高中地理 4.2《固體廢棄物的治理》課件 中圖版選修6.ppt

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固體廢棄物的治理,固體廢棄物是指人類在生產、加工、流通、消費及生活等過程提取目的組分后，不再具有原使用價值而被丟棄的固態(tài)或泥漿狀的物質。,緒 論,廢棄物具有相對性，一種過程的廢物隨著時空條件的變化，往往可以成為另一過程的原料，所以固體廢棄物也稱“放在錯誤地點的原料”。,根據固體廢物的性質、狀態(tài)、來源分類： 化學性質分：有機廢物和無機廢物 存在狀態(tài)分：固體（塊狀、粒狀、粉狀）和泥狀（污泥） 來源分：工業(yè)廢物、礦業(yè)廢物、城市垃圾、農業(yè)廢物、放射性廢物 危害狀況分：有害廢物、一般廢物,固體廢物的來源與分類,固體廢棄物的種類,工業(yè)固廢,礦業(yè)固廢 鋅礦渣,礦業(yè)固廢 鎳礦渣,生活垃圾,城市垃圾,農業(yè)廢物,放射性污染 核輻射,固體廢物的分類：,工礦業(yè)固體廢物,工業(yè)固體廢物按行業(yè)主要包括以下幾類： (1)冶金工業(yè)固體廢物： 主要包括各種金屬冶煉或加工過程中所產生的廢渣，如高爐煉鐵產生的高爐渣、干爐轉爐電爐煉鋼產生的鋼渣、銅鎳鉛鋅等有色金屬冶煉過程產生的有色金屬渣、鐵合金渣及提煉氧化鋁時產生的赤泥等；,(2)能源工業(yè)固體廢物：主要包括燃煤電廠產生的粉煤灰、爐渣、煙道灰、采煤及洗煤過程中產生的煤矸石等； (3)石油化學工業(yè)固體廢物：主要包括石油及加工工業(yè)產生的油泥、焦油頁巖渣、廢催化劑、廢有機溶劑等，化學工業(yè)生產過程中產生的硫鐵礦渣、酸渣堿渣、鹽泥、釜底泥、精(蒸)溜殘渣以及醫(yī)藥和農藥生產過程中產生的醫(yī)藥廢物、廢藥品、廢農藥等；,(4)礦業(yè)固體廢物： 主要包括采礦廢石和尾礦，廢石是指各種金屬、非金屑礦山開采過程中從主礦上剝離下來的各種圍巖，尾礦是指在選礦過程中提取精礦以后剩下的尾渣； (5)輕工業(yè)固體廢物：主要包括食品工業(yè)、造紙印刷工業(yè)、紡織印染工業(yè)、工業(yè)加工過程中產生的污泥、動物殘物、廢酸、廢堿以及其他廢物； (6)其他工業(yè)固體廢物： 主要包括機加工過程產生的金屬碎屑、電鍍污泥、及其他工業(yè)加工過程產生的廢渣等。,城市生活垃圾,主要成分：廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、磚瓦渣土、糞便，以及廢家用什具、廢舊電器、庭園廢物等。 來源：城市居民家庭、城市商業(yè)、餐飲業(yè)、旅館業(yè)、旅游業(yè)、服務業(yè)、市政環(huán)衛(wèi)業(yè)、交通運輸業(yè)、文教衛(wèi)生業(yè)和行政事業(yè)單位、工業(yè)企業(yè)單位以及水處理污泥等。,城市生活垃圾,主要特點：成分復雜，有機物含量高。 影響其成分的主要因素：居民生活水平、生活習慣、季節(jié)、氣候等。 所含化學元素：絕大部分為碳，其次為氧、氫、氮、硫等。根據其組分的不同，含有不等量的灰分。,列入國家廢物名錄或根據國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有如下危險特性的廢物，即主要有毒性、易燃性、腐蝕性、反應性、傳染疾病性、放射性等危險特性。 1983年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署已經將有害廢物污染控制問題列為全球重大的環(huán)境問題。,危 險 廢 物,固體廢物污染的危害 （1） 堆渣侵占土地，污染土壤 我國歷年堆存的廢渣和尾礦達60億噸，占地約59萬畝，平均每1萬噸渣占一畝地，侵占大量農田，與農業(yè)爭地問題十分突出。 大量廢渣在自然界的風化作用下，到處流失，對土壤造成危害。（煤矸石滑坡，有毒物質向下滲漏，通過土壤中被植物吸收進入人體）,固體廢物的污染及其控制,（2） 污染水體 廢渣可通過土壤滲入地下水，還可以通過風吹雨淋或人為因素進入地表水。