固体废弃物考试资料概要Word文档格式.docx
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制备好的样品保存期一般为3个月，易变质的样品的保存期小于3个月。
样品的预处理：
1.硝酸消解法2.硝酸-高氯酸消解法3.硝酸-硫酸消解法4.硫酸-磷酸消解法5.硫酸-高氯酸钾消解法6.多元消解法7.碱分解法8.干灰化法
预处理目的：
消除共存组分对试样的干扰。
四个分析基准：
1.收到基（应用基）2.空干基（分析基）3.干燥基4.干燥无灰基（可燃基）
热值是指单位质量的物质完全燃烧释放出来的热量，kJ/kg。
热值可分为高热值Qh和低热值Ql两种，高热值和低热值的意义相同，均指化合物在一定温度下反应达到最终产物的焓变量。
其区别在于，燃烧产物中的H2O为液态对应于高热值，H2O为气态时对应于低热值。
城市生活垃圾的工业分析1.水分2.灰分3.挥发分4.固定碳
城市生活垃圾的元素分析1.碳和氢2.氧和氮3.硫4.氯
城市生活垃圾的测定：
1.垃圾密度的测定2.垃圾组分的筛检3.垃圾热值的测定4.pH测定5.总酸度的测定6.垃圾总糖的测定7.垃圾粗纤维的测定8.垃圾生物可降解度的测定9.垃圾淀粉的测定10.氨氮的测定11.硝酸盐氮的测定12.氟化物的测定13.有机磷的测定14.有机汞和无机汞的测定15.氰化物的测定16多氯联苯（PCB）的测定17.多环芳烃的测定18.砷、铍、铬、镉、铜、汞、铅、锑、锌的测定
第三章
收集方法的分类：
分类收集、不分类收集。
城市生活垃圾包括了清运系统和运输过程。
清运操作方法：
移动式：
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，卸空后将空容器送回原处或下一个集装点。
固定式：
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，车辆装满后运往转运站或处理处置场。
常见的三种生活垃圾运输方式：
1移动容器式收集运输2.固定容器式收集运输3.设置中转站运输。
P47计算作业计算。
危险废物的储存：
除剧毒或某些特殊危险物以外，大部分危险废物可以采用普通的钢瓶和储罐密封盛装。
2.职责：
危险废物产生者应妥善保管盛有危险废物的密封容器，直到运出产生地到进一步储存、处理和处置。
第四章
固体废弃物的预处理：
1固体废物的压实2固体废物的破碎3固体废物的分选
1.使运输、焚烧、热解、气化、堆肥等操作易于进行，更经济有效；
2.提供合适的粒度，有利于综合利用；
3.提高焚烧、热解、堆肥处理的效率。
固体废物的压实：
1.空隙比：
固体颗粒间的空隙体积与固体颗粒体积之比。
空隙率：
固体废物总体积与固体颗粒体积之比。
固体总体积Vt：
Vt=固体颗粒体积（Vs）＋空隙体积（Vv）（4.1）
空隙比e：
e=Vv/Vs（4.2）
空隙率ε：
ε=Vv/Vt（4.3）
ε或e越小，则垃圾压实程度越高，容重越大
2.湿密度与干密度
v忽略空隙中的气体质量，则
v总质量（包括水分质量）（mt）＝固体颗粒的质量（ms）＋水分质量（mw）
mt=ms＋mw（4.4）
湿密度ρw：
=mt/Vt（4.5）
干密度ρd：
=ms/Vs（4.6）
废物收运及处理过程中测定的物料质量通常包括水分，故容重就是湿密度。
3.体积减少百分比（R）
R=（Vi-Vf）/Vi×
100％（4.7）
vVi为压实前体积，m3；
Vf为压实后体积，m3
4.压缩比与压缩倍数
压缩比：
固体废物压缩后的体积与压缩前的体积的比值。
压缩倍数n：
固体废物压缩前的体积与压缩后的体积的比值。
压缩比（r）：
r=Vf/Vi（4.8）
压缩倍数（n）：
n=Vi/Vf（4.9）
vR、n、r三者的关系：
n=1/r；
R=（1-r）×
100％（4.10）
破碎比i：
原废物粒度与破碎产物粒度的比值
v最大粒度法：
i=d1max/d2max（4.10）
v平均粒度法：
i=d1m/d2m（4.11）
d1和d2分别为物料破碎前后的粒度
破碎段：
