《固体废物处理与处置》共10章。第1章简要介绍固体废物的来源、分类、特性以及固体废物管理方面的基本知识。第2章主要介绍工业固体废物、生活垃圾、危险废物的收集、运输与储存。第3章至第8章主要介绍固体废物的各种处理方法，主要包括预处理、固化处理、焚烧处理、热解处理、堆肥化处理、沼气发酵处理的基本原理、影响因素、关键工艺和设备、设计要求和国内外的应用情况等。第9章主要讲述工业固体废物、矿业固体废物、农林固体废物、城市生活垃圾等典型固体废物的处理与资源化利用技术。第10章重点对卫生土地填埋和安全土地填埋的选址、场地设计及填埋方法进行介绍。

1　绪　　论
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》于2004年修订通过，并于2005年4月1日
起实施。修订后的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确提出：“固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。”这里所指的生产包括基本建设、工农业以及矿山、交通运输、邮政电信等各种工矿企业的生产建设活动；生活包括居民的日常生活活动，以及为保障居民生活所提供的各种社会服务及设施，如商业、医疗、园林等；其他活动指国家各级事业及管理机关、各级学校、各种研究机构等非生产性单位的日常活动。
由此可见，固体废物包括：①丧失原有利用价值的废弃物；②虽未丧失利用价值但被抛弃
或丢弃的废物；③置于容器中的有毒有害气态、液态物质；④法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
德国在固体废物管理、处理和处置方面处于世界领先水平，德国对固体废物的定义为：在
社会生产、商品流通和消费等一系列活动中产生的，相对于占有者来说一般不具有原有使用价值而被丢弃的以固态和泥态存在的物质。
从广义上讲，废物按其形态有气、液、固三态，如果废物是以液态或者气态存在，而且污染
成分主要是一定量（通常浓度很低）的水或气体（大气或气态物质）时，分别看作废水或废气，一般应纳入水环境或大气环境管理体系，并分别有专项法规作为执法依据。而固体废物包括所有经过使用而被弃置的固态或半固态物质，甚至还包括具有一定毒害性的液态或气态物质，如从废气中分离出来的固体颗粒、垃圾、炉渣、废制品、破损器皿、残次品、动物尸体、变质食品、污泥、人畜粪便等。
应当强调的是，固体废物的“废”具有时间和空间的相对性。在此生产过程中或此方面可
能暂时无使用价值的废物，并非在其他生产过程或其他方面无使用价值。在经济技术落后的
国家或地区被抛弃的废物，在经济技术发达的国家或地区可能是宝贵的资源。在当前经济条
件下暂时无使用价值的废物，在发展了循环利用技术后可能就是资源。因此，固体废弃物常被看做是“放错地点的原料”。
此外，固体废物还具有一些特性，如产生量大、种类繁多、性质复杂、来源广泛，并且一旦发生了由固体废物所导致的环境污染，其危害具有潜在性、长期性和不易恢复性。
1.1　固体废物的来源和分类
1.1.1　固体废物的来源
　　固体废物来源于人类的生产和消费过程，在开发资源、制造产品的过程中必然会产生废
物；另外，任何产品经过使用和消耗后，最终也都将变成废物。从原始人类活动开始，就有固体废物的产生，当时主要是粪便、动植物残渣。随着人类的进步和生产的发展，17、18世纪的工业生产主要是对自然物的机械加工，其原理多为改变物体的物理性质，主要产生一些简单的屑末。19世纪末到20世纪初，随着化学工业的发展，产生了许多有毒有害元素和人工合成物质的废渣，特别是含有汞、铅、砷、氰化物等的有毒有害废渣。20世纪以来，随着原子能工业的发展，有了放射性废渣，并随着能源利用范围的扩大，又增加了许多新的废渣。人类发展到今天，随着对自然界的认识及改造向纵深发展，工业产品呈多样化，形成了一个“废渣大家族”。固体废物的来源大体上可分为两类：一是生产过程中所产生的废物（不包括废气和废水），称为生产废物；二是产品进入市场后在流动过程中或使用、消费后产生的固体废物，称为生活废物。
