥处理3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 影影响响因因素素 及及工工艺艺堆肥化效果堆肥化效果供氧量供氧量含水率含水率温度和有机物含量温度和有机物含量颗粒度颗粒度C/N和和C/PpH主发酵主发酵 分选、破分选、破碎、筛分碎、筛分、混合、混合、养分及水养分及水分调节分调节发酵仓

8、或发酵仓或露天堆积露天堆积，强制或，强制或翻堆搅拌翻堆搅拌供氧主发供氧主发酵期酵期412d前处理前处理 1 2 后发酵后发酵 进一步分进一步分解难分解解难分解有机物，有机物，条堆或静条堆或静态堆肥，态堆肥，2030d3 贮存贮存夏冬需贮存，夏冬需贮存，容纳容纳6个月的个月的贮存设备；干贮存设备；干燥透气燥透气6 脱臭脱臭 产生氨、硫化氢产生氨、硫化氢、甲基硫醇、胺、甲基硫醇、胺类等。化学除臭类等。化学除臭剂；碱、水溶液剂；碱、水溶液过滤；过滤；熟堆肥熟堆肥、沸石等吸沸石等吸 附剂吸附附剂吸附5 后处理后处理 分选设备分选设备去除塑料去除塑料、玻璃金、玻璃金属、小石属、小石块；加入块；加入N、P

9、、K制复肥制复肥4 3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 堆肥化设备堆肥化设备破碎设备破碎设备 混合设备混合设备 输送设备输送设备 分离设备分离设备斗式装载机或推土机、垮式斗式装载机或推土机、垮式翻堆机、侧式翻堆机翻堆机、侧式翻堆机应堆肥产品质量高、操应堆肥产品质量高、操 作员少、臭味控制有效、作员少、臭味控制有效、 空间限制少、空间限制少、 环境影响小等优环境影响小等优 点。垂直、倾斜及水平固体流点。垂直、倾斜及水平固体流 生物过滤器：熟化的堆生物过滤器：熟化的堆 肥、树皮、木片、粒状的肥、树皮、木片、粒状的 泥炭等，负荷为泥炭等，负荷为80120 m3m-3h-1)

10、，出气温度维持在，出气温度维持在2040； 物料处理设备物料处理设备翻堆设备翻堆设备反应器堆肥系统反应器堆肥系统除臭设备除臭设备3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 化学指标化学指标 pH/COD/BOD /VS/碳氮比碳氮比/氮氮 化物化物/腐殖酸腐殖酸 工艺指标工艺指标 温度温度 耗氧速率耗氧速率400 mg/(kgh)堆肥腐熟度评价堆肥腐熟度评价指标指标 物理学指标物理学指标 气味气味/粒度粒度/色度色度 生物学指标生物学指标 呼吸作用呼吸作用/生物活生物活 性性/发芽指数发芽指数p 好氧堆肥处理好氧堆肥处理3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理

11、技术 厌氧消化原理厌氧消化原理厌氧消化影响因素厌氧消化影响因素厌氧消化工艺厌氧消化工艺厌氧消化设备厌氧消化设备12343.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 堆肥有机堆肥有机物微生物物微生物有机酸，醇类，有机酸，醇类，O2，NH3，H2S等，能量，等，能量，微生物微生物细胞物质细胞物质CO2，CH4等，等，能量能量细胞物质细胞物质3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 细胞物质细胞物质(微生物繁殖微生物繁殖)有 机 酸 、 醇 类 、有 机 酸 、 醇 类 、CO2、H2S、NH3、能量能量堆 肥 有 机堆 肥 有 机物物(C、N、O、H、P、S等等

