《固体废物处理处置与资源化》教学大纲

一、基本信息  

课程名称		固体废物处理处置与资源化				课程编号	ENSE4104
英文名称		Treatment,  Disposal and Reutilization of Solid Wastes				课程类型	专业核心课
总学时	54	理论学时		54	实验学时		实践学时
学分	3	预修课程	水污染控制工程、环境工程微生物、环境工程原理			适用对象	环境工程专业
课程简介 （200字左右）		主要介绍固体废物管理原则以及技术政策体系；固体废物来源、组成与性质；固体废物的收集运输与压实；固体废物破碎分选及脱水干燥技术；固体废物的好氧高温堆肥和厌氧沼气发酵；固体废物焚烧与热解处理；工农业固体废物的处理与利用；危险废物的固化与安全处置；垃圾卫生填埋等。通过该课程的学习，使学生对固体废物的产生、流通、处理处置及资源化技术原理、工艺流程及工程设备等有比较清楚的认知，拓宽专业视野，为今后的学习和工作打下基础。

二、教学目标及任务  

通过讲授使学生系统地掌握固体废物处理与处置的基本概念、方法原理及资源化技术等，培养学生分析和解决固体废物污染问题的基本能力，掌握固体废物处理与处置的基本方法，结合课程实验和课程设计等教学环节，为学生今后从事固体废物处理与处置工程设计、运营、管理和研发等工作打下基础。

本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、5、6、7和11。

 

三、学时分配   

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
绪论	固体废物的定义、来源、组成与性质	6			6
第一章	固体废物的收集与运输	3			3
第二章	固体废物的预处理	9			9
第三章	固体废物的固化	3			3
第四章	固体废物的热处理	6			6
第五章	固体废物的高温好氧堆肥	6			6
第六章	固体废物的沼气发酵	6			6
第七章	固体废物的综合利用	6			6
第八章	固体废物的最终处置	6			6
第九章	危险废物及放射性废物	3			3
合计		54			54

 

四、教学内容及教学要求 

绪论 

第一节  固体废物的定义、分类

1.        《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》产生的背景

2.        固体废物的定义

3.        固体废物的分类

4.        固体废物的产生量预测

习题要点：《固废法》的亮点，固体废物的定义。

第二节       固体废物的来源、组成及性质

1.        城市垃圾的产生、组成及性质

2.        农业固体废物的来源、类型及性质

3.        工业固体废物的来源、类型及性质

4.        危险废物的来源、类型及鉴别

习题要点：危险废物的类型及鉴别，城市垃圾的化学性质。

第三节  固体废物的危害及污染控制思路

1.        固体废物的特点

2.        固体废物的污染途径

3.        固体废物的危害

4.        固体废物的控制措施

习题要点：固废的污染途径

第四节  固体废物的管理体系

1.        固体废物管理的法规体系

2.        固体废物污染的控制政策

3.        循环经济与环境保护

习题要点：三化原则，三R原则，三C原则。

本章的重点：固体废物的定义，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的解读，固体废物管理的三化原则、三R原则、三C原则和全过程控制原则，固体废物的危害和固体废物的资源化方法，循环经济的概念及技术思路。

本章的难点：固体废物产生量的预测和计算。

本章的教学要点：

“了解”：固体废物的特点，固体废物的来源和分类，固体废物的管理法规，固体废物的管理制度，固体废物的管理标准，固体废物产生量的预测和计算，城市垃圾的化学性质。

“理解”：《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的内容和亮点，固体废物的污染途径，固体废物的危害，固体废物的控制措施，危险废物的类型及鉴别。

“掌握”：固体废物的定义，固体废物的资源化的方法，固体废物的管理原则（三化原则、三R原则、三C原则及全过程原则）。

 

