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1、固体废弃物的危害一、固体废弃物（城市垃圾）的特点 1固体废弃物（垃圾）的概念：固体废弃物（通常称为垃圾）一般是指被丢弃的固体和泥状物质;从废水、废气中分离出的固体颗粒等,也简称废物。这里的废物是指物质在某一利用过程中,或在物质的某一方面没有使用价值,而并非指某一物质的一切使用过程中,或一切使用方面都没有使用价值。这样,在某一使用过程的废物,往往又是另一使用过程的原料,所以废物又有“放在错误地点的原料”之称。固体废弃物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。固体废物主要来源于分类的生产和消费活动。人们在开采资源和制造产品的过程中,必然要产生废物;任何产品经过使用
2、和消费后,也都会变成废物。废物的重要特点之一就是来源极为广泛,种类极为复杂。2城市垃圾的特点数量大 城市垃圾的数量随生活水平的提高而增加，每人每日产生垃圾的数量，发达国家为0718千克，中等收入国家为0509千克，低收入国家为0506千克。2003年北京日产垃圾人均082千克，全市日产115万吨，年产421万吨。品种多 城市垃圾是多种废弃物的混合物，主要由废纸、厨房垃圾(煤灰、食物残渣等)、废塑料、废电池、树叶、脏土、碎砖瓦、混凝土碎块、渣土等组成。变化大 随着生活水平的提高与新产品的推广，废旧家具、包装材料、家用电器、废旧汽车以及电脑等也加入了城市垃圾的行列。制造1台个人电脑需要700多种化
3、学原料，其中一半以上对人体有害。例如，每台电脑显示器的显像管内含有120240克铅，电池和开关含有汞、铬等重金属，对人体有害。本特点从另一个侧面反映出城市垃圾的产生与人类社会经济发展的关系。现代工业科技，尤其是化学工业的快速发展，导致垃圾成分发生了重大变化，极大地增加了垃圾处理的难度，提高了垃圾的危害性。地理环境对固体废弃物具有自净能力，但随着人类排放废弃物的数量、种类日益增多，超过了环境容量(自净能力)，固体废弃物污染由此产生。二、当代垃圾产生的环境问题1固体废弃物对环境的污染途径人们通过呼吸、饮用水、农业生产等活动，接触到这些有害物质，从而诱发了多种疾病的产生。 在一定条件下，垃圾中的废弃
4、物会发生化学的、物理的或生物的转化，并通过水、气、土壤、食物链等途径污染环境，危害人体健康。 该图直观地表述了固体废弃物的多种污染途径，由此可见固体废弃物污染有别于其他类型的污染。在长期的自然因素的作用下，固体废弃物中的有害物质会转入大气、水体、土壤，成为其他类型污染的源头污染物。固体废弃物的污染以迁移转化为主，其过程是长期、缓慢的，往往历经数年或数十年才能发现。由于污染途径广，可能会比单纯的点状的水污染、大气污染危害更大。2固体废弃物给人类带来了哪些危害固体废物对环境的污染是多方面的, 由于固体废弃物处理不当，概括起来,从其对各环境要素的影响看,可以分为对水、空气、土壤等以下几个方面：（1）
5、对水环境的影响 直接把垃圾固体废物倾倒于河流、湖泊和海洋，会使水体受到污染，, 严重影响和危害水生生物的生存和水资源的利用，,还会缩减江河湖泊的有效面积，使排洪和灌溉能力降低。投弃海洋的废物会在一定海域造成生物的死区。垃圾的露天堆放和简单填埋，经雨水的浸渍和废弃物本身的分解，会产生含有害物质的渗滤液，亦会污染河流、湖泊等地表水及地下水造成污染。（2）对大气环境的影响 固体废物中的尾矿、粉煤炭、干污泥和垃圾中的尘粉、细微颗粒，在大风吹动下会随风飘逸，造成大气环境的污染。一些有机固体废弃物，在适宜的湿度和温度条件下被微生物分解，还能释放出有害气体，产生毒气或恶臭，造成地区性大气污染。此外，垃圾在填
6、埋处理中，会逸出沼气。许多固体废物本身或采用焚烧法处理时，会产生粉尘、Cl2、HCl、二恶英等毒气和臭气物质，造成大气二次污染，影响危害人体健康。（3）对土壤环境的影响 固体废物经过风化、雨雪淋溶和地表径流的侵蚀，其渗出液和滤沥所含的有害物质等一些有毒液体就会渗入土壤，杀害及影响土壤中微生物的活动，破坏土壤的腐解能力，改变土壤性质和土壤结构，甚至导致草木不生。这些有害成分的存在，还会在动植物体内积蓄，通过食物链危及人体健康。 固体垃圾的露天堆放和填埋处理，需占用大量宝贵的土地，使可耕地短缺的问题加剧。有些垃圾堆存在城市的死角，严重影响环境卫生，成为多种疾病的传播源。有些生活垃圾中混入了危险废物
