【知识目标】
1.掌握固体废物预处理的原理和方法；
2.熟悉预处理的工艺和设备｡
【技能目标】
1.能结合固体废物的特性和后续处理的要求，提出合理的预处理方案；
2.能够合理选择预处理工艺和设备｡
【能力训练任务】
1.能对破碎､分选等主要预处理进行系统评价，正确设备选择；
2.能对所在城市生活垃圾提出较为合理的分选回收方案｡ 为了便于对固体废物进行合适的利用､处理和处置，往往要经过预加工､处理｡预处理技术是指采用物理､
化学或生物方法，将固体废物转变成便于运输､储存､回收利用和处置的形态｡预处理技术包括压实､破碎､分选､脱水和干燥｡ 3.1 固体废物压实技术
3.1.1压实的目的及原理
1.压实的目的和作用
压实又称压缩，是利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，便于装卸､运输､贮存和填埋｡ 压实技术主要用于生活垃圾，一般，生活垃圾压实后，体积可减少60%~70%。垃圾压实的作用：一是通过压实可减少固体废物的体积；增加其密实性和垃圾车的收集量，以便于减少运输量及处置场体积，降低固废运输和处理处置费用(成本)；二是制取高密度惰性块料，便于贮存､填埋或利用｡例如城市生活垃圾经多次压缩后，其密度可达1380kg/m3，体积较压缩前可减少1倍以上，因而可大大提高运输车辆的装载效率；而惰性固体废物如建筑垃圾，经压缩成块后，用作地基或填海造地的材料，上面只需覆盖很薄土层，即可再恢复利用｡
2.压实原理
压实是一种采用机械方法将固体废物中的空气挤出､以减少其空隙率以增加其聚集程度(容重)，减少固体废物表观体积(表观体积是废物颗粒有效体积与空隙占有体积之和，当对固体废物实施压实操作时，随着压力的增大，空隙体积减小，表观体积也随之减小，而容重会增加｡)的过程｡压实是提高运输和管理效率的一种操作技术｡
3.压实程度表示方法
①容重：在自然堆积状态下，单位体积物料的质量称为该物料的容重，以kg/L､kg/m3
或t/m3表示｡
②压缩比(Rv)
压缩比(r)可定义为：原始状态下物料的体积Vq与压缩后的体积Vh的比值，即：
r=Vh / Vq
式中：r—压缩比；
Vq—原始状态下物料的体积；
Vh—压缩后的体积｡
显然r越小，说明压实效果越好｡
废物压缩比取决于废物的种类及施加的压力｡一般固体废物的压缩比为3~5，采用二次
压实技术可使压缩比增加到5~10。压实操作的具体压力大小可根据处理废物的物理性质(如易压缩性､脆性等)而定｡以城市生活垃圾为例，压实前容重通常在0.1~0.6t/m3范围，经过一般机械压实后，容重可提高到1 t/m3左右｡如果通过高压压缩，垃圾容重可达1.125~1.38 t/m3，体积则可减少为原来体积的1/3~1/10｡日本有12%的垃圾是经过压实处理后，再进行填埋处理的。法国正在试验通过掺入粘合剂，并采用更高压力将垃圾压实到原体积的1/20。因此，固体废物填埋前常需进行压实处理，尤其对松散型废物或中空性废物（如冰箱､洗衣机或中空性废物如纸箱､纸袋等）事先压碎更显必要｡可见，压实适用于压缩性能大而回复性能小的固体废物；不适用于某些较密实的固体和弹性废物｡实践证明，未经破碎的原状城市生活垃圾，压实容重极限值约为1.1 t/m3｡比较经济的方法是先破碎再压实，可提高压实效率，即
用较小的压力取得相同的增加容重效果｡
3.1.2压实的设备及选择
1.压实设备
固体废物的压实设备称为压实器，压实器的种类很多，但原理基本相同，一般都由一个供料单元和一个压实单元组成，供料单元容纳固体废物原料并将其转入压实单元．压实单元的压头通过液压或气压提供动力，通过高压将废物压实。固体废物的压实器可以分为固定式压实器和移动式压实器两类，这两类压实器的工作原理大体相同。固定式压实器主要在工厂内部使用，一般设在中转站､高层住宅垃圾滑道底部以及需要压实废物的场合｡移动式压实器一般安装在垃圾收集车上，接受废物后即行压缩，随后送往处理处置场地｡压实器由于所压物品的差异又分为水平式、三相联合式及回转式。下面介绍几种常见的压实设备。
（1）水平式压实器
图3-1为水平压实器示意图，其操作是靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中，随着容器中废物的增多，压头的行程逐渐变短，装满后压头呈完全收缩状。此时，可将铰接连接的容器更换。将另一空容器装好再进行下一次的压实操作。 1—破碎杆 2—装料室 3—压面 1. 2. 3—压头
