固體廢物處理與資源化技術復習整理.docx

第一章 固體廢物處理與資源化技術概論1、固體廢物的定義: 在人類的各種社會活動中，因無用或者不需要而被棄置的固態(tài)物料，是人類利用物質資源滿足自身生存和發(fā)展需要的伴生產(chǎn)物。（本質上是物流利用過程的產(chǎn)物）2、來源：生產(chǎn)過程、消費過程、廢物處理與再利用。3、特點：不可完全避免；可減量（毒）或更充分循環(huán)。4、分類目的決定分類準則，準則決定分類結果。分類目的：技術和管理；分類準則：產(chǎn)生源類型、組成特征、可處理性（均勻性、可生物降解性、可燃性等）5、堆放的危害：侵占地表空間、污染物流失危害水體和土壤、揮發(fā)性污染物污染大氣。處理的危害 填埋：滲瀝液、填埋氣；焚燒：煙氣、飛灰、爐渣；生物處理：臭氣（揮發(fā)性污染物）、滲瀝液。資源化產(chǎn)品再利用過程中其中的污染物緩釋危害環(huán)境。6、控制途徑：源頭控制、資源化利用、無害化處理、最終處置7、源頭控制 原則：減量、減毒、組分控制（利于資源化） 措施：生產(chǎn)工藝替代、清潔生產(chǎn)、商務模式轉變、消費模式轉化（非技術措施）資源化利用：產(chǎn)品回用(reuse)、材料再生(recycling)、物料轉化(recovery)、熱能利用(waste to energy)無害化：各種可能減輕固體廢物環(huán)境影響的方法（廣義） 分解或轉化固體廢物中特定污染物質化學形態(tài)的方法（狹義）最終處置：地表填埋（衛(wèi)生填埋 安全填埋）；深地層處置（廢礦坑填埋 深穴填埋）；淺海床處置（無害的固體廢物）堤岸填筑第二章 固體廢物性質分析生產(chǎn)工藝替代1、簡述調研生活垃圾物理組成數(shù)據(jù)的技術意義。 答：物理組成對由可之別的不同組分混合構成的固體廢物有意義，適用于描述生活垃圾、加工工業(yè)廢物（工業(yè)垃圾）和電子設備類廢物的性狀，尤其對生活垃圾處理的意義最為顯著。我國習慣按有機垃圾、無機垃圾和廢品三大類 來描述生活垃圾的物理組成。其中，有機垃圾組分主要受生活習俗影響，無機垃圾受燃料結構和氣候等影響，廢品類垃圾則與消費水平關聯(lián)度較大。固廢性質：物理性質（粒徑、含水率（常規(guī)含水率、田間持水量、極限含水率）、容積密度、可壓縮性、物理組成）；化學性質（化學組成、整體化學性質、浸出特性）；生物性質（生物可降解性、致病生物含量、生物毒性）含水率：105C恒重發(fā) 濕基含水率Wc=(w0-wf)/ w0；干基含水率Ws=(w0-wf)/ wf2、簡述廢物的粒徑與含水率對其壓縮性能和容積密度的影響。 答：廢物的容積密度指的是一定體積空間中所能容納廢物的質量，通常以kg/m為單位。廢物的容積密度與廢物的粒徑和含水率有關，粒徑小且潮濕的廢物容積密度較高。 廢物的可壓縮性一般定義為一定質量廢物在壓縮前后的體積變化率。廢物的粒徑越大越干燥，可壓縮性越好。 3、試分析田間持水量與極限含水率在概念和測試方法上的區(qū)別。 答：田間持水量是在不會因重力作用而產(chǎn)生失水的條件下，一定量的樣品所能持有的水分量。其測試方法為：取混合樣品按裝樣要求（壓實度）堆積于下部可觀察滴水情況的容器中，先用水飽和整個樣品，然后進行重力排水（同時應控制會發(fā)失水），排水平衡后測定樣品的含水率。 極限含水率是當廢物顆粒的內部空隙，包括溶脹性的空隙，全部被水所飽和后廢物的含水率。 其測試方法為：將廢物樣品在清水中浸沒一段時間后取出，在水分飽和的空氣中瀝干一段時間，以瀝出樣品表面的滯留水分，然后將樣品按含水率定義方法測定其含水率。 4、試辨別水分、可燃分、不可燃分、揮發(fā)分、固定碳和灰分的異同，并簡述其測試方法。 答：水分（105C至恒重的失重）揮發(fā)分（無氧850恒重）固定碳（有氧850恒重）灰分（剩余） 可燃分=揮發(fā)分+固定碳、不可燃分=灰分；固廢整體化學性質：pH（以液固比10L:1Kg 純水浸取樣品測浸出液pH）；堿度（測試同pH）；熱值（含義：固廢在燃燒中釋放出的熱能，低位熱值為真熱值，高位熱值無汽化潛熱）；灰熔點（灰渣轉化為熔渣的溫度）5、為什么要測試固體廢物的浸出特性？固體廢物浸出測試方法如何分類？ 答：測定固體廢物的浸出特性可以用于（1）分析廢物中水或其他溶液可溶的污染物量，判斷固體廢物在不同環(huán)境條件下的污染物釋放潛力；（2）廢物中有機污染物的全量分析；（3）提供廢物生物監(jiān)測的樣品，保證樣品組分的生物可利用性。因此，要測試固體廢物的浸出特性。 固體廢物的浸出程序分為兩大類：一類是平衡浸出，主要著眼于分析廢物中污染物的最大浸出量，適用于達到前述三方面作用的分析要求；另一類是動態(tài)浸出，主要用于描述廢物在環(huán)境中的污染物釋放過程。 