固体废物处理与处置最新课后答案(宁平版).doc

第一章1、名词解释：固体废物、危险固体废物、减量化、资源化、无害化、。（1）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。（2）危险固体废物：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（固体废物污染环境防治法，1995年）（3）减量化：指通过实施适当的技术，减少固体废物的产生量和容量。其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。（4）资源化：指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。（5）无害化：指通过适当的技术对废物进行处理（如热解、分离、焚烧、生化分解等方法） ，使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。（6）清洁生产：在工艺、产品、服务中持续地应用整合且预防的环境策略，以增加生态效益和减少对于人类和环境的危害和风险。3、简述固体废物的种类和组成。（1）我国制定的固体废物污染环境防治法中，将固体废物分为工业固体废物（废渣）与城市垃圾和危险废物三类。（2）主要是按废物组成的材料特征对各组分进行区分，并描述其分布状况的固体废物特征分析方法。4、清洁生产与固体废物污染控制有何关系？固体废物的污染控制措施有（1）积极推行清洁生产审核，实现经济增长方式的转变，限期淘汰固体废物污染严重的落后生产工艺和设备。（2）采用清洁的资源和能源。（3）采用精料（4）改进生产工艺，采用无废或少废技术和设备（5）加强生产过程控制，提高管理水平和加强员工环保意识的培养。（6）提高产品质量和寿命。（7）发展物质循环利用工艺。（8）进行综合利用（9）进行无害化处理和处置。第二章3、确定城市生活垃圾收集线路时主要应考虑哪些因素？转运站选址时应注意哪些事项？（1）a、收运路线应尽可能紧凑，避免重复或断续b、收运路线应能平衡工作量，使每个作业阶段、每条路线的手机和清运时间大致相当c、收运路线应避免在交通拥挤的高峰时间段收集、清运垃圾d、收运路线应当首先收集地势较高地区的垃圾e、收集路线起始点最好位于停车场或车库附近f、收运路线在单行接到收集垃圾，起点应尽量靠近街道入口处，沿环形路线进行垃圾收集工作。（2）a、转运站选址要综合考虑各个方面的要求，科学合理的进行规划设置。B、转运站应尽可能设置在城市垃圾收集中心或垃圾产量比较多的地方。C、转运站最好位于对城市居民身体健康和环境卫生危害和影响较少的地方，例如离城市水源地和公众生活区不能太近。D、转运站应尽可能靠近公路、水路干线等交通方便的地方，以方便垃圾进出，减少运输费用。E、转运站最好位于便于垃圾中转收集输送，运作能耗最经济的地方。F、转运站选址应考虑便于废物回收利用及能源生产的可能性。5、危险废物收集及运输过程中应注意哪些事项？危险废物一经产生，应立即将其妥善地放进专门保存该种危险废物的特种装置内，并加以保管，同时及时科学的 进行进一步贮存、处理或处置。存放危险废物的容器应根据废物特性选择，特别要注意二者的相容性。危险废物的保证应当安全可靠，包装是必须经过周密检查，严防在搬移、装卸或清运途中出现渗漏、溢出、抛撒或挥发等情况，以免引发相应的环境污染问题。A、清运车辆、船只和飞机等须经过主管单位严格查验审批，签发危险废物清运许可证，同时清运人员也应进行相关培训。B、清运车辆、船只和飞机须有特种危险物标志或危险符号，利于人们辨别，并引起注意。目前可以参照使用我国铁路部门制定的12种危险物品的标志方法。C、清运车辆、船只和飞机执行任务时。需持有清运许可证，其上应注明废物来源，性质和运往地点、D、为了保证危险废物清运的安全无误，必须实现规划科学合理的清运方案，并且必须对万一危险废物发生泄漏、倾泻等情况，做出各种应急措施。E、危险废物清运过程应该采取周密的监督机制和制度。F、如果再清运过程发生泄漏、倾泻等意外情况，应当迅速采取应急措施，并尽快通知当地环保、公安部门。第三章2、影响破碎效果的因素有哪些？如何根据固体废物的性质选择破碎方法？影响破碎过程的因素是物料机械强度及破碎力。物料的机械强度时物料一系列理学性质所决定的综合指标，力学性质主要有硬度、解理、韧性及物料的结构缺陷等。固体废物的机械强度特别是废物的硬度，直接影响到破碎方法的选择。