12、)细胞物质细胞物质CO2、CH4等，能量等，能量酸性发酵阶段酸性发酵阶段碱性发酵阶段碱性发酵阶段3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 厌氧消化的厌氧消化的影响因素影响因素添加物和抑添加物和抑制物制物厌氧条件厌氧条件接种物接种物温度温度原料配比原料配比搅拌搅拌pH其它因素其它因素3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 根据消化温度划分工艺类型根据消化温度划分工艺类型高温消化工艺高温消化工艺自然温度消化工艺自然温度消化工艺最佳温度范围是最佳温度范围是4755 ，此时有机物分解旺，此时有机物分解旺盛，消化快，物料在厌盛，消化快，物料在厌氧池内停留时间短，

13、非氧池内停留时间短，非常适用于城市垃圾、粪常适用于城市垃圾、粪便和有机污泥的处理便和有机污泥的处理 培养高温消化菌、维持培养高温消化菌、维持高温、投料和排料、搅高温、投料和排料、搅拌消化物料拌消化物料 目前我国农村都采用这目前我国农村都采用这 种消化类型。这种工艺种消化类型。这种工艺的消化池结构简单、成的消化池结构简单、成本低廉、施工容易、便本低廉、施工容易、便于推广，但受季节影响于推广，但受季节影响明显明显 消化周期须视季节和地消化周期须视季节和地区的不同加以控制区的不同加以控制 3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 根据投料运转方式划分工艺类型根据投料运转方式划分工

14、艺类型连续消化工艺连续消化工艺半连续消化工艺半连续消化工艺两步消化工艺两步消化工艺投料启动后，经一段投料启动后，经一段时间的消化产气，连时间的消化产气，连续定量的添加消化原续定量的添加消化原料和排出旧料；其消料和排出旧料；其消化时间能够长期连续化时间能够长期连续进行。工艺易于控制进行。工艺易于控制，能保持稳定的有机，能保持稳定的有机物消化速率和产气率物消化速率和产气率，但该工艺要求较低，但该工艺要求较低的原料固形物浓度的原料固形物浓度 启动时一次性投入启动时一次性投入较多的消化原料，较多的消化原料，当产气量趋于下降当产气量趋于下降时，开始定期添加时，开始定期添加新料和排出旧料，新料和排出旧料，

15、以维持比较稳定的以维持比较稳定的产气率。产气率。 农村较适用农村较适用 两个反应器；根据两个反应器；根据两段理论设计两段理论设计3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 回流搅拌回流搅拌厌氧消化反应池厌氧消化反应池沉淀池沉淀池贮气柜贮气柜备料池备料池有机固有机固 体废物体废物回流备料回流备料肥料肥料用户用户池底污泥或消化料液池底污泥或消化料液消化产气消化产气加水封池加水封池入池堆沤入池堆沤大换料大换料拌料接种拌料接种备料备料肥料肥料定期或不定期出料定期或不定期出料定期或不定期加料定期或不定期加料活性污泥或活性污泥或 其他接种物其他接种物连续消化工艺连续消化工艺半连续消化工艺

16、半连续消化工艺3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 消化器消化器3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 q水压式沼气池水压式沼气池3.2 3.2 固体废物的生物处理技术固体废物的生物处理技术 3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 定定 义：热化学处理简称为热处理，主要通过义：热化学处理简称为热处理，主要通过 以升高以升高温度来改变废物的物理化学和生物特性，以达温度来改变废物的物理化学和生物特性，以达到无害化、减量化和资源化的目的。到无害化、减量化和资源化的目的。处理对象：热处理技术适用于处理所有物态的废物，尤其处理对象：热处理技

17、术适用于处理所有物态的废物，尤其以固体和液态有机废物为主。在被处理的废物以固体和液态有机废物为主。在被处理的废物种类方面，热处理主要用于城市生活垃圾、有种类方面，热处理主要用于城市生活垃圾、有机污泥和危险废物。机污泥和危险废物。处理方法：焚烧、热解、催化燃烧、湿式氧化、蒸发提馏处理方法：焚烧、热解、催化燃烧、湿式氧化、蒸发提馏等等3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 处理方法处理方法焚烧处理焚烧处理热裂解热裂解焙烧焙烧处理处理其它热其它热 处理方法处理方法焚烧焚烧: 生活垃圾和危险废物的生活垃圾和危险废物的燃烧（具有强烈放热效应、有燃烧（具有强烈放热效应、有基态和电子激发态