廢渣對水域的污染，以冶煉廢渣和化工廢渣最為突出，目前世界上的原子能反應堆的廢渣及向深海投棄的放射性廢物已嚴重地污染了海洋。,固體廢物污染的危害,（3） 大氣的污染 廢渣和垃圾在堆放過程中，在周圍溫度、水分的作用下，使某些有機物質發(fā)生分解，產生有害氣體和腐敗的垃圾廢物散發(fā)出的腥臭味，可對空氣造成污染。 煤矸石的自燃會放出大量SO2，瀝青和渣油都含有多環(huán)芳烴氣體，總體而言，固體廢物對環(huán)境的污染，雖沒有像廢水、廢氣那樣嚴重，但從其對人類造成的危害來看，也必須采取措施進行處理。,固體廢物污染的危害,（4）影響環(huán)境衛(wèi)生 由于人口劇增，使垃圾排放量也大大增加，若未經過處理直接排入周圍環(huán)境，則易造成環(huán)境污染（病菌、病毒、蚊、蠅等） （5） 造成大量的財力和人力的浪費 固體廢物要用大量的人力和財力進行管理和處置，一個大型工廠一般需上百人管理廢渣。,固體廢物污染的危害,廢水和廢氣既是水體、大氣和土壤環(huán)境的污染源，又是接受其所含污染物的環(huán)境。 固體廢物則不同，它們是污染成分的終極狀態(tài)：,固體廢物污染控制,這些“終態(tài)”物質在長期的自然條件作用下會轉入大氣、水體和土壤，成為大氣、水體和土壤環(huán)境的污染“源頭”。因此，固體廢物對環(huán)境的污染主要是通過水、氣和土壤進行的。固體廢物污染控制應著重于：防治固體廢物污染和綜合利用廢物資源。,（1） 改革生產工藝 （2） 發(fā)展物質循環(huán)利用工藝及循環(huán)境經濟 （3） 綜合利用 （4） 進行無害化處理和處置,固體廢物污染控制,1．固體廢物處理工程 固體廢物處理工程可分為物理處理、化學處理、生物處理、熱處理、固化處理等。 目的：將固體廢物轉變成適于運輸、利用、貯存或最終處置。 （1） 物理處理 通過濃縮或相變化改變固體廢物的結構，使之成為便于運輸、貯存、利用或處置的形態(tài)。 主要方法：壓實、破碎、分選、增稠、吸附等。,固體廢物處理處置方法,（2） 化學處理 采用化學方法破壞固體廢物中的有害成分從而使其達到無害化。 主要方法：氧化還原、中和、化學沉淀和化學溶出等。 注意：有些有害固體廢物，經過化學處理還可能產生富含毒性成分的殘渣，還須對殘渣進行解毒處理或安全處置。 （3） 生物處理 利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物，從而使其達到無害化或綜合利用。 方法：好氧處理、厭氧處理、兼性厭氧處理。,該法較為經濟但處理效率不穩(wěn)定。,（4） 熱處理 通過高溫破壞和改變固體廢物組成和結構，同時達到減容、無害化或綜合利用的目的。 方法：焚化、熱解、焙燒、燒結等。 （5） 固化處理 采用固體基材將廢物固定或包覆起來以降低其對環(huán)境的危害。 處理對象為危險固廢物。,全世界每年產生的固體廢物高達70億t，其中美國約占一半。固體廢物包圍城市，對人類生存環(huán)境造成極大的危害，也引起人們越來越多的關注。1983年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署已將有害廢物污染控制問題列為全球重大的環(huán)境問題。 我國排放量僅次于美國。2000年，全國固體廢物產生量8.2億噸，其中工業(yè)固體廢物產生量為6.7億 t，其中尾礦和煤矸石產量最大，約占總量的 50％左右。,固體廢物的排放現(xiàn)狀,產生量大 占地多 危害大 回收利用率低,我國我國固體廢物排放問題有以下幾個特點：,固體廢物的處理是通過一定的技術處理和分離手段，來改變廢物的結構和特性，以達到減量化、資源化和無害化的目的。,固體廢物的處理技術,壓實 壓實是利用外界的壓力作用于固體廢物，使其聚集程度增大，達到增大容重和減小表觀體積的目的，以便于運輸、貯存和填埋。壓實主要用于處理壓縮性能大而恢復性小的固體廢物，例如生活垃圾、機械加工行業(yè)排出的金屬絲、金屬碎片、家用電器、小汽車及各類紙制品和纖維等。 壓實機械也稱壓實器，壓實器有固定式和移動式兩種。,固體廢物的物理處理,二. 破碎 破碎是利用外力使大塊固體廢物分裂為小塊的過程。