广州大学期中固废试卷答案.pdf

1 广州大学期中测试广州大学期中测试 城市垃圾处理与处置试卷试卷 一、填空题 1城市固体废物的化学性质通常用挥发分、灰分、元素组成、热值等参数表示。挥发分是反映垃圾 中(有机物)的指标参数，而灰分则是反映( ( ( (无机物)的指标参数。 2一般来说，生活垃圾的收集和运输方式可分为三种：()、()、()。 3某城市垃圾人均年产量为 365kg.人-1.a-1，年增长率为 9%，则两年后该城市垃圾的人均年产量为 (433.7 kg.人-1.a-1)。 4固体废物破碎难易程度主要是通过()和()来衡量。 5为某地段或居民区设置垃圾容器数量，主要考虑该服务区内的()、()、垃 圾容重、容器大小以及收集次数等。 6固体废物的压实程度通常用(空隙比和空隙率)、(湿密度与干密度)、体积减少百分比以及(压缩比 与压缩倍数)表示。 7固体废物的热值有两种表示方法，分别为(高位热值)和(低位热值)，它们之间的关系是 ()9(12.25WHQQ HL +=)。 8参与固体废物焚烧反应的主要组分有： （） 、 （） 、 （）和（） 。 9. 固体废物热裂解最终余下的是（） 。 二、简答题 1. 固体废物的法规定义 2. 压实 3、重力分选 4、热解 5、堆肥化 6、固化技术 2 三、问答题 1简述固体废物对环境的污染。 2简述生活垃圾焚烧处理过程三个阶段和影响因素。 3垃圾焚烧过程中，影响 NOx生成量的主要因素有哪些？你将采取什么措施来降低它的产生量？ 影响 NO 生成量的主要因素为温度 T，O2，反应时间或停留时间。根据策尔多维奇公式，控制NO 生成量的方法如下： 降低燃烧温度水平； 降低氧气浓度； 缩短在高温区内的停留时间。 4简述焚烧过程中 Dioxins 的生成的三个主要方面，并说明采取哪些方法可以控制它的生成。 四、计算题四、计算题 （1）100kg 混合垃圾，其物理组成为：食品垃圾 25kg，废纸 40kg，废塑料 13kg，破布 5kg，废木材 2kg，其余为灰、土、砖等，求垃圾的热值。 其中食品垃圾、废纸、废塑料、破布、废木材和灰、土、砖的热值分别是 4650、16750、32570、 17450、18610 和 6980 (kJ/kg)。 （2）在给定的一天，某罐头食品厂接收食品原料 12t，铁罐 5t，纸板 0.5t，其他原料 0.3t。在这天的生 产中，12t 食品原料中的 10t 加工成了产品，1.2t 以固态废物排出，将用作牲畜饲料，剩下的则从该厂 的废水中排出。铁罐中的 4t 将在工厂中贮存待用，其余的用于当天的生产，使用过程中其中的 3被 损坏，损坏的铁罐分类暂存、以备循环利用。纸板全部用于当天的生产，但其中 3损坏，损坏的纸 板分类暂存供给循环利用。其他原料中，25贮存待用；50使用后成为废纸，其中的 35分类供给 循环利用，其余作为混合废物排出；另有 25的其他原料使用后成为混合废物。假定所有分类供循环 或排出的物料均在当天收集外运。试计算该食品厂当天的物料平衡，给出该日的物流计算图，确定该 3 厂生产每吨产品所产生的废物量。 当日罐头食品厂输入的原料 食品原料：食品原料：12t12t12t12t；铁罐：；铁罐：5t5t5t5t；纸板：；纸板：0.5t0.5t0.5t0.5t；其他原料：；其他原料：0.3t0.3t0.3t0.3t 当日厂内物流转化过程 食品净产量食品净产量 10t10t10t10t，产生食品废物，产生食品废物 1.2t1.2t1.2t1.2t，其余食品原料从废水中排出，其余食品原料从废水中排出 4t4t4t4t 铁罐在厂内贮存，其余用于当天生产，其中铁罐在厂内贮存，其余用于当天生产，其中 3 3 3 3损坏损坏 0.5t0.5t0.5t0.5t 纸板全部用于当日生产，其中纸板全部用于当日生产，其中 3 3 3 3损坏损坏 当日进厂的其他原料中当日进厂的其他原料中，25252525厂内贮存厂内贮存，50505050用于当日生产后转化为废纸用于当日生产后转化为废纸，其中其中 35353535分类分类 收集供回收，其余进入混合废物中，另有收集供回收，其余进入混合废物中，另有 25252525的原料在当日生产后成为混合废物的原料在当日生产后成为混合废物 该工作日内的相关物流量计算 食品原料食品原料 进入生产产品的食品原料进入生产产品的食品原料 = = = = 10t10t10t10t 变成废物后用作牲畜饲料变成废物后用作牲畜饲料 = = = = 1.2t1.2t1.2t1.2t 变成废物后从废水中排出变成废物后从废水中排出 = = = = 12121212 10101010 1.21.21.21.2 = = = = 0.8t0.8t0.8t0.8t 铁罐铁罐 贮存的铁罐贮存的铁罐 = = = = 