18、的自由基出基态和电子激发态的自由基出现、并伴有光辐射的化学反应现、并伴有光辐射的化学反应现象现象 ）热解热解:是将有机物在无氧或是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。物质的化学分解过程。 焙烧焙烧: 在低于熔点的温度下热处理在低于熔点的温度下热处理废物改变废物的物理化学性质以利废物改变废物的物理化学性质以利于后续资源化利用的处理过程于后续资源化利用的处理过程干燥脱水干燥脱水 热分解热分解 烧成烧成3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污机械化连

19、续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污 焚毁带病毒、病菌的垃圾。焚毁带病毒、病菌的垃圾。英、美、法等试验研究，建立焚烧炉英、美、法等试验研究，建立焚烧炉19世纪中后期世纪中后期20世纪初世纪初1960 大型机械化炉排；较高效率的烟气净化大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统系统 19701990自控、移动式机械炉排自控、移动式机械炉排焚烧炉、多样化、焚烧炉、多样化、T 除尘除尘 资源化资源化 智能化智能化 多功能多功能 综合性综合性1234 .我国始于我国始于1980p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处

20、理18961896年汉堡垃圾焚烧厂年汉堡垃圾焚烧厂 东京垃圾焚烧厂东京垃圾焚烧厂 3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理大阪垃圾焚烧厂及总控室大阪垃圾焚烧厂及总控室3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理定定 义：焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧义：焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中，在高温条件下（一般为炉中，在高温条件下（一般为900900左右，炉心最左右，炉心最高温度可达高温度可达11001100），垃圾中的可燃成分与空气中），垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈

21、化学反应，放出热量，转化成高温烟的氧进行剧烈化学反应，放出热量，转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。气和性质稳定的固体残渣。 目的意义：最大限度地减容和彻底的消毒使废物变成无害目的意义：最大限度地减容和彻底的消毒使废物变成无害 并回收到用废物焚烧产生的热量（能）。并回收到用废物焚烧产生的热量（能）。3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 垃圾焚烧后，体积可减少垃圾焚烧后，体积可减少858595%95%，质量减少，质量减少202080%80%。 高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质高温焚烧消除了垃圾中的病原体和有害物质无害化。无害化。 焚

22、烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有焚烧排出的气体和残渣中的一些有害副产物的处理远比有害废弃物直接处置容易得多。害废弃物直接处置容易得多。 焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。焚烧法具有处理周期短、占地面积小、选址灵活等特点。 因此，焚烧法能以最快的速度实现垃圾处理的无害化、因此，焚烧法能以最快的速度实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化。目前，在发达国家已被广泛采用。减量化和资源化。目前，在发达国家已被广泛采用。焚焚烧烧的的优优点点3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 高温焚烧法对垃圾的热值有一定要求；高温焚烧

23、法对垃圾的热值有一定要求； 建设成本和运行成本相对较高；建设成本和运行成本相对较高； 管理水平和设备维修要求较高；管理水平和设备维修要求较高； 焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染；焚烧产生的废气若处理不当，很容易对环境造成二次污染； 不同季节，年份垃圾热值的变化。不同季节，年份垃圾热值的变化。焚焚烧烧的的缺缺点点3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 热值热值指单位重量的固体废物燃烧释放出来的热指单位重量的固体废物燃烧释放出来的热量，量，kJ/公斤。公斤。 粗热值粗热值(HHV高位热值高位热值)：是指化合物在一定温：是指化

