固体废弃物处理与噪声控制工程习题解答

固体废弃物处理与噪声控制工程习题解答1第一篇《固体废弃物处理与处置》部分第一~三章习题1.我国对固体废物的分类方法及其污染的特点是什么？分类方法:固体废物来源于人类的生产和生活，它的分类是依据其产生的途径与性质而定。在经济发达国家将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物与城市垃圾四大类。我国制定的《固体废物管理法》中，将固体废物分为工业固体废物（废渣）与城市垃圾两类。其中含有毒有害物的成分，单独分列出一个有毒有害固体废物小类。通常，固体废物主要包括城市生活固体废物、工业固体废物和农业废弃物。固体废物的特性：A.最难得到处置：固体废物为“三废”中最难处置的一种，因为它含有的成份相当复杂，其物理性状(体积、流动性、均匀性、粉碎程度、水份、热值等等)也千变万化。B.最具综合性的环境问题：固体废物的污染，从来就不是单一的，它同时也伴随着水污染及大气污染问题。因此，对处理固体废物的卫生填埋场，需进行符合环境要求的处理，以防止垃圾渗沥液对地下水的污染问题，同量必须具备污水处理及对排放的填埋气体适当处理的能力。我们无法回避固体废物给我们生存空间、给人类可持续发展带来的影响。C.最晚得到重视：在固、液、气三种形态的污染（固体污染、水污染、大气污染）中，固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人们的注意，也是最少得到人们重视的污染问题。D.最贴近的环境问题：固体废物问题，尤其是城市生活垃圾，最贴近人们的日常生活，因而是与人类生活最息息相关的环境问题。人们每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识中污染我们自己的生存环境。2.防止固废污染的总体原则和措施有哪些？工业固废实行谁污染谁治理的原则；‘源头控制’和‘终态物’污染控制；固废‘减量化’，‘无害化’，‘资源化’。3.对固体废物进行破碎的目的是什么？列举出常用的破碎机械。破碎的目的：减小容积、增加比表面积、便于废物回收和处置（填埋、焚烧）；常用的破碎机械：颚式破碎机/jawcrusher、锤式破碎机/hammercrusher,hammermill、冲击式破碎机/impactcrusher、剪切式破碎机/cuttingcrusher、辊式破碎机/rollingcrusher、球磨机/ballgrindingmill.24.简述鄂式破碎机的工作原理和适用范围。颚式破碎机，体积小，结构简单，破碎比为3-8，是常用的一种粗碎设备，用于破碎一些强度和韧性大的废石料。第四章习题1．惯性振动筛的工作原理是什么？惯性振动筛：通过偏心重块旋转时所产生的离心惯性力，使筛面产生振动。适用于：废物粒度0.1~0.15mm、潮湿和粘性废物的筛分。2．浮选的原理和浮选药剂的作用。原理：在固体废物与水调制成的料浆中，加入浮选药剂后，通入空气形成无数细小气泡，使要选物质的颗粒粘附在气泡上，从而随气流上浮于料浆表面成为泡沬层，然后加以刮出回收；而不浮颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后弃去。浮选过程：固废颗粒物+水+浮选药剂通入空气气浮上浮泡沫层刮出回收。浮选药剂：捕收剂；起泡剂：表面活性剂（脂肪醇等）；调整剂：活化剂、抑制剂、分散剂。捕收剂能有选择性在吸附在要选的物质颗粒表面，增强其疏水性和可气浮性，常用的有：异极性捕收剂，如黄药、油酸等；非极性油类捕收剂，如脂肪烷烃、环烷烃等。第五章习题31．污泥的最终出路是什么？污泥的最终出路是指污泥被利用和处置的途径。一般来说，污泥经脱水处理后可作资源化利用如作建筑材料、作农肥、制沼气等。作建筑材料时掺加进粘土制砖或铺路填坑；作农肥时，污泥中的大肠杆菌数和重金属离子的含量必须在允许的范围内。对无法处理利用的污泥，可用填埋、焚烧或海洋投弃法加以处置。污泥填埋应在水文、地质和土壤条件较好的场地中进行。2．污泥含水率从97.5％降至94％，求污泥体积的变化。