第七章固体废弃物处理与资源化利用
第一节固体废弃物概述
固体废弃物（简称废弃物）是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质，或者是提取目的成分后弃之不用的剩余物质。主要包括工业废弃物和生活废弃物。
一、 固体废弃物的来源和分类
1.固体废物的来源
固体废物来自人类生产和生活过程中的很多环节。
2．固体废物的分类和主要理化性质
固体废弃物分类方法很多，按组成可分为有机废物和无机废物；按形态可分为固体（块粒、粒状和粉状）和泥状（污泥）等废物；按来源可分为工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物；按其危害状况可分为有害废物和一般废弃物。但较多以来源进行分类。
1. 产业固体废弃物产业固体废弃物是工农业生产企业在生产过程中未被利用的副产物，分为以下两类：
① 工业独体废弃物是指工业生产过程和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等
② 农林固体废弃物农林牧副渔各项活动中丢弃的固体废物，主要成分是秸秆、树枝、树叶等，以及动物尸体和骨髓，工业化畜禽场产生的大量粪便废物。
2. 生活消费固体废弃物是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废弃物。
3. 有害固体废弃物和放射性固体废弃物有害固体废弃物，国际上称之为危险固体废物。这类废物具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性，因而可能对人类的生活环境产生危害。
我国目前将固体废弃物分为四大类：城市生活垃圾、一般工业固体废弃物、有害固体废弃物和其他。其中反射性固体废弃物和有害的固体废物不属于一般的工业固体废物，属于专门管理类型。
二、 固体废弃物污染环境的特点
1. 废弃物的污染途径
由于固体废弃物来源途径不同，所含的有害有毒成分以及病原微生物类型以不同，由此其污染途径也是不同的。一是工矿企业固体废物所含化学成分形成的化学物质性污染；二是人畜粪便和生活垃圾成为各种病原微生物的孽生地和繁殖场，对环境构成病原体型污染。
《固体废物处理与处置》课程笔记
第一章：固体废弃物概论
一、固体废物的定义与概念
1. 定义：固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或被抛弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、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。
2. 概念区分：
- 废物：指失去使用价值或不再使用的物品。
- 污染物：指对环境或人体健康产生有害影响的物质。
- 固体废物：特指固态、半固态和置于容器中的气态废物。
二、固体废物的分类
1. 按来源分类：
- 工业固体废物：来源于工业生产过程中的废料、废渣、废液等。
- 农业固体废物：包括农作物秸秆、动物粪便、农业加工废弃物等。
- 生活固体废物：又称城市生活垃圾，包括居民生活产生的厨余垃圾、塑料、纸张、玻璃等。
- 危险固体废物：具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性等特性，对人体和环境有害的废物。
2. 按性质分类：
- 有机废物：如食物残渣、植物秸秆、纸张等。
- 无机废物：如金属、玻璃、陶瓷等。
- 生物性废物：如医疗废物、动物尸体等。
- 化学性废物：如农药、化工产品废弃物等。
三、固体废物的特性
1. 有害性：固体废物中可能含有重金属、有机污染物、病原体等有害成分。
2. 不稳定性：固体废物在储存、运输、处理过程中可能发生物理、化学变化。