24、合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的变化。水为液态度下反应到达最终产物的焓的变化。水为液态 净热值净热值(NHV低位热值低位热值)：水为气态。：水为气态。 热值的测定热值的测定 标准实验：氧弹量热计标准实验：氧弹量热计测量的是粗热值。测量的是粗热值。 通过元素组成作近似计算通过元素组成作近似计算可可燃燃固固体体废废物物的的热热值值3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 1. 1. NHV：净热值，kJ/公斤HHV：粗热值，kJ/公斤H2O：焚烧产物中水的重量百分率，% H、Cl、F：分别为废物中氢氯氟含量的重量百分率，% 2. 分别代表

25、碳氢氧氯和硫的质量分数粗粗热热值值与与净净热热值值的的转转换换195 .35924202FClHOHHHVNHVSclOHcmmmmmNHV450076031450001400032. 2sclHOcmmmmm、固体废物总质量各组成物质量）（各组成物热值固体废物总热值3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理焚焚烧烧过过程程的的基基本本条条件件三三T 原原 理理l停留时间l湍流程度l温度3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 A、蒸发燃烧：、蒸发燃烧： 指类似固体物质受热后先融化为液体，

26、然后进一步受热产指类似固体物质受热后先融化为液体，然后进一步受热产生燃料蒸汽并扩散，再去空空气混合燃烧。生燃料蒸汽并扩散，再去空空气混合燃烧。 B、表面燃烧：、表面燃烧： 指类似木炭、焦碳的固体物质，受热后不经过融化、蒸发指类似木炭、焦碳的固体物质，受热后不经过融化、蒸发或分解等过程，而是在固相表面直接燃烧，又称多相燃烧。或分解等过程，而是在固相表面直接燃烧，又称多相燃烧。 C、分解燃烧：、分解燃烧： 指木材、纸张、纤维素和煤炭等固体物料，受热后分解为指木材、纸张、纤维素和煤炭等固体物料，受热后分解为挥发性组分和固定碳，尔后挥发性组分中的可燃性气体进行扩挥发性组分和固定碳，尔后挥发性组分中的可

27、燃性气体进行扩散燃烧，而碳颗粒则进行表面固相燃烧。散燃烧，而碳颗粒则进行表面固相燃烧。固固体体废废物物的的焚焚烧烧过过程程3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 燃烧本质燃烧本质由质量传递、热量传递、动量传递、化学反由质量传递、热量传递、动量传递、化学反应、结构变化等过程综合在一起的物理化学过程。应、结构变化等过程综合在一起的物理化学过程。 焚烧过程：需燃烧的物料从送入焚烧炉起，到形成烟气和焚烧过程：需燃烧的物料从送入焚烧炉起，到形成烟气和固态残渣的整个过程。固态残渣的整个过程。 第一阶段：物料的干燥加热阶段第一阶段：物料的干燥加热阶段

28、第二阶段：燃烧阶段第二阶段：燃烧阶段主阶段主阶段 第三阶段：燃尽阶段，即生成固体残渣的阶段第三阶段：燃尽阶段，即生成固体残渣的阶段垃圾垃圾焚烧焚烧过程过程各阶各阶段的段的划分划分3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 在整个燃烧阶段，燃烧结果至少有以下三种可能的情况：在整个燃烧阶段，燃烧结果至少有以下三种可能的情况： 废物的主要部分很可能在一级燃烧室就很容易被氧化或废物的主要部分很可能在一级燃烧室就很容易被氧化或被全部破坏，或者一部分废物在一级燃

29、烧室被热解，在第二燃被全部破坏，或者一部分废物在一级燃烧室被热解，在第二燃烧室或后燃室达到完全焚烧。烧室或后燃室达到完全焚烧。 很少一部分废物由于某些原因，在焚烧过程中逃逸而未很少一部分废物由于某些原因，在焚烧过程中逃逸而未被销毁，或只有部分销毁。被销毁，或只有部分销毁。 废物组分可能会产生一些中间产物，如某些不完全燃烧废物组分可能会产生一些中间产物，如某些不完全燃烧的排放物。这些中间产物可能比原废物更有害。的排放物。这些中间产物可能比原废物更有害。燃燃烧烧结结果果3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 焚烧影焚烧影 响因素响因素废物料层厚度、运废物料层厚度、运动方式、预热温

