第十章 固体废物的处理、处置和利用

环境保护概论

宿州学院化学与生命科学学院

弃之为害——日益严重的环境问题用之为宝——重新认识的资源前景

主 要 内 容 第一节、概述 第二节、主要工矿业废物的利用和处理、处置 第三节、危险废物的处理、处置和利用 第四节、城镇垃圾的处理、处置和利用

第一节 概 述

一、固体废物的概念 二、固体废物的来源和分类 三、固体废物的特点和危害四、固体废物的处理、处置和利用的概念和原则

一、固体废物的概念固体废物 : 人类在生产过程和社会生活中产生的不再需

要或“没有利用价值”而被遗弃的固体或半固体物质。

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 2004 年 12月 29 日修订）

新《固体废物污染防治法》的五大特点：一 . 将农村纳入新法视野，规范畜禽养殖产生的粪便废物的管理，叫停露天焚烧秸秆；二 . 强化了法律责任，不仅加大了违法处罚力度，还对民事损害赔偿给予充分重视，主张环境权益，谁污染谁举证，污染损害赔偿纠纷实行举证倒置；三 . 确立生产者责任延伸制，对过度包装坚决说“不”；四 . 倡导绿色生产、绿色生活，往江河湖海丢垃圾不仅是公德心问题，而会触犯法律，受到相应处罚；五 . 完善了危险废物管理措施。

固体废弃物的标志

固废又有“放在错误地点的原料”、二次资源 (Secondary resourses) ，再生资源 (renewable resourse ) 之称。固体废物被视作第二矿业 (Secondary mining )

二、固体废物的来源和分类

（一）固体废物的来源 1 、生产过程 2 、生活过程

固体废物的产生有其必然性 一方面是由于人们在索取和利用自然资

源从事生产和活动时限于实际需要和技术条件，总要将其中一部分作为废物丢弃。

另一方面是由于各种产品本身有其使用寿命，超过了一定期限，就会成为废物。

固体废物的产生量

随着我国工业化、城市化的发展以及人民生活水平的提高，固体废物产生量持续增长。工业化国家的工业固体废物每年以 2-4％的速度增长 ；发达国家垃圾平均增长率为3.2-4.5％ , 发展中国家为 2-3％。 近年来，随着各大城市的不断发展，城市居民生活垃圾产生量也随之增长，至 2000 年全国年垃圾清运总量已超过 1.4 亿吨，并按 8 ％的幅度增长。历年全国无序堆放的垃圾总量多达 60 亿吨，占用土地 5 亿平方米，严重污染大气和地下水资源，更有引发气体爆炸事故的发生。

全国工业固体废物产生情况（万吨）

020000400006000080000100000120000140000160000180000200000

1999 2001 2003 2005 2008

产生量排放量综合利用量贮存量处置量

我国生活垃圾产生情况（万吨）

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1980 1990 1997 2002 2004

2002 年垃圾无害化处理率 54.3 ％

2003 年垃圾无害化处理率 50.8 ％

目前世界年产垃圾量 4.9 亿吨 （ 02年）

我国年垃圾产生量1.3 亿吨 （ 02 年）

我国城市垃圾产生量在 450~500 公斤/ 人•年

首钢卢沟桥钢渣堆放场

（二）固体废物的分类按其来源分

工业固体废物

农业固体废物

秸秆、畜便 废石、尾矿 放射性固体废物 生活垃圾、

商业垃圾、城建渣土、粪便

废渣、粉尘、碎屑、污泥

矿物固体废物

放射性固体废物

城市固体废物

按化学组成分

有机废物 无机废物按其危害状况分

一般废物 危险废物

具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、感染性的固体、半固体，约占一般固体废物量的 1.5-2.0%

（二）固体废物的分类

1、工业固体废物

冶金固体废物

燃料灰渣

化学工业固体废物

石油工业固体废物

粮油食品固体废物

其他固体废物

是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，主要包括 :

是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，主要包括 :

2 、城市固体废物（城市生活垃圾）

生活垃圾 城建渣土 商业固体废物 粪便

•炊厨废物 •废电器制品 •废塑料制品 •废交通工具 •家用什具等

是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程中产生的固体废物，主要包括以下几类：

是指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程中产生的固体废物，主要包括以下几类：

废砖瓦、碎石、渣土等

废纸、各种废旧

城市生活垃圾 城市生活垃圾又称为城市固体废物，它是指在城市居民日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。（它的主要特点是成分复杂、有机物含量高。）

城市生活垃圾具有二重性 一是危害性：①对环境的污染 各城市的大大小

小的垃圾堆实际上是若干污染源，它们对水源、土壤、大气造成了直接污染。②大量蚊蝇、老鼠、病原体的孳生传播，潜伏着未知的暴发性疫情的危险；③土地问题：占用土地；④市政的沉重包袱 垃圾没有处理已成为许多市政管理部门的沉重包袱，造成“垃圾围城”；⑤影响社会的文明和公众的情绪。

二是资源性（可用性）：城市垃圾中有许多可以回收利用的物质，如废纸、废金属等。可以通过处理将垃圾变成新的资源或转化成能源 。

3 、危险废物

是指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和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。

危险废物的特性 急性毒性 易燃性 反应性 腐蚀性 浸出毒性 疾病传染性 根据 1998年 7月 1日实施的《国家危险废物名录》，我国危险废物共分为 47类（ HW01~HW47）。同时国家制定《危险废物鉴别标准》。国家规定，“凡《名录》所列废物类别高于鉴别标准的属危险废物，列入国家管理范围；低于鉴别标准的，不列入国家危险废物管理。”

