固废习题试题.doc

1.固体废物资源化的原则是什么？答：固体废物资源化应遵循的原则是：（1）“资源化”技术是可行的；（2）“资源化”的经济效益比较好，有较强的生命力；（3）废物应尽可能在排放源就近利用，以节省废物在贮放、运输等过程的投资；（4）“资源化”产品应当符合国家相应产品的质量标准，因而具有与之相竞争的能力。 2.有机物的厌氧发酵过程分为几个阶段，简述之。答：有机物的厌氧发酵过程可分为液化、产酸和产甲烷三个阶段，三个阶段各有其独特的微生物类群起作用。液化阶段 主要是发酵细菌起作用，包括纤维素分解、蛋白质、水解菌和脂肪分解菌。产酸阶段 主要是醋酸菌起作用。以上两阶段起作用的细菌统称为不产甲烷菌。产甲烷阶段 主要是甲烷细菌，它们将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和二氧化碳的同时利用产酸阶段产生的氢将二氧化碳还原为甲烷。厌氧发酵的碳氮比一20-30适宜。3.略述粉煤灰活性含义？粉煤灰的活性是指粉煤灰在和水、石灰混合后所显示出的凝结硬化性能。具有化学活性的粉煤灰本身无水硬性，在潮湿条件下才能发挥出来。 粉煤灰的活性也叫“火山灰活性”。火山灰活性是指火山灰岩、浮石、硅藻土等天然火山灰类物质下一些性能： 其成分中的SiO2和Al2O3为主（75-85%），且含有相当多的玻璃体或其他无定形物其本身无水硬化性； 在潮湿环境，能与Ca(OH)2等发生反应，生成 一系列水化产物凝胶。上述水化产物不论在空气中，还是在水中都能硬化产生明显的强度。4.选择破碎机应综合考虑那些方面的因素？ 所需要的破碎能力； 固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒大小； 对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求； 供料方式；安装操作场所情况等。5.简述双塔循环流动床热分解的特点？双塔的优点是：（1）燃烧的废气不进入产品气体中，因此可得高热值燃烧气；（2）在燃烧炉内热媒体向上流动，可防止热媒体结块；（3）因炭燃烧需要的空气量少，向外排出废气少；（4）在流化床内温度均一，可以避免局部过热；（5）用于燃烧温度低，产生的NOx少，特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解，可以防止结块。6.我国生活垃圾有哪些收集方式？各有何优缺点？答：现行的生活垃圾收集方式主要分为混合收集和分类收集两种类型。（混合收集的优点是比较简单易行，运行费用低。但这种收集方式将全部生活垃圾混合在一起收集运输，增大了生活垃圾资源化、无害化的难度。分类收集方式可以提高回收物资的纯度和数量，减少需要处理的垃圾量，有利于生活垃圾的资源化和减量化，并能够较大幅度地降低废物的运输及处理费用。但分类收集的推行相当复杂和艰难。7.卫生填埋场主要的判断依据有哪些？答：卫生填埋场主要判断依据有以下六条：是否达到了国家标准规定的防渗要求；是否落实了卫生填埋作业工艺，如推平、压实、覆盖等；污水是否处理达标排放；填埋场气体是否得到有效的治理；蚊蝇是否得到有效的控制；是否考虑终场利用。（8.对危险废物进行固化/稳定化处理的目的是什么？二者有何区别和共同点？答：危险废物固化/稳定化处理的目的，是使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，以便运输、利用和处置。）在一般情况下，稳定化过程是选用某种适当的添加剂与废物混合，以降低废物的毒性和减少污染物自废物到生态圈的迁移率。因而它是一种将污染物全部或部分地固定于支持介质、粘结剂上的方法。固化过程是一种利用添加剂改变废物的工程特性。例如渗透性、可压缩性和强度等）的过程。固化可以看作是一种特定的稳定化过程，可以理解为稳定化的一个部分。但从概念上它们又有所区别。无论是稳定化还是固化，其目的都是减小废物的毒性和可迁移性，同时改善被处理对象的工程性质。）9. 简述热解工艺的分类答：按供热方式：直接加热法和间接加热法 按热解的温度：高温热解、中温热解和低温热解 ( 按热解炉的结构：固定床、移动床、流化床和旋转炉 ( 按热解产物的聚集状态：气化方式、液化方式和炭化方式。 10. 简述钢渣资源化的途径答：作钢铁冶炼溶剂；钢渣中回收钢铁；钢渣制水泥；钢渣用于路基垫层；作农肥和酸性土壤改良剂。11. 危险废物的危害特性有哪些？怎样确定某种废物是否危险废物？（答：危险废物具有毒性、易燃性、反应性、传染性、腐蚀性、放射性等危害特性。（1分）危险废物的鉴别方法主要有两种：一是危害特性鉴别法，依据国家危险废物鉴别标准来进行，通过测试废物的性质来判别该废物是否属于危险废物。某种废物只要具备一种或一种以上的危险特性就属于危险废物。（3分）二是危险废物定义法。