现代固体废物处理处置技术 10 固体废物资源化.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,10.1,废纸的资源化,（一）废纸再生工序,1.,制浆或解离（纤维分离）,加化学药剂（强碱或表面活性物），并搅拌，使纸片很快破碎成纸浆。,设备：水力碎浆机和蒸馏锅,2.,筛选,除去大于纤维的杂质，使合格料浆中尽量减少干扰物质的含量，是二次纤维生产过程中的关键步骤。,压力筛：由一圆筒形筛鼓和转子组成。,粗选常采用圆孔形筛选设备，孔径,1.21.6mm,，,主要筛出扁平状和叶片状颗粒，如塑料。,精选主要采用条缝形筛选设备，宽度,0.10.25mm,，,主要筛出三维立体小颗粒。,可合理组合。,3.,除渣,去除热熔性杂质、蜡、黏状物、泡沫聚苯乙烯和其他轻杂质。,4.,洗涤和浓缩,洗涤是为了去除灰分、细小纤维以及小的油墨颗粒。通常采用逆流洗涤。,5.,分散与搓揉,在废纸处理过程中用机械方法使油墨和废纸分离后将油墨和其他杂质进一步碎解成肉眼看不见的大小范围，并使其均匀分布于废纸浆中，改善纸成品外观。,分散系统有冷分散系统和热分散系统两种。,搓揉机有单轴和双轴两种，主要靠高浓度（,3040%,）纤维间产生的高摩擦力和因摩擦而产生的温度（,4447,）使油墨和污染物从纤维上脱落，从而减少油墨的残留和提高纸浆的白度。,6.,脱墨,（,1,）机械法或洗涤法,:,通过机械作用将油墨颗粒分散为力度小于,15,m,的微粒，然后通过二段或三段洗涤洗去油墨颗粒。,（,2,）化学法或浮选脱墨法：通过机械碎浆后，加入脱墨剂，使油墨凝聚成大于,15,m,的颗粒，然后通过浮选，使油墨颗粒从废纸浆中分离出来。,脱墨剂：碱性溶液、洗涤剂、分散剂。,7.,漂白,（,1,）氧化漂白：主要是氧化降解并脱除浆料中的残留木质素而提高白度，还具有一定的脱色功能。主要试剂是次氯酸盐、二氧化氯、过氧化氢、臭氧等。,（,2,）还原漂白：主要用于脱色，即通过减少纤维本身的发色基团而提高白度，还能有效的脱去颜料的颜色。主要试剂有连二亚硫酸钠、二氧化硫脲（,FAS,）、,亚硫酸钠等。,（二）废纸脱墨工艺,优点：节能、节省新鲜木材、成本低、排污负荷轻。,1.,短程废纸脱墨工艺,废纸,稀释,疏解,贮存,筛选、净化和洗涤,水,表面活性剂,合适的表面活性剂的应用是关键。,又称碎浆机脱墨法。,2.,溶剂脱墨工艺（处理涂蜡废纸）,废纸,破碎,萃取锅,萃取,萃取后废纸,湿法处理,萃取物,溶剂,溶剂有三氯乙烯、己烷等,废纸,水力破碎,按密度分离,浓缩,共沸混合,湿纸浆板,热的脱墨剂,油墨、塑料、胶黏物,溶液回收,Mauvin,溶剂脱墨法工艺流程,3.,热熔物处理流程,混合废纸,破浆机,保护系统,料仓,孔筛,中间浆池,除渣器,浓缩机,浆池,筛分机,板机浆池,缝筛,中间浆池,热分散机,浆池,去纸机,短纤维,关键设备是热分散机,4.,废纸浮选脱墨工艺,包括高浓碎浆、预净化筛选、浮选脱墨、净化浓缩以及废水处理等过程。,（三）废纸处理新技术,1.,供料技术向自动化发展,2.,碎浆技术向高浓连续化发展,碎浆是为了使废纸中杂质（油墨、塑料等）尽可能不被破碎的情况下废纸分散为纸浆，以使大颗粒杂质在碎浆系统得到初步分离除去。,3.,粗选技术可由高浓连续碎浆系统组合完成,4.,浮选设备向多级整体型浮选装置发展,5.,脱墨将推广酶处理技术,6.,脱墨污泥向彻底利用发展,10.2,废塑料的资源化,（一）废塑料的种类与来源,1.,塑料的种类,（,1,）按塑料受热所呈现的基本行为分为,热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化。如,PE,、,PP,、,PS,、,PVC,、,PET,等，是回收的重点。,热固性塑料：受热后能成为不熔性物质，受热时发生化学变化使线性分子结构的树脂转变为三维网状结构的高分子化合物，再次受热时就不再具有可塑性，不能通过热塑而再生利用。如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。,（,2,）按塑料的物理,-,力学性能和使用特性分为,通用塑料：产量大、价格低、性能一般。主要有,PE,、,PP,、,PS,、,PVC,、,PF,和氨基树脂等。,工程塑料：可以作为结构材料，能在较广的温度范围内承受机械应力和较为苛刻的物理化学环境中使用的材料，如,PA,、,POM,、,PC,、,PSF,等,功能塑料：人们用于特殊环境的具有特种功能的塑料。