我国目前趋向于将固废分为四类： 城市生活垃圾 一般工业固体废物

指不具有毒性和有害性的工业固体废弃物。 有害固体废物 其它固体废物

三、固体废物的特点和危害

（一）、固体废物的特点

资源性

污染的特殊性 严重的危害性

污染的特殊性

固体废物特别是有害固体废物，处理处置不当时，其中的有毒有害物质如化学物质、病原微生物等可通过环境介质 --- 大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成化学物质型和病原体型污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。

固废污染的特点 固废是各种污染的终态 (final state)

具有潜在 (latency) 和长期的 (extended) 危害性 在自然条件影响下，固废中的有害成份会转入大气、水体和土壤，

参与生态系统的物质循环

必须全过程管理 (Integrated Management ) 

由于固体废物的上述特点，决定了从其产生－运输－处理－贮存－处置的每一个环节都有可能产生新的污染，因此必须全过程妥善管理。

3C 原则：避免产生、综合利用、妥善处理 3R 原则：减少产生、再利用、再循环 三同时制度：同时设计、同时施工、同时投产使用

（二）、固体废物污染的危害 侵占土地 污染大气环境 污染水环境 污染土壤 影响人类健康 影响环境卫生

（ 1 ）侵占土地 (catch trespassing on land) 我国工矿业固体废物累计堆放量达 60亿吨，占地 5万多

公顷。

另据《 2001年全国环境状况公报》公布，我国已有三分之二的城市处于垃圾包围之中，垃圾堆存占地累计达 75

万亩。

（ 2 ）污染土壤 (pollution soil)

主要通过淋滤作用和细菌分解进入土壤。 70年代，美国的密苏里州，将混有一种有机有毒化学污泥

废渍的沥青铺路，造成土壤中深达 60cm 的污染，致使大批牲畜死亡，人产生各种怪疾，后美国环保局花 3300万美元，买下该城镇的全部地产，居民搬适，并给予赔偿。

(3) 污染水体 (pollution water bodies) 主要通过浸渍、渗滤作用与细菌分解作用进入水体。

美国的罗芙运河（ Love Canal ）事件

1930 － 1953 年，美国胡光化学工业公司在纽约州尼亚加拉瀑布附近的罗芙运河废潭谷填埋了 2800 多吨桶装有害固废， 1953 年填平覆土，在上面兴建了学校和住宅。

1978 年，由于大雨和融化的冰雪造成有害废物外溢，以后，陆续发现该地区井水变臭，婴儿畸型，居民身患怪疾。

检测结果发现：该地区大气中有害物浓度超标 500多倍，有毒物质82种，致癌物质 11种。由此，总统颁布紧急法令，封闭住宅，关闭学校，居民全部迁居，拨款 2700万元补救治理。

(4) 污染大气 (pollution atmosphere)

主要通过漂逸扩散、焚烧处理进入大气 尾矿库（坝）的扬尘，甚至能形成局部沙尘暴； 固体废物焚烧引起的二恶英污染。

(5) 影响环境卫生 (archetypes environmental health)

固体废物污染控制 首先，需要从源头起始，改革或采用新的清洁生产工艺，尽量少排或不排废物。

其次，需要强化对危险废物污染的控制，实行从产生到最终无害化处置全过程的严格管理。

第三，需要提高全民性对固体废物污染环境的认识，做好科学研究和宣传教育，当前这方面尤其重要，因此也成为有效控制固体废物污染的特点之一 。

固体废物的污染控制 (pollution control)

主要措施有四个： 改革生产工艺 发展物质再循环利用工艺 综合利用 进行无害化处理

（ 1） 改革生产工艺

包括 3个方面 采用无废或少废技术

如苯胺生产，原采用铁粉还原，产生 2.5 吨铁泥／吨产品，改用流化床气相加氢工艺，固废 5kg／吨产品。

采用精料 如：提高铁精矿品位，可降低溶剂和焦炭用量。

实际上就减少了高炉渣的产生量。 提高产品质量

延长使用寿命，减少固废产生量。

（ 2） 发展物质再循环利用工艺 (Materials recycling & utilization technology)

固废有“放错地方的资源”之称，将第一种产品的废物作为第二种产品的原料，依次推之，既可减少固废量，又达到了节约资源的目的。 如火电厂建粉煤灰制品厂； 炼铁厂建矿渣水泥厂。

（ 3）  综合利用 (comprehensive utilization)

硫铁矿烧渣：可回收铁，剩余部分主要含硅、铝，可作建材制品；

废胶片：可回收银

废催化剂：回收铂

（ 4） 进行无害化 (Detoxification) 处理

经焚烧、热解、氧化还原等处理，将固废中的有害组分转化为无害或达到排放标准。

固体废物处理 : 将固体废物转化为适于运输、贮存、利用和处置的过程或操作。

固体废物的利用：包括在产品生产工艺过程中的循环利用和回收

利用，以及交由其他单位的综合利用。 固体废物处置: 将无法回收利用且不打算回收的固体废物长期

地保留在环境中所采取的技术措施。

四、固体废物的处理、处置和利用的概念和原则（一）、固体废物的处理、处置和利用

固废的处理 固体废弃物处理就是通过物理处理、化学处理、

生物处理、焚烧处理、热解处理、固化处理等不同方法，使固体废物转化为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的一种过程。

固废的处理方法 物理处理 (physical treatment)

• 不改变固废的成分，仅改变固废结构的处理方法，如破碎，压实，分选等；

化学处理 (chemical treatment)• 将固废中的有害成分转变为无害的处理方法，

如氧化，还原，化学沉淀等； 生物处理 (biologic treatment)

