第三章 固态废料的预处理 主要内容： 1、压实：掌握压实的原理、目的和主要设备。 2、破碎：掌握破碎的原理、目的、主要方法和设备。 3、分选：掌握分选的原理、目的、主要方法。（资源化） 4、脱水：掌握脱水的主要方法原理与设备。 概 述 固态废料的差异性大：种类、组成、形状大小、结构、性质； 固态废料预处理定义：以机械处理为主涉及废物中某些组分简易分离与浓集的处理方法； 主要预处理技术：压实、破碎、分选和脱水。 第一节 固态废料的压实 压实定义：指用机械方法增加固态废料聚集程度，增大容重和减少固态废料表观体积，提高运输与管理效率的一种操作技术； 压实目的：增大容重、减少固态废料体积，便于装卸和运输，降低运输成本；可制造高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建材使用。 二、压实的原理 大多数固态废料是由不同颗粒与颗粒间的空隙组成的集合体。自然堆放时，表观体积是废物颗粒有效体积与孔隙占有的体积之和，即: Vm为固态废料的表观体积； Vs为固体颗粒体积（包括水分）； Vv为孔隙体积。 进行压实操作时，随压力强度的↑ ，孔隙体积↓ ，表观体积也随之↓ ，而容重↑ 。 捆包后垃圾填埋优点： 1、更容易均匀布料，场地沉降较均匀 2、减少了扬尘的危害 3、城市生活垃圾经高压压实处理时，由于挤压和升温，可使垃圾中的BOD5从6000mg/L降至200mg/L。COD从8000mg/L降到150mg/L，大幅度的降低了腐化性，减轻对环境的污染 为判断压实效果，比较压实技术与压实设备的效率，常用下述指标来表示废物的压实程度。 空隙比与空隙率 （1） 空隙比：e=Vv/Vs （2）空隙率：ε=Vv/Vm 空隙比或空隙率越低，则表明压实程度越高，相应的容重越大 湿密度与干密度 （1）忽略空隙中的气体重量，固态废料的总重量（mm）就等于固体物质重量（ms）与水分重量（mw）之和，即： mm=ms+mw （2）湿密度： ρm=mm/Vm （3） 干密度： ρd=ms/Vm 压实前后固态废料密度值及其变化率大小，是度量压实效果的重要参数，也容易测定，故比较实用 体积减少百分比 R(%) = (Vi - Vf)/Vi?100 R – 体积减少百分比（%），Vi – 压实前废物的体积（m3），Vf – 压实后废物的体积（m3）。 压缩比与压缩倍数 （1） 压缩比 定义为： r = Vf/Vi (r?1) 显然，r越小，说明压实效果越好。 （2）压缩倍数 (n) 定义为： n = Vi/Vf (n?1) 压实的实质可看作是消耗一定的压力能，提高废物容重的过程。当固废受到外界压力时，各颗粒间相互挤压，变形或破碎，进而达到重新组合的效果。 适于压实处理的主要是压缩性能大而复原性小的物质。木材、金属、玻璃、塑料块等本身已经很密实的固体或焦油、污泥等半固态废料不宜作压实处理。 三、压实设备 （一）固定式压实器 只能定点使用，通常由一个容器单元和一个压实单元构成。前者通过料箱或料斗接受废物，后者在液压或气压驱动下依靠压头，利用一定的挤压力将废物压成致密的块体。 分为小型家用压实器和大型工业压缩机两类。 前者大小为85×45×60cm3，进行垃圾压缩或破碎。后者一般在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部以及别的需要压实的场合，大到可压缩汽车。 1、常见的固定式压实器 (1)水平式压实器 (2)三向垂直压实器 (3)回转式压实器 (4)城市垃圾压实器 （二）移动式压实设备（用于填埋场压实） 带有行驶轮或可在轨道上行驶的压实器称为移动式压实器。 按压实过程工作原理不同，可分为碾（滚）压、夯实、振动三种，相应的分为三大类。固态废料压实处理主要是采用碾（滚）压方式 大多数都用在填埋场，也安装在垃圾车上。现场常用的压实机最重要的包含胶轮式、履带式压土机和钢轮式布料压实机。 压实器选择（主要考虑因素） ☆装载面尺寸：应能容纳用户产生的最大件废物，一般取0.765-9.18m； ☆循环时间：是压头的压面从装料箱把废物压入容器回到原来静止位置的过程所需时间。一般20-60s ☆压力范围：通过求出具体压实器的额定作用力来确定，固体式压实器的压力范围一般为0.1-0.35MPa； ☆压头行程：压面进入容器的深度或者压面的行程长度，一般为10.2-66.2m ☆体积排率：由每次把废物堆入压实器可压缩的体积×1h内压实器完成的循环次数确定；（m3/hr） 第二节 固态废料的破碎 定义：在外力作用下破坏固态废料质点间的内聚力使大块的固态废料分裂为小块的过程—破碎；使小块固态废料分裂成细粉的过程—磨碎。 