固体废物课后答案

1、固体废物：指在生产，生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或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，行政法规定纳 入固体废物管理的物品，物质。按照污染特性可将固体废物分为：一般固体废物，危险废物，放射性固体废物。按照化学 性质分为有机固体废物和无机固体废物。按照固体废物的来源分为：工矿业固体废物，生活 垃圾以及其他固体废物。危险废物：指列入国家危险废物名录或者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。“三化”原则：资源化，无害化，减量化。资源化指通过实施适当的技术，一方面减少 固体废物的排出量，另一方面减少固体废物的容量。无

2、害化指通过采用值当的工程技术对 废物进行主力，使其对环境不产生污染，不致对人类健康产生影响。 资源化指固体废物 中回收有用的物质和能源，加快物质循环，创造经济价值的广泛的技术和方法。垃圾操作过程分为三个阶段：运贮，清运，运转。压实又称压缩，指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容量和减少固体废物表面面积， 提高运输和管理效率的一种操作技术。（目的：增大容重，可制取高度密度惰性快料）破碎：利用外力客服固体废物质点间的内聚力而是大块固体废物分裂成小块的过程。磨碎：指使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。影响破碎过程的因素是物料机械强度 和破碎力。破碎的目的：（1）减小体积，便于运输和存储;（2）提高

3、适宜的粒度，以便有效的 回收固体废物中的某种成分；（3）比表面积增加，提高焚烧，热分解，熔融等作业的稳定性 和热效率。破碎的方法分为：干式破碎，湿式破碎，半湿式破碎。破碎比：指原废物与破碎产物粒度的比值。总破碎比等于各段破碎比的乘积低温破碎：利用物料在低温变脆的性能对一些在常温下难以破碎的固体进行有效破碎的过 程，也可利用不同废物脆化温度的差异在低温下进行选择性破碎。筛分：利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的物料留在筛面上， 完成粗细物料分离的过程。该过程看做物料分层（条件）和细粒透筛（目的）。筛分效率是指实际得到的筛分产品质量与人工废物中所含小于筛分孔尺寸的细粒物料质 量

4、之比。1.重力分选是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力，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，从而得到不同密度的产品的分选 的过程。影响因素：物料颗粒的尺寸，颗粒与介质的密度差以及介质的粘度。重力分选过 程具有的共同工艺条件：（1）固体废物中，颗粒间必须存在密度差异；（2）分选过程都是 在运动介质中进行；（3）在重力，介质动力及机械力综合作用下，使颗粒群松散并按密度 分层；（4）分好层的物料在运动介质流推动下互相迁移，彼此分离，获得不同密度的最终 产品。磁流体分选是利用磁流体作为分选介质，在磁场或者磁场和电场的联合作用下产生加重 作用，按照固体废物

5、各组分的磁力和密度的差异或者磁性，导电性和密度的差异，使不同组 分分离的过程。磁流体是指某种能够自磁场或者磁场和电场联合作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒 产生磁浮力作用的稳定分散液。固体废物的水按照形式分为间隙水（用浓缩分离），毛细管结合水（高速离心机脱水，负 压或者正压过滤机脱水），表面吸附水（加热法脱出），内部水（高温加热，冷却法去除，生 物法）。浮选药剂分为捕收剂，起泡剂，调整剂（异极性捕收剂黄油，油酸。起泡剂有松醇油，脂肪醇）起泡剂如何起泡：它是一种异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基亲气，主要作用 在水气界面上，使其表面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，

6、增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。16 .溶剂浸出是用适当的溶剂与废物作用是物料中有关的组分油选择性的溶解的物理化学过 程。 动力学过程：外扩散，化学反应，解吸，反扩散。影响浸出过程的主要因素：物料粒度及其特性，浸出温度，浸出压力，搅拌速度，其他 因素的影响（溶剂浓度，固液比）稳定化：指将有毒有害污染物转变为低溶解性，低迁移性及低毒性物质的过程。固化：指危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或者形成紧密固体的过程。稳定化涸化处理效果的评价指标：浸出速率，增容比，抗压强度等物理及化学指标。稳定化/固化处理的基本要求：（1）抗浸出性（2）抗干湿

7、性，抗冻融性（3）耐腐蚀性， 不燃性（4）抗渗透性（5）足够的机械强度。堆肥化就是控制的条件下，依靠自然界中广泛分布的细菌，放线菌，真菌等微生物，认 为的促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖物转化的微生物学过程。好氧堆肥原理：好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中的有机物发生一 系列放热分解反应，最终使有机物转化成为简单而稳定的腐殖质的过程，在堆肥过程中微生 物通过同化和异化作用把一部分有机物氧化成简单的无机物，并释放出能量，把另一部分有 机物转化合成新的细胞物质，供微生物生长繁殖。厌氧消化是指在特定的厌氧条件下，由厌氧微生物将有机质进行分解，使其中的易腐生物质 部分得到降解，并且消除