• 利用微生物分解固废中的有机物使之达到无害的处理方法，如堆肥等；

热处理 (heat treatment)• 采用高温破坏和改变固废的组成和结构，可同时达到减容，无害和热利用的目的。如焚烧，热解等；

焚烧处理是利用燃烧反应使固体废物中的可燃性物质发生氧化反应达到减容并利用的起热能的目的。

热解处理是将固体废物中的有机物在高温下裂解获取轻质燃料。

固化处理 (curingprocess)

固化处理就是采用一种固化基材，将固体废物包覆以减少其对环境的危害，使之能较安全地运输和处置。如水泥固化、沥青固化。

固化处理主要用于放射性固体废物的处理。

固废的处置 处置是将固废最终处置于符合环保规定要求的场所或

者设施并不再回取的活动。

处置即最终处置，以解决固废的最终归宿，并且应该是安全处置，方法有：海洋处置和陆地处置两种：

海洋处置 (sea bed disposal) ：深海投弃和海上焚烧

陆地处置 (disposal by land) ：土地耕作，贮存，填埋等。

最终处置

通过多重屏障（如天然屏障或者人工屏障）实现有害物质同生物圈的有效隔离。

处置方法的分类

处置方法

海洋处置 陆地处置

海洋倾倒 远洋焚烧

根据废物的种类及其处置的地层位置（地上、地表、地下和地层），陆地处置可分为：

土地耕作 深井灌注 土地填埋（卫生土地填埋和安全地填埋）

陆地处置方法及分类

(a) 土地耕作处置　

主要用于处置含盐量低、不含毒物、可生物降解的有机固体废物。

利用表层土壤的离子交换、吸附、微生物降解等综合作用机制处置工业固体废物的一种方法。

b)深井灌注处置　

主要用于处置难于被破坏、转化、不能用其他方法处置或采用其他方法

把液状废物注入到地下的与饮用水和矿脉层隔开的可渗性岩层内。

土地填埋处置　

适于处置多种类型的废物，填埋后的土地可重新用做停车处、游乐场、高尔夫球场等，目前已成为处置固体废物的主要方法。

问题 填埋地点越来越少；

利用坑洼地（废矿坑、废粘土坑、废采石场等）填埋固体废物的一种方法。

（二）、固体废物的处理、处置和 和利用的原则

最小化

资源化

无害化

控制固体废物污染的技术政策

我国的技术政策主要是“三化”，即资源化，无害化，减量化，并在相当长的时间内以无害化为主：我国技术政策的发展趋势是：从无害化走向资源化，资源化是以无害化为前提的，无害化和减量化则应以资源化为条件。

无害化(Detoxification) 减量化 (Abatement)

资源化 (reclamation)

（ 1）无害化 (Detoxification)

经各种处理后，达到不损害人体健康、不污染环境。

所谓“害”，应包括两个方面的含义： 一是对人和动物的直接危害，如传播疾病，引起火灾等；

二是对环境的危害，如占用土地，污染土壤，水体和空气等。

如有害固体废物的固化处理即主要是一种无害化处理。

（ 2）减量化 (Abatement)

通过适宜手段，使固废的容积降到最低值。 如采用破碎和压实，压缩比可达 5～ 10 。

减量化也有两层含义，以生产过程为例 :

一是指生产过程的产生量（ A ）， 二是指向环境的排放量（ B ）， 当资源化的回收利用率为零时，才有 A＝ B 。当资源化回收利用

率（ C ）＝ A ，则 B＝ A － C＝ 0

注意：减量化不只是减少固体废物的数量和减少其体积，还应包括尽可能地减少固体废物的种类、降低危险废物中有害成分的浓度、减轻或消除其危险特性等。

（ 3）资源化 (reclamation) 天然资源是不可再生的

一般，社会需要的最终产品仅为原料的 20～ 30 ％， 70～80 ％成为废物。

资源化的经济效益又是非常明显的。 资源化应该遵循的三个原则

大宗利用原则

多用途开发原则

高附加值产品原则

经济效益明显

如美国的主要固废资源化，年效益 12亿美元。我国废金属资源累计量已达 6亿多吨，可利用的为3500万吨，价值 220亿元。

回收 1吨废纸可再造 800kg纸，等于少砍 17棵大树，节约 240kg纯碱；

回收 1吨玻璃，可节约石英砂 720kg ，纯碱 250k

g ，长石粉 60kg ，煤 10吨，电 300 度。

“ 资源化”是采取管理和工艺技术措施从固体废物中回收有用的物质和能源，加速物质循环，创造经济价值。

包括三个范畴 ： 物质回收：从废弃物中回收指定的二次物质 ； 物质转换：利用废物制取新形态的物质 ； 能量转换：即在废物处理过程中回收能量，生

产热能或电能。 从废物中回收能源有两种方式 ：（ 1）直接方式 ---可燃性垃圾直接作为锅炉燃料 ；（ 2）间接方式 ---热解法利用有机垃圾生产固态、液态、气态燃料等。

（ 1 ）“大宗利用”原则 固体废物的产生量一般较大，以硫铁矿渣为例，

一般，当采用硫铁矿为原料时，生产 1t硫酸约排放 0.8～ 0.9t 废渣，若硫酸厂年产 4万 t硫酸，烧渣的排放量可达 3万多 t 。

无论开发什么产品，作为产品的原料其含量必须占有一定的比例才具有实际的意义。

国家的有关政策规定，工业废渣在产品原料中的利用率必须达到 30% 以上方能享受减免营业税的优惠政策。

（ 2 ）“多用途开发”原则

随着科学技术的进步，产品更新换代的速度越来越快；并且，在市场化的进程中，即使某些产品具有长久的生命力，但市场的波动现象也在所难免，这也是二次资源开发利用研究中必须考虑的问题。只有对某种固体废物进行多产品的开发，才能满足市场的不同需求并适应市场的变化。

