固体废物的处理与 处置

1. 固体废物的处理与处置 周保华

2. 第一章 绪论 • 第一节 固体废物的概述 • 第二节 固体废物的性质 • 第三节 固体废物处理处置方法 • 第四节 控制固体废物污染的技术政策

3. 第一节 固体废物的概述 • 一、固体废物的定义 • 二、固体废物的分类 • 三、固体废物对人类环境的危害 • 四、固体废物污染控制

4. 一、固体废物的定义 凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣(residue)，生活活动中产生的固体废物则称为垃圾(refuse)。 “固体废物”实际上只是针对原所有者而言。在任何生产或生活过程中，所有者对原料、商品或消费品，往往仅利用了其中某些有效比分，而对于原所有者不再具有使用价值的大多数固体废物中仍含有其他生产行业中需要的成分，经过一定的技术环节，可以转变为有关行业的生产原料，甚至可以直接使用。可见，固体废物的概念随时、空的变迁而具有相对性。提倡资源的社会再循环，目的是充分利用资源，增加社会与经济效益，减少废物处置的数量，以利社会发展。

5. 二、固体废物的分类 • 工业固体废物 • 矿业固体废物 • 城市固体废物 • 农业固体废物 • 放射性固体废物 • 有害固体废物

6. 三、固体废物对人类环境的危害 固体废物固然有可资源化的一面，但其对人类环境的危害是严重的，且是多方面的，在某些领域甚至超过废水与废气。其危害可以归纳为如下几个万面： （一）占据大量土地 由于大量固体废物的产生与积累，已有大片土地被堆占。随着时间的延续，固体废物的堆积量还将不断的增加。这对人口众多、可耕地面积较少的我国而言，将是极大威胁。 （二）污染土壤与水体、危害人类键康 固体废物是多种污染物的集合体，在大量露天堆置条件下，经长期降水的淋溶、地表径流的渗沥，其中各类污染物质随水流扩散至土壤、地下水与地表水源中，通过食物链与饮用水危害人体健康。并可导致土地盐碱化等危害。

7. （三）污染大气、影响环境卫生 固体废物在自然环境中堆置，可通过气象作用产生的飞尘微生物作用产生的恶臭、以及化学反应产生的有害气体等污染大气。此外，废物的堆置亦为蚊、蝇与寄生虫的滋生提供了有利的场所，有导致传染疾病的潜在威胁。 总之，固体废物对人类环境的危害具有多样性、长期性与潜在性。

8. 四、固体废物污染控制 • 控制“源头”、处理好“终态物”是固体废物污染控制的关键。 • 固体废物污染控制需要从两方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。主要控制措施： 1. 改革生产工艺 2. 发展物质循环利用工艺 3. 进行综合利用 4. 进行无害化处理与处置

9. 第二节 固体废物的性质 • 一、有毒有害固体废物的鉴别 • 二、城市垃圾物理成分与分析方法 • 三、城市垃圾的物理性质 • 四、城市垃圾的化学性质

10. 一、有毒有害固体废物的鉴别 （一）有毒有害固体废物的定义与性质 • 定义：指具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性等一种及一种以上危害特征的废物。 • 性质：易燃性、腐蚀性、化学反应性、浸出毒性、急性毒性、放射性与其他毒性和变异等。

11. （二）有毒有害固体废物毒害性质的鉴别与标准（二）有毒有害固体废物毒害性质的鉴别与标准 1．易燃性的鉴别与标准 • （1）定义与鉴别方法：在常温下，经机械摩擦、吸湿或自发化学变化具有着火倾向，在加工过程会发热，或在点火时燃烧剧烈而持续，以致管理期间会引起危险的固体废物均属于易燃性固体废物。 • （2）鉴别标准：我国日前尚未制定易燃性固体废物的鉴别标准，可参阅国外有关标准。 • 多数国家规定闪点低于60℃的废物均归于易燃性废物。

12. 2．腐蚀性的鉴别与标准 • (1)定义与鉴别方法，腐蚀性固体废物通常是指那些对生物接触部位的细胞组织产生损害，或对装载之容器产生明显腐蚀作用的废物。 • (2)鉴别标准：中国人民共和国国家标准GB5085.1-1996《危险废物鉴别标准——腐蚀性鉴别》中制定的固体废物腐蚀性鉴别鉴别标准为PH≤2.0或PH>12.5。 • 美国还确定了对钢的腐蚀速率标准，以腐蚀速率每年6.35毫米为极限值。

13. 3．化学反应性的鉴别与标准 • (1)定义与鉴别方法：固体废物代表性样品有如下性质之一者均属有化学反应性的固体废物。在常温、常压下，无爆震引发即易发生剧烈的化学反应或爆炸反应；遇水形成潜在的爆炸性混合物；与水或稀酸、稀碱溶液混合即产生有毒气体(如硫化氢、氰化氢、砷化氢、乙炔等)、蒸汽与臭味；在强烈引发源或密闭条件下加热以及与水反应能发生爆炸反应。 • (2)鉴别标准：由于该类有毒有害固体废物的复杂性与分折方法的多样性，目前国内外尚未制定此鉴别标准。

14. 4．浸出毒性的鉴别与标准 • （1）定义与鉴别方法：浸出毒性是固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。 • （2）鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.3-1996《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》

