固体废物控制工程总结

1、固体废弃物污染控制工程复习资料一绪论如何理解固体废物是“放错地方的资源”？答：(1)从时间方面看：固体废物仅仅相对于目前的科技水平和经济条件而言。 随着科技水平的提高，经济的发展，矿物资源日趋枯竭，生物资源滞后于人类需 求，昨天的废物势必会成为明日的资源；从空间角度看：废物仅仅相对于某一过程或某一方面没有使用价值，但 并非在一切过程或一切方面都没有使用价值，某一过程的废物，往往会成为另一 过程的原料。污染“源头”和富集“终态”的双重性。答：(1)固体废物则不同，它们往往是许多污染成分的终态。例如一些有害气体 或飘尘，通过治理，最终富集成废渣；一些有害溶质和悬浮物，通过治理最终被 分离出来成为污

2、泥或残渣；一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害 金属浓集于灰烬；但是这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会 转入大气、水体和土壤，又成为大气，水体和土壤环境污染的“源头”。固体废物可以分为哪几类？答：我国1995 年 10 月 30日和 2004 年 12月 29 日颁布的中华人民共和国固体 废物污染环境防治法中，将固体废物分为：(1)城市固体废物或城市生活垃圾 (MSW)；工业固体废物(ISW)； (3)危险废物。城市固体废物有哪些特点？答：(1)增长速度快，产生量不均匀；成分复杂、多变，有机物含量高；主要成分为碳，其次为氧、氢、氮、硫等；处理处置方式目前仍以填

3、埋为主。城市固体废物(MSW)有哪些物理性质？ 答：(1)组分； (2)含水率； (3)容重(单位体积的质量)；城市固体废物化学性质的特征参数有哪些？答:挥发分(V二(W - W )/(W -W )X100%) ； (2)灰分、灰分熔点；(3)元素 s3431组成； (4)固定碳及； (5)发热值。wi坩埚的质量；W2烘干的垃圾质量；W3烘干的垃圾质量(W2) +坩埚的质量W1； W4灼烧残留量W残+坩埚质量W1。城市固体废物化学性质的元素组成有何意义？它的测定方法有哪些？答: (一)、意义: (i) 估算垃圾的发热值，确定焚烧的适用性；估算生化需氧量(BOD)、好氧堆肥化的适用性；选择垃圾处

4、理工艺非常必要。(二) 、测定方法:化学分析方法、仪器分析方法及先进的精度仪器；如: C、H联合测定碳氢全自动测定仪；N测定凯氏消化蒸馏法；P硫酸过氯酸铜蓝比色法；K火焰光度法；金属元素一一原子吸收分光光度法。热值的含义。 答:单位质量的垃圾完全燃烧所放出的热量，称为垃圾的热值。用氧弹量热计测定(Qh)。热值与可燃性有何关系？答：(1)当QL3344kJkg-1,需借助辅助燃料；当3344kJ kg-KQL4180 kJkg-1，不需借助辅助燃料，但废物利用价值不高；当 4180 kJ kg-1 Ql 5000 kJ kg-1，可稳定焚烧和能源利用。危险废物的特性。 答：毒害性(包括急性毒性、

5、浸出毒性、生物蓄积性、刺激性等)、易燃性、易爆性、腐蚀性、传染性、化学反应性、疾病传染性以及危害的长期性和潜伏性等。固体废物对大气环境有何影响？答： (1)粉尘随风飘扬：堆放固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飘扬，从而 对大气环境造成污染；(2)毒气、恶臭气体的逸出：堆积废物中某些物质的分解和化学反应，可以不同程度地产生毒气或恶臭，造成地区性空气污染；(3)破坏植物、臭氧层：废物填埋场逸出的沼气，会消耗上层空间的氧，使植物衰败；CH4对臭氧层的破坏比CO2大得多。固体废物对水环境有何影响？答：(1)固体废物对河流、湖泊的污染；渗滤液和有害化学物质的转化和迁移；缩减江河湖的有效面积、降低排洪和灌