4t4t4t4t 进入出厂产品中的铁罐进入出厂产品中的铁罐 = = = =（5 5 5 5 4 4 4 4）（1 1 1 1 0.030.030.030.03）= = = = 0.97t0.97t0.97t0.97t 损坏后用于循环的铁罐损坏后用于循环的铁罐 = = = =（5 5 5 5 4 4 4 4） 0.030.030.030.03 = = = = 0.03t0.03t0.03t0.03t 该工作日内的相关物流量计算 纸板纸板 进入出厂产品中的纸板进入出厂产品中的纸板 = = = = 0.50.50.50.5 （1 1 1 1 0.030.030.030.03）= = = = 0.485t0.485t0.485t0.485t 损坏后用于循环的纸板损坏后用于循环的纸板 = = = = 0.50.50.50.5 0.030.030.030.03 = = = = 0.015t0.015t0.015t0.015t 其他原料其他原料 厂内储存量厂内储存量 = = = = 0.30.30.30.3 0.250.250.250.25 = = = = 0.075t0.075t0.075t0.075t 分类用于回收的纸分类用于回收的纸 = = = = 0.30.30.30.3 0.50.50.50.5 0.350.350.350.35 = = = = 0.053t0.053t0.053t0.053t 进入混合废物中的纸进入混合废物中的纸 = = = = 0.30.30.30.3 0.0750.0750.0750.075 0.0530.0530.0530.053 = = = = 0.172t0.172t0.172t0.172t 物料平衡方程 贮存物料量贮存物料量 = = = = 原料输入量原料输入量 产品输出量产品输出量 废物产生量废物产生量 物料衡算 贮存物流量贮存物流量 = = = = 4 4 4 4 + + + + 0.0750.0750.0750.075 = = = = 4.075t4.075t4.075t4.075t 原料输入量原料输入量 = = = = 12121212 + + + + 5 5 5 5 + + + + 0.50.50.50.5 + + + + 0.30.30.30.3 = = = = 17.8t17.8t17.8t17.8t 产品输出量（含循环利用废物）产品输出量（含循环利用废物）= = = = （10101010 + + + + 0.970.970.970.97 + + + + 0.4850.4850.4850.485）+ + + + （1.21.21.21.2 + + + + 0.030.030.030.03 + + + + 0.0150.0150.0150.015 + + + + 0.0530.0530.0530.053）= = = = 12.753t12.753t12.753t12.753t 废物产生量废物产生量 = = = = 0.80.80.80.8 + + + + 0.1720.1720.1720.172 = = = = 0.972t0.972t0.972t0.972t 物料平衡核算物料平衡核算: : : :右项右项 = = = = 17.817.817.817.8 12.75312.75312.75312.753 0.9720.9720.9720.972 = = = = 4.075t4.075t4.075t4.075t = = = = 左项左项 物流计算图 4 生产每吨产品产生的废物量 总产废率总产废率 = = = =（17.817.817.817.8 11.45511.45511.45511.455 4.0754.0754.0754.075）/11.455/11.455/11.455/11.455 = = = = 0.198t/t0.198t/t0.198t/t0.198t/t 再循环废物产率再循环废物产率 = = = = （1.21.21.21.2 + + + + 0.030.030.030.03 + + + + 0.0150.0150.0150.015 + + + + 0.0530.0530.0530.053）/11.455/11.455/11.455/11.455 = = = = 0.113t/t0.113t/t0.113t/t0.113t/t 净产废率净产废率 = = = = 0.1980.1980.1980.198 0.1130.1130.1130.113 = = = = 0.085t/t=8.5%0.085t/t=8.5%0.085t/t=8.5%0.085t/t=8.5% 5 1. 用一种成分为 C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥化试验，试验结果为：每 1000kg 堆 料在完成堆肥化后仅剩下 200 kg，测定产品成分为 C11H14NO4。