（ 3 ）“高附加值产品”原则

固体废物的处理与处置最初是基于环境因素的，由于资源的日益枯竭以及科技的发展 ,人们已经有能力将其作为“二次资源”进行开发利用 ,并期望追求更高的经济利益和社会利益。

尽可能开发高附加值产品，则在获得环境效益

和社会效益的同时，也可获取较高的经济效益。

典型的固体废物处理工艺流程固体废物

分 类

资源化利用

灰渣处理

无害化堆埋

主要分离出金属、纸类、塑料、玻璃等

焚烧发电供电供热、生产有机复合肥、沼气、饲料等

建材生产、公路路基土等

垃圾堆埋后，表面覆土绿化

用作建筑材料 用作冶炼金属的原料 回收能源 用作农肥、改良土壤

用作建筑材料 用作冶炼金属的原料 回收能源 用作农肥、改良土壤

第二节 主要工矿业固体废物的利用和处理、处置

特点：数量大，具有再利用的良好性能

国外：工矿业固体废物不再是环境污染

国内：综合利用率低

特点：数量大，具有再利用的良好性能

国外：工矿业固体废物不再是环境污染

国内：综合利用率低

1、综合利用现状

2 、综合利用途径

3、工矿业固体废物的处理技术

露天堆存法筑坝堆存法 压实干贮法土地耕作法海洋投弃法

一、电站粉煤灰的综合利用 （一）粉煤灰的组成 粉煤灰主要由硅、铝和不定量的碳、铁、钙、镁、钾、钠、硫等组成。

（二）粉煤灰生产建筑材料 粉煤灰在建筑材料工业中主要用于生产粉煤灰水泥、混凝土，以及制砖、空心砌块、生产陶粒等。

（三）粉煤灰在农业上的应用 1．粉煤灰用于改良土壤 2．粉煤灰肥料

几种常见固体废物的综合利用

粉煤灰的性质 粉煤灰的物理化学性质取决于煤的品种、煤粉的细度、燃烧方式和温度、粉煤灰的收集和排灰方法。

（ 1) 物理性质 粉煤灰是灰色或灰白色的粉状物，含水量大

的粉煤灰呈灰黑色。它是一种具有较大内表面积的多孔结构，多半呈玻璃状。其主要物理性质如下：粉煤灰密度一般为 2～ 2.3g/cm3 ，松散干容积密度为 550～ 950kg/cm3 ，孔隙率一般为 60 ％～ 70 ％，细度一般为 4900孔 /cm3 ，筛余量 30 ％～ 20 ％，比表面积为 3000cm2/g 以上。

0102030405060708090

第

一

季

度

第

四

季

度

东 部

西 部

北 部

(2 ）化学成分 粉煤灰的化学成分与粘土质相似，其

中以二氧化硅及三氧化二铝的含量占大多数，其余为少量三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾及三氧化硫等。

（ 3 ）含碳量大中型电厂粉煤灰含碳量少于 8 ％的占 68％。

（二）粉煤灰在建材方面的利用 1．生产粉煤灰砖 粉煤灰砖是以粉煤灰为原料，掺入一定比例的骨料、石灰、石膏配料，加水搅拌，压制成型，经过养护或焙烧而成。根据砖的配料及工艺，粉煤灰砖分蒸养粉煤灰砖、烧结粉煤灰砖、碳化粉煤灰砖、泡沫粉煤灰砖等。

（ 1 ）蒸养粉煤灰砖 （ 2 ）烧结粉煤灰砖 （ 3 ）碳化粉煤灰砖 （ 4 ）蒸养粉煤灰保温砖

2．生产粉煤灰水泥 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、加入适量石膏磨细制成的水硬胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称粉煤灰水泥。

粉煤灰水泥生产工艺和技术装备与生产普通硅酸盐水泥大体一样，无特殊工艺技术要求。但要注意配料方案的调整，严格控制各种原料的掺入量，以保证出磨生料化学成分符合要求。水泥中粉煤灰的掺入量按质量百分比计为 20 ％～ 40 ％，也允许掺入不超过混合材粒化高炉渣，此时混合材料可达 50 ％，但粉煤灰质量不得少于 20％或超过 40 ％。粉煤灰的掺入量，通常与水泥熟料的质量、粉煤灰活性和要求生产的水泥标号等因素有关。

粉煤灰硅酸盐水泥的优点是：对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较强；水化热低；干缩性较小，抗拉强度高，抗裂性好；耐热性好；后期强度增进率较大。缺点是：早期强度较低；抗冻性较差；抗碳化性能较差。

粉煤灰水泥可用于工业及民用建筑，用来生产预制楼板、建造梁、基础，修筑地面等；还可用于水利工程。

几种常见固体废物的综合利用

1.煤矸石的分类 煤矸石按其产生过程分为四类：①洗煤厂产生的洗矸；②采煤过程产生的原矸；③人工挑选的拣矸；①堆积在大气中经过自燃的红矸，其热值很低，但具有一定的活性。煤矸石根据其岩石组成又可分为：粘土岩矸石、砂岩矸石和石灰岩矸石，其中以粘土岩矸石数量最多，这类煤矸石呈黑褐色，层状结构，易粉碎。

