固废复习提纲

PAGE1PAGE12固体废物处理处置工程复习提纲第一章、第二章固体废物的环境管理及性质一、固体废物和危险废物的定义固体废物：在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、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。危险废物：指除放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、易爆性、传染性因而可能对人类健康环境产生危害的废物。二、固体废物管理的基本原则，并简要叙述固体废物的资源化、减量化、无害化处理的“三化原则”的内容；固体废物管理的基本原则三化原则全过程管理原则严格控制危险废物的原则集中处置和分散处置相结合,鼓励集中处置的原则循环经济理念下的固体废物管理原则“三化原则”的内容减量化：即采取合适的管理和技术手段，减少固体废物的产生量和排放量。包括两方面：“源头减量”，开展清洁生产对产生的废物进行有效的处理和最大限度的回收利用，以减少最终处置量。资源化：是指采取管理和工艺措施从固体废物中回收物质和能源，加速物质和能源的循环，床罩经济价值的广泛的技术方法。包括三个范畴：物质回收：即从处理的废物中回收一定的二次物质；物质转换：即利用废物制取新形态的物质；能量转换：即从废物处理过程中回收能量，以生产热能或电能。无害化：是指对已产生又无法或暂时尚不能综合利用的固体废物，采用物理、化学或生物手段，进行无害或低危害的安全处理、处置，达到消毒、解毒或稳定化，以防止并减少固体废物对环境的污染危害。三、危险废物的特别管理原则分类管理原则危险废物强制及代为处置原则推行集中处置原则重点环节和设施管理原则四、固体废物的特点？如何理解固体废物的二重性？资源和废物的相对性富集多种污染成分的终态，污染环境的源头固体废物中的有害物质呆滞性大，扩散性小危害具有潜在性、长期性和灾难性固体废物，一般具有某些工业原材料所具有的物理化学特性，比废水、废气易收集、运输、加工处理，可以回收利用。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：时间特征：废物仅只是在目前的科学技术和经济条件下无法利用,但随时间的推移，科学技术的发展，以及人们的要求变化，今天的废物可能成为明天的资源。空间特征：废物仅仅相对于某一过程或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。一种过程的废物，往往可以成为另一种过程的原料。五、固体废物的分类方法有哪些？按来源如何分类？按化学组成：有机废物无机废物按形态固态废物：玻璃、报纸、木屑等半固态废物：污泥、粪便等液态（气态）废物：废酸、废油等按危害特性：一般废物危险废物按燃烧特性：可燃废物不可燃废物按来源工业固体废物生活垃圾农业废物放射性废物第三章固体废物的收集、运输及中转一、中转站的作用及功能集中收集和储存来源分散的各种固体废物。对各种废物进行适当的预处理。例如：分选、破碎、压缩、解毒、中和、脱水、以及对有用物质的回收和再利用。通过这些预处理可以减少在后续运输和处理处置过程中的废物量和危险性，有利于提高整个废物管理的效率。降低收运的成本。对于较长的运输距离来说，大吨位的运输车辆要比小容量的运输车辆经济有效，但在收集过程中，特别是城市垃圾的收集，小型车又比大型车灵活方便。在适宜的地方设置中转站，可以合理地分配使用车辆，提高收运系统的总体效率，大大降低运输费用。二、计算某住宅区生活垃圾量约280米3/周。拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为8米3/次，容器利用系数为0.67，垃圾车八小时工作制。试求为及时清运该住宅垃圾，每周需出动清运多少次？累计工作多少小时？