依据国家危险废物名录来进行，列入国家危险废物名录的废物属于危险废物。某类废物虽未列入国家危险废物名录，但若根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定其具有危险特性，也属危险废物。（3分）12. 论述卫生填埋场的终场覆盖的结构及其功能（6分）答：现代化填埋场的终场覆盖应由五层组成，从上至下为：表层、保护层、排水层、防渗层(包括底土层)和排气层。（1分）表层的功能为：取决于填埋场封场后的土地利用规划，能生长植物并保证植物根系不破坏下面的保护层和排水层，具有抗侵蚀等能力，可能需要地表排水管道等建筑。（1分）保护层的功能为：防止上部植物根系以及挖洞动物对下层的破坏，保护防渗层不受干燥收缩、冻结解冻等破坏，防止排水层的堵塞，维持稳定。（1分）排水层的功能为：排泄入渗进来的地表水等，降低入渗层对夏布防渗层的水压力，还可以有气体导排管道和渗滤液回收管道等。（1分）防渗层的功能为：防止入渗水进入填埋废物中，防止填埋气体逸出。（1分）排气层的功能为：控制填埋气体，将其导入填埋气体收集设施进行处理或利用。（1分）13. 简述温度变化对甲烷菌的影响作用？(4分)答：甲烷菌对温度的急剧变化比较敏感，中温或高温厌氧发酵允许的温度变化范围为(1.52.0)。（2分）当有3的变化时，就会抑制发酵速率；有5的急剧变化时，就会突然停止产气，时有机酸大量积累而破坏厌氧发酵。（2分）14. 垃圾焚烧烟气排放浓度限制指标有哪些？(5分). 烟尘 常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标 （1分）. 有害气体 包括SO2 HCL、HF、CO和NOX （1分）. 重金属元素单质或化合物 Hg、Cd、Pb、Ni等 （1分）. 有机污染物 二噁英 包括PCDDs和PCDFs （2分）15. 试述C/N比对堆肥化的影响，堆肥过程中的C/N比如何控制？(6分)答：碳为微生物生命活动提供能源，氮则用于合成细胞原生质。堆肥发酵过程中，碳氮比逐渐下降。碳氮比最佳为（2535）：1；低于20：1 时，微生物繁殖因能量不足而受到抑制，分解缓慢且不彻底；高于40：1 时，堆肥施入土壤导致“氮饥饿”，夺取土壤中的氮。（4分）通过在垃圾中加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂，使碳氮比调到30左右。（2分）16. 焚烧技术与热解技术的区别和联系分别是什么？（6分）答：区别：热解是在无氧或缺氧条件下有机物受热分解的过程，而焚烧则往往以一定的过剩空气量与被处理的有机废物进行氧化燃烧反应；焚烧是放热的，热解是吸热的；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，通常包括气体、液体和固体焦类物质；焚烧产生大量的热能，可回收用于发电、加热水或产生蒸汽，就近利用。而热解产物是燃料油及燃料气，便于贮存及远距离输送。联系：二者都是热处理，通过高温破坏和改变固体废物的组成和结构。焚烧过程中常常含有热解阶段，热解常作为焚烧处理的辅助手段，利用热解产物进一步燃烧废物，改善废物燃烧效果。17. 卫生填埋场人工防渗系统一般分为哪几种？各自有什么特点？（8分）答：人工防渗系统一般可分为单层衬层防渗系统、单复合衬层防渗系统、双层衬层防渗系统和双复合衬层防渗系统。单层衬层防渗系统只有一层防渗层，这种类型的衬垫系统只能用在抗损性低的条件下。单复合衬层防渗系统由两种防渗材料相贴而形成防渗层，两种防渗材料相互紧密地排列，提供综合效力。复合衬层系统综合了物理、水力特点不同的两种材料的优点，因此具有很好的防渗效果。双层衬层系统有两层防渗层，透过上部防渗层的渗滤液或者气体受到下部防渗层的阻挡而在中间的排水层中得到控制和收集，在这一点上它优于单层衬垫系统，但在施工和衬层的坚固性等方面不如复合衬层系统。双复合衬层防渗系统采用两层复合防渗层，综合了单复合衬层防渗系统和双层衬层防渗系统的优点，具有抗损坏能力强、坚固性好、防渗效果好等优点，但其造价比较高。18. 根据温度变化，堆肥大致可分成哪三个阶段？每个阶段主要的微生物类群是什么？（6分）答：根据温度变化，堆肥大致可分成三个阶段：（1）中温阶段：堆制初期，堆层呈中温（1545），此时嗜温性微生物活跃。 （2）高温阶段：堆层温度上升到45以上，可达到6570，或更高。此时嗜温性微生物受到抑制，嗜热性微生物活跃。70以上，微生物大量死亡或进入休眠状态。（3）降温阶段：微生物进入内源呼吸期，发热量减少，温度下降，嗜温性微生物再占优势，残留有机质进一步分解，腐殖质不断增多且趋于稳定，堆肥进入腐熟阶段19. 工业固体废物从产生到处置的各个环节如何贯彻“3C”原则？