*節(jié) 固體廢物資源化的意義與資源化系統

一、資源化

指采取管理和工藝措施從固體廢物中回收物質和能源,加速物質和能量的循環(huán),創(chuàng)造經濟價值的廣泛的技術方法。從固體廢物管理的觀點來說，資源化的定義包括以下三個范疇：

1、 物質回收：處理廢棄物并從中回收的二次物質如紙張、玻璃、金屬等物質；

2、物質轉換：利用廢棄物制取新形態(tài)的物質,如利用廢玻璃和廢橡膠生產鋪路材料,利用爐渣生產水泥和其他建筑材料,利用有機垃圾生產堆肥等。

3、能量轉換：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。

二、材料回收系統

第二節(jié) 生物轉化產品的回收

固體廢物生物轉化技術的應用：生物處理法是主要的污水處理方法，且已取得成熟的經驗。被定為常規(guī)處理手段。生物轉換技術在固體廢物處理方面也開展了深入的研究，得到了廣泛應用。且不斷地在開發(fā)新的應用技術。

一、堆肥化

利用有機固體廢物生產堆肥，已有幾千年歷史。隨著生產力發(fā)展和科技進步，堆肥化技術已得到不斷改進。一方面，人工堆肥是有機肥，對改善土壤性能與提高肥力維持農作物長期的高產方面都是有益的，是農業(yè)、林業(yè)生產需要的。另一方面，各國有機固體廢物數量逐年增加，需要對其處理的衛(wèi)生要求也日益嚴格，從節(jié)省資源與能源角度出發(fā)，有必要把實現有機固體廢物資源化作為固體廢物無害化處理、處置的重要手段，有機固體廢物的堆肥化能同時滿足上述兩方面要求，所以得到各國應有的重視。

二、沼氣化

有機固體廢物沼氣化是另一種成熟的生物轉換技術。沼氣亦稱生物氣，是有機物質在隔絕空氣和保持一定的水分、溫度、酸堿度條件下，經過多種微生物的發(fā)酵分解作用產生的以甲烷為主的氣體混合物。污泥厭氧消化過程產生的消化氣體。城市固體廢物填埋場生物降解過程中產生的生物氣以及廣大農村用農業(yè)廢物厭氧發(fā)酵收集的氣體都是沼氣。因此，沼氣化技術應用面十分廣泛。

沼氣是一種比較清潔且熱值較高的氣體燃料，固體廢物的沼氣化對節(jié)約能源、增加有機肥料、改善環(huán)境衛(wèi)生都有重要作用，因而是一種經濟而的生物轉換技術。

堆肥化定義：堆肥化依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，人為地促進可生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐植質生化轉化的微生物學過程叫做堆肥化。堆肥化的產物稱作堆肥。堆肥化是可降解的有機廢物人為地發(fā)酵成為腐植質的過程，也可以說堆肥即人工腐植質。但其中常常殘留一部分可降解的有機物。

好氧堆肥化工藝過程：現代化堆肥生產、通常由前（預）處理，主發(fā)酵（亦可稱一次發(fā)酵，一級發(fā)酵或初級發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦可稱二次發(fā)酵、二級發(fā)酵或次級發(fā)酵）、后處理、脫臭及貯存等工序組成。

厭氧生物處理法：這是在沒有游離氧的情況下，以厭氧微生物為主對有機物進行降解、穩(wěn)定的一種無害化處理。在這種厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解、轉化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時釋放能量。其中，大部分能量以CH₄形式出現，這是一種氣體，可回收利用。同時，僅少量有機物被轉化、合成為新的細胞組成部分。

生物轉換技術應用的重要意義在于：

a)對城市固體廢物進行處理消納，實現穩(wěn)定化、無害化，可以避免或者減輕城市垃圾的大量堆積，影響市容及城市垃圾自然腐bai，散發(fā)臭氣，傳播疾病，從而對環(huán)境造成的惡劣影響。

b)可促進上述自然界物質循環(huán)與人類社會化物質循環(huán)的統一，可以把固體廢物中的適用組分盡快地重新納入自然循環(huán)（例如生產堆肥用以施肥、改造土壤，可回歸農田生態(tài)系統中去）；

c)可以將大量有機固體廢物通過各種工藝轉換成有用的物質和能源（例如產生沼氣、生產葡萄糖、微生物蛋白質等）。

第三節(jié) 城市垃圾的焚燒與熱轉化產品的回收

焚燒法是一種高溫熱處理技術，即以一定的過?？諝饬颗c被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應，廢物中的有害有毒物質在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時實現廢物無害化、減量化、資源化的處理技術。

