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Unit 18 固体废物的种类及来源

对于与固体废弃物的管理有关系的功能单元的设计与运行。要求知道固体废弃物的种类与来源,以及与它们的成分和速率产生有关的数据是最基本的。 固体废弃物的来源

总体来说,固体废弃物的来源与陆地使用及分区有关。虽然已有很多废物来源的分类法,但以下的分类法是很有价值的:(1)居住的;(2)商业的;(3)城市的;(4)工业的;(5)空地的;(6)处理厂的;和(7)农业的。与这些来源的每一个有关联的典型废物产生设施、行动、或者地点都呈现在图表1.所产生的废物类型,即将被讨论的,也被鉴别。

图表1.典型的固体废物产生设备,行动,和与之相关的各种来源分类地点。 来源 居住 有时商业 典型的固体废物产生的设施,固体废物的类型 行动,或者废物产生的地点 单个家庭和多个家庭,底层,食品废物,垃圾,灰尘,特殊中层和高层住宅,等等 废物 商店,餐厅,超市,办公大厦,食品废物,垃圾,灰尘,拆迁酒店,汽车酒店,书报亭,汽与建设废物,特殊废物,危险车修理店,医疗设施和公共机性废物 构,等等 同上 同上 建设,生产,轻工业和重工业食品废物,垃圾,灰尘,建设生产,炼油厂,化学厂,木材废物,特殊废物,危险性废物 厂,矿业能源厂,拆迁,等等 街道,小巷,公园,空地,操场,海滩,高速公路,娱乐场所,等等 特殊废物,垃圾 城市 工业破坏 空地 处理厂地点,主要是农业 水,废水,和工业处理工程,处理厂废物。包括剩余污泥,等等 坏掉的食品废物,农业废物,田地和成行成排的农作物,果垃圾,危险性废物 园,葡萄园,牛奶场,食品厂,农场,等等 术语城市通常用来假定包括社区里所有产生的居住和商业固体废物 固体废物的类型。

术语固体废物是涵盖所有的,包括固体废物的多有来源,所有分类类型,多有组成成分,所有性质。要处理的废物可能在另一地方有一定的价值,但是对于那些处理它们的拥有者来说,废物几乎没有价值。为了不至于混乱,术语废物垃圾,通常与术语固体废物互相交替使用,但不是在这篇文章里。

作为一下讨论的基础,定义所产生的各种固体废弃物是有帮助的。有一点很重要,就是要认识到固体废物的定义及分类方法在文献中是差异甚大。结果,所公布数据的使用是需要相当大的关注,判断,和普通常识。以下的定义打算作为一种指导。但不是意味着在科学角度上是独一无二的或是精确的。

食品废物 食品废物(也叫做剩饭残羹)是动物,水果或者蔬菜的残渣,这些残渣都源于食品处理,准备,烹饪,和食品当中。这些废物最重要的特性就是他们会高度易腐烂的和会快速分解,特别是在温暖的天气。通常,分解会导致令人难受的臭味的扩散,在很多地点,这些废物的容易腐烂性质会重要地影响着固体废物收集系统的设计及其运行。除了因为居住所产生的食品废物数量外,相当大数量是在自助餐厅和餐厅产生,还有大型公共机构设施,例如医院和监狱,以及与食品销售相关的设施,包括批发和零售店铺和市场。

垃圾 垃圾由家庭,公共机构,商业行动,等等的可燃烧和不可燃烧的固体废物组成,除了食品废物和其他高度容易腐烂的物质,典型地,可燃烧的垃圾包括以下物质,例如纸皮,纸板,塑料,布,橡胶,皮具,木材,家具,和花园装饰物,不可燃烧的垃圾包括以下项目,例如玻璃,瓦,锡罐,铅罐,含铁及其他不含铁的金属,还有泥土。

灰尘及渣滓 出于取暖与烹饪的目的,在家里商店里,公共机构,和工业与城市设施中,由于木材,煤,碳,和其他可燃烧废物的燃烧所剩余的物质,这些可燃烧废物的处理被分类为灰尘及渣滓,来自发电厂的渣滓通常不被包括在这中分类当中。灰尘和渣滓通常由微小的,粉末状物质,煤渣,熔渣,还有少量的完全燃烧或者部分燃烧的物质组成。玻璃,瓦罐,和各种各样的金属也可以在市政焚化炉中的渣滓被找到。