平衡浸出程序：可濾除液分離濾渣破碎浸取劑選擇加入實施浸取回收浸取液；生物可降解性分為好氧穩(wěn)定性和產(chǎn)甲烷潛力致病生物含量主要指標：大腸桿菌（糞大腸桿菌）、沙門氏菌、蛔蟲卵、蒼蠅卵等。生物毒性：急性生物毒性、慢性生物毒性、三致（致畸 致癌 致突變）毒性6、如何判斷一種固體廢物是否為危險廢物？ 答：危險廢物鑒別依次可以采用名錄鑒別、特性鑒別和專家認定。名錄鑒別主要是根據(jù)國家危險廢物名錄來判斷一種固體廢物是否為危險廢物。特性鑒別是其他兩種方式的基礎。 危險廢物的可鑒別特性分為4大類，即腐蝕性、反應性、易燃性和生物毒性。 （1） 腐蝕性：對于固態(tài)廢物或含水溶性液態(tài)物的廢物，其浸出液或水溶液的pH12.5或 pH2.0即為腐蝕性危險廢物。對于非水溶性液態(tài)廢物，其再制定溫度下浸泡標準鋼的腐蝕速率6.35mm/a，即為腐蝕性廢物。 （2） 反應性：包括爆炸性，與水、空氣和酸接觸發(fā)生反應的危害性，含氰化物或硫化物 并在弱酸、堿環(huán)境中易釋放氰化物或硫化物的反應性，以及廢物的氧化性進行定義。（詳細參見課本39頁） （3） 易燃性：液態(tài)廢物按閃點60即為易燃性危險廢物；固態(tài)廢物指在常溫常壓下因摩擦、吸濕或自發(fā)性化學反應可起火，當點燃時能劇烈并持續(xù)燃燒的危險特性；氣態(tài)廢物指在20、101.3kPa下，當其與空氣混合的可燃點最低濃度13%。（4）生物毒性：包括生物監(jiān)測和化學物質含量監(jiān)測（課本40頁）。7、簡述固體廢物的幾種取樣方法，并說明適用條件。答：固體廢物有四種取樣方法：（1）簡單隨機取樣，當不清楚廢物的產(chǎn)生規(guī)律時，采用隨機抽取的方式采集樣品。（2）系統(tǒng)取樣法，本法適用于按一定順序排出的廢物，如通過輸送帶、管道等形式連續(xù)排出的廢物的取樣。（3）分層取樣法，適用于分批次產(chǎn)生或不同時期產(chǎn)生后分層堆存的廢物。（4）兩段取樣法，適用于采樣廢物由車、桶、箱、袋等容器分裝的場合。8、請列舉哪些廢物的性質不宜采用混合廢物直接測試，而應按照不同物理組分分別測試后，再加權平均。答：如廢物的極限含水率、容積密度和壓縮體積比，這些性質不宜采用混合廢物直接測試，而應按照不同物理組分分別測試后，再加權平均。這些屬于廢物的物理性質。9、我國生活垃圾的物理組成特點對其含水率和灰熔點有何不利影響？試分析可采取何種措施來減少這些不利影響。答：我國生活垃圾中有機物含量最高，廢品其次，無機組分最少。不利影響為：（1）食品垃圾比例高，廢物易被玷污，使其含水率增高；（2）餐廚垃圾中的NaCl含量高，使混合廢物的灰熔點降低（詳見課本32頁），不利于垃圾的焚燒處理。措施：（1）進行垃圾的分類回收；（2）減少食鹽的使用，降低廢物中NaCl的含量。第三章固體廢物的收集與運輸1、固體廢物收運過程由幾個階段構成？各階段的功能是什么？答：通常包括以下三個階段：（1）收集：指從垃圾產(chǎn)生源到收集（臨時貯存）設施的過程，是有由面至點的一級物流集中過程。（2）清運：指從收集設施至轉運站或就近處理處置場的垃圾近距離運輸過程，是從大量分散點到若干集中點的二級物流集中過程。（3）轉運（中轉）：指垃圾從轉運站至處理處置場的運輸過程，是生活垃圾的三級物流集中過程，功能是利用大容量運輸?shù)慕?jīng)濟性，節(jié)省生活垃圾物流運輸成本。收運+處理處置=完整處理系統(tǒng)2、生活垃圾收集方式有哪幾種？各有什么特點？答：包括分類收集和混合收集。分類收集：指按生活垃圾物理組分分別進行收集的方法。不僅回收了大量資源，而且減少了垃圾運輸和處理費用，降低了生活垃圾處理成本。混合收集：指收集未經(jīng)任何處理的原生活垃圾的收集方式。此方式應用歷史長，簡單易行，收集費用低。但收集過程中各種廢物組分互相混雜、黏結，降低了生活垃圾中有用物質的純度和再利用價值；同時，增加了生活垃圾的處理工藝的難度，相應地提高了處理費用。收集作業(yè)方式：定點收集、定時收集、上門收集。3、拖拽式的操作方法和固定容器收集操作方法有什么區(qū)別？常見的生活垃圾收集設施有哪些？答：拖曳式：收集點垃圾帶容器一起拉走卸空后送回；固定容器式：收集點將垃圾倒入清運車輛，容器不帶走。收集設施：垃圾箱（桶）和垃圾集裝箱。4、簡述垃圾收運車的幾種類型及我國垃圾收運車的發(fā)展方向。答：按照垃圾種類和垃圾產(chǎn)生源，可以將垃圾車分為生活垃圾車、大件垃圾車和建筑垃圾車。按照垃圾車的用途，可以將垃圾車分為垃圾收集車和垃圾轉運車。按照垃圾車工作裝置功能的不同，可以將垃圾車分為自卸垃圾車、自裝卸垃圾車、自動填充壓實式垃圾車和容器式垃圾車。