经调查已知：平均运输时间为0.512小时/次，容器装车时间为0.033小时/次；容器放回原处时间0.033小时/次，卸车时间0.022小时/次；非生产时间占全部工时25%三、本章书上例题3－1～3－6第四章固体废物的破碎和分选技术一、固体废物的压实1．空隙比和空隙率空隙比：空隙率：Vm——固体废物总体积,Vs——固体颗粒体积(包括水分),Vv——孔隙体积2．压缩比固体废物压实后的体积与压实前的体积之比叫做压缩比式中：R——固体废物体积压缩比n－压缩倍数Vm——废物压缩前的原始体积Vf——废物压缩后的最终体积二、固体废物的破碎1．常用的破碎方法挤压破碎指使废物在两个相对运动的硬面之间挤压作用下破碎。这两个表面一个静止，一个移动；或两个都是移动的。这种作用当供料是硬的、脆性的和易磨碎的材料时最为适合。摩擦破碎指使废物在两个相对运动的硬面磨擦作用下破碎。如碾磨机是借助旋转磨轮沿环形底盘运动来连续磨擦、压碎和磨削废物。冲击破碎重力冲击是使废物落到一个硬的表面上，就象瓶子落到混凝土上使它破碎一样。动冲击是使废物碰到一个比它硬的快速旋转的表面时而产生的冲击作用，在动冲击过程，废物是无支承的，冲击力使破碎的颗粒向各个方向加速，如锤式破碎机利用的就是动冲击的原理。剪切破碎指在剪切作用下使废物破碎，剪切作用包括劈开、撕破和折断等（专用破碎方法低温破碎指利用塑料、橡胶类废物在低温下脆化的特性进行破碎。湿式破碎指利用湿法使纸类、纤维类废物调制成浆状，然后加以利用的一种方法。）2．辊式破碎机的原理、低温破碎的原理辊式破碎机的原理：辊式破碎机用两个相对旋转的辊子抓取并强制送入要破碎的废物。辊式破碎机的第一个目标是抓到要破碎的物块，这种抓取作用取决于该种物料颗粒的大小和特性，以及各辊子的大小、间隙和特性。低温破碎的原理：对于常温下难于破碎的固体废物，如汽车轮胎、包覆电线、废家用电器等，可利用其低温变脆的性能而有效的破碎，或利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎，即所谓低温破碎技术3．举出几种常用破碎机颚式破碎机辊式破碎机剪切式破碎机冲击式破碎机锤式破碎机三、固体废物的分选1．分选的基本原理利用物料的某些性质为识别标志，用机械或电磁的分选装置加以选别，达到分离的目的。2．回收率，纯度，综合分选效率回收率：单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此组分的量之比纯度：某一组分物料在同一排出口排出物中所占的分数综合效率例：一台两极分选机，其给料量为1吨/小时，要求经分选后，在任1小时内第一排料口的生产率为600kg/hr，第二排料口的生产率为400kg/hr，在第一排出物料口中有X物料550公斤；在第二排出物料口中有X物料70公斤3．筛分，举出几种筛分机械筛分是利用筛子将松散的固体废物分为两种或多种粒度级别的分选方法。格筛棒条筛筒形筛振动筛盘片筛4．重力分选的原理、方法风力分选重介质分选跳汰分选溜槽分选摇床分选5．电力分选的原理、电力分选的影响因素当高压直流负电通至电晕极和静电极之后，由于电晕极直径很小，从而向着辊筒方向放出大量电子，这些电子又将空气分子电离，正离子飞向负极，负离子飞向辊筒（接地正极），因此靠近辊筒一边的空间都带负电荷，静电极只产生高压静电场而不放电。颗粒随辊筒进入电场后，无论导体或非导体都同样吸附有负电荷。导体颗粒获得负电荷之后，很快通过转辊传走，与此同时，又受到偏极（静电极）所产生的静电场的感应作用，靠近偏极的一端感生正电，远离偏极的一端感生负电，负电又迅速由辊筒传走，只剩正电荷，由于正负相吸，故被吸向静电极，加之颗粒本身又受重力和离心力的作用，使导体颗粒从辊筒的前方落下。对非导体来说，虽然也获得了负电荷，但由于导电性差，获得的电荷很难通过辊筒传走，从而与辊筒表面产生感应，加之受到静电极的排斥作用，于是便紧紧贴在辊筒表面，在辊筒后方被毛刷刷下。两者因离开辊筒的运动轨迹不同而得以分离。电压电压越高，越有利于分选。