一、焚燒的目的

焚燒的主要目的是盡可能焚毀廢物，使被焚燒的物質變?yōu)闊o害和大限度地減容，并盡量減少新的污染物質產生，避免造成二次污染。對于大、中型的廢物焚燒廠，能同時實現使廢物減量、*焚毀廢物中的毒性物質，以及回收利用焚燒產生的廢熱這三個目的。

二、可焚燒處理的廢物類型

焚燒法不但可以處理固體廢物，還可以處理液體廢物和氣體廢物；不但可以處理城市垃圾和一般工業(yè)廢物，而且可以用于處理危險廢物。危險廢物中的有機固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)廢物，常常采用焚燒來處理。在焚燒處理城市生活垃圾時，也常常將垃圾焚燒處理前暫時貯存過程中產生的滲濾液和臭氣引入焚燒爐焚燒處理。

焚燒適宜處理有機成分多、熱值高的廢物。當處理可燃有機物組分很少的廢物時，需補加大量的燃料，這會使運行費用增高。但如果有條件輔以適當的廢熱回收裝置，則可彌補上述缺點，降低廢物焚燒成本，從而使焚燒法獲得較好的經濟效益。

三、廢物焚燒處理方式

廢物焚燒處理的工藝流程及其焚燒爐的結構，主要由廢物種類、形態(tài)、燃燒特性和補充燃料的種類來決定，同時還與系統的后處理以及是否設置廢熱回收設備等因素有關。一般說來，對于易處理、數量少、種類單一及間歇操作的廢物處理，工藝系統及焚燒爐本體盡量設計得比較簡單，不必設置廢熱回收設施。對于數量大的廢物，并需連續(xù)進行焚燒處理時，焚燒爐設計要保證高溫，除將廢物焚毀外，應盡可能地考慮廢熱回收措施，以充分利用高溫煙氣的熱能。

廢氣的焚燒處理有直接燃燒和催化燃燒兩種處理方式。廢氣的直接燃燒法同固體、液體廢物的焚燒一樣。一般的焚燒處理是指直接高溫燃燒的方式。催化燃燒是以白金鏟、氧化銅、氧化鎳等作為觸媒，在較低的溫度下（150～400℃）使廢氣中的可燃組分進行氧化分解的方法。由于溫度較低，故可大大節(jié)約燃料。但由于觸媒較貴，不能處理含塵廢氣，因此應用不多。

廢氣的直接燃燒法又可分為兩種方式：一種是采用焚燒爐，將廢氣通入爐內燃燒；另一種是采用火炬（即石油化工領域中普通采用的火炬燒嘴）在爐外大氣中燃燒廢氣。用火炬式燒嘴來焚燒廢氣通常是指那些自身具有較高熱值、可以維持高溫燃燒的廢氣，火炬本身只是燃燒器而非爐子。