（6分）答：所谓“3C原则”指的是：避免产生(Clean)、综合利用(Cycle)、妥善处理(Control)。依据此原则，固体废物从产生到处置的过程可分为五个环节：（1）废物的产生：在这一环节应大力提倡清洁生产技术，通过改变原材料、改进生产工艺或更换产品，力求减少或避免废物的产生。（2）系统内部的回收利用：对生产过程中产生的废物，应推行系统内的回收利用，尽量减少废物外排。（3）系统外的综合利用：对于从生产过程中排出的废物，通过系统外的废物交换、物质转化、再加工等措施，实现其综合利用。（4）无害化/稳定化处理：对于那些不可避免、且难以实现综合利用的废物，则通过无害化、稳定化处理，破坏或消除有害成分。为了便于后续管理，还应对废物进行压缩、脱水等减容减量处理。（5）最终处置与监控：最终处置作为固体废物的归宿，必须保证其安全、可靠，并应长期对其监控，确保不对环境和人类造成危害。20，生活垃圾堆肥化之前，为什么要对原料进行预处理？（6分）答：预处理主要达到以下三个目的：（1） 提高物料中的有机物含量：城市固体废物中往往含有大量如玻璃、石头、金属等不可堆腐物，通过预处理工艺不但可以提高堆肥物料中有机物比例，而且还能从各类分选工艺中分离出大量可回收的资源化材料。（2） 调整物料粒度：堆肥物料粒度越小，其表面积越大，微生物新陈代谢越快，堆肥物料的发酵速度也就越高。可堆肥化物料的粒度小于50mm为宜。通过选用合适的破碎设备，可以调整合理的堆肥物料粒度。（3） 调节水分和C/N比：堆肥物料适宜的含水率和C/N比不仅可以提高堆肥场的生产效率，而且可以保证获得高效的堆肥，特别是对于含水率高的固体废物，如污水污泥。通常使用堆肥成品、稻草、木屑等作为高湿度、低含碳量物料的调理剂，而使用人粪尿作为低湿度物料的水分调节剂。22.怎样判别某种废物是否危险废物？（6分）答：危险废物的鉴别方法主要有两种：一是危害特性鉴别法，依据国家危险废物鉴别标准来进行，通过测试废物的性质来判别该废物是否属于危险废物。某种废物只要具备一种或一种以上的危险特性就属于危险废物。二是危险废物定义法，依据国家危险废物名录来进行，列入国家危险废物名录的废物属于危险废物。某类废物虽未列入国家危险废物名录，但若根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定其具有危险特性，也属于危险废物。23. 目前我国粉煤灰的综合利用途径主要有哪些？（6分）答：用作建材原料（如水泥或混凝土掺料、制砖、空心砌块、硅钙板、陶粒等）；用于工程填筑（如路面路基、低洼地或荒地填充、废矿井或塌陷区充填等）；用于农业（如复合肥、磁化肥、土壤改良剂等）；用于环境保护（如废水处理、脱硫、吸声等）；生产功能性新型材料（如复合混凝剂、沸石分子筛、填料载体等）；从粉煤灰中回收有用物质（如空心微珠、工业原料、稀有金属等）。24. 好氧堆肥过程中通风的主要作用有哪些？通风的方式有哪些？（7分）答：通风的主要作用在于：提供氧气，以促进微生物的发酵过程；通过供气量的控制，调节最适温度；在维持最适温度的条件下，加大通风量可以去除水分。通风供氧方式有以下几种：自然扩散：翻堆；被动通风；强制通风25. 请画出固体废物焚烧系统典型工艺流程。（5分）26简述固废破碎目的：（1）使固体废物的容积减小，便于运输和储存。（2）为固体废物的分选提供所要求的入选粒度，以便有效地回收固体废物中的某种成分。（3）使固体废物的比表面积增加，提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和热效率。（4）为固体废物的下一步加工作准备，（5）破碎后的生活垃圾进行填埋处置时，压实密度高而均匀，而且加快复土还原。（6）防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备和炉膛。27简述重介质分选原理及适用场合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的目的。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，凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集中于分选设备底部成为重产物；颗粒密度小于重介质密度的重物料都上浮，集中于分选设备上部成为轻产物；分别排出，从而达到分选的目的。适用于分离粒度较粗（40-60）的固体废物。28.浮选中常用哪些浮选药剂，它们在浮选过程中的作用是怎样的？常用浮选药剂：捕收剂、起泡剂和调整剂。作用：（1）捕收剂能够选择性地吸附在欲选的物质颗粒表面上，使其疏水性增强，提高可浮性，并牢固地粘附在气泡上而上浮。 （2）起泡剂是一种表面活性剂，当其作用在水气界面上时，可使界面张力降低，使小气泡趋于稳定，防止相互兼并，以保证有较大的分选界面，提高气泡与颗粒的粘附能力和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层，提高分选效率。（3）调整剂的作用：调整其它药剂（主要是捕收剂）与物质颗粒表面之间的作用。还可调整浆料的性质，提高浮选过程的选择性。29水泥固化的特点 优点： 固化工艺和设备较简单，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低； 水泥原料和添加剂价廉易得； 对含水量较高的废物可以直接固化，对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制等； 操作可在常温下进行； 产品适于投海处置或作路基、建筑物基料。缺点：水泥固化体的浸出率较高， 水泥固化体的增容比较高，有机废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高； 水泥的碱性易使铵离子转变成氨气逸出；处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难，需加入适量的锯末予以克服30试比较热解处理与焚烧处理的优缺点焚烧是放热的，热解是吸热反应； 焚烧的产物是CO2和H2O，而 热解主要是使高分子化合物分解为低分子，因此热分解也称为“干馏”。其产物分别为：气体部分： 氢、甲烷、CO、CO2等；液体部分： 甲醇、丙酮、醋酸、乙醛、含其他有机物的焦油、溶剂油、水溶液等；固体部分：主要为焦炭或碳黑。 焚烧产生的大量废气和部分废渣仅热能可回收，同时还存在二次污染问题。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，就近利用；而热解产物是燃料油及燃料气，便于储存及远距离输送。31简述赤泥的组成及应用答：（1）赤泥的组成：化学组成包括AL2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、TiO2、Na2O。还含少量稀有金属和放射性元素。矿物组分包括硅酸二钙和硅酸三钙，尤以硅酸二钙含量最多。（2） 赤泥的应用：生产水泥。主要品种有普通硅酸盐水泥、油井水泥和硫酸盐水泥。回收有价金属。在赤泥中可以回收氧化铁、氧化钛，以及钒、铬、锰等金属氧化物。简答（25分 每题5分）33.简述重介质分选工作原理及适用范围？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的目的。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，凡是颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集中于分选设备底部成为重产物；颗粒密度小于重介质密度的重物料都上浮，集中于分选设备上部成为轻产物；分别排出，从而达到分选的目的。适用于分离粒度较粗（40-60）的固体废物。36简述双塔循环流动床热分解的特点？（1）燃烧的废气不进入产品气体中，因此可得高热值燃烧气；（2）在燃烧炉内热媒体向上流动，可防止热媒体结块；（3）因炭燃烧需要的空气量少，向外排出废气少；（4）在流化床内温度均一，可以避免局部过热；（5）用于燃烧温度低，产生的NOx少，特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解，可以防止结块。37.什么是固体废物？其特点是什么？ 答：固体废物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥态赋存的物质。其特点是具有时间性和空间性。一种过程的废物随着时空条件的变化，往往可以成为另一过程的原料，所以废物又有“放错错误地点的原料”之称。39.热解和焚烧处理的原理是什么？热解与焚烧处理各有何特点？答：固体废物的热解是指在缺氧或无氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气、油、固型碳的过程。固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包含大分子的断链、异构化和小分子的聚合等反应。热解过程可用下列通式表示： 气体（H2+CH4+CO+CO2+H2O+NH3+H2S+HCN）有机固体废物 高分子、大分子有机液体（焦油+芳香烃）+低分子有机液体+各种有机酸+芳香烃 固体（炉渣、碳黑） 热解与焚烧的特点如下：（1） 反应类型不同。热解反应是吸热反应，焚烧是放热反应。（2） 反应产物不同。热解反应主要是高分子化合物分解为低分子，因此热解反应也称“干馏”，其产物可分为气体、液体和固体，可产生燃气、燃油，其便于储存运输；而焚烧的结果产生大量的废气和部分废渣，仅热能可回收，同时还存在二次污染问题。