3. 传染性：部分固体废物，如医疗废物，可能携带病原体，具有传染疾病的风险。
4. 难降解性：固体废物在自然环境中难以分解，可能长期存在于土壤和水体中。
5. 积累性：固体废物在环境中不断积累，可能导致资源浪费和环境污染。
四、固体废物对环境的影响
1. 土壤污染：固体废物中的有害成分可通过渗透、淋溶等途径进入土壤，影响土壤结构和肥力。
2. 水体污染：固体废物中的有害成分可通过地表径流、渗滤液等途径污染水体，危害水生生态系统。
1
《固体废物处理与资源化》课后习题答案
第一章 绪论
1.简述生活垃圾特性和组分，对比生活垃圾各种处理处置方法的优缺点。
生活垃圾特性：高水、高杂、低质、低热值；主要成分是厨余、塑料、纸张等；含有大量病原菌；易产生氨气和硫化氢等恶臭气体。
生活垃圾组分：可分为厨余类、纸类、橡塑类、纺织类、木竹类、灰土类、砖瓦陶瓷类、玻璃类、金属类、其他以及混合类。
生活垃圾各种处理处置方法优缺点：如表1。
表1 生活垃圾处理处置方法优缺点对比
方法 卫生填埋 好氧堆肥 炉排焚烧发电
优点 处理量大，运行成本低，技术成熟可靠；最终消除了其他处理方法的残留；在大型填埋场生产的沼气具有一定利用价值 处理工艺先进，无害化程度高；产品用途较广，可作土壤改良剂、绿化用土、有机肥、制砖原料等；投资适中，使用年限较长 减量化、无害化程度很高；可综合利用热能；使用期限长；占地面积小
缺点 场地受地理环境和水文地质条件的制约；场地使用寿命受垃圾量影响很大；管理水平较高；对环境影响大 只能处理垃圾中的可降解有机物，对这部分内容有一定要求，操作成本高；产品销售易受市场情况限制 成本高，操作费用高；工艺设备复杂，技术要求严格；垃圾需要达到一定热值
2.描述环境卫生信息化基本原理和具体操作方案。
环境卫生信息化基本原理：建立具有明显的环卫行业业务特点的环卫信息化系统，通过运用计算机等信息技术的方法来提高环卫管理水平，其管理需要通过计算机软件来实现。
以信息化在环卫车辆作业监管中的应用为例，具体操作方案包括以下子系统：
（1）实时监测子系统
适用于清扫车、洗扫车、洒水车、垃圾清运车等环卫作业车辆，实现对车辆实时位置、作业状态、作业轨迹、作业里程、违规情况的监管。
（2）作业过程监控子系统
实现对车辆 GIS位置、速度、方向、启动状况、最近上传的时间等信息的监管，以
2
及查看车辆某段时间内的行驶轨迹，并回放运行轨迹，追溯当时的运行情况。
1 / 15 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 第七章 固体废物的资源化与综合利用 1．高炉矿渣的碱度是如何分类的?其主要化学成分有哪些? 答：（1）高炉矿渣碱度的分类 ①按照冶炼生铁的品种分类 a．铸造生铁矿渣，指冶炼铸造生铁时排出的矿渣； b．炼钢生铁矿渣，指冶炼炼钢时排出的矿渣。 ②按照矿渣的碱度进行分类 高炉矿渣的化学成分中，碱性氧化物与酸性氧化物的质量分数（％）比值，称为高炉矿渣的碱度或碱性率，一般用Mo表示，在冶炼炼钢生铁和铸造生铁中，当炉渣中的Al2O3和MgO含量变化不大时，炉渣碱度用CaO与SiO2的质量分数（％）比值表示，并将其分为三类，碱性矿渣Mo＞1；酸性矿渣Mo＜1；中性矿渣Mo＝1。 （2）高炉矿渣的主要化学成分 高炉矿渣的主要化学成分有SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、Fe2O3等15种以上的化学成分。其中CaO、SiO2、Al2O3占大约90％（质量分数）以上。 2．某黄磷厂生产1t黄磷需磷矿9.339t、焦炭1.551t、硅石1.557t，除得到0.356t副产品磷铁外，还产生了2.824t气体和0.135t粉尘，求黄磷的产渣率。 