分选是将固体废物中可回收利用或不利于后续处理、处置工 艺要求的物料用人工或机械方法分门别类地分离出来,并加以 综合利用的过程。
分选方法包括人工拣选和机械分选。机械分选又分为筛分、 重力分选、磁力分选、电力分等。
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) 表面润湿性(物理化学性质)差异-浮选 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
②为分选和进一步加工提供合适的粒度,有利于综合利用。 ③增大比表面积,提高焚烧、热解、堆肥处理的效率。 ④破碎使固体废物体积减小,便于运输、压缩和高密度填埋, 加速土地还原利用。
固体废物的压实也称压缩,是指通过外力加压于松散的固体 废物,以增加物料的容重和减少其体积的过程。使废物便于 运输、贮存和填埋。
压实适用对象: 压缩性能大而回复性能小的固体废物;不适用于某些较密实 的固体和弹性废物。
以城市生活垃圾为例,压实前容重通常在0.1~0.6t/m3范围,经过一般 机械压实后,容重可提高到1t/m3左右。如果通过高压压缩,垃圾容重可达 1.125~1.38t/m3,体积则可减少为原来体积的1/3~1/10。
移动式是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压实机、钢 轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。
压实器通常由一个容器单元和一个压实单元组成。容器单元通过料箱 或料斗(视单位装料量大小而定)接受固体废物物料,并把它们供入压实 单元,压实单元通常装有用液压(亦可用气压)控制操作的挤压头,利用 一定的挤压力把固体废物压成致密的形式。 目前使用的压实器,有的是为处理金属类废物设计的,有的是为处理城 市普通垃圾设计的,有的适合于塑料类物质的处理。 城市垃圾收集车或中转站通常采用上述固定式挤压操作,可以水平,亦 可以垂直进行,常用的是带水平压头的卧式压实器(图3-2)。
由图看出,体积减少百分比在80%以下变化时,压实倍数在1-5之间,变 化幅度较少;当R值越过80%以上时,n值急剧上升,几乎成直线%时,可推出n= Vi/ Vf= 10;R= 95%时,n= Vi/ Vf = 20。
实践证明,未经破碎的原状城市垃圾,压实容重极限值 约为1.1 t/m3。比较经济的方法是先破碎再压实,可提 高压实效率,即用较小的压力取得相同的增加容重效果。 固体废物经压实处理,增加容重,减少体积后,可以提 高收集容器与运输工具的装载效率,在填埋处置时可提 高场地的利用率。
颚式破碎机是利用冲击和挤压作用进行破碎。 颚式破碎机俗称老虎口。可分为简单摆动型、复杂摆动 型、综合摆动型三种(图3-6)。 该机主要用于选矿、建材、化学工业领域。
复杂摆图动3破-6碎颚比式4破 -8碎,机简的单摆主动要破类碎型比3-6
3、冲击式破碎机 冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。 锤式破碎机(图3-7)利用冲击、摩擦和剪切作用进行破碎。 适用于破碎质地较硬的物料,还可破碎含水分和油质的有机 物等。 反击式破碎机是一种新型、高效破碎设备(图3-8),适用 于破碎中硬、软、脆、纤维性物料。
如果忽略空隙中的气体质量,固体废物的总质量(Wm)就等于固体物质 质量(Ws)与水份质量(Ww)之和,即:
实际上,废物收运,及处理过程中测定的物料质量常都包括水分,故 一般容重均是湿密度。压实前后固体废物密度值及其变化率不大,是度量 压实效果的重要参数,也容易测定,故比较实用。
其种类有很多,如手球磨机,卧式球磨机,球磨机轴瓦, 节能球磨机,溢流型球磨机,陶瓷球磨机,格子球磨机等。
球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料,被广泛用于选矿, 建材及化工等行业,可分为干式和湿式两种磨矿方式。
固定式压实器的基本参数包括: a. 装料截面尺寸 b. 循环时间 c. 压面上的压力 d. 压面的行程长度 e. 体积排率
移动式压实器是指在填埋现场使用的轮胎式或履带式压 实机、钢轮式压实机以及其他专门设计的压实机具。
按压实过程工作原理,移动式压实器可分为碾(接)压、 夯实、振动三种,相应有碾(治)压压实机、夯实压实机、 振动压实机三大类。
影响垃圾压实作业的主要参数 1. 垃圾的组分情况 2. 含水率 3. 垃圾层厚度 4. 机械滚压次数 5. 碾压速度
凡用人工或机械方法(液压方式为主)把废物送到压实机 械里进行压实的设备称为固定式。各种家用小型压实器、 废物收集车上配备压实器及中转站配置的专用压实机等均 属固定式压实设备。
