Treatment and Disposal of Solid Waste

1. 固体废物的处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste 东华大学环境科学与工程学院

2. 课程的性质、目的与任务 • 固体废物处理与处置是环境工程专业的一门专业主干课程。本课程介绍固体废物的性质、特点和对环境的影响，阐述固体废物的处理处置的工艺技术原理和方法以及相应的法规和标准。通过本课程的学习，使学生了解国内外固体废物处理处置和管理的的现状和发展趋势，掌握固体废物尤其是城市固体废物的减量化、资源化和无害化处理的原理与方法，培养学生应用理论与专业知识，分析解决固体废物的处理和管理方面的工程问题，使其具有工程设计的初步能力。 • 学习本课程前应预修普通化学、有机化学、环境微生物学、化工原理等基础课程。

3. 课程的重点和难点 • 重点 城市固体废物的减量化、资源化和无害化技术原理与方法。 • 难点 城市固体废物污染控制对策、填埋技术与填埋场的设计，垃圾焚烧技术与设备、生活垃圾堆肥及厌氧消化技术。

4. 东华大学环境科学与工程学院

5. 【概念】固体废物、危险固体废物、 清洁生产、“3R”原则、“3C”原则、 重点 “3化原则”、全过程管理 【其他】 固体废物的分类、固体废物的污染途径及污染控制策略、固体废物管理法规的发展、固体废物管理制度、我国固体废物管理标准

6. 固体废物污染

13. 固体废物：指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或被放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。固体废物：指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或被放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。 ——《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》

14. 性质、特征 来源 固 体 废 物 • 生产 • 生活 • 其它活动 1、丧失原有利用价值，抛弃或放弃 2、 固态、半固态、置于容器中的气态物品、物质 3、 法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品物质 废 应废 “放错地点的原料”，“废”具有时间和空间的相对性 固体废物与高浓度废水怎么区分？ 固体废物与废气怎么区分？

15. 固体废物产生的必然： • 1 ）由于人们在利用天然资源从事生产活动时，限于实际需要和技术条件，总要将其中的一部分作为废物而丢弃； • 2 ）由于各种产品都有一定的使用寿命，超过了一定期限就会成为废物。 • 3 ）法律规定的作为固体废物管理的物质。

16. 固体废物的特点： • 1 ）固体废物兼有废物和资源的双重性．（时空相对性） • 2 ）富集多种污染成分的终态，污染环境的源头 • 固体废物是各种污染物的终态物。特别是从污染控制设施排出的固体废物浓集了许多污染成分，人们却往往对这类污染物存有一种稳定、呆滞的错觉。固体废物中的一些有还成分会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，是污染源头。 • 3 ）所含有害物呆滞性大、扩散性小。 • 固态的危险废物具有呆滞性和不可稀释性，一般情况下进入水、气和土壤环境的释放速率很慢。 • 4 ）危害具有潜在性、长期性和灾难性 • 由于污染物在土壤中的迁移是一个比较缓慢的过程，其危害可能在数年以至数十年后才能发现，但是当发现造成污染时已造成难以挽救的灾难性成果。从某种意义上讲，固体废物特别是危害废物对环境造成的危害可能要比水、气造成的危害严重得多。(美国的腊芙运河（LoveCanal）污染事件)

17. 1 来源与分类 固体废物来源于工农业生产过程和产品进入市场后的流通过程或使用消费过程。 固体废物来源

18. 1 来源与分类 固体废物污染及性质与生产力、社会需求有何关系？ 20世纪以来 固体废物来源 19世纪末 20世纪初 原子核层次 人工重核裂 变和轻核聚 变，放射性 废渣。分工 细化、需求 多样化、废 物更多更杂 17、18世纪 元素或人工 合成物质的 废渣，汞、 铅、砷、氰 化物等有害 废渣 原始人类 自然物机械加工、物理性状、屑末 粪便、动植物残渣