30、度动方式、预热温度进气方式、燃烧器性进气方式、燃烧器性能、烟净化系统阻力能、烟净化系统阻力p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理参数变化参数变化混合程度混合程度停留时间停留时间燃烧室温度燃烧室温度燃烧室负荷燃烧室负荷燃烧温度上燃烧温度上升升可减少可减少可减少可减少会增加会增加过剩空气增过剩空气增加加会增加会增加会减少会减少会降低会降低会增加会增加停留时间延停留时间延长长可减少可减少会降低会降低会降低会降低3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 互动关系：燃烧过程诸因素之间存在相互影响，互相制约关系，互动关系：燃烧过程诸因素之间存在相互影响，

31、互相制约关系，在实际运行操作过程中需要综合平衡、合理计算与控制。在实际运行操作过程中需要综合平衡、合理计算与控制。3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理1.1.固体废物的处理与储存固体废物的处理与储存2.2.进料系统进料系统3.3.焚烧室焚烧室4.4.废气排放与污染控制系统废气排放与污染控制系统5.5.排渣系统排渣系统6.6.焚烧炉的控制与测试系统焚烧炉的控制与测试系统7.7.能源回收系统能源回收系统固固体体废废物物的的焚焚烧烧系系统统3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理1 1、炉

32、排型焚烧炉：有固定炉排式和活动炉排式两种；、炉排型焚烧炉：有固定炉排式和活动炉排式两种；2 2、炉床型焚烧炉：有固定式炉床和活动式炉床两种；、炉床型焚烧炉：有固定式炉床和活动式炉床两种；3 3、流化床型焚烧炉：利用炉底分布板吹出热风将废物悬浮呈沸腾、流化床型焚烧炉：利用炉底分布板吹出热风将废物悬浮呈沸腾状进行燃烧，并用石英砂作载体，加速传热和燃烧，适用于粉状或状进行燃烧，并用石英砂作载体，加速传热和燃烧，适用于粉状或泥状废物焚烧处理；泥状废物焚烧处理；4 4、多、多 室室 焚焚 烧烧 炉：可使废物燃烧过程分两步进行：首先是在引炉：可使废物燃烧过程分两步进行：首先是在引燃室中让废物加热、蒸发分解

33、和初级燃烧（固相燃烧），尔后将引燃室中让废物加热、蒸发分解和初级燃烧（固相燃烧），尔后将引燃室内热解产生的气态可燃物通过下行烟道与空气混合后上行到主燃室内热解产生的气态可燃物通过下行烟道与空气混合后上行到主燃室进行二级燃烧（气相燃烧）。有曲径式多室焚烧炉和同轴式多燃室进行二级燃烧（气相燃烧）。有曲径式多室焚烧炉和同轴式多室焚烧炉两种。室焚烧炉两种。固固体体废废物物的的焚焚烧烧设设备备3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理流化床锅炉流化床锅炉3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理鼓式旋

34、转型污泥焚化专用炉鼓式旋转型污泥焚化专用炉焚焚烧烧炉炉的的选选评评炉型炉型 优点优点 缺点缺点 机械焚机械焚烧炉烧炉 容量大（单炉容量达容量大（单炉容量达100500t/d100500t/d）、效）、效率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳率高、焚烧彻底、公害易处理、燃烧稳定、控管容易、余热利用高定、控管容易、余热利用高 造价高、技术复杂、维修费高，需连造价高、技术复杂、维修费高，需连续运转、运行管理要求高续运转、运行管理要求高 回转式回转式焚烧炉焚烧炉 垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量（单炉容（单炉容100400t/d100400t/d）、）、 可高温安全燃可