如医用塑料、光敏塑料。,2.,主要来源,（,1,）农业领域的废旧塑料制品,聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂。农用膜占塑料制品的,15%,。,（,2,）商业部门的废弃塑料制品,（,3,）家庭日用中的废旧塑料,（二）废塑料的分选,清除废塑料中夹杂的金属、橡胶、玻璃、织物、纸和泥沙，并把混杂在一起不同品种的塑料制品分开、归类。,常用方法：手选、磁选、风选、静电分选、浮选、密度分选、低温分选等。,1.,塑料和纸的分离,（,1,）加热法：利用加热方法减小塑料薄膜的表面积，再利用空气分离器将塑料和纸分离。,（,2,）湿浆法,干燥式撕碎机,风力分选机,轻质材料,搅碎机,脱水器,风力分选机,纸、塑料混合物,重质材料,水,纸浆,各种塑料制品,2.,混合废塑料的分离,常采用破碎,-,分选方法进行分离。,（,1,）浮,-,沉分选,（,2,）密度分选,利用不同密度的介质实现密度相近废塑料的分离。,混合废塑料,预选,金属、织物、玻璃、泥沙等,破碎,水，,=1.0g/cm,3,LDPE、HDPE、PP,水,/,酒精，,=0.93g/cm,3,LDPE、PP,水,/,酒精，,=0.91g/cm,3,PVC、EPS,盐水，,=1.2g/cm,3,EPS,PVC,LDPE,PP,HDPE,（,3,）低温分选,利用在低温下各种塑料的脆化温度不同的特点，分阶段的改变破碎温度，达到选择性粉碎、分选的目的。,（,4,）静电分选,利用各种塑料摩擦带电能力的差异可分离混合废塑料。,（三）废塑料生产建筑材料,1.,生产涂料,废塑料,分选、清洗,干燥、粉碎,溶解反应,改性,清漆,分散研磨,过滤,色漆产品,填料、颜料、助剂,改性剂,混合溶剂,2.,塑料油膏,是一种新型建筑防水嵌缝材料，可利用,废,PVC,代替,PVC,树脂生产得到。,3.,胶黏剂,废,PSF,清洗、粉碎、干燥,搅拌溶解,中间产品,水浴锅,溶剂,改性剂、增塑剂、填料,改性胶黏剂,4.,生产板材,（,1,）,软质拼装型地板：废旧聚氯乙烯塑料为主要原料。,（,2,）生产地板块：以废旧聚氯乙烯农膜和碳酸钙为主要原料。,（,3,）木质塑料板材：用木粉和废旧聚氯乙烯塑料热塑成型的复合材料。,（,4,）人造板材：利用麻黄草渣、葵花籽皮和废旧聚氯乙烯塑料为主要原料，经混合热压而成。,5.,生产塑料砖：用破碎的废塑料餐盒再普通少专用的粘土中烧制而成的一种建筑用砖。,（四）废塑料热解油化技术,1.,简介：通过加热或加入一定的催化剂使废塑料分解，获得聚合单体、柴油、汽油和燃料气、地蜡等利用。,PE,、,PP,、,PS,在,300400,之间几乎全部分解；,PVC,在,200300,和,300400,分两段分解。,2.,产物：烃类气体（,C,1,C,5,）、,油品、石蜡和焦炭。,3.,工艺,热裂解：,600900,催化裂解：常用,Al,2,(SiO,3,),3,为催化剂，,300450,进行。,一般工艺流程,废塑料,收集筛选,金属、泥砂、织物等,破碎,熔融,热分解,热解气,冷凝,未凝气,燃烧,脱,HCL,回收盐酸,残渣,回收油,废气,(400500),(230280),10.3,废橡胶的资源化,橡胶性质：自然界中十几年不腐烂，不变质；常温下，化学稳定性高。,“,新型黑色黄金”,废橡胶炼油技术,废橡胶回收利用：直接利用和物理化学加工,10.3.1,废橡胶的分类,按来源分,按橡胶制品的用途分,按胶含量分,按老化程度分,10.3.2,废橡胶的再生利用,整体利用；再生利用；热利用；,整体利用,再生利用,（,1,）传统脱硫再生法,油法是在粉碎的废胶粉中加入再生剂，装入硫化罐，并在,150MPa4,5h,的条件下脱硫，随后进行粉碎、捏炼、精炼、滤胶和出片等，最后制成制品。,水油法利用了胶粉在高温高压条件下可迅速溶胀，而且溶胀的程度较低压条件下大得多的性质。水油法与油法的区别主要在于脱硫阶段的不同。,高温高压动态脱硫法是国内,20,世纪,80,年代末,90,年代初出现的一种再生新工艺，它取水油法和油法之长而弃之短。高温高压动态脱硫法是在高温高压和再生剂的作用下通过能量与热量的传递，完成脱硫过程。此法不仅脱硫温度高，而且在脱硫过程中，物料始终处于运动状态。,（,2,）废旧橡胶再生新方法,TCR,再生法：,此法是在低温粉碎胶粉中混入少量的增塑剂和再生剂，然后送入粉末混合机中于室温或稍高的温度下进行短时间处理即可。