《固体废物的处理与处置》复习(带答案)

1、固体废物的处理处置与资源化复习要点（2008级环境工程本科教学适用）1. 固体废物的概念，固体废物的分类固体废物： 是指在生产和生活活动中产生的、一般不再具有原使用价值而被丢弃的固态或半固态（泥状）的物质。书 P1固体废物的分类：书 P34化学性质：有机固体废物、无机固体废物；危害性：固体废物、危险固体废物；形态：固态、半固态和液态废物；来源：工业固体废物：指在工业生产过程和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等。城市生活垃圾：在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。农业固体废物：指种植业、养殖业、农副产品加工业等生产过程中产生的固体废物.危险废物。2. 危险废物

2、的概念，危险废物的鉴别标准 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难和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。特性通常包括毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性。书 8危险废物的鉴别： 危险险废物定义法。通过检索该固体废物是否被列入我国国家危险废物名录。 危害特性鉴别法。一、毒性 二、腐蚀性 三、反应性 四、易燃性 五、毒性物质含量鉴别 环境保护主管部门根据环境管理需要确定. PPT02293. 固体废物处理、处置方法和污染控制途径固体废物处理：将固体废物经过物理、化学或生物学等途径，达到减量化、无害化或部分资源化，以便于运输、利用、贮存或最终处置的过程。书 P14

3、固体废物的处置：使固体废物最大限度地与生物圈隔离，无论现在和将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害，是固体废物污染控制的末端环节，解决固体废物的归宿问题。书 P17固体废物污染途径及污染控制对策1.改革生产工艺2.进行无害化处理3.进行资源化利用4.加强监管，减少垃圾产生量 书 P134. 三化原则、3R原则、3C原则、循环经济原则书 P2021“三化”原则无害化：指对已经产生而又无法或暂时尚不能进行综合利用的固体废物，采取物理的、化学的或生物的方法消除其危害特征的过程，以保证最终长期安全性的重要手段。减量化：指采用适宜的手段减少固体废物的产生量和排放量。资源化：指通过对废物中的有用物质进行

4、回收、加工、循环利用或其他再利用，使废物直接转变成产品或转化为能源及二次资源。（物质回收、物质转换、能量转换） 3R原则（the rules of 3R）减量化（reducing），再利用（reusing）和再循环（recycling）减量化是指通过适当的方法和手段尽可能减少废弃物的产生和污染排放的过程，它是防止和减少污染最基础的途径；再利用是指尽可能多次以及尽可能多种方式地使用物品，以防止物品过早地成为垃圾；再循环是把废弃物品返回工厂，作为原材料融入到新产品生产之中。3R原则中各原则在循环经济中的重要性并不是并列的。按照1996年生效的德国循环经济与废物管理法，对待废物问题的优先顺序为避免产

5、生（即减量化），反复利用（即再利用），和最终处置（即再循环）。3C原则 避免产生（clean） 综合利用（cycle） 妥善处置（control）循环经济原则 “资源产品再生资源” 5. 城市生活垃圾的性质与特点简析PPT025、10特点：1 产生量大，增加快2 成分复杂而多变3 产生量的时空不均匀性6. 压实的概念、影响压实的因素、压实器 书P6364压实：即压缩，通过机械方法增加固体废物的容重，缩小其体积，使其变得密实的操作过程。影响压实的因素：废物本身的物理特征，如结构强度、含水率、颗粒大小等；压缩空间（容器）的特征和压缩压强的大小。压实器分固定式和移动式，主要由容器单元和压实单元组成。

