固废部分思考题答案(参考)

1、如何理解固体废物的二重性？固体废物的污染与水污染、大气污染、噪音污染的区别是什么？（1）固体废物是在错误时间放在错误地点的资源，具有鲜明的时间和空间特征。从时间方面讲，它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件，随着科学技术的飞速发展，矿物资源的日渐枯竭，昨天的废物势必又将成为明天的资源。从空间角度看，废物仅仅相对于某一过程或者某一方面没有使用价值，而并非在一切过程或一切方面都没有使用价值。某一过程的废物，往往是另一过程的原料。?（2）固体废物问题较之大气污染、水污染、噪音污染的环境问题有其独特之处，简单概括之为“四最”??最难得到处理：固体废物由于含有的成分相当复杂，其物理性状也千变万化，因此是“三废”中最难处置的一种。??最具综合性的环境问题：固体废物的污染，不是单一的环境污染，它同时伴随者土壤污染、水污染及大气污染等问题。??最晚得到重视：固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人民重视的污染问题，也是较少得到人民重视的问题。2、名词解释：固体废物、固体废物处理、固体废物处置、原生资源、再生资源、有害废物、“三化”原则、巴塞尔公固体废物：指在社会的生产、流通、消费等系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质固体废物处理：指将固体废物转变成适于运输，利用、贮存或最终处置的过程固体废物处置：指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题原生资源：指人类从自然界直接获取的、未经人类加工转化的自然资源再生资源：倉由废弃物质直接或间接利用而得到的物质资源倉在人类的生产、生活、科教、交通、国防等各项活动中被开发利用一次并报废后，还可反复回收加工再利用的物质资源有害废物：是指在操作、储存、运输、处理和处置不当时会对人体健康或环境带来重大威胁的废物。1）含有毒性物质：如Cd、Hg、As、Pb2）含有传染性物质：如病毒、害虫3）含有易燃物4）含有腐蚀性强的物质：5）含有易爆物：6）放射性强的有毒有害工业固体废弃物“三化”原则：无害化、减量化、资源化巴塞尔公约：《控制危险废料越境转移及其处置巴塞尔公约》，1989年3月22日在联合国环境规划署于瑞士巴塞尔召开的世界环境保护会议通过，1992年5月正式生效，已有近百个国家签署了这项公约，中国与1990年3月22日在该公约生签字。3、简述固体废物的污染特点、管理特点以及管理程序、内容和方法。污染特点：最难得到处置，最具综合性的环境问题，最晚得到重视，最贴近的环境问题管理特点管理程序：由于固体废物本身往往是污染的源头，故需对其产生-收集运输-综合利用-处理-贮存-处置，实行全过程管理，在每一环节都将其当做污染源进行严格的控制管理内容：产生者、容器、贮存、收集运输、综合利用、处理处置（是否需要展开？）管理方法：（1）划定有害废物与非有害废物的种类和范围：名录法和鉴别法（2）建立固体废物管理法规：倉制定“资源综合利用法”倉制定“固体废物法”倉建立“固体废物环境标准体系”控制有害废物越境转移4、简述固体废物处理、固体废物处置方法和污染控制途径。固体废物处理方法：（1）物理处理：通过浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态，包括压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取等（2）化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化，或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态，包括氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等（3）生物处理：利用微生物分解固体中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用，包括好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理（4）热处理：通过高温破坏和改变固体废物组成和结构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的，包括焚化、热解、湿式氧化以及焙烧、烧结等（5）固化处理：采用固化基材将固体废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能较安全地运输和处置的一种处理过程，处理对象主要是有害废物和放射性废物固体废物处置方法：包括海洋处置和陆地处置两大类。海洋处置方法包括深海投弃和海上焚烧；陆地处置包括土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地掩埋和深井灌注几种。5、简述我国关于控制固体废物污染的技术政策。第二章1、简述国内外城市垃圾收集情况，有何优缺点，如何改进？工业发达国家的垃圾收集概况：研制和利用了多种机械化、卫生化程度较高的废物收集、运输工具，发展和应用了各种卫生化水平较高的处理工艺，也形成比较科学的城市废物综合治理体系。我国的垃圾收集概况：我国各城市废物收运的机械化水平和无害化处理水平提高很快，各类垃圾收集容器和密闭式垃圾收集车在许多城市得到应用。落地式垃圾堆放站在大城市市区基本取消，或由较大容器取代，或由机械化程度较高的垃圾集运站取代，废物收集过程的环境污染得到解决。2、容器收集垃圾的方式有何优缺点？袋装垃圾的方式有何优缺点？