固體廢物的破碎主要達到以下幾個目的。 （1）使固體廢物減容和增大密度，便于運輸和貯存； （2）為分選和進一步加工提供合適的粒度，以有利于綜合利用； （3）增大固體廢物的比表面積，提高焚燒，熱分解的處理效率； （4）防止粗大、鋒利的固體廢物損壞處理設備；,分選的目的是將固體廢物中可回收利用的或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物料用人工或機械方法分門別類地分離出來，然后加以綜合利用。,三. 分選,脫水 固體廢物的脫水主要用于污水處理廠排出的污泥及某些工業(yè)企業(yè)所排出的泥漿狀廢物的處理。脫水可達到減容及便于進行運輸?shù)哪康?，有利于進一步處理。脫水有機械脫水及自然干化脫水兩種。,四. 脫水和干燥,固體廢物經破碎、分選之后所得的輕物料，如需進行能源回收或焚燒處理時，必須進行干燥處理。干燥通常在轉筒干燥器內進行.,干燥,化學浸出法 化學浸出法是選擇合適的化學溶劑（浸出劑，如酸、堿、鹽水溶液等）與固體廢物發(fā)生作用，使其中有用組分發(fā)生選擇性溶解然后進一步回收的處理方法。該法可用于含重金屬的固體廢物的處理，特別是在石化工業(yè)中廢催化劑的處理上得到廣泛應用。 例如生產環(huán)氧乙烷的廢催化劑的處理,固體廢物的化學處理,好氧生物轉化一堆肥化處理 堆肥化是在人工控制的條件下，使某些有機的固體廢物在微生物的作用下，發(fā)生生物化學反應，分解轉化為較穩(wěn)定的腐殖肥料的過程。 堆肥原料：生活垃圾；糞便；農林業(yè)固體廢物；有機污泥 工藝：預處理 發(fā)酵 后處理,固體廢物的生物轉化處理,,,厭氧生物轉化,焚燒法 焚燒法是將可燃固體廢物置于高溫爐內，使其中可燃成份充分氧化的一種處理方法。焚燒法的優(yōu)點是可以回收利用固體廢物內潛在的能量，減少廢物的體積（一般可減少80％一90％），破壞有毒廢物的組成結構，使其最終成為化學性質穩(wěn)定的無害化灰渣，同時還可徹底殺滅病原菌、消除腐化源。,固體廢物的焚燒和熱解,主要是不可再循環(huán)利用或安全填埋的有害廢物，如難以生物降解的、易揮發(fā)和擴散的及含有重金屬及其他有害成份的有機物、生物醫(yī)學廢物（醫(yī)院和醫(yī)學實驗室所產生的需特別處理的廢物）等。,適合焚燒的廢物,熱解 多數(shù)有機化合物都具有熱不穩(wěn)定性的特征，如果將它們置于高溫缺氧的條件下，這些化合物將會發(fā)生裂解，轉化為分子量較小的組分，這一過程稱之為熱解。熱解應用于工業(yè)生產已有很長的歷史，如木材和煤的干餾、重油的裂解等。近幾十年來，將熱解的原理用于處理固體廢物已日益為人們所注重，成為一種很有前途的處理方法，特別適用于廢塑料、廢橡膠、城市垃圾、農用固體廢物等含有機物較多的固體廢物處理。,土地填埋 固體廢物的土地填埋處置是在傳統(tǒng)的堆放和填地處置基礎上發(fā)展和完善起來的一種最終處置技術，由于它的建設運行費用低、工藝簡單、適用于處理多種類型的廢物，因而得到迅速發(fā)展并被廣泛應用。特別是對危險廢物的處理，填埋仍然是最主要的手段之一。,固體廢物的最終處置,一.煤炭系固體廢物的利用 1.煤矸石的綜合利用 （1）煤矸石用作燃料 （2）煤矸石用作建筑材料 （3）煤矸石生產化工產品-生產鋁鹽,固體廢物的資源化,在建材工業(yè)上的應用 在農業(yè)上的利用 粉煤灰顆粒由 60％－80％微細玻璃體狀顆粒和 30％蜂窩狀顆粒組成，機械組成相當于砂質土，同時含有少量對農作物生長有利的元素如鉀、鈣、鐵、磷、硼等。這些特性決定了它在農業(yè)方面應用具有很大潛力。 其他應用 分選空心玻璃微珠；用作橡膠、塑料制品的填充劑；提取金屬,2. 粉煤灰的綜合利用,1.高爐渣綜合利用（主要化學成分是 CaO、Si02、 A12O3和 MgO） （1）水淬渣的應用 （2）重礦渣的應用 （3）膨脹礦渣的應用 2. 鋼渣的綜合利用（主要成份為 CaO、Si02、A12O3、FeO、MgO等，具有一定的膠凝性） 3.有色金屬冶煉渣的綜合利用 赤泥的利用 煉銅渣的利用,二. 