6、容器单元负责接受废物原料，压实单元具有液压或气压操作压头，利用高压使废物致密化。 7. 破碎的概念，破碎比的概念，固体废物的机械强度和硬度 书P6871破碎：通过人力或机械等外力的作用，使大块固体废物破裂变碎成小块的过程。破碎比：在破碎过程中，原废物粒度与破碎后产物粒度的比值称为破碎比。表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数，即表示废物被破碎的程度。极限破碎比：用废物破碎前的最大粒度(Dmax)与破碎后最大粒度(dmax)的比值来确定破碎比(i) iDmax/dmax。真实破碎比：用废物破碎前的平均粒度(Dcp)与破碎后平均粒度(dcp)的比值来确定破碎比(i) iDcp/dcp固体废物的机械强度

7、是指固体废物抗破碎的阻力。固体废物的硬度是指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。硬度越大，破碎难度越大。8. 筛分效率的概念，筛分效率的影响因素 书P9192筛分效率：指实际得到的筛下产品重量与和入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量之比，用百分数表示。影响筛分效率的因素1 固体废物性质： 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（废物外表水分会使颗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，提高此时水分有促进颗粒透筛作用） 颗粒形状（一般球形、立方形、多边形颗粒筛分效率较高；而

8、颗粒呈扁平状或长方块，用方形或圆形筛孔的进行筛分，其筛分效率较低）2.筛分设备特性： 有效面积 运动方式（固定筛滚筒筛振动筛） 筛面长宽比 筛面倾角(倾角过小起不到此作用；倾角过大时，废物排速过快，筛分时间短，筛分效率低) 运动强度(如果筛子运动强度不足时，筛面上物料不易松散和分层，细粒不易进筛，筛分效率就不高；但运动强度过大又使废物很快通过筛面排出，筛分效率也不高。)3.筛分操作条件：连续均匀给料、给料量、及时清理维修筛面。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簿层，既充分利用筛面，又便于细粒透筛，可以提高筛子的处理能力和筛分效率。9. 不同分选方法技术特点与应用范围的比

9、较书P94112重力分选：根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中受到重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而得到不同密度产品的分选过程。 重介质分选：在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法。主要应用与矿业废物。 跳汰分选：在垂直变速介质流中按密度分选固体废物的一种方法。 风力分选：风选，又称气流分选，是以空气为分选介质，将轻物料从较重物料中分离出来一种方法。在城市垃圾、纤维性固体废物、农业稻麦谷类等废物处理中广泛应用。 摇床分选：是在一个倾斜的床面上，借助床面的不对称性往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固体物料按密度差异在床面上呈扇形分布而

10、进行分选的一种方法。磁力分选：是利用固体废物中物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。从工厂废料中分离回收铝、铜、铅、锌等有色金属。 传统的电磁和永磁磁选法 磁流体分选：利用磁流体作为分选介质，在磁场或磁场和电场的联合作用下产生“加重” 作用，按固体废物各组分的磁性、密度和导电性的差异进行分离 。电力分选：是利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选物质的一种方法。是分离半导体和非导体固体废物的工程。浮选：根据不同物质被水润湿程度的差异而对其进行分离。光电分选：利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法。10. 污泥中水分的存在形式、污泥不同去水方法和去水效果的比较污

11、泥中水分的存在形式： 书P1241 间隙水重力水 重力水是在重力和水位差作用下能在污泥颗粒中流动的自由水。它是污泥颗粒中其它类型水的来源。重力水具有溶解能力，能传递静水和动水压力，并对污泥起浮力作用 。一般用浓缩法分离。2 毛细水 由于毛细力的作用而充满污泥毛细空隙中的水称毛细水。可采用高速离心分离、负压或正压过滤等脱水。3 吸附水结合水 是指附着在污泥颗粒表面呈薄膜状的水，受污泥表面静电引力作用而不服从静水力学规律，其冰点低于零度。有较大的粘滞性，较小的能动性和不同的密度 。可用加热法脱除。4 内部水结晶水 存在于固体颗粒物质晶体内部或晶格之间的水，又称化学结合水。可用生物法破坏细胞膜除去胞

