固体废物回收处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWaste.PPT

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  固体废物回收处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 磁力分选 磁场：磁体周围的空间存在着磁场。磁选机的磁场是磁选机中磁体产生磁力作用的空间。磁场分为均匀磁场和非均匀磁场两种。均匀磁场中各点的磁场强度大小相等，方向一致。非均匀磁场中各点的磁场强度大小和方向都是变化的。磁场的非均匀性用磁场梯度来表示。磁场强度随空间位移的变化率称为磁场梯度。 颗粒在均匀磁场中只受转矩的作用，是它的长轴平行于磁场方向。在非均匀磁场中，颗粒既受转矩的作用，又受磁力的作用，结果使它既发生转动，又向磁场梯度增大的方向移动，最后被吸在磁极外表面上。 根据磁场强度的大小，磁选设备分为弱磁场磁选机、中磁场磁选机、强磁场磁选机，分别适用于不同磁性的物质的分选。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物回收处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固态废料的分选 固 体废物 磁力分选 磁选设备 磁选机中使用的磁铁有两类:电磁—用通电方式磁化或极化铁磁材料；永磁—利用永磁材料形成磁区。其中永磁较为常用。磁铁的布置多种多样，常见的几种设备有磁力滚筒、永磁圆筒式磁选机、悬吊磁铁器等。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 磁力分选 磁选装置选择因素： 供料传输带和产品传输带的位置关系 供料传输带的宽度、尺寸 能否在整个传输带的宽度上有足够的磁场强度而有效地进行磁选 与磁性材料混杂在一起的非磁性材料的数量与形状 操作要求如电耗，空间要求，结构支撑要求，磁场强度，设备维护等。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 磁力分选 磁 流 体 能够在磁场或磁场和电场联合作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散液。 磁铁矿胶体微粒 油基磁流体 水基磁流体 铁磁性胶悬浮液 顺磁性盐溶液 Fe、Mn、Ni、Co盐的水溶液 MnCl2、 Mn(NO3)2水溶液的视在密度可＞10000kg/m3 FeSO4 、MnSO4 、CoSO4（硫酸盐类）视在密度低，但便宜 粉碎法 水溶液—吸附有机相法 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 磁力分选 磁 流 体设备 1-给料；2-沉下物；3-磁铁；4-浮生物 图 J.shimoiizaka分选槽构造及工作原理 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 摩擦与弹跳分选 根据固体废物中各组分的摩擦系数和碰撞系数的差异，在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时，产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离的一种处理方法。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 图 齿辊破碎机 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University 图 球磨机 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 湿 式 破 碎 2 固体废物的破碎 优点 破碎机将投入的含纸垃圾和水流一起搅拌和破碎成为浆液 在化学物质、纸和纸浆、矿物等处理中均可使用，可以回收纸纤维、玻璃、铁和有色金属，剩余泥土等可做堆肥 脱水有机残渣，无论质 量、粒度大小等变化都小 不会产生噪声、发 热和爆炸的危险性 垃圾变均质浆状物， 可按流体处理 不会孳生蚊蝇和恶 臭，符合卫生条件 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2 固体废物的破碎 湿式破碎 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 半湿 式 破 碎 2 固体废物的破碎 优点 在同一设备中实现破碎与分选作业 对物料的适应性好，易破碎物及时排除，不会出现过磨 能有效回收垃圾中的有用物质 动力消耗低，磨损小，易维修 设备可以根据垃圾成分变化进行调整 Department of Environmental Engineering of Xihua University 利用不同物质在一定均匀湿度下的强度、脆性不同而破碎成不同粒度的过程。 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2 固体废物的破碎 半湿式破碎 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 低温 破 碎 2 固体废物的破碎 对于一些在常温下难以破碎的固体废物如汽车轮胎、包覆电线、废家用电器等，可以利用其低温变脆的性能而有效地施行破碎。也可利用不同废物脆化温度的差异在低温下进行选择性破碎。