第三版前言
2022年以來,中國在世界百年未有之大變局的時代背景下,在經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會、生態(tài)文明等領(lǐng)域取得了歷史性成就。生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計,黨中央持續(xù)抓好生態(tài)文明建設(shè),堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn),藍(lán)天、碧水、凈土三大保衛(wèi)戰(zhàn)取得重大戰(zhàn)略成果,生態(tài)環(huán)境持續(xù)好轉(zhuǎn),人居環(huán)境更加優(yōu)美。在黨的二十大精神的指引下,全國固體廢物處理行業(yè)發(fā)展增速明顯,資源化進(jìn)程全力提速,技術(shù)創(chuàng)新、關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化等方面更是取得了顯著成效,對人才培養(yǎng)的要求也隨之發(fā)生了變化。
本次再版,以新形態(tài)教材模式,增加了輔助學(xué)習(xí)的視頻、微課、虛擬仿真、動畫、習(xí)題庫等多種形式的數(shù)字資源,豐富了閱讀體驗,并附有配套的在線課程、教學(xué)課件等,以期更好地服務(wù)于廣大學(xué)生、教師及本領(lǐng)域工程技術(shù)人員。在內(nèi)容上,更新了教材中涉及的政策、法規(guī)以及歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù),加入了在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展背景下衍生的全新技術(shù)案例,同時加大了國內(nèi)應(yīng)用案例比重;根據(jù)新政策要求,對章節(jié)內(nèi)容的偏重也進(jìn)行了適時的調(diào)整,比如對第9章固體廢物的處置方法弱化了衛(wèi)生填埋處置,強化了安全填埋處置的內(nèi)容,更新了標(biāo)準(zhǔn)要求,增加了設(shè)計案例,更加符合新時代要求。
本版教材由唐雪嬌、沈伯雄、王晉剛擔(dān)任主編。各章編寫分工為:唐雪嬌(第1章~第4章、第6章、第8章、第9章),沈伯雄(第5章、第7章),王晉剛(第10章),王晉剛、胡振磊(第11章)。涉及的法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)、案例等內(nèi)容更新由唐雪嬌、王晉剛、李欣亞、楊賀、劉禹、穆雨哲、鄭志鵬完成。
再版已就上版中幾處疏漏作出修改,在此對使用本教材的學(xué)者和老師們表示誠摯歉意。限于編者知識水平,書中難免仍有紕漏及不妥之處,敬請讀者雅正,以便在后續(xù)修訂中日臻完善。
唐雪嬌
2025年5月于南開園
第一版前言
隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源和資源的消耗量不斷增加,中國成為世界最大的固體廢物產(chǎn)生國之一。大量生活和工業(yè)垃圾如缺少處理而露天堆放,使城市垃圾圍城現(xiàn)象嚴(yán)重,有毒物質(zhì)污染地表水和地下水,嚴(yán)重危害人類的健康。固體廢物成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,進(jìn)行固體廢物的處理處置成為環(huán)境保護(hù)的一個重要方面。
固體廢物處理與處置是高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)課程。本教材參照高等院校環(huán)境工程類專業(yè)教材委員會制定的教學(xué)基本要求,結(jié)合環(huán)境工程注冊工程師考試大綱的基本要求編寫而成。本教材的主要對象是環(huán)境工程專業(yè)本科生,建議的教學(xué)學(xué)時數(shù)為40~60學(xué)時。本教材也可以供環(huán)境工程類研究生參考,以及環(huán)境科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境管理等專業(yè)的本科生選用,同時還可供環(huán)境機械與環(huán)境化工技術(shù)工程人員參考。