35、高温安全燃烧，烧， 残灰颗粒小残灰颗粒小 连续传动装置复杂、炉内的耐火材料连续传动装置复杂、炉内的耐火材料易损坏易损坏 控气式控气式焚烧炉焚烧炉 适用中小容量（单炉容量适用中小容量（单炉容量150t/d150t/d）、）、构造简单、装置可移动、机动性强构造简单、装置可移动、机动性强 燃烧不完全、燃烧效率低、燃烧不完全、燃烧效率低、 使用年使用年限短、限短、 平均建造成本较高平均建造成本较高 流化床流化床焚烧炉焚烧炉 容量适中（单炉容量容量适中（单炉容量50200t/d50200t/d）、）、燃烧温度较低（燃烧温度较低（750850750850）、）、 热传导热传导好、公害低、好、公害低、 烧效

36、率高烧效率高 操作技术高、燃料种类受到限制、进操作技术高、燃料种类受到限制、进料颗粒较小、单位处理量所需动力高料颗粒较小、单位处理量所需动力高、炉床材料易冲蚀损坏、炉床材料易冲蚀损坏 垃圾衍垃圾衍生燃料生燃料焚烧炉焚烧炉 适用大容量（单炉容适用大容量（单炉容200750t/d200750t/d）焚烧）焚烧、余热利用率高、可资源回收、余热利用率高、可资源回收 造价昂贵、设备构造复杂、技术复杂造价昂贵、设备构造复杂、技术复杂、不适合高水分垃圾、不适合高水分垃圾 3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废

37、物的热处理技术 垃垃圾圾焚焚烧烧发发电电站站p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理 3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物焚烧处理固体废物焚烧处理垃垃圾圾焚焚烧烧发发电电站站流流程程3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理定义定义：热解又称高温分解或干馏，是指在无氧或缺氧状下通过加热有机固：热解又称高温分解或干馏，是指在无氧或缺氧状下通过加热有机固体废物使其高分子螯合状态破坏，分解生成低分子化合物的过程。体废物使其高分子螯合状态破坏，分解生成低分子化合物的过程。优点优点：将固体废物中的有机质转化成可燃性气体

38、、油和碳黑等贮存性能：将固体废物中的有机质转化成可燃性气体、油和碳黑等贮存性能 源，便于运输和贮存源，便于运输和贮存 厌氧分解气量少，对大气环境二次污染小 废物中的硫和重金属元素等有害成分被固定在熔融焦渣（碳黑） 中，易于处置 相对低温反应（700），NOx产生量少，酸性气体污染大大减轻动态动态：固体废物热化学处理开发仍然是以焚烧、热解为主。：固体废物热化学处理开发仍然是以焚烧、热解为主。处理对象处理对象：生活垃圾、有机污泥、塑料、橡胶制品等。：生活垃圾、有机污泥、塑料、橡胶制品等。3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热热解解过过程

39、程及及产产物物特特点点热解过程：热解过程： Gs Gs：H H、COCO、CHCH等可燃气体；等可燃气体； Ls Ls：焦木酸、乙酸、甲醇、丙酮、苯、低分子脂肪烃等可燃：焦木酸、乙酸、甲醇、丙酮、苯、低分子脂肪烃等可燃性液体（燃料油）；性液体（燃料油）； Ss Ss： 纯碳、玻璃、金属、沙土等混合熔融块体或焦渣。纯碳、玻璃、金属、沙土等混合熔融块体或焦渣。热解产物：热解产物： 热解产物组成成分及气、液、固的比例随着有机物性质不同热解产物组成成分及气、液、固的比例随着有机物性质不同而变化，而且与热解温度及其它工艺技术条件（如升温速率和催而变化，而且与热解温度及其它工艺技术条件（如升温速率和催化等