低温破碎通常需要配置制冷系统，由于液氮制冷效果好、无毒、元爆炸性且货源充足，因而常采用液氮作制冷剂。但是所需的液氮量较大，且制备液氮需要消耗大量的能量，故出于经济上的考虑，低温破碎对象仅限于常温下破碎机回收成本高的合成材料，如橡胶和塑料。 低温破碎与常温破碎相比，动力消耗可减至1/4以下，噪声降低4dB，振动减轻1/4-1/5。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2 固体废物的破碎 低温破碎 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 粒度差异 筛选（筛分） 密度差异 重力分选 磁性差异 磁力分选 导电性差异 电力分选（静 电分选） 光电性差异 光电分选 摩擦性差异 摩擦分选 弹性差异 弹跳分选 固体废物分选方法 机 械 分 选 手工分选 人 卫生条件差， 但识别能力强 9m/min 0.5t Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物的分选是将固体废物中各种可回收利用的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 。 从不透明的废物中分选碎玻璃或从彩色玻璃中分选硬质玻璃 破碎、风选 玻璃类 光电 分选 含铅和玻璃废物的分选或从粉煤灰中分选煤炭 破碎、风选、 筛选 玻璃类、粉煤灰等 静电 分选 大规模用于工业固体废物和城市垃圾的风选 破碎、风选 铁金属 磁选 细小有用组分的分选 破碎、浆化 无机有用组分 浮选 通过调整重介质的密度，可分离多种金属 破碎、风选 铝及其他非铁金属 重介质分选 轻组分中可燃性物料或重组分中的金属、玻璃等资源的分选 不需要 废报纸、皱纹纸等可燃性物料 风选 从重组分中分选玻璃或获得不同粒级的物料 可不预处理或 先破碎或风选 玻璃类、粗细骨料 筛选 商业、工业与家庭垃圾收集站检选皱纹纸、高质纸、金属、木材等。经济效益取决于市场价格 不需要 废纸、钢铁类、非铁金属、木材等 手工 分选 应用场合 预处理要求 分选的物料 分选 技术 常见固体废物分选技术及其应用范围 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 筛分：利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细粒物料分离的过程，是按尺寸大小进行分选的一种方法，包括湿式（﹥10-14%）和干式（﹤5-8%）筛分两种类型（按操作条件）。该分离过程可看做是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的。 粒度小子筛孔尺寸3/4的颗粒，很容易通过粗粒形成的间隙到达筛面而透筛，称为“易筛粒”；粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒，很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”。 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物筛分 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物筛分 筛分原理及筛分分类 脱水和脱泥筛分 选择筛分 预先筛分和检查筛分 准备筛分 （工艺中的作用） 物料分层 细粒透筛 易筛粒 难筛粒 Principle 分类/根据位置 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物筛分 筛 分 效 率 处理能力 筛分效率 Department of Environmental Engineering of Xihua University 筛分效率是指实际得到的筛下产品质量与入筛物料所含小于筛孔尺寸的细粒物料质量之比。 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物筛分 影响筛分效率因素 筛分物料性质 粒度组成: 易筛粒、难筛粒和阻碍粒 含水率和含泥量：筛孔尺寸 颗粒形状：球形、多角形、片状、柱状等 筛分设备性能 筛面种类(冲孔、编织及棒条) 筛孔形状 筛孔尺寸 筛子运动状况 筛子宽度和长度 筛面倾角 筛分操作条件 连续、均匀给料 给料量 及时清理和维修筛面 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 筛分设备类型 滚筒筛 固定筛 振动筛 格筛在粗碎前，棒条筛在粗 碎和中碎 前。摩擦 角，30~ 350， 50 mm 惯性振动筛和共振筛；600~ 3000r/min,0.5~1.5mm,8~400, 3 固体废物的分选 固体 废物筛分 筛分设备类型及选择 10~15r/min， 3~50，临界速度45% 颗粒大小、形状、尺寸分布、整体密度、含水率、粘结或缠绕的可能；筛分器的构造材料，筛孔尺寸，形状，筛孔所占筛面比例，转筒筛的转速、长与直径，振动筛的振动频率、长与宽；筛分效率与总体效果要求；运行特征如能耗、日常维护，运行难易、可靠性、噪声、非正常振动与堵塞的可能 Department of Environmental Engineering of Xihua University 图 惯性振动筛构造及工作原理 图 共振筛原理与结构图 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物筛分 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 分选介质：空气、水、重液、重悬浮液等 Department of Environmental Engineering of Xihua University 重力分选是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。 