北师大环境工程概论讲义08固体废物及处理与利用.docx

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1、第八章固体废物及处理与利用第一节固体废物概述一、废物的定义固体废物通常是指人类生产和生活活动中丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒物,实际上所谓的废物一般是指在某个系统内不可能再加工利用的部分物质。例如，植物的枯枝落叶，动物的骨骼及排泄物，人们生活中的各种垃圾，工业生产过程的排出物等，所有这些形形色色的物质统称为固体废物。但如果进一步分析，这些废物中有些属于有机物，经过适当处理可做优质肥料供植物生长，工业废物经过挑选加工可成为有用之物或可重新用作原料。这说明“废物”具有相对性，一种过程的废物，往往可以成为另一种过程的原料。因此，固体废物只能认为在某种特定条件下的一种习惯性

2、称谓，是可以依据情况的变化而改变的。但有些特殊成分如含有放射性物质的放射性固体废物，含有汞、镉、铭、神等毒性成分的重金属污染物等，因其危害性较大需加以特殊安全处置，防止环境污染。二、固体废物的特点1、直接占用并具有一定空间 固体废物除直接占用土地并具有一定空间，它对环境的污染主要通过水、大气或土壤进行，没有这些媒介，就不会对环境造成很大的污染。因此，固体废物既是污染水体、大气、土壤的“源头”，又是废水、废气处理的“终态物”。根据固体废物的这一特性，提示人们应尽量避免和减少固体废物的产生和向水体、大气及土壤环境中排放，这是防止和控制固体废物污染环境的关键。 2、品种繁多，数量巨大 随着工业生产的

3、发展和人类物质生活的提高，固体废物种类越来越多，数量也逐年增加，以城市垃圾为例，工业发达国家城市垃圾产生量大致以每年2%4%的速度增长，欧共体国家生活垃圾平均增长率为3%,而我国近几年的垃圾增长率每年约按9%以上的速度增加1。 由于处理装置设施严重不足，综合利用率低，致使工业固体废物历年堆放量已达64亿多吨，到2000年，我国工业固体废物年产生量已达到10亿多吨，生活垃圾近2亿吨。 3、包括了有固体外形的危险液体及气体废物 液体和用容器装的气体，如装在容器中的废酸，废碱或气体在法律上都称为危险废物,均列于危险废物的管理范畴之内。三、固体废物的来源及其分类 固体废物主要来源于人类的生产和消费活动

4、。人们在资源开发和产品制造过程中，必然有废物产生，任何产品经过使用和消费后，也都会变成废物。 固体废物有多种分类方法，按其化学性质可分为有机废物和无机废物；按其危害状况可分为有害废物和一般废物；按其形状则可分为固体的（颗粒状、粉状、块状）和泥状的（污泥）。通常为了便于管理，按其来源可分为矿业固体废物、工业固体废物、城市垃圾、农业废弃物和放射性固体，简称之为矿业废物、工业废物、垃圾、农业废物和放射性废物。 在固体废物中凡具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性的废物均列为有害固体废物。 矿业废物来自矿物的开采和矿物选洗过程；工业废物来自冶金、煤炭、电力、化工、交通、食品、轻工、石油等工业

5、的生产和加工过程；城市垃圾主要来自城镇居民的生活消费、市政建设和商业活动；农业废弃物主要来自农业生产和禽畜饲养；放射性废物主要来自核工业和核电的生产核燃料循环、放射性医疗和核能应用及有关的科学研究等。四、固体废物的污染途径固体废物在一定的条件下会发生化学的、物理的或生物的转化,对周围环境造成一定的影响，如果采取的处理方法不当，有害物即将通过水、气、土壤、食物链等途径危害环境与人体健康。一般工业、矿业等废物所含的化学成分会形成环境污染，人畜粪便和有机垃圾是各种病原微生物的孽生地和繁殖场，形成病原体型污染。固体废物对环境造成污染的途经一般有以下几种： 1、污染水体：不少国家把固体废物直接倾倒于河流