本教材主要介紹固廢的來源、分類、特性及三化處理系統(tǒng)等基本知識;以城市生活垃圾、工業(yè)固體廢物和危險廢物為中心,以典型固體廢物處理技術(shù)工藝和設(shè)備為實例,說明固體廢物處理處置的基本原理和方法,并簡單介紹了近期先進(jìn)處理處置技術(shù)的發(fā)展。本教材內(nèi)容豐富、系統(tǒng)全面、原理簡明、案例實用,符合本科教學(xué)的基本要求。
本教材由沈伯雄擔(dān)任主編,唐雪嬌擔(dān)任副主編。本書各章編寫人員情況為:唐雪嬌(第1章~第4章、第6章、第8章),陳建宏、沈伯雄(第5章),郝小翠、沈伯雄(第7章),馬娟、左琛、沈伯雄(第9章),吳豐鵬、沈伯雄(第10章),沈伯雄(第11章)。
由于時間緊迫、編者能力有限,書中不當(dāng)之處在所難免,誠懇地希望同行在使用本教材的過程中不斷提出寶貴意見,以便有機會再版時予以吸納和改進(jìn)。
沈伯雄
2010年3月于南開園
第二版前言
2015年1月,新修訂的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》正式實施。這部被認(rèn)為是史上最嚴(yán)的環(huán)保法,不僅對企業(yè)提出了更嚴(yán)苛的要求,在政府責(zé)任明確、公眾監(jiān)督機制等方面也做出了許多新的探索。加之國家十二五規(guī)劃順利收官,固體廢物尤其是危險廢物污染治理方面的一系列法律法規(guī)得到進(jìn)一步補充和完善。自本教材出版六年以來,全國固體廢物污染治理乃至整個環(huán)境保護(hù)大形勢已然發(fā)生了更多積極的轉(zhuǎn)變。
本次再版,對教材中涉及新政策、新法規(guī)、新技術(shù)、新實例的部分做了增刪添補,對涉及歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)及反映固體廢物治理形勢變化的內(nèi)容做了適時更新,尤其是對第10章固體廢物制備建筑材料和第11章危險廢物處理與處置兩個章節(jié)進(jìn)行了細(xì)致深入的修改,使之契合時勢發(fā)展,以期更好地供相關(guān)專業(yè)學(xué)生、教師及本領(lǐng)域工程技術(shù)人員參考。
本版教材由唐雪嬌、沈伯雄擔(dān)任主編,王晉剛擔(dān)任副主編。本版各章編寫人員情況為:唐雪嬌(第1章~第4章、第6章、第8章),陳建宏、沈伯雄(第5章),郝小翠、沈伯雄(第7章),馬娟、左琛、沈伯雄(第9章),王晉剛、吳豐鵬(第10章),馬淑紅、王晉剛(第11章);歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)及相關(guān)內(nèi)容更新由唐雪嬌、薛晶晶完成。
在此對使用本教材的學(xué)者和老師們表示誠摯謝意。由于編者知識水平有限,書中難免仍有紕漏及不妥之處,敬請讀者雅正,以便在后續(xù)修訂中日臻完善。
唐雪嬌
2017年12月于南開園
第1章 緒論1
1.1 固體廢物的來源和分類 1
1.1.1 固體廢物的來源 1
1.1.2 固體廢物的分類 3
1.2 固體廢物的污染及其控制 5
1.2.1 固體廢物的特點和特性 5
1.2.2 我國固體廢物污染 5
1.2.3 固體廢物污染途徑 6
1.2.4 固體廢物污染危害 6
1.2.5 固體廢物污染控制 8
1.3 固體廢物處理處置方法 9
1.3.1 固體廢物處理 9
1.3.2 固體廢物處置 9
1.4 控制固體廢物污染的技術(shù)政策 10
1.4.1 我國控制固體廢物污染技術(shù)政策的產(chǎn)生 10
1.4.2 無害化 10