3、简述危险废物的收集与贮运。（1）产生与收集：来源广，保存在特种装置内，钢制容器和特种塑料容器；严防渗漏、溢出、抛洒或挥发等情况。放置在场内的桶或袋装危险废物可直接运往场外的收集中心或回收站，也可以通过专用运输车按规定路线运住指定的地点贮存或作进一步处理处置。（2）贮存：防火墙、混凝土地面、通风好、标记和编码（3）收运：倉危险废物的运输车辆必须经过主管单位检查，并持有有关单位签发的许可证，负责运输的司机应通过专门的培训，持有证明文件；倉承载危险废物的车辆必须有明显的标志或适当的危险符号倉载有危险废物的车辆在公路上行驶时，需持有运输许可证，其上应注明废物来源、性质和运住地点．此外，在必要时要有专门单位人员负责押运工作；④组织危险废物运输的单位，在事先需作出周密的运输计划和行驶路线，其中包括效的废物泄漏情况下的紧急补救措施。4、在工大校园的地图上，设计出一条高效率的收集废物路线。（要求：了解工大的生活垃圾收集方式；掌握垃圾收集操作方法、收集车辆类型、收集劳动及收集次数和时间的确定方法；设计出线路的最佳方案）第三章破碎的目的和原理?（1）破碎是指利用人力或机械等外力的作用，破坏固体废物质点间的内聚力和分子间作用力而使大块固体废物破碎成小块的过程。磨碎是指小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。?（2）目的：倉使固体废物的容积减小，便于运输和贮存；倉为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便有效的回收废物中某种成分；倉使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、热融等的稳定性和效率；为固体废物的下一步加工作准备；用破碎后的生活垃圾进行填埋处理，压实密度高且均匀，有利于加快复土还原；防止粗大、锋利的固体废物损害分选、焚烧和热解等设备破碎的方法及破碎比的确定?根据固体废物破碎时所使用的外力，可以将破碎分为机械能破碎和非机械能破碎两种。机械能破碎是利用破碎工具对固体废物施加外力而使其破碎，通常包括挤压、冲击、剪切、摩擦、撕拉等方式。非机械能破碎指利用电能、热能等非机械能的方式对固体废物进行破碎，如低温破碎、热力破碎、减压破碎、超声破碎等。用于实际生产的破碎设备通常是综合两种或者两种以上的破碎方法，对固体废物进行联合破碎，这样更能达到良好的破碎效果。破碎比的计算方法1）极限破碎比的确定：废物破碎前的最大粒度与破碎后的最大粒度的比值。极限破碎比在设计中常被采用。2）真实破碎比的确定：废物破碎前的平均粒度与破碎后的平均粒度的比值。此破碎比能较真实的反映破碎程度，在科研及理论研究中常被采用。一般破碎机的平均破碎比在3-30之间，磨碎机破碎比可达40-400以上。破碎比与破碎段之间有何内在联系?（1）?在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值成为破碎比。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数，也就是表征了废物被破碎的程度。破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。?（2）?固体废物每经过一次破碎机或磨碎机成为一个破碎段。破碎段数是决定破碎工艺流程的基本指标，它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。破碎段数越多破碎流程就越复杂，工程投资相应增加，因此，如果条件允许的话，应尽量减少破碎段数。（3）如若要求的破碎比不大，则一段破碎即可。但对有些固体废物的分选工艺，例如浮选、磁选等，由于要求入料的粒度很细，破碎比很大，所以往往根据实际需要将将几台破碎机或磨碎机依次串联起来组成破碎流程。对固体废物进行多段破碎，其总破碎比等于各段破碎比的乘积怎样根据固体废物的性质选择破碎方法?选择破碎方法时，需视固体废物的机械强度，特别是废物的硬度而定。对坚硬废物，挤压破碎和冲击破碎很有效；对韧性废物，剪切破碎和冲击破碎或剪切破碎和磨碎很较好；对脆性废物，劈碎、冲击破碎有效；选择破碎机时应综合考虑哪些因素?倉所需要的破碎能力；倉固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒的大小；倉对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求；④供料方式；⑤安装操作场所情况等低温破碎与常温破碎的定义及优缺点比较?低温破碎：利用常温下难以破碎的固体废物在低温时变脆的性能对其进行破碎的方法。同时，还可以根据不同物质的脆化温度的差异进行选择性的破碎。低温破碎通常采用液氮作为制冷剂，因为液氮具有制冷温度低、无毒、无爆炸危险的优点。但由于成本较高，所以地问破碎通常仅用于常温下破碎较困难得废物，如橡胶和塑料等。低温破碎相对于常温破碎的优点在于;①对于含有复合材质的物料，可以进行有效得破碎分离；②同一种材质在破碎后粒度均匀，尺寸大体一致，形状好，便于分离；③动力消耗较低，噪声水平和振动水平也有所降低；④对于极难破碎并且塑性极高的氟塑料废物，采用液氮低温破碎，可以获得碎快和粉末；⑤破碎成品的形状适合于进一步的处理。压实的目的和操作原理?目的：利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，便于装卸、运输、储存和填埋。原理：压实的实质可看作是消耗一定的压力能，减少空隙率，将空气压掉，提高废物容重的过程。当固废受到外界压力时，各颗粒间相互挤压，变形或破碎，从而达到重新组合的效果。如何选择压实器?根据废物性质如含水率、后续处理要求（压缩比）选用不同设备。