第十章固体废物的处理、处置和利用

环境保护概论 第十章固体废物的处理、处置和利用宿州学院化学与生命科学学院

弃之为害——日益严重的环境问题 用之为宝——重新认识的资源前景

主要内容 • 第一节、概述 • 第二节、主要工矿业废物的利用和处理、处置 • 第三节、危险废物的处理、处置和利用 • 第四节、城镇垃圾的处理、处置和利用

第一节概述 一、固体废物的概念二、固体废物的来源和分类三、固体废物的特点和危害四、固体废物的处理、处置和利用的概念和原则

一、固体废物的概念 固体废物:人类在生产过程和社会生活中产生的不再需要或“没有利用价值”而被遗弃的固体或半固体物质。固体废物-----是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。（中华人民共和国固体废物污染环境防治法 2004年12月29日修订）

新《固体废物污染防治法》的五大特点： 一. 将农村纳入新法视野，规范畜禽养殖产生的粪便废物的管理，叫停露天焚烧秸秆；二.强化了法律责任，不仅加大了违法处罚力度，还对民事损害赔偿给予充分重视，主张环境权益，谁污染谁举证，污染损害赔偿纠纷实行举证倒置；三.确立生产者责任延伸制，对过度包装坚决说“不”；四.倡导绿色生产、绿色生活，往江河湖海丢垃圾不仅是公德心问题，而会触犯法律，受到相应处罚；五.完善了危险废物管理措施。

固体废弃物的标志 固废又有“放在错误地点的原料”、二次资源(Secondary resourses)，再生资源(renewable resourse )之称。固体废物被视作第二矿业(Secondary mining )

二、固体废物的来源和分类 （一）固体废物的来源 1、生产过程 2、生活过程

固体废物的产生有其必然性 一方面是由于人们在索取和利用自然资源从事生产和活动时限于实际需要和技术条件，总要将其中一部分作为废物丢弃。另一方面是由于各种产品本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成为废物。

固体废物的产生量 随着我国工业化、城市化的发展以及人民生活水平的提高，固体废物产生量持续增长。工业化国家的工业固体废物每年以2-4％的速度增长；发达国家垃圾平均增长率为3.2-4.5％,发展中国家为2-3％。近年来，随着各大城市的不断发展，城市居民生活垃圾产生量也随之增长，至2000年全国年垃圾清运总量已超过1.4亿吨，并按8％的幅度增长。历年全国无序堆放的垃圾总量多达60亿吨，占用土地5亿平方米，严重污染大气和地下水资源，更有引发气体爆炸事故的发生。

全国工业固体废物产生情况（万吨）

我国生活垃圾产生情况（万吨） • 2002年垃圾无害化处理率54.3％ • 2003年垃圾无害化处理率50.8％ • 目前世界年产垃圾量4.9亿吨（02年） • 我国年垃圾产生量1.3亿吨（02年） • 我国城市垃圾产生量在450~500公斤/人•年

首钢卢沟桥钢渣堆放场

（二）固体废物的分类 按其来源分工业固体废物农业固体废物矿物固体废物放射性固体废物城市固体废物废渣、粉尘、碎屑、污泥放射性固体废物秸秆、畜便废石、尾矿生活垃圾、商业垃圾、城建渣土、粪便

（二）固体废物的分类 按化学组成分按其危害状况分有机废物无机废物一般废物危险废物具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、感染性的固体、半固体，约占一般固体废物量的1.5-2.0%

1、工业固体废物 • 是指工业生产过程中和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等，主要包括: 冶金固体废物化学工业固体废物石油工业固体废物粮油食品固体废物其他固体废物燃料灰渣

2、城市固体废物（城市生活垃圾） • 是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程中产生的固体废物，主要包括以下几类：商业固体废物生活垃圾粪便城建渣土废砖瓦、碎石、渣土等废纸、各种废旧 • 炊厨废物 • 废电器制品 • 废塑料制品 • 废交通工具 • 家用什具等

城市生活垃圾 城市生活垃圾又称为城市固体废物，它是指在城市居民日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。（它的主要特点是成分复杂、有机物含量高。）

