固体废物处理与处置课后答案.docx

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固体废物处理与处置课后答案

第1章绪论

1.概念解释：

固体废物：

是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质，以及法律、法规规定纳入固体废物管理的物质。

固体废物处理 ：

将固体废物转化为便于运输、贮存、利用或最终处置的过程。

固体废物处置 ：

将已无回收价值或确定不能再利用的固体废物长期置于符合环境保护规定要求的场所或设施而不再取回，从而与生物圈相隔离的技术措施。

城市生活垃圾 ：

指城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。

危险废物 ：

列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。

主要特征有：

毒性、腐蚀性、传染性、反应性、易燃易爆性。

资源化：

指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。

无害化：

指通过适当的技术对废物进行处理，使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。

减量化：

指通过实施适当的技术减少固体废物的容积。

其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。

巴塞尔公约 ：

正式名称为《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上通过，1992年5月正式生效。

由序言、29项条款和6个附件组成，旨在遏止越境转移危险废料，特别是向发展中国家出口和转移危险废料。

2.略述固体废物分类方法。

按照《固体法》中的相关划定，通常将固体废物分为以下三大类。

① 工业固体废物：

指来自各工业生产部门的生产和加工过程及流通中所产生的废渣、粉尘、污泥、废屑等。

② 城市生活垃圾：

也称城市固体废物，主要指城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物，以及法律、行政法规视作城市生活垃圾的固体废物。

③ 危险废物：

指列入国家危险废物名录，或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法所认定的具有危险特性的废物。

简单来讲，就是含有高度持久性元素、化学品或化合物的废物，且该废物对人体健康和环境具有及时的和潜在的危害。

目前，农村固体废物也越来越受到重视，可以与以上三类废物并列，成为一大类，具体包括农林业生产和禽畜养殖业生产过程中所产生的废物，以及农村居民的生活垃圾等。

3.略述固体废物污染危害。

① 侵占土地：

城市生活垃圾如不能得到及时处理和处置，将会占用农田，破坏农业生产，以及地貌、植被、自然景观等。

② 污染土壤：

固体废物如果处理不当，有害成分很容易经过地表径流进入土壤，杀灭土壤中的微生物，破坏土壤的结构，从而导致土壤健康状况恶化。

③ 污染水体：

固体废物可以随着天然降水或者随风飘移进入地表径流，进而流入江河湖泊等水体，造成地表水的污染。

而如果填埋或堆置处理不当，则可能产生渗滤液，透过土壤污染地下水，造成更加严重的危害。

④ 污染大气：

某些有机固体废物在适宜的温度和湿度下会被微生物分解，释放有毒气体或液体；某些废渣或垃圾，在风的吹动下会随风飘逸，造成粉尘污染；某些固体废物在运输和处理的过程中，会产生有害气体和粉尘，例如焚烧法处理固体废物，在缺乏空气净化装置或者燃烧不充分的情况下很容易产生粉尘和有害气体。

⑤ 影响环境卫生和公众健康：

固体废物未经无害化处理进入环境，会导致传染病菌的繁殖，严重影响居民的居住环境和卫生状况，进而对人们的健康造成威胁。

除了上述途径以外，有些固体废物还可能造成燃烧、爆炸、接触中毒、腐蚀等特殊损害。

另外，固体废物还可能通过植物和动物间接地对人类的健康造成危害，例如重金属污染等。

5.详述我国固体废物污染控制技术政策。

固体废物的“三化”处理是固体废物处理的最重要的技术政策，其中无害化是前提，减量化和资源化是发展方向。

固体废物的”三化”处理为资源化，无害化和减量化。

资源化：

指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。

无害化：

指通过适当的技术对废物进行处理，使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。

减量化：

指通过实施适当的技术减少固体废物的容积。

其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。

第2章固体废物的收集、运输与压实

2.生活垃圾的收集方式有哪些？

1　定点收集；

2　定时收集；

3　分类收集；

4　其他特殊收集。

3.略述收集系统分类。

生活垃圾的收集系统一般分为拖曳式容器系统和固定容器系统两种。

（1）拖曳容器系统是指将某集装点装满的垃圾连容器一起运往中转站或处理处置场，卸空后再将空容器送回原处（简便模式）或下一个集装点（交换模式）。

（2）固定容器系统是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾，容器倒空后固定在原地不动，车装满后运往转运站或处理处置场。