移动式压实器：一般安装在收集垃圾车上，接受废物后即行压缩，随后送往处置场地，如在填埋现场使用的轮胎式或履带式压土机、钢轮式布料压实机以及其他专门设计的压实机具。固定式压实器：一般设在废物转运站、高层住宅垃圾滑道的底部，以及需要压实废物的场合，如各种家用小型压实器、废物收集车上配备的压实器及中转站配置的专用压实机。筛分的主要功能是什么?使用于什么场合?筛分的作用是完成粗、细粒物料分离的过程。一般多用于物理和化学性质较单一废物的分选，也有利用多级滚筒筛对城市垃圾进行预处理。筛分的原理及如何计算筛分设备的筛分效率？影响筛分效率的因素有那些？原理：利用筛子将松散的固体废物分成两种或多种粒度级别的分选方法，即将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面，而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上，完成粗、细物料分离。式中：E—筛分效率，％；Q]—筛下的产品自重，kg；Q—入筛固体废物含量，kg；a—入筛固体废物中小于筛孔的细粒含量，%在实际筛分时测定Q1和Q比较困难，如图可列出下列方程计算：影响筛分效率的因素有：孑①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?②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。?③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。惯性振动筛与共振筛在工作原理上有何区别?振动筛工作原理：振动筛通过产生振动的振动器，将振动传递给筛箱，筛箱可以自由振动，使颗粒产生近乎垂直于筛面的跳动或作圆形、椭圆形运动。振动筛适用于细粒废物（0・l-15mm）的筛分，也可用于潮湿及黏性废物的筛分。????共振筛工作原理：是利用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱动，使筛子在共振状态下进行筛分。工作原理是当共振筛的筛箱压缩弹簧而运动时，其运动速度和动能都逐渐减小，被压缩的弹簧所储存的位能却逐渐增加。当筛箱的运动速度和动能等于零时，弹簧被压缩到极限，它所储存的位能达到最大值，接着筛箱向相反方向运动，弹簧释放出所储存的位能，转化为筛箱的动能，因而筛箱的运动速度增加。当筛箱的运动速度和动能达到最大值时，弹簧伸长到极限，所储存的位能也就最小。介绍重力分选的基本原理和类型及分选设备适用场合?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。按介质不同，分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选。重介质分选机：适用于分离粒度较粗（40—60mm）的固废跳汰机：在垂直变速水流中按密度分选固废水平气流风选机（卧式风力分选机）和上升气流风选机（立式风力分选机）：风选主要用于城市垃圾的分选。摇床：主要用于从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿。磁流体分选的原理及其设备？原理：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和密度的差异，或磁、导电性和密度的差异，使不同组分分离。磁流体分选槽：以永久磁铁产生磁场和以水为载体的磁流体分选，用电少、设备体积小、磁流体易回收、运转费用低，分选介质是油基或水基磁流体。浮选中常用哪些浮选药剂？它们在浮选过程中的作用是什么？捕收剂：使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着起泡剂：表面活性物质，降低表面张力，促进泡沫形成，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调整剂：调整捕收剂与物质颗粒表面，调整料浆性质，提高浮选过程的选择性什么是摩擦与弹跳分选?举例说明其在城市垃圾处理中的应用?根据固体废物中各组分摩擦系数和碰撞系数的差异，在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离的一种处理方法。斜板运输分选机：城市垃圾由给料皮带运输机从斜板运输分选机的下半部分的上方给入，其中砖块、铁块、玻璃等与斜板板面产生弹性碰撞，向板面下部弹跳，从斜板分选机下端排入重的弹性产物收集仓，而纤维织物、木屑等与斜板板面为塑性碰撞，不产生弹跳，因而随斜板运输板向上运动，从斜板上端排入轻的非弹性产物收集仓，从而实现分离。根据城市垃圾和工业固体废物中各组分的性质，怎样组合分选回收工艺系统？为了经济有效的回收城市垃圾和工业固体废物中有用物质，根据废物的性质和要求，将两种或两种以上的分选单元操作组合成一个有机的分选回收工艺系统。城市垃圾分选回收工艺系统：产品为轻质可燃物、杂纸类、铁系金属、重质无机物粉煤灰分选回收系统：粉煤灰中含有碳粒、空心玻璃微珠、磁珠、密实玻璃体等有用物质煤矸石分选回收硫铁矿系统：含有硫铁矿和矸石单体污泥的最终出路是什么？如何因地制宜考虑？建筑材料：污泥焚烧灰掺加粘土和硅砂制砖，或在剩余活性污泥中加进木屑、玻璃纤维压制板材，或以无机物为主要成分的沉渣用来铺路和填坑。农肥：污泥中重金属离子含量在容许范围以内，直接用作农肥。沼气：有机物你经过厌氧发酵分解后产生的沼气作为能源。污泥处置有哪些方法?各有何作用?由于某些因素无法采用污泥利用或产品回收的方法，考虑污泥处置。填埋：在填埋前应经过稳定化处理。选择填埋场地时应注意该处的地质、水文条件和土壤条件，不至使地下水受到污染，且应和土地利用规划相结合。