固體廢物處理與處置固體廢物分選[www

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固體廢物的處理與處置第四章固體廢物分選

1第四章固體廢物分選固體廢物分選：將固體廢物中可回收利用的或不利于后續(xù)處理、處置工藝要求的物料分離出來的過程。

2廢物分選分類篩選（分）、重力分選、磁力分選、電力分選、光電分選、摩擦及彈性分選，以及浮選等。

3第一節(jié)篩分篩分是利用篩子將物料中小于篩孔的細粒物料透過篩面，而大于篩孔的粗粒物料留在篩面上，完成粗、細粒物料分離的過程。分離過程可看作是物料分層和細粒透篩兩個階段組成的。物料分層是完成分離的條件，細粒透篩是分離的目的。

4易篩粒與難篩粒粒度小于篩孔尺寸3/4的顆粒，很容易通過粗粒形成的間隙到達篩面而透篩，稱為“易篩?！?；粒度大于篩孔尺寸3/4的顆粒，很難通過粗粒形成的間隙，而且粒度越接近篩孔尺寸就越難透篩，這種顆粒稱為“難篩?！?。

5（二）篩分效率固體廢物中凡是粒度小篩孔尺寸的細粒都應(yīng)該透過篩孔成為篩下產(chǎn)品，而大于篩孔尺寸的粗粒應(yīng)全部留在篩上排出成為篩上產(chǎn)品。篩分效率是指實際得到的篩下產(chǎn)品重量與入篩廢物中所含小于篩孔尺寸的細粒物料重量之比，用百分數(shù)表示，即：

6（三）影響篩分效率的因素1、固體廢物性質(zhì)的影響；2、篩分設(shè)備性能的影響；3、篩分操作條件的影響；

7二、篩分設(shè)備類型及應(yīng)用1、固定篩；2、滾筒篩；3、慣性振動篩；4、共振篩；

8第二節(jié)重力分選重力分選：根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)顆粒間的密度差異，在運動介質(zhì)中受到重力、介質(zhì)動力和機械力的作用，使顆粒群產(chǎn)生松散分層和遷移分離，從而得到不同密度產(chǎn)品的分選過程。

9重選分類重選可分為重介質(zhì)分選、跳汰分選、風(fēng)力分選和搖床分選等。

10各種重選過程具有的共同工藝條件A固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異；B分選過程都是在運動介質(zhì)中進行的；C在重力、介質(zhì)動力及機械力的綜合作用下，使顆粒群松散并按密度分層；D分好層的物料在運動介質(zhì)流的推動下互相遷移，彼此分離，并獲得不同密度的最終產(chǎn)品。

11二、重介質(zhì)分選在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質(zhì)分選。為使分選過程有效地進行，需選擇重介質(zhì)密度（ρc）介于固體廢物中輕物料密度（ρL）和重物料密度（ρw）之間，即ρL<ρc<ρw凡是顆粒密度大于重介質(zhì)密度的重物料都下沉，集中于分選設(shè)備底部成為重產(chǎn)物；顆粒密度小于重介質(zhì)密度的輕物料都上浮，集中于分選設(shè)備的上部成為輕產(chǎn)物，分別排出，從而達到分選的目的。

12（二）對重介質(zhì)性能的要求重介質(zhì)是由高密度的固體微粒和水構(gòu)成的固液兩相分散體系，它是密度高于水的非均勻介質(zhì)。重介質(zhì)應(yīng)具有密度高、粘度低，化學(xué)穩(wěn)定性好（不與處理的廢物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）、無毒、無腐蝕性，易回收再生等特性。

13（三）重介質(zhì)分選設(shè)備鼓形重介質(zhì)分選機

14（四）重介質(zhì)分選工藝流程重介質(zhì)制備、分選、介質(zhì)回收與再生等

15三、跳汰分選將固體廢物給入跳汰機的篩板上，形成密集的物料層，從下面透過篩板周期性地給入上下交變的水流，使床層松散并按密度分層。分層后，密度大的顆粒群集中到底層；密度小的顆粒群進入上層。上層的輕物料被水平水流帶到機外成為輕產(chǎn)物；下層的重物料透過篩板或通過特殊的排料裝置排出成為重產(chǎn)物。

16（二）跳汰分選設(shè)備隔膜跳汰機和無活塞跳汰機。隔膜跳汰機是利用偏心連桿機構(gòu)帶動橡膠隔膜作往復(fù)運動，借以推動水流在跳汰室內(nèi)作脈沖運動；無活塞跳汰機采用壓縮空氣推動水流。