这种方法的优点是环境污染少、省力且节能，故是一种比较有发展前途的再生方法。,De-link,再生剂法：,近几年在市场上出现的,De-link,再生剂可以说是给橡胶的再生开拓了全新的概念和方法。这是马来西亚科学家,Sekhar,博士和俄罗斯科学家,Kormer,博士共同研究发明的一种再生胶新技术，其基本原理是采用一种再生剂,De-link,使其与,S-S,键反应而不破坏,C-C,键，从而保持橡胶主链大分子，只使硫化网络断裂。,力化学再生法：,这种被称为“剪断流动场反应控制技术”的废胶再生方法，其特点是不使用化学药剂，只耗用电能和水即可以进行废胶的再生处理，通过给予废胶热能、压力、剪断力，使硫化胶的硫键,(,交联点,),发生断裂而成为性能稳定的有弹性的新型再生胶。,微生物脱硫法：,微生物脱硫法，日本和德国已有专利报道，这种方法是将废橡胶粉碎到一定粒度后，将其放入含有噬硫细菌的溶液中，使其在空气中进行生化反应。在噬硫细菌的作用下，橡胶粒子表面的硫键断裂，呈现再生胶的性能。,定义：,再生胶是指废旧,橡胶,经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其弹性状态,变成具有塑性和黏性的，能够再硫化的橡胶。,生产工艺,主要有油法（直接蒸气静态法）、水油法（蒸煮法）、高温动态脱硫法，压出法、化学处理法、微波法等。我国现在主要应用的再生胶的制造方法有油法、水油法、和高温动态,脱硫法制造再生胶。,性状,深褐色至黑色粘稠液体或半固体，主要成分是愈疮木酚、甲酚、甲基甲酚、苯酚、邻乙基苯酚、松节油、松脂等，沸点范围,240,400,，闪点,77.72(,闭杯,),，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、氯仿、冰醋酸、挥发油、氢氧化纳溶液等。,(3),再生胶的综合利用,用途,主要用作橡胶制品的软化剂。对橡胶制品的作用：对炭黑的胶料有很好的软化分散作用，增加胶料的粘性，使胶料柔软光滑，并能提高制品的耐寒防焦缓化性能，另对噻唑促进剂能起活化作用，增加各配合剂的作用。对再生胶的作用：粘稠的,松焦油,吸含其他的再生剂，其间的小分子能均匀渗透到含有结使硫的橡胶的大分子中间，使其溶胀，网状结构松弛，增加了分子链间的距离及氧的渗透，另外还可作为游离基的接受体，有抑制凝胶化的作用，还有助于活化剂向橡胶基质扩散加快再生过程，并能提高再生胶的粘性和可塑性，且污染较小，工艺性能好。也可作氯丁二烯等单体的阻聚剂，涂料防腐防水材料，兽药等。,注意事项,包装,用铁桶包装，容器清洁，桶盖严密，每桶,净重,200,公斤或袋装每件,3.5kg,。,储运,贮存在阴凉、通风处，远离火种、热源。搬运时,轻装轻卸，防止包装破损。危险编号为,9-8017,。,10.4,冶金废渣的利用,种类：高炉矿渣，钢渣，铁合金渣，有色金属渣,1,）高炉渣的资源化,（一）概述,1.,来源：冶炼生铁时从高炉中排出的废物。,铁矿石、焦炭和助熔剂（,14001600,）熔融,铁水生铁,脉石、灰分、助熔剂和杂质高炉渣,（硅酸盐和铝酸盐）,2.,分类,（,1,）按照冶炼生铁的品种分类,铸造生铁矿渣；,炼钢生铁矿渣；,特种生铁矿渣。,（,2,）按照矿渣的碱度分,碱性矿渣；,中性矿渣；,酸性矿渣。,高炉渣的碱度或碱性率，,M,0,=(CaO+MgO)/(SiO,2,+Al,2,O,3,),碱性氧化物 酸性氧化物,3.,组成,主要化学成分：,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,CaO,、,MgO,、,MnO,、,FeO,和,S,等。,其中，,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,CaO,占,90%,以上。,我国高炉渣大部分属于中性矿渣，,M,0,=0.991.08,。,属于硅酸盐材料，适于加工制作水泥、碎石、骨料等建筑材料,4.,目前利用率：,85%,左右。,（二）高炉渣的加工和处理,1.,高炉渣水淬处理工艺,将热熔态的高炉渣置于水中急速冷却。,（,1,）渣池水淬 熔渣直接倒入水池,（,2,）炉前水淬 利用高压水使高炉渣在炉前冲渣沟内淬冷成粒并输送到沉渣池形成水渣。根据过滤方式分为炉前渣池式、水力输送渣池式、搅拌槽泵送法等。,2.,矿渣碎石工艺,高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后，再经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料。