40.简述电选分离铝和玻璃的工作原理。电选工作原理：铝为良导体，导电性强，在电晕电场中获得负电荷（荷电），然后把负电荷传给辊筒（放电），在静电场中把负电荷放完，从辊筒上得到正电荷而被辊筒排斥，落入铝收集槽中。玻璃为非导体，导电弱的玻璃颗粒吸附在辊筒表面，在玻璃集料斗区被毛刷强制刷落进入槽内，从而实现铝与玻璃的分离。41.固体废物好氧微生物降解过程依据温度变化，大致分成几个阶段？简述之。好氧堆肥过程伴随着两次升温，将其分成如下三个阶段：1.起始阶段（中温阶段）堆制初期，堆层呈中温（15-45）。此时，嗜温性微生物活跃，可分解有机物中易降解的葡萄糖、脂肪等。利用可溶性物质糖类，淀粉不断增殖，在转换和利用化学能的过程中，产生的能量超过细胞合成所需的能量，加上物料的保温作用，温度不断上升，以细菌、真菌、放线菌为主的微生物迅速繁殖。2.高温阶段堆层温度上升到45以上，便进入高温阶段。从废物堆积发酵开始，不到一周时间，堆肥一般可达到65-70，或者更高。此时，嗜温性微生物受到抑制，甚至死亡，而嗜热性微生物逐渐代替嗜温性微生物的活动。耐高温的嗜热菌迅速繁殖，在供氧条件下，大部分较难降解的有机物（蛋白质、纤维素、半纤维素等）继续被氧化分解，同时放出大量能量，使温度上升到60-70。在50左右活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；60，仅有嗜热性放线菌与细菌活动；70以上，微生物大量死亡或进入休眠状态。当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止，堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40，堆肥基本达到稳定，形成腐殖质。3.熟化阶段（降温阶段）冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死掉的细菌残体）而生成，将堆肥过程最终完成。在此过程中，嗜温性微生物再占优势，使残留的难降解的有机物进一步分解，腐殖质不断增多，且趋于“稳定”，堆肥便进入腐熟阶段。好氧发酵的碳氮比：最佳值在26-35之间。5.固体废物的焚烧系统主要由哪几个部分组成？一般说来，固体废物的焚烧系统主要由7个部分组成，分别为： 原料储存系统 进料系统 焚烧系统 废气排放与污染控制系统 排渣系统 焚烧炉的控制与测试系统 能源回收系统 46.有害有机废物焚烧后要求达到什么标准？有害有机废物焚烧后要求达到的三个标准：（1）主要有害有机组成的破坏去除率DRE都要求达到99.99以上%。（2）HCl的排放量应符合焚烧炉烟囱排出的HCl量，在进入洗涤设备之前小于1.8kg/h，若达不到这个要求，则经过洗涤设备除去HCl的最小洗涤率应为99.0%。（3）烟囱排放的颗粒物应控制在183mg/m3，空气过量率为50%，如果大于或小于50%，应折算成50%的排放量。47.热解与焚烧的区别及其优缺点。答：热解和焚烧的主要区别见下表：区别点热解焚烧原理不同利用有机物的热不稳定性利用有机物的氧化分解性能过程不同吸热反应放热反应产物不同燃料油、燃料气或固体燃料热能量，供热或发电利用方式不同便于贮存和远距离输送就近使用优缺点焚烧产物为可直接利用产品，不产生二次污染。焚烧气体为CO2、H2O等废气，需治理才能排放。48.粉煤灰活性的主要来源及其原因？为什么说粉煤灰的活性是潜在的？答：活性的主要来源高钙灰和低钙灰有所不同。高钙灰主要来源于游离氧化钙和玻璃体，而低钙灰主要来源于玻璃体。因游离氧化钙具有水化反应能力，玻璃体具有较高的内能。粉煤灰的活性是潜在是因为它的活性需要激发剂的激发才能显现出来，常用的激发剂包括氧化钙、石膏、水泥等。49.为什么筛分物料时，必须使物料与筛面之间具有适当的相对运动？ 答：要实现粗细物料通过筛面分离，必须使物料和筛面之间具有适当的相对运动，使筛面上的物料层处于松散状态，即按颗粒大小分层，形成粗粒位于上层，细粒位于下层的规则排列，细粒到达筛面并透过筛孔。50.固体废物中不同的物料组分，磁性不同，如何实现废物中不同磁性组分的有效磁选？答：磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。固体废物颗粒通过磁选机的磁场时，同时受到磁力和机械力（包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等）的作用。磁性强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力，而磁性弱的或非磁性颗粒所受的磁力很小，其机械力大于磁力。由于作用在各种颗粒上的磁力和机械力的合力不同，因而它们的运动轨迹不同。