1.1.2　固体废物的分类
固体废物的种类繁多，性质复杂，为了便于处理、处置及管理，需要对固体废物进行分类。
固体废物的分类方法有很多。
（1）按其组成可分为有机废物和无机废物。有机废物是指废物的化学成分主要是有机物
的混合物；无机废物是指废物的化学成分主要是无机物的混合物。
（2）按其形态分为固态、半固态和液（气）态废物。固态废物是指以固体形态存在的废物；
半固态废物是指以膏状或糊状存在并具有一定流动性的废物；液（气）态废物是指以液态或气态形式存在的废物。
（3）按其污染特性可以分为危险废物和一般废物。危险废物是指列入国家危险废物名录
或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物；一般废物是
指除危险废物以外的废物。
（4）按其来源简单分为工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农林固体废物、放射性固体废物和有害固体废物（图1-1）。在我国，比较普遍采用的是按废物来源进行分类。
图1-1　按来源分类固体废物
1）工业固体废物
工业固体废物指工业生产过程中和工业加工过程产生的废渣、粉尘、废屑、污泥等。
（1）冶金固体废物。各种金属冶炼和加工过程中产生的废弃物，如高炉渣、钢渣、铜铅铬
汞渣、赤泥、废矿石、烟尘、各种废旧建筑材料等。
（2）电力工业固体废物。在电力生产和使用过程中产生的废弃物主要是燃料灰渣，如煤
矸石、粉煤灰、烟道灰等。
（3）化学工业固体废物。化学工业产生的固体废物主要有炉渣（硫铁矿烧渣、煤造气炉
渣）、塑料、橡胶、陶瓷、纤维、沥青、油毡、石棉、涂料、化学药剂、废催化剂、农药、磷泥、磷石膏等。
（4）石油工业固体废物。石油炼制及其产品加工产生的固体废物，如废油、浮渣、含油污
泥等。
（5）轻工业固体废物。轻工业产生的固体废物是指食品工业、造纸印刷、纺织服装、木材
加工等轻工业部门产生的废弃物，如各类食品糟渣、废纸、金属、皮革等。
（6）其他。主要有机械电子工业固体废物和建筑工业固体废物。机械电子工业固体废物
指机械加工、电器制造及其使用过程中产生的废弃物，如金属碎料、铁屑、炉渣、模具、砂芯、润滑剂、酸洗剂、导线、玻璃、木材、化学药剂、研磨料、绝缘材料以及废旧汽车、电冰箱、微波炉、电视机和电扇等。建筑工业固体废物指建筑施工、建材生产和使用过程中产生的废弃物，如钢筋、水泥、黏土、陶瓷、石膏、石棉、砂石、砖瓦、纤维板等。
2）矿业固体废物
矿业固体废物主要是指废石和尾矿。
3）城市固体废物
城市固体废物指居民生活、商业活动、市政建设与维护、机关办公等过程产生的固体废物，
一般分为生活垃圾、城建渣土、商业固体废物、粪便。
4）农林固体废物
农林固体废物主要包括植物秸秆、树枝、树皮、动物尸体、畜禽粪便。
5）放射性固体废物
放射性固体废物是指核燃料生产及加工、同位素的应用、核电站、核研究机构、医疗单位、
放射性废物处理设施产生的废物。
6）有害固体废物
国际上称为危险固体废物，是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别
标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。危险废物主要来自于石油工业、化学工业、医疗和科研单位等。这类废物具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、放射性、传染性等特点，可能对人类的生活环境产生危害。由于危险废物具有较大的环境危险性，需要进行特别的管理。1983年，联合国环境规划署已将这部分废物列入全球重大环境问题加以重点管理，这类固体废物占固体废物总量的1.5％～2％，其中大约一半为化学工业固体废物。
