项目二固体废物的预处理

项目二固体废物的预处理 第一节固体废物的破碎第二节固体废物的分选第三节固体废物的压实

固体废物的预处理一般可分为两种情况：一是分选作业之前的预处理，主要包括筛分、分级、破碎和粉磨等，使废物单体分离或分成适当的级别，更利于下一步工序的进行；二是运输前或最终处理、处置前的预处理，主要包括破碎、压缩和各种固化方法等，目的是使废物减容以利于运输、贮存、焚烧或填埋等。固体废物的预处理一般可分为两种情况：一是分选作业之前的预处理，主要包括筛分、分级、破碎和粉磨等，使废物单体分离或分成适当的级别，更利于下一步工序的进行；二是运输前或最终处理、处置前的预处理，主要包括破碎、压缩和各种固化方法等，目的是使废物减容以利于运输、贮存、焚烧或填埋等。

第一节固体废物的破碎 一、固体废物破碎原理及流程 1、破碎目的 • 减容，便于运输、填埋等作业 • 异种单体分离，为分选提供合适的粒度 • 均匀一致、比表面积增大 • 防止大块、锋利废物损坏后续处理设备 • 便于固体废物的资源化加工

2、固体废物的机械强度和破碎方法 • 机械强度：指固体废物抗破碎的阻力。常用静载下测定的抗压强度为标准来衡量，抗压强度大于250MPa的为坚硬固体废物，40~250MPa的为中硬度固体废物，小于40MPa的为软固体废物。固体废物的机械强度与废物颗粒的粒度有关。对于在常温下呈现较高塑性和韧性的废物，需要使用特殊的破碎手段，比如橡胶。

湿式兼有分级分选的处理低温破碎破碎方法半湿式电能、热能低压破碎非机械能破碎超声波破碎干式热力破碎机械能破碎挤压、摩擦、剪切、冲击等等 • 破碎方法：

图3-1 破碎方法 （a）压碎；（b）劈碎；（c）折断；（d）磨碎；（e）冲击破碎

选择破碎方法时，视固体废物的机械强度，特别是废物的硬度而定。一般说来，对于脆硬性废物，如各种废石、废渣等多采用挤压、劈裂、弯曲、冲击和磨碎的方法；对于柔硬性废物，如废钢铁、废汽车、废塑料等多用剪切和冲击破碎；对于含有大量废纸的城市垃圾，采用湿式和半湿式方法破碎；对于粗大固体废物，一般先剪切或压缩成型后，再送入破碎机破碎处理。选择破碎方法时，视固体废物的机械强度，特别是废物的硬度而定。一般说来，对于脆硬性废物，如各种废石、废渣等多采用挤压、劈裂、弯曲、冲击和磨碎的方法；对于柔硬性废物，如废钢铁、废汽车、废塑料等多用剪切和冲击破碎；对于含有大量废纸的城市垃圾，采用湿式和半湿式方法破碎；对于粗大固体废物，一般先剪切或压缩成型后，再送入破碎机破碎处理。用于实际生产的破碎设备一般都是综合有两种或两种以上的破碎方法，它们联合作用对固体废物进行破碎。

3、破碎比与破碎段 破碎机的基本技术指标有两个：一是单位能耗，即单位质量破碎产品的能量消耗；二是破碎比，即破碎机在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值。破碎机的处理能力和能量消耗都与破碎比有关，其计算方法有以下两种。

极限破碎比： i=Dmax/dmax Dmax ：废物破碎前的最大粒度； dmax：废物破碎后的最大粒度；在工程设计中经常使用，根据最大物料直径来选择破碎机给料口的宽度。

真实破碎比： i=Dcp/dcp Dcp：废物破碎前的平均粒度； dcp：废物破碎后的平均粒度；能够真实的反映破碎程度，在科研和理论研究中经常被使用。一般破碎机的破碎比在3~30之间；磨碎机破碎比可达40~400以上。

