固体废物综合利用.ppt

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1、固体废物综合利用,Comprehensive Utilization of Solid Waste,高炉渣的分类及性质； 钢渣的分类和性质； 粉煤灰的性质； 废石膏的性质及综合利用； 煤矸石的性质及综合利用； 废塑料、废纸、废橡胶及废纤维的综合利用； 农林废物的性质及综合利用； 城市污水处理厂污泥性质及综合利用；,本章重点,1,2,3,4,5,1,工业固体废物综合利用,高 炉渣 的综合利用,高炉渣的分类 及性质,1,工业固体废物综合利用,高 炉渣 的综合利用,高炉渣的加工,渣池水淬 节水，艺产生渣棉和H2S，淘汰 炉前水淬 分为为炉前渣池式、水利输送式、旋转滚筒式及脱水仓式等,热泼法 炉前热泼

2、（国外薄层多层热泼）及渣场热泼法 渣场堆存开采法 成本低,水量少，环境污染小，可抑制H2S气体的产生；比热泼法占地面积小，处理效率高；投资省，成本低,1,工业固体废物综合利用,高 炉渣 的综合利用,高炉渣的利用,矿渣硅酸盐水泥 20% 70% 石膏矿渣水泥 80% 矿渣混凝土 矿渣砖 80%90%,高炉水淬渣作建筑材料,矿渣碎石做基建材料,膨珠作轻骨料,高炉渣其它利用,矿渣棉 微晶玻璃 热铸矿渣 矿渣铸石,配制碎石混凝土 用于地基工程 修筑道路 用作铁路道渣,质轻、面光、自然级配好、吸音隔热性能强的特点。用作混凝土骨料可节省20%左右的水泥，一般用来制作内墙板、楼板等,微晶玻璃,矿渣棉,1,工

3、业固体废物综合利用,钢渣 的综合利用,钢渣渣的分类,铁水和废钢中的元素氧化后生成的氧化物、金属炉料带入的杂质、加入的造渣剂和氧化剂、被侵蚀的炉衬及补炉材料等,1,工业固体废物综合利用,钢渣 的综合利用,化学及矿物组成,钢渣的化学成分主要为铁、钙、硅、镁、铝、锰、磷等元素的氧化物，其中钙、铁、硅的氧化物占绝大部分。 钢渣呈黑色，外观像水泥熟料，其中夹带部分铁粒，硬度较大，密度为1.72t/m3，其成分组成基本稳定。钢渣的主要矿物组成为橄榄石(2FeOSiO2)、硅酸二钙(2CaOSiO2)硅酸三钙(3CaOSiO2)、铁酸二钙(2CaO Fe2O3)、及游离氧化钙fCaO等。,1,工业固体废物综

4、合利用,钢渣 的综合利用,1,工业固体废物综合利用,高 炉渣 的综合利用,高炉渣加工及利用,热泼法,ISC法,水淬法,风淬法,粉化处理,做冶金原料,做建筑材料,作烧结熔剂 40%50%CaO，10mm 作高炉炼铁熔剂 10%30%铁，2%锰,助熔剂 回收废钢铁 7%10%的废钢铁,钢渣水泥 含大量C2S、C3S；强度高、耐磨 筑路及回填材料 密度、抗压、稳定、防滑 生产建材制品 砖瓦及砌块,用于农业,钢渣磷肥 含P2O54%,酸性土壤、缺磷碱土 硅肥 SiO215%，磨细60目以下，用于水稻田 土壤改良剂：钙镁含量高，酸性土壤改良，也利用了磷及其它微量元素,1,工业固体废物综合利用,铁 合 金

5、 渣 的化学成分,1,工业固体废物综合利用,有色金属渣分类成分,熔融矿渣,湿法残渣,烟尘,污泥,按工艺分,重金属渣,轻金属渣,稀有金属渣,矿物性质分,1,工业固体废物综合利用,粉煤灰的资源化,物理及化学性质,经高温燃烧后形成的一种类似火山灰质的混合材料，是冶炼、化工、燃煤电厂等企业排出的固体废物 ，年1.6亿吨，主要成分为二氧化硅（40%60%）、三氧化二铝（17% 35%）、三氧化二铁（2%15%）、氧化钙（1% 10%）和未燃炭。其余为少量K、P、S、Mg等的化合物和As、Cu、Zn等微量元素。 粉煤灰的矿物组成非常复杂，主要有无定形相和结晶相两大类。无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的

