实验 生活垃圾的特性分析_图文

1、实验二生活垃圾的特性分析一、实验目的生活垃圾来自城市生活的各个方面,涉及面非常广泛,性质很不稳定。由于各地气候、季 节、生活水平、生活习惯、能源结构及垃圾收集方式的差异,造成城市生活垃圾成分和产量更 加多种多样,而且变化幅度也很大。为了有效地进行生活垃圾的技术管理,必须掌握好生活垃 圾的特性,在此基础上选择适合的处理方法。本实验的目的在于:(1 了解表征生活垃圾特性的指标参数;(2掌握生活垃圾特性的分析方法。二、实验原理城市生活垃圾的性质主要包括物理、化学、生物化学及感官性能。感官性能是指垃圾的颜色、臭味、新鲜或者腐败的程度等,往往可通过感官直接判断。城 市垃圾的物理性质与城市垃圾的组成密切相

2、关,组成不同,物理性质也不同。一般用组分、含 水率和容重三个物理量来表示城市垃圾的物理性质。城市垃圾的化学性质对选择加工处理和回 收利用工艺十分重要,表示城市垃圾化学性质的特征参数有挥发分、灰分、灰分熔点、元素组 成、固定碳及发热值。三、实验器材0. 5t小型手推货车;100kg磅秤;铁锹;竹夹;橡皮手套;剪刀;小铁锤;马弗炉;标准 筛;坩埚;容积100L的硬质塑料圆桶;干燥箱;锥形瓶等。四、实验步骤和方法1.组成垃圾组成的分析步骤如下:(1取垃圾试样2550kg,按照表2-1的分类进行粗分拣。表2-1生活垃圾分拣有机物无机物可回收物动物植物灰土砖瓦陶瓷纸类塑料橡胶纺织物玻璃金属木竹其他混合(

3、2将粗分拣后的剩余物过10m m筛,筛上物细分拣各成分,筛下物按其主要成分分类,无法分类的为混合类。(3分类称量计算各成分组成。M,C i(S=X100%(2-1C;(干=C,(湿(2-2式中G (湿-湿基某成分含量,少M i -某成分质量,kg;M _样品总质量,kg;-干基某成分含量,>C k 水-某成分含水率,%;C (水-样品含水率,%。2.含水率垃圾含水率的分析步骤如下:(1将各垃圾成分试样破碎至粒径小于15m m 后,置入干燥箱中,在(105±5°C 条件下 烘48h ,取下冷却后称量。(2重复烘12h ,再称量,直至质量恒定。(3计算含水率C,=丄Emc

4、 (水=式中M j(湿-每次某成分湿重,g;My(干每次某成分干重,g;n -各成分数;m -测定次数;其余符号意义同前。3.容重_垃圾容重的分析步骤为:将采取的垃圾试样不加处理装满有效高度l m 、容积100L 的硬质塑料圆桶内,稍加振动但不压实,称取并记录质量,重复24次后,结果按下式计算:竹竺丹1000 y 每次称量质量(kg q垃圾合量(k g /m -称量次数X 样品体积(L(2'54.灰分和可燃物含量垃圾灰分是指垃圾试样在815°C下灼烧而产生的灰渣量。在815°C下,垃圾试样中的有机物质均 被氧化,金属也成为氧化物,这样损失的质量也就是垃圾试样中的可燃

5、物质量。其分析步骤如下。(1称取并记录一系列坩埚质量。 .(2将粉碎后的各垃圾成分样品按物理组成的比例充分混合后,在每个坩埚中加人适当的量,称取并记录质量。(3将盛放有试样的坩埚放人到马弗炉(或燃烧炉,在(815±10°C 下灼烧l h ,然后取 下冷却。(4分别称量并计算含灰量,最后结果取平均值。A = X 100%(2-6式中A 垃圾试样的含灰量,%;R 在815°C下灼烧后坩埚和试样质量,kg;S 灼烧前坩埚和试样质量;C 坩埚的质量。(5垃圾的可燃物质量= 100A 。Mj(湿M j (干湿n水X G(湿X 100%(2-3(2-45.粒度垃圾粒度分析步骤

6、为:(1将一系列不同筛目的筛子分别称量并记录后,按筛目规格序列由小到大排放;(2称取并记录需筛分的试样质量;(3在最上面的筛子上放入需筛分的试样后,连续摇动15min;(4将每个带有试样的筛子称量后,计算各个筛子上的微粒分数。微粒分数土(微粒质量筛样质筛子质量X100%(2-76.热值垃圾的热值分为高位热值和低位热值。所谓高位热值,是指包括产生水蒸气的能量在内的 燃烧热量;所谓低位热值则是比高位热值低的可用热量。其分析步骤为:(1将垃圾试样粉碎至粒径小于0.5m m的微粒;(2在(105±5°C下烘干至质量恒定;(3用氧弹式热量计测定高位热值(具体见本书实验三(4用公式计算