第二章  固体废物的收集与运输

第一节  固体废物的收集与清运

1.        固体废物的收集方式

2.        城市生活垃圾的收集系统

3.        垃圾收集线路的设计原则和收集线路的确定

习题要点：垃圾收集线路的设计原则，连续和非连续收集系统的比较，收集容器的计算，分类收集的原则。

第二节  垃圾中转站的设置

1.        垃圾中转站的类型及分类

2.        垃圾中转站的设置要求

3.        垃圾中转站的选址原则

习题要点：中转站的设置要求及选址原则

第三节  危险固体废物的收集、贮存及清运

1.        危险固废的产生与收集

2.        危险固废的贮存

3.        危险固废的清运

习题要点：危险固体废物收集与运输过程中的注意事项

本章的重点：垃圾收集线路的设计原则，垃圾中转站的设置要求，垃圾中转站的选址原则。

本章的难点：收集容器的设计和计算，收集方案的设计和各系统的管理

本章的教学要点：

“了解”：危险固体废物的收集、贮存及清运，具体收集线路的设计实例，收集方式设计，收集容器的计算。

“理解”：收集方案的确定，收集与运输路线的设计步骤，连续和非连续收集方式的优缺点，分类收集的分类原则。

“掌握”：垃圾收集线路的设计原则，垃圾中转站的设置要求和选址原则。

 

第三章  固体废物的预处理

第一节  固体废物的压实

1.        固体废物压实的目的和原理

2.        固体废物压实程度的度量

3.        固体废物压实的设备

4.        固体废物压实设备的选用

习题要点：压缩倍数和体积减少百分比的关系，如何选择合适的压实器。

第二节  固体废物的破碎

1.        固体废物破碎的目的和原理

2.        固体废物破碎效果的影响因素

3.        固体废物破碎方法的分类

4.        固体废物破碎的工艺

5.        常见的固体废物破碎设备及其工作原理

6.        其他破碎方法及其优缺点

习题要点：影响破碎效果的因素，如何根据物料的性质选择破碎机？破碎有哪些分类？

第三节  固体废物的分选

1.        手工分选

2.        筛分

3.        重力分选

4.        磁力分选

5.        电力分选

6.        浮选

7.        其他分选方法

习题要点：筛分效率的影响因素，重力分选几种方法的原理？浮选的药剂选择。

第四节  污泥的浓缩、脱水与干燥

1.        概述

2.        污泥的调理

3.        污泥的浓缩

4.        污泥的脱水

5.        污泥的干燥

习题要点：固体废物中水分的存在形式，根据水分的情况选择脱水设备。

本章重点：固体废物的破碎，固体废物的分选，污泥的浓缩和脱水。

本章难点：筛分效率的计算，重力分选的工作原理，浮选药剂的选择，污泥脱水机理。

本章教学要点：

“了解”：压实效果、破碎效果、分选效果及脱水效果的度量，压实器的选择，浮选药剂的种类及选择，污泥脱水的机理，污泥的干燥。

“理解”：固体废物破碎的工艺，常见破碎设备的工作原理及适用物料，低温破碎和湿式破碎的优缺点，常见分选设备的工作原理及工作环境，污泥的浓缩和调理方法。

“掌握”：破碎方法的分类，破碎效果的影响因素，固体废物分选的分类，筛分效率的影响因素及设备分类，重力分选的分类及共同的工艺条件，污泥脱水设备的选择。

 

第四章  固体废物的固化

第一节  概述

1.        固化处理的概念

2.        固化处理效果的衡量指标

第二节  水泥固化

1.        水泥固化的基本原理

2.        水泥固化的工艺过程和设备

3.        水泥固化法的特点

第三节  塑性材料固化

1.        热固性材料固化法

2.        热塑性材料固化法

第四节  其他固化

1.        石灰固化法

2.        熔融固化法

3.        自胶结固化法

习题要点：水泥固化的影响因素，各种固化的适用范围、优缺点。

本章重点：固体废物固化效果的衡量指标，水泥固化，固化处理的优缺点和适用条件。

本章难点：根据待处理物料的性质决定固化的使用方法，固化处理条件的控制。

本章教学要点：

“了解”：固化剂选择的要求，常见的物化处理的技术。

“理解”：固体废物固化效果的衡量指标，常用的固化方法的原理及工艺，常用的重金属化学稳定化的方法和常用的化学浸出的方法和种类。

“掌握”：水泥固化的影响因素，水泥固化的优缺点，几种固化方式的适用条件。

 