冶金工業(yè)廢渣的綜合利用,1、硫鐵礦燒渣的綜合利用 煉鐵 回收有色金屬（氯化焙燒法） 用石灰作膠結劑制磚 生產化工產品: 生產氧化鐵紅、透明氧化鐵； 制取FeSO4·7H2O；制取水處理劑。,三. 化工廢渣的綜合利用,在水泥工業(yè)上的利用（代替天然石膏作水泥緩凝劑，作原料生產硫鋁酸鹽早強水泥） 制建筑板材 生產硫酸 制硫酸銨,2.化學石膏的綜合利用,生產水泥 作無機型外墻涂料 用于化工廠尾氣處理 4. 鉻渣的綜合利用 （主要由CaO,MgO,Al2O3,Fe2O3,SiO2及少量的六價鉻組成） 作玻璃著色劑 作助熔劑制鈣鎂磷肥 作煉鐵燒結熔劑,3.電石渣的綜合利用,1.廢塑料的再生利用 前處理 除異物、分選、清洗、干燥、粉碎 熔融混煉 加人適量的改性劑在一定的溫度下熔融混煉 成型 成型方法有四種：壓注成型、注射成型、壓延成型、擠出成型。通過成型可以直接得到棒、板、片材或各種成型品，也可制成粒狀作為生產各種類型的塑料制品的原料使用。,四.有機廢物的處理和利用,常用的填料有兩大類一無機填料和有機填料。無機填料主要有碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、赤泥、粉煤灰等。有機填料主要選擇木材加工廢料木粉、鋸屑及農副產品稻殼、玉米稈、麥稈等。這些惰性材料均需進行表面活化處理，才能與廢塑料很好地復合。改性后的填料具有良好的填充性，并可提高塑料制品的穩(wěn)定性和具有一定的增強效果。 以木屑為填充料所制成的塑料材料也稱“合成木材”，這種材料密度小、強度高、耐腐蝕、耐熱?？上衲静囊粯邮褂?，可鋸、可釘、可鉆，廣泛用于建筑、家俱、車輛及包裝等方面。我國80年代即開發(fā)出鋸木屑與廢塑料經高溫混煉而制成的“合成木材”。,2.廢塑料的改性利用,1.農作物秸稈的利用 制氨化飼料 加工壓塊燃料 2.稻殼的綜合利用 稻殼成型后可以代替煤炭用作工業(yè)和生活燃料，由于稻殼中硫和重金屬含量極小，因此也不會對大氣產生污染。成型之后的稻殼塊內部仍有很多孔隙，因而導熱系數(shù)小，可以做保溫材料使用。 稻殼干餾熱解可以獲得燃燒值為5880－6720kJ／kg的可燃氣體，從焦油餾份中還可分離出醋酸、丙酮及其他類似木柴的熱解產物，熱解殘留物（黑灰）還具有極優(yōu)良的吸附性，可代替活性炭作吸附劑使用。,五. 農業(yè)固體廢物的處理和利用,廢品的回收利用是建立在垃圾的分類收集基礎上。 建立大規(guī)模的城市垃圾焚燒廠，利用垃圾焚燒時放出的熱量進行供熱或發(fā)電是使垃圾能源化的主要途徑。垃圾填埋中的有機物在厭氧微生物作用下可被分解為CH4和CO2等其他氣體，統(tǒng)稱為埋填氣，是一種新的補充能源。,五.城市垃圾的綜合利用,管理政策,（1）減量化： 要求：減少數(shù)量、體積、種類、降低危險廢物中有害成分的濃度、減輕或清除其危險特性等—全面管理。 措施：開展清潔生產。 重要性：防止固體廢物污染環(huán)境的優(yōu)先措施。,（2）資源化： ①物質回收，即處理廢棄物并從中回收指定的二次物質如紙張、玻璃、金屑等物質； ②物質轉換，即利用廢棄物制取新形態(tài)的物質，如廢玻璃和廢橡膠—鋪路材料，爐渣—水泥和其他建筑材料，利用有機垃圾—堆肥等； ③能量轉換，即從廢物處理過程中回收能量，作為熱能或電能，例如通過有機廢物的焚燒處理回收熱量，進一步發(fā)電．利用垃圾厭氧消化產生沼氣，作為能源向居民和企業(yè)供熱或發(fā)電。,（3）無害化：對已產生又無法或暫時尚不能綜合利用的固體廢物，經過物理、化學或生物方法，進行對環(huán)境無害或低危害的安全處理、處置，達到廢物的消毒、解毒或穩(wěn)定化，以防止并減少固體廢物的污染危害。,對固體廢物實行“三化”的原則，其各個環(huán)節(jié)是互為因果、相輔相成的。但減量化是基礎，根本措施是實行“清潔生產”和提高資源、能源的利用率。實現(xiàn)了減量化就相應實現(xiàn)了資源化和無害化。同時，實現(xiàn)減量化必須以資源化為依托，資源化可以促進減量化、無害化的實現(xiàn)，無害化又可以實現(xiàn)和達到減量化和資源化的目的。因此，在具體措施方面，也不能將它們截然分開。,“三化”之間的關系,