电极结构辊筒转速转鼓必须保持低转速，以增强非导体颗粒的吸附效应,使非导体颗粒不会过早脱离鼓面混杂于导体中.物料的粒度组成物料粒度越均匀，即粒级越窄，效果越好第五章危险废物固化/稳定化1．衡量固化/稳定化处理效果的指标抗浸出性抗干－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）2．常用的固化/稳定化方法根据废弃物的性质、形态和处理目的有以下几种固化/稳定化方法：水泥固化：适用于重金属，废酸，氧化物；石灰固化：适用于重金属，废酸，氧化物；塑性材料固化：属于有机性固化/稳定化处理技术，从使用的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塑料包容两种方法；熔融固化：也叫玻璃固化技术；自胶结固化：利用废物自身的胶结特性来达到固化目的，适用于含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物；药剂稳定化技术：以处理重金属废物为主3．重金属废物的药剂稳定化技术主要包括哪些pH值控制技术氧化/还原电势控制技术沉淀技术包括：氧化物沉淀、硫化物沉淀、硅酸盐沉淀、共沉淀、无机络合物沉淀、有机络合物沉淀。吸附技术离子交换技术第六章堆肥化1．堆肥化的定义依靠自然界广泛分布的微生物，有控制地促进可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。2．堆肥过程的几个阶段潜伏阶段中温阶段：高温阶段：熟化阶段：3．影响堆肥的主要因素有机质含量粒度碳氮比含水率温度通风pH接种4．分析影响城市垃圾堆肥化发展的主要因素5．堆肥腐熟度的含义及常用测定方法通过微生物的作用，堆肥的产品要达到稳定化、无害化，亦即不对外界环境产生不良影响；堆肥产品的使用不影响作物的生长和土壤耕作能力。物理方法化学方法生物活性法植物毒性分析法安全性测试法6．北京市朝阳区现有总人口300万。计划采用综合利用的方式处理所产生的生活垃圾：即有机部分（40%）进行堆肥，滚筒筛上物（可燃部分，40%）进行焚烧，其余部分进入填埋场。请设计一下垃圾综合处理厂各部分的规模及工艺流程（用框图表示）。另外，详细说明所采用的堆肥工艺路线及需要控制的工艺参数和注意事项。第七章厌氧消化厌氧消化的概念有机物的厌氧分解过程厌氧消化的影响因素第八章固体废物热处理技术一、热处理过程的定义和热处理技术的分类，热化学处理的优点及存在的问题定义热处理过程：在设备中以高温分解和深度氧化为主要手段，通过改变废物的物理、化学、生物特性或组成来处理固体废物的过程。分类焚烧热解高温煅烧熔融湿式氧化优点：减容效果好：焚烧处理可以使城市生活垃圾的体积减少80~90%；消毒彻底：高温处理过程可以使废物中的有害成分得到完全分解，并能彻底杀灭病原菌，尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒有机物等,几乎是唯一有效的处理方法；减轻或消除后续处置过程对环境的影响：例如，可以大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃和恶臭成分；回收资源和能量：通过热化学处理可以从废物中回收高附加值产品或能量，如加热生产燃料油、焚烧发电等。存在的问题：投资和运行费用高；操作运行复杂，尤其是当废物成分变化较大时，对设备和运行条件要求严格，往往稳定性差；要求工作人员技术水平高；二次污染与公众反应大：大部分热化学处理过程都会产生各种大气污染物，如SOx、NOx、HCl、飞灰和二恶英等，经常会引起附近居民的关注、担心甚至反对。二、焚烧原理1．根据可燃物质的种类，固体废物三种不同的燃烧方式：蒸发燃烧分解燃烧表面燃烧2.空气过量系数3．固体废物的热值4.焚烧效果评价指标减量比热灼减量燃烧效率破坏去除率（危险废物）影响焚烧过程的主要因素物料尺寸（size）焚烧温度（temperature）停留时间(time)湍流程度（turbulence）过剩空气量(excessair6.