拆迁和建筑废物 那些来自拆毁的建筑的废物以及其他被分类为拆迁废物的工程结构。那些因为个人住宅和商业建筑的维修,改进,和建筑所产生的废物,和其他被分类为建筑废物的工程结构。这些废物通常被分为垃圾。所产生的数量是难以估计,成分也各有变化,但是可以包括泥土,石头,混凝土,砖,灰烬泥,木块、屋顶,和管道,取暖,和电器的铸件。

特殊废物 废物,例如街道清扫的杂物,路边杂物,来自城市垃圾桶的杂物,雨水井的杂物,死掉的动物,和被丢弃的车辆也被分类为特殊废物。因为要预测哪里能找到死掉的动物和被丢弃的车辆是不可能的,所以这些废物通常被确定来源于不固定的分散来源,这是与住宅来源相反的。因为住宅来源的废物也是分散的,却特殊在废物的产生是一个重复出现的事件。

处理厂废物固体 固体,半固体,来源于水,废水,和工业废物处理设施也被包含在这种分类中。这些物质的具体特性是各尽不同,由处理过程决定。目前,它们的收集不是由绝大部分有能力管理固体废物的市政机构主管。在未来,不管怎样,我们可以期望,在任何固体废物管理计划中都会把他们的处理作为一个主要的考虑因素。 农业废物 那些由于各种各样的农业行动,例如种植与成行成排的,田里,和树上,和,蔓生植物农业做物的收割,和牛奶的生产,用于屠杀的动物的饲养,和牧场的运行,都集体称作农业废物,目前,这些废物的处理不是绝大部分的市政和乡村固体废物管理机构的责任。但是,许多地区,动物肥料的处理已经成为一个受批评的问题,特别是来自牧场和牛奶场。

危险性废物 化学,生物,可燃性的,爆炸性的或者放射性的废物,都会引起实质性的危险,短暂性的或者长期性的。这是针对人类,植物,动物的生命而言,被分类为危险性。典型地,这些废物以液体形式出现,但是他们通常被一气体,固体,或者污泥形式存在。在所有的情况下,这些废物必须要十分谨慎地被处理和处置。

Unit 20

Methods of Waste Disposal废物处置方法

It is inevitable that as there are different types of waste,there will be varying methods of waste disposal. 这是不可避免的,既然有不同类别的废物,将有不同程度的废物处置方法。Briefly most solid wastes are deposited on land as tips or spoil heaps,or as land infill to quarries and mine shafts,or as dumps containing a large range of materials. 简要大多数固体废物被存放在土地的提示或破坏堆,或填充的土地采石场和矿井,或堆放场的材料大范围。In addition,small quantities of waste are are dumped into the sea. 此外,少量的废物倾入海中。Waste is produced continually so there is often a need for some sort of storage facility. 不断产生的废物所以往往是一些储存设施类的需要。In the case of some mineral extractive industries such as deep mined coal,china clay and ironstone,there is storage on the working site as spoil heaps,but this is waste deposition rather than disposal. 在一些矿产采掘业,如深开采煤炭,粘土和铁矿石中国的情况,但在工作场所堆作为存储破坏,但这是废物沉积,而不是处理。In other industries the stored waste often has to be transported to disposal areas and tipped or dumped. 在其他行业存储的废物往往被运送到垃圾处理领域和倾斜或倾倒。Alternatively,the stored waste may be treated in various ways before disposal . 另外,存储的废物可被视为前以不同的方式处理。The treatment may reduce the bulk,or make disposal easier,or extract materials that can be reused or recycled back into manufacturing processes. 这种治疗可能会减少体积,方便或进行处置,或摘录可再用或循环再造到制造过程的回材料。In respect of environmental pollution the quantity,the treatment,and disposal methods of waste are of pime importance. 在环境污染的数量方面,治疗和废物处理方法是宗座外方传教会的重要性。