焚烧：使有机固体量和污泥体积大幅度地减小、灭菌。海洋投弃污泥含水率从97.5%降至94%,污泥体积如何变化?当污泥含水率大于65%时污泥的体积与含水率之间有下列关系：V1/V2二(100-P2)/(100-P1)已知P1=97.5,P2=94V2=V1*(100-97.6)/(100-94)=0.4V1所以，污泥体积变为原来的0.4倍比较几种污泥浓缩法的优缺点。重力浓缩法：脱水后含水量一般在50%。气浮浓缩法：浓缩速度快；占地较少；生成污泥较干燥，表面刮泥较方便。但基建和操作费用较高，管理较复杂。离心浓缩法：占地面积小、造价低，但运行与机械维修费用较高。为什么污泥机械脱水前要进行调理?怎样调理?其目的是改善污泥浓缩和脱水的性能，提高机械脱水设备的处理能力。污泥调理方法：化学调理：化学调理是在污泥中加入适量的混凝剂、助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒混凝，改善污泥脱水性能。淘洗：将污泥与3-4倍污泥量的水混合而进行沉降分离。加压加热调理：对污泥进行加热加压调理，可使部分有机物分解，亲水性有机胶体物质水解，颗粒结构改变，从而改善污泥的浓缩与脱水性能。冷冻融化调理：将污泥交替进行冷冻与融化，通过改变污泥的物理结构，使其易于浓缩脱水。常用的污泥机械脱水设备有那几种？试比较它们的适用范围?真空过滤机：适应于各种污泥的脱水。板框压滤机：适应于各种污泥的脱水。滚压带式脱水机：不适于粘性较大的污泥脱水。离心脱水机：不适于含砂量高的污泥脱水。造粒脱水机：适于含油污泥的脱水。废物为什么要进行固化?对危险废物、其它处理过程残渣及被污染的土壤进行处理。使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。目的：对于具有毒性或强反应性等危险性质的废物进行处理其他处理过程产生的残渣在大量土壤被有机或无机废物所污染时，借助固化技术进行去污使土壤得以恢复废物固化的定义及其原理和方法?定义：在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。原理：1、将污染物化学转变或者引入到某种稳定的晶格中；2、将污染物直接掺入到惰性材料中进行包封。二者单独或者结合使用。主要用于处理无机废物。方法：水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、石灰固化等。怎样评定废物固化的效果?固化效果的评定指标：固化体的浸出率：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。由于固化体中的有害物质对环境和水源的污染，主要是有害物质溶于水所造成的。所以，浸出率是评价无害化程度的指标。增容比：所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值。由于固化过程在添加固体剂后使体积增加。所以，增容比是评价减量化程度的指标。比较各种固化方法的特点，并说明它们的应用范围。1.水泥固化应用：对电镀污泥、汞渣处理十分有效特点：设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低，水泥和添加剂价廉易得，对含水率较高的废物可以直接固化，操作在常温下即可进行，对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制，水泥固化体浸出率较高，增容比较高，有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高，水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出2.沥青固化应用：一般用于处理中、低放射水平的蒸发残液，废水化学处理产生的沉渣，焚烧炉产生的灰烬、塑料废物、电镀污泥、砷渣等。特点：书上和PPT上都没有3.塑料固化应用：适用于对有害废物和放射性废物的固化处理特点：可以在常温下操作，增容比和固化体的密度较小，可处理废渣和污泥浆，塑料固化体不可燃，耐老化性能较差，混合过程中释放有害烟雾，污染周围环境玻璃固化应用：主要用于固化高放废物特点：玻璃股话题致密，在水及酸、碱溶液中的浸出率小，增容比小，在玻璃固化过程中，产生粉尘量少，玻璃固化体有较高的导热性、热稳定性和辐射稳定性试述废物固化的机理。将污染物化学转变或者引入到某种稳定的晶格中；将污染物直接掺入到惰性材料中进行包封；二者结合使用。化学处理方法有哪些，简述其原理？中和法根据废物的酸碱性质、含量及废物的量选择适宜的中和剂并确定中和剂的加入量和投加方式。氧化还原法通过氧化或还原化学反应，将固体废物中可以发生价态变化的某些有毒、有害成分转化为无毒或低毒，且具有化学稳定性的成分，以便无害化处置或进行资源回收。水解法利用某些化学物质的水解作用将其转化为低毒或无毒、化学性质稳定的物质。化学浸出方法有哪些？酸浸、碱浸、盐浸、水浸酸浸:废物中的某种组分可通过酸溶进入溶液碱浸:浸出能力一般比酸浸药剂弱，但选择性高，浸出液较纯净，且设备防腐蚀问题较易解决盐浸：利用无机盐的水溶液为浸出剂某废物的粗热值为16000kJ/kg,每公斤废物燃烧时产生0.2kg水,计算此废物的净热值?生成水消耗热值，假设废不含Cl和F,H全部转化成水，根据公式：NHV二HHV—2420[H2O+9(H—Cl/35・5—F/19)]=HHV-2420[H2O]=16000-2420h0.2=15516kJ/kg试讨论提高燃烧温度的重要性及与NOx产物的关系？焚烧温度：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。在高温下氮气与氧气反应生成NOx，为防止NOx的高温生成，燃烧温度控制在1500°C以下。