40、）也有很大关系。化等）也有很大关系。)()()(固体液体气体热有机物无氧或缺氧SsLsGs3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理空气量空气量废物含水率废物含水率热解速度热解速度热解温度热解温度主要技术主要技术参数（或参数（或影响因素）影响因素）3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 热热 解解 的的 特特 点点铬铬不转为不转为NOx产产 量少量少转为可贮转为可贮 存性能源存性能源排气量小排气量小硫、重金硫、重金 属等大都属等大都 被固定被固定p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理3.3 3.3 固体废物的热处理技术

41、固体废物的热处理技术 p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理热热 解解 工工 艺艺 分分类类是否生成是否生成炉渣炉渣渣造型和非造渣型热解、燃热解、燃烧位置烧位置单塔式和双塔式产物物理产物物理形态形态气化方式、液化方式、炭化方式热解炉结热解炉结构构固定床、移动床、流化床和旋转炉热解温度热解温度不同不同高温热解、中温热解、低温热解供热方式供热方式直接加热 、间接加热3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理典典型型固固体体废废物物热热解解技技术术回转窑式和回转窑式和福拉斯式福拉斯式为早期为早期的城市垃的城市垃圾热解处圾热解处理技术。理技术。

42、如如landgard系统和欧系统和欧美人系统美人系统多段炉式多段炉式 主要用主要用于含水率于含水率较高的有较高的有机污泥处机污泥处理理流化床式流化床式有单塔有单塔式和双塔式和双塔式两种式两种移动床熔融移动床熔融炉式炉式是城市是城市生活垃圾生活垃圾热解技术热解技术中最成熟中最成熟的方法，的方法，如新日铁如新日铁系统、普系统、普鲁克斯系鲁克斯系统和多朗统和多朗克斯系统克斯系统热解和焚烧的区别热解和焚烧的区别区别点区别点热解热解焚烧焚烧原理不同原理不同利用有机物的热不稳定性利用有机物的热不稳定性利用有机物的氧化分解性能利用有机物的氧化分解性能过程不同过程不同吸热反应吸热反应放热反应放热反应产物不同产

43、物不同燃料油、燃料气或固体燃燃料油、燃料气或固体燃料料热能量，供热或发电热能量，供热或发电利用方式不同利用方式不同便于贮存和远距离输送便于贮存和远距离输送就近使用就近使用优缺点优缺点焚烧产物为可直接利用产焚烧产物为可直接利用产品，不产生二次污染。品，不产生二次污染。焚烧气体为焚烧气体为COCO2 2、H H2 2O O等废气等废气，需治理才能排放。，需治理才能排放。3.3 3.3 固体废物的热处理技术固体废物的热处理技术 p 固体废物的热解处理固体废物的热解处理3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理 根据固化基材及固化过程，目前常用的固化技术有：水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、

44、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融固化（玻璃固化）和陶瓷固化。 实践表明：自胶结更适用于处理无机废物，尤其是含阳离子废物；而无机基材包封（容）法则更适用于有机废物或无机阴离子废物处理。3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理不同种类的废物对不同固化处理技术的适应性不同种类的废物对不同固化处理技术的适应性 汞小于汞小于0.0002mg/L（原（原0.131.25mg/L）；）； 镉小镉小 于于0.002mg/L（原（原1.080.6mg/L）；）； 铅小于铅小于0.002mg/L（原（原165243mg/L）；）； 六价铬小于六价铬小于0.02mg/L（原（原0.30.4mg/L）；）

45、； 砷小于砷小于0.01mg/L（原（原8.1411.0mg/L） 3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理特特 点点设备和工艺过程简单，无需特殊的设备，设备投设备和工艺过程简单，无需特殊的设备，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低；水泥和添加剂价廉资、动力消耗和运行费用都比较低；水泥和添加剂价廉易得；对含水率较低的废物可直接固化，无需前处理；易得；对含水率较低的废物可直接固化，无需前处理；在常温下就可操作；处理技术已相当成熟，对放射性在常温下就可操作；处理技术已相当成熟，对放射性固体废物的固化容易实现安全运输和自动控制等。固体废