5.详述压实的目的和原理及压实设备。

目的：

压实是通过对其实行减容化达到降低运输成本、延长填埋场服务寿命等目的。

原理：

压实的原理主要是减少固体颗粒之间的空隙率，将空隙中的空气压掉。

如若采用高压压实，除减少空隙外，在分子之间可能产生晶格的破坏使物质变性。

设备：

将固体废物进行压实的设备称为压实器，其构造主要由容器单元和压实单元两部分组成。

容器单元接受废物，压实单元利用高压（液压或气压）使废物致密化。

按固体废物种类不同，可分为金属类废物压实器（三项联合式和回转式）和生活垃圾压实器两类。

6.阐述危险废物的收集、运输。

放置在场内的桶装或袋装危险废物可由产生者直接运往场外的收集中心或回收站，也可以通过地方主管部门配备的专用运输车辆按规定路线运往指定的地点贮存或做进一步处理。

典型的收集站由砌筑的防火墙及铺设有混凝土地面的若干库房式构筑物所组成。

对于危险固体废物的运输，最好使用专用公路槽车或铁路槽车，槽车应设有各种防腐衬里，以防运输过程中的防腐泄漏。

对于要进行远洋焚烧处置的危险废物，应选择专用的焚烧船运输。

对公路运输危险废物：

a运输车辆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培训，持有证明文件。

b承载危险废物的车辆须有明显的标志或适当的危险符号，易引起注意。

c载有危险废物的车辆在公路上行驶时，须持有通行证，其上应注明废物来源、性质和运往地点。

此外在必要时需有单位人员负责押运工作。

d组织危险废物的运输单位，在事先需做出周密的运输计划和确定行驶路线。

e为了保证危险废物运输的安全无误，可采用一种文件跟踪系统并应形成制度。

第3章固体废物的破碎和细磨

2.固体废物破碎的方法都有哪些？

按是否用水，破碎方法有干式破碎、湿式破碎和半湿式破碎三种。

干式破碎为通常所指的破碎，湿式破碎和半湿式破碎通常在破碎的同时兼有分集分选的功能。

根据固体废物破碎时所使用的外力，破碎可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。

3.如何根据固体废物的性质选择合适的破碎方法？

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。

对于坚硬的废物采用挤压破碎和冲击破碎较好；对韧性废物采用剪切破碎和冲击破碎共同作用或者采用剪切破碎和摩擦破碎共同作用较好；对脆性废物则采用劈碎、冲击破碎较好；对于橡胶类废物，采用低温破碎较好；对于纸类、纤维类废物，采用湿式破碎较好。

5.略述低温破碎的概念和意义。

概念：

利用固体废物在低温下易变脆的特性或者利用不同废物脆化温度的差异在低温下对其进行选择性破碎的过程。

意义：

材料的超细粉碎技术是高科技发展的必然产物，现代工业要求许多物料成粉末状作为工业物料，它们具有极细的粒径，严格的粒度分布，极低的杂质含量，超细粉体广泛地应用于各行各业。