解：根据计算公式：产渣率=1-产物及废气和粉尘所占的比例， 可知，产渣率的计算如下： 黄磷的产渣率=1-（1+0.356+2.824+0.135）/（9.339+1.551+1.557）×100％=65.33％。 2 / 15 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 所以黄磷的产渣率是65.33％。 3．某厂一台手烧炉，年耗煤300t，煤的灰分为25％，发热量为23028.5KJ／Kg，除尘效率为90％，求全年产生的灰渣量。 解：煤的灰渣量与煤的灰分相关，灰渣量=煤质量×灰分×（1-除尘效率）。 根据相关公式，计算得：灰渣量=300×25％×（1-90％）=7.5t。 所以全年产生的灰渣量是7.5t。 4．钢渣是如何分类的?其主要化学性质是什么?简述钢渣的主要处理工艺。 答：（1）钢渣的分类 ①按炼钢炉型，可分为转炉钢渣、平炉钢渣、电炉钢渣。 ②按生产阶段，可分为电炉渣-氧化渣、还原渣；平炉渣-初期渣、后期渣。 ③按化学性质，可分为碱性渣、酸性渣。 （2）钢渣的主要化学性质 钢渣的主要化学性质包括碱度、活性、稳定性、易磨性。 （3）钢渣的主要处理工艺 ①热泼法 热熔钢渣倒入渣罐后，用车辆运到钢渣热泼车间，利用吊车将渣罐的液态渣分层泼倒在渣床上（或渣坑内），喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却，然后再运至弃渣场。需要加工利用的，则运至钢渣处理间进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理。 ②盘泼水冷（ISC）法 在钢渣车间设置高架泼渣盘，利用吊车将渣罐内液态钢渣泼在渣盘内。渣层一般为30～ 3 / 15 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 120mm厚，然后喷以适量的水促使急冷破裂。再将渣运卸至水池内进一步降温冷却。钢渣粒度一般为5～100mm，最后送至钢渣处理车间，进行磁选、破碎、筛分、精加工。 ③水淬法 热熔钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，使熔渣粒化。由于钢渣比高炉矿渣碱度高、黏度大，其水淬难度也大。为防止爆炸，有的采用渣罐打孔在水渣沟水淬的方法，并通过渣罐孔径限制最大渣流量。 ④风淬法 渣罐接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣罐，熔渣经过中间罐流出，被一种特殊喷嘴喷出的空气吹散，破碎成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并捕集渣粒。经过风淬而成微粒的转炉渣，可用作建筑材料。 ⑤粉化处理 由于钢渣中含有未化合的fCaO，用压力0.2～0.3MPa，100℃的蒸汽处理转炉钢渣时，其体积增加23％～87％，小于0.3mm的钢渣粉化率达50％～80％。在钢渣主要矿相组成基本不变的情况下，消除了fCaO，提高了钢渣的稳定性。此种处理工艺可显著减少钢渣破碎加工量并减少设备磨损。 5．钢渣主要有哪些用途?使用过程中存在的主要问题是什么? 答：（1）钢渣的用途 ①用作冶金原料，包括用作烧结熔剂；用作高炉炼铁溶剂；回收废钢铁。 ②用作建筑材料，包括生产钢渣水泥；作筑路及回填材料；生产建材制品。 ③用于农业，包括用作钢渣磷肥；用作硅肥；用作土壤改良剂。 （2）使用过程中存在的主要问题 4 / 15 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 ①成分复杂多变，其利用率一直不高； ②生产钢渣水泥早期强度低、性能不够稳定； ③作筑路及回填材料，钢渣具有体积膨胀的特点，故必须陈化后才能使用，一般要洒水堆放半年，且粉化率不得超过5％。要有合理级配，最大块直径不能超过300mm。