12、内结合水或高温加热法、冷冻法去除。可用生物法、高温加热法、冷冻法去除。脱除时从易到难：间隙水裂纹毛细管结合水楔形毛细管结合水表面吸附水内部水污泥浓缩方法及其优缺点的比较 书P138污泥浓缩：除去污泥中的间隙水，使污泥体积大幅减小。重力浓缩法：利用自然的重力沉降作用，使污泥中的固体自然沉降而分离出间隙水。优缺点：储存污泥的能力强，操作要求不高，运行费用低 浓缩效果差，浓缩后污泥非常稀薄；所需土地面积大，且会产生臭气问题；对于某些污泥工作不稳定 气浮浓缩：利用空气改变固体密度，产生上浮的原动力，实现固液分离并浓缩的方法。优缺点：比重力浓缩的泥水分离效果好，浓缩后的污泥含水率较低；比重力浓缩所需土地

13、少，臭气问题小；可使沙砾不混于浓缩污泥中，能去除油脂 。运行费用比重力浓缩高；土地需要量比离心法多；污泥储存能力小 离心浓缩：利用污泥颗粒与水之间存在密度差异，在离心场的作用下所受的离心力不同，从而事先固液分离与浓缩的方法。优缺点：只需少量土地，即可取得很高的处理能力；没有或几乎没有臭气问题 要求专用的离心机，耗电大，必须进行隔声处理，对工作人员要求高 11. 污泥半干化与热干化的工艺特点 书P167半干是指将脱水污泥干化至含水率40%左右，优点是可稍微降低成本，但污泥体积减量不够，污泥处于黏滞期，运输储存困难，生物特性依然活跃。全干是指将脱水污泥干化至含水率10%以下，污泥病原体基本被消灭，

14、颗粒生物性稳定，安全性大大提高，体积明显减少，最终产品后续处理方便灵活。共同特点有：（1）集约化（2）机械化（3）减量化（4）无害化（5）稳定化（6）资源化12. 固化的概念，评定固化效果的参数和指标 书P179180固化的概念：采用物理或化学方法将有毒有害的固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处理方法。评价指标(1)浸出率 浸出率是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度。是评价固化体性能的最重要的一荐指标。2)增容比 增容比是所形成的固化体的体积与被固化的有害废物的体积之比。增容比是评价减量化程度的指标。(3)抗压强度 为避免出现因破碎和

15、散裂从而增加暴露的表面积和污染环境的可能性，要求固化体具有一定的强度13. 各种固化方法的特点和应用范围 书P1811941.水泥固化：以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法。优点：（1）水泥固化工艺和设备比较简单，设备和运行费用低；（2）水泥和添加剂价廉易得；（3）对含水率较高的废物可直接固化，无需前处理；（4）固化材料的天然碱性有利于中和废物的酸度，且对含重金属废物的处理十分有效；（5）操作条件简单，常温下即可进行；（6）固化体强度高、长期稳定性好，利用价值高。缺点：（1）固化体浸出率较高，通常为10-410-6g/(cm2d) 。（2）固化体的增容比较高，为1.52。（3）有的废

16、物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高。（4）有机物对水化过程有抑制，会推迟固化时间，甚至影响最终的硬结效果。（5）水泥的碱性易使铵离子转变成氨气逸出。（6）处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合容器的排料较困难。（7）新发展：用纤维和聚合物等增加水泥耐久性的研究已经做了一定量的工作。（8）用天然胶乳聚合物改性普通水泥以处理重金属废物，提高了水泥浆颗粒和废物间的键合力；聚合物同时填充了固化块中小的孔隙和毛细管，降低了重金属的浸出率。（9）用改性硫水泥处理焚烧炉灰，提高了固化体的抗压强度和抗拉强度，并且增加了固化体抵抗酸和盐（如硫酸盐）侵蚀的能力。2.塑料固化：以塑料为固化剂，与固体废物按一

