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出版者:化学工业出版社

作者:赵由才张益

出品人:

页数:411

译者:

出版时间:2005-1

价格:30.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502528942

丛书系列:

图书标签:

• 垃圾焚烧
• 生活垃圾处理
• 焚烧技术
• 环保技术
• 环境工程
• 污染控制
• 能源回收
• 废物处理
• 市政工程
• 热力工程

《城市生活垃圾处理与资源化利用：技术、实践与挑战》 前言 随着全球城市化进程的加速和人口的持续增长，城市生活垃圾的产生量呈现出惊人的增长态势。如何有效、经济、环保地处理这些日益庞大的垃圾，并从中挖掘资源、实现可持续发展，已成为摆在全球各城市面前的严峻挑战。本文旨在深入探讨城市生活垃圾的综合处理与资源化利用，系统梳理当前主流的技术手段、分析实际应用中的成功案例与面临的困境，并对未来的发展方向进行展望。我们将聚焦于垃圾从产生源头到最终处置的全过程管理，强调减量化、再利用、再循环的“3R”原则，并着力于提升垃圾处理的效率和资源化水平，以期为城市的可持续发展提供有力的技术支撑和实践指导。 第一章：城市生活垃圾的产生与特性分析 本章将对城市生活垃圾的产生源、产生量、组分构成以及物理化学特性进行深入分析。我们将探讨不同区域、不同社会经济发展水平下的垃圾产生差异，识别出导致垃圾产生量和组分变化的关键因素，如人口密度、消费习惯、产业结构等。对垃圾特性的详细了解，是制定科学合理的处理方案的基础。我们将重点关注有机质含量、水分、发热量、粒度分布、有害物质含量等关键指标，并分析这些特性对后续处理工艺的影响。此外，本章还将对垃圾分类的重要性进行阐述，从源头减少垃圾的复杂性，提高资源回收率，为后续处理奠定良好基础。 第二章：城市生活垃圾的减量化与分类回收技术 “减量化”是解决垃圾问题的首要环节。本章将详细介绍各种减量化策略，包括推广绿色消费理念、限制一次性用品使用、鼓励重复利用包装材料等。随后，我们将聚焦于垃圾分类回收这一关键技术。我们将详细解析不同国家和地区的垃圾分类模式，包括家庭分类、公共场所分类以及集中分类等。内容将涵盖各类可回收物（如纸张、塑料、玻璃、金属、织件）的收集、预处理和初步加工技术，如分拣、清洗、破碎、打包等。同时，还将探讨如何通过技术手段和管理措施，提高居民的分类参与率和分类质量。我们将深入研究智能垃圾桶、RFID技术在垃圾分类管理中的应用，以及分类收集后的转运优化技术。 第三章：城市生活垃圾的物理处理技术 物理处理是垃圾资源化利用的重要前提，能够有效地对垃圾进行分选、尺寸减小和分离。本章将重点介绍几种主要的物理处理技术： 筛分技术： 包括滚筒筛、平筛、振动筛等，用于根据垃圾的粒度大小进行分离，将大颗粒、细颗粒和中间颗粒分离开，为后续处理提供便利。 磁选技术： 利用磁力将垃圾中的铁磁性物质（如钢铁制品）分选出来，实现金属资源的回收。 风选技术： 利用气流的差异将轻质材料（如塑料薄膜、纸屑）与重质材料分离开，常用于去除包装材料或有机物。 光学分选技术： 利用光学传感器识别和分选不同颜色、形状或材质的垃圾，如PET塑料瓶、铝罐等。 破碎与粉碎技术： 包括锤式破碎机、颚式破碎机、滚筒式粉碎机等，用于减小垃圾的体积，便于运输、储存和后续处理，同时也可以为生物处理或能源化利用提供合适的物料粒度。 