Methods Used by Local Authorities地方当局使用的方法

The Public Health Act 1936 enables Local Authorities to collect,treat,and dispose of all refuse from the domestic sector,and such industrial and trade waste as requested. 公共健康法1936年使地方当局可以收集,处理和处置都来自国内部门的垃圾,以及工业和贸易等的要求浪费。In 1973,Local Authorities in England dealt with 19.5 M tonnes of waste by various methods (see table l) . 在1973年为19.5 M号公吨废物通过各种方式处理的英国地方当局(见附表)。About 15 M tonnes of the tipped waste is household refuse consisting of cinders,ash,dust,vegetable and waste food matter,paper,board,metal,rags,glass,and plastics,whilst the remaining 4.5 M tonnes is from trade sources. 约15M的倾泻公吨废物是生活垃圾组成的炉渣,粉煤灰,粉尘,蔬菜和浪费粮食的问题,纸张,纸板,金属,破布,玻璃,塑料,而余下的四米半吨是从贸易来源。About 86% of this waste is not pretreated an is disposed of by land tipping.One quarter of this waste is just dumped in an uncontrolled or

non-systematic manner. 约86%,这不是浪费预处理是一个倾斜的土地处置的。 The other 75% is dealt with by controlled tipping. 这些废物的一个季度,只是在无法控制的倾倒或不系统的方式。另外75%是通过控制处理倾泻的。This means the waste is deposited,spread,and compacted into shallow layers,and covered with soil to assist decomposition and sealing. 这意味着废物存放,传播和压缩成浅层,并与土壤,帮助分解和密封覆盖。This method should ensure that loose litter does not blow about,there is no unpleasant odour,and flies and vermin do not breed to produce a health hazard. 这种方法应该确保垃圾不松散的打击对,没有任何不愉快的气味,苍蝇和害虫繁殖不产生健康危害。An alternative to tipping is the use of waste for land in filling. 对倾斜的替代办法是浪费土地使用填补。Disused quarries, or land which is derelict by virtue of being low-lying and badly drained, or derelict as a result of spoil tips, can be reclaimed by refuse in-filling. 废弃的采石场,或土地是由废弃的正凭借低洼地带及排水不好,或者废弃原因造成的破坏技巧,可以回收的垃圾填。

The shortage of suitable land for tipping purposes has caused some Local Authorities to consider alternative alternative methods of waste disposal.缺乏合适的土地用于处理废物,导致一些地方当局考虑其他废物处置的替代方法。Controlled tipping is usually cheap in respect of capital and labour costs, but it can become costly if highly priced land has to be purchased for future tipping. 控制成本通常是减少在资本和劳动力方面的成本, 但它会变得更昂贵,如果高价的土地必须为未来的成本买单。A way of avoiding this, and assisting land conservation, is to reduce the bulk quantity of the waste before tipping.一种方法避免上述情况,和保护土地,就是在倾倒之前大量减少废物的量。This allows existing tips to be used for a longer time, reduces the need for new ones, and reduces labour costs for tipping operations. 为了倾倒废物的行动,这表明现有的土地,要使用更长的时间,以减少新的需求,并降低劳动力成本。 Waste can be pretreated by pulverizing, or mechanically breaking it down into smaller particle sizes which can reduce the bulk by up to 33% by volume. 废物预处理可以粉碎,或机械分解成较小的颗粒尺寸下来,可减少多达33%的体积。Whilst the cost of a pulverizing plant is high, the salvaging of materials for recycling, and less waste to deposit can help to off-set the initial capital cost. 虽然粉碎设备的成本高,但废物原料可以循环再用,减少废物的存放,有助于抵消初始资本费用。Another pretreatment waste technique is incineration, which involves combustion in a furnace at a temperature between 950 and 1100`C to minimize corrosion and the emission of odours. 另一种预处理垃圾的方法是焚烧,此方法是在温度处于950~1100摄氏度之间的熔炉中燃烧,以减少腐烂和气味的产生。This reduces the waste bulk considerably, and the process can reduce the volume up to 90% and the weight up to 60%, compared to untreated waste. 相对于未经处理的废物,这大大减少了废物的体积,这一过程可以体积减少高达90%,重量达60%。Also it is possible to use the heat energy produced for augmenting electrical generation or district heating, and this is already being carried out in some countries. 而且可以用产生的热能来增加发电量或用于地区取暖,并且这已经正在某些国家应用。It has been estimated that if all the household and trade refuse collected in the UK in 1974 had been incinerated and thr heat used, this could have saved energy equivalent to 6 M tonnes of coal.据估计,如果1974年英国所收集的家庭和交易市场的垃圾全部用来焚烧并且热能都加以利用,则可以节约相当于600万吨煤的能量。