四、焚燒處理指標、標準及要求

1、焚燒處理技術指標

用于衡量焚燒處理效果的技術指標有：

（1）減量比

用于衡量焚燒處理廢物減量化效果的指標，定義為可燃廢物經焚燒處理后減少的質量占所投加廢物總質量的百分比，即為：

   式中：MRC－減量比，%；ma－焚燒殘渣的質量，kg；mb－投加的廢物質量，kg；mc－殘渣中不可燃物質量，kg。

（2）熱灼減量

指焚燒殘渣在600±25℃經3h灼熱后減少的質量占原焚燒殘渣質量的百分數，其計算方法如下：

2、焚燒爐類型

固體廢物焚燒爐種類繁多，主要有爐排型焚燒爐，爐床型焚燒爐和沸騰流化床焚燒爐三種類型。但每一種類型的爐子又視其具體的結構不同又有不同的型式，具體分為以下幾種類型：

（1）    爐排型焚燒爐

固定爐排焚燒爐；活動爐排焚燒爐，即為機械爐排焚燒爐。

（2）爐床式焚燒爐

爐床式焚燒爐采用爐床盛料，燃燒在爐床上物料表面進行，適宜于處理顆粒小或粉狀固體廢物以及泥漿狀廢物，分為固定爐床和活動爐床兩大類。

（3）流化床焚燒爐

這是一種近年發(fā)展起來的焚燒爐，利用爐底分布板吹出的熱風將廢物懸浮起呈沸騰狀進行燃燒。一般常采用中間媒體即載體（砂子）進行流化，再將廢物加入到流化床中與高溫的砂子接觸、傳熱進行燃燒。按照有無流化媒體（載體）及流化狀態(tài)進行分類。

第四節(jié) 固體廢物的終處置

固體廢物經過減量化和資源化處理后，剩余下來的無再利用價值的殘渣，往往富集了大量的不同種類的污染物質，對生態(tài)環(huán)境和人體健康具有即時性和長期性的影響，必須妥善加以處置。安全、可靠地處置這些固體廢物殘渣，是固體廢物全過程管理中的重要環(huán)節(jié)。

一、固體廢物處置原則:

1、區(qū)別對待、分類處置、嚴格管制危險廢物和放射性廢物：

可根據所處置固體廢物對環(huán)境危害程度的大小和危害時間的長短，大體上將其分為以下六類：

對環(huán)境無有害影響的惰性固體廢物：如未受污染的天然松散或堅硬巖石、建筑廢物

對環(huán)境有輕微的、暫時的影響的固體廢物：如礦業(yè)固體廢物等，廢物中所含有的這類污染物質雖可釋放，但對水域和周圍環(huán)境的污染是輕微的、暫時的、是可容忍的。

在一定時間內對環(huán)境有較大影響的固體廢物：如城市生活垃圾，在廢物中的有機組分達到穩(wěn)定化之前會不斷產生滲濾液和釋放出有害氣體，對環(huán)境有較大影響。

在較長時間內對環(huán)境有較大影響的固體廢物：如大部分工業(yè)固體廢物，(例如來自煙氣脫硫后的石膏)。

在很長時間內對環(huán)境有嚴重影響的固體廢物：如危險廢物，其廢物中所含的特殊化學物質成分、有害程度強或有毒的廢物。它可容納來自手工業(yè)和工業(yè)的特殊廢物，按其物質成分提出特殊要求。

在很長時間內對環(huán)境和人體健康有嚴重影響的廢物：如因其有害性質(例如易溶和難分解的物質成分)必須封閉處理的特殊廢物、易爆物質或高水平放射性廢物。

因此，應根據不同廢物的危害程度與特性，區(qū)別對待，分類管理，對具有特別嚴重危害性質的危險廢物，處置上比一般廢物的污染防治更為嚴格的特別要求和實行特殊控制。這樣，既能有效地控制主要污染危害，又能降低處置費用。

2、大限度地將危險廢物與生物圈相隔離原則

固體廢物，特別是危險廢物和放射性廢物終處置的基本原則是合理地、大限度地使其與自然和人類環(huán)境隔離,減少有毒有害物質釋放進入環(huán)境的速率和總量,將其在長期處置過程中對環(huán)境的影響減至小程度。

二、陸地填埋處置

1、土地填埋處置具有工藝簡單、成本較低、適于處置多種類型固體廢物的優(yōu)點。目前，土地填埋處置已成為固體廢物終處置的一種主要方法。土地填埋處置的主要問題是滲濾液的收集控制問題。實踐表明，以往的某些襯里系統是不適宜的，襯里一旦破壞很難維修。另一個問題是由于各項法律的頒布和污染控制標準的制定，對土地填埋的要求更加嚴格，致使處置費用不斷增加。因此，對土地填埋處置方法尚需進一步改進臻于完善。