煤矸石的资源化利用

(1) 化学成分煤矸石的主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、三氧化硫等，此外还含有铀、社等放射性元素和其他一些稀有元素。

(2)矿物组成煤矸石与煤系地层共生，是多种矿岩组成的混合物，属沉积岩。煤矸石的岩石种类主要有粘上岩类、砂岩类、碳酸盐类、铝质岩类。 粘土岩中主要矿物组成为粘土矿物，其次为石英、长石、云母和黄铁矿、碳酸盐等自生矿物。此外，还含有丰富的植物化石、有机质、碳质等。

煤矸石是一种低热值能源和建材资源，可以用来代替燃料及生产建材产品。利用煤矸石可以生产砖、瓦、水泥、轻骨料，也可以用来生产空心砌块和预制构件，还可以用于填坑造地及作路基材料。

煤矸石的资源化利用

（一）煤矸石建材 煤矸石建材品种较多，主要有砖、水泥、混凝 土、砌块、陶粒等。 1．煤矸石砖 2．煤矸石水泥 （二） 煤矸石发电和供热 1．煤矸的沸腾燃烧 2．煤矸石发电和供热

第三节 危险废物的处理、处置和利用

1 、概念 2 、危险废物的管理要点 3 、危险废物的主要处理技术 4 、危险废物的主要处置技术 5 、几种危险废物的利用

危险废物----是指列入《国家危险废物名录》或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方

法认定的具有危险性的废物。 危险特性： 急性毒性：能引起小鼠（大鼠）在 48h 内死亡半数以上。 易燃性：含闪点低于 60℃的液体，经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向

的固体。 腐蚀性：含水废物或本身不含水但加入定量水后的浸出液的 pH≤ 2 或 pH≥ 12.

5 的废物；最低温度为 55 ℃，对钢制品的腐蚀深度大于 0.64cm/a 的废物。 反应性：爆炸性反应 放射性：含有天然放射性元素 浸出毒性：浸取后，浸出液中含有的有害成分超出表 4-2 规定值。

1977年美国拉夫运河事件 　拉夫运河位于美国加里福尼亚州，是一个世纪前为修建水电站而挖

成的一条运河， 20 世纪 40 年代就已干涸而被废弃不用。 1942 年，美国一家电化学公司购买了这条大约 1 000米长的废弃运河，当作垃圾仓库来倾倒工业废弃物。这家电化学公司在 11 年的时间里，向河道内倾倒的各种废弃物达 800万吨，倾倒的致癌废弃物达 4.3万吨。 1953 年，这条已被各种有毒废弃物填满的运河被公司填埋覆盖好后转赠给了当地的教育机构。此后，纽约市政府在这片土地上盖起了大量的住宅和一所学校。

从 1977 年开始，这里的居民不断发生各种怪病，孕妇流产，儿童夭折，婴儿畸形，癫痫、直肠出血等病症也频频发生。 1978 年，这里的地面开始渗出一种黑色液体，引起了人们的恐慌。经有关部门检验，这种黑色污液中含有多种有毒物质，对人体健康会产生极大的危害。这件事激起了当地居民的愤慨，当时的美国总统卡特宣布封闭当地住宅，关闭学校，并将居民撤离。事出之后，当地居民纷纷起诉，但因当时尚无相应的法律规定，该公司又在多年前就已将运河转让，诉讼失败。直到 20 世纪 80 年代，环境对策补偿责任法在美国议院通过后，这一事件才被盖棺定论，以前的电化学公司和纽约政府被认定为加害方，共赔偿受害居民经济损失和健康损失费达 30 亿美元。

科特迪瓦毒垃圾污染引发骚乱 科政府宣布辞职2006年 09月 16日 13:19

　一家荷兰公司日前通过代理公司在科特迪瓦首都阿比让居民区倾倒了数百吨有毒工业垃圾，造成至少 7人死亡，约 3万人前往医院就诊。毒垃圾事件引起阿比让居民的愤怒和恐慌。怒不可遏的抗议者 15日将运输国务部长打成重伤，并且焚烧了阿比让港务局局长的住宅。

处理方法

物 理 处 理

化 学 处 理

生 物 处 理

固 化 法

焚 烧 法

安 全 填 埋

处置技术危险固体废物的处理和处置技术

物理法

① 磁选 ② 干燥 ③ 蒸馏 ④ 蒸发 ⑤ 萃取 ⑥ 吸附 ⑦ 冷冻

生物法

① 生物降解 ② 生物吸附

化学法

① 中和 ② 沉淀 ③ 氧化还原 ④ 水解

3、危险固体废物的处理

固化法通过物理 -化学方法将有害固体

废物固定或包容在惰性基材中的无害化处理过程。

水泥固化法 塑料固化法 水玻璃固化法 沥青固化法

4 、危险废物的主要处置技术 两种

焚烧法

安全填埋法

第四节 城镇垃圾的处理、处置 和利用

一、概况 二、城镇垃圾组成、分类和性质 三、城镇垃圾的收集和运输 四、城镇垃圾的破碎和分选 五、利用城镇垃圾进行堆肥 六、利用城镇垃圾制取沼气 七、城镇垃圾的焚烧处置和热能回收 八、城镇垃圾的卫生填埋 九、废旧物资的回收利用