8、生物活性转化为无腐败性的稳定残渣的过程。好氧堆肥的过程：潜伏阶段，中温阶段，高温阶段，腐熟阶段。影响因素：供氧量，含水率， 温度和有机物含量，颗粒度，CN比和CP比厌氧消化原理（三段理论）：水解阶段，产酸阶段，产甲烷阶段。厌氧消化分三个阶段：（1）水解（液化）阶段 微生物的抱外酶，如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等，将有机物进行体外酶解，纤维素、淀粉等多糖分解成单糖和二糖进而形成丙酮酸，蛋白质转化为肽和氨基酸，脂肪转化为甘油和脂肪酸。也就是说，将固体有机物转化为可溶性的分子量较小的物质。（2）产酸阶段上一阶段的液化产物进 入微生物细胞，在胞内酶的作用下迅速转化为低分子化合物，如低级脂肪酸、醇

9、、中性化和 物等，其中以有机酸尤其是乙酸所占比例最大，可以达到80%左右。3）产甲烷阶段 由 严格厌氧的产甲烷菌完成。它们利用一碳化和物（二氧化碳、甲醇、甲酸、甲基胺和一氧化 碳）、一酸和氢气产生甲烷。在这一阶段，前面所产生的低分子物质几乎有90%可以转化为 家湾，其余10%则被甲烷菌作为自身的养料进行新陈代谢。上述三个阶段实际上是一个连续的过程，相互依赖。发酵初期以第一和第二 阶段为主，兼有第三阶段反应。发酵后期，三个阶段的反映同时发生，在一定的 动态平衡下，才能够维持正常地产气。固体废物的焚烧处理就是将固体废物进行高温分解和深度氧化的处理过程。进行燃烧的基本条件：可燃物质，助燃物质，弓燃火

10、源，并在着火条件下。燃烧着火方式：化学自然燃烧，热燃烧，强迫点燃烧。干燥分为：传导干燥，对流干燥，辐射干燥。燃烧分为蒸发燃烧，分解燃烧，表面燃烧。焚烧主要影响因素：固体废物性质，焚烧温度，停留时间，供氧量和物料混合程度。其 中停留时间，温度，湍流度和空气过剩系数称为“3T+1E”。固体废物热值是单位质量固体废物在完全燃烧时释放出来的热量。高位热值（粗热值） 和低位热值（净热值）的区别：粗热值，热值包含烟气中水的潜热;净热值，焚烧时不包含烟气中水的潜热。热解是将有机物在无氧或者缺氧状态下加热，使之成为气态，液态，固态可燃物质的化 学分解过程。热解与焚烧的区别：焚烧时需氧氧化反应过程，热解是无氧或

11、者缺氧反应过程;焚烧是放 热的，热解是吸热的;焚烧的主要产物是二氧化碳和水，热解的产物是可燃的低分子化合物; 焚烧产生的热能一般就近直接利用，热解的产物如可燃气，油可以贮存及远距离输送。焚烧 二次污染大，热解二次污染小。焙烧：在低于熔点的温度下热处理废物的过程，目的是改变废物的物理性质和化学性质， 以便于后续的资源化利用。废物渗滤液是指废物在填埋或者堆放过程中因其有机物分解产生的水或者废物中的游离 水，降水，径流及地下水入渗而淋虑废物形成的成分复杂的高浓度有机废水。分离CO2的主要方法：吸收分离，吸附分离，膜分离。分析填埋场气体的产生过程，该过程可分为哪几个阶段，画出各阶段气体组成的曲线图，并

12、指出各阶段有哪些主要特征？（I）好氧阶段（I）也称初始调整阶段，历时较短。此时，垃圾中的糖类物质与随垃圾带来的氧发生好氧反应而生成水和二氧化碳，反应过程为C6H12O6 + 6O2 - 6CO2 + 6H2O特征： 开始产生CO2，氧气量降低； 释放大量的热，使垃圾中温度明显升高 10-15C。（2）过渡阶段（缺氧阶段）（II）过渡分子氧已经耗尽，厌氧条件开始形成并发展，复杂有机物如多糖、蛋白质在微生物作用和化学作用下水解、发酵，由不溶性物质变为可溶性物质，并迅速生成VFA、CO2和少量H2。特征： 气体成分以CO2为主，少量H2、N2，基本不含甲烷； 渗滤液的Ph值呈 下降趋势，COD值升高