最好与适量粉煤灰、炉渣或黏土混合使用，同时严禁将钢渣碎石用作混凝土骨料； ④生产建材制品的钢渣一定要控制好fCaO的含量和碱度。 6．请说明高炉矿渣的加工处理方法主要有哪些?其特点是什么? 答：（1）高炉矿渣的主要加工处理方法 ①高炉矿渣水淬处理工艺 高炉矿渣水淬处理工艺是将熔融状态的高炉矿渣置于水中急速冷却，限制其结晶，并使其粒化。目前常用的水淬方法有渣池水淬和炉前水淬两种。 ②高炉重矿渣碎石工艺 高炉重矿渣碎石是高炉熔渣在渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却，形成结构较为致密的矿渣后，经破碎、磁选、筛分等工序加工成的一种碎石材料。重矿渣矿渣碎石处理工艺主要有热泼法和渣场堆存开采法两种。 ③膨胀矿渣珠（膨珠）生产工艺 高温熔渣经渣沟流到膨胀槽上，与高压水接触后，即开始膨胀，并流至滚筒上，被高速旋转的滚筒击碎并抛甩出去，冷却成珠落入膨珠池内。膨珠具有多孔、质轻、表面光滑的特点，既可同水渣一样利用，又可作轻骨料。 （2）特点 ①高炉矿渣水淬处理工艺的优点是节约用水，主要缺点是易产生大量渣棉和H2S气体， 5 / 15 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 污染环境，属逐渐淘汰的处理工艺。 ②高炉重矿渣碎石工艺热泼法的优点是工艺简单、处理量大、产品性能稳定。缺点是占地面积大；高炉重矿渣碎石工艺渣场堆存开采法的优点是设备简单，投资省，生产成本低。 ③膨胀矿渣珠（膨珠）生产工艺的优点是比水淬法用水量少，环境污染小，可抑制H2S气体的产生；比热泼法占地面积小，处理效率高；投资省，成本低。 7．粉煤灰的主要用途有哪些? 答：粉煤灰的用途主要有以下几项： （1）粉煤灰用作建筑材料 ①粉煤灰水泥，能广泛应用于民用、工业建筑工程及水利工程和地下工程； ②粉煤灰混凝土，能减少水化热、改善和易性、提高强度、减少干缩率，有效改善混凝土的性能； ③粉煤灰制砖，粉煤灰的参入量在65%左右，制成品一般可达100～150号，但抗折性能较差； ④粉煤灰陶粒，主要特点是质量轻、强度高、热导率低，化学稳定性好。 （2）筑路回填 ①筑路，粉煤灰能代替砂石、黏土用于公路路基换和修筑堤坝； ②回填，矿区开采后易塌陷，形成洼地。 （3）粉尘用于农业生产 ①用作土壤改良剂，粉煤灰具有良好的物理化学性能，可用于改造重塑黏土、生土、酸性土和盐碱土； ②用作农业肥料，粉煤灰中含有大量的易溶性硅、钙、镁、磷等农作物必须的营养元素。 6 / 15 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 （4）回收工业原料 ①回收煤炭，一般粉煤灰中含碳量约5%～16%； ②回收金属物质，粉煤灰中有大量铁、铝和稀有金属； ③分选空心微珠，空心微珠的密度一般只有粉煤灰的1/3。 （5）用作保护材料 ①环保材料开发，粉煤灰因其独特的理化性能而被广泛运用于环保事业； ②用于废水处理，粉煤灰可用于处理含氟废水、电镀废水及含重金属离子废水和含油废水。 8．化学工业废渣是如何分类的?其主要特点是什么? 答：（1）化学工业废渣的分类 ①按行业和工艺过程，可分为无机盐工业废物（铬渣、氰渣、磷泥等）、氯碱工业废物（盐泥、电石渣等）、氮肥工业废物（主要是炉渣）、硫酸工业废物（主要是硫铁矿烧渣）、纯碱工业废物等。 ②按废物主要组成，可分为废催化剂、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、盐泥、各类炉渣、碱渣等。 （2）主要特点 ①固废产生量大，是一种较大的固体废物污染源之一； ②危险废物种类多，有毒物质含量高，对人体健康和环境危害大； ③再生资源化潜力大，化工原料中有相当一部分是反应的原料和反应副产品。 9．铬渣的危害是什么?利用前为何要进行解毒处理?