6、溉能力；固体废物对土壤环境以及环境卫生和人体健康有何影响？答：(一)、土壤环境：(1)改变土壤的性质和结构； (2)危及人体健康；、环境卫生：我国生活垃圾、粪便的清运能力不高，无害化处理率低， 很大一部分垃圾堆存在城市的一些死角；、人体健康：有害成份的存在，不仅有碍植物根系的发育和生长。而且 还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。14 怎样来控制固体废物的污染，从而减少污染？答：对其污染的控制需从两方面入手，一是从源头防治固体废物污染，二是综合 利用废物资源。即：(1)从“源头”开始，采用先进的生产工艺，减少或不排废 物； (2) 发展物质循环利用工艺； (3) 发展无害化处理和处置

7、技术。15.“三化”的原则内容是什么？它们的关系如何？答：(一)、原则：(1)减量化：从“源头”开始治理；改变粗放经营发展模式；资源化：物质回收；物质转换；能量转换；无害化；(二) 、关系：以“减量化”为前提，以“无害化”为核心，以“资源化”为归宿二固体废物物流特征与循环经济发展模式循环经济的含义以及特点。答：(1)含义：是物质闭路循环流动性经济的简称(资源产品再生资源)特点：低开采、高利用、低排放。简述循环经济的3R原则。 答：(1)减量化原则；(2)再利用原则；(3)再循环原则。目前的资源化方式有哪些？ 答：目前的资源化方式可分为两种：(1)原级资源化，即将废弃物资源化后形成与原来相同的新

8、产品；(2)次级资源化，即将废弃物变成不同类型的新产品。三固体废物的收集、运输和贮存工业上的固体废物应怎样进行收集与运输？ 答：(1)产生废物较多的工厂自行收集运输；零星、分散废物由废旧物资系统收集；城镇居民、农村供销合作社代收。危险废物的收集。答：(1)放置在场内的桶或袋装危险废物可直接运往收集中心或回收站。也可以 通过专用运输车按规定路线运到指定的地点贮存或作进一步处理处置；典型的收集站由防火墙及混凝土地面等构筑物所组成，贮存废物的房室 内应保证空气流通，防止具有毒性和爆炸性的气体积聚产生危险。四.固体废物的预处理技术固体废物压实的定义是什么？ 答：是通过消耗压力能来提高废物的容重和减小废

9、物体积的过程。国体废物的压实在什么场合适用，什么场合不宜采用？ 答：(1)适用场合：压缩性能大而恢复性能小的固体废物；(2) 不宜采用场合：而对于某些较密实的固体，如木头、玻璃、金属、硬质 塑料块等则不宜采用。对于有些弹性废物也不宜采用压实处理，因为它们在解压 后，体积又会增大。3 固体废物破碎的目的以及方法是什么？答：(一)、目的：使运输、焚烧、热解、熔化、压缩等操作能够或容易进行，更经济有效；为分选和进一步加工提供合适的粒度，有利于综合利用；增大比表面积，提高焚烧、热解、堆肥处理的效率；破碎使固体废物体积减小，便于运输、压缩和高密度填埋，加速土地还 原利用。(二)、方法：固体废物破碎机的种

10、类很多，破碎机的选用主要依靠侍处理废 物的类型和希望得到的终端产品而定，类型不同的破碎机依靠不同的破碎作用来 减少废物尺寸。破碎方式分为冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等。此 外还有专用的低温破碎和湿式破碎。简述固体废物的破碎比的定义以及它的表示方法。答：(1)定义：原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比；(2)表示方法：最大粒度法；平均粒度法。固体废物的破碎流程是什么？答： (1)单纯破碎工艺； (2)带预先筛分的破碎工艺； (3)先破碎后筛分工艺； (4) 带预先筛分和检查筛分的破碎工艺。处理固体废物的破碎机有哪些？答：处理固体废物的破碎机主要有辊式破碎机、颚式破碎机、冲击式破碎机