發(fā)展方向：1、收運車型細分化；2、具有壓縮功能的后裝或側裝式壓縮或密封垃圾車，且有與垃圾收集容器配套的裝置；3、減少運輸過程的二次污染；4、操作過程的自動化水平；5、多功能性；6、美觀大方，易于保潔等。5、概述中轉站的幾種類型及各自特點。生活垃圾中轉站的建設應注意哪些問題？答：生活垃圾轉運站的分類：（1）按轉運規(guī)模分為小型、中型和大型。小型垃圾轉運站的轉運量小于150t/d；中型轉運量為150450t/d；大型轉運量大于450t/d。（2）按運輸工具分為公路轉運、鐵路轉運和水路轉運。公路轉運采用液壓式集裝箱轉運車時由于集裝箱密封性好，不散發(fā)臭氣和溢流污水，較為衛(wèi)生；鐵路轉運只在極少部分大型工礦企業(yè)使用；水路運輸提供了把垃圾最終處置地點設在遠處的可能性，省掉了不方便的公路運輸，減輕了停車場的負擔，使用大容積駁船同時保證了垃圾收集與處理之間的暫時貯存。（3）按裝卸料方法分為高低貨位式和平面?zhèn)魉头绞?。?）按轉運垃圾處理設備的工作原理和處理效果分為直接轉運式、推入裝箱式和壓實裝箱式。注意問題：（1）轉運站服務區(qū)域內生活垃圾產(chǎn)生量（2）轉運站規(guī)模（3）轉運站設置數(shù)量（4）轉運站建設面積（5）轉運站的選址原則（6）轉運站的建筑和環(huán)境7、計算，很簡單。只給答案了。每周需要清運53次；累計工作42.4h；8、需設置42個收集點；每個收集點設置4個容器；改后需要配套車輛5輛；改為小壓站，可以節(jié)省1460次/年；節(jié)省費用87600元/年。9、設計垃圾轉運量143t/d第四章固體廢物預處理預處理：改變廢物的物理狀態(tài)和物理組成，為后續(xù)轉化處理和利用提供優(yōu)化條件。（主要分選、破碎）分選作用：1）分選出可再利用的廢物組分 2）改善其可處理性 3）聯(lián)合應用提高破碎效率；影響篩分效率因素：入篩物特性（粒度、含水率、顆粒形狀）；篩孔結構（形狀、大?。缓Y面運動過程1、固體廢物篩選設備主要有哪幾種？它們的技術特征分別是什么？答：主要有振動篩和滾筒篩。振動篩特點：（1）由于振動篩篩面振動強烈，能順利輸送物料和減少篩孔堵塞，故生產(chǎn)率和篩分效率均很高。（2）結構簡單，零部件少，機械加工精度要求不高，故較易制造。（3）功率耗費較少。（4）易實現(xiàn)封閉式的篩分和輸送，有助于改善生活垃圾處理場所的工作環(huán)境。（5）篩分機械的調試運行工作較復雜。（6）各種類型的振動篩都有不同程度的噪聲，而且磨損較大。滾筒篩特點：（1）進料非常均勻（2）物料在滾筒內翻滾振動強烈（3）有時需要配備一些特殊裝置以防止堵孔和纏繞（4）設備具有多功能性2、采用風選方法進行固體廢物組分分離時，應對廢物進行各種預處理？答：風選對廢物顆粒的均勻性要求高，預處理應先破碎，再篩分。若廢物中含有金屬較多，可以加上磁選。3、試分析水平風選機和垂直風選機適合分選的垃圾種類？答：水平風選，精度較低，適用于廢物中輕、重組分均含有的情況。垂直風選，精度較高，適用于廢物中全為輕組分且要求分選精度較大的情況。破碎目的：使粒度變小，更均勻（提高堆積容重、增加比表面積提高反應速率）；解離多材質復合廢物為分選提供條件；為后續(xù)處理做準備。物料的機械強度破碎的阻力破碎機械的能量破碎的動力物料受力性與機械能施加方式能量轉換效率破碎主要指標：破碎比i最大粒度比i=Dmax/dmax D-破碎前最大粒徑；d-破碎后最大粒度平均粒度比i=Dcp/dcp 4、破碎腐蝕性廢物時，破碎機的選型應考慮哪些方面？應采取哪些防護措施？答：應考慮固體廢物的性質及哪些破碎機適合破碎腐蝕性廢物。適合破碎腐蝕性廢物的破碎機有顎式破碎機和反擊式破碎機。應采取的措施為對破碎機的部件，如鄂板、反擊板等進行防腐處理。5、生活垃圾濕式破碎有哪些優(yōu)點？答：（1）垃圾變成均質漿狀物，可按流體法處理；衛(wèi)生條件好，不會滋生蚊蠅和產(chǎn)生惡臭；（2）不會產(chǎn)生噪聲，沒有發(fā)熱和爆炸的危險；（3）脫水有機殘渣，無論質量、粒度、水分等變化都小；（4）在化學物質、紙和紙漿、礦物等處理中均可使用。6、試設想從生活垃圾中分選出廢電池的流程.答：廢電池在生活垃圾中的含量通常小于1%，且廢電池種類多，物理性質各不相同，可以根據(jù)廢舊電池組分的磁性和導電性，采用磁力分選，渦流分選與人工分選相結合。流程：生活垃圾磁力分選人工分選去后處理。7、根據(jù)城市生活垃圾各組分的性質，為分流其中的食品垃圾組分應如何組合分選工藝系統(tǒng)？請給出你設計的流程并討論其可行性。答：可以采用半濕式選擇破碎分選?？尚行裕涸摴に嚹苡行Щ厥绽械挠杏梦镔|，例如第一段物料中可分別去除玻璃、塑料，能得到以廚余垃圾為主的堆肥或沼氣發(fā)酵原料，且對進料的適應性好，易破碎物及時排出，不會出現(xiàn)過破碎現(xiàn)象。