对于脆硬性的废物宜采用劈碎、冲击、挤压破碎；对于柔韧性废物宜利用其低温变脆的性能而有效地破碎，或是采用剪切、冲击破碎和磨碎；而当废物体积较大不能直接将其供入破碎机时，须先将其切割刀可以装入进料口的尺寸，再送入破碎机内，对于含有大量废纸的城市垃圾，近年来国外已采用半湿式和湿式破碎。3、破碎机选择时应考虑哪些因素？为什么？综合以下因素，所需破碎能力；固体废物性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒的大小，对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求；供料方式；安装操作现场情况；有效地控制所需产品尺寸并且使功率消耗达到最小。 5、如何评价筛分设备的使用效果？怎样计算筛分效率？其影响因素有哪些？（1）通常用筛分效率评定筛分设备的效果。筛分效率是指实际得到的筛下产品质量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料质量之比。m1E=X100%mE为筛分效率；m1为筛下产品质量；为筛下产品中小于筛孔尺寸的细粒的质量分数；m为入筛固体废物质量；为入筛固体物料中小于筛孔的细粒的质量分数。（3）影响筛分效率的因素有：固体废物性质的影响粒度组成：废物中“易筛粒”含量越多，筛分效率越高，而粒度接近筛孔尺寸的“难筛粒”越多，筛分效率则越低；含水率和含泥量：废物外表水分会使细粒结团或附着在粗粒上而不易透筛。当筛孔较大，废物含水率较高时，反而造成颗粒活动性的提高，即湿式筛分法的筛分效率较高；废物颗粒形状：球形、立方形，多边形颗粒筛分效率较高，而颗粒呈扁平状或长方块，用方形或圆形筛孔的筛子筛分，其筛分效率低筛分设备性能的影响筛面类型：棒条筛面有效面积小，筛分效率低，编制筛网则相反，有效面积大，筛分效率高，冲孔筛面介于两者之间。筛子运动方式：同一种固体废物采用不同类型的筛子进行筛分时，其筛分效率不同。筛面长宽比以及筛面倾角。筛分操作条件的影响：在筛分操作中应注意连续均匀给料，使废物沿整个筛面宽度铺成一薄层，既充分利用筛面，又便于细粒透筛，提高筛子的处理能力和筛分效率，并及时清理和维修筛面。影响筛分效率的主要因素有：筛分物料性质、筛分设备性能和筛分操作条件的影响。7、判断固体废物重力分选的可能性？用等降比来判断，e5极易，2.5e5易选，1.75e2.5较易选，1.5e1.75较难选，1.25e1.5难选，e1.25极难选8、根据固体废物的磁性如何选择磁选设备？P76答：在选择磁选装置时应考虑以下因素：供料传输带和产品传输带的位置关系；供料传输带的宽度、尺寸以及能否在整个传输带的宽度上有足够的磁场强度而有效地进行磁选；与磁性材料混杂在一起的非磁性材料的数量与形状，操作要求如电耗、空间要求、结构支撑、磁场强度、设备维护等。10、固体废物中的水分主要包含几类？采用什么方法脱除水分？包括：间隙水、毛细管结合水、表面吸附水和内部水。采用浓缩法分离间隙水；采用高速离心机脱水、负压或正压过滤机脱水脱除毛细管结合水；用加热法脱除表面吸附水；用高温加热法、冷冻去除法去除内部水。11、污泥含水率从97.6%降至94%，求污泥体积的变化。当污泥含水率大于65%时,污泥的体积、含水率之间有下列关系： V1/V2=（100-P2）/（100-P1） 所以V2=V1*（100-97.6）/（100-94）=0.4V1污泥含水率从97.6%降至94.%，污泥体积减少到原来的40%。第四章1、浮选过程中使用的浮选药剂主要有哪些？各种药剂在浮选中起什么作用？浮选药剂分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。1、捕收剂有异极性捕收剂和非极性油类捕收剂两类。异极性捕收剂有黄油、油酸等。非极性油类捕收剂主要包括脂肪烷烃CnH2n+2脂环烃CnH2n和芳香烃三类。捕收剂能够选择性的吸附在欲选的颗粒上，使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着。机性基能与废物表面发生作用而吸附于废物表面；非极性基起疏水作用，朝外排水而造成废物表面的“认为可选性”。2、常用的起泡剂有松醇油、脂肪醇等。起泡剂与捕收剂在气泡表面有联合作用，在废物表面也有联合作用，这种联合作用称为共吸附现象。由于废物表面和气泡表面都有起泡剂与捕收剂的共吸附，因而产生吸附的界面互相穿插，这是颗粒向气泡附着的作用之一。