2、土地填埋處置的分類

土地填埋處置的種類很多，采用的名稱也不盡相同。按填埋場地形特征可分為山間填埋、峽谷填埋、平地填埋、廢礦坑填埋；按填埋場地水文氣象條件可分為干式填埋、濕式填埋和干、濕式混合填埋：按填埋場的狀態(tài)可分為厭氧性填埋、好氧性填埋、準好氧性填埋和保管型填埋，按固體廢物污染防治法規(guī)，可分為一般固體廢物填埋和工業(yè)固體廢物填埋。在日本，工業(yè)固體廢物填埋又分為遮斷型、管理型和安定型三種。比較科學的分類，是根據所處置的廢物種類，以及有害物質釋出所需控制水平進行來分類。

第十章 噪聲、電磁輻射、放射性污染與其他污染防治技術噪聲防治技術

*節(jié)   噪聲的污染與防治技術

一、噪聲的污染與基本概念

1、噪聲污染

噪聲通常定義為不需要的聲音，是一種環(huán)境現象。人一生都暴露在有噪聲的環(huán)境中。噪聲也可看成是一種環(huán)境污染物，一種由人類各種活動產生的廢物。按后一種觀點，噪音與響度(loudness)無關，但它會對個人造成生理或心理上的不良影響，或可能干擾個人或團體的社會活動，包括語言交流、工作、休息、娛樂、睡眠等活動。

足夠強度與持久性的噪聲能導致暫時的或*性的聽力損失，從輕微的聽力減弱到幾乎*耳聾。一般而言，當暴露于強度足夠高的聲源時會造成暫時性的聽力損失。若暴露持續(xù)一段時間，則會導致*性的聽力減弱。噪聲對人們造成的短暫的、但通常較嚴重的影響包括：干擾語言交流和對其他聽覺信號的認知，妨礙睡眠和休閑，降低人們進行復雜工作的能力，導致生活質量降低。

噪聲直到近些年才被廣泛認為是一種的嚴重的環(huán)境污染物，且具有潛在的危險，原因有以下幾點：

（1）將噪聲定義為不需要的聲音是很主觀的，被某人認為是噪聲的聲音，卻可能被另外一人喜愛。

（2）噪聲衰退的時間短，不像空氣污染物和水污染物那樣長期存在于環(huán)境中，因此當人們設法去降低、控制或抱怨環(huán)境噪聲時，該噪聲可能已不再存在。

（3）噪聲對人們生理和心理的影響經常是錯綜復雜的、隱伏的，其影響結果的出現是漸進的，以致于很難將原因與結果在一起。實際上，一些聽覺可能已經受到噪聲影響的人，卻不認為有什么問題。

（4）普通公民均以國家科技的進步為榮，他們都很高興看到快速運輸工具、節(jié)省人力的設施和新的娛樂設施的出現。不幸的是，科技進步卻往往伴隨著環(huán)境噪聲的增加，而大部分人往往容易接受額外增加的噪聲，將其作為技術進步代價的一部分。

2、噪聲基本概念

（1）聲功率和聲強

功：物體位移的距離與作用在位移方向上力的乘積。因此聲波沿著聲波傳播的方向傳送能量。其作功的速率定義為聲功率(sound power，W)。

聲強(sound intensity，I)：垂直于聲波傳播方向單位面積上聲功率的時間加權平均值。I與W的關系為：

I=W/A

 A是指垂直于聲波運動方向的面積。聲強、聲壓與聲功率之間的關系：

     式中：I-聲強，W/m2；r-介質的密度，kg/m3；c-聲音在介質中的速度，m/s。

空氣密度與聲音速度均為溫度的函數，當溫度與壓力確定后，空氣密度則可查得。在壓力為101.325kPa的空氣中，聲音速度可由下列公式計算：

     式中：T-熱力學溫度，K。

聲級和分貝

一個正常的健康人所能聽到的弱聲壓約為0.00002Pa。土星火箭(Saturn rocket)離地升空時產生的聲壓大于200Pa。即使在科學紀錄*，這也是一個天文數字。為處理這個問題，使用一種基于測量數字間比例的對數值的尺度來表示噪聲，并將所測量的數值稱為級(1evels)，其單位則根據Alexander Graham Bell的名字命名為貝[爾](bel)，單位符號為B。