第五章  固体废物的热处理

第一节  固体废物焚烧

1.        概述

2.        焚烧的定义及原理

3.        焚烧过程平衡分析

4.        固体废物焚烧的工艺

5.        固体废物的焚烧设备

6.        高温腐蚀及污染物的防治

习题要点：高位热值和低位热值的计算，焚烧的影响因素，焚烧工艺单元的组成。

第二节      固体废物热解

1.        概述

2.        热解的定义及原理

3.        热解的影响因素及特点

4.        热解的工艺及设备

5.        几种典型废物的热解

习题要点：热解与焚烧的区别与联系，热解的影响因素，热解的原理及特点。

第三节      固体废物的其他热处理方法

1.        固体废物的焙烧

2.        固体废物的干燥脱水

3.        固体废物的热分解和烧成

习题要点：固体废物的其他热处理方法有哪些？固体废物焙烧的适用对象。

本章重点：固体废物焚烧的原理，焚烧的影响因素，热值的计算，焚烧工艺的组成，热解的定义及原理，热解的特点，热解和焚烧的异同点，热解的工艺分类。

本章难点：热值的计算，焚烧尾气的处理，热解的工艺构成及控制。

本章教学要点：

“了解”：固体废物常用焚烧炉的种类，固体废物热解炉的种类，固体废物焚烧炉的设计和参数计算，几种典型废物的热解过程，固体废物的焙烧，固体废物的干燥脱水，固体废物的热分解和烧成。

“理解”：固体废物焚烧炉的工艺组成，焚烧效果的评价，焚烧的烟气处理，热解的特点，废物热解的工艺分类。

“掌握”：固体废物焚烧的原理，热值的计算，焚烧的影响因素，固体废物热解的原理，热解和焚烧的异同点，热解的影响因素。

 

第六章  固体废物的高温好氧堆肥

第一节  概述

1.        堆肥的概念

2.        常见堆肥原料

3.        堆肥化的工艺分类

习题要点：堆肥的优点，堆肥的分类。

第二节      好氧堆肥的原理及其生物学过程

1.        好氧堆肥的基本原理

2.        好氧堆肥的微生物学过程（三阶段）

习题要点：好氧堆肥的原理，好氧堆肥的三个阶段及各阶段主要的微生物种类。

第三节       好氧堆肥的工艺流程及装置

1.        好氧堆肥的程序（六个步骤）

2.        好氧堆肥的工艺

3.        好氧堆肥的设备

习题要点：堆肥脱臭的常用方法，常见的堆肥工艺及具体做法。

第四节      好氧堆肥的影响因素

1.        通风量及通风频率

2.        温度

3.        有机质的含量

4.        C/N比

5.        含水率

6.        颗粒度

7.        pH

习题要点：好氧堆肥的影响因素及调控，堆肥理论需氧量的计算及调控。

第五节      好氧堆肥腐熟度评价指标

1.        物理学指标

2.        工艺学指标

3.        化学指标

4.        生物指标

习题要点：发芽指数，如何评价堆肥的腐熟程度？

本章重点：堆肥的优点，好氧堆肥的微生物学过程，好氧堆肥的影响因素，常见的好氧堆肥的工艺，好氧堆肥腐熟程度的判断。

本章难点：好氧堆肥的微生物学过程及各阶段主要的微生物种类，好氧堆肥需氧量的计算及调控，堆肥原料的调配及各组分的比例。

本章的教学要点：

“了解”：可作为堆肥处理的固体废物种类，好氧堆肥各阶段主要的微生物，好氧堆肥的主要设备，好氧堆肥的程序。

“理解”：好氧堆肥处置固体废物的优点，好氧堆肥的微生物学过程，好氧堆肥的主要工艺。

“掌握”：好氧堆肥的原理，好氧堆肥腐熟程度的判断，好氧堆肥的影响因素。

 