在2004年修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中，将固体废物分为三大
类：生活垃圾（municipal solid waste，MSW）、工业固体废物（industrial solid waste或commercial solid waste，ISW）、危险废物（hazardous waste，HW）。
1.1.3　固体废物的排量
目前，一些工业化国家平均固体废物排放量以每年2％～3％的速度增长，统计表明全世
界每年产生的工业固体废物量达24.4×108t（包括3.4×108t危险废物），其中约有1／5，即4.8×108t为美国工业所排出，1／7为日本工业所产生。
随着工业化国家的都市化发展和居民消费水平的提高，城市生活垃圾增长也十分迅速。
目前，欧盟国家的垃圾平均年增长率为3％，德国为4％，瑞典为2％，韩国近几年经济发展较快，垃圾年增长率达11％。以全球情况而论，年产垃圾总量在100×108t以上，其中美国占1／3，日本近10年垃圾产量翻了一番，英国城市垃圾排出量近15年增加了1倍。
据统计我国每年所产生工业固体废物量达6×108t，其中危险废物约占5％。这些废物除
约40％供回收利用外，大多仅作简单的堆置处理或任意丢弃。目前，历年所堆置的固体废物量累计高达60×108t，占用了大量的农林业土地。另外，城市生活垃圾排出量的增长也十分迅速。目前我国城市生活垃圾年产量已达1.5×108t左右，而且每年以8％左右的速率增长。由于各项处理设施严重不足，这些城市生活垃圾约有一半未经任何处理，采用露天堆放，占用城市周边土地面积达6×104hm2，导致约有2／3的城市处于垃圾包围之中，既污染水质、土壤、大气，还传播疾病，严重影响城市环境质量和可持续发展。
1.2　固体废物的特性和控制对策
1.2.1　固体废物的污染途径
　　固体废物复杂多样且不具有流动性，所以它们对环境的污染危害途径与水和大气的污染
危害途径明显不同。固体废物对环境的污染存在于储存、收运、回收利用及最终处置的各个环节和整个过程中。固体废物特别是有害固体废物，如果处置不当，能通过不同途径危害人体健康。其有害成分可通过环境介质———大气、土壤、地表或地下水等间接传至人体，对人体健康造成极大的危害。通常，固体废物的污染途径有多种，主要是通过散发有毒、有害和有臭味的气态污染物污染大气；通过分解产生的浸出液、渗滤液等液态污染物污染地下水、地表水和土壤；通过灰、渣、尾矿等固体污染物侵占土地和污染土壤等。
1.2.2　固体废物污染的危害
1）侵占土地
固体废物堆放时会占用大量土地。据估计，每堆积1万t废渣大约需要1亩①土地。据报
道，美国有200万hm2的土地被固体废物侵占，英国为60万hm2。2008年，我国工业固体废物产生量已达19亿t，仅矿业开发占用和损坏的土地面积就有154.5万hm2，其中仅尾矿堆放占用土地约有91.5万hm2。
2）污染土壤
固体废物及其淋洗和渗滤液中所含的有害物质会改变土壤的性质和结构，并将对土壤中
微生物的活动产生影响。这些有害成分的存在，不仅有碍植物根系的发育和生长，而且还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。我国包头市某处堆积的尾矿有1500万t，造成其下游某乡的土地大面积污染，居民被迫搬迁。
在固体废物污染土壤的危害中，最为严重的是危险废物的污染。剧毒性废物最易引起即
时性的严重破坏，并会造成土壤的持续性危害影响。我国西南某地因农田长期使用垃圾导致