11、和剪 切式破碎机。固体废物分选的目的是什么？答：是将固体废物中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料用人 工或机械方法分门别类地分离出来，并加以综合利用 。固体废物的分选有哪几种分选？ 答：根据物料的物理或化学性质(包括粒度、密度、磁性、电性等)，采用不同 的分选方法。分选方法包括人工检选和机械分选，机械分选又分为筛分，重力分 选、磁力分选、电力分选等。适用固体废物处理的筛分主要有哪些？答：适用于固体废物处理的筛分设备主要有固定筛、筒形筛、振动筛和摇动筛。 其中用得最多的是固定筛、筒形筛、震动筛。简述重力分选的定义与原理。答：(1) 定义：重力分选是按在活动或流动的介质中按颗粒的密度

12、或粒度的不同 进行分选的过程；(2)原理：悬浮于流体介质中的颗粒，其运动受自身重力Fg、介质摩擦阻力Fd和介质浮力Ff三种力的作用(Fg=Fd+Ff、Fg=P sVg )oStokes 方程(牛顿公式)4(ps p) gdsV3cd p式中P s为颗粒密度；ds为颗粒直径；p为介质密度；CD为阻力系数；V为 颗粒相对于介质的速度。五.固体废物的焚烧处理简述固体废物焚烧过程的“三化”特性。答： (1)减量化：可减重80%以上，减容90%以上，与其他处理技术比较；无害化：可以破坏其组成结构，杀灭病原菌，达到解毒除害的目的；资源化：固废含有潜在的能量，通过焚烧可以回收热能，并以电能输出。 由以上可见

13、，固体废物的焚烧，是一种同时具有减量化，无害化和资源化的处理技术。简述热值与可焚烧性的关系。答：要使固体废物维持燃烧，就要求其燃烧所释放出的热量足以提供废物达到燃烧温度所需要的热量和发生燃烧反应所需的活化能。否则，要维持燃烧，必须添 加辅助燃料。焚烧炉中完全燃烧的条件是什么？基本控制因素有哪些？答：(一)、条件：(1)燃烧所需的氧气(空气)能充分供给；(2)反应系统有良好的搅动(废物与氧良好的接触)；系统的操作温度必须足够高。(二)、因素：(1)废物在焚烧炉中与空气接触的时间，即停留时间(T )；(2)废物与空气之间的混合量，即混合程度或湍流度(T)；(3 )反应进行的温度(t)。评价焚烧效果

14、的方法有哪些？答：目测法、热灼减量法和CO法等。当固体废物燃烧反应分别处于“动力区”和“扩散区”时，其强化燃烧过程的 措施有什么不同？答： (1)若反应处于动力区，则强化燃烧过程的主要手段是提高系统的反应温度；(2)若反应处于扩散区，则为了强化燃烧过程则应设法增大传质系数，这可 通过增加流体(气体)的流速，减少颗粒直径而达到。机械炉排炉可大体分为哪三段？答：可分为干燥段、燃烧段、燃烬段。垃圾焚烧炉主要有哪几种？答：垃圾焚烧炉主要有回转窑、流化床、机械炉排三种。简述余热利用系统的作用。设置余热锅炉的余热利用系统，其回收能量的方式 有哪些？答： (一)、作用：是在垃圾焚烧炉的炉膛和烟道中布置换热面

15、，以吸收垃圾焚烧 所产生的热量，从而达到回收能量的目的；(二)、方式： (1)利用余热锅炉所产生的蒸汽驱动汽轮发电机发电，以产生 高品位的电能；(2)提供给蒸汽需求单位及本厂所需的一定压力和温度的蒸汽；提供热水需求单位所需热水。垃圾焚烧产生的主要污染物有哪些？答: (1)不完全燃烧产物；(2) 粉尘；(3) 酸性气体；(4) 重金属污染物；(5) 二 噁英(Dioxin)： PCDDs/PCDFs。怎样控制焚烧尾气中的污染物？答： (1) 不完全燃烧产物：设计良好，操作正常的焚烧炉不完全燃烧物质的产生 量极低，因此通常设计尾气处理系统时，不考虑对其进行处理；(2) 粉尘：洗涤器，布袋和静电除尘