解：含水率为97.5％的污泥的体积为V1，经处理后含水率为94％的污泥的体积为V2，根据质量作用原理，则：V2×(1-94％)=V1×(1-97.5％)V1/V2=(1-94％)/(1-97.5％)V2/V1=2.4本例中，虽然经脱水处理后污泥的含水率只降低了3.5个百分点，但污泥的体积却缩小了2.4倍，由此说明污泥脱水的意义。3．为什么污泥机械脱水前要进行调理？常用的调理方法有那些？污泥调理是污泥浓缩或机械脱水前的预处理，目的是以此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。污泥调理常用的方法主要有化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理等等。其中，化学调理是在污泥中加入适量的混凝剂（无机混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等，有机高分子混凝剂是聚丙烯既胺）、助凝剂（常用的助凝则是石灰，用来调节污泥的pH值）等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，改善污泥脱水性能。化学调理法成本低，效果好，一般应用较为普遍。第六章习题1．简述废物固化的目的和常用固化方法固化处置的目的是以此达到废物稳定化、无害化，最大程度地降低固体废弃物对生态环境的危害。对固化技术的一般要求是，固化处理后应具用：（1）良好的抗渗透性、抗浸出性和足够的机械强度；（2）低增容比；（3）工艺简单，处理费用低。目前常用的固化技术有：水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化和石灰固化。2．评定废物固化效果的指标是什么？衡量和评定废物固化技术的两项重要指标是浸出率和增容比。其中，浸出率指固化体浸于水中，有害物质的浸出率即：4tMFAaRrin)/(/0式中：inR--浸出率，g/d•cm2ra--浸出的有害物质的量，mg0A--浸出样品中所含有害物质总量，mgF--样品的总暴露表面积，cm2M--样品的质量，gt--浸出时间，d增容比:12VVCi式中：Ci--增容比;V2—固化体的体积（即固化后的总体积），m3V1—固化前有害废物的体积，m3第七章习题3.拟在废物焚烧炉中焚烧C6H5Cl，采用空气过量率100％，请核算—下其操作度是否会超过炉于的允许温度1150℃。解：根据Dulong方程，以1kgC6H5Cl为基准，近视计算其燃烧的净热值：SClOHCmmmmmNHV450076081450001400032.25.1125.357605.1125450005.112721400032.2=24870kJ/kg已知EA＝100%，则2981059.311254.14NHVEANHVT298248701059.3%10011254.1248704=1348K=1075oC计算结果可知，最高操作温度为1075oC，不会超过炉子的允许温度1150℃。54．焚烧炉的操作温度为980℃，试计算当氯苯的DRE＝99.99%时，氯苯在炉内的停留时间（反应速率常数k=165.4(s-1)）。解：设焚烧反应为一级反应。则：dC/dt=－kCln(CA/CA0)=－kt当DRE=99.99%时，CA0=1，CA=1－99.99%=0.0001则：t99.99%=－(1/165.4)ln(0.0001/1)=0.0557(s)第八章习题1．热解与气化有何区别？热解是有机高大分子或高分子化合物受热分解为低级小分子有机物的过程；而气化过程只是物质的物理形态的改变，其化合物的分子结构并未发生改变，未生成新的化合物。第九章习题1.简述堆肥质量评定的内容和堆肥腐熟度的评定方法。堆肥质量的评定可通过其养分、无害化指标及腐熟度三个方面进行评价。养分主要是指其对农作物可吸取的总氮、总磷及钾的含量，目前对于养分指标还没有具体的国家统一考核标准；无害化指标主要是指堆肥中的病原体细菌含量及重金属的含量等，包括“农用污泥中污染物控制标准-GB4284”、“城市垃圾农用控制标准-GB8172-87”、“粪便无害化卫生标准-GB7959-87”等。腐熟度的评定方法：①直观经验法。成品堆肥呈棕色或暗灰色。