17、定比例配料，并加入适量催化剂和填料进行搅拌混合，使其共聚合固化，将危险废物包容形成具有一定强度和稳定性固化体的过程。由使用材料的性能不同可以把该技术划分为热固性塑料包容和热塑性包容两种方法。（1）固化体致密度高，重金属浸出率小，有一定抗辐射能力；（2）增容比和固化体密度较小，便于贮运；（3）塑料固化体耐老化性能较差，增加环境风险；（4）处理费用较高；（5）固化过程会释放出有害烟雾，易产生二次污染；（6）主要用于处理重金属废物；低水平有机放射性废物；稳定非蒸发性的、液体状态的有机危险废物。3.沥青固化：以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物

18、质包容在（*沥青中并形成稳定固化体的过程。沥青的热塑性使得固化体致密度高，空隙率降低，重金属浸出率小，为110-6g/(cm2d)。（1）固化过程中干废物与固化剂之间的质量比通常为1:12:1，固化体的增容小。（2）无需养护，处理后就能固化。（3）由于沥青的导热性不好，加热蒸发伴夹带现象，易产生二次污染。（4）沥青不具备水泥的水化作用和吸水性，所以需预先对废物进行浓缩脱水处理，使得其工艺流程和装置较为得杂。（5）固化操作需在高温下完成，不宜处理在高温下易分解的有机溶剂及强氧化性废物。4.自胶结固化：是利用废物本身在一定的条件下能自身产生凝结固化来达到固化的目的。5.石灰固化：以石灰为固化剂，以

19、粉煤灰、水泥窑灰和熔炉炉渣等作添加剂，多用于处理含有硫酸盐或亚硫酸盐类泥渣的一种固化处理方法。特点：使用的添加剂本身就是废物，来源广，成本低，操作简单，不需要特殊设备。被处理的废物不要求完全脱水，在常温下操作，没有尾气处理的问题。石灰固化产品比原废物的体积和质量增加较大，浸出率高，易被酸性介质浸蚀，需在表面进行涂覆。6.熔融固化：玻璃固化，以玻璃原料为固化基质，将待固化的废物首先在高温下煅烧，使之形成氧化物，然后再与熔融的玻璃料混合，高温下烧结，冷却后形成十分坚固而稳定的玻璃体。特点：固化体中有害元素的浸出率最低，增容比最小，固化体致密，处理效率最好，具有良好的导热性、热稳定性和辐照稳定性；工

20、作温度高，设备腐蚀严重，装置复杂，处理费用昂贵。14. 固体废物热值的概念，干基发热量、高位发热量、低位发热量 书P198热值：单位质量的固体废物完全燃烧所释放出来的热量。干基发热量是废物中不包括水部分的实际发热量。高位发热量（总发热量或粗发热量），是指废物在定压状态下完全燃烧，燃烧生成物中的水蒸气冷凝成液体状态的发热量。 低位发热量（真发热量或净发热量），是指废物完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸气以气态存在时的发热量。15. 固体废物焚烧的产物和污染控制方法，影响不同产物生成的因素固体废物焚烧产物 书P202 有机碳：二氧化碳 有机物中的氢：水 有机硫和有机磷：二氧化硫或三氧化硫及五氧化二磷 有

21、机氮化物：气态的氮，也有少量氮氧化物生成 有机氟化物：氟化氢 有机氯化物：氯化氢 有机溴化物和碘化物：溴化氢及少量溴气以及元素碘 金属：生成金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等燃烧过程中污染物的防治：书P231238（1）酸性气休，主要采用溶液吸收的方法，如Ca(OH)2吸收SO2等。（2）有机组分的防治1二噁英的防治。固体废物焚烧烟气中二噁英的来源主要有以下三个方面：垃圾本身含有的二噁英，与前驱体在炉内进行反应时生成的二噁英，在废气冷却过程中，前驱体等有机物变成二噁英（特别是在250400 温度容易产生）； 控制焚烧产生的二噁英，应从控制来源、减少炉内形成、避免炉外低温区