密度分离技术： 利用不同物质的密度差异进行分离，如浮选、沉降等，常用于分离塑料、玻璃等。 我们将详细解析这些技术的原理、设备类型、工艺流程、适用范围以及优缺点，并结合实际案例说明其在垃圾处理厂中的应用。 第四章：城市生活垃圾的生物处理技术 生物处理技术利用微生物的代谢活动将有机垃圾转化为有用的物质，具有环境友好、资源化程度高等优点。本章将深入探讨以下几种主要的生物处理技术： 好氧堆肥： 原理与过程： 详细阐述好氧微生物在充足氧气条件下分解有机物的生化反应过程，包括温度、湿度、氧气、pH值等关键控制参数。 工艺类型： 介绍翻堆式堆肥、槽式堆肥、条垛式堆肥、静态堆肥等不同工艺路线，分析其适用条件、设备要求和优缺点。 产品应用： 讨论发酵成熟的堆肥作为土壤改良剂、有机肥料的质量标准、应用范围和市场前景。 潜在问题与控制： 分析堆肥过程中可能产生的恶臭、病原菌残留等问题，并提出相应的控制措施。 厌氧消化： 原理与过程： 深入讲解厌氧微生物在无氧条件下分解有机物的复杂生化过程，包括水解、酸化、产甲烷等阶段，以及生物产气（沼气）的成分及能量价值。 工艺类型： 介绍固定床反应器、悬浮床反应器、UASB反应器、CSTR反应器等不同类型的厌氧消化工艺，分析其特点和适用范围。 沼气利用： 探讨沼气提纯、发电、供热、作为车辆燃料或生物天然气的应用方式，以及沼液、沼渣的资源化利用。 高固含量厌氧消化： 介绍针对餐厨垃圾等高固含量废弃物设计的厌氧消化技术。 生物强化技术： 探讨通过添加特定微生物菌剂或优化微生物群落结构来提高堆肥或厌氧消化的效率和稳定性。 昆虫生物转化技术： 介绍利用黑水虻等昆虫对厨余垃圾进行高效转化，产生昆虫蛋白和有机肥的潜力。 我们将深入分析各种生物处理技术的工艺流程、设备配置、能耗、产物利用以及环境效益，并结合案例研究，展示其在实际工程中的应用效果。 第五章：城市生活垃圾的能源化利用技术 当垃圾无法通过减量化、回收或生物处理得到有效利用时，将其转化为能源成为重要的处理途径。本章将聚焦于以下几种主要的能源化利用技术： 热化学转化技术： 燃烧发电： 原理与工艺： 详细阐述垃圾燃烧发电的基本原理，包括炉排炉、流化床炉等不同类型的燃烧设备。介绍烟气净化技术，如除尘、脱硫、脱硝等，以满足环保排放标准。 发电效率与热电联产： 分析不同燃烧技术对发电效率的影响，并探讨热电联产（CHP）的优势。 关键技术挑战： 讨论炉渣处理、腐蚀磨损、飞灰收集与处置等问题。 气化技术： 原理与工艺： 介绍垃圾气化是将垃圾在缺氧或贫氧条件下转化为可燃气（合成气）的过程。详细讲解不同类型的气化炉，如固定床气化炉、流化床气化炉、旋转床气化炉等。 合成气净化与利用： 探讨合成气的组成、净化技术（去除焦油、粉尘、硫化物等），以及合成气的下游利用，如发电、生产合成燃料（如甲醇、二甲醚）、化工原料等。 气化与燃气的区别： 强调气化技术相较于直接燃烧，具有更高的能量回收效率和更少的污染物排放。 热解技术： 原理与工艺： 解释垃圾热解是在无氧或惰性气氛下，通过加热使有机物分解为可燃气体、液体（油）和固体（炭）的过程。介绍不同温度下的热解过程（低温、中温、高温热解）。 产物利用： 讨论热解产生的可燃气体、生物油和生物炭的潜在用途，如能源、化学品原料和土壤改良。 生物化学转化技术： 发酵生产生物燃料： 介绍利用垃圾中的糖类、淀粉等有机物通过发酵生产乙醇、丁醇等生物燃料的技术。 生物制氢： 探讨利用微生物厌氧发酵生产氢气的潜力。 本章将深入分析各种能源化技术的经济性、环境影响、技术成熟度以及发展趋势，并重点关注如何提高能量回收效率，减少二次污染，以及实现废弃物能源化与循环经济的结合。 