7、，例如废电池、废日光灯管、医院废弃物甚至放射性废物，其中所含的有毒有害物质得不到专门处理，也给人类健康带来极大危害。许多种固体废物所含的有毒物质和病原体,除通过生物传播外,还以水气为媒介传播和扩散,危害人体健康。3令人不安的垃圾越境转移垃圾越境转移引发的社会道德、政治问题。由此我们必须直视一种新的潜在威胁：生产的废弃物数量，尤其是有毒危险废弃物的数量、种类在日益增多，而人类对它们的处理技术水平和能力却非常有限。因此，在一些国家，累积的废弃物已经失去了控制，他们想方设法把大量的垃圾运出边界，使另一些国家的人民利益受到损害和威胁。 固体废物的固化处理利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性
8、固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。固化所用的惰性材料称为固化剂。有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。固化方法：水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化对固化处理的基本要求（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。 （3）固化工艺过程简单，便于操作。水泥固化技术 (Cement solidification)水泥固化：是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法,从而达到减小表面积、降低渗透性，使之能在
9、较为安全的条件下运输与处置的目的。水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥 。石灰固化处理（ Lime solidification ）以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材，活性硅酸盐类为添加剂对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。技术适用对象主要优点主要缺点水泥固化重金属氧化物废酸1.水泥搅拌，技术已相当成熟2
10、.对废物中化学性质变动承受力强3.可由水泥与固体废物的比例来调节固化体的结构缺点与防水性4.无需特殊设备，处理成本低5.废物可直接处理无需前处理。1.废物如含特殊盐类会造成固化体破裂2.有机物的分解造成裂隙，增加渗透性，降低结构强度3.大量的适用水泥会增大固化体的体积和质量石灰固化重金属氧化物废酸1.所用物料来源方便，价格便宜2.操作不需特殊设备与技术3.产品通常便于运输，渗透性有所降低1.固化体的强度较低，需较长的养护时间2.有较大的体积膨胀，增加清运和处置的困难热塑性材料固化（沥青）重金属、氧化物、废酸1. 有时需要对废物进行预先脱水和浓缩2. 固化体空隙率和污染物浸出率均大大降低3.固化
11、体的增容较小1. 需高温操作，安全性较差2. 一次性投资费用与运行费用都比水泥的高热固性材料固化部分非极性有机物。氧化物，废酸1固废物的渗透性较其他固化法低2.对水溶液有良好的阻隔性3.接触液损失率远低于水泥固化与石灰固化法1.需特俗设备和专业操作人员2.废物如含氧化剂或挥发性物质，在加热时有会着火或逸散，在处理前先对废物进行干燥和破碎玻璃固化不挥发高危型废物，核废物1.固化体可长期稳定2。可利用废玻璃屑做固化材料3.对核能废料已有相当成熟的技术1.不适用与可燃和挥发性物质2.高温热熔需消耗大量能源3.需要特殊设备和人员自胶结固化硫酸钙和亚硫酸钙的废物1.烧结体的性质稳定，结构性强2.烧结体不
12、具生物反应性及着火性1，应用面狭窄2.需要特设备和专业人员该法简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，但石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。热塑性材料固化处理热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。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
13、分包括沥青质、油分、游离碳、胶质、沥青酸和石蜡等。热固性材料固化处理（Plastic solidification）热固性塑料固化（脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂）用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。部分液体废物遗留，需干化。特别适用于对有害废物和放射性固体废物的固化处理玻璃固化处理（ Glass solidification ）概念 玻璃原料为固化剂，将其与危险废物以一定的配料比混合后，在10001500的高温下熔融，经退火后形成稳定的玻璃固化体。主要适用于处理含高
