固废试题与答案

（首页）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分。试题课程名称：固体废物处理与处置适用专业年级：市政工程2014级考生学号：考生姓名：………………………………………………………………………………………………………一、图示题（2X15分=30分）1、卫生填埋是城市生活垃圾常用的处置方法，但防渗和渗滤液收集处理技术至关重要，以双层防渗系统为例，图示分析水平防渗系统和终场防渗系统的结构和各层的作用。如图双层衬里系统有两层防渗衬里，上衬里之上为渗滤液收集系统，下衬里之下为地下水收集系统。两衬里之间为排水层，以控制并收集通过上衬里渗漏下来的渗滤液或填埋气体。该系统防渗可靠性好，但在施工和衬里坚固性方面逊于复合衬里系统。适用于抗损性较高、地下水位高、水量丰富的条件。终场防渗系统主要包含两大部分：土地恢复层和密封层。从上至下由保护层、排水层、防渗层和调整层构成。其中防渗层、保护层和表土层是该系统的基本组成。表土层主要用来生长植物，保证根系不破坏下面的层；保护层主要防止上部植物根系及挖洞动物对下层的破坏，减小或避免排水层的阻塞，维持稳定；（首页）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分。排水层主要用来疏排下渗水，减小其对下部防渗层的水压力；防渗层主要用来阻止下渗水进入填埋废物中，防止填埋气体逸出；调整层主要用来控制LFG（LandfillGas）将其导入收集设施进行处理或利用，同时可以作为支撑面。2、试画出水压式沼气池的示意图、指出各部分名称，简述其工作过程，并图示厌氧发酵产沼气的三阶段理论。由图，水压式沼气池是一个由主发酵池（间）和进、出料间（管）相连通的容器，当给主发酵池加料进水至进、出料管下端上沿以下适当位置时，三者水位平齐，此时的液面线称作零压线，这时U型水柱压力表显示在零处。当沼气池产气后，关闭用气开关，这时沼气池气室处于密闭状态，产生的沼气会对气室壁和发酵液面产生压力，把一定体积的发酵液压入水压池和进料管（间），沼气池气室中的液面下降，进、出料间的液面上升，同时U形水柱压力表左右两边的液面也形成一定的高度差。随着产气量的增加，气室里的液面与进、出料间的液面高度差不断加大，U形水柱压力表上的液面差也随之加大。由于发酵液和水的密度基本相同，所以水柱压力表液面差的读数等于发酵池内液面与水压间液面的高度差。当打开开关用气时，进出料间的发酵液回流入发酵池，其液面下降，发酵池中的液面上升，三者水位差越来越小，这时水柱压力表的液（首页）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分。面差也越来越小。当沼气用尽时，发酵池和进、出料间三者的液面恢复到同一水平，这时水柱压力表上的读数为零。⑵厌氧发酵产沼气三阶段示意图：二、简答题（3X10分=30分）1、燃烧过程的二噁英是如何产生的？有哪些如何有效防治？（1）二恶英的产生及来源：废物本身所含有；炉内燃烧不完全，低于750-800℃时，碳氢化合物与氯化物结合生成；烟气中吸附的氯苯及氯酚等，在某一特定温度（250-400℃，300℃尤甚），受金属氯化物（CuCl2，FeCl2）的催化而生成。⑵a控制来源—控制氯和重金属含量高的物质通过废物分类收集，加强资源回收，避免含PCDDs/PCDFs物质及含氯成（首页）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分。分高的物质（如PVC塑料等）进入垃圾中。b采用控制“3T1E”的方法来抑制二恶英的产生。“3T1E”是指：①温度（Temperature），维持焚烧炉内的温度在800℃以上（最好达到900℃以上）可以将二恶英完全分解；②时间（Time），保证烟气的高温停留时间在2秒以上；③涡流（Turbulence），采用优化炉型和二次喷入空气等方法，充分混合和搅拌烟气使其充分完全燃烧；④过剩空气（ExcessAir），提供足够的助燃空气可减少二恶英的产生。c减少炉内形成—控制温度和停留时间避免烟气急冷至200℃，在烟气处理过程中尽量缩短250~400℃温度域的停留时间，可以减少二恶英的合成。d除尘去除—布袋除尘器前喷入活性炭对于已经产生的二恶英，可以通过喷入活性炭粉末、甚至触酶分解器进行分解以及设置活性炭塔吸收等方式从烟气中去除二恶英。2、简述堆肥腐熟度的化学参数判断指标有哪些？常用哪些工艺参数来判断堆肥腐熟度？1)根据外观和气味评价：对于一个正常的堆肥来说，堆肥应是由开始的浅灰色变成棕色，气味由刺鼻性气味转变成土壤味2)测定前期发酵的终点温度：一旦温度达到45~50℃且温度保持一周内不变，则可认为堆肥达到了稳定程度3)好氧速率法：好氧微生物在分解有机物的同时消耗氧气产生二氧化碳，因此这一产生速率标志了有机物分解和堆肥反应的进行程度4)测定堆肥的淀粉含量：堆肥化过程中物质的降解程度越高，产品中可分解的有机物数量就越少。5)植物生长发芽实验，未腐熟的堆肥植物具有毒性，植物很难生长发芽6)安全性测试，沙门氏菌和肠道链球菌常作为监测堆肥安全性的指标（首页）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分。7)C/N比，C/N比降至（10~20）/1时，可认为堆肥达到腐熟8)氮化合物，堆肥中含大量有机氮化合物，因此测定氨态氮，硝态氮和亚硝态氮的浓度来评定堆肥腐熟度；9)腐殖酸含量：，随着堆肥腐熟化的进行，腐殖酸含量上升，因此也可以测定他的含量。除此之外还有氧化还原电位测定，滤纸色层分析法，COD，BOD法等等。3、热解是一种常用的固废处理技术，热解法与焚烧法有何差异？热解法处理城市垃圾有哪些难点？：⑴区别在于：①焚烧是氧化还原反应，而热解实在无氧或缺氧条件下进行的反应；②焚烧是放热反应，而热解是吸热反应；③焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的主要产物是可燃的低分子化合物；④焚烧产生的热能一般只能就近利用，而热解产生的能量可储存，可远距离输送。⑵有以下几个难点：①垃圾是一种混合物，不同物质的热分解温度不同，热分解行为也不同，所以热分解操作条件的控制十分困难，有时甚至无法进行；②垃圾成分、水分经常变化，操作条件很不稳定，因此往往实验室阶段很有成效，而一到工业阶段就变得很复杂，处理费用也大幅度增加。如果混合物含水率过大，特别是我国现阶段的垃圾，主要是厨余而纸张等高热值可分解物的含量与国外相比含量很低。厨余垃圾水分很高，热分解的热量平衡就比较困难，热分解所能回收的燃料油、燃料气不仅少，而且热值也低，因此热分解的经济性必须充分注意；③垃圾中有些塑料或橡胶热解将会产生HCl或HCN，这给热分解在技术上带来更大困难；④城市垃圾热解处理，在美国、日本、德国等国虽有各种研究或实验报告，但（首页）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分。由于垃圾是一极为复杂，水分、组分极为不稳定的混合物，要稳定地操作很不容易。投资费、运行费、维护费均高，回收的燃料气有时因发热量低，利用有一定的限制，因此只有在不考虑其经济效益的前提下，垃圾热分解技术才能实现其工业化。三、通过本课程的学习，你有何收获和体会？对课程教学有哪些好的建议和你认为值得改进的地方？根据本课程教学内容就你最感兴趣的研究领域撰写1000字左右小论文一篇。（40分）