Methods Use by industry

An approximate estimate of the annual amount of industrial waste produced in 1973 was 110M tonnes or 67% from the mining and quarrying industries,12M tonnes or 7.3% from CEGB power stations,and 23M tonnes or 14% from other industrial sectors. 一个1973年生产的工业废水量估计约为110吨,或从采矿及采石业67%,1200万吨,从中央发电局发电站7.3%,二千三百万吨或其他工业部门的14%。There are no published figures for radioactive wastes, but the amount is relatively small. 没有公布对放射性废物的数字,但数额相对较小。The quantity and type of waste varies from industry to industry ,but the major part consists of solid material,liquid slurries and effluent containing a wide range of suspended and dissolved chemical substances.工业行业的不同废物的数量与类型不同,但主要部分是固态物质,液体泥浆和污水含有悬浮和溶解各种化学物质组成。The large amount of solid waste produced by the mining and extractive industries is disposed of by tipping on land or into the sea. 采矿业和采掘工业产生的大量固体废物用来处置土地或倾泻入海。Other wastes such as furnace clinker, blastfurnace slag, and copper, tin and zinc-lead slags have been omitted because they are mainly re-use in subsequent production.

其他废物,如高炉熟料,矿渣,铜,锡和锌,铅炉渣被忽略,因为它们是主要是在随后的生产使用。About 70% of this waste is not treated in any way and is tipped on land,or is use for land in-full and reclamation. 约70%的这些废物不以任何方式处理,是倾倒到土地上,或用于填埋土地或填海工程。The problems associated with this are not discussed in this paper. 这不是本文讨论有关的问题。It should be noted that about 26% of the above wastes are not tipped,but are used to assist in the production of materials such as bricks, concrete blocks, cement, and road and concrete aggregate. 应当指出,大约26%以上不倾卸的废物,但用于为材料的生产提供协助,如砖,水泥块,水泥,道路,混凝土骨料。

Manufacturing industries produce wastes which are solid, semi-solid, liquid, or gaseous,and each category may contain toxic or non-toxic, flammable, and no-combustible constituents. 制造业产生的废物是固体,半固体,液体或气体,每类包含有毒或无毒,易燃,不可燃成分。There are no overall data available across all industries to show the quantities of waste or the methods of disposal. 没有整体的数据提供各行业以显示或处置废物的方法的数量。Some limited surveys have been carride out, and these at least provide some detailed information. 一些有限的调查已经进行了,而这些至少提供了一些详细的资料。The Local Government Operational Research Unit conducted a survey of the industrial wastes from 600 firms in the heavily industrialized area of Manchester and Salford in 1970. 地方政府在1970年研究进行的一个高度工业化地区工业废物的调查包含曼彻斯特和索尔福德的600个行业。It was found that one million tonnes of waste annum was produced, consisting of non-combusteble sludge, dust,ash,brick,slag and excabated materials; and combustible paper,rubber,plastics, timber, sawdust, textiles and chemical materials. 结果发现,每年产生100万吨垃圾,包括非可燃污泥,粉尘,灰,砖,炉渣和挖掘材料和可燃造纸,橡胶,塑料,木材,木屑,纺织品和化工原料。The quantities and methods of disposal are shown in reference. In this survey, 72% of waste was tipped on land , 16% of the intractable an dangerous waste was dumped at sea in sealed containers , and 8.6% was buried . 涉及废物的数量和处理方法。在这个调查中,72%的垃圾被堆积在土地上,16%的危险废物被倾倒在密封的集装箱海,8.6%被埋葬。Only about 3% of the waste disposed of by the alternative methods of incineration or discharge into sewers. 只有约3%作处理,焚化或排放入污水渠替代浪费的方法。