试求 1000 kg 物料堆肥化的化学理论需 氧量。 解（1）计算堆肥物料的kmol质量： MC31H50NO26=852 kgkmol-1 则其摩尔数为： （2）堆肥产品的kmol质量: MC11H14NO4=224 (kg.kmol-1) 据此，可求出每摩尔堆肥物料转化为堆肥产品的摩尔数为： 200 0.761 1.173 224 n= （3）由题可知：a=31，b=50，c=1，d=26，w=11，x=14，y=1，z=4，则 s=a-nw=31-0.76111=22.64 （1）求需氧量 ()() 2 1 O 2 0.761 422.64 2 19.32261.173 32781.6kg W = + += 2. 一填埋场中污染物的 COD 为 10 000 mg.L-1，该污染物的迁移速度为 310-2cm.s-1，降解速率常数为 6.410-4s-1。试求当污染物的浓度降到 1 000 mg.L-1时，地质层介质的厚度至少应为多少？ 解（1）求 COD 降到 1 000 mgL-1所需时间 因为 0exp( *)cck t= 所以 3 0 4 ln/ln10000/1000 *3.6 10(s) 6.4 10 cc t k = （2）求介质的厚度L 23 *3 103.6 10 108(cm)1.08(m) Lv t = = 3. 某垃圾的成分为：C=50.4%，H=3.5%，O=14.0%，N=1.4%，S=0.7%，A=10%，W=20%。求该垃圾完全 燃烧时的理论空气量、烟气量和密度(GH2O=18.9g.m-3)。 解： （1）理论空气量，根据式（6-64） V0=(8.89C+26.67H+3.33S-3.33O)10-2 () () 1 3 2 0.5 500.761 143 1 0.761 1 19.3 rbnxcny= = = 6 =(8.8950.4+26.673.5+3.330.7-3.3314)10-2 =4.97(m3kg-1) （2） 烟气量，根据公式（6-79） 22222 ONOHSOCO, VVVVVV Pn += 由公式（6-83）分别计算 i V，再求得 pn V , 。 或用公式（6-84）直接计算： 0 OH 0, 2 00124. 0 100 79 100 4 .22 281823212 VGV NWHSC V g po + += =97. 49 .1800124. 097. 479. 0 100 4 .22 28 4 . 1 18 20 2 5 . 3 32 7 . 0 12 4 .50 + + =5.64(m3kg-1) （3）烟气密度，根据式（6-89）计算 1004 .22 3228186444 2 2222 ONOHSOCO + = p 由式（6-86）计算 i ： 2 2 , 22.4 100%5.64100%16.68% 12 100 CO CO n p V C V = 2 2 , 22.4 100%5.64100%0.0869% 32 100 SO SO n p V S V = 2 22 , 22.4 100%()0.001245.64100%13.41% 218 100 H O g H OH On n p V HW GV V =+= 2 2 , 22.479 100%5.64100%69.81% 28 100100 N Nn n p V N V V =+= 2 2 , 21 100%()5.64100% 100 O Ono n p V VV V = =0 故 100 4 . 22 03281.692841.13180869. 06468.1644 + = p =1.30 (kgm-3) 也可按下式计算 pn n A p V V , 100 293 . 1 )1 (+ = 64. 5 97. 4293. 1) 1 . 01 (+ = 1.30（kgm-3） 4. 900 和 1 atm 下，半径为 1 mm 的球型颗粒在含 10% 氧的静止气体中燃烧，试计算该颗粒完全燃烧 所需的时间，并确定过程的控制步骤；若颗粒的半径改为 0.1 mm，其他条件不变时，结果会如何变化？ 7 已知反应速率常数为 0.2 ms-1，氧的扩散系数为 210-4m2 s-1，固体颗粒的摩尔密度为 1.88105 molm-3。 解（1）气相主体 O2的浓度 )(039 . 1 117306.82 101 . 0 3 6 , 2 = =mmol RT P c Ob （2）完全燃烧所需时间 5 . 0 1022 102 . 0 2 4 3 0 = = 2 0 D Rkr 0.1102 0 故为混合控制