3、调整剂有PH调整剂：酸、碱；活化剂：金属阳离子、阴离子HS-、HSiO3；抑制剂：O2、SO2和淀粉、单宁等；絮凝剂：聚丙烯酰胺；分散剂：水玻璃、磷酸盐。调整剂用于调整捕收剂的作用及介质条件。活化剂促进目的颗粒与捕收剂作用。抑制剂抑制非目的颗粒可浮性，调整剂调整介质ph的，絮凝剂促使料浆中目的细粒联合变成较大团粒的称为絮凝剂，分散剂促使料浆中非目的的细粒成分散状态的药剂称为分散剂。4、目前常用的危险废物稳定化/固化处理技术方法有哪些？它们的适用对象和特点分别是什么？技术方法有：水泥固化、石灰固化、沥青固化法、塑性固化法、玻璃固化法、自胶结固化。5、稳定化/固化处理的基本要求是什么？（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。 （2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容要低。 （3）固化工艺过程简单，便于操作，应有有效措施减少有毒有害物质的逸出，避免工作场所和环境的威胁。 （4）固化剂来源丰富，价廉易得。 （5）处理费用低廉。.7、简要评价稳定化/固化处理效果的指标。固化处理效果常用浸出率、体积变化因数、抗压强度等物理、化学指标予以评价。浸出率：是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有毒（害）物质的浸出速度。增容比（体积变化因数）：是指被固化有害废物体积与所形成的固化体体积的比值，它是鉴别处理方法好坏和衡量最终成本的一项重要指标。抗压强度是保证固化体安全贮存的重要指标。具备一定的性能：抗浸出性； 抗干湿性、抗冻融性； 耐腐蚀性、不燃性； 抗渗透性（固化产物）； 足够的机械强度（固化产物）。第五章1、简述固体废物堆肥化的定义，并分析固体废物堆肥化的意义和作用。堆肥化就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程，其实质就是一种生物代谢过程。固体废物堆肥化的意义和作用（1）使土质松软，多孔隙，易耕作，改善土壤的物理性能，增加保水性、透水性及渗水性。 （2）有吸附阳离子的作用，有助于保住氮、钾、铵等以阳离子形态存在的肥料成分。腐殖质阳离子交换容量是普通粘土的几倍到几十倍。 （3）腐殖化的有机物具有调节植物生长的作用，也有助于根系发育和伸长。 （4）腐殖质有缓冲作用 当土壤中腐殖质多时，肥料施得过多或过少，气象条件的稍微恶化，都不易损害土壤的性能。例如水分不足时，腐殖质多可起到类似于缓冲器的作用，防止植物枯萎。 （5）堆肥是缓效性肥料 堆肥中的氮肥几乎都以蛋白质的形态存在，当施到田里时，蛋白质经氮微生物分解成氨氮，在旱地里部分变成硝酸盐氮，两者都是能被吸收的。施用堆肥不会出现施化肥那样短暂有效或施肥过头的情况，由于经过上述过程缓慢持久地起作用，故不致对农作物产生损害。 （6）腐殖质中某种成分由螯合作用，和酸性土壤中含量较多的活性铝结合后，使其半数变成活性物质，因而能抑制活性铝和磷酸结合的有害作用。 （7）堆肥是二氧化碳的供给源 如与外界空气隔绝的密封罩内二氧化碳浓度低，当大量施用堆肥后，罩内较高的温度可促使堆肥分解放出的二氧化碳。 总之，堆肥中的腐殖质能改善土壤的物理、化学、生物性质，使土壤环境保持适于农作物生长的良好状态。堆肥的用途很广，既可以用作农田、绿地果园、苗圃、畜牧场、庭院绿化、风景区绿化等的种植肥料，也可以做过滤材料、隔音板机制作纤维板等。3、简述好氧堆肥的，探讨影响固体废物堆肥化的主要因素。基本工艺过程：好氧堆肥生产通常由前处理、主发酵、后发酵、后处理、贮存等工序组成。 （1） 前处理（破碎、分选、筛分、调整水分、C/N 比、添加菌种和酶制剂） 以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时，前处理的主要任务是调整水分和碳氮比，或者添加菌种和酶制剂。 以城市垃圾为堆肥原料时，垃圾中含有粗大物件和不能堆肥的物质，故前处理包括破碎、分选、筛分等工序，使堆料表面积增大，便于微生物繁殖，从而提高发酵速度。适宜的粒径范围是 1260mm。 （2） 主发酵（一次发酵，4-12 天） 主发酵可在露天或发酵装置内进行，通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装置内的物料供给氧气。