6、、湖泊、海洋，甚至以海洋投弃作为一种处置方法。固体废物进入水体，不仅减少江湖面积，而且影响水生生物的生存和水资源的利用，投弃在海洋的废物会在一定海域造成生物的死区。 2、大气污染：固体灰渣中的细粒、粉末受风吹日晒产生扬尘，污染周围大气环境。粉煤灰、尾矿堆放场遇4级以上风力,可剥离141.5cm,灰尘飞扬高度达2050m,在多风季节平均视程降低3070%。固体废物中的有害物质经长期堆放发生自燃，散发出大量有害气体。长期堆放的煤砰石中如含硫达1.5%即会自燃，达3%以上即会着火，散发大量的二氧化硫。多种固体废物本身或在焚烧时能散发毒气和臭味，恶化环境。 3、土壤污染：固体废物堆置或垃圾填埋处理，经

7、雨水渗出液及沥滤中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长，或在周围机体内积蓄，危害食物链。各种固体废物露天堆存，经日晒、雨淋，有害成分向地下渗透而污染土壤。每堆放1万吨渣，需占地1亩多，受污染的土地面积往往大于堆渣占地的12倍。据不完全统计，我国历年堆渣达53亿吨，已占地84万亩（污染农田25万亩）。城市固体垃圾弃在城郊，使土壤碱度增高，重金属富集，过量施用后，会使土质和土壤结构遭到破坏。 务影响环境卫生：目前我国不仅90%以上粪便、垃圾未经无害化处理，而且医院，传染病院的粪便、垃圾也混入普通粪便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠炎、痢疾以及各种蠕虫病（即

8、寄生虫病）等等，成为环境的严重污染源。另外，我国的垃圾中大部分是炉灰与脏土，用于堆肥，不仅肥效不高，而且使土质板结，蔬菜作物减产。 5、处置不当：据粗略统计，目前我国矿物资源利用率仅5060%,能源利用率仅30%,既浪费了大量的资源、能源，又污染环境。另外，很多现有技术可以利用的废物未被利用，反而耗费大量的人力、物力去处置，造成很大的浪费。目前，有40%以上的钢渣、80%以上的粉煤灰和煤肝石消极堆弃。在目前，钢铁厂每堆存1吨钢渣，约35元。有些电厂贮存1吨粉煤灰，需建库投资4元，运输管理费6元，共10元。另外，粉煤灰输送到灰库，每吨约需1030吨水，每吨工业用水约需1度电。总之，消极堆渣造成资

9、源、人力、物力和财力的浪费都是很惊人的。 6、有害固体废物泛滥：长期对有害固体废物未加严格管理与处置，污染事故时有发生，如50年代锦州铁合金厂露天堆放辂渣10多万吨，数年后发现污染面积达70多平方公里，使该区域的1800眼井水不能饮用。全国已积存200多万吨格渣，而且城镇几乎都有电镀厂排出大量铭污泥，这些铝渣，污泥遇水都会浸出剧毒性六价铭而污染环境。全国有色金属冶炼企业一年约有5000吨碑、500吨镉和50吨汞流失到环境中。60年代，某矿冶炼厂排出的含碑烟尘，长期露天堆放，随雨水渗透、污染了井水，致使308人中毒，6人死亡。第二节固体废物的危害 固体废物是环境的污染源，除了直接污染外，还经常以

10、水、大气和土壤为媒介污染环境。 一、大量堆放固体废物，浪费土地资源 固体废物不像废气、废水那样到处迁移和扩散，必须占有大量的土地。城市固体废物侵占土地的现象日趋严重，我国现在堆积的工业固体废物有60亿吨，生活垃圾有5亿吨，估计每年有IOoO万吨固体废物无法处理而堆积在城郊或公路两旁，几万公顷的土地被它们侵吞。 二、固体废物的堆放，严重污染土壤 土壤是植物赖以生存的基础。长期使用带有碎砖瓦砾的“垃圾肥”，土壤就严重“渣化”;未经处理的有害废物在土壤中风化、淋溶后，就渗入土壤，杀死土壤微生物，破坏土壤的腐蚀分解能力，导致土壤质量下降；带有病菌、寄生虫卵的粪便施入农田，一些根茎类蔬菜、瓜果就把土壤中

11、的病菌、寄生虫卵吸进或带入体内，人们食用后就会患病。 三、固体废物向江河湖海倾倒，水污染令人堪忧 许多国家把大量的固体废物直接向江河湖海倾倒，不仅减少了水域面积,淤塞航道，而且污染水体，使水质下降。固体废物对水体的污染，有直接污染地表水，也有的下渗后污染了地下水。 四、固体废物向大气飘散 固体废物在收运、堆放过程中未作密封处理，有的经日晒、风吹、雨淋、焚化等作用，挥发了大量废气、粉尘；有的发酵分解后产生了有毒气体，向大气中飘散，造成大气污染。 五、影响市容环境卫生 固体废物在城市里大量堆放而又处理不妥，不仅妨碍市容，而且有害城市卫生。城市堆放的生活垃圾，非常容易发酵腐化，产生恶臭，招引蚊蝇、老