22、再合成及去除四方面来着手： 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。 减少炉内形成，控制二恶英在炉内产生的最有效的方法是所谓的“3T”法，即温度, 时间和湍流。 避免炉外低温再合成，工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式，同时控制除尘器入口的废气温度在一定范围内。 末端去除，在干式处理流程中，最简单的方法是喷入活性炭粉或焦炭粉，通过吸附以去除废气中的PCDDs/PCDFs。2恶臭的防治，为了防止恶臭，一般在二次燃烧室中利用辅助燃料将温度提高到1000度，使恶臭物直接燃烧利用。此外还可用催化燃烧法、溶液吸收法、微生

23、物分解法等，以去除恶臭。（3）煤烟。一般认为煤烟是由碳氢燃料的脱氢、聚合或缩合而生成的。为了防止其生成，应在其尚未凝聚成大块之前，增加氧气浓度、提高温度、加速煤烟的燃烧速度。增大空气通入量，加强物料的混合，增加混合气体的混合也将有利于煤烟的减少。（4）焚烧残渣。焚烧残渣对环境的危害主要是占用土地和重金属的扩散产生危害。目前对其的控制主要是利用其制作彻块，或从中提取金属等。影响焚烧的主要因素PPT0747 化学条件 燃料氧化反应的化学反应速度，其影响因素有：温度、反应物质的浓度及反应空间的压力等；在锅炉燃烧技术中，其影响因素主要是温度。 物理条件 燃烧空气与燃料的相对速度，气流扩散速度及热量传递

24、速度等；在锅炉燃烧技术中，起主要作用的是气流扩散速度，包括氧气向碳粒表面的扩散和燃烧产物的反向扩散。 3T+EA焚烧温度、停留时间、紊流度、过剩空气率 书P20520616. 热解的概念、反应过程、产物及应用热解的概念：固体有机废物在完全或没有氧或缺氧条件下，通过加热将有机物大分子进行降解，最终生成液体生物油、可燃气体和炭黑的化学分解过程。书P240热解产物及应用 PPT081927 + 书250253热解产物1气体 热解过程中产生大量的气体，其中可燃气体主要包括 H2、CO和CH4等。可用作生物质热解反应的部分能量来源，可用于生产其他化合物及为家庭和工业生产提供燃料。热解产物2有机液体 主要

25、包括乙酸、丙酮、甲醇、芳香烃和焦油，可用于燃烧、涡轮机发电等热解产物3固体物质 固体废物热解后剩下的是固体炭黑与炉渣；这些炭、渣化学性质稳定，含碳量高，有一定热值，可用作燃料添加剂或道路路基材料、混凝土骨料、制砖材料等。17. 沼气发酵的概念、主要过程和工艺类型 书P278280沼气发酵又称为厌氧消化，是指在厌氧状态下，利用厌氧微生物，使固体废物中的有机物分解转化为CH4、CO2的过程。把沼气发酵过程划分为三个阶段 水解酸化阶段 产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段第一阶段水解阶段 水解产酸细菌产生胞外酶水解有机物，复杂的有机物在胞外酶的作用下消解为较简单的有机物第一阶段的两个子期 酸性发酵期（水解酸化阶段的前期）碳水化合物的分解产酸作用强于蛋白质分解作用；产生大量的有机酸，pH 99.5%）去氧化炉料中所含的碳、硅、锰、磷等元素，同时与熔剂起反应形成的熔渣。钢渣的主要化学成分有:CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、fCaO,有的还含有V2O5、TiO2等,成分有较大范围的波动 钢渣的矿物组成：包括硅酸盐矿物、RO相（二价金属氧化物固熔体）、尖晶石（MOR2O3）、磷酸盐和硫化物等，其组成与其化学成分特别是碱度有很大的关系。钢渣的资源化途径PPT113741钢渣的性质不同，利用途径不同。如含磷高的钢渣适宜作磷肥、含磷低的钢渣可