计算（1）一座固体废物焚烧炉，处理能力为10000kg/小时，废物中含水28%，物料中有机物含量70%，有机物燃烧生成水量相当有机物含量的40%。有机物燃烧效率95%，水的汽化潜热为2420kj/kg，热辐射损失占总热量的5%。不考虑其他热损失，有机物燃烧热值为19000kj/kg。试计算焚烧炉产生的有用热量（显热）？（2）国家标准GWKB3-2000中规定生活垃圾焚烧炉出口烟气中氧含量应为6%～12%，求符合该标准的焚烧炉的过剩空气系数。（3）若采用以下假设:(1)过剩空气系数m=2，(2)废气平均比热Cpg≈0.333(kcal/Nm3·℃),（3）大气温度＝20℃；（4）HL=1488kcal/kg,(5)化学元素分析资料为：C=0.194(Kg/Kg),H=0.027(Kg/Kg),S=0.0004(Kg/Kg),O=0.131(Kg/Kg),W=0.5(Kg/Kg),N=0.004(Kg/Kg),（4）本章例题三、焚烧系统和设备画出焚烧炉典型组成的框图，并注明各部分的功能。解释：燃烧室容积热负荷及炉排燃烧率燃烧室单位容积、单位时间燃烧废物所产生的热量（低热值），kcal/m3•hr。Qv：燃烧室热负荷Ff：辅助燃料消耗量（kg/h）;Hf1：辅助燃料的低位发热量（kJ/kg）Fw：单位时间废物焚烧量（kg/h）;Hw1：废物的低位发热量（kJ/kg）A：单位辅助燃料与废物的助燃空气量（kg/kg）Cpa：空气的平均定压比热（kcal/kg℃）ta，t0：分别为空气的预热温度和大气温度（℃）V：燃烧室内容积（m3）炉排燃烧率炉排单位面积、单位时间可以焚烧的废物量式中：A－炉排面积（m2）H－每天运行时间(hr/d)W－废物焚烧量(kg/d)3．了解机械炉排焚烧炉、流化床、热解气化焚烧炉及回转窑焚烧炉的基本组成、适用范围、各自的优缺点。四、焚烧尾气冷却/废热回收系统1.焚烧尾气冷却/废热回收系统的功能调节焚烧尾气温度，使之冷却至220～300℃之间，以便进入尾气净化系统。一般尾气净化处理设备，仅适于在300℃回收废热通过各种方式利用废热，降低焚烧处理费用。目前所有中大型垃圾焚烧厂几乎均设置了汽电共生系统。2.废气冷却方式直接式冷却：利用惰性介质直接与尾气接触以吸收热量，达到冷却及温度调节的目的。水具有较高的蒸发热(约2500kJ/kg)，可以有效降低尾气温度，产生的水蒸气不会造成污染，因此水是最常使用的介质。空气的冷却效果很低，必须引入大量空气，会造成尾气处理系统容量增加(二倍至四倍多)，很少单独使用。中小型焚烧厂采用。间接冷却方式利用传热介质(空气、水等)经由废热锅炉、换热器、空气预热器等热交换设备，以降低尾气温度，同时回收废热，产生水蒸气或加热燃烧所需的空气。大型垃圾焚烧厂及危险废物焚烧厂采用。五、焚烧尾气的净化和控制颗粒物、二氧化硫、氮氧化物以及氯化氢的污染控制二恶英的来源及污染控制（详细）炉内形成废物中C、H、O、N、S、Cl等元素，在焚烧过程中可能先形成部分不完全燃烧的碳氢化合物(CxHy)，当CxHy因炉内燃烧状况不良(如氧气不足、缺乏充分混合及炉温太低等）而未及时分解为CO2、H2O时，可能与废物及废气中的氯化物结合形成PCDDs/PCDFs、氯苯、氯酚等物质。其中氯苯、氯酚的破坏分解温度较PCDDs/PCDFs高出约100℃炉外低温再合成由于完全燃烧不易达到，氯苯、氯酚等前驱物质随废气自燃烧室排出后，可能被飞灰中的碳元素吸附，并在特定的温度范围（250～400℃，300℃这种再合成反应的发生，除了具备特定温度范围内飞灰提供的碳元素、催化物质、活性接触面、前驱物质外，废气中充分的氧含量、重金属含量及水分含量也扮演着重要角色。在典型的混烧式垃圾焚烧厂中，多是过氧燃烧，且垃圾中水分含量高、重金属物质经燃烧挥发多凝结于飞灰上，废气中含大量HCl气体，提供了PCDDs/PCDFs再合成的环境。