6、50%80%，此外，未燃尽的炭粒也属于无定形相。结晶相主要有石英、莫来石、云母、长石、赤铁矿等。,1,工业固体废物综合利用,粉煤灰的资源化,化学及矿物组成,外观灰色或灰白色的粉状物，含炭量大时呈灰黑色。颗粒多半呈玻璃状态，部分呈球形，表面光滑，微孔较小。小部分表面粗糙，棱角较多的组合颗粒。低钙灰的密度一般1.82.8t/m3，高钙灰2.52.8t/m3。空隙率60%75%；粒度45m；比表面积0.20.4m2/g; 活性指粉煤灰与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。含有较多的活性氧化物，如二氧化硅、三氧化二铝等。与氢氧化钙在常温下起化学反应生成较稳定的水化硅铝酸钙，与石灰、水泥熟料等碱性物质混合

7、加水拌合后，能凝结、硬化并具有一定的强度。高温熔融并经过骤冷的粉煤灰，含大量的表面光滑的玻璃微珠，具有较高的化学内能，是粉煤灰活性的主要来源。,1,工业固体废物综合利用,粉煤灰综合利用方法,做建筑材料,筑路回填,农业生产,回收工业原料,环保材料,水泥 混凝土 砖 陶粒,筑路 回填,作土壤改良剂 作农业肥料,回收煤炭 回收金属 分选空心微珠,吸附剂 絮凝剂,1,工业固体废物综合利用,化学工业废渣,化学工业废渣种类,行业和工艺过程分 ： 无机盐工业废物（铬渣、氰渣、磷泥等） 氯碱工业废物（盐泥、电石渣等） 氮肥工业废物（主要是炉渣） 硫酸工业废物（主要是硫铁矿烧渣） 纯碱工业废物等。,按废物主要组

8、成分： 废催化剂、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、盐泥、炉渣、各类炉渣、碱渣等,1,工业固体废物综合利用,化学工业废渣,13t,812t, 0.4亿吨，6.16%,急毒性、反应性及腐蚀性,金、银、铂等,1,工业固体废物综合利用,铬渣及综合利用,铬浸出渣为浅黄绿色的粉状固体，呈碱性。每生产1t重铬酸钠约产生1.83t铬渣，每生产1t金属铬约产生1213t铬渣,作玻璃着色剂 高温熔融下，六价铬与SiO2转化为三价铬；铬渣中氧化镁、氧化钙代替玻璃配料中白云石和石灰石原料,制钙镁磷肥 铬渣与磷矿石、白云石、焦炭、蛇纹石等加入电炉或高炉，高温熔融还原，铬六价铬还原成三价铬，Cr2O3形式进入磷肥半成品玻璃体中固

9、定下来；其余六价铬被还原成金属铬元素进入副产品磷铁中,炼铁 代替白云石、石灰石作炼钢添加剂、六价铬脱出率97%，铁的机械、耐磨蚀等性能可改善,含铬废渣在利用前需进行解毒处理,1,工业固体废物综合利用,磷石膏及综合利用,磷酸、磷肥工业、烟气脱硫、用硫酸浸蚀钙盐，1t磷酸要产生5t,提纯目的：清除硫酸钙饱和溶液中的杂质,1,工业固体废物综合利用,硫铁矿烧渣及利用,制矿渣砖 石灰粉(或水泥)与硫铁矿烧渣(约占84%)混合，经过成型和养护,可制成矿渣砖。分为蒸养制砖和自然养护制砖 两种,磁选铁精矿 磁选后的成品铁精矿中含铁量约为55% 60%，硫铁矿烧渣铁回收率大于60%。,制作铁系原料 硫铁矿烧渣+