固体废物每经过一次破碎及（或）磨碎机称为一个破碎段
v总破碎比等于各段破碎比的乘积：
i=i1×
i2×
i3·
·
×
in
破碎方法：
1.冲击破碎2.剪切破碎3.挤压破碎4.摩擦破碎
会解释、会画P60
机械破碎方法的作用方式：
（a）压碎、（b）劈开、（c）折断、（d）磨削、（e）冲击。
（a）为挤压破碎，（b）和（c）为剪切破碎，（d）为摩擦破碎，（e）为冲击破碎。
破碎设备：
1.颚式破碎机2.冲击式破碎机3.锤式破碎机4.辊式破碎机5.球磨机
6.盘式磨碎机
分选方法：
机械分选（重力、磁力、光电、电力）
人工分选
分选回收率和纯度的计算作业书P77
第五章
堆肥化是利用自然界广泛分布的细菌、纺线菌、真菌等微生物，人为地将可生物降解的有机物向稳定化的腐殖质转化的生物化学过程，产物称为堆肥（compost）。
固体废物堆肥化的意义
城市固体废物进行处理消纳，实现稳定化和无害化
可用组分尽快纳入自然循环
有机物质转化成物质和能源（沼气、葡萄糖、微生物蛋白质）
可减重减容50％
堆肥的作用
改善土壤的物理性能：
增大空隙、保水性、透气性
v保肥作用：
有助于土壤保住养分，提高保肥能力。
v螯和作用：
降低铝、铜、铬的危害作用。
v缓冲作用：
腐殖质有缓冲作用，可防止植物枯萎，起到缓冲器的作用。
v缓效作用：
肥效缓慢不会伤害植物。
v微生物对植物根部的作用：
微生物的分泌物有利于根系发育和伸长。
堆肥化原料特性的评价指标
密度：
350～650kg/m3
v组成成分（湿重）％：
其中有机物含量不小于20％
v含水率：
合适值40～60％
vC/N：
垃圾的C/N为（20：
1）～（30：
1）
堆肥产品质量和卫生要求
质量要求：
v粒度：
农用肥粒度≤12mm，林果肥粒度≤50mm
≤30％
vpH：
6.5~8.5
v全磷（以P2O5计）：
≥0.3%
v全钾（以K2O计）：
≥1.0%
有机质（以C计）：
≥35％
v重金属含量：
v总镉（Cd计）≤3mg/kg；
v总汞（以Hg计）≤5mg/kg；
v总铅（以Pb计）≤100mg/kg；
v总铬（以Cr计）≤300mg/kg；
v总砷（以As计）≤30mg/kg
卫生要求：
v堆肥温度：
（静态堆肥工艺）>
55℃，5天以上
v蛔虫卵死亡率：
95％～100％
v粪便大肠杆菌值：
10^-1～10^-2
10^-1～10^-2。
10－1是指在0.1（ml或g）粪液或肥料中能检出一个粪便大肠杆菌。
影响固体废物堆肥化的常见主要因素：
有机质含量、颗粒度、C/N、C/P、pH、含水率、通风量、温度等。
最适宜有机质含量：
20%~80%
颗粒的平均粒度最好在12~60mm
最佳C/N为：
（26~35）：
1
适宜的C/P为：
75~150
pH在7.5~8.5，可获得最大的堆肥化速率。
最适合的含水率为：
45%~60%，以55%最佳
最适温度：
55～60℃
好氧堆肥化过程的四个阶段
v升温阶段（30～45℃，1～3d）
v高温阶段（45～65℃，3～8d）
v降温阶段（＜65℃，20～30d）
v腐熟阶段（＜65℃，20～30d）
P84几个阶段怎么画
好氧堆肥化工艺P90
预处理：
破碎、分选
主发酵：
升温阶段、高温阶段
后发酵：
降温阶段
后处理：
去除残余塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物
脱臭：
用化学除臭剂等方法去除氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类等。
储存：
通风、干燥、密封
好氧堆肥的通风方式：
自然通风和强制通风
在好氧堆肥过程中，对堆肥物料的通风有三个作用：
供氧、散热和去除水分。
在不同的堆肥过程中，通风的作用是不同的。
在堆肥初期，通风的作用是提供氧气；
在堆肥中期，通风起到向堆肥物料供氧和对堆肥物料散热冷却的作用；
堆肥后期，通风的作用是对堆肥产品进行干燥，降低堆肥的含水率。
堆肥过程中气-固接触的方式：
气-固顺流接触；
气-固逆流接触；
气-固错流接触；
Ts