来源

一、概况

我国城市垃圾产量大（ 2 亿吨 / 年） 每年还以 10% 的速度递增 ,历年垃圾的存量已达到 66

亿 t, 全国 2 /3 的城市陷入垃圾的重围，堆占耕地 5 亿ｍ 2, 直接经济损失达 80 亿元人民币。

生活垃圾

办公垃圾 医疗垃圾和商业网点经营垃圾

处理、处置和利用方法 卫生填埋；焚烧；堆肥

我国的处理水平较低 处理率低（ <60%），二次污染现象严重 处理的垃圾中， 70%以上为填埋，约 20%为

高温堆肥，焚烧量甚微。 垃圾分类收集工作起步晚

二、城镇垃圾的组成、分类和性质 1 、城镇垃圾的组成、分类

城镇垃圾的性质

有机物无机物

城市垃圾的资源化处理1、物资回收

废纸 40%、金属 3-5%、食物 25-50%、塑料1-2%、织物 4-6%、玻璃 4%，大约 80%的垃圾为潜在的资源。

垃圾分类收集

垃圾分选技术简单回收

垃圾分选

作用：有利于垃圾的回收利用，降低处理成本

回收对象：废纸、塑料、玻璃、金属和布料

2、能源回收• 焚烧 • 热分解

焚 烧

热分解

分选技术

堆肥法

城市垃圾

能 源

物 资

电力、沼气

燃烧油、气

纸、金属、玻璃

肥料

城市垃圾的资源化模式

固体废物的处理方法 按处理目的分

预处理 资源化处理 最终处置

压实 破碎 分选 等

焚烧、热解、湿式氧化、好氧堆肥、厌氧 发酵

沼气化等

陆地填埋

固体废物的处理方法 按处理原理分

物理处理

化学处理 生物处置

压实 破碎 分选 沉淀 过滤等

焚烧 热解等

好氧分解厌氧分解

1 、预处理 将固体废物转变成便于运输、贮存、回收利

用和处置的形态。 （1）压实技术

利用外界压力作用于固体废物，达到增大比重、减小表观体积的目的，以便于降低运输成本、延长填埋厂寿命的预处理技术。

固体废物

再涂上沥青层

边长为 1

m的固化块

外面用金属网捆

（ 2）、破碎技术 使用外力把大块固体废物分裂成小块的过程。

破碎的目的： 减小固体废物容积、便于运输； 为固体废物分选提供所要求的入选粒度； 使固体废物比表面积增加，提高焚烧、热解等的热效率；

防止粗大、锋利的固体废物对处理设备的损坏；

可以加快填埋处置场的早期稳定化。

3）、分选技术 用人工或机械的方法把固体废物分门别类地分开来，回收

利用有用物质、分离出不利于后续处理工艺的物料的处理方法。

根据物质的粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面润湿性的不同进行分选，可分为： 筛选 重力分选 磁力分选 电力分选 光电分选 摩擦及弹性分选 浮选分选是实现固废资源化、减量化的重要手段

分选技术 -筛分

筛分基本原理

利用筛子将物料中小于筛孔径的细粒物料透过筛面，而大于筛孔径的粗粒物留在筛面上，完成粗、细物料分离的过程。

分选技术 - 重力分选 重力分选的原理

是根据固体废弃物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒层产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度分选的过程。

重力分选的分类 重介质分选 跳汰分选 风力分选 摇床分选

脱水和干燥

脱水主要用于废水处理厂排出的污泥及某些工业企业排出的泥浆状废物的处理。

脱水包括： 真空过滤机、离心式脱水机 自然干化脱水

资源化处理

利用高温破坏和改变固体废物的组成和结构，使废物中的有机有害物质得到分解或转化的处理，是实现有机固废无害化、减量化、资源化的一种有效方法。

1)热化学处理

(a)焚烧 是对固体废物高温分解和深度氧化

的综合处理过程。

可回收利用固体废物燃烧产生的热能； 大幅度减少固体废物的体积（可减少 80-90%）； 彻底消除有害细菌和病毒； 破坏有毒废物

焚烧的优点：

只能处理含可燃物成分高的固体废物； 容易造成二次污染

焚烧的缺点

用于处理那些不适于安全填埋或不可再循环利用的有害废物：

医院废弃物 难以生物降解的、易挥发和扩散的、含有重金属及其他 有害成分的有机物等

①气态产物：氢、甲烷、碳氢化合物、一氧化碳

①液态产物：焦油、燃料油、醋酸、乙醛、丙酮等

①固态产物：碳

裂裂解产物

(b)热解

在高温缺氧的条件下将有机物裂解为分子量较小的组分的过程。

可用于城市垃圾、污泥、工业废料、农林废料、人畜粪便等的处理

将废物中的有机物转化为便于贮存和运输的有用燃料

尾气排放量和残渣量较少 是一种低污染的处理与资源化技术

热解的优点：

资源化处理

在有水存在和适当的温度及压力下将有机物快速氧化，生成二氧化碳、水、无机盐等。

(c)湿式氧化

优点： 能有效处理污泥或高浓度有机废水而不需要预脱水；

不产生粉尘和煤烟； 灭毒除毒比较彻底； 反应时间短

能有效处理污泥或高浓度有机废水而不需要预脱水；

不产生粉尘和煤烟； 灭毒除毒比较彻底； 反应时间短

缺点：

设备费用和运转费用高

资源化处理

利用微生物对有机固体废物的分解作用，使有机固体废物转化为能源、食品、饲料、肥料，是固体废物资源化处理的有效

生物处理

(a) 堆肥化处理依靠自然界广泛分布的细菌、真菌等，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程。