分选效果的评价指标 评价分选效果的好坏的常用指标有:回收率、纯度、综 合效率。
固体废物压实、破碎及分选技术的基础理论和方法 ; 固体废物的化学处理技术;
固体废物的预处理为废物的合适处理处置提供条件,主要有压实、破碎 和分选等。
预处理的作用: 以填埋为主的废物(压实:降低废物的体积,减少运输量和运输费用, 提高填埋场的利用效率) 以焚烧或堆肥为主的废物(破碎:不需要压实处理,破碎、分选使物料 粒度均匀、大小适宜,有利于提高焚烧和堆肥化效率) 废物的资源综合利用(破碎和分选:实现不同物料分别回收利用)
剪切式破碎机是通过固定刀和可动刀之间的啮合作用将物料 切开或割裂而完成破碎过程(图3-9)。 特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料 。
球磨机是物料被破碎之后,再进行粉碎的关键设备,是 工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。
城市生活垃圾焚烧炉渣(简称炉渣),含有一定量的Cd、Hg、Pd、As、Cr、 Se、Zn等重金属,以及大量碱金属离子K、Na 及 Cl。若按现有方式作填埋 处理,其一侵占土地资源,其二重金属的溶出对地下水丰富的南方以及酸 雨较严重的地区,会造成严重的二次污染。 炉渣的无害化处理与综合利用是目前探讨的新课题。现阶段可考虑在生 产砌筑水泥方面对炉渣进行资源化利用。 炉渣制备水泥时需先拣去其中大块物件、较大块玻璃及铁钉,混合均匀, 烘干,后置于球磨机内粉磨,对粉磨细度需严格控制,再经煅烧后,即可 作为水泥掺和料用于水泥制备。
(1)冲击破碎(重力冲击、动冲击) (2)剪切破碎 (3)挤压破碎 (4)摩擦破碎 (5)低温破碎(塑料、橡胶等) (6)湿式破碎(纸类、纤维)
在破碎过程中,原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表 示废物粒度在破碎过程中减少的倍数。
二、固体废物压实程度的量度 为判断压实效果,比较压实技术与压实设备的 效率,常用空隙比与空隙率、湿密度与干密度、体 积减少百分比、压缩比与压缩倍数等指标来表示固 体废物的压实程度。
固体废物可设想为各种固体物体颗粒及颗粒之间充满气体空隙共同构成 的集合体。由于固体颗粒本身空隙较大,而且许多固体物料有吸收能力和 表面吸附能力,因此,废物中水分主要都存在于固体颗粒中,而不存在空 隙中,不占据体积。 故固体废物的总体积(Vm)就等于包括水分在内的固体颗粒体积(Vs) 与空隙体积(Vv)之和。即:
有关塑料的低温破碎的研究成果,可以归纳如下: (1)塑料脆化点(℃):例如,聚氯乙烯-5~-20;聚乙烯为-95~-135;
聚丙烯为0~20; (2)冷冻装置:冷冻槽绝热壁厚300mm,从顶部喷射液氮雾,塑料置于槽
内运输皮带上向前移动4m,从喷射雾开始后4min,槽内温度将为-75℃; 62min后降达-167℃,温度分布大体上均匀。 (3)破碎温度:采用只具有拉伸、弯曲、压缩作用力的破碎机时,所需动 力大于常温破碎。如用带冲击力的破碎机时,情况正好相反。因此,若 以冲击破碎为主,配合张力和剪切力破碎机最适合于低温破碎。
因此固体废物填埋前常需进行压实处理,尤其对松散型废物或中空性废 物事先压碎更显必要。压实操作的具体压力大小可根据处理废物的物理性 质(如易压缩性、脆性等)而定。一般开始阶段,随压力增加,物料容重 较迅速增加,以后这种变化会逐渐减弱,且有一定限度。即使增加外压, 并不能使废物容重无限增大(这是由于压实后垃圾会产生反弹力,类似于
美国某研究机构对有色金属混合物、废轮胎、包覆电线电缆等废物进 行低温选择破碎(-72℃,1min),从2.5cm以上产物中可回收97%的铜, 100%的铝(不含锌),从2.5cm以下产物中可回收2.8%的铜,100%的锌 (不含铝),说明能进行选择性破碎。 如果采用常温破碎,则锌因为有延展性破碎,25mm以上产物中锌残留 率达到82.7%,说明低温破碎能进行选择性破碎。
固体废物压实处理主要采用碾(滚)压方式。图3-3所示 为填理场常用压实机。
1、如要将生活垃圾进行焚烧或最肥处理,是 否需要压实预处理,为什么?
通过人为或机械等外力的作用,破坏物体内部的凝聚力 和分子间作用力,使物体破裂变碎的操作过程统称为破碎。
1、辊式破碎机 辊式破碎机是利用冲击剪切和挤压作用进行破碎的,用两 个相对旋转的辊子抓取并强制送入要破碎的废物。 该种破碎机主要用于破碎脆性材料,而对延性材料只能起 到压平作用。 在资源回收和废物回收处理领域,既可用于对废物的破碎,也 可用作对含有玻璃器皿、铝和铁皮罐的废物进行分选。其简 单结构如图3-5所示:
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