46、物的固化容易实现安全运输和自动控制等。 固化体的浸出率较高，通常为固化体的浸出率较高，通常为10-410-5g/ (cm2d)，主要是由于它的空隙率较高所致，因此需作涂，主要是由于它的空隙率较高所致，因此需作涂覆处理；固化体的增容比较高，达覆处理；固化体的增容比较高，达1.52；有的废物；有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；水泥的需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；处理化学泥渣时，由碱性易使铵离子转变为氨气逸出；处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难，需加入适量的锯于生成胶状物，使混合器的排料较困难，需加入适量的锯末予以克服

47、。末予以克服。3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理定义定义：指以石灰、垃圾焚烧飞灰、粉煤灰、水泥窑灰、炼炉渣：指以石灰、垃圾焚烧飞灰、粉煤灰、水泥窑灰、炼炉渣 等具火山灰性质的物质为固化基材而进行危险废物固化等具火山灰性质的物质为固化基材而进行危险废物固化/ / 稳定化处理技术。稳定化处理技术。原理原理：其基本原理与水泥固化相似，都是重金属成分吸附在波：其基本原理与水泥固化相似，都是重金属成分吸附在波 索米反应（水化反应）产生的胶体结晶中，以降低其溶索米反应（水化反应）产生的胶体结晶中，以降低其溶 解性和迁移性。但也有人认为水凝性物料经历着与沸石解性和迁移性。但也有人认为水凝性

48、物料经历着与沸石 类化合物相似的反应，即它们的碱金属离子成分相互交类化合物相似的反应，即它们的碱金属离子成分相互交 换而固定于生成物胶体结晶中。换而固定于生成物胶体结晶中。处理对象处理对象：适用于处理含重金属污泥和湿法烟气脱硫污泥。：适用于处理含重金属污泥和湿法烟气脱硫污泥。添加剂添加剂：与石灰同时向废物中加入适量的添加剂，如废物中含：与石灰同时向废物中加入适量的添加剂，如废物中含 有可溶性钡是可添加适量的硫酸根离子等，可获得额外有可溶性钡是可添加适量的硫酸根离子等，可获得额外 稳定效果。稳定效果。3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温

49、度、以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。沥青憎水性物质、良好的黏结青中并形成稳定固化体的过程。沥青憎水性物质、良好的黏结性、化学稳定性、较高的耐腐蚀性。石油蒸馏的残渣，其化学成性、化学稳定性、较高的耐腐蚀性。石油蒸馏的残渣，其化学成分包括沥青质、油分、游离碳、分包括沥青质、油分、游离碳、胶质、沥青酸和石蜡胶质、沥青酸和石蜡等。等。固废预处理固废预处理废物与沥青热混合废物与沥青热混合二次蒸汽净化二次蒸汽净化 放射性废物沥青固化基本方法：放射性废物

50、沥青固化基本方法： 高温融化混合蒸发：如图高温融化混合蒸发：如图4-12，150230 暂时乳化：混合暂时乳化：混合脱水脱水干燥，双螺杆挤压机干燥，双螺杆挤压机 化学乳化：废物与乳化沥青混合化学乳化：废物与乳化沥青混合干燥脱水干燥脱水冷却硬化冷却硬化3.4 3.4 固体废物的固化处理固体废物的固化处理一般被用来处理中、低放射性蒸发残液、废水化学一般被用来处理中、低放射性蒸发残液、废水化学处理产生的污泥、焚烧炉产生的灰分，以及毒性较大的电处理产生的污泥、焚烧炉产生的灰分，以及毒性较大的电镀污泥和砷渣等危险废物。镀污泥和砷渣等危险废物。对象与水泥固化基本相同对象与水泥固化基本相同（1）固化体的空隙