(a) 堆肥化处理

好氧堆肥：露天堆肥、快速堆肥 厌氧堆肥：周期长， 10 个月以上

依靠自然界广泛分布的细菌、真菌等，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程。

我国已应用该技术处理城市生活垃圾

利用厌氧微生物将废物中可降解的有机物分解为稳定的无害物质，同时获得以甲烷为主的沼气。

b. 厌氧消化法 -沼气化处理

城市污水处理后排放的污泥、农业固体废物、粪便处理中得到广泛应用。

城市垃圾的其它无害化处理

堆肥 指垃圾中的可降解有机物借助于微生物

发酵降解的作用，使垃圾转化为肥料的方法

焚烧

具有回收热能和垃圾减量最彻底的优点

填埋法 该法的主要优点：建厂费用与运行费用相对较低，而且对垃圾的最终处置而言，卫生填埋法也是唯一的方法，所以这种方法今后仍会持续存在并得以发展，特别是在土地资源丰富的国家和地区，这种方法的优越性比较突出。

填埋法的主要缺点：占地面积大，同时，由于各国对环境保护工作的日益重视，因此对防止垃圾填埋所产生的渗沥水、沼气及恶臭对水体、土壤、大气可能造成的污染要求更高，以致造成填埋场场址难选，建场投资增大，运行费用提高，因此欧盟各国已规定禁止原始垃圾直接在填埋场处理。

填埋场示意图

填埋场示意图

堆肥法 采用堆肥法处理垃圾具有悠久的历史，不失为一

种经济有效的方法。堆肥法在实现生活垃圾无害化的同时，生产出含腐殖质较高的有机堆肥，回收资源。

堆肥的应用主要受下述两点制约 : (a) 堆肥养分含量不高，主要用作土壤改良剂。为适应

不同用户要求，提高肥效，需针对不同情况，添加富含不同元素的肥源。国外已有这方面的业绩，但使堆肥成本提高，影响销售 ;

(b) 我国城市垃圾均为混合收集，其中含塑料、玻璃、金属等非堆肥物相当多，使处理效率低、成品率低，从而垃圾减量化效果不高，也造成堆肥质量不佳，使销路受到限制。

城市垃圾堆肥化处理技术流程图

焚烧法 焚烧法处理生活垃圾是工业发达国家广泛采用并且是卓有成效的办法。实践证明，焚烧法能够最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化，而且具有占用土地资源最少的优点。

该法最大的问题是建厂投资高、操作运行费用较高、设备比较复杂 ;同时，为了保证垃圾正常燃烧，要求垃圾具有一定热值。

垃圾焚烧的主要流程

北京市垃圾处理对策

减量化资源化

产业化

无害化最终归宿

基本政策

新方向

净菜进城 天然气进京分类收集

堆肥：南宫垃圾高温堆肥场

• 阿苏卫垃圾填埋场 • 北神树垃圾填埋场 • 安定垃圾填埋场

北京市垃圾处理 建设项目包括：垃圾填埋场 3座，综合处

理厂 7座，焚烧厂 3座，转运站 2座。 具体建设计划是：

2003年建成门头沟焦家坡垃圾卫生填埋场；

2005年前建成丰台垃圾处理厂、阿苏卫、董村、朝阳、海淀、房山、怀柔 7座垃圾综合处理厂和大屯、石景山 2座垃圾转运站；

2008年前建成安定二期、大杜社 2座垃圾卫生填埋场和朝阳、南宫、海淀 3座垃圾焚烧厂。

蠕虫法 利用养殖蚯蚓处理城市垃圾 ,优点为无污染 ,投

资少、见效快。由于蚯蚓的食量大 ,消化力强 ,垃圾的处理率高。

试验表明 ,每条蚯蚓可吞食的垃圾量为体重的 218倍 ,100万条蚯蚓每个月处理垃圾为 24—36t,蚯蚓粪是很好的有机肥料。蚯蚓还以作为饲养动物的蛋白质来源之一。

我国的台省及美国、日本、缅甸、印度等均利用此法处理垃圾近年来 , 我国一些环境卫生科学研究所 ,也开展了用养殖蚯蚓处理垃圾的研究。

目前国际上新近研究出了一些垃圾处理的新方法 ,如巴西采用脱水法处理垃圾 ,美国最新采用人造闪电法处理垃圾 , 法国采用甲烷化处理法等。

法国采用甲烷化处理法 首先 ,甲烷化处理需要有个内壁用水泥制成的反应器 , 它可以在运转的过程中使有机物发酵。反应器的基座上有 300个孔，经过加压的沼气从这些孔口注入。反应器将垃圾搅动、拌匀，在沼气的推动下 , 垃圾在反应器中不断地运动 ,然后才能到达出口。这一过程需 3周时间直到垃圾完全降解 ,最终产生出高质量的堆肥在细菌发酵的过程中产生的生物沼气在出口处收集并贮存起来 , 可以通过制造热能和发电的形式再利用。

当前还难于处理利用的城市垃圾白色污染

为不可降解的塑料，焚烧时会放出大量的有毒物质污染空气。

主要危害 :1 、“视觉污染”。在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观，由此造成”视觉污染“。

2 、“潜在危害”。废旧塑料包装物进入环境后，由于其很难降解，造成长期的、深层次的生态环境问题。

首先，废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；

第二，抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡（在动物园、牧区和海洋中，此类情况已屡见不鲜）；

第三，混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。 目前，人们反映强烈的主要是“视觉污染”问题，而对于废旧塑料包装物长期的、深层次的“潜在危害”，大多数人还缺乏认识。

目前我国开始从行政和技术两个方面采取措施，防治“白色污染”。 在行政方面，一是加强管理。 第二，禁止使用一次性难降解的塑料包装物。 第三，强制回收利用。 在技术方面，一是采取以纸代塑。 二是采用可降解塑料。 我国防治“白色污染”应遵循“以宣传教育为先导，以强化管理为核心，以回收利用为主要手段，以替代产品为补充措施”的原则。