17跳汰分選機

18跳汰分選機分離過程

19四、風(fēng)力分選是以空氣為分選介質(zhì)，在氣流作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度進行分選的一種方法。風(fēng)選在國外主要用于城市垃圾的分選，將城市垃圾中的有機物與無機物分離，以便分別回收利用或處置。

20（二）風(fēng)選設(shè)備及應(yīng)用風(fēng)選設(shè)備可分為兩種類型；水平氣流風(fēng)選機（又稱為臥式風(fēng)力分選機）和上升氣流風(fēng)選機（又稱為立式風(fēng)力分選機）。

211、臥式風(fēng)力分選機：

222、立式曲折形風(fēng)力分選機：

23五、搖床分選搖床分選是在一個傾斜的床面上，借助床面的不對稱往復(fù)運動和薄層斜面水流的綜合作用，使細粒固體廢物按密度差異在床面上呈扇形分布而進行分選的一種方法。

24搖床分選過程平面搖床主要由床面、床頭和傳動機構(gòu)組成。搖床床面近似呈梯形，橫向有1.5-50的傾斜。在傾斜床面的上方設(shè)置有給料槽和給水槽。床面上鋪有耐磨層（如橡膠等）。沿縱向布置有床條，床條高度從傳動端向?qū)?cè)逐漸降低，并沿一條斜線逐漸趨向于零。整個床面由機架支撐。床面橫向坡度借機架上的調(diào)坡裝置調(diào)節(jié)。床面由傳動裝置帶動進行往復(fù)不對稱運動。

25搖床分選原理搖床分選過程是由給水槽給入沖洗水，布滿橫向傾斜的床面，并形成均勻的斜面薄層水流。當固體廢物顆粒給入往復(fù)的床面時，顆粒群在重力、水流沖力、床層搖動產(chǎn)生的慣性力以及摩擦力等綜合作用下，按密度差異產(chǎn)生松散分層。不同密度（或粒度）的顆粒以不同的速度沿床面縱向和橫向運動，因此，它們的合速度偏離搖動方向的角度也不同，致使不同密度顆粒在床面上呈扇形分布，從而達到分選的目的。

26搖床分選分層粗而輕的顆粒在最上層，其次是細而輕的顆粒，再次之是粗而重的顆粒，最底層是細而重的顆粒。

27第三節(jié)磁力分選磁選有兩種類型：一種是傳統(tǒng)的磁選法；另一種是磁流體分選法

28一、磁選（一）磁選原理磁選是利用固體廢物中各種物質(zhì)的磁性差異在不均勻磁場中進行分選的一種處理方法。磁選過程是將固體廢物輸入磁選機后，磁性顆粒在不均勻磁場作用下被磁化，從而受磁場吸引力的作用，使磁性顆粒吸在圓筒上，并隨圓筒進入排料端排出；非磁性顆粒由于所受的磁場作用力很小，仍留在廢物中而被排出。

29實現(xiàn)磁選的必要條件磁性顆粒分離的必要條件是磁性顆粒所受的磁力必須大于與它方向相反的機械力的合力，即F磁>ΣF機。該式不僅說明了不同磁性顆粒的分離條件，同時也說明了磁選的實質(zhì)，即磁選是利用磁力與機械力對不同磁性顆粒的不同作用而實現(xiàn)的。

30磁選過程

31（二）磁選機磁場磁體周圍的空間存在著磁場。磁場的基本性質(zhì)就是它對給入其中的磁體產(chǎn)生的磁力作用。因此，在磁選機能使磁體產(chǎn)生磁力作用的空間，稱為磁選機的磁場。磁場可分為均勻磁場和非均勻磁場兩種。均勻磁場中各點的磁場強度大小相等，方向一致。非均勻磁場中各點的磁場強度大小和方向都是變化的。磁場的非均勻性可用磁場梯度來表示。磁場強度隨空間位移的變化率稱為磁場梯度，用表示。

32（三）固體廢物中各種物質(zhì)磁性分類1、強磁性物質(zhì)：其比磁化系數(shù)x0>38×10-6m3/kg，在弱磁場磁選機中可分離出這類物質(zhì)。2、弱磁性物質(zhì)：其比磁化系數(shù)x0=（0.19-7.5）×10-6m3/kg，可在強磁場磁選機中回收。3、非磁性物質(zhì)：其比磁化系數(shù)x0<0.19×10-6m3/kg，在磁選機中可與磁性物質(zhì)分離。