1.4.3 減量化 11
1.4.4 資源化 11
1.5 固體廢物管理 12
1.5.1 固體廢物管理理念與原則 13
1.5.2 固體廢物管理法規(guī)體系 13
1.5.3 固體廢物環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系 14
1.5.4 加強危險固體廢物管理, 控制危險廢物越境轉(zhuǎn)移 15
思考題 17
第2章 固體廢物的收集、運輸與壓實18
2.1 工業(yè)固體廢物的收集及處理模式 18
2.2 生活垃圾的收集、運輸與轉(zhuǎn)運 19
2.2.1 生活垃圾的搬運 19
2.2.2 生活垃圾的收集與運輸 20
2.2.3 生活垃圾的轉(zhuǎn)運及中轉(zhuǎn)站設(shè)置 25
2.3 建筑垃圾、農(nóng)業(yè)固體廢物等收集、運輸 27
2.4 固體廢物壓實 28
2.4.1 概述 28
2.4.2 壓實設(shè)備與流程 30
2.5 危險廢物的收集、貯存與運輸 32
2.5.1 危險廢物的收集容器 32
2.5.2 危險廢物的收集、貯存 33
2.5.3 危險廢物的運輸 33
思考題 34
第3章 固體廢物的破碎和細(xì)磨35
3.1 破碎 35
3.1.1 破碎的概念和目的 35
3.1.2 破碎理論 35
3.1.3 固體廢物的機械強度和破碎方法 36
3.1.4 破碎設(shè)備 40
3.2 細(xì)磨 49
3.2.1 細(xì)磨原理和方法 49
3.2.2 細(xì)磨設(shè)備 50
3.3 低溫破碎 53
3.3.1 低溫破碎原理和流程 53
3.3.2 低溫破碎的應(yīng)用 54
思考題 55
第4章 固體廢物的分選56
4.1 分選方法 56
4.2 篩選 58
4.2.1 篩選的基本原理 58
4.2.2 篩選效率的影響因素 61
4.2.3 篩選設(shè)備 62
4.3 重力分選 65
4.3.1 重介質(zhì)分選 65
4.3.2 跳汰分選 67
4.3.3 風(fēng)力分選 67
4.3.4 搖床分選 70
4.4 磁力分選 72
4.4.1 磁力分選原理 72
4.4.2 磁選設(shè)備 72
4.4.3 磁流體分選 73
4.5 電力分選 75
4.5.1 電力分選原理 75
4.5.2 電選設(shè)備及應(yīng)用 75
4.6 浮選 76
4.6.1 浮選的基本原理 76
4.6.2 浮選藥劑 77
4.6.3 浮選設(shè)備 78
4.6.4 浮選工藝 81
4.7 其他分選方法 81
4.7.1 摩擦與彈跳分選 81
4.7.2 光電分選 83
4.8 分選處理系統(tǒng) 83
思考題 84
第5章 固體廢物的脫水85
5.1 概述 85
5.1.1 高濕廢物 85
5.1.2 污泥中水分的存在形式 86
5.2 脫水方法 86
5.2.1 污泥的濃縮 87
5.2.2 污泥的調(diào)理 90
5.2.3 污泥的機械脫水 95
思考題 104
第6章 固體廢物的焚燒105
6.1 固體廢物熱值的測定和計算 105
6.1.1 熱值的測定 106
6.1.2 熱值的計算 106
6.2 固體廢物的燃燒 107
6.2.1 燃燒基本概念 107
6.2.2 理論燃燒溫度的計算 109
6.2.3 停留時間的計算 110
6.2.4 燃燒方式分類 112
6.2.5 固體廢物燃燒過程 112
6.2.6 影響固體廢物燃燒的因素 114
6.3 固體廢物的焚燒系統(tǒng)和設(shè)備 115
6.3.1 焚燒系統(tǒng) 115
6.3.2 焚燒設(shè)備和焚燒工藝系統(tǒng) 117
6.4 固體廢物焚燒熱能的回收利用 124
6.4.1 焚燒廢氣冷卻方式 124
6.4.2 廢熱回收利用方式 125
6.5 固體廢物焚燒污染物控制 127
6.5.1 固體廢物的焚燒產(chǎn)物 127
6.5.2 酸性氣體的控制 128
6.5.3 二 英的產(chǎn)生與控制 128
6.5.4 惡臭的產(chǎn)生與控制 131