16、等；N0 x:很难用一般方法去除，但因其含量低(约lOOmg L-1),通常是通 过控制焚烧温度来降低 NOx 产生量；S0 x:城市垃圾和危险废物的含硫量很低(0.1%以下)，尾气中少量SOx 可经湿式洗涤设备吸收。影响 SO3 生成量的主要因素有哪些？答： (1) 空气过量系数 n 越大， SO3 的生成量就越多；火焰中心温度越高，生成的 SO3 也越多；烟气停留时间越长， SO3 越多；燃料中的含硫量越多， SO2 和 SO3 越多。降低NOX生成的燃烧有哪些技术？答： (1) 低氧燃烧法；(2) 两段燃烧法；(3) 烟气循环燃烧法；(4) 新型燃烧器。怎样控制二噁英类物质的产生？答：

17、(1) 控制来源；(2) 减少炉内的形成；(3) 避免炉外低温再合成；(4) 活性炭吸 附法。简述熔融气化焚烧技术的作用。它包括哪两个过程？其特点如何？答： (一) 、作用：是发达国家为解决垃圾焚烧处理中产生的二噁英问题而开发的 一种新型焚烧技术；(二)、过程：(1)垃圾于450600C温度下的热解气化；(2)炭灰渣在1300C以上的融熔燃烧；(三)、特点：(1)垃圾先在还原性气氛下热分解制备可燃气体，垃圾中的有 价金属不会被氧化，有利于金属回收；其次垃圾中的 Cu、Fe 等金属也不易生成 促进二噁英生成的催化剂；(2)热分解的气体，燃烧时空气系数较低，能降低排烟量，提高能量利用率，降低NOX

18、的排放量，减少烟气处理设备的投资及运行费用；(3)含炭灰渣在高于1300C以上的高温熔融状态下燃烧，能扼 制二噁英类物质的形成，熔融渣被高温消毒可再生利用，同时能最大限度地实现 垃圾的减容和减量。六固体废物的热解处理技术简述热解的定义。答：有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程称为热解。即热解是利 用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，利用热能使化合物的化合键断裂， 由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、液体燃料和焦炭等的过程。热解产物有哪些？答：热解的产物由于分解反应的操作条件不同而有所不同。主要为：(1)以氢气， CO、CH4 等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体； (2)

19、以 CH3COOH、CH3COCH3、 CH3OH 等化合物为主的燃料油； (3)以纯碳与金属、玻璃、土砂等混合形成的炭rqn黑。热解与焚烧的区别。答：热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程。(1)焚烧的产物主要是二氧化 碳和水，而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢气、甲烷、一氧 化碳；液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等；固态的主 要是焦炭或炭黑； (2)焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量； (3)焚烧 产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽，适于就近利用， 而热解的产物是燃物油及燃料气，便于贮藏和远距离输送。热解有何特点？ 答：热解可

20、将SW的有机物转化为以燃料气、燃料油和碳黑为主的贮存性能源;(2)热解因其为缺氧分解，因此产生的 NOX，SOX，HCl 等较少，排气量也少， 可减轻对大气环境的二次污染；热解时，废物中的S、金属等有害成份大部分被固定在炭黑中；因为热解为还原气氛，Cr+3等不会被转化为Cr+6；热分解残渣中无腐败性有机物，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溶出。影响热解的主要参数有哪些？答：影响热解的主要参数有热解温度、热解速率、含水率、反应时间，每个参数 都直接影响产物的分布和产量，还有废物的成分，物料的颗粒度，反应器类型及 作氧化剂的空气供氧程度等，也都对热解反应过