此时的物料在微生物的作用下开始发酵，首先是易分解物质被分解；与此同时，微生物则吸取有机物中的营养成分，菌群增殖和有机物分解放出的热量使堆温上升。 发酵初期物质的分解是靠嗜温菌 3040为最适宜生长温度进行的，由于堆温上升，最适宜温度为 4565的嗜热菌取代嗜温菌，堆温进入高温阶段。通常，在严格控制通风量的情况下，将堆温升高至开始降低为止的阶段作为主发酵阶段。对以生活垃圾为主体的城市垃圾和家畜粪便好氧堆肥而言，其主发酵期约为 412 天。 （3）后发酵（二次发酵，20-30 天） 经过主发酵的半成品被送往后发酵工序，在这里将此前尚未分解的易分解和较难分解的有机物进一步分解，使之变成比较稳定的腐殖质类有机物，从而得到完全成熟的堆肥制品。在该工序中通常将物料堆积到 12m 后进行发酵，一般进行自然通风，有时需加以翻堆或作必要的通风处理。后发酵时间一般在 2030天。 （4） 后处理（分选） 分选去除预分选未去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等，若生产精堆肥，应进行再破碎过程。生产复合肥，需加入N、P、K。 （5） 贮存（6 个月，适应农用的季节性） 由于农田施用堆肥有一定季节性，故需适当的库存容量将富余堆肥产品贮存起来。一般以能贮存 6 个月堆肥生产量为宜。影响固体废物堆肥化的主要因素：堆肥过程中主要影响因素有化学因素和物理因素。 （1） 化学因素 C/N 比 C/N 比影响有机物被微生物分解的速度。C/N 比在 1025 之间时，有机物的分界速率最大。一般认为城市固体废物堆肥原料最佳 C/N 比在（2035）：1。 C/P 比 磷的含量对发酵有很大影响。堆肥料适宜的 C/P 比为 75150。供氧量 对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的条件，供氧量要适当，通常实际所需空气量应为理论空气量的210 倍。 pH 值 一般认为 PH 在 7.58.5 时，可获得最大堆肥速率。 有机质含量 这一因素影响堆料温度与通风供氧要求。如有机质含量过低，分解产生的热量不足以维持堆肥所需要的温度，影响无害化处理；如果有机质含量过高，则给通风供氧带来困难，有可能产生厌氧状态，研究表明堆料最适合的有机质含量为 20%80%。 （2）物理因素： 温度 温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。温度过低，分解反应速度慢，也达不到无害化要求；温度过高，有益细菌将被杀死，且分解速度慢。适宜的堆肥化温度为 5560。颗粒度 堆肥化所需的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的。空隙率及空隙的大小取决于颗粒大小及结构强度。对堆肥原料颗粒的平均适宜粒度为 1260mm，最佳粒径随垃圾物理特性而变化。 含水率 含水率对于发酵过程影响很大。水的作用包括两点：一是溶解有机物，参与微生物新陈代谢；二是调节堆体温度。适宜含水率范围为 45-60%。10、用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好样堆肥实验。实验结果，每1000kg堆料在完成堆肥化后仅剩下198kg，测定产品成分为C11H14NO4,试求每1000kg物料的化学计算理论需氧量。解：计算出堆肥物料C31H50NO26的千摩尔质量为852KG，可算出参加堆肥过程的有机物物质的量为：（1000/852）Kmol=1.173Kmol;堆肥产品C11H14NO4的千摩尔物料参加堆肥过程的残余有机物物质的量，即：n=198/(1.173X224)Kmol=0.75Kmol;若堆肥过程可表示为（nz+2s+r-d）CaHbOcNd + nCwHxOyNz+SCO2 + rH2O+(c-ny)NH3 2由已知条件：a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14,y=1,z=4,可以算出：r=0.550.75（0.75）19.38s=310.75X11=22.75堆肥过程所需的氧量为：m=0.5X(0.75X4+2X22.75+19.3826)X1.173X32Kg=786.00Kg11、废物混合最适宜的C/N比计算：树叶的C/N比为50，与来自污水处理厂的活性污泥混合，活性污泥的C/N比为6.3。