内容简介
《固废能源化的处置与风险评估》主要介绍了利用焚烧、填埋、厌氧发酵以及好氧发酵等技术进行固废能源化处置的原理及应用。本教材突破了有机固废能源化领域,涉及产热、发电、供暖等多方面内容。同时,在实现固废能源化基础上,阐明固废能源化过程中副产物产生原理、风险评价及控制方式,包括污染性气体控制、重金属控制、渗滤液的控制与资源化以及固废转化产物的资源化利用。本书融合我国固废能源化利用的前沿技术与创新成果,通过固废能源转化相关案例,将固废能源化基础理论和实际应用有机结合,帮助读者提高运用理论解决复杂工程问题的能力。
本书适用于能源化工、环境保护等相关专业本科生、研究生,也可供相关领域的科研人员与工程技术人员参考。
目录
第1章绪论001
学习目标001
1.1固体废物的概念001
1.2固体废物的性质002
1.2.1固体废物的自身属性003
1.2.2固体废物的环境属性007
1.3固体废物的产生及分类009
1.4固体废物风险评估010
本章小结011
复习思考题011
参考文献011
第2章固体废物处理处置现状与能源化利用012
学习目标012
2.1固体废物处理处置现状013
2.2固体废物能源化利用简述014
2.2.1焚烧技术014
2.2.2填埋技术015
2.2.3厌氧消化技术016
2.2.4好氧堆肥技术016
2.3固体废物能源化利用的技术构成018
2.3.1生物炼制技术018
2.3.2热解处理019
本章小结023
复习思考题024
参考文献024
第3章固体废物焚烧处理技术025
学习目标025
3.1固体废物焚烧概论025
3.1.1固体废物焚烧概念及条件025
3.1.2固体废物主要焚烧技术029
3.1.3固体废物的焚烧设备037
3.2焚烧过程及焚烧产物054
3.2.1固体废物的焚烧过程054
3.2.2焚烧过程相关产物057
3.3固体废物焚烧的指标和相关法规标准058
3.3.1固体废物污染防治法律法规058
3.3.2固体废物焚烧污染相关法律法规、政策及技术标准058
3.4城市生活垃圾焚烧特性059
3.4.1城市生活垃圾焚烧的复杂性059
3.4.2城市生活垃圾焚烧的不均一性060
3.4.3城市生活垃圾焚烧的时令性060
3.4.4城市生活垃圾焚烧的地域性061
3.5其他典型固体废物的焚烧特性061
3.6典型固体废物焚烧技术及应用062
3.6.1根据固体废物类型选择焚烧技术062
3.6.2典型固体废物焚烧技术应用063
本章小结063
复习思考题064
参考文献065
第4章固体废物焚烧副产物风险评估及处置方式066
学习目标066
4.1焚烧危害性气体排放特性及处置措施066
4.1.1焚烧危害性气体成分066
4.1.2焚烧危害性气体产生机制067
4.1.3焚烧危害性气体处置措施069
4.2焚烧过程中二英生成特性及回收措施070
4.2.1二英的危害070
4.2.2二英的生成机制070
4.2.3二英的排放控制及回收072
4.3焚烧过程中飞灰生成特性、风险评估及处理处置措施073
4.3.1焚烧飞灰组分及来源073
4.3.2焚烧飞灰风险评估074
4.3.3焚烧飞灰处理处置措施075
4.4焚烧过程中重金属污染物生成特性、风险评估及处理处置措施075
4.4.1焚烧重金属污染来源及形成075
4.4.2焚烧重金属污染风险评估076
4.4.3焚烧重金属污染处理处置077
本章小结077
复习思考题078
参考文献078
第5章固体废物填埋处理技术079
学习目标079
5.1填埋气的产生机理079
5.1.1填埋气的产生过程080
5.1.2填埋气发酵081
5.1.3填埋气发酵的生化反应过程082
5.2填埋气的组成083
5.3填埋气的产生量及影响因素085
5.3.1影响填埋气产生量的因素085
5.3.2提高产气的方法及技术087
5.3.3填埋气产生量的估算088
5.4填埋气的燃烧能源化利用089
5.4.1概述089
5.4.2填埋气的燃烧091
5.4.3填埋气能源化利用的经济可行性分析092
5.5填埋气发电原理及可行性分析093
5.5.1填埋气发电原理093
5.5.2填埋气发电的可行性分析093
本章小结094
复习思考题095
参考文献095
第6章固体废物填埋处理副产物风险评估及资源化利用096
学习目标096
6.1填埋臭气产生特性096
6.1.1填埋臭气成分096
6.1.2填埋臭气产生机制097
6.1.3填埋臭气污染风险评估097
6.2填埋臭气源头控制098
6.2.1填埋臭气控制相关政策及标准098
6.2.2填埋臭气控制技术099
6.3填埋渗滤液产生特性099
6.3.1填埋渗滤液主要成分099
6.3.2填埋渗滤液产生机制100
6.3.3填埋渗滤液污染风险评估100
6.4填埋渗滤液资源化利用101
6.4.1填埋渗滤液应用技术101
6.4.2填埋渗滤液应用相关政策及标准102