21、程产生影响。热解过程的动力学。答：热解过程包括链的断裂及挥发分的析出，即热解过程既有反应过程又涉及传 递(扩散)过程。对于颗粒大和结构坚实的物料，当加热速率较低和床温较低时， 传递过程占主要地位；对于颗粒尺寸较小和结构松软的物料，反应过程占主要地 位。在粒子内部，气体扩散速率和传热速率决定于物料的结构和空隙率。不同温度和不同加热速率下的产物收率。答：(1)低温低速加热：该条件下，有机物分子有足够的时间在其最薄弱的 接点处断裂分解，重新结合成热稳定性的固体，而难以进一步分解。因此，低温 低速加热条件下会得固体产率较多的产物； (2)高温高速加热：该条件 下，有机物分子发生全面断裂(裂解)，生成大

22、范围的低分子有机物。因此，产 物中气体的组分增加。城市垃圾的热解有哪些类型？答：根据装置特性，城市垃圾热解类型分为：(1)移动床熔融热解炉方式(新日 铁)； (2)回转窑炉方式； (3)流化床热解方式(有单塔和双塔式两种)； (4)多段 炉方式； (5)Flash Pyrolysis 方式。七.固体废物的堆肥化处理技术简述固体废物堆肥化的意义。答：(1)对城市固体废物(MSW)进行处理消纳，实现稳定化、无害化，可以避免或 减轻垃圾大面积堆积，影响市容及城市垃圾自然腐败、散发臭气、传播疾病，从 而对人体和环境造成危害；可以将固体废物中的适用组份尽快地纳入自然循环(如堆肥可回归农田 生态系统中)系

23、统，促进自然界物质循环与人类社会化物质循环的统一；可以将大量有机固体废物通过某种工艺转换成有用的物质和能源(如产 生沼气、生产葡萄糖、微生物蛋白质等)；堆肥化可减重、减容均为 50%。简述堆肥的作用。答：堆肥是一种人工腐殖质，堆肥施用后，可增加土壤中稳定的腐殖质，形成土 壤的团粒结构，其作用如下： (1)改善土壤的物理性能；(2)保肥作用；(3) 螯合 作用；(4) 缓冲作用；(5) 缓效作用；(6) 微生物对植物根部的作用。总之，腐 殖质能改善土壤的物理的、化学的和生物的性质，使土壤环境保持适于农作物生 长的良好状态，腐殖质还具有增进化肥肥效的作用。好氧堆肥化过程有哪三个阶段？各阶段的温度范

24、围和所需的时间各位多少？答：中温阶段(3040 C, i3d)； (2)高温阶段(4565C, 38d) ； (3)降温阶 段或腐熟阶段(50C,2030d)；通常，利用堆肥温度的变化作为堆肥过程(阶段) 的评价指标。简述通风方法。答： (1)自然通风供氧；向堆肥内接入通风管(用在人工法堆肥工艺)；利用斗式装载机及各种专用翻堆机横翻通风；风机强制通风供氧。有一酶催化反应，Km=2x10-3 mol/L，当底物的初始浓度为1.0 x10-5 mol/L 时，若反应进行1min，则有2%的底物转化为产物。试求出：(1)当反应进行3min， 底物转化为产物的转化率是多少？此时底物和产物的浓度分别是多

25、少？ (2)当 Cso=1x 10-6 mol/L时，也反应了 3min, Cs二？ Cp二？ (3)最大反应速率值为多少？解：（1）.因为Cso0.01Km时，可按一级反应处理，即dc r c r cr = 丄 = p ,max s = p ,max sp dt K + c Km sm即T=1mindc rL = P ,max dtT=1mindc rL = P ,max dtKsmln Co =CsrP，max t = KtKmrK = P，maxK= ln0.98= 0.0202(min1 )c r tT=3minln _0 = p，max = 0.0202 x 3 = 0.0606Ks