15. 浸出毒性鉴别值

16. 5．急性毒性物的鉴别与标准 • （1）定义与鉴别方法：按照《危险废物急性毒性初筛实验方法》进行实验，对小白鼠（或大白鼠）经口灌胃，经过48小时，死亡超过半数者，则该废物是具有急性毒性的危险废物。 • (2 )鉴别标准：中华人民共和国国家标准GB5085.2-1996《危险废物鉴别标准——急性毒性初筛》

17. 国 家 危 险 废 物 名 录 （1998年1月14日，国家环保局、国家经贸委、外经贸部、 公安部颁布，1998年7月1日实施 环发[1998]098号）

20. 中华人民共和国固体废物污染环境防治法(1995年10月30日第八届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议通过中华人民共和国主席令第58号令公布)中华人民共和国固体废物污染环境防治法(1995年10月30日第八届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议通过中华人民共和国主席令第58号令公布) • 第一章 总 则 • 第二章 固体废物污染环境防治的监督管理 • 第三章 固体废物污染环境的防治 • 第四章 危险废物污染环境防治的特别规定 • 第五章 法律责任 • 第六章 附 则

21. 二、城市垃圾物理成分与分析方法 （一）城市垃圾物理成分 表1 美国城市垃圾典型物理成分

22. 表2 我国三大城市（1983年）与三个中小城市（1984年）城市垃圾物理成分（%）

23. 表3 石家庄市城市垃圾分析结果

24. 表4 石家庄城市垃圾元素分析表

25. (二)城市垃圾物理成分分析方法 • 手工采样分选（质量-体积测量）法 • 摄影分析法

26. 三、城市垃圾的物理性质 • 含水率 • 城市垃圾颗粒表现尺寸分析 • 容重

27. 四、城市垃圾的化学性质 （一）化学成分 • 化学成分通常包括两种分析结果，即近似分析与基础成分分析。 1、近似分析：近似分析项目包括含水率，挥发性物质重量百分率（950℃灼烧损失重量百分率），固定（残余）炭与不燃烧物和灰分量。近似分析资料是初步评估城市垃圾回收利用的参考资料。 2、基础成分分析：基础成分分析项目包括固体废物中C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）、S（硫）、水分及惰性物（不可燃物）的百分率。是估算其热值的参数。

28. （二）城市垃圾热（能）值及其估算方法 • 由于城市垃圾中含有一定量的可燃（发热）成分，因此具有一定的含热（能）量。热值（单位质量物质的含热量）表明垃圾的可燃性质。热值的估算方法有两种：一种是利用表3给出的城市垃圾单一物理组分热值数，根据垃圾样品物理成分分析结果进行统计计算。杜朗公式如下所示：

29. HW=337C+1428(H-O/8)+95S 式中： HW——湿基热值（kJ/kg）； C——垃圾样品含碳百分率； H——垃圾样品含氢百分率； O——垃圾样品含氧百分率； S——垃圾样品含硫百分率。

30. 表5 城市垃圾单一组分的化学成分分析（干基）

31. 表6 城市垃圾单一物理组分热值与惰性物

32. 例1 估算北京市（1983年）城市垃圾中一次样品的热值。物理成分见表列数据a、b、c栏。

33. 解1 应用统计方法求解 1. 样品的物理组分与利用表4统计的含热量结果列于下表中之d、e栏。

34. 2. 估计湿基热值：用HW表示湿基热值，则HW=e/b=297379.5/46.56=6387（kJ/kg） 3. 求干基热值：用HD表示干基热值，M表示含水率，则

35. 解2 应用杜朗公式求解 1. 根据表列b、c栏中样品个组分的湿、干重量数据，利用表3统计基础化学成分，结果列于下表：

36. 2. 确定固体废物有硫与无硫时的近似化学结构式 有硫与无硫条件下各元素的摩尔比 有硫时的近似化学结构是： C339.8H1380O550N9.85S 无硫时的近似化学结构是： C34.7H140.8O56.1N

37. 3. 用杜朗公式估算湿基热值： HW=337C+1428(H-O/8)+95S =337×20.3+1428（6.9-44/8）+95×0.16 =8889.2（kJ/kg）

38. 第三节 固体废物处理处置方法 • 一、固体废物处理方法 • 二、固体废物处置方法

39. 一、固体废物处理方法 • （一）、物理处理 • （二）、化学处理 • （三）、生物处理 • （四）、热处理 • （五）、固体处理

40. 二、固体废物处置方法 • 固体废物处置是指最终处置（final disposal）或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。 • 固体废物的一般处置方法有： • 土地耕作 • 工程库或贮存池贮存 • 土地填埋 • 深井灌溉 • 深海投弃 • 海上焚烧

41. 第四节 控制固体废物污染的技术政策 我国于80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主。 一、“无害化” 固体废物“无害化”处理的基本任务是将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境（包括原生环境与次生环境）。 二、“减量化” 固体废物“减量化”的基本任务是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。这一任务的实现，须从两个方面着手，一是对固体废物进行处理利用，二是减少固体废物的产生。 三、“资源化” 固体废物“资源化”的基本任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。固体废物“资源化”是固体废物主要归宿。