,（,1,）热泼法 将熔渣分层浇泼在坑内或渣场上喷洒适量水使热渣冷却和破裂采掘、破碎、磁选、筛分加工。,（,2,）堤式法 用渣罐车将热熔矿渣运至堆渣场，沿铁路两侧分层倾倒，待形成渣山后，再进行开采,制成各种粒级的重矿渣。,3.,膨胀矿渣或膨胀矿渣珠生产工艺,膨胀矿渣是用适量冷却水急冷高炉熔渣形成的一种多孔轻质矿渣。,（,1,）喷射法,（,2,）喷雾器堑沟法,（,3,）滚筒法,（,4,）膨珠的生产工艺,（三）高炉渣的综合利用,1.,水渣作建材,（,1,）矿渣硅酸盐水泥,（,2,）石膏矿渣水泥,（,3,）石灰矿渣水泥,（,4,）矿渣砖,（,5,）矿渣混凝土,2.,矿渣碎石的利用,（,1,）配制矿渣碎石混凝土,（,2,）在地基工程中的应用,（,3,）在道路工程中的应用,（,4,）在铁路道碴上的应用,3.,膨珠作轻骨料,4.,其他应用,（,1,）生产矿渣棉,（,2,）生产微晶玻璃,2,）钢渣的资源化,（一）概述,1.,来源 炼钢过程中排出的废渣。,铁水与废钢中所含元素氧化氧化物；,金属炉料带入的杂质；,加入的造渣剂；,氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等。,2.,组成,由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物组成，其中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。,主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇灰石、铁酸二钙、,RO,（,MgO,、,FeO,、,MnO,形成的固熔体）、游离石灰等。,3.,性质,碱度：,R=CaO/(SiO,2,+P,2,O,5,),，低、中、高。,活性：具有水硬胶凝性，随碱度而变化。,稳定性：只有,fCaO,、,MgO,基本消解完后才会稳定。,耐磨性：与矿物组成和结构有关。耐磨指数为,1.43,，比高炉渣耐磨。,目前利用率,61%,以上。,1.31.8 1.82.5 2.5,（二）钢渣的处理工艺,1.,冷弃法 倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃。（逐渐被淘汰）,2.,热泼法,熔渣,渣罐,热泼车间,泼至渣床,喷水冷却,推土机推渣,集渣坑,破碎机,筛分,料仓,磁选废钢,3.,盘泼水冷法 在钢渣车间设置高架泼渣盘，用吊车将罐内熔渣泼在渣盘内喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂装车载至池边喷水降温倒入水池内进一步降温冷却磁选、破碎、筛分、精加工。,4.,钢渣水淬法 高温液态钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化。,（三）钢渣的综合利用,1.,用作冶金原料,（,1,）作烧结熔剂,钢渣含,40%50%,CaO,，代替部分石灰石。,（,2,）,作高炉或化铁炉熔剂,含有,10%30%,的,Fe,、,4060%,的,CaO,、,MgO,和,2%,的,Mn,。,（,3,）,作炼钢返回渣,（,4,）回收废钢铁 一般含有,710%,的废钢及钢粒。,2.,用于建筑材料,（,1,）生产水泥 含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性物质，具有水硬胶凝性，可成为生产无熟料或少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。,我国目前生产的钢渣水泥主要有：,以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥,以水泥熟料为激发剂的钢渣水泥,（,2,）作筑路与回填工程材料,做工程材料有基本要求,3.,用于农业,（,1,）作钢渣磷肥 是一种以,钙、硅,为主含多种养分的具有速效又有后劲的复合矿质肥料。,施用时注意：宜做基肥不做追肥使用；宜与有机肥混拌后再施用；不宜与氮素化肥混合施用；注意与土壤的酸碱性相结合。,（,2,）做硅肥 水稻,（,3,）做酸性土壤改良剂,10.5,煤矸石的资源化,来源,采煤过程和洗煤过程中排出的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。