33（四）磁選設(shè)備及應(yīng)用

34磁圓筒式磁選機

35二、磁流體分選（MHS）磁流體分選是利用磁流體作為分選介質(zhì)，在磁場或磁場和電場的聯(lián)合作用下產(chǎn)生“加重”作用，按固體廢物各組分的磁性和密度的差異或磁性、導(dǎo)電性和密度的差異，使不同組分分離。當固體廢物中各組分間的磁性差異小而密度或?qū)щ娦圆町愝^大時，采用磁流體可以有效地進行分離。磁流體是指某種能夠在磁場或磁場和電場聯(lián)合作用下磁化，呈現(xiàn)似加重現(xiàn)象，對顆粒產(chǎn)生磁浮力作用的穩(wěn)定分散液。

36磁流體分選分類根據(jù)分離原理與介質(zhì)的不同，可分為磁流體動力分選和磁流體靜力分選兩種。

37磁流體動力分選（MHDS）磁流體動力分選是在磁場（均勻磁場或非均勻磁場）與電場的聯(lián)合作用下，以強電解質(zhì)溶液為分選介質(zhì)，按固體廢物中各組分間密度、比磁化率和電導(dǎo)率的差異使不同組分分離。

382、磁流體靜力分選（MHSS）磁流體靜力分選是在非均勻磁場中，以順磁性液體和鐵磁性膠體懸浮液為分選介質(zhì)，按固體廢物中各組分間密度和比磁化率的差異進行分離。由于不加電場，不存在電場和磁場聯(lián)合作用產(chǎn)生的特性渦流，故稱為靜力分選。其優(yōu)點是視在密度高，如磁鐵礦微粒制成的鐵磁性膠體懸浮液視在密度高達19000kg/m3，介質(zhì)粘度較小，分離精度高。缺點是分選設(shè)備較復(fù)雜，介質(zhì)價格較高，回收困難，處理能力較小。

39第四節(jié)電力分選電力分選簡稱電選，是利用固體廢物中各種組分在高壓電場中電性的差異而實現(xiàn)分選的一種方法。

40（一）電選分離過程電選分離過程是在電選設(shè)備中進行的。廢物顆粒在電暈-靜電復(fù)合電場電選設(shè)備中的分離過程。廢物由給料斗均勻地給入輥筒上，隨著輥筒的旋轉(zhuǎn)，廢物顆粒進入電暈電場區(qū)，由于空間帶有電荷，使導(dǎo)體和非導(dǎo)體顆粒都獲得負電荷（與電暈電極電性相同），導(dǎo)體顆粒一面荷電，一面又把電荷傳給輥筒（接地電極），其放電速度快，因此，當廢物顆粒隨輥筒旋轉(zhuǎn)離開電暈電場區(qū)而進入靜電場區(qū)時，導(dǎo)體顆粒的剩余電荷少，而非導(dǎo)體顆粒則因放電速度慢，致使剩余電荷多。導(dǎo)體顆粒進入靜電場后不再繼續(xù)獲得負電荷，但仍繼續(xù)放電，直至放完全部負電荷，并從輥筒上得到正電荷而被輥筒排斥，在電力、離心力和重力分力的綜合作用下，其運動軌跡偏離輥筒，而在輥筒前方落下。偏向電極的靜電引力作用更增大了導(dǎo)體顆粒的偏離程度。非導(dǎo)體顆粒由于有較多的剩余負電荷，將與輥筒相吸，被吸附在輥筒上，帶到輥筒后方，被毛刷強制刷下；半導(dǎo)體顆粒的運動軌跡則介于導(dǎo)體與非導(dǎo)體之間，成為半導(dǎo)體產(chǎn)品落下，從而完成電選分離過程。

41（二）電選分離的基本條件廢物顆粒進入電選設(shè)備電場后，受到電力和機械力的作用。作用在顆粒上的電力有庫侖力、非均勻電場吸引力和界面吸力等，作用在顆粒上的機械力有得力和離心力等。1、對于導(dǎo)體顆粒在分選帶AB段內(nèi)分出導(dǎo)體顆粒，必須F2+F5>F1+F3+mgcosa。式中a是顆粒在輥筒表面所在位置與輥筒半徑的夾角度。2、對于半導(dǎo)體顆粒在分選帶BC段內(nèi)分出半導(dǎo)體顆粒，必須F2+F5>F1+F3+mgcosa。3、對于非導(dǎo)體顆粒，在分選帶CD段內(nèi)分出非導(dǎo)體顆粒，必須F3>mgcosa+F5。

42二、電選設(shè)備及應(yīng)用輥筒式靜電分選機是將含有鋁和玻璃的廢物，通過電振給料器均勻地給到帶電輥筒上，鋁為良導(dǎo)體從輥筒電極獲得相同符號的大量電荷，因而被輥筒電極排斥落入鋁收集槽內(nèi)