第五章固體廢物生物處理堆肥目的：無害化（殺滅垃圾中的致病菌和雜草種子）、穩(wěn)定化（去除易降解有機物避免惡臭，滲瀝液）、減量化（有機物減量，水分減量）、腐熟化（資源化）。前兩者可合成無害化。堆肥化過程影響因素：有機物含量和可生物降解性；C/N（適宜20/140/1，最適25/130/1）；含水率（23%，過高則降溫、局部缺氧）；溫度（為了滅殺致病菌和種子須55下3d）；氧濃度（5%）；pH（中性）；粒徑；孔隙率等1、好養(yǎng)堆肥的基本原理、好氧堆肥化的微生物生化過程分別是什么？如何評價堆肥的腐熟程度？答：原理：好氧堆肥是利用好氧微生物代謝使生物質廢物降解穩(wěn)定，不再易腐發(fā)臭，成為相容于植物生長的土壤調理劑的過程。過程：（1）潛伏階段，部分微生物產(chǎn)生適應酶，其細胞物質開始增加，但微生物總數(shù)尚未增加；而另一些微生物因不適應新環(huán)境而死亡。此階段微生物會大量分泌水解酶，部分固體廢物會被水解成可溶性物質。（2）升溫階段，已適應特定環(huán)境的微生物，利用物料中的易降解有機物，旺盛繁殖，在轉換和利用生化能的過程中，多余的生化能以熱能的形式釋放，使堆置環(huán)境溫度不斷上升。（3）高溫階段，當堆層溫度升高到45以上，嗜溫性微生物受到抑制甚至死亡，嗜熱性微生物逐漸替代了嗜溫性微生物的活動，無聊中殘留的和新形成的可溶性有機物急需分解轉化，復雜的有機化合物也開始被劇烈分解。微生物對易降解有機物的高速降解，必然使其代謝逐步受到有機物可利用性的限制，代謝和生長速率下降，因代謝而產(chǎn)生的熱量減少。當產(chǎn)生的熱量低于散失的熱量時，堆層溫度開始下降。（4）降溫階段，當堆體溫度下降到45以下時，嗜溫性微生物又重新占據(jù)優(yōu)勢。嗜溫性微生物對剩下的較難降解的有機物做進一步分解，并逐漸形成腐殖質。（5）腐熟階段，經(jīng)過以上四個階段(主發(fā)酵)，物料中剩下的是難降解有機物。此階段為嗜溫性的，細菌和放線菌數(shù)目有所下降，真菌會大量繁殖，難降解有機物會被緩慢分解，腐殖質不斷增多、聚合度和芳構化程度不斷提高。腐熟程度的評價指標有物理學指標、化學指標和生物學指標。物理學指標包括表觀指標和堆層溫度?；瘜W指標包括易降解有機物和難降解有機物、有機物含量、氮試驗法、碳氮比和腐殖類物質的變化。生物指標包括植物分析法、好氧速率法、厭氧產(chǎn)氣法和綜合評定法。2、何謂厭氧消化？簡述厭氧消化的生物化學過程。厭氧消化工藝有哪些類型？試比較它們的優(yōu)缺點。固體廢物厭氧消化反應器攪拌的主要作用是數(shù)目？答：厭氧消化是有機物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩(wěn)定，同時伴有甲烷和二氧化碳等氣體產(chǎn)生的過程。厭氧消化一般可以分為水解、酸化、乙酸化和甲烷化四個階段：（1）水解：水解是一個胞外酶促反應過程，主要是將顆粒態(tài)碳氫化合物、蛋白質和脂肪分解為可以被微生物直接利用的葡萄糖、氨基酸和長鏈脂肪酸（LCFA）的胞外水解過程。（2）酸化：酸化是溶解性基質葡萄糖、氨基酸和LCFA在微生物作用下被降解為各類有機酸、氫、二氧化碳和氨的過程。（3）乙酸化：乙酸化過程是酸化產(chǎn)物利用氫離子或碳酸鹽作為外部電子受體轉化乙酸的降解過程。（4）甲烷化：甲烷化過程是厭氧微生物利用乙酸、H2/CO2，或利用甲醇、甲胺和二甲基硫化物等含甲基的底物生成甲烷的過程。厭氧消化影響因素:1、 固廢原料性質生物可降解性、物料的顆粒尺寸、宏量營養(yǎng)物C/N宜20/1-30/1 PO43-:VS=1:1000、微量營養(yǎng)物質、抑制物和促進劑（解除抑制 從廢物流中去除毒性物質；稀釋廢物至毒性閾值以下；形成不溶性化合物或與毒性物共沉淀；通過控制pH，改變毒性物質的形態(tài)；添加可與毒物產(chǎn)生頡頏作用的物質）。2、 厭氧消化過程環(huán)境條件：溫度（中溫(3039 )高溫(5055 )）；pH和堿度（pH：6.57.5堿度： 2 000 mg/L）；氫分壓；生物量（厭氧微生物量高，反應器的轉化效率及允許的處理負荷就高）；攪拌。厭氧消化按照含固率不同分為干式消化、濕式消化和半干式消化。按照溫度不同分為常溫消化（自然消化）、中溫消化和高溫消化。干式消化指處理的固體廢物的含固率在20%以上，大多數(shù)介于20%40%，一般很少采取稀釋操作。干式消化有更高的有機負荷，反應容器體積更小對化學添加劑的需求量要小于濕式消化，其終產(chǎn)物是固態(tài)的易于作為肥料或動物飼料，由于廢物含固率高，因此單位物料可以產(chǎn)生更多熱量，有利于系統(tǒng)能量的平衡。一般在高溫下運行，可達到衛(wèi)生無害化。