,10.5.1,组成,主要成分是,SiO,2,和,Al,2,O,3,，还含有数量不等的,Fe,2,O,3,、,CaO,、,MgO,、,NaO,、,K,2,O,以及,P,2,O,5,、,SO,3,和微量的稀有金属元素。,一般主要由高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等组成。,10.5.2,煤矸石的综合利用,1.,制砖：,煤矸石砖质量：抗压强度,9.8-14.7MPa,；抗弯强度,2.5-5MPa,；颜色均匀，抗冻，耐火，耐酸，耐碱强度高，抗腐蚀，成本低，好的墙面材料,2.,生产水泥,煤矸石中,SiO,2,、,Al,2,O,3,和,Fe,2,O,3,的总含量一般在,80%,以上，是一种天然粘土质原料，可以代替粘土配料烧制水泥。,（,1,）生产普通硅酸盐水泥,（,2,）生产特种水泥,（,3,）生产无熟料水泥,3.,生产建筑材料,（,1,）煤矸石烧结砖,以煤矸石为主要原料，一般占坯料的,80%,。要求,SiO,2,在,5070%,，,Fe,2,O,3,在,28%,，,MgO,在,3%,以下，,S,在,1%,以下。,（,2,）煤矸石生产轻骨料,轻骨料是为了减少混凝土的相对密度，选用的一类多孔骨料。,工艺：用烧结剂生产烧结性的煤矸石多孔烧结料；用回转窑生产膨胀性的煤矸石陶粒。,（,3,）生产微孔吸音砖,（,4,）生产煤矸石棉,用煤矸石和石灰为原料，经高温融化，喷吹而成的一种建筑材料。,4,、生产化工产品,（,1,）制结晶三氯化铝,煤矸石,+,盐酸破碎、焙烧、磨碎、酸浸、沉淀、浓缩结晶和脱水,AlCl,3,6H,2,O,（,2,）,制水玻璃,（,3,）生产硫酸铵,煤矸石内的硫化铁在高温下,SO,2,SO,3,H,2,SO,4,，,与氨的化合物硫酸铵。,5.,代替燃料,因为煤矸石含有一定量的固定炭和挥发分，一般烧失量在,1030%,，发热量在,4.1912.6MJ/Kg,，,故可用来代替燃料。,可用于化铁、烧锅炉、烧石灰、回收煤炭等,10.6,粉煤灰的资源化,来源,粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。,1.,组成,化学组成与粘土质相似，主要成分为,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,、,CaO,和未燃炭，其余为少量,K,、,P,、,S,、,Mg,等化合物和,As,、,Cu,、,Zn,等微量元素。,矿物组成十分复杂，主要有无定形相和结晶相两大类。,性质,（,1,）物理性质：灰色或灰白色粉状物；具有较大内表面积的多孔结构，多半呈玻璃状。,P102.,（,2,）,活性：指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示的凝结硬化性能。,较多活性氧化物，分别与氢氧化钙反应较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。,我国利用率约,30%,。,10.6.2,粉煤灰的综合利用,1.,在水泥工业和混凝土工程中的应用,（,1,）代替粘土原料生产水泥,硅酸盐水泥熟料,+,粉煤灰,+,适量石膏粉煤灰水泥。,（,2,）做水泥的混合材,（,3,）生产低温合成水泥,（,4,）制作无熟料水泥,（,5,）作砂浆或混凝土的掺合料,2.,在建筑制品中的应用,（,1,）蒸制粉煤灰砖,（,2,）烧结粉煤灰砖,（,3,）蒸压生产泡沫粉煤灰保温砖,（,4,）粉煤灰硅酸盐砌块,（,5,）粉煤灰加气混凝土,（,6,）粉煤灰陶粒,（,7,）粉煤灰轻质耐热保温砖,3.,作农业肥料和土壤改良剂,（,1,）作土壤改良剂,主要作用机理：改善土壤的可耕性；改善酸性土和盐碱土；提高土壤温度；提高土壤保水能力；增加土壤的有效成分，提高土壤肥力。,（,2,）作农业肥料,含有大量枸溶性硅、钙、镁、磷等农作 物所必需的营养元素。,可作硅钙肥、钙镁肥、各种复合肥、钙镁磷肥等。,4.,回收工业原料,（,1,）回收煤炭资源,一般含碳,57%,，含碳大于,10%,的占,30%,。,浮选法和干灰静电分选。,（,2,）回收金属物质,含有氧化铁、氧化铝和大量稀有金属。,磁选回收。