第六章：城市生活垃圾的综合处理与资源化利用模式 面对日益复杂的垃圾处理需求，单一的技术手段往往难以满足。本章将探讨如何将多种处理技术有机结合，形成高效、经济、环保的综合处理与资源化利用模式。 “减量化—回收—生物处理—能源化—填埋”的梯次利用： 详细阐述如何根据垃圾的组分特性，按照减量化、回收、生物处理、能源化、最后对不可利用部分进行安全填埋的优先顺序，构建完整的垃圾处理链条。 协同处理模式： 探讨将不同来源的垃圾（如生活垃圾、工业废渣、农业废弃物）进行协同处理的优势，例如利用工业废渣作为垃圾焚烧炉的炉渣稳定剂，或将沼渣与工业废弃物进行混合处理。 智能化与集成化： 介绍如何通过物联网、大数据、人工智能等技术，实现垃圾收运、分类、处理过程的智能化管理和优化，提升整体处理效率和资源化水平。 案例分析： 选取国内外成功的综合垃圾处理厂或区域性垃圾资源化利用示范项目，深入分析其技术组合、运营模式、经济效益和社会效益，为读者提供可借鉴的实践经验。 全生命周期评估（LCA）： 强调通过LCA方法对不同的垃圾处理方案进行环境影响评估，选择对环境最友好的技术路线。 第七章：城市生活垃圾处理与资源化利用面临的挑战与未来展望 尽管垃圾处理与资源化利用技术取得了显著进展，但仍面临诸多挑战。本章将对此进行深入探讨： 技术挑战： 高效分离与高纯度回收： 提高复杂垃圾混合物的分离效率，获取高纯度的可回收材料，是提高资源化效益的关键。 先进处理技术的成本与规模化： 许多先进技术仍面临成本高、规模化应用难的问题。 新兴污染物处理： 微塑料、电子废弃物等新兴污染物对现有处理技术提出了新的挑战。 处理设施的环境影响控制： 尽管技术不断进步，但仍需持续关注和优化处理过程中可能产生的二次污染，如渗滤液、二噁英等。 经济挑战： 经济可持续性： 如何平衡处理成本与运营收入，实现垃圾处理产业的经济可持续发展。 政策与市场激励： 完善相关政策法规，提供有效的市场激励机制，引导社会力量参与垃圾处理与资源化利用。 资源化产品的市场接受度： 提高再生产品的质量，拓宽其应用领域，增强市场竞争力。 社会挑战： 公众参与与意识提升： 提高居民对垃圾分类、源头减量和资源化利用的认知和参与度。 选址与公众接受度： 垃圾处理设施的选址往往面临公众反对（NIMBY效应），需要有效的沟通与补偿机制。 标准与监管体系： 建立健全的行业标准和监管体系，确保垃圾处理的合规性与安全性。 未来展望： 技术创新驱动： 持续关注前沿技术，如智能化分选、高效催化转化、生物酶技术、等离子体技术等，推动垃圾处理向更高效、更清洁、更智能的方向发展。 循环经济理念深化： 将垃圾处理与更广泛的循环经济体系深度融合，实现资源的闭环利用。 政策法规的完善与引导： 政府应继续加大政策支持力度，通过税收、补贴、强制性标准等手段，促进垃圾资源化产业的发展。 国际合作与交流： 加强国际间的技术交流与合作，借鉴先进经验，共同应对全球性的垃圾处理挑战。 公众教育与社会责任： 持续开展公众教育，提升全民环保意识，构建人人参与的垃圾治理格局。 结语 城市生活垃圾的处理与资源化利用是一项复杂而长期的系统工程，需要政府、企业、科研机构和公众的共同努力。通过不断的技术创新、模式优化和政策引导，我们有理由相信，未来的城市能够实现生活垃圾的有效管理，最大限度地实现资源回收利用，迈向绿色、可持续发展的未来。本文希望为相关从业者、研究人员以及关注城市可持续发展的公众提供一份全面而深入的参考，共同推动城市生活垃圾治理水平的不断提升。

