揭秘4大类固体废物处理技术(流程、模式大对比)

日期: 2024-08-28 14:07:12|浏览: 74|编号: 91343

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揭秘4大类固体废物处理技术(流程、模式大对比)

众所周知,传统的固废处理技术主要有:垃圾焚烧、高温堆肥、卫生填埋、固废热解等。下面我们将详细分析这四种处理技术的流程和模式:

1. 垃圾焚烧

垃圾焚烧是一种通过燃烧垃圾中的有机物来减少垃圾体积的垃圾处理方法。焚烧和其他高温垃圾处理系统被称为“热处理”。

垃圾焚烧后会转化为灰烬、废气和热量。灰烬主要由垃圾中的无机材料组成,通常以废气中的固体和颗粒形式存在。在废气排放到大气中之前,需要去除气体和颗粒等污染物。剩余的残渣被送往垃圾填埋场。在某些情况下,焚烧产生的热量可用于发电。

垃圾焚烧是一种古老的传统垃圾处理方法,近代许多国家都建设了焚烧炉,垃圾焚烧已成为城市垃圾处理的主要方式之一。

焚烧是将废物转化为能源的技术之一,其他技术包括气化、等离子弧气化、热解和厌氧消化。焚烧可将废物的原始质量减少 80% 至 85%,体积减少 95% 至 96%(废物已在垃圾车中压缩),具体取决于可回收材料的成分及其回收程度,例如灰烬中是否存在可回收金属。

垃圾车通常使用内置压缩机来减少垃圾的体积,然后再将其运送到焚烧炉。或者,未经压缩的垃圾可以在垃圾填埋场进行压缩,从而减少其体积近 70%。

许多国家在垃圾填埋场往往只进行简单的垃圾压缩处理。此外,垃圾焚烧在处理某些类型的垃圾,如医疗废物和一些危险废物方面具有很大的优势,因为焚烧过程的高温可以破坏垃圾中的病原体和毒素。

综上所述:垃圾焚烧减量效果最好,但存在燃烧产生污染物的环境风险。

生活垃圾焚烧处理常见工艺

1. 垃圾接收

生活垃圾从服务区收集后,由封闭式垃圾车运输至垃圾焚烧发电厂,经称重后由运输车运至主厂房卸料大厅,通过卸料平台卸入垃圾储坑。

2. 垃圾储存及进料

为了提高入炉物料的燃烧稳定性,垃圾储坑内物料一般放置5~7天,并用垃圾吊车将垃圾松散,使垃圾成分更加均匀。同时通过发酵过滤出部分垃圾渗滤液,以提高入炉物料的热值。储坑内垃圾物料最终由垃圾抓斗及吊车投入炉体上方的垃圾斗内。

3. 渗滤液收集及处理

垃圾储坑底部外侧安装有渗滤液收集池及输送泵,过滤后的垃圾渗滤液进入渗滤液收集池暂存,一部分回用于垃圾箱内喷淋抑尘,其余部分经预处理后排入市政污水管网,并输送至城市污水处理厂集中处理(如无市政污水厂,则需送至垃圾焚烧厂进一步处理,方可达到排放标准)。

4. 垃圾焚烧

垃圾料斗中的物料由推炉装置送入焚烧炉,垃圾物料在炉内依次经过炉排的干燥段、燃烧段、燃尽段,使垃圾得到充分燃烧。为使垃圾焚烧过程中产生的二恶英充分分解,炉膛设计使燃烧烟气在850℃以上温度区停留时间大于2秒。为降低焚烧烟气中NOx的排放浓度,在炉膛上方安装SNCR系统,向炉膛内喷入氨还原剂与NOx发生反应,达到脱除NOx的目的。炉膛内垃圾燃烧所需的空气分为一次风和二次风供气,一次风由一次风机直接从垃圾储坑抽出,维持垃圾储坑及卸料厅的负压状态。一次空气经预热后从炉膛底部通入焚烧炉进行辅助燃烧,同时将一次空气中夹带的恶臭气体进行燃烧分解,再从炉膛上部通入二次空气进行辅助燃烧。