10、硫酸反应、沉淀、过滤，得到硫酸亚铁溶液。FeOOH晶种。铁黄颜料。600700 铁红颜料。,2,矿业固体废物综合利用,矿业固体废物,分类 及性质,主要元素是O、Si、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、P等。,尾矿中回收有价元素,矿山废石的利用,2,矿业固体废物综合利用,矿业固体废物,冶金矿山固废综合利用,尾矿做建筑材料,其它利用,如从锡尾矿中回收锡和铜及一些其它伴生元素；从铅锌尾矿中回收铅、锌、钨、银等元素；,以石英为主的尾矿：蒸压硅酸盐矿砖、 玻璃、碳化硅等的原料 以方解石石灰石为主：水泥原料 氧化铝为主：做耐火材料,如铺路、筑尾矿坝、填露天采场、筑挡墙等，每年可消耗废石总量的20%3

11、0%,覆土造田 矿山生活污水浇灌尾矿库 井下回填 直接回填和加工后回填,2,矿业固体废物综合利用,矿业固体废物,煤矸石性质及利用,煤矸石的产量约占原煤产量的15%，每年至少新增2亿t。历年积存的煤矸石约为30亿t，占地约10万亩,粘土类煤矸石一般加热到700900时，结晶相分解破坏，变成无定形非晶体，使煤矸石具有活性。我国煤矸石的发热量多在6300kJ/kg以下。,自燃过的煤矸石,2,矿业固体废物综合利用,矿业固体废物,制结晶氯化铝,煤矸石利用,煤矸石制砖,生产硫酸铵肥料,生产轻骨料,生产水泥,制水玻璃,3,城市生活垃圾综合利用,建筑垃圾的再生利用,组成与再生利用,建筑垃圾占城市垃圾总量的30

12、%40%，拆毁建筑物组成，混凝土与砂浆片30%40%，砖瓦35%45%，陶瓷和玻璃5%8%，其他10%。在混凝土中，钢筋20%、粗骨料45%50%。 建筑施工垃圾有剩余混凝土、砂浆、碎砖瓦、陶瓷边角料、废木材、废纸等。混凝土与砂浆40%50%，碎砖瓦、陶瓷占30%40%，其余占5%10%。,建筑垃圾,现场分选 或 处理厂分选,废混凝土砂、粒+水泥,再生骨料混凝土,砖块回收,轻骨料,破碎,蒸养砖,3,城市生活垃圾综合利用,废旧塑料的综合利用,直接再生：分选、预处理、熔炼、(造粒)、成型等。据清洁程度分三类。,改性：共混和复合的物理改性；交联、接枝共聚及氯化等化学改性。改性剂,生产建材产品： 软质

13、拼装型地板 如废旧聚氯乙烯 地板块 废旧聚氯乙烯+碳酸钙 人造板材 麻黄草渣+葵花籽皮+废聚氯乙烯 涂料、胶粘剂,热解制油：混合烃，蒸馏分离成(柴油、汽油、燃料气、地蜡等)。对裂解原料、催化剂及裂解条件要求高，投资大。,焚烧回收热能：3349237565kJ/kg;高炉喷吹（代替煤）、固形燃料发电和烧水泥。,3,城市生活垃圾综合利用,废橡胶的再生利用,整体利用 再生利用 热利用,再生胶直接加工利用 软化剂用量，喷霜和烧焦 再生胶与生胶并用 PE、PVC+增熔剂、pp 用再生胶改性热塑性树脂制发泡材料 模压法,按来源分：天然橡胶和合成橡胶(丁苯胶、顺丁胶、氯丁胶、丁基胶、丁晴胶、硅橡胶、氟橡胶等

14、)。 按原橡胶制品用途分：外胎类、内胎类、胶管胶带类、胶鞋类、工业杂品类。,3,城市生活垃圾综合利用,废 纸 种 类,3,城市生活垃圾综合利用,废纸种类 及利用,3,城市生活垃圾综合利用,废纸再生 其它应用,制作模制产品,用于园艺及改善农牧业生产,废纸的再生,生产土木建材,模压成型，包装缓冲填料；蛋托、水果托盘等,包括废纸碎解筛选除渣洗涤和浓缩分散和揉搓 浮选漂白脱墨等几个阶段,胶合硬纸板蜂窝板 中密度纤维板 沥青瓦楞板等,3,城市生活垃圾综合利用,废纤维物的种类,3,城市生活垃圾综合利用,制造纤维素衍生物,废蛋白质纤维制泡沫剂,植物纤维作造纸原料,废蛋白质纤维再生毛毯,纤维织物的加工和利用,