炉外低温再合成是焚烧尾气中产生PCDDs/PCDFs的主要原因。控制来源减少炉内形成避免炉外低温再合成控制来源通过废物分类收集，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。控制燃烧过程，减少炉内形成焚烧炉燃烧室应保持足够的燃烧温度及气体停留时间，确保废气中具有适当的氧含量(最好在6%~12%之间)，达到分解破坏垃圾内含有的PCDDs/PCDFs，避免产生氯苯及氯酚等物质的目标。避免炉外低温再合成由于目前多数大型焚烧厂均设有锅炉回收热能，焚烧烟气在锅炉出口的温度约在220～250℃左右，因此PCDDs/PCDFs炉外再合成现象多发生在锅炉内(尤其在节热器的部位)或在粒状污染物控制设备前。主要的生成机制为铜或铁的化合物在悬浮微粒的表面催化了二恶英的先驱物质。在干式处理流程中，最简单的方法为喷入活性炭粉或焦炭粉，以吸附及去除废气中的PCDDs/PCDFs，喷入的位置依除尘设备的不同而异。在湿式处理流程中，因湿式洗气塔仅扮演吸收酸性气体的角色，而PCDDs/PCDFs的水溶性甚低，故其去除效果不大。因此近年来，工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式，同时控制粒状污染物设备入口的废气温度。六、热解热解概念、热解的产物在不向反应器内通入氧、水蒸气或加热的一氧化碳条件下，通过间接加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料（气体、液体和碳黑）的过程。热解产物可燃性气体热解产生的气体量，由多到少的顺序为：氢、一氧化碳、甲烷、乙烯和其他少量高分子碳氢化合物等，这种混合气体是一种很好的燃料，热值可达6390～10230kJ/kg。有机液体热解产生的液体中含有：高分子烃类油、焦油、焦木酸和水等物质。油类和焦油是有价值的燃料，而焦木酸是化学成分复杂的混合物。固体残渣主要是碳黑。热解产生的固体残渣（炭渣）是一种轻质炭素物质，其热值范围为12.8~21.7MJ/kg，含硫量很低。可作为燃料使用。第九章固体废物填埋处置废物最终处置的原则。区别对待、分类管理和处置、严格管制危险废物最大限度地将危险废物与生物圈相隔离集中处置填埋场选址需考虑的因素社会因素环境因素工程因素经济因素填埋场的环境影响填埋场渗滤液泄漏或处理不当对地下水及地表水的污染；填埋场产生气体排放对大气的污染、对公众健康的危害、以及可能发生的爆炸对公众安全的威胁；填埋场的存在对周围景观的不利影响；填埋作业及垃圾堆体对周围地质环境的影响，如造成滑坡、崩塌、泥石流等；填埋机械噪声对公众的影响；填埋场滋生的害虫、昆虫、啮齿动物以及在填埋场觅食的鸟类和其它动物可能传播疾病；填埋垃圾中的塑料袋、纸张以及尘土等在未来得及覆土压实情况下可能飘出场外，造成环境污染和景观破坏；流经填埋场区的地表径流可能受到污染。填埋场地表水排水系统构成填埋场中废物分解的五个阶段以及各个阶段的基本特征适应阶段过渡阶段酸化阶段甲烷发酵阶段稳定化阶段填埋气体的迁移、填埋气体收集系统组成向上迁移：CO2和CH4通过对流和扩散释放到大气圈中向下迁移：CO2密度是空气的1.5倍，是CH4的2.8倍，有向填埋场底部运动的趋势，最终可能在场底部聚集，通过下伏地层最终扩散进入并溶于地下水，与水反应生成碳酸，使地下水pH降低，并通过溶解作用增加地下水硬度和矿化度。横向迁移被动集气系统：被动控制系统利用填埋场中气体产生的压力进行迁移。对于填埋场主要气体和微量气体，被动控制是在主要气体大量产生时，为其提供高渗透性的通道，使气体沿设计的方向运动。例如，用砾石充填的导气沟可以引导气体到排气系统中燃烧掉。主动集气系统，采用抽真空的方法来控制气体的运动。填埋场浸出液生成量的主要影响因素?直接降水：包括降雨和降雪地表径流、地表灌溉地下水废物本身所含水分覆盖层材料中所含水分有机物分解生成水渗滤液产生量的计算及渗滤液的运移？渗滤液的处理渗滤液循环（回灌