在室温条件下几乎没有NO和NO2产生，在800K左右时候，两者的生成量仍微不足道，当＞1500K时有可观量的NOx生成。3・在废物焚烧炉中焚烧C6H5C1,采用过量空气100%,核算其操作温度是否会超过炉子的允许温度1150C?焚烧炉的操作温度为980C，计算笨达到DRE=99.99%时在炉内的停留时间？比较各种焚烧炉的优缺点？为什么回转窑、流化床焚烧炉能用于废塑料的焚烧？因为塑料有热塑性及热固性两大类，他们的燃烧特性各不相同。热塑性塑料加热后首先软化、溶融成液状，然后分解燃烧。而热塑性塑料加热后，一旦软化，一部分立即分解成低分子化合物而分离，继续加热则变硬、不在软化熔融，而是在固体表面进行燃烧。有些塑料加热达到某个温度时会急剧分解，而有些在急剧分解后还有一个缓慢的分解过程，有些还易产生煤烟。因为塑料燃烧的特性会产生一些特殊的问题，因此，需要在塑料的专用焚烧炉或特殊设计的垃圾与塑料火烧炉中燃烧。而回转窑、流化床焚烧炉即为连续式塑料专用焚烧炉。燃烧反应、热值、粗热值、净热值燃烧反应是混合物中的可燃成分急剧与氧反应形成火焰放出大量的热和强烈的光的过程。热值——指单位重量的固体废物燃烧释放出来的热量，以kJ/kg或kcal/kg计算，也称为发热量。粗热值（HHV——高位热值）：是指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的变化。水为液态。净热值（NHV——低位热值）：水为气态。简述固体废物焚烧过程。焚烧过程：从工程技术的观点看，需燃烧的物料从送入焚烧炉起，到形成烟气和固态残渣的整个过程。第一阶段：干燥阶段干燥阶段——从物料送入焚烧炉起到物料开始析出挥发分着火。第二阶段：燃烧阶段——主阶段燃烧阶段包括三个同时发生的化学反应：强氧化反应、热解反应和原子基团碰撞反应。强氧化反应：固体废物的直接燃烧反应,析出的挥发物、固定炭燃烧，主要生成二氧化碳和水。热解：焚烧过程不能提供足够的氧而使固体废物在高温下发生的分解反应。利用有机物的热不稳定性，在无氧或近乎无氧条件下，利用热能破坏含碳高分子化合物元素的化学键，使含碳化合物破坏或进行化学重组，生成可燃的低分子化合物（燃料油或燃料气），气态的有氢、甲烷、一氧化碳，液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛、焦油等，固态的有焦碳或碳黑等。挥发分析出的温度区间在200〜800°C范围内；物料与温度都会影响析出的成分和数量。原子基团碰撞形成火焰高温下气流富含（单、双、多）原子基团的电子能量跃迁，以及分子的旋转和振动产生量子辐射，包括红外热辐射、可见光以及波长更短的紫外线。火焰性状取决于温度和气流组成。通常温度在1000C左右就能形成火焰。废物组分上的原子基团碰撞，还易使废物分解。第三阶段；燃尽阶段，即生成固体残渣的阶段。特点：可燃物浓度减少，惰性物增加，氧化剂量相对较大，反应区温度降低。第六章热解；热解造气；热解造油；高温分解；气化。热解（pyrolysis）是利用有机物的热不稳定性，将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气的过程,在工业上也称为干馏。热解造油：一般采用500°C以下的温度，在隔氧条件下使有机物裂解，生成燃油。热解造气：将有机物在较高温度下转变成气体燃料，通过对反应温度、加热时间及气化剂的控制，产生大量的可燃气，经净化回收装置加以利用或贮存于罐内。高温分解：固体有机废物在绝氧的条件下加热分解的过程，是一种严格意义上的热解过程。气化：指供给一定量空气、氧、水蒸气进入反应器，使有机废物部分燃烧，整个热解过程可以自动连续进行，而无需外热供应。气化过程产物中气体成分比例大，但热值相对较低。写出有机固体废物热解过程总的反应方程式。有机固体废牛（H2、CH4、CO、CO2）气体+（有机酸、芳烃、焦油）有机液体+碳黑+炉渣热解产物主要成分是什么？可燃气主要包括C1-5的烃类、氢和CO气体；液态油主要包括甲醇、丙酮、乙酸、C25的烃类等液态燃料。固体燃料主要含纯碳和聚合高分子的含碳物。废物类型不同，热解反应条件不同，热解产物有差异。但产生可燃气量大，特别是温度较高情况下，废物有机成分的50%以上都转化成气态产物。热解后，减容量大，残余碳渣较少。直接加热法与间接加热法有什么不同。（1）直接加热法：供给被热解物的热量是被热解物部分直接燃烧或者向热解反应器提供补充燃料时所产生的热。（2）间接加热法：是将被热解的物料与直接供热介质在热解反应器（或热解炉）中分离开来的一种方法。可利用干墙式导热或一种中间介质来传热（热砂料或熔化的某种金属床层）。热解过程控制的主要参数有哪些？（1）温度变化对产品产量、成分比例有较大的影响。是最重要的控制参数。（2）加热速率对产品成分比例影响较大。一般，在较低和较高的加热速率下热解产品气体含量高。（3）废料在反应器中的保温时间决定了物料分解转化率。（4）废物成分：有机物成分比例大，热值高，可热解性较好，产品热值高，可回收性好，残渣少；含水率低，干燥耗热少，升温到工作温度时间短；较小的颗粒尺寸促进热量传递，保证热解过程的顺利进行。（5）反应器类型：一般固定燃烧床处理量大，而流态燃烧床温度可控性好。气体与物料逆流行进，转化率高，顺流行进可促进热传导，加快热解过程。常见的热解反应器有哪几种？各自有什么特点？1）、固定床反应器热量由废物燃烧部分燃烧所提供；逆流式物流方向，停留时间长，保证了废物最大程度地转换成燃料；因气体流速相应较低，产生气体中夹带的颗粒物质也比较少，减少了对空气污染的潜在影响。但存在一些技术难题，如有粘性的燃料需要进行预处理；使其燃烧时不结成饼状。由于反应器内气流为上行式，温度低，含焦油等成分多，易堵塞气化部分管道。