【正文】 《固體廢物處理與處置》教案學(xué)院、系： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 任課教師： 郭 斌 周保華 授課專業(yè)： 環(huán) 境 工 程 課程學(xué)分： 課程總學(xué)時(shí)： 30學(xué)時(shí) 課程周學(xué)時(shí)： 2學(xué)時(shí) 2006年8月《固體廢物處理與處置》教學(xué)進(jìn)程周次課次章 節(jié)計(jì)劃學(xué)時(shí)教學(xué)手段教學(xué)環(huán)境1～2３～４６～９9～1314151622４411144８8222多媒體教學(xué)多媒體教學(xué)多媒體教學(xué)多媒體教學(xué)多媒體教學(xué)多媒體教學(xué)多媒體教學(xué)河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第 1 次課 1～2 學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)：新開課！本次課題（或教材章節(jié)題目）：第一章 緒論教學(xué)要求：（1）掌握固體廢物概況；（2）了解有毒有害固體廢物的鑒別重 點(diǎn)：固體廢物概況及有毒有害固體廢物的鑒別難 點(diǎn)：有毒有害固體廢物的鑒別教學(xué)手段及教具：采用多媒體教學(xué)課件講授內(nèi)容及時(shí)間分配：第一章 緒論? 第一節(jié) 固體廢物的概述? 第二節(jié) 固體廢物的性質(zhì) 共2課時(shí)，講授課后作業(yè)有毒有害固體廢物的定義及其性質(zhì)，如何鑒別？ 參考資料北京市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所編著，國(guó)外城市固體廢物處理（第一集）中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社程正康、石青等譯，國(guó)外固體廢物法規(guī)選（第一冊(cè)），中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1986注：本頁(yè)為每次課教案首頁(yè)河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第一節(jié) 固體廢物的概述一、固體廢物的定義凡人類一切活動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的，且對(duì)所有者已不再具有使用價(jià)值而被廢棄的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)，通稱為固體廢物。各類生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物俗稱廢渣(residue)，生活活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物則稱為垃圾(refuse)。 “固體廢物”實(shí)際上只是針對(duì)原所有者而言。在任何生產(chǎn)或生活過(guò)程中，所有者對(duì)原料、商品或消費(fèi)品，往往僅利用了其中某些有效比分，而對(duì)于原所有者不再具有使用價(jià)值的大多數(shù)固體廢物中仍含有其他生產(chǎn)行業(yè)中需要的成分，經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)環(huán)節(jié)，可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛嘘P(guān)行業(yè)的生產(chǎn)原料，甚至可以直接使用?？梢?jiàn)，固體廢物的概念隨時(shí)、空的變遷而具有相對(duì)性。提倡資源的社會(huì)再循環(huán)，目的是充分利用資源，增加社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，減少?gòu)U物處置的數(shù)量，以利社會(huì)發(fā)展。二、固體廢物的分類1. 工業(yè)固體廢物2. 礦業(yè)固體廢物3. 城市固體廢物4. 農(nóng)業(yè)固體廢物5. 放射性固體廢物6. 有害固體廢物三、固體廢物對(duì)人類環(huán)境的危害固體廢物固然有可資源化的一面，但其對(duì)人類環(huán)境的危害是嚴(yán)重的，且是多方面的，在某些領(lǐng)域甚至超過(guò)廢水與廢氣。其危害可以歸納為如下幾個(gè)萬(wàn)面：（一）占據(jù)大量土地 由于大量固體廢物的產(chǎn)生與積累，已有大片土地被堆占。隨著時(shí)間的延續(xù)，固體廢物的堆積量還將不斷的增加。這對(duì)人口眾多、可耕地面積較少的我國(guó)而言，將是極大威脅。（二）污染土壤與水體、危害人類鍵康 固體廢物是多種污染物的集合體，在大量露天堆置條件下，經(jīng)長(zhǎng)期降水的淋溶、地表徑流的滲瀝，其中各類污染物質(zhì)隨水流擴(kuò)散至土壤、地下水與地表水源中，通過(guò)食物鏈與飲用水危害人體健康。并可導(dǎo)致土地鹽堿化等危害。（三）污染大氣、影響環(huán)境衛(wèi)生 固體廢物在自然環(huán)境中堆置，可通過(guò)氣象作用產(chǎn)生的飛塵微生物作用產(chǎn)生的惡臭、以及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有害氣體等污染大氣。此外，廢物的堆置亦為蚊、蠅與寄生蟲的滋生提供了有利的場(chǎng)所，有導(dǎo)致傳染疾病的潛在威脅?？傊?，固體廢物對(duì)人類環(huán)境的危害具有多樣性、長(zhǎng)期性與潛在性。