但反應器內有機物空間密度較高，容易導致?lián)]發(fā)性脂肪酸、氨氮等代謝物或其他抑制物的積累，需要大比例的微生物接種。濕式消化指廢物含固率在20%以下，常規(guī)濕式消化的含固率在12%左右。污泥消化的還顧慮一般為5%。濕式消化的終產(chǎn)物是液態(tài)的，需要進行固液分離處理。半干式消化指處理廢物的含固率在15%20%。攪拌的作用有兩方面：一是可以使反應器內溫度和濃度分布均勻，防止局部酸積累，使生化反應生成的硫化氫、氫氣等對厭氧菌活動有害的氣體迅速排出，使反應器控制在一個良好的微生物生存環(huán)境之中；是可以使加入的原料與反應器內富集厭氧降解微生物的物料混合，使產(chǎn)生的浮渣破碎，即讓原料中的有機質與厭氧微生物密切接觸，在反應器內造成一個良好的傳質環(huán)境。3、如果固體廢物厭氧消化反應器中出現(xiàn)酸化跡象，應采取何種調控措施？答：可通過投加石灰或含氮物料的辦法進行調節(jié)堿度，控制堿度在2000mg/L以上。4、試討論有機廢物堆肥化與厭氧消化過程中微生物接種的必要性，及適宜的接種方式。答：是否要進行微生物接種的主要依據(jù)是從工程角度看，微生物接種的代價與有機物分解速率提高之間的價值比是否有利。例如，城市生活垃圾本身就含有很豐富的微生物，不加菌種，只要其他工藝條件控制適宜，生活垃圾也能很快地被微生物利用轉化。有些固體廢物，如飯店餐廚垃圾、高溫處理過的工業(yè)有機廢渣，其中所含有的微生物較少，可以考慮人工添加菌種。接種的菌種可以使有人工專門培養(yǎng)的，也可以將堆肥產(chǎn)品部分回流以達到接種的目的。5、30%6、32.7%。第六章固體廢物熱化學處理工業(yè)分析中固廢由可燃分、水分、灰分組成，可燃分包含揮發(fā)分和固定碳?？扇挤譃闊峄瘜W可轉化部分;揮發(fā)分可在無氧過程中轉化;固定碳可在高溫環(huán)境中轉化。熱解法（干餾）：無氧或缺氧條件下加熱生成可燃氣體、燃料油和炭黑的過程。濕式氧化：液態(tài)基質中通氧，有機物在一定溫度和壓力下氧化分解。主要用于污泥糞便高濃度有機廢水處理。焚燒法。以上三種為常用固廢熱處理方法。熱處理優(yōu)點：減容效果好；消毒徹底；回收資源能量；減輕后續(xù)處理對環(huán)境的影響。問題：投資大費用高；操作運行復雜；二次污染與公眾反應。燃燒形式：蒸發(fā)燃燒（石蠟，先液后氣再燃燒）；分解燃燒（受熱后分解為揮發(fā)組分和固定碳，分兩部分燃燒如木材紙張）；表面燃燒（木炭，直接燃燒）焚燒效率CE (%)=（1-Wr/Wf）*100%；Wr單位物料爐渣中可燃物重量，kg/(kgh)；Wf廢物中可燃物重量，kg/(kgh)；干基高位熱值H0（kcal/kg）：無水基物料不考慮汽化潛熱損失，燃燒放出的熱量。同氧彈值。干基低位熱值Hu（kcal/kg）：無水基物料扣除汽化潛熱損失燃燒放出的凈熱量。濕基低位熱值H1（kcal/kg）：含水的濕基物料扣除汽化潛熱損失燃燒放出的凈熱量。濕基含水率w：通過105恒重測得的含水率。干基含水率M：105恒重后仍然含有的水分。濕基總水分T=w+M；H：以樣品初始質量表示的氫元素質量分數(shù)。H1= H0（1-w/100）-600(9H/100+T/100)Hu= H0-600(9H/100+T/100)計算詳見236頁，有例題。過剩空氣系數(shù)（空氣比）：燃燒時實際使用空氣量A與理論空氣量A0之比。焚燒系統(tǒng)：除焚燒爐外還有原料儲存、加料、送風、灰渣處理、廢水處理、尾氣處理、余熱回收系統(tǒng)。1、固體廢物焚燒爐有哪些主要爐型？它們各有何特點？答：爐排爐：處理量大，不需要特殊的預處理，運行穩(wěn)定；流化床：處理效率高，占地面積小，粉塵量大，操作運行難度大；回轉窯：適于高溫處理，結構簡單，故障較小，占地面積大；適于處理危險廢物。動力消耗大增加成本。多段爐：占地面積小，熱效率高故適于處理高含水廢物，可分段控制溫度和通風，結構復雜，維護及運行難度大。2、在進行生活垃圾焚燒處理過程中，對空氣進行預熱有何實際意義？預熱空氣的溫度對焚燒處理過程的技術-經(jīng)濟性有什么影響？答：由于廢物含水量較大，我國城市生活垃圾的含水率通常在40%60%，采用經(jīng)預熱的助燃空氣，不僅可以為廢物干燥提供部分熱量，而且有利于爐膛溫度的提高。焚燒需要大量助燃空氣，這部分空氣為室溫，燃燒后氣體溫度為幾百度，這部分空氣如果不預熱的話這之間上百度的溫度差會消耗很大的熱量供給，也就消耗了很多燃料；而燃燒后的廢氣還有很高的溫度，含有很大熱量，用這部分廢氣給助燃空氣預熱，會節(jié)約很多燃料。一次空氣：爐排下方吹入，提供燃燒所需氧氣，防止爐排過熱，(預熱空氣)提供能量干燥，250度以下。二次空氣：爐排上方吹入，使爐膛內氣體產(chǎn)生擾動，為未燃盡可燃氣體氧化分解提供氧氣。