目的：减小固态废料的颗粒尺寸；降低空隙率、增大废物容重，有利于后续处理与资源化利用。 第二节 固态废料的破碎 一、固态废料破碎的基础理论 （一）固废破碎的难易程度 1、机械强度：指固废抗破碎的阻力，通常用静载下测定的抗住压力的强度为标准来衡量。（抗压抗剪抗弯抗拉）。 一般，抗压强度250MPa为坚硬固废；40~250MPa为中硬固废；40MPa为软固废。 粒度越小，机械强度越高。 * * * * 【概念】压实 压缩比硬度 破碎比 破碎段 低温破碎 筛分效率 等降比 重介质 加重质 磁流体 磁流体动力分选 【理论和方法】 压实效果的度量；压实设备评价;影响破碎效 果的因素;破碎方法及工艺;常见分选方法及原 理;影响筛分效率的因素;磁流体分选原理;常见 分选设备;固态废料水分存在方式;脱水浓缩方 法及常见机械。 本章重点 不利于后续资源化、处理处置 浓缩脱水 分选 破碎 压实 4 3 2 1 含水率超过90%的 固态废料,必须脱水 减容,以便于包装、 运输与资源化利用 用机械方 法增加固 体废物聚集 程度，增大容重减少表观体积，提高运输与管理的一种操作技术。具有减容和预稳定的作用 利用外 力克服废物质点间的内聚力使大块变小块的过程。小块分裂成细粉过程为磨碎。有利于三化处理 将固态废料中各种可回收利用废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采 用适当技术分离出 来的过程。 一、固态废料压实的目的 国外采用垃圾高压压实成捆的处理工艺 三、固态废料压实程度的度量 类别：固定和移动 构造：容器单元和压实单元二部分 容器单元接受废物，压实单元具有液压或气压操作的压头，利用高压使废物致密化。 固定式压实器：凡用人工或机械方法（液压方式为主）把废物送进压实机械中进行压实的设备称为固定式压实器。如各种家用小型压实器、废物收集车上配备的压实器及中转站配置的专用压实机。 移动式压实器：是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。 （1）水平压实器 装料室 压面 破碎杆 靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中。适用于压实城市垃圾。先将垃圾加入装料室，启动具有压面的水平压头，使垃圾致密化和定形化，然后将坯块推出。推出过程中，坯块表面的杂乱废物受破碎杆作用而被破碎，不致防碍坯块移出。 (2)、三向联合式压实器 具有三个互相垂直的压头，依次施压。适合于压实松散金属废物。它具有三个互相垂直的压头，金属等类废物被置于容器单元内，而后依次启动1、2、3三个压头，逐渐使固态废料的空间体积缩小，容重增大，最终达到一定的尺寸。压后尺寸一般在200－1000mm之间。一般用作金属类废物压实器。 (3)、回转式压实器 具有两个压头和一个旋动式压头。适于体积小质量小的废物。废物装入容器单元后，先按水平式压头1的方向压缩，然后按箭头的运动方向驱动旋动式压头2,使废物致密化，最后 按水平压头3的运 动方向将废物庄至 一定尺寸排出。 (4)、城市垃圾压实器 a、高层住宅垃圾滑道下的压实器 (a)为压缩循环开始，从滑道中落下的垃圾进入料斗。(b)为压缩臂全部缩回处于起始状态，压缩室内充入垃圾。当压臂全部伸展，垃圾被压入容器中，如(c)图，当垃圾不断充人 最后在容器中压实。可以 将压实的垃圾装入袋内。 b、城市垃圾压实器 城市垃圾压实器与金属类废物压实器构造相似。常采用的有三向联合式压实器及水平式压实器。为了防止垃圾中有机物腐败，要求在压实器的四周涂敷沥青。 2、压实器的选择 压实器的选择主要针对压缩比，应当选择合适的压缩比和使用压力。此外，应注意压缩过程中的情况，如城市垃圾压缩过程中会出现水分，塑料热压时会粘在压头上等，应对不同废物采用不同压缩机。 在城市垃圾的综合利用中，垃圾压实后产生水分，在风选分离纸时是不利的，因此，是否选用压实装置与后继处理过程也有关、应当综合考虑。 定义：利用外力克服固态废料质点间的内聚力而使大块固体废物分裂为小块的过程称为破碎，使小块固态废料分裂成细粉的过程称为磨碎。 目的：1、减容，便于运输、贮存和填埋，有利于加速土地还原利用 2、为分选提供所要求的粒度，便于回收有用成分 3、颗粒均匀化，提高焚烧、堆肥和资源化等作业的稳定性和处理效率 4、防止粗大、锋利的固态废料损坏分选、焚烧和热解等设备 * * * *

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