为固相温度，Tg为气相温度（图怎么画、会说）
不同气-固接触方式的特点：
v顺流气固相温差小，出口温度高，对水分蒸发有利，堆肥系统温度不易控制；
v逆流热效率高，物料升温快，出口气固相温度低，堆肥系统温度不易控制；
v错流接触可以通过控制通风阀门的开度来控制送风量，达到控制堆肥系统温度的目的，可以有效地使水分蒸发，是堆肥化中最好的气固接触方式。
回流比：
回流产物湿重/堆肥原料湿重。
P92
怎么计算回流量。
（作业）
厌氧发酵的两个阶段
第六章
沼气：
有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。
沼气是一种混合气体，它的主要成分是CH4，其次有CO2、H2S、N2及其他一些成分。
沼气的组成中，可燃成分包括CH4、H2S、CO、烃等气体；
不可燃成分包括CO2、N2和NH3等气体。
在沼气成分中CH4含量为55%～70%、CO2含量为28%～44%、H2S平均含量为0.034%。
有机物厌氧发酵依次分为液化、发酵酸化、产酸、产甲烷等四个阶段
沼气发酵工艺分类
沼气发酵工艺类型：
按照发酵温度分：
常温（变温）发酵型
中温（35℃）发酵型
高温（54℃）发酵型
按照工程目的分：
能源型、环保型、能源环保生态型
按照处理原料分：
农作物秸秆型、处理禽畜粪物工程型、处理有机废物（生活垃圾、厨余）工程型、处理有机废水工程型。
厌氧发酵工艺技术条件
①厌氧条件满足厌氧发酵中各种微生物菌群的生存条件；
v发酵反应器应密封；
发酵反应器的启动和新鲜原料入池时会带进一部分氧，但由于在密封的沼气池内，好氧菌和兼性厌氧菌的作用，迅速消耗掉溶解氧，为产甲烷细菌创造良好的厌氧环境。
②沼气发酵原料料液浓度：
沼气发酵料液中干物质含量的百分比称为料液浓度。
发酵反应器在不同的季节对发酵原料的料液浓度的要求是不同的。
v夏季：
料液浓度为60％左右；
冬季：
料液浓度为80％左右。
当料液浓度太低时，由于料液中干物质的含量低，会降低沼气发酵反应器单位容积中的沼气产量；
浓度太高时，含水量太少，不利于沼气细菌的活动，使沼气发酵受到阻碍，产气速度降低。
因此，合适的料液浓度是充分利用发酵料液和获得稳定产气量的重要条件。
③温度
v一般来说，沼气池内温度超过10℃时，就可发酵产生沼气。
细菌代谢速度在35～38℃和50～65℃范围内分别有高峰。
为获得较高的降解速度，发酵常控制在这两个温度范围内。
温度低于20℃时为常温发酵；
温度为35～38℃时为中温发酵；
温度为50～65℃时为高温发酵。
常温发酵能耗小。
设备简单，但产气不稳；
高温发酵分解速度快，处理时间短，产气量高，有利于无害化，但能耗高。
v甲烷菌对温度特别敏感，温度变化2℃就会引起产气量的明显变化，一天内温度的变化控制在2℃内为宜。
④pH
沼气微生物最适宜的pH范围是6.8~7.5。
⑤接种物（也称菌种）
v开始发酵时，一般要求菌种量达到发酵液量的5％以上。
⑥碳、氮、磷的比例
碳氮比以（20～30）：
1为宜，碳、氮、磷比例以10：
4：
0.8为宜。
⑦添加剂和抑制剂
v在发酵液中添加少量有益的化学物质，有助于促进厌氧发酵，提高产气量和原料利用率。
⑧搅拌
v搅拌的目的是使池内的温度均匀。
第七章
实际空气量V与理论空气量V0的比值称为过量空气系数。
焚烧1.5~3.0
热解过程中的过量空气系数为0
气化0~1
固体废物焚烧的“三化”特性（目的）：
减量化（减重80％以上，减容90%以上）
无害化
资源化（发电、供热、建材）
影响燃烧的主要因素可归纳为3T：
时间、温度、湍流度
理论空气量和实际空气量P153
理论烟气量和实际烟气量
炉排的机械负荷：
Qm=B/Akg/（m2.h）（7.31）P167
炉排的面积热负荷：
QA=（BQarl/A）kJ/（m2·
h）（7.32）
炉排的面积热负荷推荐值为：
（1.8~2.5）×
106kJ/（m2·
h）。
炉排的面积热负荷实际可用范围为:
（1.0~3.0）×
单位宽度炉排的负荷：
Qb=B/bkg/（m.h）（7.33）
固体废物燃烧炉的类型：
炉排炉、转炉、流化床炉