土壤中有害物质的积累，土壤中汞的浓度超过本底值的8倍，给作物的生长带来了严重危害。
据统计，目前我国重金属污染土壤面积至少有2000万hm2，其中很大一部分是由各类固体废物随意堆放引起的。
①1亩≈666.7m2，下同。
　3）污染水体
世界范围内，有不少国家直接将固体废物倾倒于河流、湖泊或海洋，甚至把海洋当成处置
固体废物的场所之一。固体废物弃置于水体，将使水质直接受到污染，严重危害水生生物的生存条件，并影响水资源的充分利用。此外，堆积的固体废物经过雨水的浸渍和废物本身的分解，其渗滤液和有害化学物质的转化和迁移将对附近地区的河流及地下水系和资源造成污染。
向水体倾倒固体废物还将缩减江河湖面的有效面积，使其排洪和灌溉能力有所降低。据
我国有关单位的资料估计，由于在江湖中倾倒固体废物，20世纪80年代的水面较之于50年代减少2000多万亩。目前我国每年在不同地区仍有成千上万吨的固体废物直接倾入江湖之中，其所产生的后果将是不堪设想的，这种局面不应再继续发展下去。
4）污染大气
堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。据
研究表明：当发生4级以上的风力时，在粉煤灰或尾矿堆表层的粒径1.5cm以上的粉末
将出现剥离，其飘扬的高度可达20～50m，在风季期间可使平均视程降低30％～70％。
更有甚者，堆积的废物中某些物质的分解和化学反应可以不同程度地产生毒气或恶臭，
造成地区性空气污染。
5）影响人类健康
在固体废物特别是有毒有害固体废物存放、处理、处置和利用过程中，一些有害成分会通
过水、大气、食

目　　录
前言
1　绪论 1
　　1.1　固体废物的来源和分类 1
1.1.1　固体废物的来源 1
1.1.2　固体废物的分类 2
1.1.3　固体废物的排量 3
　　1.2　固体废物的特性和控制对策 4
1.2.1　固体废物的污染途径 4
1.2.2　固体废物污染的危害 4
1.2.3　固体废物污染控制 5
　　1.3　控制固体废物污染技术政策 6
1.3.1　害化 6
1.3.2　减量化 6
1.3.3　资源化 6
　　1.4　固体废物管理与污染控制标准 7
1.4.1　危险废物的分类和管理 7
1.4.2　固体废物管理的程序和内容 7
1.4.3　固体废物管理体系 7
1.4.4　固体废物管理制度 8
1.4.5　固体废物污染控制标准 9
　　1.5　固体废物的处理处置方法 10
1.5.1　固体废物处理方法 10
1.5.2　固体废物处置方法 10
1.5.3　我国固体废弃物污染控制与资源化现状 10
2　固体废物的收集、运输与储存 12
　　2.1　工业固体废物的收集、运输 12
　　2.2　生活垃圾的收集、运输与储存 12
2.2.1　垃圾的存放 13
2.2.2　垃圾的存放容器 13
2.2.3　垃圾的收集方式 14
2.2.4　垃圾的收集设备 14
2.2.5　生活垃圾的收集系统分析 15
2.2.6　中转站（运转站） 20
2.2.7　收集路线设计 21
　　2.3　危险废物的收集、运输与储存 22
2.3.1　危险废物的产生与收集 22
2.3.2　危险废物的储存 22
2.3.3　危险废物的清运 22
3　固体废物的预处理 24
　　3.1　固体废物的压实 24
3.1.1　压实原理 24
3.1.2　压实设备 24
　　3.2　固体废物的破碎 27
3.2.1　破碎的目的 27
3.2.2　破碎方法、破碎比和破碎流程 27
3.2.3　破碎设备 29
　　3.3　固体废物的分选 37
3.3.1　人工分选 37
3.3.2　筛分 38
3.3.3　重力分选 39
3.3.4　磁力分选 44
3.3.5　电力分选 46
3.3.6　浮选 47
3.3.7　分选回收工艺系统 48