13、； 渗滤液含较高浓度VFA Ca、Fe、NH3和重金属。（3）产酸阶段（III）为纯的厌氧环境。大分子有机组分（核酸、多糖、蛋白质）在发酵菌作用下水解为糖并进一步分解为CO2、H2和小分子有机酸（丙酸、丁酸、乳酸、醇类等）； 进而在产酸菌作用下被转化为乙酸及其衍生物、CO2、H2。特征：CO2为主要气体，先升后渐降，另有少量H2； 渗滤液pH很低（5）,COD、 BOD急剧升高；酸性条件使有机物质、重金属溶解，离子态存在；渗滤液中含 大量可产气的有机物和营养物质。（4）产甲烷阶段（W ）甲烷菌处于支配地位，能利用前阶段的产物如氢气、CO2、醋酸、乙酸、甲烷等碳类化合物为机质，将其转化为甲烷和C

14、O2，是能源回收的黄金时期。特征：甲烷产生率稳定，甲烷含量保持在5060%的水平；渗滤液COD、BOD、 VFA逐渐下降，pH上升（6.8-8）; 渗滤液重金属离子浓度降低。（5）填埋场稳定阶段（V）当垃圾中大部分可生物降解有机组分转化为甲烷和CO2后，填埋场释放气体速率显著降低，填埋场进入成熟（稳定）阶段。特征：几乎无气体产生，沉降已基本停止；渗滤液及垃圾的性质稳定，渗滤液含 的腐殖酸和富里酸，难生化降解；填埋场中微生物量极贫乏某住宅区生活垃圾量约280m3凋，解：P =t +t +t =0.033+0.033+0=0.066h/次hcs pc uc dhc清运一次所需要的时间：Thcs=(

15、Phcs+s+t)/(1w)=(0.066+0.022+0.512)/(1 0.25)=0.80h/次 清运车每天可以进行的清运次数：Nd=H/Thce=8/0.8=10次/d每周所需收集的行程数：Nw=Vw/ (VcXf) =280/(8 X0.67) =53次每周所需要的工作时间：Dw=Nw X Thcs=53 X 0.8=42.4h/次某固体废物含可燃物60%,水分20%,惰性物20%解： 以固体废物1kg为计算基准残渣中没燃烧的碳含量未燃烧碳的质量惰性物的质量为:1kgX 0.2=0.2kg总残渣量为 0.2kg：( 10.05) =0.2105kg没燃烧碳的质量：(0.21050.2

16、000) kg=0.0105kg未燃烧碳的损失：32562kJ/kg X0.0105kg=341.9kg计算水的汽化热计算生成水的总质量总水量=固体废物原水量+组分中氢和氧结合生成水的量固体废物原含水量=1kg X 0.20=0.2kg组分中氢和氧结合生成水的量=1kg X 0.04 X 9=0.36kg总水量=(0.2+0.36) kg=0.56kg水的汽化热为 2420kJ/kg X0.56kg=1355.2kJ辐射热损失为进入焚烧炉总能量的0.5%即11630kJX0.005=58.2kJ残渣带出的显热 0.2105kJ X0.323kJ/(kgXC)X(65065)=39.8kJ可利用

17、的热值可利用的热值=固体废物总热值一各种热损失之和=【11630 (34109+1355.2+58.2+39.8 )】kJ=9834.9kJ用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥实验解:(1)计算出堆肥物料C31H50NO26千摩尔质量为852kg,可计算出参加堆肥过程的有机物质 的量=(1000/852)kmol=1.173kmol堆肥产品C11H14NO4千摩尔质量为224kg可算出每摩尔物料参加堆肥过程的残余有机物物质的量，即 n=200/ (1.173 X224) kmol=0.76kmol若堆肥过程可表示为：C HNO +(nz+2s+r-d)/2O fn

18、C HN O +sCO +rH O+(c ny)NH a b c d2 w x y z 223得出 a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14,y=1,z=4 可以计算r=50500.76X143 (10.76X1) =19.32S=310.76X11=22.64堆肥过程所以需要的氧量为m=【0.5X(0.76X4+2X22.64+19.3226)X 1.173X32】 kg=781.50kg4.一个有100000人的城市,平均每人每天产生垃圾2.0kg：解：一年填埋废物的体积为 V1= (365X2X100000/600) + (365X2X100000/600X4 ) m3 =152083 m3如果比考虑该城市垃圾产生量随时间的变化，则运营20年所需库容为：V20=20XV1=20X 15208