5.余热利用

垃圾焚烧产生的高温烟气从炉膛出来后进入余热锅炉,在余热锅炉中发生热交换,余热锅炉吸收热量产生过热蒸汽,输送到汽轮机发电。

6.烟气处理

垃圾焚烧炉内喷入还原剂氨水来控制烟气中的NOX浓度。从余热锅炉排出的烟气从半干法脱酸反应塔顶部切向进入,碱性吸收剂以液滴的形式从旋转雾化器高速喷出,使得烟气中的大部分酸性气体(如HCL、SO2等)被碱溶液吸收除去,同时烟气的余热使浆液中的水分蒸发,反应生成物以干固体形式排出。从反应塔出来的烟气进入后续烟道,烟道内设有活性炭喷入系统,可喷入活性炭来吸收烟气中的二恶英及重金属;之后烟气进入袋式除尘器,滤袋将前端的反应物和烟气中的烟气颗粒物截留;来自布袋除尘器的烟气进入洗涤器,通过氢氧化钠溶液喷淋进一步去除烟气中的HCL、SOX等酸性气体;来自洗涤器的烟气经加热后进入SCR反应器,进一步去除烟气中的NOX浓度;来自SCR反应器的烟气由引风机引至烟囱高空排放。在引风机后方烟管内安装有烟气在线监测仪器,实时监测烟气排放浓度是否达到设计排放限值要求。在线监测设备系统与项目环保部门联网,环保部门实施实时监控。

7.炉渣处理

炉膛燃烧段下方安装有除渣机,生活垃圾充分燃烧后剩下的少量不燃残渣通过除渣机送至渣池,再由渣车运至主管部门指定地点综合利用。

8.粉煤灰处理

从半干法脱酸反应塔排出的反应产物及滞留在袋式除尘器表面的颗粒物经除灰系统收集进入飞灰储料仓,再进入飞灰稳定化车间进行稳定化处理,达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(-2008)要求后送至配套的应急填埋场处置。

2. 高温堆肥

高温堆肥是将人粪、畜粪、秸秆等堆积起来,使细菌​​、真菌大量繁殖。细菌、真菌能分解有机物,释放能量,形成高温。高温堆肥是生产农家肥的重要途径。高温堆肥时产生的高温,还能杀死各种病原菌和虫卵。

高温堆肥适用于可生物降解有机物含量大于40%的废弃物。堆肥是利用自然界中广泛存在的微生物的氧化分解能力,在一定的温度、湿度和pH条件下,以可控的方式促使固体废弃物中的可降解有机物发生生化降解,形成稳定的腐殖质的生物化学过程。产生的堆肥是一种优质的土壤改良剂。

高温堆肥又可分为一般堆肥和高温堆肥两种,前者发酵温度较低,后者前期发酵温度较高,后期一般采用压实措施。高温堆肥对促进作物茎秆、人畜粪尿、杂草、垃圾污泥等堆积物的分解,杀死其中的病原菌、虫卵、杂草种子等,有一定的作用。

高温堆肥可采用半坑堆肥和地面堆肥两种方式,前者坑深1m左右,后者不需建坑。二者均需有通风沟,以利于好氧微生物的生活。二者均需在堆肥前铺一层作物秸秆,再铺一层人畜粪尿和适量石灰水(碱性土壤地区不需铺石灰水),然后再铺一层土。一般在56℃以上发酵5~6天,50℃~60℃高温发酵10天。若堆肥温度突然下降,应及时加水。当堆肥温度降至40℃以下时,高温堆肥中大部分有机质会形成腐殖质。

目前,堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工工业废弃物等。目前,堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工工业废弃物等。但堆肥处理存在有机质分解困难、难以彻底量化、堆肥时间长、占地面积大、有机肥肥效差等问题。在生活垃圾处理总量中,堆肥处理约占10%~20%,近年来其比重明显下降。