,（,3,）分选空心微珠,由,5160%SiO,2,、,26.239.9%Al,2,O,3,、,2.28.7%Fe,2,O,3,及少量钾、铁、钙、镁、钠、硫的氧化物组成的熔融法结晶体，在,14002000,温度下或接近超流态时，受到,CO,2,的扩散、冷却固化与外部压力作用而形成的。,5.,作环保材料,（,1,）环保材料开发,可制造分子筛、絮凝剂和吸附材料等。,（,2,）用于废水处理,可用于处理含氟废水、电镀废水与含重金属离子废水和含油废水。,10.7,废电池的资源化,10.7.1,废电池的种类与组成,1.,锌,-,二氧化锰电池,2.,镍镉电池,3.,锌,-,空气纽扣电池,4.,氧化银电池,5.,氧化汞电池,6.,铅酸蓄电池,7.,镍氢电池,8.,锂电池,10.7.2,废电池中提取有价金属技术,废电池中含有大量的有用物质，如,Zn,、,Mn,、,Ag,、,Cd,、,Hg,、,Ni,、,Fe,等金属物质以及塑料等，同时含有大量的废碱、废酸等。应采取综合利用措施回收其中的有价金属，对不能利用的物质进行无害化处理，达到回收资源、保护环境的目的。,1.,混合废电池的综合处理技术,2.,废锌,-,二氧化锰电池综合处理技术,（,1,）湿法冶金：使锌,-,锰干电池中的锌、二氧化锰与酸作用生成可溶性盐而进入溶液，溶液经过净化后电解生产金属锌和电解二氧化锰或生产化工产品、化肥等。,包括焙烧,-,浸出法和直接浸出法两种。,（,2,）火法冶金：在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝的过程，分为传统常压冶金和真空冶金两类。,常压冶金的方法：一是在较低温度下加热废电池，先使汞挥发，然后在较高温度下回收锌和其他重金属。另一种是将废电池在高温下焙烧，使其中易挥发的金属及其氧化物挥发，残留物作为冶金中间产物或另行处理。,3.,废旧镍镉电池处理技术,主要采用火法或火法,-,湿法联合技术。,废镍镉电池,破碎、洗涤,低温焙烧,煅烧,镍铁,镉,废镍镉电池,破碎、筛分,煅烧,醋酸溶解,减压蒸馏,水浸,真空过滤,Fe(OH),3,含,Ni,、,Cd,滤液,TBP,萃取,电解,金属,Ni,Cd,氧化剂,醋酸,4.,废铅酸蓄电池的回收利用,主要回收废铅，也回收废酸和塑料壳体。,回收率约,8085%,。,处理工艺主要是：拆散、活化处理、溶解、电解。,10.8,农作物秸秆的资源化,（一）概述,1.,秸秆的组成和特点,组成：有机质含量平均为,15%,，平均含碳,44.22%,、氮,0.62%,、磷,0.25%,、钾,1.44%,，还有镁、钙、硫及其他重要的微量元素。,特点：,1.,蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量低，而粗纤维含量高，适口性不好，家畜采食量小，消化率低。,2.,与纺织纤维相类似，但粗纤维含量较高，密度小于粘胶纤维，堆积密度和断裂强度较小；而自身含有大量孔隙，吸湿回潮率大于棉纤维，灰分含量较大。,2.,我国秸秆资源化利用现状,3.,秸秆焚烧的危害,（,1,）,浪费资源 田间焚烧仅能利用所含钾的,40%,，其余氮、磷、有机质和热能则全部损失。,（,2,）污染环境,（,3,）引发火灾,（,4,）损伤地力,（,5,）危害周围生态动植物,（二）秸秆还田技术,宏观秸秆还田可以草养田、以草压草，达到用地养地相结合，培肥地力。,微观秸秆还田能提高土壤有机质含量；改善土壤理化状况，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免养分流失，归还氮、磷、钾和各种微量元素；促进土壤微生物活动，加速土地养分循环。,1.,秸秆直接还田,（,1,）机械直接还田,（,2,）覆盖栽培还田,（,3,）机械旋耕翻埋还田,注意：秸秆覆盖量，一般每亩,300400kg,；,配合施用氮、磷肥，施,N0.60.8kg/100kg,；,减少病虫害传播。,2.,秸秆间接还田,（,1,）堆沤腐解还田,（,2,）烧灰还田,（,3,）过腹还田,（,4,）菇渣还田,（,5,）沼渣还田,3.,秸秆生化腐熟快速还田,采用先进技术培养能分离粗纤维的优良微生物菌种，生产出可加快秸秆腐熟的化学制剂，并采用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间，经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程，使秸秆有机肥。