影响重力分选的主要因素：物料颗粒的尺寸、颗粒与介质的密度差以及介质的黏度。 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 重介质分选 风力分选 水平气流 上升气流 等降比：等降粒子中密度小的颗粒密度差与密度大的颗粒密度差的比 共同的工艺条件： 具有密度差异的组分→运动介质→分散、沉降、分层→分离 重力分选 跳汰分选 惯性分选 弹道分选 旋风分选 摇床分选、溜槽分选 分选设备有哪些？ 有哪些结构特点？ 析离 作用 Department of Environmental Engineering of Xihua University 等降比 e= （δ2-Δ）/（δ1-Δ） δ1—轻矿物的比重；δ2—重矿物的比重；Δ—分选介质的比重 e＞5，属极易重选的物料； 2.5 ＜e＜5，属易选物料，目前有效选别粒度下限有可能达到19μm，； 1.75＜e＜2.5，属较易选物料，目前有效选别粒度下限可达37μm左右； 1.5＜e＜1.75，属较难选物料，重选的有效选别粒度下限一般为0.5mm左右； 1.25＜e＜1.5，属难选物料，重选法只能处理不小于数毫米的粗粒物料，且分离效率一般不高； e ＜1.25的属极难选的物料，不宜采用重选。 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 重介质分选原理 重介质分选又称浮沉法 , 主要适用于几种固体的密度差别较小及难以用跳汰法等其他分离技术分选的场合。通常将密度大于水的介质称为重介质，包括重液和重悬浮液 两种流体。重介质密度一般应该介于大密度和小密度颗粒之间。 如果颗粒的密度ρs＞ρ，则颗粒下沉；如ρs＜ρ，则颗粒将悬浮，从而实现了物料的分选。重介质分选的精度很高，入选物料颗粒粒度范围也可以很宽，很适合于各种固体废物的分选。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 重介质与加重质 密度高于水的流态分散体系。无毒、密度高、粘度低、化学稳好、易回收 重 介 质 重 液 悬 浮 液 密度高的有机溶液或无机盐溶液 稳定性好，但贵 与各种磨细的颗粒与水组成的混合物 稳定性差，无毒、价廉、易回收 有机或无机盐溶液 加 重 质 CaCl2—水； 1.3 ZnCl2—水；2.07 四溴甲烷—四氯化碳 2.9 硅铁 3.9，磁选回收 磁铁矿 2.1，价廉 悬浮液中固体颗粒又叫加重质 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 跳汰分选原理 在垂直脉冲介质中颗粒群反复交替地膨胀收缩，按密度分选固体废物的一种方法。跳汰分选的动力区别于其他的装置，通常使用水为介质，故称为水力跳汰分选。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 风力分选原理 以空气为分选介质，将轻物料从较重物料中分离出来的一种方法。风选实质上包含两个分离过程：分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分和具有高密度、空气阻力小的重质部分；进一步将轻颗粒从气流中分离出来。后一分离步骤常由旋流器完成，与除尘原理相似。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 风力分选原理 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 摇床分选原理 是使固体废物颗粒群在倾斜床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用下按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 摇床分选特点 1）床面的强烈摇动使松散分层和迁移分离得到加强，分选过程中析离分层占主导，其按密度分选更加完善。 2）摇床分选是斜面薄层水流分选的一种，因此，等降颗粒可因移动速度的不同而达到按密度分选； 3）不同性质颗粒的分离，不单纯取决于纵向和横向的移动速度，而主要取决于它们的合速度偏离摇动方向的角度。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 惯性分选原理 用高速传输带、旋流器或气流等水平方向抛射粒子，利用由于密度、粒度不同而形成的惯性差异，粒子沿抛物线运动轨迹不同的性质，从而实现分离的方法。