19. 1 来源与分类 • 固体废物分类

20. 1 来源与分类 • 分类 • 发达国家将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物和城市垃圾四类。 我国固体废物污染防治法将固体废物分为：·工业固体废物（Industrial Solid Waste ，ISW）·城市固体废物（Municipal Solid Waste ，MSW ) ·危险废物（Hazardous Waste , HW ）。·农业固体废物*(Agricultural Solid Waste , ASW ) （未单独列出） • 由于放射性固体废物在管理方法和处置技术等方面具有特殊性而自成体系，进行专门管理，因此，《 固体废物污染环境防治法》中没有涉及放射性固体废物的污染控制问题。放射性固体废物指的是凡放射性核素含量超过国家规定限值的固态、半固态废物。（《 辐射防护规定》 （GB8703 一88 )

21. 1 来源与分类 • （1）城市固体废物 ( MSW ) • 定义——在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为固体废物。主要包括居民生活垃圾 ( Household Waste ) 、商业机关垃圾（Commercial Waste ）和市政维护管理垃圾Construction Waste ）。 • 主要成分 厨余物、废纸、废塑料、废织 物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖 瓦、渣土、粪便、废家具、废旧电 器、庭院废物等。

22. 1 来源与分类 • 来源 城市居民家庭、城市商业、餐饮 业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫业、 交通运输业、文教卫生业、行政事业单位、 工业企业单位以及污水处理厂等。 • 特点a ．成分复杂多变，有机物含量高；b ．增长速度快，产量不均匀；c ．主要成分为C 、其次为O 、H 、N 、S 等；d．处理方式以填理为主。 • 影响因素自然环境、气候条件、城市发展规模、居民生活习性（饮食结构）、经济发展水平。 • 变化特点工业发达国家，垃圾组分是有机物多，无机物少，而不发达国家则相反；中国南方城市较北方城市，有机物多，无机物少。城市固体废物与生活垃圾的区别？

23. 1 来源与分类 1979—2002年全国垃圾清运量统计（万吨/年）

24. 1 来源与分类

25. 1 来源与分类 （2 ）工业固体废物（ISW ) • 定义：工业固体废物是指在工业生产活动中产生的未列入《 国家危险废物名录》或者根据国家规定的《危险废物鉴别标准》( GB 5 085 ）认定其不具有危险特性的工业固体废物，又称为工业废物或工业垃圾。

26. 1 来源与分类 • 分类 按行业可分以下7 类： • 矿业工业固体废物MISW ：产生于采、选矿过程，如废石、尾矿； • 冶金工业固体废物MaISw ：产生于金属冶炼过程，如高炉渣等； • 能源工业固体废物EISW ：产生于燃煤工业发电过程，如煤矸石、炉渣等； • 石化工业固体废物P@CISw ：产生于石油加工和化工生产过程。 • 轻工业固体废物LISW ：产生于轻工生产过程，如废纸、废塑料、废布头等； • 化学工业固体废物（CISW ) ：产生于化学生产过程，如废催化剂、废化学药品，废酸碱、废纤维丝等。 • 其他工业固体废物OISW ：产生于机械加工过程，如金属碎屑、电镀污泥等

27. 1 来源与分类 • ISW 产生、储存及排放方式产生方式：连续；定期批量；一次性；事故性储存方式：件装容器；散装堆积；池、塘、坑排放方式：连续排放；定期清运；集中一次 • ISW 的形态与污染物特征形态：固态（炉渣）和半固态（污泥等）污染物含量特征：不同工业产品生产，SW类别因原辅材料不同而异；相同工业产品生产，因工艺和原辅材料不同，主要污染物含量亦不同；同一工业产品，因生产工况条件和员工实际操作的变化，污染物含量亦变化。

28. 1 来源与分类 全国工业固体废物及危险废物产生及处理情况 单位：万吨

29. 1 来源与分类 • ( 3 ）危险废物（HW ) ① HW 定义. U . S . EPA：HW是SW ，由于不适当的处理、储存、运输、处置或其他管理方面，它能引起或明显地影响各种疾病和死亡，或对人体健康或环境造成显著的威胁。. UNEP: HW 是指除放射性以外的那些废物，由于其化学反应性、毒性、易爆性、腐蚀性或其他特性引起或可能引起对人类健康或环境的危害。. CHINA: HW 是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的HW 鉴别标准和方法认定的具有危险特性的废物。