通氣量小于一次空氣。爐膛溫度控制在700-1000度，最好850-950度。下限考慮惡臭物質700分解完全；溫度高于700，二噁英由生成轉向分解。上限則考慮設備的腐蝕和灰渣的結焦。3、限制生活垃圾焚燒廠發(fā)電熱效率提高的主要因素是什么？答：焚燒鍋爐的效率、蒸汽參數(shù)、汽輪機類型及熱力系統(tǒng)。4、試分析生活垃圾中廢塑料在垃圾焚燒處理過程中可能發(fā)生的物理化學變化，他們對垃圾焚燒效果及煙氣治理有何影響？答：聚乙烯塑料焚燒會生成CO2，H2O；聚氯乙烯塑料焚燒會生成CO2，H2O和HCl塑料中的添加劑焚燒后生成二惡英，為劇毒致癌物。因此使焚燒煙氣的處理更加困難。5、在生活垃圾焚燒處理過程中，如何控制二噁英類物質（PCDD/Fs）對大氣環(huán)境的影響？答：（1）通過分類收集或預分揀，控制垃圾中氯和重金屬含量高的物質進入垃圾焚燒爐；（2）選用合適的爐膛和爐排結構，使垃圾在焚燒中得以充分燃燒，煙氣中比較理想的CO濃度指標應低于60mg/m；（3）在進入余熱鍋爐前，煙道內的煙氣溫度不低于850，煙氣在爐膛及二次燃燒室內的停留時間不小于2s；（4）縮短煙氣在處理和排放過程中處于300500溫度域的時間，控制余熱鍋爐的排煙溫度不超過250；（5）選用新型袋式除塵器，控制除塵器入口處的煙氣溫度低于200；（6）對焚燒飛灰進行符合標準要求的處理和處置、6、式列舉焚燒煙氣NOx的控制方法，并從處理效果和經(jīng)濟性等方面對這些方法分別進行評價。 答：為控制NOx的產(chǎn)生及排放濃度，通?？梢圆捎靡韵录夹g措施：控制過?？諝饬?；控制爐膛溫度；對煙氣進行處理。常用的NOx處理方法有兩種： （1）選擇性催化還原法：向煙氣中通入氨氣，并通過催化反應床，使NOx還原成N2。反應溫度在7001200。 （2）選擇性非催化還原法：在沒有催化劑存在的情況下，直接將氨氣通入爐膛內。溫度在7001000。 酸性氣體控制：減少固廢中F、Cl、S含量；對煙氣進行凈化（干式、半干式、濕式）。顆粒物控制：熱回收裝置沉積；除塵裝置截留。二噁英控制：1）控制入爐廢物Cl和重金屬量；2）合適爐膛和爐排結構使充分燃燒；3）煙氣溫度850 ，停留時間2s，破壞分解；4）煙氣急冷控制再合成5）活性炭+新型袋式除塵器捕集飛灰處理。飛灰控制：水泥固化、化學穩(wěn)定化、水洗（酸洗）分離重金屬、熱處理（熔融、玻璃化、燒結）7、試分析焚燒煙氣中的主要重金屬組分？針對這些重金屬分別可采取何種措施進行控制？ 答：飛灰中的重金屬濃度含量較高。其處理方法有高溫處理、穩(wěn)定化/固化與濕式化學處理等。高溫處理技術，主要包括熔融、玻璃化與高溫燒結；穩(wěn)定化/固化技術，主要包括水泥固化或穩(wěn)定化、藥劑穩(wěn)定化等；濕式化學處理，主要包括加酸萃取、中和碳酸化和堿提取、生物浸提和其他藥劑浸提等。 8、比較流化床焚燒爐和其他固體廢物焚燒爐型，其過剩系數(shù)低的主要原因是什么？ 答：可燃物質燃燒時，實際使用的空氣量與理論空氣量之比稱為過?？諝庀禂?shù)。固體物料燃燒時，物料的粒徑越小、粒度分布越均勻，需要的過?？諝庀禂?shù)就越小。流化床焚燒爐中，廢物一般破碎成可流動大小的廢物從塔頂或塔側投入，在爐內與高溫熱載體充分混合，在完成干燥、粉碎、氣化過程后迅速燃燒。因此它的過剩系數(shù)較其他焚燒爐要低。 余熱利用單元：1）預熱助燃空氣或直接小區(qū)供暖；2）蒸汽發(fā)電 ；3）熱電聯(lián)供，蒸汽發(fā)電后的低壓蒸汽供熱。9、試比較固體廢物熱解和氣化方法的原理與工藝差異。 答：熱解的基本原理：將有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之成為氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)可燃物值得化學分解過成。 熱解處理一般工藝流程包括破碎、預熱和熱分解。 固體廢物的氣化的原理：在氣化劑的參與下發(fā)生化學反應，使生物固體燃料轉化為生物質燃氣。 氣化過程的主要化學反應包括氧化、熱解和氣化。 固體廢物水泥窯共處置：在水泥生產(chǎn)中，使用固體廢物代替燃料或原料，從廢物中再生能量和材料的處理。利用方式：作原料（燃燒渣、冶金渣、化工渣）、作燃料（高熱值有機物如廢橡膠等）、摻入水泥熟料中磨制水泥。10、試歸納水泥窯共處置各類固體廢物的預處理要求（按固態(tài)危險廢物、污水廠污泥、生活垃圾、煤矸石等分類，分別給出）。 答：固態(tài)危險廢物需要進行消毒殺菌、封裝打包；污水廠污泥需要干燥并加入一定量的煤粉以提高熱值；生活垃圾需要進行混合、攪拌、成型；煤矸石需要進行混合與顆粒分選。 