第七章  固体废物的沼气发酵

第一节  沼气发酵的原理及微生物学过程

1.        沼气发酵的定义及沼气的组成

2.        沼气发酵的原理

3.        沼气发酵的微生物种类

4.        沼气发酵的三阶段

习题要点：沼气发酵的定义和原理，沼气发酵的三个阶段及各自的微生物种类。

第二节      沼气发酵原料

1.        沼气发酵原料的种类

2.        产气量和产气速率

习题要点：农村发酵原料有哪些？沼气发酵原料的分类及特性。

第三节      描述沼气发酵过程用控制条件的常用参数

1.        进料浓度

2.        沼气池有机负荷率

3.        池容产气率

4.        原料产气率

5.        水力滞留期HRT

6.        有机物去除率

习题要点：几个工程参数的含义及相互联系。

第四节      沼气发酵的影响因素

1.        温度

2.        接种物

3.        厌氧条件

4.        pH

5.        搅拌

6.        C/N比

7.        压力

8.        添加剂和抑制剂

习题要点：沼气发酵的影响因素及条件的调控。

第五节      沼气发酵的工艺

1.        沼气发酵的优缺点

2.        沼气发酵的分类

3.        几种常见的沼气池

4.        农村沼气池运行的几个问题

习题要点：沼气发酵的分类，农村沼气池运行的问题及解决办法。

第六节      沼气池的设计与建造

1.        沼气池的种类

2.        沼气池的设计

3.        沼气池建池材料及构造要求

习题要点：农村家用沼气池的设计参数及需要考虑的问题，沼气池的种类。

第七节      沼气发酵产物的综合利用

1.        沼气综合利用的物质基础

2.        沼气的综合利用

3.        沼液的综合利用

4.        沼渣的综合利用

习题要点：沼气、沼液及沼渣的综合利用。

本章重点：沼气发酵的原理，沼气发酵的微生物学过程，沼气发酵的影响因素，常见沼气池的分类，沼气发酵的优缺点，沼气发酵产物的综合利用。

本章难点：沼气发酵的影响因素及调控，沼气池设计的参数及相互之间的换算，沼气发酵的微生物学过程，沼气池运行中问题的解决。

本章教学要点：

“了解”：沼气发酵原料的分类及沼气发酵工艺的分类，沼气发酵控制条件的常用参数及相互之间的换算，家用沼气池的设计与建造。

“理解”：沼气发酵的优缺点，沼气发酵的微生物学过程及微生物种类，农村沼气池运行的一些问题及解决对策。

“掌握”：沼气发酵的原理，水压式沼气池的工作原理，沼气发酵的影响因素，沼气发酵产物的综合利用。

 

第八章  固体废物的综合利用

第一节  工业固体废物的综合利用

1.        粉煤灰的综合利用

2.        高炉渣的综合利用

3.        有色金属渣的综合利用

4.        化学工业废渣的利用

习题要点：冶金及电力工业废渣的种类，钢渣的综合利用，粉煤灰的综合利用。

第二节      矿业固体废物的综合利用

1.        矿业固体废物的分类及性质

2.        矿业固体废物的综合利用

3.        煤矸石的性质及综合利用

习题要点：煤矸石的综合利用，矿业固体废物的综合利用

第三节      城市生活垃圾的综合利用

1.        概述

2.        建筑垃圾的综合利用

3.        废旧塑料的综合利用

4.        废橡胶的再生利用

5.        废纸的再生利用

6.        废纤维的处理利用

习题要点：常用垃圾的综合利用途径。

第四节      农村固废的综合利用

1.        概述

2.        人畜排泄物的处理

3.        植物性残体的综合利用

4.        加工性副产品的综合利用

5.        农林固废的其他综合利用

习题要点：农业固废作肥料的特点，植物性残体的综合利用，人畜排泄物的利用。

第五节      城市污泥的综合利用

1.        污泥的分类

2.        污泥的性质和成分

3.        污泥的综合利用

4.        污泥的生物沥浸处理技术

习题要点：污泥的综合利用，污泥生物沥浸处理技术。

本章重点：城市生活垃圾的综合处理，植物性残体的综合利用，人畜排泄物的利用，农业固废的综合利用方式，粉煤灰的综合利用，钢渣的综合利用，煤矸石的综合利用，污泥的综合利用。

本章难点：城市生活垃圾的综合处理，冶金及电力工业废渣的种类及综合利用，化学工业废渣的种类及综合利用，污泥生物沥浸处理技术。

本章教学要点：

“了解”：冶金及电力工业废渣的种类及综合利用，化学工业废渣的种类及综合利用，矿业固体废物的分类及性质，废橡胶的再生利用，废纸的再生利用，废纤维的处理利用。

“理解”：粉煤灰的综合利用，钢渣的综合利用，煤矸石的综合利用，废旧塑料的综合利用，建筑垃圾的综合利用，污泥生物沥浸处理技术。

“掌握”：城市生活垃圾的综合处理，植物性残体的综合利用，人畜排泄物的利用，农业固废的综合利用方式，污泥的综合利用。

 