因此，磁选分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力f磁必须大于它所受的机械力f机 ，而非磁性颗粒或磁性较小的磁性颗粒所受的磁力f非磁必须小于它所受的机械力f机，即满足以下条件：五、论述题1.全面论述各种固化方法特点，并说明它们的应用范围（答：水泥固化特点：优点：对电镀污泥处理十分有效；设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低；水泥和添加剂价廉易得；对含水率较高的废物可以直接固化；操作在常温下即可进行；对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制。缺点：水泥固化体浸出率较高；水泥固化体的增容比较高；有的废物需进行预处理和投加添加剂，处理费用高；水泥的碱性易使氨离子转变为氨气逸出；处理化学废渣时，须加适量锯末。 该法适用于含有重金属的污泥的固化。 （3分）沥青固化特点：沥青具有良好的粘结性、化学稳定性与一定的弹性和塑性；对大多数酸、碱、盐类有一定的耐腐蚀性，还具有一定的辐射稳定性。该法一般用于处理中低放射水平的蒸发残液，废水化学处理产生的沉渣，焚烧炉产生的灰烬、塑料废物、电镀污泥、砷渣等。（3分）塑料固化特点：优点：常温下操作；只须加少量催化剂；增容比和固化体的密度较小；既能处理干废渣，又能处理污泥浆。塑料固化体势不可燃的。缺点：塑料固化体耐老性能差；处理前应有容器包装，增加了处理费用；混合过程中释放有害烟雾，污染周围环境。该法适用于对有害废物和放射性废物的固化。（3分）玻璃固化特点：优点：玻璃固化体致密，在水及酸、碱溶液中的浸出率小；增容比小；产生粉尘量小；玻璃固化体具有较高的导热性、热稳定性和辐射稳定性。缺点：装置较复杂；处理费用高；工作温度高；设备腐蚀严重；放射性核素挥发量大。该法适用于固化高放废物。（3分）石灰固化特点：优点：使用的填料来源丰富，价廉易得；操作简单不需特殊设备；处理费用低；被固化的废渣不要求脱水和干燥。缺点：石灰固化体的增容比大；固化体易受酸性介质腐蚀，需对固化体表面进行涂覆。该法适用于固化钢铁、机械的酸洗工序所排放的废液和废渣、电镀污泥、烟道脱硫废渣、石油冶炼污泥等。（3分）（6）自交结固化特点：优点：节约资源；固化体化学稳定性好，浸出率低；凝结硬化时间短；对固化泥渣不需完全脱水。缺点：该法只适用于含硫酸钙、亚硫酸钙泥渣和泥浆的处理；需熟练的操作技术和昂贵设备，煅烧泥渣需消耗一定能量。该法适用于含有大量硫酸钙、亚硫酸钙泥渣和泥浆的处理。（3分）水玻璃固化特点：工艺操作简便；原料价廉易得；处理费用低；固化体耐酸性强；抗透水性好；重金属浸出率低。该法适用于有害污泥的固化。（2分）2.试论述好氧堆肥原理及其影响因素并要说明各因素对好氧堆肥的影响(12分)答：原理：好氧堆肥是在有氧的条件下，依靠好氧微生物的作用把有机固体废物腐殖化的过程。微生物通过自身的生命代谢活动，进行分解代谢和合成代谢，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长、活动所需的能量；把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。(2分)影响参数：. C/N比 堆肥过程理想的C/N比在30:1左右。当C/N比小于30：1时，N将过剩，并以氨气的形式释放，造成N损失并污染环境；而C/N比过高，导致N不足，影响微生物的增长，使堆肥温度下降，有机物分解代谢的速度减慢。(2分). 供氧量 对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的条件，供氧量要适当，通常实际所需空气量应为理论空气量的210 倍。(2分). 温度 温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。温度过低，分解反应速度慢，也达不到无害化要求；温度过高，有益细菌将被杀死，且分解速度慢。适宜的堆肥化温度为5560。(2分). 含水率 含水率对于发酵过程影响很大。水的作用包括两点：一是溶解有机物，参与微生物新陈代谢；二是调节堆体温度。适宜含水率范围为45-60%。含水率过高，影响空气的扩散，容易造成厌氧发酵；含水率过低，影响微生物的代谢生长。(2分). 颗粒度 堆肥化所需的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的。空隙率及空隙的大小取决于颗粒大小及结构强度。对堆肥原料颗粒的平均适宜粒度为1260mm，最佳粒径随垃圾物理特性而变化。(1分)pH 值 一般认为pH 在7.58.5 时，可获得最大堆肥速率。(1分)3.为什么生活垃圾填埋场的渗滤液较难处理？