12、鼠等孳生繁衍，容易引起疾病传染；在城市下水道的污泥中，还含有几百种病菌和病毒。长期堆放的工业固体废物有毒物质潜伏期较长，会造成长期威胁。 城市的清洁卫生文明，很大程度同固体废物的收集、处理有关，尤其是作为国家卫生城市和风景旅游城市，对固体废物不妥善处理，将会造成非常不良的影响。第三节白色污染所谓“白色污染”，是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以致造成城市环境严重污染的现象。一、白色污染的危害 白色污染存在两种危害：视觉污染和潜在危害。 视觉污染指的是塑料袋、盒、

13、杯、碗等散落在环境中，给人们的视觉带来不良刺激，影响环境的美感。白色污染的潜在危害则是多方面的： 1、一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们的身体健康。当温度达到65时，一次性发泡塑料餐具中的有害物质将渗入到食物中，会对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害。 我们现在用来装食物的超薄塑料袋一般是聚氯乙烯塑料。早在四十年前，人们就发现聚氯乙烯塑料中残留有氯乙烯单体。当人们接触氯乙烯后，就会出现手腕、手指浮肿，皮肤硬化等症状，还可能出现脾肿大、肝损伤等症。在我国，我们用的超薄塑料袋几乎都来自废塑料的再利用，是由小企业或家庭作坊生产的。这些生产厂所用原料是废弃塑料桶、盆、一次性针筒等。生产

14、时，首先用机械把原料粉碎成塑料粒子，再把塑料粒子放在一个水池里清洗（名日消毒），取出来晒干，再用机械把它压成膜，制成各种塑料袋。每次吃饭时，就有不少人用塑料袋装饭菜，他们不知道这种行为不仅危害环境，也危害自己的身体。 2、使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长。我国目前使用的塑料制品的降解时间，通常至少需要200年。农田里的废农膜、塑料袋长期残留在田中，会影响农作物对水分、养分的吸收，抑制农作物的生长发育，造成农作物的减产。若牲畜吃了塑料膜，会引起牲畜的消化道疾病，甚至死亡。 3、填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法，由于塑料膜密度小、体积大，它能很快填满场地，降低填埋场地处理垃圾的能力：

15、而口，填埋后的场地由于地基松软，垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境。 4、若把废塑料直接进行焚烧处理，将给环境造成严重的二次污染。塑料焚烧时，不但产生大量黑烟，而且会产生二恶英迄今为止毒性最大的一类物质。二恶英进入土壤中，至少需15个月才能逐渐分解，它会危害植物及农作物；二恶英对动物的肝脏及脑有严重的损害作用。焚烧垃圾排放出的二恶英对环境的污染，已经成为全世界关注的一个极敏感的问题。 另外，由于一次性塑料餐具难降解，现在许多城市都推广使用绿色餐具纸制餐具，原理是纸制品的组成物纤维素能被微生物降解。但是，用纸制餐具代替发泡塑料餐具亦不明智。首先，纸制餐具同样也会

16、带来视觉上的污染。它们的降解速度并不快，往往在几十天甚至几个月内也不会降解彻底。其次，制纸制餐具时，除用到草浆、稻浆外，还要加入1/3左右的木浆，若全面推广，势必造成大量木材的消耗，导致森林砍伐的加剧。而我国森林覆盖率仅为13.92%,人均占有森林面积只相当于世界人均水平的17.2%,第三，制纸浆历来是耗水大户、耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水，而我国属于水资源短缺的国家。若污水未经处理，直接排入河流中，会引起水污染；纸制餐具成型后需立即烘干，这就需要耗大量能。而我国能源结构是以燃煤为主，这样就会增加空气中SO2的含量，引起酸雨。二、白色污染的防治 1、我们应尽量减少一次性塑料餐具和纸制餐具的使用。任何一次性餐具不仅不利于环保，也是对资源的最大的浪费。我们在日常生活中，不应过度