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1、第三章固體廢物的預(yù)處理學(xué)習(xí)要求:(1)了解固體廢物的預(yù)處理(壓實(shí)、破碎、分選、脫水)的目的和使用場合;(2)掌握各類預(yù)處理方法的原理及工藝;(3)熟悉常用設(shè)備的主要技術(shù)性能。固體廢物的預(yù)處理1、概念:固體廢物的預(yù)處理是以機(jī)械處理為主涉及廢物中某些組分的簡易分離與濃集的廢物處理方法。2、預(yù)處理技術(shù)主要有壓實(shí)、破碎、分選和脫水等。3、預(yù)處理的目的:為固體廢物后續(xù)的“三化”處理與處置操作提供條件。4、預(yù)處理的作用:(1)以填埋為主的廢物(壓實(shí):降低廢物的體積,減少運(yùn)輸量和運(yùn)輸費(fèi)用,提高填埋場的利用效率)。(2)以焚燒或堆肥為主的廢物(破碎:不需要壓實(shí)處理,破碎、分選使物料粒度均勻、大小適
2、宜,有利于提高焚燒和堆肥化效率)。(3)廢物的資源綜合利用(破碎和分選:實(shí)現(xiàn)不同物料分別回收利用)第一節(jié)固體廢物的壓實(shí)一、壓實(shí)的概念、目的及適用對(duì)象1、概念:固體廢物的壓實(shí)也稱壓縮,指用機(jī)械方法增加固體廢物聚集程度,增大容重和減少固體廢物表觀體積,提高運(yùn)輸與管理效率的一種操作技術(shù)。2、壓實(shí)目的增大容重、減少固體廢物體積以便于裝卸和運(yùn)輸,降低運(yùn)輸成本。制取高密度惰性塊料,便于貯存、填埋或作為建筑材料使用。3、適用對(duì)象:壓實(shí)技術(shù)適用于壓縮性能大而回復(fù)性能小的固體廢物;不適用于某些較密實(shí)的固體和彈性廢物。當(dāng)對(duì)固體廢物實(shí)施壓實(shí)操作時(shí):隨著壓力↑,空隙體積↓,表觀體積也隨之↓,而容重↑。固體
3、廢物經(jīng)過壓實(shí)處理后體積減少的程度叫壓縮比R:R=Vm前Vm后以城市生活垃圾為例,壓實(shí)前容重通常在0.1~0.6t/m3范圍,經(jīng)過一般機(jī)械壓實(shí)后,容重可提高到1t/m3左右。如果通過高壓壓縮,垃圾容重可達(dá)1.125~1.38t/m3,體積則可減少為原來體積的1/3~1/10。固體廢物填埋前常需進(jìn)行壓實(shí)處理,尤其對(duì)松散型廢物或中空性廢物事先壓碎更顯必要。壓實(shí)操作的具體壓力大小可根據(jù)處理廢物的物理性質(zhì)(如易壓縮性、脆性等)而定。一般開始階段,隨壓力增加,物料容重較迅速增加,以后這種變化會(huì)逐漸減弱,且有一定限度。即使增加外壓,并不能使廢物容重?zé)o限增大(這是由于壓實(shí)后垃圾會(huì)產(chǎn)生反彈力,類似于
4、分子距離太近會(huì)使斥力大大增加的道理)。實(shí)踐證明,未經(jīng)破碎的原狀城市垃圾,壓實(shí)容重極限值約為1.1t/m3。比較經(jīng)濟(jì)的方法是先破碎再壓實(shí),可提高壓實(shí)效率,即用較小的壓力取得相同的增加容重效果。固體廢物經(jīng)壓實(shí)處理,增加容重,減少體積后,可以提高收集容器與運(yùn)輸工具的裝載效率,在填埋處置時(shí)可提高場地的利用率。三、固體廢物壓實(shí)程度的度量為判斷壓實(shí)效果,比較壓實(shí)技術(shù)與壓實(shí)設(shè)備的效率,常用空隙比與空隙率、濕密度與干密度、體積減少百分比、壓縮比與壓縮倍數(shù)等指標(biāo)來表示固體廢物的壓實(shí)程度。1、空隙比與空隙率(1)空隙比固體廢物可設(shè)想為由不同顆粒與顆粒之間的空隙共同構(gòu)成的集合體。由于固體顆粒本身空隙較大
5、,而且許多固體物料有吸收能力和表面吸附能力,因此,廢物中水分主要都存在于固體顆粒中,而不存在空隙中,不占據(jù)體積。故固體廢物的總體積(Vm)就等于包括水分在內(nèi)的固體顆粒體積(Vs)與空隙體積(Vv)之和。即:Vm=Vs+Vv(3-1)則廢物的空隙比(e)可定義為:e=Vv/Vs(3-2)(2)空隙率空隙率比空隙比更常用,空隙率(ε)可定義為:ε=Vv/Vm(3-3)空隙比或空隙率越低,則表明壓實(shí)程度越高,相應(yīng)的容重越大。順便指出空隙率大小對(duì)堆肥化工藝供氧、透氣性及焚燒過程物料與空氣接觸效率也是重要的評(píng)價(jià)參數(shù)。2、濕密度與干密度如果忽略空隙中的氣體質(zhì)量,固體廢物的總質(zhì)量(mm)就等于固
6、體物質(zhì)質(zhì)量(ms)與水份質(zhì)量(mw)之和,即:mm=ms+mw固體廢物的濕密度:ρw=mm/Vm干密度:ρd=ms/Vm實(shí)際上,廢物收運(yùn)及處理過程中測定的物料質(zhì)量常都包括水分,故一般容重均是濕密度。壓實(shí)前后固體廢物密度值及其變化率不大,是度量壓實(shí)效果的重要參數(shù),也容易測定,故比較實(shí)用。(2)濕密度與干密度如果忽略空隙中的氣體質(zhì)量,固體廢物的總質(zhì)量(Wm)就等于固體物質(zhì)質(zhì)量(Ws)與水份質(zhì)量(Ww)之和,即:Wm=Ws+Ww固體廢物的濕密度:ρw=Wm/Vm干密度:ρd=Ws/Vm實(shí)際上,廢物收運(yùn),及處理過程中測定的物料質(zhì)量常都包括水分,故一般容重均是濕密度。壓實(shí)前后固體廢物密度值及
7、其變化率不大,是度量壓實(shí)效果的重要參數(shù),也容易測定,故比較實(shí)用。(3)體積減少百分比體積減少百分比(R)用下式表示:R=[(Vi-Vf)/Vi]×100%(3-4)式中,R為體積減少百分比,%;Vi為壓實(shí)前廢物的體積,m3;Vf為壓實(shí)前廢物的體積,m3。(4)壓縮比與壓縮倍數(shù)a、壓縮比壓縮比(r)可定義為:r=Vf/Vi(r≤1)(3-5)顯然,r越小,說明壓實(shí)效果越好。b、壓縮倍數(shù)壓縮倍數(shù)(n)可定義為:n=Vi/Vf(n≥1)(3-6)n與r互為倒數(shù),顯然n越大,