综上所述,垃圾高温堆肥可以实现资源化利用,但堆肥效率低、周期长。

3.卫生填埋

卫生填埋是指通过防渗、整平、压实、覆盖等措施处理城市生活垃圾,处理气体、渗滤液、苍蝇、昆虫等的方法。该方法采用底层防渗,垃圾分层填埋,压实后上层覆土,使垃圾在厌氧条件下发酵,实现无害化处理的一种方法。

卫生填埋是垃圾不可缺少的最终处置方法,也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。

科学合理地选择卫生填埋场址,有利于减少卫生填埋场对环境的影响。场址自然条件符合标准要求的,可采用自然防渗方法,不具备自然防渗条件的,应采用人工防渗技术措施。场址内应实行雨污分流,减少运营期渗水产生量,并设置渗水收集系统,将处理后的垃圾渗水排入城镇污水处理系统。不具备排水条件的,应单独建设处理设施,达标排放后方可排入水体。渗水还可回流,减少处理量,减轻处理负荷,加速卫生填埋场的稳定化。设置填埋气排水系统,采取工程措施,防止填埋气侧向迁移引起安全事故。尽量回收利用填埋气,对难以回收、无利用价值的,可处理后外排。填埋时实行单元分层作业,做好压实覆盖工作。填埋终止后,应封闭场地并恢复生态环境,继续对渗漏水和填埋气体进行导排处理。

卫生填埋技术始于20世纪60年代,是在传统堆填基础上,为了保护环境而发展起来的一项工程技术。卫生填埋处理量大,成本低,但占用土地,选址困难。直接产生的填埋气主要成分为甲烷,易发生爆炸等危险。目前,大多数垃圾填埋厂将填埋气全部排放,不仅增加了温室气体排放,而且浪费能源。

4. 固体废物热解

固废热解是指可燃固体废物在厌氧或缺氧条件下,在高温下进行化学分解,最终转化为可燃气体、油类和固体碳的过程。它是将含有机可燃物质的固体废物置于完全无氧的环境中,经过加热,使固体废物中有机物的化学键断裂,生成小分子(气态和液态)和固体残留物的过程。

固体废物热解利用有机物对热的不稳定性,在无氧或缺氧条件下利用热量分解固体废物。热解是与焚烧完全不同的过程。焚烧是放热的,而热解是吸热的。焚烧的产物主要是二氧化碳和水,而热解的产物主要是可燃的低分子化合物:气态的是氢气、甲烷、一氧化碳,液态的是甲醇、丙酮、乙酸、乙醛等有机物以及焦油、溶剂油等,固态的主要是焦炭或炭黑。焚烧产生的热能可用于发电,少量只能用于给水加热或产生蒸汽就近使用。热解的产物是燃料油和燃料气,便于储存和长距离运输。

热解原理应用于工业生产早已有之,木材、煤的干馏、重油的裂解生产各种燃料油等早已为人们所知,但将热解原理应用于固体废弃物制造燃料则只是近几十年的事,国外利用热解处理固体废弃物已达到工业规模,虽然还存在一些问题,但实践表明这是一种很有前途的固体废弃物处理方法。

热解过程因加热方式、产品状态、热解炉结构等的不同而有所差异:

1、按加热方式可分为内加热和外加热。外加热是从外部供给热解所需的能量。内加热是供给适量的空气,使可燃物部分燃烧,提供热解所需的热能。外加热的效率较低,不如内加热,所以内加热更常用。

2、根据热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行,热分解过程可分为单塔式和双塔式。

3、根据热解过程中是否产生炉渣,可分为成渣型和非成渣型。

4、按热解产物状态可分为气化、液化和碳化。

5、按热解炉结构形式,热解分为固定层式、移动层式或旋转式。

由于选择方法不同,形成许多不同的热解过程和热解产物。

一般来说,热解法适用于城市固体废物、污泥、塑料、橡胶等工业废弃物等。热解法的优点是产生的废气少,可以处理不适合焚烧和填埋的难处理物质,可以将其转化为有价值的能源,减少焚烧造成的二次污染和需要填埋的废物量。热解处理的缺点是技术复杂,投资巨大。

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