图3-1 水平式压实器 图3-2 三向联合式压实器 （2）三向联合式压实器
结构如图3-2所示。该压实器装有3个相互垂直的压头，废物置于料斗后，三向压头
1. 2. 3依次实施压缩将废物压实成密实的块体。该装置多用于松散金属类废物的压实。
（3）回转式压实器
结构如图3-3所示，平板型压头连接于容器一端，借助液压驱动。这种压实器适于压实体积小、质量轻的固体废物。
1. 3—压头 2—容器
图3-3 回转式压实器
(4)高层住宅住宅滑道下的压实器
如图3-4所示，其工作过程如下：(a)为开始压缩，此时从滑道中落下的垃圾进入料斗；(b)为压缩臂全部缩回处于起始状态，垃圾充入压缩室内；(c)为压臂全部伸展，垃圾被压入容器中｡如此反复，垃圾被不断充入，并在容器中压实｡
a —垃圾投入口
b —容器 3—垃圾 4—压臂
1 2 4
3
图3-4固定式高层住宅垃圾压实器工作过程
(5)水平式压实捆扎机
水平式压实捆扎机如图3-5所示｡其特点是结构简单，效率较高，是一种中密度的机械，常用于城市生活垃圾的压实｡首先将物料放入压缩容器内，运输机1水平将物料压送至压实室3中，压缩构件2将物料压实，最后推杆6将物料推出并在捆扎室5中捆扎｡由于是单向压缩，因此压实的密度比三向联合式压实捆扎机小，但其经济实用，因此应用广泛｡
1-水平输送机 2-压实构件 3-压实室 4-出料槽 5-捆扎室 6-推动杆
图3-5 水平式压实捆扎机
2. 压实器的选择
为了最大限度减容，获得较高的压缩比，应尽可能选择适宜的压实器。影响压实器选择的因素很多，除废物的性质外。主要应从压实器性能参数进行考虑。
（1）装载面的尺寸
固体废物处理设备装载面的尺寸应足够大，以便容纳用户所产生的最大件的废物。如果压实器的容器用垃圾车装填，为了操作方便，就要选择至少能够处理一满车垃圾的压实器。压实器的装载面的尺寸一般为0.765~9.18m 2。
（2）循环时间
所谓循环时间是指压头的压面从装料箱把废物压入容器。然后再回到原来完全缩回的位置，准备接受下一次装载废物所需要的时间。循环时间变化范围很大，通常为20~60s 。如果希望压实器接受废物的速度快，则要选择循环时间短的压实器。这种压实器是按每个循环操作压实较少数量的废物而设计的，重量较轻，其用时可能比长时间压实低、但牢固性差，其压实比也不一定高。
（3）压面压力
压实器压面压力通常根据某一具体压实器额定作用力的参数来确定，额定作用力作用在压头的全部高度和宽度上。固定式压实器的压面压力一般为103~3 432KPa 。
（4）压面的行程
压面的行程是指压面压入容器的深度。压头进入压实容器中越深，装填得越有效越干净。为防止压实废物填满时返弹回装载区，要选择行程长的压实器，现行的各种压实容器的实际进入深度为10.2~66.2
cm 。
5）体积排率
体积排率即处理率，它等于压头每次压入容器的可压缩废物体积与每小时机器的循环次1 2 3 4 5 6
数之积。通常要根据废物产生率来确定。
6）压实器与容器匹配
压实器应与容器匹配，最好是由同一厂家制造，这样才能使压实器的压力行程、循环时间、体积排率以及其它参数相互协调。如果两者不相匹配，如选择不可能承受高压的轻型容器，在压实操作的较高压力下，容器很容易发生膨胀变形。
此外，在选择压实器时。还应考虑与预计使用场所相适应，要保证轻型车辆容易进出装料区和达到容器装卸提升位置。
3.1.3压实流程与应用
图3-6为国外某城市生活垃圾压缩处理工艺流程｡垃圾先装入四周垫有铁丝网的容器中，然后送入压实器压缩，压力为1500~2000N，压缩为原体积的1/5｡
图3-6 城市生活垃圾压缩处理工艺流程
该流程中压块由向上的推动活塞推出压缩腔，送入180~200℃沥青浸渍池10s涂浸沥青防漏，冷却后经运输皮带装入汽车运往垃圾填埋场｡压缩污水经油水分离器入活性污泥处理系统，处理水灭菌后排放｡
3.2固体废物破碎技术
3.2.1破碎的目的和原理
利用人力或机械等外力的作用，破坏固体废物质点间的内聚力和分子间作用力而使大块固体废物破碎成小块的过程称为破碎，使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程称为磨碎｡破碎是固体废物处理技术中最常用的预处理工艺｡
1.破碎的目的
固体废弃物的破碎作业的主要目的是：减小垃圾的颗粒尺寸､增大垃圾形状的均匀度，以便后续处理工序的进行｡破碎处理具体作用如下：
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