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固体 废物重力分选 常见的重选设备 惯性分选器 鼓形重介质分选机 跳汰机 立式曲折型风力分选机 水平气流分选机 平面摇床 鼓形、深槽、浅槽、振动、离心 构造简单、维修方便、分选精度低，少独用 分选精度高，三种型式 隔膜鼓动、空气鼓动 来复条或刻槽、料槽、水槽等 弹道分选器、旋风、振动板、传输带、反弹分选器 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 电力分选 辊筒式静电分选机 YD-4型高压电选机 废物直接传导带电 废物通过电晕电场带电 电场力作用分离 电场力作用分离 塑料、橡胶、纤维、纸、合成皮革和胶卷等 粉煤灰专用设备 静电分选机 复合电场分选机分选机 导体 半导体 非导体 利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选的一种方法 Department of Environmental Engineering of Xihua University a) 辊筒式静电分选机 b) YD-4型高压电选机 图 电选机结构与工作原理示意图 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 电力分选 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 磁力分选 传统的磁选 利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的方法，主要用于供料中磁性杂质的提纯、净化及磁性物料的精选；强磁性 χ＞ 38×10-6 m3/kg；弱（0.19～7.5）×10-6 ；非﹤0.19×10-6； 磁流体分选 磁流体静力分选：在非均匀磁场中，以顺磁性液体和铁磁性胶体悬浮液为分选介质，按废物中各组分的密度和比磁化系数的差异进行分离的方法。 磁流体动力分选：在磁场与电场的联合作用下，以强电解质溶液为分选介质，按废物中各组分的密度、比磁化系数和电导率的差异进行分选的方法。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 3 固体废物的分选 固 体废物 磁力分选 磁选过程：将固体废物输入磁选机，颗粒在不均匀磁场作用下受到磁场吸引力重力、流动阻力、摩擦力、静电力和惯性力等机械力的作用。若磁性颗粒受力满足f磁∑f机（f磁为作用于磁性颗粒的吸引力，∑f机为与磁性引力方向相反的各机械力的合力），则磁性颗粒就会沿磁场强度增加的方向挪动直至被吸附在滚筒或带式收集器上，而后随着传输带运动而被排出。非磁性颗粒所受到的机械力占优势。磁选是基于固态废料各组分的磁性差异，作用于各种颗粒上的磁力和机械力的合力不同，使它们的运动轨迹也不同，从而实现分选。 Department of Environmental Engineering of Xihua University * 固体废物回收处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste Chapter 3 Pre-treatment of Solid Waste 第三章 固态废料的预处理 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固态废料预处理：采用物理、化学或生物方法，涉及固态废料中某些组分的分离与富集的处理方法，是一种回收过程。 预处理的目的：将固体废物转变成便于后续的资源化、减量化和无害化处理与处置操作。 固体废物回收处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste Department of Environmental Engineering of Xihua University 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 【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 磁流体动力分选等 【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等。 重点 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固态废料处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 浓缩脱水 分选 破碎 压实 1 2 3 4 含水率超过90%的 固体废物,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 将固体废物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。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物回收处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1 固态废料压实 压实的目的 压实又称压缩，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，是提高运输与管理效率的一种操作技术。 固体废物经压实处理一方面可增大容重、减少固体废物体积，以便于装卸和运输，确保运输安全与卫生，降低运输成本；另一方面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；第三方面可降低污染物量，减轻环境污染。 Department of Environmental Engineering of Xihua University 固体废物回收处理与处置 Treatment and Disposal of

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