第七章 固體廢物的固化與穩(wěn)定化 固化：添加固化劑，使危險廢物轉變?yōu)椴豢闪鲃踊虺尚凸腆w的過程。穩(wěn)定化：將有毒有害污染物轉變?yōu)榈腿芙庑浴⒌头磻?、低遷移性及低毒性物質的過程。1、固體廢物穩(wěn)定化/固化處理的基本要求是什么？主要應用于哪些方面？試舉例說明。 答：基本要求： （1）所得到的產(chǎn)品應該是一種密實的、具有一定幾何形狀和較好物理性質、化學性質穩(wěn)定的固體； （2）處理過程必須簡單，應有有效措施減少有毒物質的逸出； （3）最終產(chǎn)品的體積盡可能小于摻入固體廢物的體積； （4）產(chǎn)品中有毒有害物質的水分或其他指定浸提劑所浸析出的量不能超過容許水平； （5）處理費用低廉； （6）對于固化放射性產(chǎn)物的固化產(chǎn)品，還應有較好的導熱性和熱穩(wěn)定性，以便用適當?shù)睦鋮s方法就可以防止放射性衰變熱使固化體溫度升高，避免產(chǎn)生自融化現(xiàn)象，同時還要求產(chǎn)品有較好的耐輻照穩(wěn)定性。 應用： （1）對具有毒性或反應性等危險性質的廢物進行處理，使其滿足填埋處置的要求。例如，在處置液態(tài)或污泥態(tài)的危險廢物時，由于液態(tài)物質的遷移特性，在填埋處置前必須經(jīng)過固化/穩(wěn)定化的過程。 （2）處理其他處理過程產(chǎn)生的殘渣。例如，垃圾焚燒產(chǎn)生飛灰的無害化處理，其目的是對其進行最終處置。 （3）在大量土壤被有害物污染的情況下，對土壤進行無害化處理。 固化影響因素：pH：影響金屬離子固定水泥和廢物配比：影響產(chǎn)物強度凝固時間：影響輸送、裝桶或澆注添加劑：改善固化體機械性能和污染物浸出速率固化處理重金屬機理：水泥高pH降低重金屬溶解性；低滲透性阻礙溶液進入和污染物溶出；包裹和物理隔離。2、固體廢物包膠固化方法可以分為幾類？分別有何優(yōu)缺點？ 答：包膠固化分為水泥固化、熱固性材料固化和熱塑性材料固化。水泥固化工藝比較簡單，通常是將固體廢物、水泥和添加劑混合均勻，并加水使混合物形成具有一定流動性的水泥漿，然后進行一定時間的養(yǎng)護，使其形成堅硬的固化體。熱固性材料固化在常溫下操作，需要的催化劑數(shù)量很少；對廢物的含水率要求不高，既可以處理干渣，也能處理含水泥漿；最終的固化體密度和體積都較小，利于后續(xù)的處理處置；固化產(chǎn)物不可燃。不足之處在于：所用的催化劑有的具有強酸性，而大多數(shù)重金屬沉淀在強酸性環(huán)境下容易溶出，且會腐蝕設備；該類固化體容易老化，可能導致污染物暴露，造成再次污染。熱塑性材料固化使用的熱塑性材料不溶于水，具有化學惰性，同時具有良好的包容性能，冷卻后的產(chǎn)物致密、不透水。 化學結合穩(wěn)定化：吸附、固定、氧化還原、中和、pH控制。燒結穩(wěn)定化：加熱至基本組分熔點以下的溫度，氣體從晶格排出，形成致密堅硬的燒結體。熔融穩(wěn)定化：加熱至1 300 ，有機物熱分解、燃燒和氣化，無機物熔融形成玻璃質熔渣。 3、請列舉集中常用的化學結合穩(wěn)定技術常用的藥劑？并闡述其作用機理。 答：石灰：通過投加石灰調節(jié)溶液的Ph可穩(wěn)定溶解的重金屬，這種方法可以使某些可溶的重金屬沉淀。 硝酸鹽：硝酸鹽沉淀技術的原理在于生成一種可看作由水和金屬離子與二氧化硅或硅膠按不同比例結合形成的混合物。這種混合物在很寬的pH范圍內（pH=211）有較低的溶解度。 螯合劑：通過與重金屬離子發(fā)生螯合作用形成穩(wěn)定的水溶性螯合物，而使重金屬離子鈍化。 4、請列舉適合采用燒結穩(wěn)定化的廢物類型及影響其燒結性能的因素。 答： 影響燒結的主要因素包括兩大類：（1）粉體特性，包括粉末顆粒的粒徑大小、粒徑分布及組分組成；（2）燒結操作條件，包括產(chǎn)品成型壓力、燒結溫度、燒結時間、燒結氣氛、添加劑種類、升溫及降溫速率等。 5、請簡述重金屬元素在燒結爐內的轉化過程。 答：（1）熔沸點低的重金屬，如Hg、Cd等，隨著溫度的升高而不斷氣化； （2）在氧化性環(huán)境里，隨著溫度的升高，有些重金屬會形成金屬氧化物而固化在燒結產(chǎn)物中，如Cu、Mn、Pb、V等； （3）在適當?shù)姆磻h(huán)境里，重金屬元素之間或重金屬元素與其他元素之間會發(fā)生一系列復雜的化學反應，形成含有重金屬元素的離子化合物，如Pb、Cr、Mn、Zn等； （4）有極少部分重金屬元素在燒結后會變成非晶態(tài)成分存在于產(chǎn)物中，非晶態(tài)成分往往是在驟冷的條件下形成的。 6、固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物性能評價應從哪幾個方面入手？ 