由于貝[爾]是一個相當大的單位，為了方便起見，又將其分成10個小單位，此小單位稱為分貝(decibel，dB)。聲級用分貝表示時計算公式如下：

（2）聲功率級

若基準聲功率(Q0)已，則dB具有物理意義。對于噪聲的測量，基準聲功率規(guī)定為1pW。

（3）聲強級

為了測量噪聲，基準聲強取lpW/m2，因此聲強級可按下式計算：

（4）聲壓級

規(guī)定基準壓力為20mPa。

（5）聲壓級計算

•       由于聲壓級的對數特性，所以分貝值之間的加和不能按照加減運算法進行。其計算過程為

將各個分貝值先轉化成聲功率，然后相加，相加后再將其轉回分貝單位。對于噪聲的測量，結果應該記錄到接近的整數位。當有多個聲壓級相加時，應該每次兩個相加，且由小數值開始。

一個統計評估系統實際應用的困難在于對每個測量位置都會有一組十分龐大的參數，需要應用一組相當大的數列去描述周圍環(huán)境的特征。但在實際執(zhí)fa中想有效地利用這樣一組數列幾乎是不可能的。因此，必須確定一種適合測量噪聲暴露的單一數值的測量方法。以下的內容將描述目前正在使用中的一個評估系統。

第二節(jié)電磁輻射的污染與防治技術

電磁輻射的危害:著電子、電氣、通訊及信息產業(yè)的飛速發(fā)展，以集成電路（IC）和大規(guī)模集成電路為核心所組成的電子儀器和電子設備，在廣泛地應用到現代社會的各個領域的同時，也給人們帶來了一系列新的問題，主要表現在電磁波輻射帶來的危害：如電磁波干擾、電磁波信息泄mi及電磁環(huán)境污染的危害等，它已成為一個越來越嚴重且愈來愈被人們所關注的問題。
1、電磁干擾（EMI） 

據不*統計，*電子電氣設備由于電磁干擾而發(fā)生故障，每年都造成數億美元的經濟損失。許多大型機場由于BP機發(fā)射臺等大功率電磁信號的干擾，而影響飛機正常起降。信號干擾可使儀表顯示錯誤，甚至可以造成核電站運轉失靈。

2、電磁信息泄mi

電磁信息泄mi使企業(yè)科技和商業(yè)機密被競爭對手輕易獲取，嚴重影響企業(yè)的生存和發(fā)展；電磁波的輻射，造成國家政治、經濟、國防、科技等方面的重要情報泄mi，影響關系到國家的保密安全問題。

3、電磁環(huán)境污染

因電磁波輻射造成的電磁環(huán)境污染，對人體和生物體都會造成直接和間接的危害。對于人體這一良導體，電磁波不可避免地會構成一定程度的危害，嚴重損害身心健康，影響正常生活秩序。電磁輻射危害人體的機理主要是熱效應、非熱效應和累積效應等。 

第三節(jié)放射性污染與防治技術

人類活動排放出的放射性污染物，使環(huán)境的放射性水平高于天然本底或超過國家規(guī)定的標準。放射性污染物是指各種放射性核素，它與一般的化學污染物有顯著區(qū)別，即放射性污染物的放射性與其化學狀態(tài)無關。每一種放射性核素都有一定的半衰期，能放射具有一定能量的射線。除了在核反應條件下，任何化學、物理或生化的處理都不能改變放射性核素的這一特性。
　　放射性核素排入環(huán)境中后，可造成對大氣、水體和土壤的污染，由于大氣擴散和水流輸送可在自然界得到稀釋和遷移。放射性核素可被生物富集,使某些動物、植物，特別是一些水生生物體內放射性核素的濃度比環(huán)境中的增高許多倍。例如牡蠣肉中的鋅的同位素65Zn的濃度可以達到周圍海水中濃度的10萬倍。環(huán)境中的放射性核素可通過多種途徑進入人體,使人受到放射性傷害。