　　3.4　固体废物的浓缩脱水 50
3.4.1　污泥中水分的存在形式及其分离性能 51
3.4.2　浓缩脱水 52
3.4.3　机械过滤脱水 54
3.4.4　泥浆自然干化脱水 59
4　固体废物的固化处理 60
　　4.1　概述 60
4.1.1　基本概念及固化机理 60
4.1.2　固化剂 61
4.1.3　固化效果的评价 61
　　4.2　水泥固化 62
4.2.1　水泥固化原理 62
4.2.2　水泥固化法的应用 63
4.2.3　水泥固化特点 65
　　4.3　沥青固化 65
4.3.1　固化原理 65
4.3.2　沥青固化的基本方法 65
4.3.3　沥青固化的影响因素 67
　　4.4　塑料固化 68
4.4.1　固化原理 68
4.4.2　塑料固化的应用及其特点 68
　　4.5　玻璃固化（熔融固化法） 68
4.5.1　固化原理 68
4.5.2　玻璃固化方法 69
4.5.3　玻璃固化的特点 69
　　4.6　其他固化方法 69
4.6.1　石灰固化 69
4.6.2　自胶结固化 70
4.6.3　水玻璃固化 70
5　固体废物的焚烧处理技术 71
　　5.1　概述 71
5.1.1　焚烧法 71
5.1.2　焚烧法特点 71
5.1.3　固体废物焚烧技术的发展与应用前景 71
　　5.2　焚烧过程及技术原理 72
5.2.1　焚烧产物 72
5.2.2　焚烧废气污染形成机制 73
5.2.3　焚烧技术的指标和标准 75
5.2.4　固体废物的焚烧过程 76
5.2.5　焚烧厂尾气冷却与废热回收 78
5.2.6　主要焚烧参数计算 80
　　5.3　固体废物的焚烧工艺 85
5.3.1　焚烧技术的发展 85
5.3.2　焚烧系统 86
5.3.3　焚烧设备 88
　　5.4　焚烧过程中污染物的产生与防治 95
5.4.1　概述 95
5.4.2　粒状污染物控制技术 97
5.4.3　酸性气体控制技术 98
5.4.4　重金属控制技术 102
5.4.5　二英的控制技术 103
5.4.6　恶臭的产生与防治 106
5.4.7　煤烟的产生与防治 106
5.4.8　焚烧残渣的处理与利用 107
　　5.5　典型城市生活垃圾焚烧流程 108
5.5.1　储存及进料系统 108
5.5.2　焚烧系统 110
5.5.3　废热回收系统 111
5.5.4　发电系统 111
5.5.5　饲水处理系统 112
5.5.6　废气处理系统 112
5.5.7　废水处理系统 112
5.5.8　灰渣收集及处理系统 112
6　有机固体废物的热解 114
　　6.1　概述 114
6.1.1　热解概念 114
6.1.2　热解原理 114
6.1.3　热解方式 114
6.1.4　热解过程动力学分析 115
6.1.5　影响热解工艺的因素 116
6.1.6　热解反应器 117
6.1.7　热解工艺 118
　　6.2　典型固体废物的热解 119
6.2.1　废塑料的热解 119
6.2.2　废橡胶的热解 121
6.2.3　城市垃圾的热解 122
6.2.4　污泥的热解处理 123
　　6.3　国外热解处理技术的发展 123
6.3.1　美国热解技术开发及发展计划 123
6.3.2　欧洲各国热解技术的研究和开发 124
6.3.3　日本热解技术的研究和开发 124
6.3.4　加拿大热解技术的研发 124
6.3.5　热解技术的缺陷及发展前景 124
7　固体废物的堆肥化处理 126
　　7.1　概述 126
7.1.1　堆肥化定义及其意义 126
7.1.2　堆肥化的发展历史 126
7.1.3　堆肥的优点 127
7.1.4　堆肥的原料 127
7.1.5　堆肥产品质量及卫生要求 128
7.1.6　堆肥化的工艺类型 128
　　7.2　堆肥的原理 130
7.2.1　好氧堆肥 130