分别计算各组分的比例使混合C/N比达到25。假定条件如下：污泥含水率为76%,树叶含水率为52%；污泥含氮率为5.6%；树叶含氮率为0.7%。P132解：（）计算树叶和污泥的百分比：对于的树叶：水=1X0.52Kg=0.50Kg m干物质=1Kg0.52=0.48KgmN=0.48X0.007=0.0032Kg mC=50X0.0032=0.16Kg对于1Kg的污泥：m水=1X0.76=0.76 Kg m干物质=1-0.76=0.24 KgmN=0.24x0.056=0.013 Kg mC=6.3X0.013=0.0819 Kg（）计算加入到树叶中的污泥量使混合C/N比达到25C/N=25=1Kg树叶中的C含量+x（1Kg污泥中的C含量）/1Kg树叶中的N含量+x（1Kg污泥中的N含量）25=（0.16+0.0819x）/（0.0032+0.0013x）x=0.33Kg（）计算混合后的C/N和含水率对于0.33 Kg的污泥水=0.33X0.76Kg=0.25Kg m干物质=0.33Kg0.24=0.09KgmN=0.09X0.056=0.005Kg mC=6.3X0.005=0.032Kg对于0.33 Kg的污泥+1kg的树叶：水=0.25X0.05Kg=0.75Kg m干物质=0.09Kg+0.52=0.61KgmN=0.005+0.0032=0.0082Kg mC=0.032+0.16=0.192Kg则C/N比为：C/N=0.192/0.0082=23.4则含水率=0.76/（0.75+0.61）=（0.76/1.36）X100%=55.88%第六章1、影响固体废物焚烧处理的主要因素有哪些？这些因素对固体废物焚烧处理有何重要影响？为什么？（1）焚烧温度（Temperature） 废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏所须达到的温度。 （2）停留时间（Time） 废物中有害组分在焚烧炉内于焚烧条件下发生氧化、燃烧使有害物质变成无害物质所需的时间称之为焚烧停留时间。 （3）混合强度（Turbulance） 要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须要使废物与助燃空气充分接触、燃烧气体与助燃空气充分混合。（4）过剩空气（Excess Air） 在实际的燃烧系统中，氧气与可燃物质无法完全达到理想程度的混合及应。为使燃烧完全，仅供给理论空气量很难使其完全燃烧，需要加上比理论空量更多的助燃空气量，以使废物与空气能完全混合燃烧。 废物焚烧所需空气量是由废物燃烧所需的理论空气量和为了供氧充分而入的过剩空气量两部分所组成的。空气量供应是否足够，将直接影响焚烧的完程度。过剩空气率过低会使燃烧不完全，甚至冒黑烟，有害物质焚烧不彻底；过高时则会使燃烧温度降低，影响燃烧效率，造成燃烧系统的排气量和热损失加。过剩空气量应控制在理论空气量的 1.7-2.5 倍。 2、在垃圾焚烧处理过程中，如何控制二恶英类物质对大气环境的污染？a 控制来源控制氯和重金属含量高的物质 通过废物分类收集，加强资源回收，避免含 PCDDs/PCDFs 物质及含氯成分高的物质（如 PVC 塑料等）进入垃圾中。 b 采用控制“3T1E”的方法来抑制二恶英的产生。“3T1E”是指： 温度（Temperature），维持焚烧炉内的温度在 800以上（最好达到 900以上）可以将二恶英完全分解； 时间（Time），保证烟气的高温停留时间在 2 秒以上； 涡流（Turbulence） ，采用优化炉型和二次喷入空气等方法，充分混合和搅拌烟气使其充分完全燃烧； 过剩空气（Excess Air），提供足够的助燃空气可减少二恶英的产生。 c 减少炉内形成 控制温度和停留时间 避免烟气急冷至 200，在烟气处理过程中尽量缩短 250400温度域的停留时间，可以减少二恶英的合成。 d 除尘去除布袋除尘器前喷入活性炭 对于已经产生的二恶英，可以通过喷入活性炭粉末、甚至触酶分解器进行分解以及设置活性炭塔吸收等方式从烟气中去除二恶英。8、若甲苯燃烧反应的活化能和频率因子分别为E=236.17kj/mol和A=2.28X1013 s-1，焚烧温度为1000，试计算需要焚烧多长时间才能使甲苯燃烧破坏率达到99.99%以上 ?P174解：视焚烧炉中甲苯的焚烧过程为一级反应。取.314J/（molK）在1000