答：（1）抗浸出性（2）抗干-濕性、抗凍融性（3）耐腐蝕性、不燃性（4）抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）（5）足夠的機械強度（固化產(chǎn)物）。 第八章 固體廢物的土地處理與處置 土地處置：分散處置；集中處置。分散處置：廢物與表土具有兼容性：物化性質與組成、污染物釋放水平。廢物預處理混合分散污染修復植被墾復。基本步驟：廢物單元內卸載攤鋪分層壓實整平覆蓋覆蓋：日覆蓋對當日填入廢物的暴露表面進行覆蓋；中間覆蓋同一平臺各單元全部完成填入和日覆蓋后，對其上表面進行的補充覆蓋；最終覆蓋當填埋體前坡或頂面形成后，對其表面進行的強化覆蓋，以高效隔絕雨水滲入和氣體對流，并應恢復植被堆(填)體力學穩(wěn)定性：影響因素：堆體密度、含水量、孔隙率、透水性、強度堆(填)體污染物控制：垃圾組成、堆(填)體環(huán)境條件；堆體封閉條件；氣、液傳遞條件。填埋堆體的生物代謝：第一階段：好氧階段。生物可降解成分立即分解，初始空隙中有氧氣，為好氧降解。第二階段：厭氧反應第一階段（過渡階段）。內部形成厭氧環(huán)境，兼性厭氧菌激活。pH下降。第三階段：厭氧反應第二階段（酸化階段）。厭氧水解微生物活動加強，大量有機酸少量氫氣產(chǎn)生。第二、三階段主要產(chǎn)氣為CO2，無甲烷因產(chǎn)甲烷菌不耐酸性環(huán)境。第四階段：甲烷發(fā)酵。產(chǎn)甲烷菌將有機酸和氫氣轉化為甲烷和CO2，有機酸被降解pH回升。第五階段：穩(wěn)定?？缮锝到庥袡C物已完全降解為CH4和CO2。調控方法滲濾液直接回灌（加速階段）適用條件：垃圾中可降解有機物主要為慢速水解組分；垃圾含水率低，阻礙生物代謝；滲濾液處理后回灌通過處理降低有機酸、提高堿度：縮短階段、，加速階段。通氣：通過向填埋體內持續(xù)導入空氣(O2)，使階段I長期維持與階段V銜接。優(yōu)點是實現(xiàn)了堆體內硝化和反硝化，控制滲瀝液的N負荷，缺點是無法利用LFG。填埋庫容量即幾何形狀的總容量，服務容量為逐年庫容占據(jù)率。二者決定服務年限。填埋場地面積At=365y(Wr/r + Vc)/(H Cs Cp Cu)Y填埋場使用年限；Wr日均垃圾處理量，t/d；r垃圾平均密度t/m3；Vc日均覆土體積，m3/d；H填埋場允許堆積高度；Cs垃圾沉降系數(shù)1/kc；Cp填埋堆積系數(shù)；Cu-場地面積利用系數(shù)。填埋氣體產(chǎn)生量：多采用經(jīng)驗模型測算；滲濾液產(chǎn)生量測算水分平衡方法（進入填埋體水量減去反應消耗和蒸發(fā)散失的水分得剩余水分，剩余水分再減去持水量即為滲瀝液體積）；滲濾液產(chǎn)生量測算經(jīng)驗方法：建立降水量和滲瀝液產(chǎn)生量的經(jīng)驗公式。地下水導流：基本措施為在庫底設置地下水導流管。庫區(qū)外地表徑流截流：采用在庫區(qū)周邊設置截（排）洪溝的方式實施。庫區(qū)內雨污分流：分區(qū)填埋（庫區(qū)底部進行作業(yè)和排水分區(qū)，在一定的操作期內保留清潔徑流區(qū)）；覆蓋（及時覆蓋，覆蓋面上的清潔徑流通過填埋平臺上的雨水排放溝分流排出）；控制作業(yè)面積（無覆蓋區(qū)）防滲層：單層黏土（K110-7cm/s）2m； 復合合成膜（K110-11cm/s）1.5 mm+黏土1m；雙層雙合成膜（21.5 mm，中夾排水層）+黏土（K110-5cm/s）1m。滲濾液收集：由庫底盲溝（管）組成管網(wǎng)匯流（收集）滲濾液；通過管網(wǎng)干管，由收集井或管道泵排出滲濾液至調節(jié)池。LFG處理：被動導排/放散（引出后自然擴散）；主動收集后燃燒；主動收集后燃料利用。 1、填埋場庫容的確定需要考慮哪些因素？ 答：在確定選址的條件下，填埋場的容量主要由地形條件、填埋場的地形分類、填埋體邊坡控制和填埋場高程要求決定。 2、填埋場選址的主要原則是什么？選址時應主要考慮哪些因素？答：原則：（1）必須嚴格限制在環(huán)境和社會安全敏感區(qū)域設置填埋場（2）土工穩(wěn)定和污染控制較容易實現(xiàn)（3）良好的運營經(jīng)濟性。影響因素：分為剛性限制條件和非剛性限制條件。剛性條件：（1）自然方面條件方面，包括地質不穩(wěn)定和水文不安全的區(qū)域；（2）社會經(jīng)濟區(qū)位方面非剛性條件：土壤條件和地形、地表和地下水文狀況、地質條件等；運輸距離、場內運輸路線等；可利用的土地面積、當?shù)丨h(huán)境和氣候條件、封場后的土地利用規(guī)劃等。3、生活垃圾衛(wèi)生填埋場的建設及運行包括哪些具體步驟。答：4、請列舉填埋場控制邊坡穩(wěn)定的有效方法？答：植草護坡，打水泥，覆膜，設置緩沖臺階。5、試根據(jù)達西公式并結合圖示，說明單層