[管理学]第3章 固态废料的预处理brbr固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Wastebrbr• 预处理是以机械处理为主，涉及废物中某些组分的简 预处理是以机械处理为主， 是以机械处理为主 易分离与浓集的废物回收处理方法。 易分离与浓集的废物回收处理方法。 • 预处理的目的是方便废物后续的资源化、减量化和无 预处理的目的是方便废物后续的资源化、 是方便废物后续的资源化 害化处理与处置操作。 害化处理与处置操作。brbr4 1brbr3brbr2brbr压 实 目 的brbr根据废物的种类和施加压力的大小， 减容 ： 根据废物的种类和施加压力的大小 ， 一 般压缩比可达3 若结合破碎， 可达5 10， 般压缩比可达 3 ～ 5 ， 若结合破碎 ， 可达 5 ～ 10 ， 可以减少运输成本，降低填埋处置成本。 可以减

  固体废物回收处理与处置TreatmentSolidWaste预处理是以机械处理为主，涉及废物中某些组分的简易分离与浓集的废物处理方法。预处理的目的是方便废物后续的资源化、减量化和无害化处理与处置操作。：根据废物的种类和施加压力的大小，一般压缩比可达3～5，若结合破碎，可达5～10，能够大大减少运输成本，降低填埋处置成本。稳定化：可制取高密度惰性块料，便于贮存、填埋或作为建筑材料使用。日本将城市垃圾压实后，因挤压和升温作用，使垃圾中的BODppm降到28000ppm降到150ppm。成为类塑料结构的惰性材料。排气，减少空隙率，使固态废料致密化。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，而容重容重就是固态废料的干密度，用表示。Ws为固态废料颗粒重；Wm为固态废料总重，包括水分重；Ww为固态废料中水分重。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,如冰箱、洗衣机、纸箱与纸袋、纤维、废金属丝等。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。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。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。金属等类废物被臵于容器单元内，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。(2)、三向联合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的运动方向将废物压至一定尺寸排出。(3)、回转式压实器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压实器的选择压实器的选择压实器的选择主要是针对压缩比压实器的选择主要是针对压缩比，，应当选择正真适合的压缩应当选择正真适合的压缩比和使用压力比和使用压力。。此外此外，，应注意压缩过程中的情况应注意压缩过程中的情况，，如城市垃圾压缩过如城市垃圾压缩过程中会出现水分程中会出现水分，，塑料热压时会粘在压头上等塑料热压时会粘在压头上等，，应对不同应对不同废物采用不一样压缩机废物采用不一样压缩机。。在城市垃圾的综合利用中在城市垃圾的综合利用中，，垃圾压实后产生水分垃圾压实后产生水分，，在在风选分离纸时是不利的风选分离纸时是不利的，，因此因此，，是否选用压实装置与后继是否选用压实装置与后继处理过程也有关处理过程也有关、、应当考虑应当考虑。。为便于运输和贮存，经破碎减容为便于分选回收，经破碎达到解体或适合于分选设备的适用粒度范围为便于热处理，增加比表面积为便于制造建材，满足建材制品对原料的粒度要求为便于填埋压实，经破碎增加密实度为保护处理设备，经破碎减小冲击力影响破碎过程的因素是物料机械强度及破碎力。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。物料的机械强度是物料一系列力学性质所决定的综合指标。力学性质主要有硬度、解理、韧性及物料的结构缺陷等。硬度：指物料抵抗外界机械力侵入的性质，反映了物料的坚固性。按废物破碎时的性状确定。分为最坚硬、坚硬、中硬和软质物料。韧性：物料受压轧、切割、锤击、拉伸、弯曲等外界的力的作用时所表现出的抵抗性能，包括脆性、柔性、延展性、挠性、弹性等力学性质。解理：物料在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性质，是结晶物料特有的性质。结构缺陷：对粗块物料破碎的影响较为明显，随着矿块粒度的变小裂缝及裂纹逐渐消失，强度逐渐增大，力学的均匀性增高，故细磨更为困难。莫氏硬度分级——软硬排列顺序为：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉石、刚玉和金刚石。破碎机的破碎方式(a)压碎；(b)劈碎；剪切；(d)磨剥；(e)冲击破碎破碎方法选择的原则破碎机械的施力必须与固废性质相适应，一般主要是根据固态废料的机械强度，特别是硬度而定，如坚硬固体挤压＋冲击韧性固体剪切＋磨碎脆性固体劈碎＋冲击并且一般都会采用两种以上的破碎方法。破碎比概念–固态废料破碎前、后粒度的比值。破碎比的表示方法–物料破碎前后的粒度都不是均一的，所以破碎比有几种表示方法。破碎比的表示方法常用于科研和理论研究常用于设计maxmax破碎段因为固态废料的破碎粒度又是根据要确定的。所以当要求的破碎比大于所适用破碎机的破碎比时，就需要2段以上的破碎；则一次破碎即为一个破碎段，或叫一段破碎。