破碎段：即固体废物每经过一次破碎机或磨碎机成为一个破碎段。破碎段：即固体废物每经过一次破碎机或磨碎机成为一个破碎段。对固体废物进行多次破碎，总破碎比等于各段破碎比（ i1 ，i2 ，i3 ，···，in）的乘积： i=i1i2i3···in 破碎段数是决定破碎工艺流程的基本指标，决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相应增加。一般采用三级破碎。

筛上物 筛上物筛分筛分筛下物筛下物破碎破碎破碎筛分筛上物筛下物筛分筛上物筛下物 c 带预先筛分和检查筛分破碎工艺 a 单纯破碎工艺 b 带预先筛分破碎工艺 c 带检查筛分破碎工艺 4、破碎流程根据固体废物的性质、颗粒的大小，要求达到的破碎比和选用的破碎机类型，每段破碎流程可以有不同的的组合方式，基本工艺流程如下图所示：

二、固体废物破碎设备 破碎固体废物常用的破碎机类型有颚式破碎机、锤式破碎机、剪切破碎机和球磨机等。（一）颚式破碎机优点：简单、坚固、维护方便、工作可靠等。在固体废物破碎处理中，主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物。既可用于粗碎，也可用于中、细碎。可分为简单摆动式和复杂摆动式两种类型。

（二）锤式破碎机 锤式破碎机主要用于破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物，如矿业废物、硬质塑料、干燥木质废物以及废弃的金属家用器物等。 • BJD型破碎金属切屑锤式破碎机。 • Hammer Mills型锤式破碎机。 • Novorotor型双转子锤式破碎机。

（三）剪切式破碎机 剪切式破碎机是通过固定刀和可动刀（往复式刀或旋转式刀）之间的作用，将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸，特别适合破碎低二氧化硅含量的松散废物。常用的有：

该机可剪切厚度在200mm以下的普通型钢，适用于城市垃圾焚烧厂的废物破碎，处理量可达150m3/h。该机可剪切厚度在200mm以下的普通型钢，适用于城市垃圾焚烧厂的废物破碎，处理量可达150m3/h。

缺点是当混进硬度大的杂质时，此机易发生操作事故。

（四）球磨机 在工业固体废物资源化中应用较多。

三、低温破碎 • 原理和流程对于在常温下难以破碎的固体废物可利用其低温变脆的性能而有效地破碎。同时还可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎，这就是所谓低温破碎技术。低温破碎工艺流程图 1-预冷装置；2-液氮贮槽；3-浸没冷却装置；4-高速冲击破碎机；5-皮带运输机

低温破碎的优点及应用 1.动力消耗减到1/4以下，噪音约降低7dB，振动约减轻1/4～1/5； 2.破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离； 3.复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资源的回收率和回收的材质的纯度都比较高； 4.对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，能够获得碎块和粉未。主要应用在①从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线等废物中回收铜、铝、锌；②塑料低温破碎；③汽车轮胎等方面。

四、湿式破碎 将含纸垃圾投入到特制的破碎机内和大量水流一起剧烈搅拌、破碎，使之成为浆液的过程（进一步可从浆液中回收纸纤维）。

优点 1.使含纸垃圾变成均质浆状物，可按流体处理； 2.废物在液相中处理，不会掌生蚊蝇，不会挥发臭味，比较卫生； 3.操作过程噪声低，无爆炸和粉尘等危害； 4.既适合于回收垃圾中的纸类、玻璃以及金属材料，也可推广到其他化学物质、矿物等处理中。

五、半湿式选择性破碎分选 半湿式选择性破碎分选是一种破碎和分选同时进行的分选技术。它利用各种物质在一定湿度下的强度、脆性（耐冲击性、耐压缩性、耐剪切力）不同，而将其分别破碎成不同粒度，并根据粒度进行分选的处理方法。特点： 1.能使城市垃圾在一台设备中同时进行破碎和分选作业； 2.可有效地回收垃圾中的有用物质。 3.对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生过度粉碎现象； 4.动力消耗低，处理费用低。

在选择固体废物破碎设备类型时，要综合考虑下列因素：在选择固体废物破碎设备类型时，要综合考虑下列因素： 1、所需要的破碎能力； 2、固体废物的性质（破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒的大小； 3、对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求； 4、供料方式。