本章小结103
复习思考题104
参考文献104
第7章固体废物厌氧发酵处理技术106
学习目标106
7.1生物燃气制备的厌氧发酵理论106
7.2生物燃气制备的厌氧发酵工艺109
7.2.1常温厌氧发酵、中温厌氧发酵和高温厌氧发酵109
7.2.2单相厌氧发酵工艺和两相厌氧发酵工艺110
7.2.3湿式厌氧发酵工艺和干式厌氧发酵工艺111
7.2.4间歇式厌氧发酵工艺、半连续式发酵工艺和连续式发酵工艺111
7.3生物燃气的能源化利用工艺111
7.3.1生物燃气燃烧技术112
7.3.2生物燃气提纯技术和高值化利用113
7.3.3沼气提纯分离技术114
7.4我国生物燃气政策与产业现状116
7.4.1我国生物燃气产业政策环境分析116
7.4.2我国生物燃气产业化分析119
本章小结122
复习思考题123
参考文献124
第8章固体废物厌氧发酵副产物风险评估及控制125
学习目标125
8.1厌氧发酵副产物的特征与质量标准126
8.2厌氧发酵剩余物的加工工艺127
8.3厌氧发酵副产物的能源化利用途径129
8.3.1生物乙醇129
8.3.2热化学方法129
8.3.3作为反硝化的碳源130
8.3.4作为能源生产生物产品130
8.3.5电化学方法130
本章小结131
复习思考题131
参考文献131
第9章固体废物好氧发酵处理技术133
学习目标133
9.1好氧发酵原理133
9.2好氧发酵工艺136
9.3好氧发酵热能回收利用技术137
9.3.1传统热回收技术139
9.3.2低温热回收技术141
9.4好氧发酵能源利用与资源化利用142
9.4.1好氧发酵热能利用142
9.4.2好氧发酵资源化利用142
本章小结144
复习思考题145
参考文献145
第10章固体废物好氧发酵过程中污染源控制147
学习目标147
10.1固体废物好氧发酵过程评价指标体系147
10.1.1物理指标148
10.1.2化学指标148
10.1.3生物指标 149
10.2好氧发酵过程中病原微生物的控制149
10.3好氧发酵过程中臭气产生特性及控制150
10.3.1好氧发酵过程中臭气产生特性150
10.3.2控制臭气产生的方法153
10.4好氧发酵过程中重金属的控制153
10.5好氧发酵过程中抗生素的控制154
10.6好氧发酵工艺实例155
本章小结157
复习思考题158
参考文献158
前言/序言
《固废能源化的处置与风险评估》是一本专注于固体废物能源化处理、处置及其相关风险评估的教材。在当前全球面临环境污染、资源枯竭的巨大挑战下,固体废物的有效处理和能源化利用已成为我国乃至世界各国关注的焦点。本教材旨在为广大读者提供一本系统、全面、实用的固体废物处置与风险评估的学习用书,助力读者深入学习相关知识。
随着我国经济的快速发展,工业生产、城市生活等方面产生的固体废物量逐年增加,对环境造成了严重的影响。固体废物的无序堆放、不当处理不仅占用大量土地资源,而且会产生臭气、渗滤液等二次污染,对土壤、水体、空气等环境介质造成污染。此外,固体废物还含有大量的有害物质,如重金属、有机污染物等,严重威胁着人类的健康。面对这一问题,我国政府高度重视固体废物的处理与处置工作,制定了一系列政策、法规和标准,推动固体废物的资源化、减量化和无害化处理。在此基础上,固体废物的能源化处置与风险评估也逐渐受到关注,成为评价固体废物处理效果、预防环境污染事故的重要手段。
本书主要围绕焚烧、填埋、厌氧发酵以及好氧发酵等技术在固体废物能源化处置中的应用展开论述,包括焚烧产热、发电,填埋气作燃料、发电,厌氧发酵制备甲烷,好氧发酵制备热能等内容。通过阐述固体废物能源化处置多项技术的基本概念和基本原理,系统介绍能源转化过程中有机组分变化规律,明确其能源化的主要机制。另外,在实现固体废物能源化基础上,阐明固体废物能源化过程中副产物产生原理、风险评价及控制方式,包括污染性气体控制、重金属控制、渗滤液的控制与资源化以及固体废物转化产物的资源化利用。教材不仅对固体废物能源化技术及应用进行详细介绍,更进一步对处理过程中副产物进行风险评价,阐明副产物控制技术,实现固体废物“绿色”能源化。
全书共十章,包括绪论、固体废物处理处置现状与能源化利用、固体废物焚烧处理技术、固体废物焚烧副产物风险评估及处置方式、固体废物填埋处理技术、固体废物填埋处理副产物风险评估及资源化利用、固体废物厌氧发酵处理技术、固体废物厌氧发酵副产物风险评估及控制、固体废物好氧发酵处理技术及固体废物好氧发酵过程中污染源控制。
本书由朱春玉担任主编,吴俊秋、卢倩以及齐海石担任副主编。各章节编写分工如下:吴俊秋编写第1章、第6章,卢倩编写第9章、第10章,朱春玉、齐海石、付琳编写第2章、第5章、第7章和第8章,舒振杨编写第3章、第4章。
由于编者水平有限,书中难免有不足之处,欢迎读者批评指正。
编者
2025年1月




