对于二段以上的破碎，其破碎比为各段破碎比的乘积处理厂的规模：规模越大，破碎段越多总的要求在满足总破碎比的前提下，应尽量选用合适的破碎机械以减少破碎段数；因为，段数越多，流程复杂，管理复杂，投资、生产成例：D＝1200d＝10已知：颚式破碎机i=3～5辊式破碎机I=8～18可采用三段破碎：448＝128＞0破碎的基本工艺流程图破碎的基本工艺流程图(a)单纯破碎(b)带预先筛分破碎工艺；(c)带检查筛分破碎工艺；(d)带预先筛分和检查筛分的破碎工艺属于挤压型破碎机，大范围的应用于冶金、建材和化学工业部门，适于坚硬和中硬废物的破碎。大多数都用在破碎中等硬度且腐蚀性弱、体积较大的废物还可用于破碎含水份及含油质的有机物、纤维结构物质、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料，以及回收石棉纤维和金属切屑等适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等多种固态废料适用于处理松散状态的废物，也适用于切碎强度较小的可燃性废物可用于脆性或黏性较大的废物，也可用于堆肥物料的破对废物进行最后一段粉碎，使其中各种成分单体分离，为下一步分选创造条件颚式破碎机：属于挤压型破碎机，大范围的应用于冶金、建材和化学工业部门，适于坚硬和中硬废物的破碎。锤式破碎机：大多数都用在破碎中等硬度且腐蚀性弱、体积较大的废物，还可用于破碎含水份及含油质的有机物、纤维结构物质、弹性和韧性较强的木块、石棉水泥废料，一级 回收石棉纤维和金属切屑等 冲击式破碎机：适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等多种固态废料。 剪切式破碎机适用于处理松散状态的废物，也适用于切碎强度较小的可燃性废物 辊式破碎机可用于脆性或黏性较大的废物，也可用于堆肥物料的破碎。 概念：利用某些固态废料低温变脆性能或不同物质脆化湿度的差异进行低温脆化而后破碎的技术。 破碎对象：钢丝胶管，汽车轮胎，塑料或橡胶包覆的电线电缆，废家用电器等复合制品。 低温破碎的一般流程 湿式破碎机 半湿式破碎 半湿式选择性破碎分选是利用固态废料中不同物 质的强度和脆性的差异，在一定湿度下破碎成不同粒 度的碎块，然后通过不同筛孔加以分离的过程。 由于该过程是在半湿状态下，通过兼有选择性破 碎和筛分两种功能的装置中实现的，因此，该装置称 为半湿式选择性破碎分选机。 半湿式选择性破碎分选 半湿式选择性破碎机分三段处理–第一段：冲击式破碎＋筛分，破碎脆性物质，并分离粉状物 （堆肥）； –第二段：加水进行湿式破碎，分离纸类（回收纸类）； –第三段：排出剩余垃圾，进一步分选（回收塑料、橡胶和金 可有效地回收垃圾中的有用物质，从第一组产物中能够获得纯度为80%的堆肥原料——厨房垃圾；从第二组产物中 能够获得纯度为85%～95%的纸类；从第三组产物中可以得 到纯度为95%的塑料类，回收废铁纯度为98%。 对进料的适应性好，易破碎的废物首先破碎并及时排出，不会产生粉碎现象。 固态废料的分选 固态废料资源化的重要前提之一 筛分分类 准备筛分：为了让某个操作的流程的物料满足粒度要求，将固态废料按粒度分成几个级别，分别送往下一工序。 选择筛分：废物经过某一个或某些筛分工序以后，将浓缩成有用成分的部分与基本上无用成分的部分分开。筛孔必须调整到合适 的大小。 脱水或脱泥筛分：大多数都用在清洗或脱水操作。清洗是为得到较为清洁的筛上物；脱水是为了去除废物中过多的水分，以便下一 步处理或处置，如焚烧或填埋。 筛分:是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒透过筛 面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、 细物料分离的过程。 筛分过程：由物料分层和细粒透筛两个阶段组成的。物料分层是完成分离的条件，细粒透筛是分离的目 (a)易于穿过筛孔的颗粒通过不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面。 (b)易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。筛分原理 筛分原理 要实现筛分过程，物料在筛面上应具有相对运动，这种运动的作用： 使筛面上的物料处于松散状态，并产生析离，按物料分层(上粗下细），细颗粒到达筛面，并透过筛孔。 易筛粒：粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒，容易通过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛，称为“易筛粒”。 难筛粒：粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒，较难通过粗粒形成的间隙，而且粒度越接近筛孔尺寸，就越难透筛，这种 颗粒称为“难筛粒”。 筛分效率 筛分效率：实际得到的筛下产物重量与入筛物料中小于筛孔尺寸的物料重量之比（％），此为质量指标。 理论上小于筛孔尺寸的物料均应成为筛下产物，其实就是不可能的。故根据筛分效率的概念，以E表示筛分效率， 则有： 式中：E－筛分效率（％）； C－筛下产品重量； Q－入筛原料的重量； 100100 筛分效率在生产实际中，要测定C 和Q是很困难的，但可以 通过取样的办法来测定原 料、筛上产物中小于筛孔 物料的含量。 必须变换成便于应用的计算式 按图所示，并假设筛下产 物中小于筛孔尺寸的粒级 为100％，（即不含大于 筛孔的粒级） 根据物料平衡原则： 原料重量等于筛上、下产物重量之和 原料中小于筛孔的粒级等于筛上、下产物中所含小于筛孔粒级之和 Qα＝100C＋Tθ