43（二）YD-4型高壓電選機及應(yīng)用YD-4型高壓電選機具有較寬的電暈電場區(qū)，特殊的下料裝置和防積灰漏電措施。整機密封性能好。采用雙筒并列式，結(jié)構(gòu)合理，緊湊，處理能力大，效率高。可作為粉煤灰專用設(shè)備。

44第五節(jié)浮選浮選是在固體廢物與水水制的料漿中，加入浮選藥劑，并通入空氣形成無數(shù)細小氣泡，使欲選物質(zhì)顆粒粘附在氣泡上，隨氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層，然后刮出回收；不浮的顆粒仍留在料漿內(nèi)，通過適當處理后廢棄。

45二、浮選藥劑（一）捕收劑捕收劑能夠選擇性地吸附在欲選的物質(zhì)顆粒表面上，使其疏水性增強，提高可浮性，并牢固地粘附在氣泡上而上浮。1、異極性捕收劑2、非極性油類捕收劑

46（二）起泡劑起泡劑是一種表面活性物質(zhì)，主要作用在水-氣界面上，使其界面張力降低，促使空氣在料漿中彌散，形成小氣泡，防止氣泡兼并，增大分選界面，提高氣泡與顆粒的粘附和上浮過程中的穩(wěn)定性，以保證氣泡上浮形成泡沫層。

47（三）調(diào)整劑調(diào)整劑的作用主要是調(diào)整其它藥劑（主要是捕收劑）與物質(zhì)顆粒表面之間的作用。還可調(diào)整料漿的性質(zhì)，提高浮選過程的選擇性。1、活化劑；2、抑制劑；3、介質(zhì)的調(diào)整劑；4、分散與混凝劑；

485、其他浮選藥劑：脫藥劑，減小顆粒疏水性，或吸附藥劑（酸、堿、活性炭）。消泡劑，高級脂肪酸、酯、烴等。

49三、浮選設(shè)備

50四、浮選工藝過程及應(yīng)用浮選前料漿的調(diào)制（主要是廢物的破碎、磨碎等）→加藥調(diào)整（攪拌）→充氣浮選→濃縮、脫水→產(chǎn)品。1、優(yōu)先浮選：將固體廢物中有用物質(zhì)依次一種一種地選出，成為單一物質(zhì)產(chǎn)品。2、混合浮選：將固體廢物中有用物質(zhì)共同選出為混合物，然后再把混合物中有用物質(zhì)一種一種地分離。

51第六節(jié)其他分選方法一、摩擦與彈跳分選摩擦與彈跳分選是根據(jù)固體廢物中各組分的摩擦系數(shù)各碰撞系數(shù)的差異，在斜面上運動或與斜面碰撞彈跳時，產(chǎn)生不同的運動速度和彈跳軌跡而實現(xiàn)彼此分離的一種處理方法。

52摩擦與彈跳分選過程當顆粒單體（不受干擾）在斜面上向下運動時，纖維體或片狀體的滑動運動加速度較小，運動速度不快，所以，它脫離斜面拋出的初速度較小，而球形顆粒由于是滑動、滾動和彈跳相結(jié)合的運動，其加速度較大，運動速度較快，因此，它脫離斜面拋出的初速度也較大。當廢物離開斜面拋出時，又因受空氣阻力的影響，拋射軌跡并不嚴格沿著拋物線前進，其中纖維廢物由于形狀特殊，受空氣阻力影響較大，在空氣中減速很快，拋射軌跡表現(xiàn)嚴重的不對稱（拋射開始接近拋物線，其后接近垂直落下），使它拋射不遠；廢物顆粒接近球形，受空氣阻力影響較小，在空氣中運動減速較慢，拋射軌跡表現(xiàn)對稱，使它拋射較遠，因此，在固體廢物中，纖維狀廢物與顆粒廢物、片狀廢物與顆粒廢物，因形狀不同，在斜面上運動或彈跳時，產(chǎn)生不同的運動速度和運動軌跡，因而可以彼此分離。

53（三）摩擦與彈跳分選設(shè)備與應(yīng)用

54二、光電分選光電分選是利用固體廢物顆粒顏色差異，對顆粒物質(zhì)進行分選。

55（一）光電分選系統(tǒng)及工作過程1、給料系統(tǒng)；2、光檢系統(tǒng)；3、分離系統(tǒng)（執(zhí)行機構(gòu)）；

56（二）光電分選機及應(yīng)用