UNIT 21 固体废物的处理

土地填埋

除了城市固体废物要处理到海洋去,而这在绝大部分的发达国家是不允许的,固体废物,或者是以某种形式存在的残余物,都必须要在陆地上进行处理。土地掩埋,最经济的,最终也是最普通的固体废物处理方法。在大不列颠联合王国和北美,都被用于处理90%的城市固体废物。甚至在欧洲国家,例如西德和瑞士,都拥有大量的投资在焚烧厂和堆肥厂,超过60%的生活和商业废物是被土地掩埋。焚烧,当然不能取代土地填埋。事实上,它反而制造出更高浓度的残余物。这些残余物会比没燃烧的固体废物对水具有危险性。用于固体废物土地填埋的所需要的地区大约是25000人每年一公顷(每10000人一英亩)。这会在以下的两个例子加以说明。

例子

对于25000人的人口基础来说,要在一片通常被压缩的垃圾填埋场拥有4米垃圾高度(除了包装材料)的基础,来评估每年面积需求量(除了缓冲区)。

解决方法,设每人废物产生量是2kg/d,而一片被压缩得很好的垃圾填埋场密度是450kg/m3。那么每年年面积需求量:

(公式略)ha:公顷

用于土地填埋的面积需求量可以因废物类型以及压缩程度而变化很大。卫生的垃圾填埋场的设计与运行细节会在参考书籍中被讨论。

这种填埋方法的关键在于回顾先前在土地处理中已使用过的某些处理过程,来减少废物体积,和/或者利用废物成分。从而减少垃圾填埋场的需求。

焚烧

体积减少。在1930年代至1940年代,建造了大量分批加料焚烧炉,用于减少废物体积,因此,这成为了空气污染严重而需付出昂贵代价来保持良好的空气质量的主要原因。有些焚烧炉是升级了,但是大部分焚烧炉一有可能便被关闭或者以土地填埋垃圾的方式来代替。然而,正因为垃圾填埋场的容量在减少,废物的体积减少才变

得更加重要。同时,废物的能源价值已经稳定地增长着。因此,这种焚烧以减少废物体积(减少大约90%)和重量(减少75%),并且有可能实现能量回收的方法。在1970年代成为了一个非常流行的处理选择。

较新的城市焚烧炉通常是连续燃烧型,在燃烧室内有很多都带有“水冷壁”式结构,取代了陈旧的通常耐火的衬里。水冷壁由含有水的连接好了的垂直锅炉管组成。这些管道能吸收热量来提供热水以产生蒸汽,它们也可以控制火炉温度。因为有了水冷壁燃烧炉,昂贵的耐火维护就可以被删除,污染控制要求就可以减少(因为要求处理的气体体积和净冷水的减少),热量回升也变得简单。但不幸地,从欧洲国家的经验可以判断,水冷壁燃烧炉的侵蚀可以是一个很严重的问题。

仅靠废物来提供燃料的传统焚烧炉的焚烧温度,在火炉里大约是760℃(1,400℉),在二次燃烧室则超过870℃(1,600℉),这些温度需要避免来自不完全燃烧的臭味。若使用补给燃料,则有可能让温度达到1650℃(3,000℉),这样可以减少97%的体积,和转化金属与玻璃为灰烬,虽然在1966年,第一部高温示范型装置已经被安装了,但是全范围的燃烧炉应用则一直没进行,大概是因为所涉及的高昂成本。

能量回收

大量燃烧废物以产生蒸汽来取暖或者用于发电,在西欧和日本已经普及很多年。但是,在1970年代至1980年代初期的燃料价钱上升,致使能量回收经济引人注目,这种实践在北美还是很稀罕的。

废物燃烧仅为了体积减少,是不需要任何的辅助燃料,除了在启动时,另一方面,当目标是为了产生蒸汽,补足的燃料(通常是气体)则需要配合磨碎的垃圾一起使用,因为废物能量含量是变化着的,或者如果可取的废物数量不足够时。铁金属通常能从灰烬中重新获得。