再生利用：熔融成型制成再生塑料制品；

改性利用：加入填料对废塑料进行改性以增大应用范围；

裂解转化：可回收不同的化工原料如芳烃石蜡油等

目前常用的处理方法

废塑料变油

是根据波状运动原理，在锅炉里设计构成一种特殊的条件，从而产生波能，以波能击碎塑料的聚合分子链，并结合化学方法，不断加入５种不同的催化剂和一种特制溶液，以溶解被击碎的塑料，将塑料变成油。用这种方法，投入１千克废塑料能产生１ .２升煤油。

日本工程师仑田的“裂解放心塑料装置”

韩国的垃圾计量制

所谓垃圾计量制就是在交纳基本清洁费、卫生费的基础上 ,按照每户垃圾产出量来负担垃圾处理费用。垃圾计量制最大的好处就是打破了垃圾处理费的“大锅饭”，从而迫使人们认识到“多产垃圾就要多付钱”，要想减少这方面的交出 ,就要设法减少垃圾，间接树立爱护环境、减少污染的环境观念。

固体废物样品采集和制备

一、样品的采集1、工业固体废物的采集

（ 1）采样工具

钢锹、钢锤、采样探子、采样钻、气动和真空探针、采样铲、带盖盛样桶或内衬塑料薄膜的盛样袋

1、工业固体废物的采集 （ 2）采样程序

①确定采样点个数；

②确定采样量；

③组成总样，认真填写采样记录表。 （ 3）采样单元数

取决于两个因素：

①物料的均匀程度；

②采样的准确度

图 1

表 1 批量大小与采样单元数（固体： t ；液体： 1000L）

批量大小 最小采样单元数（个） 批量大小 最小采样单元数

（个）

＜ 1

≥1

≥5

≥30

≥50

5

10

15

20

25

≥100

≥500

≥1000

≥5000

≥10000

30

40

50

60

80

（ 4）采样量

根据切乔特经验公式（又称缩分公式）计算：

　　　　　　　　　　　　Q=Kda

　　式中 Q─ 应采的样品最小量， kg ； a─经验常数

　　　　　 d ─ 固体废物最大颗粒粒径， mm ；　Ｋ─缩分系数；　　　　

（５）采样方法

　①现场采样 :当废物以运送带、管道等形式连续排出是，须按一定的间隔采样，采样间隔以下式计算：

　　　　　　　　Ｔ≤ Q／ n　　式中 　 T─采样时间间隔， t ；

Q─批量， t ；

　　　　　　 n ─上表中规定的采样单元数

②运输车及容器采样 当车数不多于该批废物规定的采样单元数时 ,

每车采样单元数应按下式计算 :

每车采样单元数 (小数应为整数 )= 规定采样单元数 /车数

运输当车数＞规定的份样数时，按表 2选出所需最少的采样车书，然后从所选车上随即采集一个份样，在车中，各采样点应均匀分布在车箱的对角线，断电据车叫应大于 0.5m ，表层去掉 30cm 。

图 2 车厢中的采样点布置

车厢 (容器 ) 所需最少采样车数 (容器 )

＜ 10

10~25

25~50

50~100

＞ 100

5

10

20

30

50

表 2 所需最少采样车数表

③废渣堆采样法

在渣堆侧面距堆底 0.5m 处划第一条横线。然后每隔 0.5m划一条横线，在每隔 2m划一条横线的垂线，其交点作为采样点。按表 1 确定采样点数，在每点上从 0.5~1.0m深处各随机采样一次（如下图 2）。

图 2 废渣堆中采样点的布置

2、城市生活垃圾的采样 （ 1）采样工具

50L搪瓷盆、 100kg磅秤、铁锹、竹夹、橡皮手套、剪 刀、小铁锤

（2）采样方法与步骤

样品要有代表性，采用点面结合确定几个采样点

二、样品的制备 1、制样工具 粉碎机械、药碾、钢锤、标准套筛、十字分样板、机械缩分器

2、工业固体废物样品制备粉碎筛分混合缩分

类别

有机物动物植物

无机物灰土

砖瓦陶瓷

可回收物

纸类塑料橡胶纺织物玻璃金属木竹其他

垃圾成分分类

三、样品水分测定

称取样品 20g左右，测定无机物时可在 105℃下干燥，恒重至 ±0.1g ，测定水分含量。测定有机物时应于 60 ℃下干燥 24h ，确定水分含量。

结果以干样品计算，污染物含量小于 0.1% 时以 mg/kg表示，含量大于 0.1% 时以百分含量表示，并说明是水溶性或总量。

生活垃圾特性分析

各种方法的测定项目和重点各不相同。 焚烧方法的监测重点是垃圾热值； 卫生填埋的监测重点是渗沥水和苍蝇密度； 堆肥方法的监测重点是生物降解度和堆肥腐熟程度

渗沥水分析

渗沥水分析项目：典型项目有 pH 、COD 、 BOD 、脂肪酸、氨氮、氯、钠、镁、钾、钙、铁和锌等。

渗沥水理化分析和细菌学检验方法

样品的运送和保存

运送过程中应避免容器的倒置和倒放。 保存与洁净房间，密封于容器中，贴上标签。必要时可采用低温、加保护剂的方法。一般有效期三个月。最后填写记录表，一式三份，分别存于有关部门。

采样记录表采样登记号 样品名称

采样地点 样品数量

采样时间 废物所属单位名称

采样现场简述

废物产生过程简述

样品可能含有的主要有害成分样品保存方式及注意事项

备注 负责人签字