2）、流化床反应器（流态化燃烧床反应器）在流化床中，气体与燃料同流向相接触；反应器中气体流速高到可以使颗粒悬浮，使得固体废物颗粒分散，反应性能更好，速度快。此工艺要求废物颗粒本身可燃性好；温度应控制在避免灰渣熔化的范围内，以防灰渣融熔结块。适应于含水量高或波动较大的废物燃料，且设备尺寸比固定床小，但热损失大，气体中带走大量的热量和较多地未反应的固体燃料粉末。3）、旋转窑旋转窑是一种间接加热的高温分解反应器。其主要设备为一个稍微倾斜的圆筒，在它缓慢旋转的过程中使废料移动通过蒸馏容器到卸料口。蒸馏容器由金属制成，而燃烧室则是由耐火材料砌成。分解反应所产生的气体一部分在蒸馏器外壁与燃烧室内壁之间的空间燃烧，这部分热量用来加热废料。此类装置要求废物必须破碎较细，尺寸一般要小于5cm,以保证反应进行完全。4）、双塔循环式热解反应器包括固体废物热分解塔和固形炭燃烧塔。特点：将热解与燃烧反应分开在两个塔中进行。热解所需的热量，由热解生成的固体炭或燃料气在燃烧塔内燃烧供给。惰性的热媒体（砂）在燃烧炉内吸收热量并被流化气鼓动成流化态，经联络管返回燃烧炉内，再被加热返回热解炉。热解与气化的区别?热解（pyrolysis）是利用有机物的热不稳定性，将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气的过程,在工业上也称为干馏。气化：指供给一定量空气、氧、水蒸气进入反应器，使有机废物部分燃烧，整个热解过程可以自动连续进行，而无需外热供应。气化过程产物中气体成分比例大，但热值相对较低。你所在居民区拟用生活垃圾热解制燃料气，你选择何工艺？为什么？高温熔融热分解Andco-Torrax法，因为此法不需前处理，熔渣的成分含铁，玻璃等无机物质，可以代替碎石建材的骨料。由于高温熔融。熔渣的体积只有原垃圾体积的3-5%，可大幅度的减容，因为没有炉栅，不存在高温烧坏炉栅的问题，且该系统比较容易进行自动控制，易管理。第七章解释下列名词：堆肥化、堆肥、高温好氧快速堆肥、一次发酵、二次发酵、腐熟度、厌氧发酵工艺?堆肥化(Composting)在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用(Biostablization)，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥化的产物称为堆肥(Compost)，它是一种深褐色、质地疏松、有泥土气昧的物质，类似于腐殖质土壤，故也称为“腐殖土”，是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节刑。好氧堆肥(高温堆肥)：在通气条件好，氧气充足的条件下通过好氧微生物(专性和兼性好氧细菌)的代谢活动降解有机物。⑥腐熟度的基本含义是：（1）通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即不对环境产生不良影响；（2）堆肥产品的使用不影响作物的成长和土壤耕作能力。⑦厌氧发酵：通过厌氧微生物的生物转化作用，将固体废物中大部分可生物降解的有机物质分解，转化为能源产品——沼气的过程，或称厌氧消化，沼气发酵。好氧堆肥过程可分为哪几个阶段？各阶段的特点是什么？好氧堆肥可分成三个阶段（1）中温阶段（产热或起始阶段）堆制初期，15〜45°C,嗜温性微生物利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。温度不断上升，此阶段以中温、需氧型微生物为主，一些无芽孢细菌，真菌和放线菌。在目前的堆肥化设备中，此阶段一般在12小时以内。（2）高温阶段45C以上，嗜热性微生物为主，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。50C左右主要是嗜热性真菌和放线菌；60C时，几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动；70C以上大多数嗜热性微生物不适应，大批死亡、休眠。大多数微生物在45〜65°C范围内最活跃，所以最佳温度一般为55C，最易分解有机物，病原菌和寄生虫大多被杀死。（3）降温阶段（腐熟阶段）在内源呼吸后期，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，此时微生物的活性下降，发热量减少，温度下降。嗜温性微生物又占优势，腐殖质不断增多且稳定化，堆肥进入腐熟阶段，需氧量和含水量降低。降温后，需氧量大大减少，含水率也降低。堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强，此时只须自然通风，最终使堆肥稳定，完成堆肥过程。堆肥中发挥作用的微生物主要有哪些？各有什么作用？作用：在一定条件下对某些有机物废物具有较强的分解能力，活性强、繁殖快、分解力强，能加速反应进程，缩短反应时间。种类：细菌：形体最小、数量最多，分解大部分的有机物并产生热量；放线菌：分解纤维素、木质素、角质素和蛋白质等复杂有机物，散发泥土气息，如树皮报纸等硬物；真菌：在堆肥后期与细菌竞争食物，更耐低温，部分真菌需氮比细菌低，能够分解木质素，细菌则不能；微型生物：如轮虫、线虫、跳虫、潮虫、甲虫和蚯蚓，在堆肥中移动和吞食，消纳部分有机废物，增大表面积，促进微生物生命活动影响堆肥化的因素有哪些？如何控制？（1）化学因素C/N和C/P比:初始物料的C/N比在30:1较好，最佳在25:1-35:1之间；C/P比在75-150为宜。初始原料的一般C/N比都高于最佳值，多为35:1,为保证成品肥料中的C/N比为10〜20:1，可加入水溶液、粪便、污泥等调节剂，使之调到30以下。氧浓度:适宜的氧浓度为18%,最低不应小于8%。