《固体废物处理与处置》教案

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《固体废物处理与处置》教案

课程名称及代码：固体废物处理与处置、13130105

课 程 英文名称 ：Solid Waste Treatment and Disposal

课 程 所属单位： 化学与环境工程学院 环境工程教研室

课 程 面向专业：环境工程本科专业

教 师 姓 名：梅运军

教 师 职 称：讲师

所用教材：《固体废物处理与处置》 宁平 主编

本课程总学时数：60 本学期总学时数：60

讲 课：54 课 程 设 计：6

课 程 性 质：专业必修课

武汉工业学院化学与环境工程学院 .

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一、 课程性质与目的

本课程是专业课，是环境工程专业主要课程之一。主要讲授固体废物的来源、分类及综合处理系统等基本知识；并以城市垃圾为中心讲述固体废物的收集、清运、处理以及处置；各种处理和处置方法以及设备。固体废物的处理及其资源化是本课程的重点。通过课堂教学使学生掌握必要的理论基础知识，同时培养学生参与工程设计的实践能力。

二、 课程教学内容与要求

第一章 绪论

了解固体废物的来源、分类、污染控制、处理利用方法分类、管理及相关技术政策。

第二章 固体废物的收集、贮存及清运

本章要求了解固体废物主流城市的分类、特性，进一步熟悉城市垃圾的收集，运输工艺，对收运系统有初步的认识。

第三章 固体废物的预处理

本章要求了解固体废物的预处理（压实、破碎、分选、固体废物的脱水）的目的和使用场合，掌握各类预处理方法的原理及工艺，熟悉常用设备的主要技术性能。

第四章 固体废物的物化处理

本章主要要求了解浮选、浸出、固体废物的稳定化/固化处理的基本原理，工艺及设备要求。

第五章 固体废物的生物处理

本章要求掌握好氧堆肥的原理、工艺、设备及评价指标；厌氧消化（沼气）的原理、工艺、设备等；微生物浸出机理、工艺及其他生物处理技术。

第六章 固体废物的热处理

本章要求掌握焚烧的原理、工艺及设备；热解的原理、工艺及设备；固体废物的其他热处理方法等。

第七章 固体废物的资源化与综合利用

掌握固体废物资源化的概念、资源化系统及系统技术；了解工业、矿业以及农林、城市生活垃圾的综合利用途径及方法。

第八章 固体废物的填埋处置

了解固体废物最终处理的概念，了解各类废物的处置方法；掌握卫生填埋的原理、技术及主要方法。

第九章 危险废物及放射性固体废物的管理

了解危险废物及放射性废物的管理办法、危险废物的处理技术及基本要求。

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第一章 绪论

第一节：固体废物的来源于分类

教学目标:

1.了解固体废物的来源和分类

2.掌握固体废物的污染及其控制

3.熟悉固体废物的处理处置方法

4.理解并掌握控制固体废物污染技术政策

教学重点：固体废物的来源和分类

教学难点：控制固体废物污染技术政策

学时安排：2学时

1、固体废物的概念：指在生产、生活和其他活动中产生的丧失了原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、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》，2005年。）对红色部分进行进一步的阐释。

固体废物处理(treatment of solid wastes)。通过物理、化学、生物等不同方法，使固体废物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程。固体废物的物理处理包括破碎、分选、沉淀、过滤、离心等处理方式，其化学处理包括焚烧、焙烧、浸出等处理方法，生物处理包括好氧和厌氧分解等处理方式。

固体废物处置(disposal of soild wastes)。是指最终处置或安全处置，是解决固体废物的归宿问题，如堆置、填埋、海洋投弃等。

§1固体废物的来源和分类

一.固体废物的来源

二.固体废物的排量

参照国家环保总局每年的环境质量公报。

三.固体废物的分类 .

. 按组成分为有机废物和无机废物；按形态分为固体和泥状；按来源可以分为工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物；按其危害程度可分为有害废物和一般废物。

就其来源简单分析。

（一）工业固体废物

指工业生产过程中和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等。

1.冶金固体废物 2.燃料灰渣 3.化学工业固体废物 4.石油工业固体废物 5.粮食、食品工业固体废物 6.其他

（二）矿业固体废物

（三）城市固体废物

指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废物，一般分为：

1.生活垃圾 2.城建渣土 3.商业固体废物 4.粪便

（四）农业固体废物

（五）放射性固体废物

核燃料生产、加工，同位素的应用，核电站，核研究机构，医疗单位，放射性废物处理。

（六）有害固体废物

§2固体废物的污染及其控制

一.固体废物的污染途径

二.固体废物污染的危害

（一）侵占土地（参见国家环保总局网页）（二）污染土壤

（三）污染水体（四）污染大气（五）影响环境卫生

三.固体废物污染控制

主要从两个方面着手，一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。

（一）改革生产工艺

1.采用无废或少废技术 2.采用精料 3.提高产品质量和使用寿命，不使过快的变成废物。 .