15、废化学纤维解聚回收化工原料,C6H7O2(ONO2)3n,C6H7O2 (OCOCH3)3n 等,4,农林固废的综合利用,农林废物成分,据统计，我国年农作物秸秆约7亿t，稻草2.3亿t，稻壳3030万t，玉米秆202亿t，豆类和秋杂粮作物秸秆1.0亿t，花生和薯类藤蔓、甜菜叶等1.0亿t，废糖蜜402万t，酒糟1583万t，禽粪7300万t。这些物质目前多作为农家燃料、畜禽饲料、田间堆肥等初级用途，仅少量用于造纸、草编等深加工。,4,农林固废的综合利用,农林废物性质,组成元素,组成化合物,构造形式,物理性质,热性能,C、O、H占70%90%，N、P、K、S、Si等多种微量元素。,纤维素、木质素

16、、淀粉、蛋白质 、戊聚糖、生物碱、植物甾醇、单宁质、胶质或蜡质、酚基和醛基化合物等生物有机体，无机矿物；,存在着大量由坚固细胞壁构成的植物纤维，细胞内脏和细胞之间有大量的微细孔隙,干燥后具较好的可燃性，并能产生一定的热量，热值一般为(1.21.6)104kJ/kg，虽较煤低，但因含硫量极少，燃烧清洁，灰分用途广泛。,普遍具有表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点，干燥前对热、电的绝缘性和对声音的吸收能力较好；,4,农林固废的综合利用,农林废物综合利用,秸秆还田利用： K、Si，腐殖质 改善土壤结构和微生物生长,秸秆饲料化： 简单加工 微生物处理 纤维素，酶制剂,秸秆作农村能源： 直

17、接燃烧 气化 沼气化、草煤气,生产化工原料： 热解 隔绝空气 270400，草炭、糠醛、乙酸、焦油、草煤气 水解 酸、碱,灰烬生产化工原料： 活性炭 硫酸钾、碳酸钾及氯化钾,作建筑材料： 生产轻质保温内燃砖 生产轻质建筑板材,5,城市污泥的综合利用,污 泥 分 类,按来源分给水污泥、生活污水污泥、工业废水污泥 按分离过程分沉淀污泥(包括初沉污泥、混凝沉淀污泥、化学沉淀污泥)、生物处理污泥(包括腐殖污泥、剩余活性污泥) 按成分及性质分有机污泥、无机污泥；亲水性污泥和疏水性污泥。 按不同处理阶段分生污泥、浓缩污泥、消化污泥、脱水干化污泥、干燥污泥、污泥焚烧灰等。,5,城市污泥的综合利用,污泥性质和

18、成分, 有机物含量高(固体量的6080)，颗粒较细，密度较小，含水率高且不易脱水，亲水性物质； 含有植物营养素、蛋白质、脂肪及腐殖质等，营养素主要包括氮、磷(P2O5)、钾(K2O)； 污泥C/N适宜消化；部分是能被消化分解的，分解产物主要是水、甲烷和二氧化碳；部分是不易或不能被消化分解的，如纤维素、乙烯类、橡胶制品及其他人工合成的有机物等； 具有燃料价值，污泥的主要成分是有机物，可以燃烧； 污水中混有医院排水及某些工业废水(如屠宰场废水)，所以污泥中常含大量的细菌和寄生虫卵； 由于工业污水进入城市污水处理系统，污泥中含有多种重金属离子。污泥中各种水溶性重金属以Cd、Cu、Pb为高，酸溶性以Cd居首，其顺序为CdCuPbHg。,5,城市污泥的综合利用,污泥的综合利用,生产复合肥 生产堆肥 调理剂，膨胀剂,生产沼气 焚烧回收热量 低温热解,污泥制砖 生产水泥 制生化纤维板 生产陶粒,农田林地利用,回收能源,建材利用,谢谢,QUESTION？,