第二节固体废物的分选 • 固体废物的分选，就是将混合废物中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的不同成分分离开来，以便于分别进行相应的处理、处置。一般是根据物质的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面润湿性等性质的差异，采用相应的手段进行分选。根据所利用的性质，分选方法可分为：筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、浮选、光电分选、摩擦分选、弹性分选等。

一、筛分 1、筛分原理及筛分效率 • 筛分是利用筛子将松散的固体废物分成两种或多种粒度级别的分选方法。 • 所谓筛分效率是指筛下物的重量与入筛原料中所含的小于筛孔尺寸颗粒物的重量之比。用百分数E表示，即：式中：Q1 ——筛下物的重量； Q——入筛原料中所含的小于筛孔尺寸颗粒物的重量。

影响筛分效率的因素可归纳为三个方面： 1）固体废物的性质 2）筛分设备的性能 3）筛子操作条件

2、筛分设备 1）固定筛固定筛是由一组平行排列的钢制筛条组成，可以水平安装或倾斜安装。由于结构简单，不需动力，设备费用低，维修简单，所以在固体废物处理中被广泛应用。但它容易堵塞，需要经常清扫，筛分效率较低，仅有60％～70％，所以只适于粗筛作业。

2）滚筒筛 缺点：生产效率较低、筛孔易堵塞。

3）振动筛：适用于细粒废物的筛分（0.1~15mm），也适用于潮湿及黏性废物的筛分。3）振动筛：适用于细粒废物的筛分（0.1~15mm），也适用于潮湿及黏性废物的筛分。

4）共振筛：处理能力大、筛分效率高、耗电少及结构紧凑。缺点是制造工艺复杂、机体重大、橡胶弹簧易老化等。4）共振筛：处理能力大、筛分效率高、耗电少及结构紧凑。缺点是制造工艺复杂、机体重大、橡胶弹簧易老化等。

二、重力分选 是根据固体废物中不同物质间的密度差异来进行分选的。根据分选介质的不同和作用原理上的差异，重力分选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选、摇床分选等。（一）重介质分选 1．基本原理：密度大于水的介质称为重介质。选取或配制合适的重介质，使其密度介于固体废物的轻物料和重物料之间，固体废物在其中，密度大的下沉，密度小的上浮，达到分离的目的。

2．重介质：有重液和悬浮液两类。 重液是一些可溶性高密度盐的溶液（如氯化锌等）或高密度的有机液体（如四氯化碳、三澳甲烷等）；悬浮液是由水和悬浮于其中的高密度固体颗粒构成，这些高密度固体颗粒起着加大介质密度作用，称为加重质。重液配制的密度一般为1.25～3.4g/cm3。

3. 重介质分选设备 1-圆筒形转鼓；2-大齿轮；3-辊轮；4-扬板；5-溜槽

（二）跳汰分选 • 是在垂直变速介质流中按密度分选固体废物的一种方法。根据所使用的分选介质不同，跳汰分选分为：水力跳汰、风力跳汰、重介质跳汰三种。固体废物分选多用水力跳汰。 • 主要用于混合金属的分离、回收。

（三）风力分选 • 风力分选又称风选、气流分选，是用空气作分选介质，在气流作用下，根据固体颗粒在空气中的沉降规律分选固体废物的一种方法。 • 根据气流在分选设备内的流动方向不同，风选设备可分为水平气流风选机（又称卧式风力分选机）和上升气流风选机（又称立式风力分选机）

构造简单，维修方便，但分选精度不高，一般很少单独使用，常与破碎、筛分、立式风力分选机组成联合处理工艺。

与卧式风力分选机比较，立式曲折形风力分选机分选精度较高。与卧式风力分选机比较，立式曲折形风力分选机分选精度较高。

由于分离精度不太高，风选常作为城市垃圾的粗分手段，把密度相差较大的有机组分和无机组分分开。

（四）摇床分选 • 摇床分选是在一个倾斜的床面上，借助于床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固体废物按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法。

项目二 固体废物的预处理