水蒸气的市场必须紧靠废物燃烧焚烧炉,因为这些燃烧系统能与其他取暖来源构成竞争。威尔逊(1977)已经建议最大距离为1英里(1.6公里),但是这个距离可能是太远了。芝加哥(西北工厂)与安大略湖的汉密尔顿(SWARU工厂),是两个在焚烧炉运行(APWA,1979)头十年没有可取的水蒸气市场的地方。在加拿大的蒙特科尔的焚化炉,在他的巨量燃烧水冷壁焚化炉建成之后,一直都没有水蒸气市场,直到1983年(建成15年以后)。 在所有与焚烧有关的问题中,空气污染控制,尤其是微小颗粒物与有毒气体(包括二恶英)的去除,是最困难的,可以通过优化燃烧过程来控制含碳易燃污染物的排放,硫氧化合物和氮氧化合物和其他气体污染物暂时还不是一个问题,那是因为它们的浓度相对较低,与焚烧有关的其他考虑还包括,场地排水造成的液体废物,淬冷水,洗涤废水的处理,和在垃圾填埋场由重金属残余物造成的灰烬处理问题,针对焚化炉的使用,公众反对,是另一个严重的障碍,每天1000吨的容量,大约一亿2000万(美元)的投资费用(1987年价格)。每吨15.30美元的运行费,适合于人口超过30万的城市。对于一小些的中心,单位费用则高昂很多,这导致了焚化炉在大城市都被限制使用,不管怎么样,由于公众对固体废物燃烧所产生的有毒气体的担忧(有相当多的证据),焚化炉是很少被提议的,除非土地填埋场地点缺乏,没有其他更好地代替方案,这就是在1987年底特律的形势。在那里,尽管环保主义者和邻近加拿大安大略湖的温莎的强烈反对,但是一个耗费5亿美元,处理量每天4000吨,利用废物产生能源的工厂,美国最大的一个,还是被批准了。

其他转化方法

对于减少城市废物体积和/或者转化废物为有用的产品,化学方法(例如液化床焚化,高温分解,和湿氧化)和生化方法(堆肥和厌氧消化)是潜在的方法。关于这些方法的信息,在固体废物管理手册中和其他研究者都可以提供,但是,在所有化学和生化转化方法中,只有伴随热回收的焚烧和堆肥是被广泛接受的。

堆肥处理的有机物的微生物厌氧降解过程,微生物主要是细菌和真菌,这个反应能产生热量,在堆肥过程中能使堆肥温度升高。对于那些含有高比例废纸的废物,废物体积能减少约30%,而对于那些花园杂物,则可能减少60%。

在受控条件下,或者在机械化的堆肥厂,堆肥都可以自然的发生。在自然系统里,磨碎的垃圾,如果去除玻璃和金属更适宜,可以与一个营养物来源(废水污泥、动物肥料、大便),和一个允许空气进入管道的填料,进行混合。这个混合物,含水率达到大约50%,可以被放置在烘干室,2到3米宽,一个星期可以翻转一到两次。4-6个星期内,当颜色变深,温度下降,和有一种发霉的味道扩展处理时,这个过程就已经是完成了。填料可以被移除,剩下的腐蚀质则可以当做土壤调节装置使用。在制造厂,连续的好氧和混合可以使堆肥时间减少大约50%。短时间内通常需要跟进制造工艺来允许堆肥物质达到成熟

在北美,土壤调节装置的市场是有限的。自从在1951年,在Altoon.Pa出现了第一简堆肥处理厂之后,美国就陆续建立了20-30间,几乎可能有2-3家是关闭的。较新的堆肥厂,如特拉华改造工程,和其他在美国东北的项目,一般都会把废水污泥的堆肥与城市固体废物联系在一起,这暗示着一种趋势,就是高效率的堆肥可以作为污泥处置与固体废物管理的一种解决方法。直到1985年,约有60家堆肥处理厂,起初仅针对废水污泥,曾经在

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/12wd.html

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