②淀粉测试法：是一种测定堆肥中淀粉含量降低程度的方法。③耗氧速率法。用O2/CO2测定仪，测出的是CO2的生成速率，转换成耗氧速率。此法量化，实用。2.简述堆肥农用的优缺点一般认为，堆肥具有改土、培肥、促进植物生长及增产效用。（1）改土作用。增加土壤有机质(土壤中正常有机质含量为400kg/亩)；疏松土壤；增加土壤孔隙率；此外，堆肥中的腐殖质能有效地吸附NH4+、K+、Ca2+等土壤养分，使之不易老化。（2）增产作用。恰当施用堆肥，对水稻和旱地作物都有明显增产的功效。（3）不利影响。但若长期或大量施用堆肥，可能造成土壤中有害元素的累积，特别是带来重金属元素的积累问题。此外，相对来说，目前堆肥的投资大，成本高。因此，一6般来说，堆肥作为目前一种固废利用的途径，作为土壤的改良剂、调节剂看待。3.影响好气发酵过程的主要因素有哪些？影响好氧堆肥影响因素有：①有机物含量：要求在20~80%之间；②含水率：要求有较高的含水率，一般在50~60%，在此条件下，微生物生长对氧的需求量最高；③通风和耗氧速率在发酵反应60~80h，微生物耗氧达到高峰，其耗氧速率与有机物浓度成正比：即有机物浓度↑→耗氧速率↑。适宜的氧浓度为14~17%，≮10%，实际运行中的耗氧速率用等当量的CO2来表征。具体供氧方式有：翻堆通风，风机供风，插入风管通风。④碳氮比在初始堆肥的中温阶段，C:N=30:1；在二次堆肥（成品堆肥）阶段，C:N=10:1~20:1⑤温度最佳温度为65~70℃。在此温度段，CO2生成速率较高，亦即微生物耗氧速率较快。当堆肥中有机物含量高时→温度上升↑，例如，当有机物含量为20~50%时，堆肥温度升至55℃所需时间为44h→60h。⑥pH值适宜的pH值，将有利于微生物对有机物的降解，提高堆肥效率。堆肥过程中，物料pH值的变化规律为：5~6→8.5~9.0→7.0~8.0pH值呈现先上升、后略降低的趋势，这是因为：起初含氮有机物氧化生成NH3，使体系的pH值上升；后期微生物细胞质的合成又消耗去部分NH3，使堆肥中的pH值有所下降。4.简述固体废物生物处理的原理，并说明生物处理的特点和作用。原理：利用自然界微生物具有氧化、分解有机固体废物的能力，处理可降解的有机废物以达到无害化和资源化的目的。特点：1）在处理固体废物的同时，使废物中的有用资源得到回收利用。2）用生物法处理降解有机固废，处理操作成本较低，具有推广应用价值。作用：利用好氧和厌氧微生物的降解能力，使堆肥中的复杂有机物转化为易于被植物吸收的养分，或使废物中的有机物转化为可利用的燃料气，实现减量化、资源化、无害化。75.好氧堆肥过程中按温度的变化可分为哪几个阶段？各阶段的生物活动情况如何？可分为中温阶段、高温阶段和降温阶段。1）中温阶段：在堆制初期，堆肥中温度缓慢上升至15-45℃。此时，嗜温性微生物较活跃，当温度不断上升时，以细菌、真菌和放射菌为主的微生物迅速繁殖。2）高温阶段：此时温度上升至45℃以上，最高可达70℃，在此阶段嗜温性微生物受到抑制，嗜热性微生物开始活跃。当达到70℃左右时，微生物开始大量死亡或进入休眠状态，此阶段是微生物的对数增长期，后期为内源呼吸期。3）降温阶段：在内源呼吸期，微生物活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温性细菌可再占据优势，使残留的一些未降解有机物进一步得到降解，腐殖质增多且趋于稳定，堆肥进入腐熟阶段。6.试比较好氧堆肥中间歇发酵工艺与连续发酵工艺的特点与优劣。对间歇发酵工艺：一般采用二次发酵方式，第一次发酵采用机械强制通风，发酵期一般为10-15天，在高温阶段一般需维持5天左右，使堆肥达到无害化。然后再进行第二次堆制发酵，以使其进一步降解腐熟。这种工艺发酵期一般较长，且人工操作劳动量较大，但操作成本相对较低，适合于农用小批量处理。连续发酵工艺：采用机械化方式的连续进料和连续出料工艺，原料在一个专门的发酵装置内完成中温和高温发酵阶段。此工艺具有发酵时间短、生产效率高等特点，但由于发酵时间较短，若温度不够高时对微生物的杀灭不彻底。此外，由于是在密闭的容器中进行，可避免堆肥过程中的异味对环境的污染。第十章习题1.粉煤灰的主要矿物组成