26、mc则 亠=0.94 转化率 X=1-Cs/Cso=1-0.94=0.06=6%cs0Cs=0.94xCso=0.94x10-5 (mol/L)C = Cso-Cs=(1-0.94) x10-5=6x10-7(mol/L)p so(2). 同理，可视为一级反应式：c亠=0.94cs0Cs=0.94x10-6 (mol/L)Cp=6x10-8 (mol/L)(3) r = K K=0.0202x2x10-3=4.04x10-5 (mol.L-1 min-1) p ，maxm答：略。8.固体废物的固化处理技术简述固化处理的定义(何谓固化)。答：利用物理或化学的方法将有害的固体废物与能聚结成固体的某

27、种惰性基材混 合，从而使固体废物固定或包容在惰性固体基材中，使之具有化学稳定性或密封 性的一种无害化处理技术。简述固化的过程。答：有的是将有害物质通过化学转化或引入某种稳定的晶格中的过程，也有的是 将有害废物用惰性材料加以包容的过程，或是上述两种过程兼而有之。什么固化剂与固化体？答：(1) 固化所用的惰性材料称为固化剂；(2) 经固化处理后的固化产物称为固 化体。简述固化处理的目的。答：将有毒废物转化为化学或物理上稳定的物质，因此要求处理后所形成的固化 体应有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗冻融性并具有一定的机械强度和稳定的物 理化学性质。固化处理的基本步骤是什么？答：(1)废物预处理；(2)加入

28、填充剂及固化剂；(3)混合和凝硬；(4)固化体的处 理。固化处理的基本方法有哪几种？答：根据所用固化剂的不同，固化技术可分为水泥固化、石灰固化、热塑性材料 固化、热固性材料固化，自胶结固化、玻璃固化和大型包封法等。水泥固化法有何优缺点？简述它的适用范围。答：(1)优点：具有工艺简单、材料来源广泛、处理费用低、固化体机械强度高 等；(2)缺点：水泥固化法的主要缺点是固化体的浸出率较高，体积也比原废物 增大0.51.0 倍，有些废物还需进行预处理和投加添加剂，这些都会造成处理费 用增大。(3)适用范围：特别适用于处理含重金属的污泥，原子能工业中的废料及其他有毒有害废物的处理中。九.污泥的处理处置技

29、术污泥可分为哪几类？答：(1)按来源分：污泥主要有生活污水，工业废水污泥和给水污泥；(2)按处理方法和分离过程分：污泥可分为沉淀污泥(包括物理沉淀污泥，混 凝沉淀污泥，化学沉淀污泥)及生物处理污泥(包括剩余污泥，生物膜法污泥)；(3)按污泥的成分和某些性质分：污泥可分为有机污泥和无机污泥；亲水污 泥和疏水性污泥。中国城市污水污泥的处理处置与国外相比，还存在哪些问题？答：中国城市污水污泥的处理处置与国外相比，还存在(1)污泥处理率低、工艺不够完善；(2)污泥处理技术、设备落后；(3)污泥处理管理水平较低；(4)污泥 处理设计水平较低；(5)污水污泥处理投资低；(6)污水污泥处置水平落后等问题。污

30、泥的处置有哪些技术？答：城市污泥的处置有土地利用、卫生填埋、焚烧和水体消纳(排入江河淮海)。十.固体废物的最终处置技术防护屏障系统有哪三道？它们的关系如何？要保持良好的地质屏障系统应满 足哪些要求？答：(一)、三道防护屏障系统：(1)废物屏障系统；(2)密封屏障系统；(3)地质 屏障系统；(二)、关系：“地质屏障系统”决定“废物屏障系统”和“密封屏障系统” 的基本结构。如果地质屏障系统优良，对废物有足够强的防护能力，则可简化“废 物屏障系统”和“密封屏障系统”的技术措施。(三)、要求：(1)土壤和岩层较厚、密度高、均质性好、渗透性低，含有对 污染物吸附能力强的矿物成分；(2)与地表水和地下水的动