14、比放射性废物，不适宜于大型工业有害固体废物的固化处理自胶结固化（Self-cementation solidification ）l 利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。 l 该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如磷石膏、烟道气脱硫废渣等。l CaSO42H2O或CaSO32H2O经煅烧成具自胶结作用半水，遇水后迅速凝固和硬化。 l 该方法不需要加入大量添加剂，废物也不需要完全脱水，工艺简单；固化体化学性质稳定，具有抗渗透性高、抗微生物降解和污染物浸出速率低的特点，并且结构强度高；但只限于含有大量硫酸钙的废物，应用面较为狭窄。此外还要求熟练的操作和比较复杂的设备，煅烧泥渣
15、也需要消耗一定的热量固体废物的热转化技术;在高温条件下使固体废物中可回收利用的物质转化为能源的过程，特别适合有机固体废物的资源化。热转化： 热解，焚烧热解：1.热解原理与热解产物有机固体废物+热量无O2或缺O2 可燃气+液态油+固体燃料+炉渣 有机物+O2=CO2+H2O+其他简单无机物+热量可燃气：主要包括C15的烃类、氢和CO气体。液态油：主要包括：C25的烃类、乙酸、丙酮、甲醇等液态燃料。固体燃料：含纯碳和聚合高分子的含碳物工艺：按供热方式：直接（内部）供热【供给适量空气使有机物部分燃烧，提供热解所需热量】，间接（外部）供热【从外界供给热解所需热量】；按热解温度：高温热解；中温热解；低温
16、热解 热解反应器:固定床，流化床，旋转炉，分段炉固体废物的热分解：指晶体状的固体废物在较高温度下脱除其中吸附水及结合水或同时脱除其他易挥发物质的过程，它是无机固体废物资源化的重要技术。这些高温变化、高温液相的生成，对固体废物生产陶瓷、耐火材料、玻璃、铸石等高温材料具有重要作用 固体废物的焚烧焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定的过剩空气量与被处理的有机物在焚烧炉内进行氧化焚烧反应，可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。固体废物焚烧原理：有机物或可燃无机物+O2=CO2+H2O+其他简单无机物+热量某种废物的热量=某种废物的热值*该种废物的重量固体废物的热值热值：单位质量的固体废物完全
17、燃烧所释放出来的热量，kJ/kg 根据经验，城市垃圾的热值大于3350kJ/kg时，燃烧过程无需加辅助燃料，易于实现自燃烧。 固体废物焚烧设施主要采用焚烧炉，焚烧炉的结构型式与废物的种类、性质和燃烧形态等因素有关。不同的焚烧方式有相应的焚烧炉与之相配合。目前世界上焚烧炉的型号已达200多种，其中较广泛应用炉型主要有：（1）流化床焚烧炉 （2）多膛式焚烧炉 （3）转窑式焚烧炉 （4）敞开式焚烧炉 焚烧过程（特别是危险废物的焚烧）会产生大量的排放物，主要是酸性气体和未完全燃烧的有机组分及炉渣。如将其直接排入环境，必然会导致二次污染，因此需对其进行处理，将污染物的含量降至安全标准以下才能排放。1、除
18、臭2、除酸3、除尘三、固体废物的热处理设备 回转窑、竖窑、隧道窑和倒焰窑四种固体废物分解固体废物的回收再利用原则：减量化；减量化是指减少固体废物的产生量和排放量，从源头上直接减少或减轻固体废物的数量和减少其体积，还包括尽可能地减少其种类、降低危险废物的有害成分的浓度、减轻或清除其危险特性等。减量化是防治固体废物污染环境的优先措施资源化; 资源化是采取管理和工艺措施从固废中回收物质和能源，加速物质和能源循环，创造经济价值的技术方法。资源化的原则是：技术是可行的；经济效益比较好；废物应尽可能在排放源就近利用，以节省废物在存放、运输等过程的投资；产品符合国家相应的产品质量标准，具有市场竞争力。资源化的途径：物质回收；物质转换；能量转换无害化：无害化是指对已产生又无法或暂时不能综合利用的固体废物，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无害或低危害的安全处理、处置，达到废物的消毒、解毒或稳定化，以防治并减少固体废物的污染危害。目前，固体废物无害化处理已经发展成为一门崭新的工程技术，如垃圾的焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理等。