30. 1 来源与分类 • 国家危险废物名录98.1.4 由国家环保局、国家经贸委、外经贸部、公安部颁布，1998.7.1 实施；目前已废止，2008 年8 月1日执行新的危险废物名录。 • --给出了包含性定义--涉及SW分类，如编号为HW01-HW18 的废物具行业来源特征，以来源命名；HW19-HW47 的废物具成分特征，以危害成分命名。--是鉴别HW的2 种方法——列表定义鉴别法和危害特性鉴别法之一。

31. 1 来源与分类 危险固体废物 注意：不是鉴别标准

32. 1 来源与分类 • ② HW 的来源 • 工、农、商、各部门及家庭生活，其中工业企业是HW 的最主要来源之一，集中于--化学原料及化学品制造业 60% --采掘业 26 % --黑色和有色金属冶炼及其压延加工业 7 % --石油加工及炼焦业 4% --造纸及其制品业 2 % • 医疗卫生业也是HW 的一个来源 • MSW 中的废电池、废日光灯管等也属HW

33. 1 来源与分类 • ③ HW 常用的处理处置方法主要有 --固化--焚烧--安全填埋

34. 1 来源与分类 （4）农业固体废物（ASW ) • 来源：来自农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活等。 • 组成：以粪便和植物秸杆类为主。 • 处理：一般就地综合利用，或作沤肥处理、或作燃料焚化。 • 该类废物在固废污染环境防治法中未单独列出。

35. 1 来源与分类 • 1 . 3 固体废物的排放量工业化国家年平均固体废物排出量以2%-3%的速度增长，统计表明全世界每年产生的工业固体废物量达24.4 亿t （包括危险废物3.4 亿t 在内），其中约有1/5 即近4 亿t 为美国工业所排出，1/7 为日本方面所产生。 城市生活垃圾增长率十分迅速，发达、发展中国家增长速度分别为3.2% 一4.5% 和2%一4.5% 。美国1970 - 1978 年受经济萧条影响，垃圾的增长量不大，仅为2%，但随着经济复苏，增长率很快上升至4% ，在“9.11 事件”前达到5%；目前，欧洲经济共同体国家的垃圾平均增长率为3%，德国为4% 、瑞典为2% ；韩国垃圾增长率达11% 。以全球情况而论，年产垃圾总量在100 亿t 以上，其中美国占1/3 ，日本近10 年平均日产垃圾增加量翻了一番，英国城市垃圾排出量近15 年增加了1 倍。

36. 1 来源与分类 • 我国国民经济和居民生活迅速得到发展和提高。据统计我国每年所产工业固体废物量己达6 亿t ，其中危险废物约占5% 。这些废物除约40%供回收利用外，大都仅作简单的堆置处理或是任意丢弃。目前，估计历年所堆置的固体废物量高达60 亿t ，占用大面积农林业土地。 城市垃圾排出量增长也十分迅速。我国城市垃圾年产量已达1.5 亿t 左右，且以每年约8%的速度增长。由于各项处理设施严重不足，这些城市垃圾约有一半未经任何处理，采用裸露堆填的粗放弃置，占用城市周边土地面积达6 万hm2，导致约有2/3 的城市处于垃圾包围之中，既污染水质、土壤、大气，还将传播疾病，严重影响城市环境质量和可持续发展。

37. 2 危害与污染控制 1、固体废物的污染途径 • SW是潜在污染源，对生态环境和人体健康构成危害 • 是各种污染物的终态，往往浓集众多污染物成分。 • 其中的部分有害成分会转入大气、水体和土攘，参与生态系统的物质循环，具潜在的、长期的危害性。 • 污染途径 • 露天存放或处理处置不当时，ISW 所含化学成分能形成化学物质型污染（见图）； • 人畜粪便和生活垃圾是各种病源微生物的滋生地和繁殖场所，能形成病原体型污染（见图）