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翻开这本书，我最直观的感受是，它像一本非常详尽的“历史文献汇编”，而非一本介绍前沿技术的教科书。我本来想了解一下目前最先进的流化床焚烧炉的设计特点或者APC（自动过程控制）系统的最新算法，结果发现书中花了将近三分之一的篇幅在追溯不同年代焚烧炉炉排形式的演变，从早期的固定炉排到后期的往复式、旋转式，甚至还专门开辟了一章来讨论20世纪六七十年代欧洲一些标志性焚烧厂的设计理念。对于每一个关键技术节点的改进，作者都引用了大量的历史专利和早期研究报告，文献引用几乎是汗牛充栋。这种对技术发展脉络的梳理，虽然有助于我们理解“为什么现在的技术是这样子的”，但对于我这个急需掌握“现在该怎么做”的实践者来说，略显累赘。我甚至在其中找到了关于“垃圾热值波动对炉膛稳定性的影响”这一主题下，大量关于早期煤粉锅炉经验如何迁移到垃圾焚烧领域的讨论，这种跨界的引用显得有些发散，使得主线显得不够聚焦。

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这本厚重的著作，初看之下，便被其严谨的学术气息所笼罩。我原以为会是一本偏向工程实践的工具书，毕竟书名听起来就与具体的操作和设备息息相关。然而，深入阅读后，我发现它对底层科学原理的探讨，远超我的预期。作者似乎花了大量篇幅去剖析不同类型有机物在高温条件下的热解和氧化反应机理，那些复杂的化学动力学模型和流体力学模拟，对于一个并非专业化工背景的读者来说，无疑构成了不小的挑战。书中对燃烧室内部温度场分布的数值计算结果进行了详尽的分析，试图找出如何实现污染物“一氧化氮（NOx）”和“二噁英”最小化排放的最佳操作窗口。我甚至找到了几章专门讨论了新型催化剂载体材料的微观结构对其活性的影响，这部分内容更像是材料科学的论文集锦，而非一本聚焦于“生活垃圾焚烧技术”的通识读物。总体而言，这本书的理论深度令人敬佩，但对于那些期待快速掌握焚烧厂操作流程和常见故障排除技巧的工程师来说，可能需要花费大量时间在啃食这些高深的理论基石上。它更像是一本面向研究生或科研人员的参考手册，用晦涩的语言构建了一个宏大而精密的理论体系。

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当我看到关于能源回收利用的那几章时，我感到了一种强烈的“被误导”感。我期待这本书能深入探讨如何最大化从垃圾中提取热能和电能的经济性分析，例如详细比较不同蒸汽参数对汽轮机效率的影响，或者更精细地分析渗滤液发电的可行性。结果，这部分内容显得极其粗略和表面化。作者仿佛只是草草地提及了“热能回收是焚烧的重要组成部分”，随后便迅速转向了对飞灰和炉渣的物化性质分析，以及如何将其稳定化、无害化填埋。关于飞灰中重金属的浸出率控制、不同固化剂配比对最终填埋体强度的影响等环境工程细节，作者着墨甚多，甚至列举了不同国家对“可接受的”飞灰浸出标准的差异。可以说，这本书的重心明显偏向于“末端治理”和“污染物控制”，而对于如何提高前端“能源转化效率”的讨论，显得敷衍且缺乏深度，更像是一个附加项而非核心技术。

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阅读体验上，这本书的排版和图示设计简直是一场灾难。插图的质量非常低劣，很多流程图线段模糊，设备剖视图的比例严重失调，使得理解复杂的设备结构变得异常困难。更让人抓狂的是，作者似乎非常偏爱使用冗长复杂的长难句，一个句子的主干经常被层层叠叠的从句和插入语包裹起来，逻辑链条极长，使得读者必须反复回溯才能把握其核心意思。例如，在描述“烟气快速冷却系统”的必要性时，作者用了整整半页的篇幅来解释热力学定律如何决定了某些二噁英的“再生成区”，其间穿插了大量的专业术语和数学符号，却未能清晰地配上一张直观的温度曲线图。对于需要快速学习和掌握技术的读者来说，这种阅读障碍极大地影响了学习效率，让人感觉作者的关注点完全在于学术表达的严谨性，而完全忽略了知识传递的有效性和易读性。这本书更像是作者个人的学术笔记整理，而非一本面向大众或专业学习者的教材。

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这本书的叙事风格，说实话，非常“学术化”和“去人情味”。它更像是一份政府标准或行业规范的解读本，通篇充斥着精确的定义、严格的参数限定和大量的“必须”、“应予保证”等命令式语言。例如，在讨论烟气净化系统的章节，作者几乎没有采用案例分析或经验总结的方式来阐述不同脱酸技术的优劣，而是直接罗列了各种吸收剂的化学反应方程式，并给出了不同温度下反应效率的精确区间。我期望能看到一些关于不同工艺包（如SNCR、半干法、湿法）在处理特定成分垃圾（比如高氯含量或高含水率）时的实际运行数据对比，以及操作人员在实际操作中遇到的细微调整。然而，书中提供的多是理想状态下的计算模型和理论最佳点。即便是关于安全操作规程的描述，也仅仅是将其归纳为一系列符号化的流程图和标准化的步骤清单，缺乏对潜在风险的生动描述和操作经验的提炼，读起来感觉像是冰冷的规章制度说明书。

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