四、固體廢物污染控制? 控制“源頭”、處理好“終態(tài)物”是固體廢物污染控制的關(guān)鍵。 固體廢物污染控制需要從兩方面著手，一是防治固體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。主要控制措施： 1. 改革生產(chǎn)工藝 2. 發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝 3. 進(jìn)行綜合利用 4. 進(jìn)行無(wú)害化處理與處置河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第二節(jié) 固體廢物的性質(zhì)一、有毒有害固體廢物的鑒別（一）有毒有害固體廢物的定義與性質(zhì)定義：指具有腐蝕性、急性毒性、浸出毒性、反應(yīng)性、傳染性、放射性等一種及一種以上危害特征的廢物。性質(zhì)：易燃性、腐蝕性、化學(xué)反應(yīng)性、浸出毒性、急性毒性、放射性與其他毒性和變異等。（二）有毒有害固體廢物毒害性質(zhì)的鑒別與標(biāo)準(zhǔn)1．易燃性的鑒別與標(biāo)準(zhǔn)（1）定義與鑒別方法：在常溫下，經(jīng)機(jī)械摩擦、吸濕或自發(fā)化學(xué)變化具有著火傾向，在加工過(guò)程會(huì)發(fā)熱，或在點(diǎn)火時(shí)燃燒劇烈而持續(xù)，以致管理期間會(huì)引起危險(xiǎn)的固體廢物均屬于易燃性固體廢物。（2）鑒別標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)日前尚未制定易燃性固體廢物的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，可參閱國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)國(guó)家規(guī)定閃點(diǎn)低于60℃的廢物均歸于易燃性廢物。2．腐蝕性的鑒別與標(biāo)準(zhǔn)(1)定義與鑒別方法，腐蝕性固體廢物通常是指那些對(duì)生物接觸部位的細(xì)胞組織產(chǎn)生損害，或?qū)ρb載之容器產(chǎn)生明顯腐蝕作用的廢物。(2)鑒別標(biāo)準(zhǔn)：《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)——腐蝕性鑒別》中制定的固體廢物腐蝕性鑒別鑒別標(biāo)準(zhǔn)為PH≤。美國(guó)還確定了對(duì)鋼的腐蝕速率標(biāo)準(zhǔn)。河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第 2 次課 3～4 學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)：有毒有害固體廢物的鑒別方法。本次課題（或教材章節(jié)題目）：第一章 緒論教學(xué)要求：掌握固體廢物性質(zhì)；了解有關(guān)處理處置方法；了解控制固體廢物污染的技術(shù)政策重 點(diǎn)：固體廢物性質(zhì)及技術(shù)政策難 點(diǎn)：熱值的計(jì)算教學(xué)手段及教具：采用多媒體教學(xué)課件講授內(nèi)容及時(shí)間分配：第一章 緒論? 第二節(jié) 固體廢物的性質(zhì)? 第三節(jié) 固體廢物處理處置方法? 第四節(jié) 控制固體廢物污染的技術(shù)政策 共2課時(shí)，講授課后作業(yè)固體廢物有那些理化性質(zhì)？其熱值如何計(jì)算？參考資料全國(guó)城市環(huán)境衛(wèi)生科技情報(bào)網(wǎng)中心站，全國(guó)城市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)論文集，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988俞珂，世界矚目的固體廢物問(wèn)題，化工進(jìn)展，1991注：本頁(yè)為每次課教案首頁(yè)河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第二節(jié) 固體廢物的性質(zhì)二、城市垃圾物理成分與分析方法1 城市垃圾物理成分2 城市垃圾物理成分分析方法三、城市垃圾的物理性質(zhì)含水率城市垃圾顆粒表現(xiàn)尺寸分析容重四、城市垃圾的化學(xué)性質(zhì)（一）化學(xué)成分化學(xué)成分通常包括兩種分析結(jié)果，即近似分析與基礎(chǔ)成分分析。近似分析：近似分析項(xiàng)目包括含水率，揮發(fā)性物質(zhì)重量百分率（950℃灼燒損失重量百分率），固定（殘余）炭與不燃燒物和灰分量。近似分析資料是初步評(píng)估城市垃圾回收利用的參考資料?；A(chǔ)成分分析：基礎(chǔ)成分分析項(xiàng)目包括固體廢物中C（碳）、H（氫）、O（氧）、N（氮）、S（硫）、水分及惰性物（不可燃物）的百分率。是估算其熱值的參數(shù)。（二）城市垃圾熱（能）值及其估算方法由于城市垃圾中含有一定量的可燃（發(fā)熱）成分，因此具有一定的含熱（能）量。熱值（單位質(zhì)量物質(zhì)的含熱量）表明垃圾的可燃性質(zhì)。HW=337C+1428(HO/8)+95S 式中： HW——濕基熱值（kJ/kg）； C——垃圾樣品含碳百分率； H——垃圾樣品含氫百分率； O——垃圾樣品含氧百分率； S——垃圾樣品含硫百分率。例1 估算北京市（1983年）城市垃圾中一次樣品的熱值。物理成分見(jiàn)表列數(shù)據(jù)a、b、c欄。