城市生活垃圾具有二重性 • 一是危害性：①对环境的污染各城市的大大小小的垃圾堆实际上是若干污染源，它们对水源、土壤、大气造成了直接污染。②大量蚊蝇、老鼠、病原体的孳生传播，潜伏着未知的暴发性疫情的危险；③土地问题：占用土地；④市政的沉重包袱垃圾没有处理已成为许多市政管理部门的沉重包袱，造成“垃圾围城”；⑤影响社会的文明和公众的情绪。 • 二是资源性（可用性）：城市垃圾中有许多可以回收利用的物质，如废纸、废金属等。可以通过处理将垃圾变成新的资源或转化成能源。

3、危险废物 是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。

危险废物的特性 • 急性毒性 • 易燃性 • 反应性 • 腐蚀性 • 浸出毒性 • 疾病传染性根据1998年7月1日实施的《国家危险废物名录》，我国危险废物共分为47类（HW01~HW47）。同时国家制定《危险废物鉴别标准》。国家规定，“凡《名录》所列废物类别高于鉴别标准的属危险废物，列入国家管理范围；低于鉴别标准的，不列入国家危险废物管理。”

我国目前趋向于将固废分为四类： • 城市生活垃圾 • 一般工业固体废物 • 指不具有毒性和有害性的工业固体废弃物。 • 有害固体废物 • 其它固体废物

三、固体废物的特点和危害（一）、固体废物的特点三、固体废物的特点和危害（一）、固体废物的特点资源性污染的特殊性严重的危害性

污染的特殊性 固体废物特别是有害固体废物，处理处置不当时，其中的有毒有害物质如化学物质、病原微生物等可通过环境介质---大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成化学物质型和病原体型污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。

固废污染的特点 • 固废是各种污染的终态(final state) • 具有潜在(latency)和长期的(extended)危害性 • 在自然条件影响下，固废中的有害成份会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环 • 必须全过程管理(Integrated Management ) • 由于固体废物的上述特点，决定了从其产生－运输－处理－贮存－处置的每一个环节都有可能产生新的污染，因此必须全过程妥善管理。 • 3C原则：避免产生、综合利用、妥善处理 • 3R原则：减少产生、再利用、再循环 • 三同时制度：同时设计、同时施工、同时投产使用

（二）、固体废物污染的危害 • 侵占土地 • 污染大气环境 • 污染水环境 • 污染土壤 • 影响人类健康 • 影响环境卫生

（1）侵占土地(catch trespassing on land) • 我国工矿业固体废物累计堆放量达60亿吨，占地5万多公顷。 • 另据《2001年全国环境状况公报》公布，我国已有三分之二的城市处于垃圾包围之中，垃圾堆存占地累计达75万亩。

（2）污染土壤(pollution soil) • 主要通过淋滤作用和细菌分解进入土壤。 • 70年代，美国的密苏里州，将混有一种有机有毒化学污泥废渍的沥青铺路，造成土壤中深达60cm的污染，致使大批牲畜死亡，人产生各种怪疾，后美国环保局花3300万美元，买下该城镇的全部地产，居民搬适，并给予赔偿。

(3) 污染水体(pollution water bodies) • 主要通过浸渍、渗滤作用与细菌分解作用进入水体。

美国的罗芙运河（Love Canal）事件 1930－1953年，美国胡光化学工业公司在纽约州尼亚加拉瀑布附近的罗芙运河废潭谷填埋了2800多吨桶装有害固废，1953年填平覆土，在上面兴建了学校和住宅。 1978年，由于大雨和融化的冰雪造成有害废物外溢，以后，陆续发现该地区井水变臭，婴儿畸型，居民身患怪疾。检测结果发现：该地区大气中有害物浓度超标500多倍，有毒物质82种，致癌物质11种。由此，总统颁布紧急法令，封闭住宅，关闭学校，居民全部迁居，拨款2700万元补救治理。