但有许多物料在常温下是难以粉碎的或难以保证品质的粉碎，必须利用物料在低温下冲击韧性和延伸率降低，即变得硬和脆进行粉碎。

低温粉碎适用于：

（1）粉碎在常温下不能或极难粉碎的热塑性、热敏性、粘性物质。

低温粉碎产品减少了粉碎时产生的异味、高温破坏和发生爆炸的危险。

（2）粉碎易发热、变质及柔软的动植物，并可保持其营养成份及色、香、味。

保全医药、食品的活性物质，使其易被人体吸收，提高人体对多种药物成分或营养成分及微量元素的吸收率。

（3）粉碎废物。

如废旧橡胶的处理。

利用橡胶在低温下脆化的物性，将回收后的废旧轮胎置于低温下粉碎，可获得极细颗粒的冷冻胶粉以便回收再利用。

第4章固体废物分选

1.常见的机械分选方法有哪些？

机械分选是根据固体废物组成中各种物质的一种或多种性质差异，采用不同的技术手段，设计各种机械装置将其逐一分离。

常见的方法有：

利用粒度差异的筛选（筛分）、利用密度差异的重力分选、利用磁性差异的磁力分选、利用导电性差异的电力分选（静电分选）、利用表面润滑性差异的浮选、利用光电性（颜色或光泽）差异的光电分选、利用摩擦性差异的摩擦分选、利用弹性差异的弹跳分选等。

3.试比较各种重力分选设备的工作原理和适用的场合。

重力分选是根据固体废物中不同物质间的密度差异，在运动介质中所受的重力、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，固体废物的重力分选可分为重介质分选、跳汰分选、风力分选和摇床分选等。

重介质分选是在重介质中使固体废物中的颗粒群按其密度的大小分开的方法以达到分离目的的方法。

重介质的密度

应介于固体废物中轻物料密度

和重物料密度

之间（即

），

物质上浮，

物质下降。

鼓形重介质分选机适用于分离较粗（40~60mm）且密度相差较大的固体废物。

跳汰分选是在垂直脉冲介质中颗粒群反复交替地膨胀收缩，按密度分选，创面在浮起时，轻颗粒加速快，运动到床面物上面，在压紧时，重颗粒加速快，沉到床面物下层。

适用于混合金属的分离与回收。

风力分选是以空气为介质，使轻物料从重物料中分离。

两个过程：

分离出具有低密度、空气阻力大的轻质部分和具有高密度、空气阻力小的重质部分；进一步将轻质颗粒从气流中分离。

风选设备按气流在设备内吹入的方向不同，可分为水平气流风选机（又称卧式风力分选机）和上升气流分选机（又称立式风力分选机）。

风选主要用于城市垃圾的分选。

摇床分选是在一个倾斜的床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固体废物按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法。

主要用于含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿。

4.概述浮选基本原理。

浮选的基本原理是在固体废物与水调成的料浆中，加入浮选药剂，扩大不同组分可浮性的差异，并通入空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃。

5.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？

根据在浮选过程中的作用不同，浮选药剂分为捕收剂、起泡剂和调整剂三类。

（1）捕收剂作用：

增强欲浮的废物颗粒表面疏水性，增加可浮性，增大其向气泡附着的可能性。

（2）起泡剂作用：

起泡剂是一种表面活性物质，主要作用在水-气界面上，使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，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，以保证气泡上浮形成泡末层。

（3）调整剂作用：

主要是调整捕收剂的作用及介质条件；还可调整料浆的性质，提高浮选过程的选择性。

第5章固体废物的脱水

1.简述污泥中所含水分的种类。

污泥水分大致可以分成以下4个部分：

（1）间隙水（自由水）

被大小污泥包围着的间隙水,并不与固体直接结合,在重力作用下就能分离.这部分水约占总水分70%.

（2）毛细水

在高度密集的细小污泥固体颗粒周围的水.这部分水约占总水分20%.

（3）表面吸附水

用分子作用力与固体紧密吸附,不能用离心或其它机械力脱除.约占污泥水分总量的7%.

（4）内部结合水

间隙水,毛细结合水、表面吸附水都是外部液体,污泥的一部分水被包围在微生物的细胞膜中,如细胞液,这种内部水与固体结合很紧密,要去除这些水,必须破坏细胞膜,可以通过生物降解（好氧氧化,堆肥化,厌氧氧化）,或是采用高温和冷冻等措施.约占污泥水分总量的3%.