物理組分abc質(zhì)量百分率（%）濕重（kg）干重（kg）食品廢物紙類塑料類紡織品五金類玻璃類渣土總計(jì)河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙解：1 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法求解1． 樣品的物理組分與利用表4統(tǒng)計(jì)的含熱量結(jié)果列于下表中之d、e欄。物理組分abcde=bd質(zhì)量百分率（%）濕重（kg）干重（kg）濕基熱值（kJ/kg）濕基總含熱量（kJ）食品廢物4650108810紙類1675032495塑料類326009128紡織品174509423五金類700259玻璃類150渣土7000137200總計(jì)含水率（%）392．估計(jì)濕基熱值：用HW表示濕基熱值，則HW=e/b=（kJ/kg）3．求干基熱值：用HD表示干基熱值，M表示含水率，則解2 應(yīng)用杜朗公式求解1．根據(jù)表列b、c欄中樣品個(gè)組分的濕、干重量數(shù)據(jù)，利用表3統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)化學(xué)成分，結(jié)果列于下表：化學(xué)成分濕質(zhì)量（kg）質(zhì)量百分率（%）摩爾書（kgmol）CH+O+44N0049S2. 確定固體廢物有硫與無(wú)硫時(shí)的近似化學(xué)結(jié)構(gòu)式有硫與無(wú)硫條件下各元素的摩爾比河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙?jiān)谻HONS摩爾比S=113805501N=110有硫時(shí)的近似化學(xué)結(jié)構(gòu)是： 無(wú)硫時(shí)的近似化學(xué)結(jié)構(gòu)是： 3. 用杜朗公式估算濕基熱值：HW=337C+1428(HO/8)+95S =337+1428（）+95=（kJ/kg）第三節(jié) 固體廢物處理處置方法一、固體廢物處理方法物理處理化學(xué)處理生物處理熱處理固體處理二、固體廢物處置方法 固體廢物處置是指最終處置（final disposal）或安全處置，是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問(wèn)題。固體廢物的一般處置方法有：土地耕作工程庫(kù)或貯存池貯存土地填埋深井灌溉深海投棄海上焚燒第四節(jié) 控制固體廢物污染的技術(shù)政策我國(guó)于80年代中期提出了以“資源化”、“無(wú)害化”、“減量化”作為控制固體廢物污染的技術(shù)政策，并確定今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)應(yīng)以“無(wú)害化”為主。河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第 3 次課 5～6 學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)：城市生活垃圾熱值的定義及其計(jì)算方法。本次課題（或教材章節(jié)題目）：第二章 固體廢物的預(yù)處理教學(xué)要求：掌握固體廢物的壓實(shí)處理技術(shù)；掌握固體廢物的破碎處理技術(shù)；掌握固體廢物的分選處理技術(shù)重 點(diǎn)：固體廢物的壓實(shí)、破碎、分選處理技術(shù)難 點(diǎn)：固體廢物的分選處理技術(shù)教學(xué)手段及教具：采用多媒體教學(xué)課件講授內(nèi)容及時(shí)間分配：第二章 固體廢物預(yù)處理? 第一節(jié) 固體廢物的壓實(shí)? 第二節(jié) 固體廢物的破碎? 第三節(jié) 固體廢物的分選 共2課時(shí)，講授課后作業(yè)？你所在的城市應(yīng)采用哪些方式收集垃圾？？選擇破碎機(jī)時(shí)應(yīng)考慮哪些方面？，怎樣組合分選回收工藝系統(tǒng)？參考資料，固體廢物處理與資源化，清華大學(xué)出版社，1990年，1984年，中國(guó)廢舊物資的收集與再生利用，國(guó)際資源回收利用講習(xí)會(huì)資料，1985注：本頁(yè)為每次課教案首頁(yè)河 北 科 技 大 學(xué) 教 案 用 紙第一節(jié) 固體廢物的壓實(shí)技術(shù)一、壓實(shí)的含義與性質(zhì)當(dāng)對(duì)固體廢物實(shí)施壓實(shí)操作時(shí)，隨壓力強(qiáng)度的增加，空隙率減少，表現(xiàn)體積隨之而減小，容重增加。因此，固體廢物壓實(shí)的實(shí)質(zhì)，可以看作是消耗一定的壓力能，提高廢物容重的過(guò)程。二、固體廢物壓是機(jī)械水平壓實(shí)器三項(xiàng)垂直壓實(shí)器回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器三、固體廢物壓實(shí)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)固體廢物壓實(shí)工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下列要點(diǎn)：1．被壓實(shí)廢物的物理特征，包括顆粒大小、成分、含水率與容重等。2．向壓實(shí)器料斗中供料傳輸方式。3．對(duì)壓實(shí)后廢物的處理方法與利用途徑。4．壓實(shí)機(jī)械特征參數(shù)，包括裝載室的大小、壓頭往返循環(huán)時(shí)間、機(jī)械的體積吞吐量、壓力大小、壓頭貫入度(penetration)、壓實(shí)比與單元的外形尺寸等。5．壓實(shí)機(jī)械的操作特性，包括能源用量、維修要求、操作的簡(jiǎn)易性、性能的可靠