. （二）发展物质循环利用工艺

（三）进行综合利用

§3控制固体废物污染技术政策（无害化、资源化、减量化）

一、我国控制固体废物污染技术政策的产生

我国固体废物污染控制工作起始于20世纪80年代初期，起步较晚，在短期内还不可能在较大的范围内实现“资源化”。因此，我国于20世纪80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定今后较长—段时间内应以“无害化”为主。

本章习题与思考

1、名词解释： 固体废物、三化、清洁生产

2、如何区分固体废物、废水和废气？

3、清洁生产与固体废物污染控制有何关系？

4、如何理解固体废物是放错了位置的资源？

5、思考固体废物的综合利用与可持续性发展的相互关系。

第二章 固体废物的收集、贮存及清运

教学目标:

1.掌握城市生活垃圾的收集及清运

2.熟练掌握城市垃圾中转站的设置

3.了解危险废物的收集、贮存及清运

教学重点：城市垃圾的收集、运输

教学难点：城市垃圾的收集、运输

学时安排：8学时

§1固体废物的收集与清运

工业固体废物处理的原则是“谁污染，谁治理”。

城市垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常包括三个阶段，构成一个收运系统。第一阶段是搬运与贮存；第二阶段是收集和清除；第三阶段为转运，特指垃圾的远途运输到处置场。

这—阶段是收运管理系统中最复杂的，耗资也最大。清运效率和费用的高低，主要取决下列因素：①清运操作方式；②收集清运车辆数量、装载量及机械化装卸程度；③清运次数、时间及劳动定员；④清运路线。

§2 城市生活垃圾转运站的设置

一.清运操作方法

清运操作方法分移动式和固定式两种。

(一)移动容器操作方法

移动容器操作方法是指将某集装点装满的垃圾连容器一起运往中转站或处理处置场，卸空后再将空容器送回原处(一般法)或下一个集装点(修改法)，其收集过程示意见图。

1.操作计算 .

. 收集成本的高低，主要取决于收集时间长短，因此对收集操作过程的不同单元时间进行分析，可以建立设计数据和关系式，求出某区域垃圾收集耗费的人力和物力，从而计算收集成本。可以将收集操作过程分为四个基本用时，即集装时间、运输时间、卸车时间和非收集时间(其他用时)。

（1）集装时间(Phcs) 对常规法，每次行程集装时间包括容器点之间行驶时间，满容器装车时间，及卸空容器放回原处时间三部分。用公式表示为：

Phcs=tpc+tuc+tdbc

式中Phcs为每次行程集装时间，h/次；tpc为满容器装车时间，h/次；tuc为空容器放回原处时间，h/次；tdbc为容器间行驶时间，h/次。

如果容器行驶时间已知，可用下面运输时间公式估算。

(2)运输时间(h) 运输时间指收集车从集装点行驶至终点所需时间，加上离开终点驶回原处或下一个集装点的时间，不包括停在终点的时间。当装车和卸车时间相对恒定时．则运输时间取决于运输距离和速度。从大量的不同收集车的运输数据分析，发现运输时间可以用下式近似表示：

h=a+bx

式中，h为运输时间，h／次；a为经验常数，h／次；b为经验常数，h／km；x为往返运输距离，km／次。

(3)卸车时间 专指垃圾收集车在终点(转运站或处理处置场)逗留时间，包括卸车及等待卸车时间。每一行程卸车时间用符号S(h／次)表示。

(4)非收集时间 非收集时间指在收集操作全过程中非生产性活动所花费的时间。常用符号ω(％)表示非收集时间占总时间百分数。

因此，一次收集清运操作行程所需时间(Thcs)可用下式表示：

Thcs=(Phcs+S+h)/(1-ω)

也可以用下式表示：

Thcs=(Phcs+S+ a+bx)/(1-ω)

当求出Thcs后，则每日每辆收集车的行程次数用下式求出：

Nd＝H/Thcs

式中，Nd为每天行程次数，次／d；H为每天工作时数，h／d；其余符号同前。 .

. 每周所需收集的行程次数，即行程数可根据收集范围的垃圾清除量和容器平均容量，用下式求出：

Nw＝Vw/(cf)

式中，Nw为每周收集次数，即行程数，次／周(若计算值带小数时，需进值到整数值)；Vw为每周清运垃圾产量，m3/周；f为容器平均容量，m3/次；f为容器平均充填系数。由此，每周所需作业时间Dw(d／周)为：

Dw=NwThcs

应用上述公式，即可计算出移动容器收集操作条件下的工作时间和收集次数，编制作业计划。

2．计算实例

某住宅区生活垃圾量约280m3／周，拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为8m3／次，容器利用系数为0.67，采用八小时工作制。试求为及时清运该住宅垃圾，每周需出动清运多少次?累计工作多少小时?经调查已知：平均运输时间为0.512h／次，容器装车时间为0.033h／次；容器放回原处时间0.033h/次，卸车时间0.022h/次；非生产时间占全部工时25％。

解：按公式Phcs=tpc+tuc+tdbc＝（0.033＋0.033＋0）h/次＝0.066 h/次

清运一次所需时间，按公式Thcs=(Phcs+S+h)/(1-ω)＝[(0.066+0.512+0.022)/(1-0.25)] h/次=0.80 h/次

清运车每日进行的集运次数，按公式Nd＝H/Thcs=(8/0.8)次/d=10次/d

根据清运车的集装能力和垃圾量，按公式Nw＝Vw/(cf)＝[280/(8×0.67)]次/周＝53次/周

每周所需要的工作时间为：Dw＝NwThcs＝（53×0.8）h/周＝42.4 h/周

(二)固定容器收集操作法

固定容器收集操作法是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾，容器倒空后固定在原地不

动，车装满后运往转运站或处理处置场。固定容器收集法的一次行程中，装车时间是关键因素。因为装车有机械操作和人工操作之分，故计算方法也略有不同。固定容器收集过程参见下图。