3.简述在污泥中加入混凝剂的目的及混凝的原理。

在污泥中加入混凝剂的目的：

促使污泥颗粒絮凝，改善其脱水性能。

混凝的原理：

双电层作用（低分子电解质对胶体微粒产生电中和以引起胶体微粒凝聚）和化学架桥作用（胶体微粒对高分子物质具有强烈的吸附作用，各微粒依靠高分子的连接作用构成某种聚集体，结合成为絮状物）。

第6章固体废物的焚烧

1.若某废物的粗热值为18500kJ/kg，每千克废物燃烧时产生0.25kg水，试计算此废物的净热值。

解：

=

-2420[

+9

-

）]=18500-2420[

]=18500-2420×0.25=17895

4.焚烧炉的操作温度为980℃，试计算氯乙烯达到DRE＝99.995％时在炉内的停留时间。

解：

由表6-3可知氯乙烯的A和E值分别为3.57

、63300，在980℃的反应速度常数k为

k=

6.简述二噁英的产生和控制。

产生：

①生活垃圾中本身含有一定微量的二噁英；②在燃烧过程中前驱物分子会生成二噁英，前驱物包括聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等；③当因燃烧不充分而在烟气产生过多的未燃尽物质，并遇适量的催化剂物质（主要为重金属）及300~500℃的温度环境。

控制：

①选用合适的炉膛和炉排结构。

使垃圾垃圾在焚烧炉得以充分燃烧，烟气中CO的浓度是衡量垃圾是否充分燃烧的重要指标之一。

 ②控制炉膛、二次燃烧室内及在进入余热锅炉前烟道内烟气温度不低于850℃，烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于2S。

 ③缩短烟气在处理和排放过程中处于300～500℃温度域的时间。

④在减温塔出口处喷射吸附能力极强的活性炭，吸附烟气中的二噁英。

⑤选用高效袋式除尘器提高除尘器效率，进一步吸附二噁英。

⑥根据需要适当投加碱性物质、含硫含氮化合物等抑制剂。

  ⑦在生活垃圾焚烧厂中设置先进、完善和可靠的全套自动控制系统，使焚烧和净化工艺得以良好执行。

 ⑧通过分类收集或预分拣控制生活垃圾中氯和重金属含量高的物质进入垃圾焚烧炉。

⑨由于二噁英可以在飞灰上被吸附或生成，所以对飞灰应按照相关标准要求进行稳定化和无害化处理。

7.简述焚烧系统的组成。

一个典型的固体废物的焚烧系统通常包括前处理系统、进料系统、焚烧系统、排气系统和排渣系统。

另外还有可能有焚烧炉的控制和测试系统和废热回收系统等。

（1）前处理系统包括废物的贮存、分选、破碎、干燥等环节。

（2）进料系统分为间歇式和连续式两种。

（3）焚烧系统焚烧室是固体废物焚烧系统的核心，由炉膛、炉箅与空气供给系统组成。

焚烧过程包括初级焚烧和二级焚烧两个阶段。

炉箅结构类型主要有三种：

往复式、摇摆式和移动式。

（4）排气系统在排气系统中，主要污染控制对象是粉尘与气味。

粉尘污染控制的常用设备是沉降室、旋分器、湿式除尘器、过滤器、静电除尘器等。

（5）排渣系统

（6）自动控制系统

（7）能源回收系统焚烧炉热回收系统有以下三种方式：

①与锅炉合建焚烧系统；②利用水墙式焚烧炉结构，管内循环水被加热成热水，再通过与后面相连的锅炉生成蒸汽回收利用；③将加工后的垃圾与燃料按比例混合作为大型发电站锅炉的混合燃料。