38. 2 危害与污染控制 固体废物的污染途径包括：1）化学型污染

39. 2 危害与污染控制 • 2）病原体型污染

40. 2 危害与污染控制 固体废物的污染

41. 2 危害与污染控制 固体废物污染危害：1）对土壤环境的影响固体废物任意露天堆放，必将占用大量的土地，破坏地貌和植被。据估算，每堆积1万t渣约占地1亩。 固体废物中有害物质改变土壤的性质和结构，并对土壤中的微生物产生影响，能杀灭土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。 固体废物中的有害物质进入土壤后，还可能在土壤中发生积累。我国西南某市郊因农田长期施用垃圾，土壤中的汞浓度已超过本底8倍，铜、铅分别增加87%和55% ，对作物的生长等带来危害。来自大气层核爆炸实验产生的散落物，以及来自工业或科研单位的放射性固体废物，也能在土壤中积累，并被植物吸收，进而通过食物进入人体。

42. 2 危害与污染控制 破坏土壤、生态

43. 2 危害与污染控制 2）对大气环境的影响 堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。据研究表明：当风力在4 级以上时，在粉煤灰或尾矿堆表层的Φ=1-1.5 cm以上的粉末将出现剥离，其飘扬的高度可达20 – 50 m 以上，在风季期间可使平均视程降低30%-70%。而且堆积的废物中某些物质的分解和化学反应，可以不同程度上产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染。例如煤矸石自燃会散发大量的二氧化硫。辽宁、山东、江苏三省的112 座矸石堆中，自燃起火的有42 座。美国有3 / 4 的垃圾堆散发臭气造成大气污染。

44. 2 危害与污染控制

45. 2 危害与污染控制 • 3 ）对水环境的影响 在世界范围内，有不少国家直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋。应当指出，这是有违国际公约、理应严加管制的。固体废物随天然降水或地表径流进入河流，湖泊，或随风飘迁落入河流、湖泊、污染地面水，并随渗滤液渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染；废渣直接排入河流，湖泊或海洋，能造成更大的水体污染。 即使无害的固体废物排入河流、湖泊，也会造成河床淤塞，水面减小，水体污染，甚至导致水利工程设施的效益减少或废弃。我国沿河流、湖泊、海岸建立的许多企业，每年向附近水域排放大量灰渣。仅燃煤电厂每年向长江、黄河等水系排放灰渣就达500万吨以上。

46. 2 危害与污染控制

47. 2 危害与污染控制 4）造成巨大的经济损失和资源、能源的浪费 5）影响环境卫生和危害人体健康

48. 2 危害与污染控制 与废水废气不同，固废往往是许多污染成分的终极状态。 例如： • 废气中的飘尘等有害质可富集成为废（灰）渣； • 废水中的有害物质或悬浮物等可分离成为污泥或残渣； • 含重金属的固废焚烧处理后，有害金属可浓缩于灰烬中。 • 这些“终态” 物质中的有害成分又能转入大气、水体和土壤，成为其污染的“源头”。 控制源头，处理好终态物是SW污染控制的关键。 因此SW的污染控制可从以下方面入手 ： ① 最大限度减少SW 产生；② 综合利用废物资源；③ 对SW 污染进行治理。

49. 2 危害与污染控制 准入，消费观念，改进设计、环评、采用精料，延长使用寿命 少产生或不产生 污染控制措施 进行 无害 化处 理与 处置 进行 综合 利用 或 回收 利用 固废 消毒 稳定化 填埋 焚烧 固化处理 循环利用、翻新逆向物流、综合利用

50. 2 危害与污染控制 污染控制措施 设 备 过程 控制 管理 员工 技术工艺 原料 能源 产品(包括副产品和中间产品) 生产过程 废弃物 循环回用 排放 何为清洁生产？