(4) 污染大气(pollution atmosphere) 主要通过漂逸扩散、焚烧处理进入大气 • 尾矿库（坝）的扬尘，甚至能形成局部沙尘暴； • 固体废物焚烧引起的二恶英污染。

(5) 影响环境卫生(archetypes environmental health)

固体废物污染控制 • 首先，需要从源头起始，改革或采用新的清洁生产工艺，尽量少排或不排废物。 • 其次，需要强化对危险废物污染的控制，实行从产生到最终无害化处置全过程的严格管理。 • 第三，需要提高全民性对固体废物污染环境的认识，做好科学研究和宣传教育，当前这方面尤其重要，因此也成为有效控制固体废物污染的特点之一。

固体废物的污染控制(pollution control) 主要措施有四个： • 改革生产工艺 • 发展物质再循环利用工艺 • 综合利用 • 进行无害化处理

（1）改革生产工艺 包括3个方面 • 采用无废或少废技术 • 如苯胺生产，原采用铁粉还原，产生2.5吨铁泥／吨产品，改用流化床气相加氢工艺，固废5kg／吨产品。 • 采用精料 • 如：提高铁精矿品位，可降低溶剂和焦炭用量。实际上就减少了高炉渣的产生量。 • 提高产品质量 • 延长使用寿命，减少固废产生量。

（2）发展物质再循环利用工艺(Materials recycling & utilization technology) • 固废有“放错地方的资源”之称，将第一种产品的废物作为第二种产品的原料，依次推之，既可减少固废量，又达到了节约资源的目的。 • 如火电厂建粉煤灰制品厂； • 炼铁厂建矿渣水泥厂。

（3）综合利用(comprehensive utilization) • 硫铁矿烧渣：可回收铁，剩余部分主要含硅、铝，可作建材制品； • 废胶片：可回收银 • 废催化剂：回收铂

（4）进行无害化(Detoxification)处理 经焚烧、热解、氧化还原等处理，将固废中的有害组分转化为无害或达到排放标准。

四、固体废物的处理、处置和利用的概念和原则（一）、固体废物的处理、处置和利用四、固体废物的处理、处置和利用的概念和原则（一）、固体废物的处理、处置和利用固体废物处理:将固体废物转化为适于运输、贮存、利用和处置的过程或操作。 • 固体废物的利用：包括在产品生产工艺过程中的循环利用和回收利用，以及交由其他单位的综合利用。固体废物处置 :将无法回收利用且不打算回收的固体废物长期地保留在环境中所采取的技术措施。

固废的处理 • 固体废弃物处理就是通过物理处理、化学处理、生物处理、焚烧处理、热解处理、固化处理等不同方法，使固体废物转化为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。

固废的处理方法 • 物理处理(physical treatment) • 不改变固废的成分，仅改变固废结构的处理方法，如破碎，压实，分选等； • 化学处理(chemical treatment) • 将固废中的有害成分转变为无害的处理方法，如氧化，还原，化学沉淀等； • 生物处理(biologic treatment) • 利用微生物分解固废中的有机物使之达到无害的处理方法，如堆肥等；

热处理(heat treatment) • 采用高温破坏和改变固废的组成和结构，可同时达到减容，无害和热利用的目的。如焚烧，热解等； • 焚烧处理是利用燃烧反应使固体废物中的可燃性物质发生氧化反应达到减容并利用的起热能的目的。 • 热解处理是将固体废物中的有机物在高温下裂解获取轻质燃料。

固化处理(curingprocess) • 固化处理就是采用一种固化基材，将固体废物包覆以减少其对环境的危害，使之能较安全地运输和处置。如水泥固化、沥青固化。 • 固化处理主要用于放射性固体废物的处理。

固废的处置 • 处置是将固废最终处置于符合环保规定要求的场所或者设施并不再回取的活动。处置即最终处置，以解决固废的最终归宿，并且应该是安全处置，方法有：海洋处置和陆地处置两种： • 海洋处置(sea bed disposal)：深海投弃和海上焚烧 • 陆地处置(disposal by land)：土地耕作，贮存，填埋等。

第十章 固体废物的处理、处置和利用