第7章固体废物的热解

1.热解的含义以及热解可以分为哪几种方式？

含义：

热解是将有机物在无氧或缺氧的状态下加热，并由此产生热作用引起化学分解使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解反应。

热解方式：

（1）按加热方式分类热解反应一般是吸热反应。

根据不同的加热法可将热解分为直接加热法和间接加热法两类。

（2）按热解温度分类可分为高温热解、中温热解和低温热解。

①高温热解。

热解温度一般在1000℃以上，其加热方式一般采用直接加热法。

②中温热解。

热解温度一般在600~700℃之间，主要用在比较单一的物料作能源和资源回收的工艺上，如废轮胎、废塑料。

③低温热解。

热解温度一般在600℃以下。

农林产品加工后的废物生产低硫低灰炭时就采用这种方法。

（3）按热解反应系统压力分为常压热解法和真空热解法。

（4）按热解炉的结构可分为固定床、移动床、流动床和旋转炉等。

（5）按热解产物的物理形态可分为气化方式、液化方式和碳化方式。

（6）按热解过程是否生成炉渣可分为造渣型和非造渣型。

2.和其他方法相比，废物热解有哪些优势？

①热解可将固体废物的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源。

②热解产生的

、

、

等较少，生成的气体或油能在低空气比下燃烧，排气量也少，对大气污染较小。

③热解时废物中的S、金属等有害成分大部分被固定在炭黑中。

④因为热解为还原气氛，

等不会转化为

。

⑤热分解残渣中无腐败性的有机物，能防止填埋场的公害，排出物致密，废物被大大减容，而且灰渣熔融能防止金属类物质溶出。

⑥能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。

3.影响热解的因素有哪些？

影响热解过程的主要因素有反应温度、反应湿度、加热速率、反应时间、废物组成等。

（1）反应温度热解温度与气体产量成正比，而各种液体物质和固体残渣均随分解温度的增加而相应减少。

（2）反应湿度

（3）加热速率低温-低速，固体含量增加；高温-高速，气体的组分增加。

（4）反应时间

第8章固体废物的生物处理

2.简述堆肥原理和简述堆肥工艺分类。

好氧堆肥是在有氧的条件下，借助好氧微生物的作用来进行的。

在堆肥过程中，有机性废弃物中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜为微生物吸收，固体和胶体的有机物先附着在微生物体外，由微生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质后再渗入细胞。

微生物通过自身的生命活动——氧化、还原和合成过程，把一部分有机物氧化成简单的无机物，释放出生命活动所需的能量，并把一部分有机物转化为生物体所必须的营养物质以合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖产生更多的生物体。

堆肥过程中主要经历两次升温，三个阶段：

①起始阶段中温（15~45℃），嗜温菌，内部温度不断上升；②高温阶段15℃以上，嗜热菌，堆层温度达到65~70℃嗜热菌按其活性又可分为对数增长期、减速增长期、内源呼吸期。

当温度稳定在40℃，堆肥达到稳定；③熟化阶段嗜温菌，堆肥过程完成。

4.简述厌氧发酵原理。

4.有800kg猪粪，从中称取10g样品，①在105℃烘干至恒重后的量为1.80g，求其总固

体百分含量和总固体量。

②如将10g样品的总固体在（550

20）℃灼烧至恒重后的质量为0.32g，求猪粪原料中挥发性固体的百分含量。

解：

①

kg

②

第9章固体废物的处置方法

3.论述典型的卫生填埋场渗滤液收集系统的组成部分。

组成部分：

（1）排水层主要由沙砾或鹅卵石组成。

用来将填埋场的渗滤液疏通，及时导入沟内的收集管中。

（2）收集沟（3）集水池和提升系统（4）调节池

5.简要论述填埋气的利用途径。

利用途径：

①直接燃烧；②内燃机发电；③作为运输工具的动力燃料；④经脱水净化处理用作管道煤气；⑤用于

制造工业；⑥用于制造甲醇原料。