7.2.2　厌氧堆肥 132
7.2.3　工艺流程与装置 133
　　7.3　堆肥的影响因素及其控制 147
7.3.1　通风量 147
7.3.2　含水率 148
7.3.3　堆肥过程的温度及其控制 149
7.3.4　有机质含量 150
7.3.5　颗粒度 150
7.3.6　碳氮比 150
7.3.7　碳磷比 151
7.3.8　pH 151
　　7.4　堆肥的腐熟度 151
7.4.1　堆肥腐熟度及其评价指标 151
7.4.2　堆肥腐熟度检验测定方法 154
　　7.5　堆肥的农业效果 155
7.5.1　堆肥的作用 155
7.5.2　堆肥产品的利用 158
　　7.6　垃圾堆肥厂案例 158
7.6.1　项目背景 158
7.6.2　工艺说明 158
7.6.3　工程建设 160
7.6.4　效益分析 162
8　有机废物的沼气发酵 164
　　8.1　概述 164
8.1.1　厌氧发酵进展 164
8.1.2　沼气发酵 164
8.1.3　沼气发酵的意义 165
　　8.2　沼气发酵的微生物学原理 165
8.2.1　沼气发酵的机理及途径 165
8.2.2　沼气发酵微生物 167
　　8.3　沼气发酵的工艺条件及影响因素 167
8.3.1　发酵原料 167
8.3.2　常用参数 169
8.3.3　工艺条件及影响因素 171
　　8.4　沼气池类型 174
8.4.1　水压式沼气池 174
8.4.2　长方形甲烷沼气池 175
8.4.3　红泥塑料沼气池 175
　　8.5　沼气发酵的工艺技术 176
8.5.1　高温消化工艺 176
8.5.2　自然消化工艺 177
8.5.3　连续消化工艺 177
8.5.4　半连续消化工艺 177
8.5.5　两步消化工艺 178
8.5.6　沼气池设计的原则 178
　　8.6　沼气发酵系统的综合利用 180
8.6.1　沼气的综合利用 180
8.6.2　沼液的综合利用 181
8.6.3　沼渣的综合利用 182
9　典型固体废物的处理与资源化 183
　　9.1　工业固体废物处理与资源化 183
9.1.1　冶金及电力工业固体废物处理与资源化利用 183
9.1.2　化学工业固体废物处理与资源化利用 196
　　9.2　矿业固体废物的处理与资源化 202
9.2.1　矿业固体废物的种类及其性质 202
9.2.2　矿业固体废物的处理与资源化利用 203
　　9.3　农林固体废物的处理与资源化 208
9.3.1　农林废弃物的成分与性质 208
9.3.2　农林废弃物的利用途径 209
9.3.3　农林废弃物的资源化利用 209
　　9.4　城市生活垃圾的处理与资源化 211
9.4.1　废纸的处理与资源化利用 211
9.4.2　废塑料的处理与资源化利用 214
9.4.3　废橡胶的处理与资源化利用 219
9.4.4　建筑垃圾的处理与资源化利用 221
9.4.5　泔脚的处理与资源化利用 224
9.4.6　城市污泥的处理与资源化利用 227
10　固体废物的最终处置技术 231
　　10.1　概述 231
10.1.1　污染物质的迁移、转换 231
10.1.2　处置的基本要求 233
10.1.3　处置方法 233
　　10.2　卫生土地填埋 239
10.2.1　卫生填埋概述 239
10.2.2　场地的选择 240
10.2.3　场地的设计 241
10.2.4　卫生土地填埋方法 253
　　10.3　安全土地填埋 254
10.3.1　概述 254
10.3.2　安全土地填埋场的基本构成 254
10.3.3　危险废物的填埋处置技术 255
10.3.4　安全填埋场的基本要求 255
10.3.5　安全填埋场系统组成 258
10.3.6　安全土地填埋场地设计规划和管理程序 260
参考文献 263