6.5.5 煤煙的產(chǎn)生與控制 132
6.5.6 重金屬控制技術(shù) 132
6.5.7 焚燒殘渣的處理與利用 133
6.6 垃圾焚燒發(fā)電資源化利用技術(shù)虛擬仿真實訓(xùn)體驗 134
6.6.1 沉浸式場景體驗功能 134
6.6.2 模擬實驗實訓(xùn)功能 134
思考題 135
第7章 固體廢物的熱解136
7.1 熱解的基本原理和方式 136
7.1.1 概述 136
7.1.2 熱解原理 137
7.1.3 熱解方式 138
7.1.4 影響熱解的主要因素 139
7.2 幾種固體廢物的熱解工藝流程 140
7.2.1 污泥的熱解 140
7.2.2 廢塑料的熱解 142
7.2.3 廢橡膠的熱解 144
7.2.4 城市垃圾的熱解 146
7.2.5 生物質(zhì)的熱解 149
思考題 151
第8章 固體廢物的生物處理152
8.1 好氧生物降解制堆肥 152
8.1.1 堆肥的概念 153
8.1.2 堆肥的原理 153
8.1.3 堆肥過程影響因素 155
8.1.4 堆肥工藝分類 157
8.1.5 堆肥的基本程序 160
8.1.6 堆肥發(fā)酵裝置 164
8.1.7 堆肥質(zhì)量 166
8.2 厭氧發(fā)酵制沼氣 167
8.2.1 厭氧發(fā)酵原理 168
8.2.2 厭氧發(fā)酵原料 169
8.2.3 厭氧發(fā)酵影響因素 172
8.2.4 沼氣發(fā)酵設(shè)備 174
8.2.5 厭氧發(fā)酵工藝 178
思考題 180
第9章 固體廢物的處置方法181
9.1 衛(wèi)生土地填埋 181
9.1.1 衛(wèi)生填埋概述 181
9.1.2 填埋場選址 182
9.1.3 衛(wèi)生填埋工藝 184
9.1.4 衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng) 185
9.1.5 滲濾液產(chǎn)生與處理 188
9.1.6 填埋氣導(dǎo)排與收集利用 193
9.1.7 填埋場封場及綜合利用 195
9.2 安全土地填埋 196
9.2.1 安全土地填埋概述 196
9.2.2 場地的選擇 197
9.2.3 填埋場防滲系統(tǒng) 198
9.2.4 滲濾液導(dǎo)排 200
9.2.5 填埋氣體導(dǎo)排 200
9.2.6 終場覆蓋與封場 201
思考題 201
第10章 固體廢物制備建筑材料202
10.1 建筑材料 202
10.1.1 無機建筑材料 202
10.1.2 水泥 203
10.1.3 建筑玻璃 205
10.1.4 混凝土 206
10.2 典型固體廢物制備建筑材料 206
10.2.1 尾礦 206
10.2.2 煤矸石 208
10.2.3 粉煤灰 210
10.2.4 高爐渣 214
10.2.5 鋼渣 215
10.2.6 電石渣 217
10.2.7 氨堿廢渣 218
10.2.8 純堿廢渣 219
10.2.9 硼泥 221
10.2.10 鉻渣 221
思考題 224
第11章 危險廢物的處理與處置225
11.1 危險廢物概述 225
11.1.1 危險廢物的定義 225
11.1.2 危險廢物的來源及分類 225
11.1.3 危險廢物的鑒別 226
11.1.4 危險廢物的管理 230
11.2 危險廢物的處理與處置技術(shù) 230
11.2.1 物理處理技術(shù) 230
11.2.2 化學(xué)處理技術(shù) 231
11.2.3 危險廢物的固化/穩(wěn)定化 231
11.2.4 危險廢物的焚燒 232
11.2.5 危險廢物的安全填埋 232
11.3 幾種典型危險廢物的處理處置方法 232
11.3.1 廢有機溶劑處理技術(shù) 232
11.3.2 醫(yī)療廢物的處理與處置 234
11.3.3 廢輪胎處理技術(shù) 239
11.3.4 垃圾焚燒渣和飛灰的固化技術(shù) 240
11.3.5 新能源汽車動力鋰電池的處理處置方法 244
思考題 246
參考文獻(xiàn)247