,（,1,）催腐剂堆肥技术,（,2,）速腐剂堆肥技术,（,3,）酵素菌堆肥技术,实例：由工业废液生产高浓缩秸秆复合肥,造纸黑液工业化沤制发酵氨化处理磷化处理高温高压处理颗粒型复合肥。,4.,配套的农艺技术和机具,（,1,）技术：为秸秆腐解创造条件；调解土壤水分和,C/N,比、,C/P,比（土壤湿度要求在田间持水量的,6080%,、每亩应补施,710kg,尿素和,2025kg,过磷酸钙；加强后续田间管理；因地制宜，采取不同的还田时间和方法；避免有病秸秆还田。,（,2,）机具：秸秆还田旋耕机；甩刀式碎土灭茬机；装有覆土器的深耕犁、高架深耕犁；秸秆粉碎抛撒机。,（三）秸秆饲料利用技术,秸秆的主要成分是粗纤维，包括纤维素、半纤维素和木质素等，一般约占秸秆干物质的,2050%,。,未经处理的秸秆消化率和能量利用率较低，因为秸秆中的木质素和糖类结合在一起，很难分解；蛋白质含量低和其他必要营养物质缺乏。,处理目的：为动物的消化吸收创造条件；提高秸秆饲料的营养价值。,处理方法：物理；化学；生物。,1.,物理处理,（,1,）切短、粉碎机软化,简单有效，采食量增加,2030%,。,（,2,）粉碎后压块成型,铡切（,5cm,段）烘干（含水,16%,）压制成型（圆柱或块状）。,优点：密度大，含水量低，便于运输、贮存和饲喂；高温挤压使消化率提高,25%,；有浓郁糊香味和轻微甜度感，适口性提高；卫生条件好；可实现工厂化生产，全年进行加工。,设备：挤压式环模压块机、平模压块机和压缩式压块机等。,铡草粉碎机,环模颗粒饲料压制机,饲草秸秆揉搓机,（,3,）秸秆挤压膨化技术,原理：将秸秆加水调质后输入专用挤压机的挤压腔，依靠秸秆与挤压腔中螺套壁及螺杆之间相互挤压、摩擦作用，产生热量和压力，当秸秆被挤出喷嘴后，,压力骤然下降，使秸秆体积膨大。,主要设备：螺杆式挤压膨化机。,工艺流程：秸秆清选粉碎调质挤压膨化冷却包装。,膨化后易吸收的无氮浸出物含量提高，粗纤维与酸性洗涤纤维下降；且适口性好；便于运输贮存。,家用多功能饲料膨化机,（,4,）热喷处理,原理：铡碎的秸秆（,8cm,），,混入饼粕、鸡粪等，装入饲料热喷机内，在一定的热饱和蒸汽下，保持一定时间，然后突然降压，使物料从机内喷爆而出，从而改变其结构和某些化学成分，并消毒、除臭，使物料可食性和营养价值提高。,设备：饲料热喷机，实质为一种间歇式蒸汽膨化机。,2.,化学处理,利用化学制剂作用于作物秸秆，破坏秸秆细胞中半纤维素与木质素形成的共价键，以利于瘤胃微生物对纤维素与半纤维素的分解，从而达到提高秸秆消化率与营养价值的目的。,方法：碱化、氨化、氧化还原、复合化学处理。,（,1,）碱化处理,原理：在一定浓度的碱液的作用下，打破粗纤维中纤维素、半纤维素、木质素之间的醚键或酯键，并溶去大部分木质素和硅酸盐，从而提高秸秆饲料的营养价值。,方法：湿法：每吨秸秆需,NaOH810kg,，,水,35L,浸泡、冲洗；干法：将,2040%,浓,NaOH,溶液喷于粉碎或切断的秸秆上（,30ml/100g,），,然后用酸中和。,用碱量大，须用大量水冲洗，易造成环境污染。,（,2,）氧化剂处理,主要指利用,SO,2,、,O,3,及碱性过氧化氢（,AHP,）,处理秸秆，破坏木质素分子间的共价键，溶解部分半纤维素和木质素，使纤维基质中产生较大孔隙，从而增加纤维素酶和细胞壁成分的接触面积，提高饲料消化率。,效果较好，但成本太高。,（,3,）氨化处理,原理：用氨水、液氨、尿素或碳铵等含氨物质，在密闭条件下处理秸秆，氨与秸秆发生,碱化作用,（打破木质素和纤维素的酯键和镶嵌结构，溶解半纤维素和部分木质素与硅酸盐，纤维素部分水解与膨胀）；,氨化作用,（氨吸附在秸秆上，增加了粗蛋白含量，延缓氨的释放速度，促进瘤胃微生物的活动）；,中和作用,（与有机酸中和，形成适宜瘤胃微生物活动的微碱性环境）。,要点：氨用量,34%,；处理时间随温度提高而缩短，一般,48,周；最佳含水量,1520%,。,常用秸秆氨化操作方法：,小型容器法,堆垛法,氨化炉法,饲喂方法：喂前,12,天要将秸秆取出，摊在地上放氨；初次饲喂数量不能过多，逐渐提高饲喂量。,（,4,）复合化学处理,融合了碱化处理对木质素分解效果好和氨化处理增加瘤胃微生物蛋白合成量的优点，克服了碱化处理残留碱量高和氨化处理对木质素软化作用差的缺点。可使采食利用率提高,1040%,；含氮量提高,12,倍；粗蛋白含量达到,715%,。,根据不同秸秆和牲畜选择不同的化学处理剂配方，如尿素,+,氢氧化钙的复合化学处理。