對大氣的污染：放射性氣體釋放入環(huán)境后，在大氣中的輸送過程受氣象條件、地形和本身性質等多種因素影響。放射性氣體排入大氣后在平坦地區(qū)的擴散，一般采用帕斯奎爾公式來定量描述下風向放射性煙云的平均濃度分布。　　

放射性氣體對人產生輻照傷害通常有三種方式：①浸沒照射：人體浸沒在放射性污染的空氣中，全身和皮膚會受到外照射。②吸入照射：吸入放射性氣體，使全身或甲狀腺、肺等器官受到內照射。③沉降照射：沉積在地面的放射性物質對人產生的照射，如產生γ外照射或通過食物鏈而轉移到人體內產生內照射。沉降照射的劑量一般較浸沒照射和吸入照射的劑量小，但有害作用持續(xù)時間長。對水體的污染　核試驗沉降物會造成地表水放射性水平增高。核企業(yè)排放的放射性廢水，以及沖刷放射性污染物的地面徑流水，往往會造成附近水域的放射性污染。地下水受到放射性污染的主要途徑有：放射性廢水直接注入地下含水層，放射性廢水排往地面滲透池和放射性廢物埋入地下等。地下水中的放射性核素也可能遷移擴散到地表水中，造成地表水污染。放射性核素污染地表水和地下水，影響飲水水質，并且污染水生生物和土壤，通過食物鏈對人產生內照射。

對土壤的污染　放射性核素可通過多種途徑污染土壤。放射性廢水排放到地面上，放射性固體廢物埋藏處置在地下，核企業(yè)發(fā)生放射性排放事故等，都會造成局部地區(qū)土壤的嚴重污染。如美國漢福德钚生產中心從40年代中期以來，向地面滲透池排放了5×108立方米的放射性廢水，其中含钚約200公斤、鈾約10萬公斤，經過衰變后到1972年β放射性核素仍殘存20萬居里，當地成了土壤放射性污染嚴重的地區(qū)。大氣中的放射性沉降，施用含有鈾、鐳等放射性核素的磷肥和用放射性污染的河水灌溉農田也會造成土壤放射性污染。其特點是污染的范圍較大，一般污染程度較輕。
　　放射性核素在土壤中的擴散遷移與核素本身的性質和狀態(tài)、土壤的物理化學特性、地表植被以及氣象水文等因素有關。不同核素在土壤中的擴散遷移能力有很大差異,其順序為3H>Tc>Ru>Sr、Cs>Ra>Ru。如美國漢福德钚生產中心30多年來，排往滲透池的钚向下遷移穿透的土壤深度不超過3米，而氚和釕早已穿透60多米的地層，進入地下水。

放射性污染防治：目前主要措施有：①核企業(yè)廠址選擇在周圍人口密度較低，氣象和水文條件有利于廢水和廢氣擴散稀釋，以及地震烈度較低的地區(qū)，以保證在正常運行和出現事故時，居民所受的輻照劑量較低；②工藝流程的選擇和設備選型考慮廢物產生量少和運行安全可靠；③廢水和廢氣經過凈化處理，并嚴格控制放射性核素的排放濃度和排放量。對濃集的放射性廢水一般進行固化處理。α核素污染的廢物和放射強度大的廢物進行終處置和*貯存；④在核企業(yè)周圍和可能遭受放射性污染的地區(qū)進行監(jiān)測。
　　從核工業(yè)近40年運行的情況看，除了早期運行的核企業(yè)放射性廢物處理措施不夠完善，造成環(huán)境嚴重污染外，絕大多數污染都是事故排放造成的。一次事故的放射性核素排放量往往超過幾年甚至幾十年的正常排放量。因此盡可能減少排放事故，并對可能發(fā)生的排放事故采取應急處理措施，對于保護環(huán)境有重要意義。

第四節(jié)其他物理性污染及其防治技術

一、振動污染及其防治技術

1、振動的危害

2、振動的防治

（1）控制振源

（2）防止共振

（3）隔振技術

（4）阻尼減振

二、光污染及其防治技術

1、光污染的性質和危害

（1）紅外線光污染

（2）可見光污染

（3）紫外線光污染

2、光污染的防治