7、混合试样的高位热值和低位热值(kj/kg。n混合样高位热值(干基=2(i成分高位热值X i成分质量百分比(2-8/= !混合样高位热值(湿基=混合样高位热值(干基X(1 一含水率(2-9混合样低位热值(湿基=混合样高位热值(湿基-24. 4含水率+9H(干X(1 一含水率(2-10式中24.4水的汽化热常数,kj/kg;H(干干基氢元素含量,%,见表2-2。表2-2生活垃圾各成分的干基高位热值和干基氢元素含量城市生活垃圾成分干基高位热值/(kj/kg干基氢元素含量/%城市生活垃圾成分干基高位热值/(kj/kg干基氢元素含量/%塑料325707. 2灰土、陶瓷6980 3. 0橡胶2326010

8、. 0厨房有机物4650 6. 4木、竹18610 6.0铁金属700纺织物17450 6. 6玻璃140纸类16600 6. 07.淀粉的测定垃圾在堆肥处理过程中,需借助淀粉量分析来鉴定堆肥的腐熟程度。这一分析化验的基础 是在堆肥过程中形成了淀粉碘化络合物。这种络合物颜色的变化取决于堆肥的降解度,当堆肥 降解尚未结束时,呈蓝色,降解结束时即呈黄色。堆肥颜色的变化过程是深蓝_浅蓝-灰-绿-黄。这种试样分析实验的步骤是:(1将l g堆肥置于lOOmL烧杯中,滴入几滴酒精使其湿润,再加20mL36%的高氯酸。(2用纹网滤纸(90号纸过滤。(3加入20m L碘反应剂到滤液中并搅动。(4将几滴滤液滴到

9、白色板上,观察其颜色变化。试剂是碘反应剂,将2g反应剂溶解到 500m L水中,再加人0.08g碘;36%的高氯酸;酒精。该实验需用的试剂有:碘试剂将2g碘化钾溶解到500m L水中,再加入0.08g的碘;36%的高氯酸;纯酒精少量。8.生物降解度的测定垃圾中含有大量天然的和人工合成的有机物质,有的容易生物降解,有的难以生物降解。本方法是一种以化学手段估算生物可降解度的间接测定方法。根据生物可降解有机质比生物不 可降解有机质更易于被氧化的特点,在原有“湿烧法”测定固体有机质的基础上,采用常温反 应以降低溶液的氧化程度,使之有选择性地氧化生物可降解物质。即在强酸性条件下,以强氧 化剂重铬酸钾在常

10、温下氧化样品中的有机质,过量的重铬酸钾以硫酸亚铁铵回滴。根据所消耗 的氧化剂的量,计算样品中有机质的量,再换算为生物可降解度。反应式如下:2K2Cr207+3C+8H2S4 >2K2S04+2Cr2(S04s+3C02+8H20(2-11 K2Cr207+6F e S04+7H2S04>K2S04+C r2(S043+3F e2(S043+7H20(2-12 本法实验步骤为:称取0.5000g风干并经磨碎的试样,置于250m L的容量瓶中。用移液管准确量取15m L重铬酸钾溶液,加人瓶中。向瓶中加入20m L硫酸,摇匀。在室温下将容量瓶置于振荡器中,振荡lh (振荡频率100次/m

11、 i n左右。取下容量瓶,加水至标线,摇匀。从容量瓶中分取25m L置于锥形瓶中,加试亚铁灵指示液3滴,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至刚出现红褐色不褪即为本次实验的终点,记录硫酸亚铁 铵溶液的用量。用同样的方法在不放试样的情况下,做空白实验。按下式计算生物可降解度BDM:BDM( % V o-V O X C X G. 383X10-3X10 x _ % (2.13式中空白实验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积,m L;Vi -样品测定所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积,m L;C硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L;W样品质量,g;6.383换算系数,碳的摩尔质量除以生物可降解物质平均含碳量47%,g/m o l。本实验所需试剂有:重铬酸钾溶液c d K2Cr207=2m o l/L,将98. 08g重铬酸钾溶于500mL蒸馏水中,然后缓慢加人250m L的浓硫酸,加蒸馏水至1L。硫酸亚铁铵标准溶液c(N H42F e(S042