第九章  固体废物的最终处置

第一节  陆地处置

1.        土地耕作

2.        土地填埋

3.        深井灌注

习题要点：深井灌注的对固体废物原料的要求。

第二节  土地卫生填埋

1.        概述

2.        填埋场的规划与设计

3.        土地填埋场的防渗处理

4.        垃圾渗滤液的收集与处理

5.        土地填埋工艺与填埋场的管理

6.        填埋气体的收集与利用

7.        填埋处置技术的发展

习题要点：填埋场的选址原则，卫生填埋场的系统构成，垃圾渗滤液的收集与处理。

本章重点：卫生填埋场的典型工艺流程，土地填埋场的选址原则，垃圾渗滤液的收集与处理，填埋气体的收集与利用，土地填埋场的组成系统，海洋处置的原则及需考虑的问题。

本章难点：垃圾渗滤液的估算，填埋气体产生量的预测及利用，土地填埋场的防渗处理，填埋场的规划与设计。

本章教学要点：

“了解”：固体废弃物的海洋倾倒、远洋焚烧处置的特点，法律及处置程序，深井灌注的工艺条件，土地耕作对固体废物原料的要求，垃圾渗滤液的估算，填埋气体产生量的预测，填埋处置技术的发展。

“理解”：海洋倾倒废物的分类，卫生填埋场的典型工艺流程，填埋场的管理，土地填埋场的防渗处理，填埋场的设计。

“掌握”：海洋处置的原则，填埋场的选址原则，填埋场气体的利用，垃圾渗滤液的收集与处理，土地填埋场的组成系统。

 

第十章  危险固体废物及放射性固体废物的处理与管理

第一节  危险废物的安全处置

1.        安全填埋场结构形式

2.        危险废物的填埋处置技术

3.        安全填埋场的基本要求

4.        安全填埋场系统组成

习题要点：安全填埋场的系统构成，安全填埋场的基本要求。

第二节       放射性固体废物及其安全处置

1.        放射性固体废物分类

2.        放射性固体废物处置的目标和基本要求

3.        低中水平放射性固体废物的处置

4.        高放射性废物的安全处置

       习题要点：放射性固体废物分类及处置的目标，高放射性废物的安全处置要求。

本章重点：安全填埋场的系统构成，安全填埋场的基本要求，放射性固体废物处置的目标和基本要求。

本章难点：危险废物处置的注意事项，低中水平放射性固体废物的处置，放射性固体废物分类，放射性固体废物处置的基本要求。

本章教学要点：

“了解”：安全填埋场结构形式，放射性固体废物分类，低中水平放射性固体废物的处置，高放射性废物的安全处置。

“理解”：安全填埋场的系统构成，危险废物的填埋处置技术。

“掌握”：危险废物处置的注意事项，安全填埋场的基本要求，放射性固体废物处置的目标和基本要求。

 

五、考核方式及要求  

本课程的考核根据学生期末考试及平时成绩两部分进行综合考核。期末考试采用闭卷考试方式考核，占总成绩的70%；平时成绩根据学生出勤、作业、课堂讨论情况进行评分，占总成绩的30%。

 

六、推荐教材及教学参考书 

教  材：《固体废物处理处置与资源化》，周立祥主编，中国农业出版社，2007年，标准书号：ISBN 978-7-109-09803-9。

参考书： 《固体废物处理与处置》，宁平主编，高等教育出版社， 2007年，标准书号： ISBN 9787040202090。

《固体废物处理及资源化》，汪群慧主编，化学工业出版社，2003年，标准书号：ISBN 7-5025-4880-7/X·344。

《固体废物处理与资源化技术》，何品晶主编，高等教育出版社，2011年，标准书号：ISBN 978-7-04-033234-6。

 

 

大纲修订人：周立祥、崔春红、方迪

大纲审定人：李荣

修订日期： 2015年4月30日