将,57kg,生石灰和,23kg,尿素溶于,50kg,水中，喷洒在切碎的,100kg,秸秆上，混合均匀后密封，夏天,2030,天，春秋,4060,天，冬季,60,天以上，可开封饲喂，适宜的水分为,40%,，尿素不得低于,2%,。,3.,生物处理,（,1,）青贮技术,原理：将新鲜植物紧实地堆积在不透气的容器中，通过微生物的厌氧发酵，使原料中所含的糖分转化为有机酸,主要是乳酸菌。当乳酸在青贮原料中积累到一定浓度时，就能抑制其他微生物的活动，并制止原料中养分被微生物分解破坏，从而将原料中养分很好地保存下来。发酵过程中产生大量热能，当温度上升到,50,时，乳酸菌也就停止了活动，发酵结束。,优点：饲料保持青鲜多汁的特点，并具有酸香味，牲畜比较爱吃，贮存时间较长；且技术简单、方便推行。但对纤维素的消化率提高甚微。,青贮添加剂：微生物制剂、酶制剂、抑制不良发酵的添加剂、营养添加物、无机盐,技术要点：窑的建设：容器有青贮塔、青贮窑和塑料袋；可建成地下式、半地下式和地上式。原料的收割与切短：适时收割；水分应降至,6070%,。操作步骤：配制菌液；粉碎分层铺实湿度控制在,5560%,封窑,715,天后开窑。,喂养注意：只能喂反刍动物。逐步加量。,（,2,）微贮技术,秸秆微贮是对农作物秸秆机械加工处理后，按比例加入微生物发酵菌剂、辅料及补充水分，并放入密闭设施中，经过一定的发酵过程，是指软化蓬松，转化为质地柔软，湿润膨胀，气味酸香，动物喜食的饲料。,原理：利用微生物将秸秆中的纤维素、半纤维素降解并转化为菌体蛋白。,成本低、适口性好、消化率高、利于工业化生产。,技术要点：复活菌种配制菌液切断秸秆装填入窑水分控制封窑开窑。,用微贮技术制备秸秆菌体蛋白生物饲料,以农作物秸秆、杂草、树叶等为主要原料，将秸秆粉置于人工造就的特定的生态环境中，经过制作剂,秸秆生化饲料发酵剂的生物化学作用，促使微生物的大量繁殖和活动，合成游离氨基酸和菌体蛋白，从而使秸秆转化为富含粗蛋白、脂肪、氨基酸及多种维生素的高效能秸秆饲料。,（四）秸秆能源技术,1.,秸秆直接燃烧供热技术,以秸秆为燃料，以专用的秸秆锅炉为核心形成供热系统。有秸秆收集、前处理、秸秆锅炉和秸秆灰利用几部分组成。,适于在秸秆主产区为中小乡镇企业、乡镇政府机关、中小学校和相对比较集中的乡镇居民提供生产、生活热水和冬季采暖之用。,2.,秸秆气化集中供气技术,原理：通过气化装置将秸秆、杂草及林木加工剩余物在缺氧状态下加热反应转换成燃气的过程。,工艺流程：粉碎给料机气化器除尘器冷却器过滤器贮气柜用户。,秸秆气化机组由加料器、气化炉、燃气净化器和燃气输送机组成。,秸秆气化的优势与限制：,优势：变废为宝、经济可行、优势明显；,限制：,燃气质量较差、热值偏低；,燃气中含氧量偏高形成安全隐患；,焦油含量偏高；,水洗焦油后污水排放造成环境污染；,气化设备投资偏高。,秸秆气化技术应用与开发实例,秸秆气化集中供气技术,山东省科学院研究推广；,生物质气化技术,辽宁省能源研究所设计的固定床气化系统；,干馏热解法秸秆气化技术,大连市环科院；,生物质中热值气化技术,浙江大学热能工程研究所；,湿式净化秸秆气化机组,山东工业大学生物能源技术开发中心；,3.,秸秆发酵制沼气,立式圆形水压式沼气池,秸秆制沼系统包括沼气的收集、运输、净化、贮存、使用及附属设备等。,主要设备：,集气室,输气管和配气管,脱硫装置,气柜,止火器（或逆火防止器）,4.,秸秆压块成型及炭化技术,（,1,）成型“秸秆炭”,（,2,）秸秆“生物煤”,（,3,）秸秆成型燃料利用途径,农村生活用能；工业用途；生产成型炭；生产活性炭。,（五）秸秆的工业应用,1.,生产可降解的包装材料,一次性餐具,湿法生产工艺：麦秸粉碎（,120,目）加入水、粘合剂拌和轧片裁剪冷压成型烘干喷涂快餐盒。,干法生产工艺：秸秆粉碎（,60,目）黏合剂、催化剂、固化剂拌和热压成型冷风散热紫外消毒包核快餐盒。,还有缓冲包装材料、瓦楞纸芯、纤维降解膜等。,2.,用做建筑装饰材料,（,1,）秸秆轻型建材,（,2,）秸秆人造板,3.,秸秆生产工业原料,（,1,）植物秸秆生产酒精,（,2,）秸秆制作淀粉,（,3,）秸秆生产饴糖,（,4,）生产梭甲基纤维素,（,5,）制取木糖醇,（,6,）生产糠醛,（,7,）制生物蛋白。,4.,秸秆用作食用菌的培养基,如蚕豆秸秆栽培草菇：原料处理培养料配方建堆发酵翻堆播种发菌出菇管理采收。,玉米秆栽培平菇；,秸秆栽培香菇、银耳、木耳、仿野生菇等。,5.,秸秆的其他应用,（,1,）造纸工业,（,2,）秸秆人造丝,（,3,）秸秆用于编织业,