营养元素:足够的K和微量元素对于微生物的新陈代谢是必须的，一般它们不是限制条件。pH值：堆肥微生物最佳的pH=5.5-8.5。（2）物理因素温度:一般认为最佳温度在50-65°C之间。颗粒尺寸:适宜的粒径范围是12-60mm。含水率:堆肥原料的最佳含水率通常是在50%-60%。试比较条垛式系统、强制通风静态垛系统和反应器系统的特点、主要技术环节及优缺点。条垛式系统：将堆肥物料以条垛式条堆状堆置，在好氧条件下进行酵。垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形。条垛式堆肥的特点是通过定期翻堆来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发酵周期为1〜3个月。该堆肥过程由预处理、建堆、翻堆和储存4个工序组成。主要技术环节有以下几点：（1）场地（2）建堆（3）翻堆优缺点优点：所需设备简单，投资相对较低；翻堆使堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用；产品的稳定性相对较好。缺点：占地面积大；堆腐周期长；需要大量的翻堆机械和人力；需要更频繁的监测，才能保证通气和温度要求；翻堆会造成臭味的散发，影响周围环境；运行操作受气候影响大，雨季会破坏堆体结构，冬季则使堆体热量大量散失、温度降低。2）强制通风静态垛系统：在条垛式堆肥系统上增加通风系统，就成为强制通风静态垛系统。它能更有效地确保高温和病原菌灭活。主要技术环节有以下几点：（1）场地（2）通风系统：包括鼓风机和通风管路。（3）堆肥物料的特性优缺点：设备投资相对较低；与条跺式堆肥系统相比，温度及通风条件得到更好的控制；堆腐时间相对较短，一般为2~3周；产品稳定性好，能更有效的杀灭病原菌及控制臭味；占地也较少；受寒冷气候的影响较小。3）反应器系统：反应器堆肥系统是使堆肥物料在部分或全部密闭的反应器即发酵装置（如发酵仓、发酵塔等）内，控制通风和水分条件，使物料进行生物降解和转化，也称发酵仓系统。特点：在一个或几个容器内进行，机械化和自动化程度较高。堆肥基本步骤与其他两类系统相同。优缺点：优点：设备占地面积小；能进行很好的过程控制；堆肥过程不受气候条件的影响；可对废气进行统一收集处理，防止环境的二次污染；可对热量进行回收利用。缺点：堆肥的投资和运行、维护费用很高；堆肥周期较短，堆肥产品会有潜在的不稳定性，堆肥的后熟期相对延长；由于机械化程度高，一旦设备出现问题，堆肥过程即受影响。试述好氧堆肥的通风供氧方式及其应用场合。通风供氧方式：自然扩散；翻堆；强制通风；翻堆和强制通风结合的方式；被动通风

7.试述评价成熟堆肥的方法及其参数和指标。方法参数或项目表观鉴别法1.温度；2•颜色；3•气味；4•质地化学方法1・碳氮比（C/N）；2•氮化合物（总氮、NH4-N、N03-N、N02-N）；阳离子交换量（CEC）有机化合物（水溶性或可浸提有机碳、还原糖、脂类等化合物、纤维素、半纤维素、淀粉等）腐殖质（腐殖质指数、腐殖质总量和功能基团）生物活性法1.耗氧速率；2.微生物种群和数量；3.酶学分析；植物毒性分析法1、种子发芽2、植物生物量卫生学检测致病微生物指标等8.试比较立式堆肥发酵塔、筒仓式堆肥发酵仓和卧式堆肥发酵滚筒的结构特点及优缺点。堆肥化的污染防治措施有哪些？主要污染因素有臭气、污水、粉尘、振动和噪音。粉尘安装粉尘去除设备,破碎设备配备收尘装置，排气中的粉尘浓度小于0・lg/m3（标）。脱臭堆肥化系统中产生的臭气物质主要是氨、硫化氢、甲硫醇、胺等。主要的脱臭技术有如下8种：气洗法：是将臭气通入水、海水、酸（各种酸、臭氧水、二氧化氯、高锰酸钾等）、碱（苛性碱、次氯酸钠）等液体，臭气成分被吸收或转化为无味成分。臭氧氧化法:利用臭氧的强氧化能力，同时依靠臭氧气味起掩蔽作用。直接燃烧法:将臭气送入锅炉燃烧室、焚烧炉等设备燃烧可燃成分。吸附法和中和法:臭气成分被具有强吸附能力的物质吸附除去;中和法可降低总臭气浓度，中和剂与臭气成分进行反应及吸附。氧化处理法:是用氯、次氯酸钠、次氯酸钙及二氧化氯等氧化剂进行氧化脱臭。空气氧化法:用水吸收臭气中硫化氢，硫化氢再经空气氧化成无臭无害的硫代硫酸钠。土壤氧化法:通过各种土壤细菌的生化作用分解和去除臭气物质。离子交换树脂法：臭气成分被离子交换树脂吸附并应用带电的离子交换去除。厌氧发酵的微生物生理学定义是什么？在没有外加氧化剂的条件下，被分解的有机物作为还原剂被氧化，而另一部分有机物作为氧化剂被还原的生物学过程。简述厌氧发酵的基本过程，并说明复杂有机物的转化过程。首先，不溶性大分子有机物（如蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等）经水解酶的作用，在溶液中分解为水溶性的小分子有机物（如氨基酸、脂肪酸、葡萄糖、甘油等）。随之，这些水解产物被发酵细菌摄入细胞内，经过一系列生化反应，将代谢产物排出体外，由于发酵细菌种群不一，代谢途径各异，故代谢产物也各不相同。众多的代谢产物中，仅无机的CO2和H2及有机的“三甲一乙”（甲酸、甲醇、甲胺和乙酸）可直接被产甲烷细菌吸收利用，转化为甲烷和二氧化碳。其它众多的代谢产物（主要是丙酸、丁酸、戊酸、乳酸等有机酸，以及乙醇、丙酮等有机物质）不能为产甲烷细菌直接利用。它们必须经过产氢产乙酸细菌进一步转化为氢和乙酸后，才能被甲烷细菌吸收利用，并转化为甲烷和二氧化碳。1、碳水化合物的分解代谢般的碳水化合物包括纤维素、半纤维素、木质素、糖类、淀粉和果胶质等。纤维素的分解纤维素酶可以把纤维素水解成葡萄糖，反应式为：（C6H10O5）n（纤维素）+nH2O=nC6H1206（葡萄糖）葡萄糖经细菌的作用继续降解成丁酸、乙酸，最后生成甲烷和二氧化碳等气体。总的产气过程可用下述的综合表达式表达：C6H12O6=3CH4+3C02糖类的分解先由多糖分解为单糖，然后是葡萄糖的酵解过程，与上述相同。