关键问题是什么？渗滤液处理方法有哪几大类？各有何特点？要达到排放标准，应如何选择处理工艺？参考答案：渗滤液的特性与一般污水不同，主要表现在：（1）渗滤液水质和水量变化大。（2）曝气处理过程中会产生大量的泡沫。（3）由于渗滤液污染物浓度高，生物处理过程需要较长的停留时间，由此引起的水温低的问题会对处理效果产生较大影响。（4）渗滤液输送过程中某些物质的沉积有可能造成管道堵塞。（5）渗滤液中磷的含量较低。（6）在老的填埋场中BOD5较低，而NH4-N较高。（7）氯代烃的存在可能对处理效果产生影响。 （3分）处理渗滤液的关键问题是解决水质水量变化大、NH3-N含量高、有机污染物含量高和含大量难以生物降解的有机物等问题。渗滤液作为高浓度难降解的污水，要达到日益严格的排放标准，单纯用生物法是很难达到目的的。（2分）渗滤液处理技术主要有生物法、物化法以及土地法，各种方法均有各自的特点和不足之处。生物法虽然运行成本较低，工程投资也可以接受，但系统管理相对复杂，且对渗滤液中难降解有机物无能为力，所以一般用作高浓度渗滤液的预处理；物化法则能有效去除难降解有机物，但有的工艺工程投资极高（如膜分离的反渗透工艺），有的工艺处理成本较高（如化学氧化法），同时还存在化学污泥和膜分离浓液的二次污染问题，因此常用作生物预处理后的渗滤液后处理；土地法具有投资省，运行管理简单，处理成本低等诸多优点，但因其最终出水难以达标，仍然需要与其它工艺组合后应用。所以新建填埋场渗滤液处理处理厂一般采用组合工艺形式。一般是将生物法作为后序工艺的预处理，先去除大部分可生化降解有机物，再与絮凝沉淀或活性炭吸附或膜分离工艺结合，才能达到排放标准。（7分）4.垃圾填埋场对周围环境可能造成哪些污染？卫生填埋场的建设和运行时应采取哪些措施来防止这些污染？请结合填埋法的技术发展对填埋法处理生活垃圾的前景谈谈你个人的观点。参考答案：垃圾的堆存过程中，垃圾降解会产生渗滤液，如果填埋场底部没有符合要求的防渗层，渗滤液可能渗流到地下而造成地下水污染；垃圾降解还释放出臭味、甲烷和二氧化碳等温室气体，如果不进行有效的控制，会污染周围大气；若垃圾裸露，不及时进行覆盖的话，将会滋生蚊蝇和鼠类，有风时四处飘散，影响环境卫生，并可传播疾病。因此，在填埋场建设时，底部应铺设符合国家规范要求的防渗层，其渗透系数不大于10-7cm/s，通常采用HDPE膜与天然粘土相结合的方式，并铺设渗滤液收集管道系统以及处理系统，将其处理达标后才能排放到环境中。同时，还应设置填埋气体的收集和导排系统，将产生的填埋气有序收集并进行燃烧排放，条件适合时应对甲烷气体进行燃烧发电或产生热能利用。填埋场运行中，每天垃圾填埋后应及时覆土，防止垃圾臭气散发和滋生蚊蝇。因缺乏覆土而无法做到每日覆盖的，可采用塑料膜或HDPE膜进行覆盖，或开采已经稳定化了的垃圾作为日覆盖材料。垃圾渗滤液调节池可加盖HDPE膜，防止臭气散发，并可造成厌氧环境，达到对渗滤液进行厌氧预处理的效果。为了加快垃圾降解，缩短填埋场维护管理的周期，可采用渗滤液回灌处理，一方面减少了渗滤液排放量，同时给垃圾填埋层补充水分，促进填埋场生物反应器功能的发挥。也可将渗滤液进行一定程度的处理后再回灌到垃圾层中去，减轻渗滤液和垃圾层中氨氮的积累，加速垃圾稳定化。稳定化后的垃圾可进行开采利用，腾出空间后填入新鲜垃圾，从而实现填埋场的循环使用，这样可省下新建填埋场的费用，节省了填埋用地，从而也可降低填埋法的成本，实现填埋场的可持续使用。可持续填埋技术具有低成本优势，对于我国目前经济实力欠发达的国家，是一种较好的选择，在当前相当一段时期内，仍将是主要的垃圾处理方法。当然，有条件的地区、缺乏填埋用地、经济发达的城市，也可因地制宜的选择焚烧法处理生活垃圾。5.为什么垃圾渗滤液难处理？要使渗滤液处理后达到一级排放标准，应如何选择处理工艺？答：渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，水质和水量在现场多方面的因素影响下波动很大。总体来说，渗滤液具有以下的特征。有机污染物浓度高。填埋垃圾稳定化过程中，易降解的挥发性脂肪酸随垃圾的填埋时间而减少，难生物降解的黄腐酸类的比重则增加。氨氮含量较高。“中老年”填埋场渗滤液中较高的氨氮含量是导致其处理难度较大的一个重要原因。由于目前多采用厌氧填埋，氨氮在垃圾进入产甲烷阶段后不断上升，达到峰值后再缓慢下降。有研究表明，渗滤液中的氨氮占总氮含量的85%90%。氨氮含量过高要求进行脱氮处理，但过低的C/N不但对常规生物过程有较强的抑制作用，而且由于有机碳源的缺乏难以进行有效的反硝化。磷含量偏低。尤其是溶解性的磷酸盐浓度更低。微生物生长所需的营养比例失调，不利于渗滤液的生物处理。金属离子含量较高，其浓度与所填埋的垃圾组分及时间密切相关。对生活垃圾工业垃圾混合填埋的填埋场来说，重金属离子的溶出量会明显增加。