按照炉排结构和运动方式分类：
前推式炉排、后推式炉排、逆向式炉排、辊式炉排
流动结构可分为顺流、逆流和中心流三种方式
按供风方式分为：
分流式供风、分离式供风
炉排炉的特点：
仅适宜燃烧固体废物；
燃料的适应性较强，热值应大于4180kJ/kg；
排渣方式：
一般为固态
运行温度：
800～1000℃
过量空气系数：
国际：
1.5~2.0；
国内：
1.5~3.0
转炉的特点：
v燃料适应性强，可燃烧气、固、液体废物；
低热值范围为2300～34800kJ/kg;
v运行温度范围宽，700～1315℃；
运行温度低于1000℃固态排渣；
高于1000℃液态排渣；
v常与炉排炉组合成垃圾焚烧厂，炉排炉焚烧生活垃圾，转炉焚烧危险废物，包括医疗垃圾。
流化床炉的特点：
v燃料的适应性强；
v燃烧效率高，一般高达99％；
v可以实现低温燃烧，运行温度800～950℃；
v脱硫、脱氮效果好。
理想的物料运动状态：
滚落，实际基本能达到
焚烧炉热损失：
排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失。
正平衡热效率：
焚烧炉的有效热量百分数。
反平衡热效率：
焚烧炉扣除各种热损失后所得到的热效率。
焚烧炉的正平衡热效率测量比较容易，但无法找出提高热效率的途径，反平衡热效率测量难度较大，但通过测量可以发现各项热损失的大小，便于找出提高热效率的有效途径和措施。
一般同时测定焚烧炉的正平衡热效率和反平衡热效率，以反平衡热效率的测试结果为主，用正平衡热效率进行校验，两种测试方法得到的焚烧炉正平衡热效率和反平衡热效率偏差不得超过5%，超过需重测。
在焚烧炉的热效率测试过程中，反平衡测试的时间不应小于4h，正平衡测试的时间不得小于6h。
同时测，不得小于6h。
为了求得焚烧炉在负荷变化范围内的运行特性，一般应在焚烧炉的四种负荷下分别进行测试：
额定负荷、焚烧炉最低负荷、在额定与最低负荷之间选择两个中间值。
（P190）
现代焚烧系统的主要组成部分包括：
预（原料）处理系统、焚烧系统、余热利用系统、烟气净化系统和灰渣处理系统等。
焚烧过程中，能源化利用方式：
供热、供气、供电。
第八章
热解原理：
在热解过程中，随着热解物料温度的升高，依次经历干燥阶段、干馏阶段和气体生成阶段。
v从常温到200℃为干燥阶段，水分蒸发析出，每1kg水分蒸发所需的热量为热解压力对应的汽化潜热。
在温度200℃～500℃之间为干馏阶段，大分子量的有机物裂解为小分量的气体、液体和固态含碳化合物。
在温度500℃～1200℃之间为气体生成阶段，干馏产生的液
态和固态有机化合物裂解成气体如H2、CO、CO2和CH4。
热解：
把含有有机可燃物的物料在无氧条件下加热，有机可燃物的化学键发生断裂，产生小分子量的气体、液体和固态残渣的过程。
（含有有机物的固体废弃物→气体＋有机液体＋固体）
根据生物质热解反应温度和加热速率的不同，可将生物质热解过程分为慢速、常规、快速或极快速热裂解。
影响热解工艺的因素：
加热速率、热解温度、物料湿度、物料停留时间、物料组成、物料粒度分布、气态产物与固态产物之间的相对流动速度等
热解工艺分类：
（1）按热解的温度不同，可将热解分为高温热解、中温热解和低温热解；
（2）按热解的供热方式可以分为直接加热和间接加热；
（3）按热解反应器的结构不同可分为固定床、移动床、流化床和转炉等；
（4）按热解产物的状态可分为气化方式、液化方式和炭化方式；
（5）按热解与燃烧反应是否在同一设备中进行，热解过程可分为单塔式和双塔式；
（6）按照热解过程生成炉渣分为造渣型和非造渣型
炉型选择：
直接加热（固定床、移动床、流化床），间接加热（转炉）。
热选：
由热解工艺和高温熔融工艺组合起来的固废高温处理工艺。
热选过程的气体产物：
CO、CO2、H2、N2、H20
热选能源化利用的方式：
v作为燃气轮机的燃料，发电或热电联产
v作为内燃机的燃料，发电或热电联产
v作为燃气锅炉的燃料
v并入燃气管网，供给用户
第九章
气化过程的基本原理
固体废物的气化，过量空气系数0<
α<