2、类脂化合物的分解代谢类脂化合物（脂肪、磷脂、游离脂肪酸、蜡酯、油脂），含量很低。主要水解产物是脂肪酸和甘油。甘油转变为磷酸甘油脂，进而生成丙酮酸。在沼气菌的作用下，丙酮酸被分解成乙酸，然后形成甲烷和二氧化碳。3、蛋白质类的分解代谢这类化合物主要是含氮的蛋白质化合物，在厌氧发酵原料中占有一定的比例。在农家污水和猪圈废物中，蛋白质的含量最高可达20%。它们的分解过程是在细菌的作用下水解成多肽和氨基酸。其中的一部分氨基酸继续水解成硫醇、胺、苯酚、硫化氢和氮；另一部分分解成有机酸、醇等其他化合物，最后生成甲烷和二氧化碳；还有一些氨基酸作为产沼细菌的养分形成菌体。影响发酵细菌功能的环境条件有哪些？温度因素：随着温度升高有机物分解速度加快，产气量增大。温度变化范围为(±1・5〜2・0)°C。低温发酵：低于20C,产气量低，受气候影响大，不加料情况下35d。中温发酵：37C，产气量约1~1・3m3/(m3•d)；发酵时间20d,卫生化低。高温发酵：53C,产气量约3・0~4・0m3/(m3・d)；发酵时间10d,卫生化高。［对寄生虫卵的杀灭率较可达99%,大肠菌指数可达10〜100，能满足卫生要求(蛔虫卵的杀灭率在95%以上,大肠菌指数10〜100)］。当有±3°C的变化时，就会抑制发酵速率，有±5°C的急剧变化时,就会突然停止产气,使有机酸大量积累而破坏厌氧发酵。发酵细菌的营养及C/NC/N在(10-20):1为宜，太高，细胞氮量不足，系统的缓冲能力低，pH值易降低；太低，氮量过多，pH值可能上升，铵盐容易积累，会抑制发酵进程。混合均匀程度厌氧发酵是由细菌体的内酶和外酶与底物进行的接触反应。因此必须使两者充分混合。对于液态发酵用充液搅拌法；对于固态或半固态用充气搅拌法和机械搅拌法等。有毒物质①重金属离子对甲烷发酵的抑制－使酶发生变性或者沉淀。与酶结合产生变性；与氢氧化物使酶沉淀。阴离子的毒害：主要是S2-来源：无机硫酸盐还原；蛋白质分解释放出S2-。氨的毒害：[NH4+]>150mg/L，发酵受抑制。酸碱度、pH值和发酵液的缓冲作用水解、发酵菌及产氢产乙酸菌对pH值的适应范围大致为5-6.5，而甲烷菌对pH值的适应范围为6.6-7.5之间。发酵液中的碳酸及氨的存在，使其具有一定的缓冲性。碱度指沼气发酵液结合H+的能力，是衡量发酵体系缓冲能力的尺度，由碳酸盐(C032-)、重碳酸盐(HCO3-)、部分氢氧化物(HO-)组成，应在2000mg/L以上。不同发酵基质上生长的发酵菌群种群不同试比较传统的发酵系统和现代大型工业化沼气发酵设备的主要结构、优缺点及适用场合。1、传统的发酵系统（1）结构：发酵罐是核心，附属设备有气压表、导气管、出料机、预处理装置、搅拌器、加热管等。（2）以立式圆形水压式沼气池为例主要结构包括加料管、发酵间、出料管、水压间、导气管等几个部分。优点：结构较简单，造价低，施工方便。缺点：气压不稳定，对产气不利；池温低，影响产气，原料利用率低（仅10%~20%）；大换料和密封都不方便；产气率低［平均0・1~0・15m3/m3.d］，对防渗措施的要求较高给燃烧器的设计带来一定困难。2、现代大型工业化沼气发酵设备（1）常见几种类型的发酵罐欧美型（Anglo-Americanshape）；d/H>1,顶部具有浮罩，顶部和底部都有小的坡度，由四周向中心凹陷，形成一个小锥体。古典型（Classicalshape）；中间是一个d/H=1的圆桶，上下两头均为圆锥体。底部锥体的倾斜度为1.0~1.7，顶部为0.6~1.0。有助于发酵污泥处于均匀、完全循环的状态。蛋型（Eggshapedigester）特点：①发酵罐两端的锥体与中部罐体结合时是光滑的，逐步过渡的。②底部锥体比较陡峭，反应污泥与罐壁的接触面积比较小。有利于发酵污泥完全彻底的循环，不会形成循环死角。欧洲平底型(Europeanplainshape)介于欧美型和古典型之间。施工费用比古典型低，直径与高度的比值比欧美型合理。厌氧发酵的搅拌设备有哪些？机械搅拌：泵搅拌：用泵将消化污泥从池底抽出，加压后送至浮渣层表面或消化池不同部位进行循环搅拌。一般只适用于小型消化池。水射器搅拌：水射器也称喷射泵。一般设置在池中心，用水泵将消化池底部的污泥抽出后压入水射器的喷嘴，当污泥射入水射器的喉管时，形成很大的负压，将消化池内液面的消化液吸入，通过扩散管从池子下部排出形成一个循环搅拌。沼气搅拌气提式搅拌：将沼气压入设在消化池的导流管中部或底部，使沼气与消化液混合，含气泡的污泥即沿导流管上升，起提升作用，使池内消化液不断循环搅拌。竖管式搅拌：在池内均匀布置若干根竖管，经过加压的沼气通过配器总管分配到各根竖管，从下端吹出，起搅拌作用。气体扩散式搅拌：经过压缩的沼气通过气体扩散器与消化池内的污泥混合。射流器抽吸沼气搅拌：用污泥泵从消化池直筒壁高的2/3处抽吸污泥，经过射流器抽吸池顶的沼气，然后将混合污泥与沼气射入消化池底部搅拌。充液搅拌从厌氧池的出料间将发酵液抽出，然后从加料管加入厌氧池内，产生较强的液体回流，达到搅拌的目的。两步发酵工艺的特点是什么？两步发酵：产酸与产甲烷阶段分开进行。说明丹诺发酵器和浆叶式发酵塔的结构、工作原理和特点?(1)丹诺发酵器结构：外形类似工业回转窑。通过安装在固定端前壁的进口进料，通过后壁上的闸门出料。末端装有一孔径为100-150mm的筛子。发酵器安装在支重轮上，由电机驱动旋转。工作原理：生活垃圾随发酵器转动受到搅拌、磨蚀和捣碎，并依靠微生物分解放出的热量使温度保持在60-70r，所需空气由两排沿发酵筒装设的风嘴供给，生成的二氧化碳和用过的空气通过排气管排出。浆液式发酵塔结构：外观类似多段焚烧炉。外壁由隔热材料做成，是一种可保温的具有多段发酵槽的圆筒，一般有5个发酵槽，各由混凝土或钢板做成。装置的中心有一垂直空心主