1，进行不完全氧化反应过程。
即以符合要求的固体废物为原料，在一定温度、常压或加压条件下，采用气化剂（如空气、O2、水蒸汽、H2等）与固体废物进行接触，进行热化学反应，使固体废物中的有机质转化为含有CO、H2、
CH4等的可燃气体（也称煤气）。
同一气化物料采用不同的气化剂所产生的气化气态产物是不同的。
气化工艺最终生成含有一定量的CO、H2、CH4及部分不饱和烃CmHn的混合气体。
常见气化炉的型式和特点
1.固定床气化炉
固定床（移动床）气化炉：
技术成熟，系统工作压力有常压、中压和高压，排渣方式有固态排渣和液态排渣。
2.流化床气化炉
流化床气化炉根据物料在床内的运动特点可分为鼓泡床气化炉、循环流化床气化炉、双流化床气化炉和携带床气化炉。
目前得到广泛应用的流化床气化炉主要为鼓泡床气化炉和循环流化床气化炉等两种炉型。
3.悬浮床气化炉
在悬浮式气化炉内，待气化的固体物料悬浮在气态气化剂中，气化反应主要取决于气化剂的特性。
气化熔融技术：
气化的基础上加上高温熔融
第十一章
常见的固体废弃物填埋方式：
简易填埋、受控填埋、卫生填埋
覆盖厚度：
是指垃圾填埋层上覆盖的土层厚度。
渗滤液：
指垃圾体本身含有的水分以及进入填埋场的雨雪水和其他水分，在扣除垃圾、覆土层的饱和含水量与填埋场的表面蒸发量以后，透过垃圾层和覆土层而形成的高浓度有机污水。
渗透量：
单位时间内渗透的水的流量。
生活垃圾填埋的特点:
v每吨垃圾平均产填埋场气体156m3，含量小于1％的气体约400种；
存在爆炸和火灾的危险；
对植物和气候有影响；
危险垃圾填埋的特点：
v产气晚、产气量少；
填埋场气体成分复杂
垃圾填埋作业过程：
卸料、铺平、压实、覆土
填埋场气体形成阶段：
初始调整阶段：
固体废物中容易降解的组分与废物中携带的氧气发生好氧降解反应，生成CO2和水，同时释放一定的热量使填埋场内的温度明显升高。
过渡阶段：
固体废物中的硝酸盐和硫酸盐在兼性厌氧菌和真菌的作用下还原为N2和H2S。
酸化阶段：
溶解的成份进行降解，形成有机酸、醇、醛、氢气、二氧化碳和其他气体如硫化氢
甲烷发酵阶段：
产甲烷菌将乙酸和其它有机酸以及H2转化为CH4，专性厌氧菌将垃圾中可降解的成分变成简单的无机物或者矿化物质。
成熟阶段：
固体废物中大量有机营养物质随渗滤液排走，可以生物降解的有机物逐渐减少，只有少量的微生物对固体废物中一些难降解的物质进行分解，填埋场气体的组分虽然仍以CO2和CH4为主，但产率显著降低。
填埋场一般填埋多久产气？
每吨生活垃圾可以产生120～220m3填埋场气体，平均156m3
填埋场集气方式
被动集气
优点：
无设备，无能耗和动力线路，运行费低，气体未经空气稀释。
缺点：
集气效率低，有气体失控危险。
主动集气
集气可靠（无气体失控危险），运行周期长，集气效率高于被动集气。
系统要在负压下运行，运行费高，需要动力线路，耗能，吸入的空气稀释了填埋场气体。
填埋场气体的利用：
供热、发电、供气。
P410
利用方式：
直接燃烧、作为燃气本地使用、发电：
内燃机发电、燃气轮机发电、并入燃气管网：
中等质量燃气管网、高质量燃气管网。
第十二章
气态污染物：
主要包括CO、HCl、HF、NOx、SOx、PO5.H3PO4.烃、烯、酮、醇、有机酸、二噁英/呋喃等。
液态污染物：
有机废水和无机废水。
固态污染物：
粉尘、碳黑、飞灰、灰渣、重金属等。
二噁英/呋喃的同分异构体：
75/135，共计：
210种
垃圾焚烧过程中二噁英/呋喃的生成机理
Ø
（1）焚烧温度大于800℃可使二噁英/呋喃分解；
（2）在温度500~800℃范围内会发生前驱物的合成反应；
（3）温度低于500℃会发生从头合成（再合成），主要在250~350℃区间。
抑制二噁英/呋喃产生的主要措施
（1）焚烧温度要高于800温度，一般要超过850℃，烟气停留时间超过2秒；
（2）烟气骤冷（quench），快速越过250~500℃温度窗口，缺点是不能利用该温度窗口烟气的热能。
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