总溶解性固体含量较高。色度较高。水质随填埋时间的变化较大。填埋时间5年以上的渗滤液pH值接近中性， BOD5/CODCr的比值较低，而NH3-N浓度较高，重金属离子的浓度则下降。渗滤液的可生化性大大降低，较难用生物法处理。处理渗滤液的关键问题是解决水质水量变化大、NH3-N含量高、有机污染物含量高和含大量难以生物降解的有机物等问题。大部分的垃圾渗滤液处理技术是以生化处理为主，生化与物化相结合的。在一定程度上解决了渗滤液的污染问题，但是由于渗滤液水质水量变化大的特点，使出水达不到排放标准，这是较普遍的状况，也是较难解决的问题。可通过设置一些构筑物如较大容量的雨水调节池或雨污分流等来减少降水的渗入量，从而减少渗滤液的产生量。渗滤液的处理方法（生物法、物化法以及土地法）均有各自的特点，但也存在不足之处：生物法虽然运行成本较低，工程投资也可以接受，但系统管理相对复杂，且对渗滤液中难降解有机物无能为力，所以一般用作高浓度渗滤液的预处理；物化法则能有效去除难降解有机物，但有的工艺工程投资极高（如膜分离的反渗透工艺），有的工艺处理成本较高（如化学氧化法），同时还存在化学污泥和膜分离浓液的二次污染问题，因此常用作生物预处理后的渗滤液后处理；土地法具有投资省，运行管理简单，处理成本低等诸多优点，但因其最终出水难以达标，仍然需要与其它工艺组合后应用。所以新建填埋场渗滤液处理处理厂一般采用组合工艺形式。组合工艺能使渗滤液在处理后达到或接近日益严格的渗滤液处理排放标准。6.某城市废物，含塑料、橡胶等高分子材料40%，废纸20%，灰渣20%，黑色金属2%，废玻璃瓶12%，试用所学知识，设计合理的工艺流程将其资源化，并说明流程中各过程的作用与原理。答：从题可知：该城市废物中含有塑料、橡胶等高分子材料、废纸等可燃成分60%，其它的成分都为无机成分。因此，考虑采用分选、焚烧的方法将该城市废物资源化，流程如下：城市废物破碎磁选灰渣、玻璃黑色金属风选焚烧热量焚烧灰渣破碎：减少废物颗粒粒度，为后续分选做准备。磁选：利用黑色金属与其它物料磁性的差异，分选回收黑色金属。风选：利用可燃废物与无机废物密度的差异将它们彼此分离。焚烧：分选得到的可燃废物进行焚烧处理，获得热量，用于供热或发电。灰渣、玻璃、焚烧灰渣：可适当配方制备某种建筑材料。8.固体废物好氧微生物降解过程依据温度变化，大致分成几个阶段？试述之。好氧堆肥过程伴随着两次升温，将其分成如下三个阶段：1.起始阶段（中温阶段）（3分）堆制初期，堆层呈中温（15-45）。此时，嗜温性微生物活跃，可分解有机物中易降解的葡萄糖、脂肪等。利用可溶性物质糖类，淀粉不断增殖，在转换和利用化学能的过程中，产生的能量超过细胞合成所需的能量，加上物料的保温作用，温度不断上升，以细菌、真菌、放线菌为主的微生物迅速繁殖。2.高温阶段（4分）堆层温度上升到45以上，便进入高温阶段。从废物堆积发酵开始，不到一周时间，堆肥一般可达到65-70，或者更高。此时，嗜温性微生物受到抑制，甚至死亡，而嗜热性微生物逐渐代替嗜温性微生物的活动。耐高温的嗜热菌迅速繁殖，在供氧条件下，大部分较难降解的有机物（蛋白质、纤维素、半纤维素等）继续被氧化分解，同时放出大量能量，使温度上升到60-70。在50左右活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；60，仅有嗜热性放线菌与细菌活动；70以上，微生物大量死亡或进入休眠状态。当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止，堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40，堆肥基本达到稳定，形成腐殖质。3.熟化阶段（降温阶段）（3分）冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死掉的细菌残体）而生成，将堆肥过程最终完成。在此过程中，嗜温性微生物再占优势，使残留的难降解的有机物进一步分解，腐殖质不断增多，且趋于“稳定”，堆肥便进入腐熟阶段。好氧发酵的碳氮比：最佳值在26-35之间。9.什么是二噁英？它是如何产生的？怎么防治？二噁英是有机氯化合物，它是由两个氧键连接两个苯环而形成的。它的结构式为：（图：二噁英的结构式白皮书p181）。可以有28个氯原子在取代位置上，共形成73种不同的化合物，都是多氯二苯二噁英（PCDD），一般统称为氯化二苯二噁英（CDD）。其中毒性最大的是2，3，7，8四氯二苯二噁英（TCDD），它的毒性比氰化物大1000倍，比马钱子碱大500倍。多氯二苯二噁英在700以下对热稳定，高温时开始分解。二噁英的产生 燃烧含微量PCDD垃圾，在排出废液中含PCDD； 二种或多种有机氯化物（如苯酚）存在下，由于二聚作用在适当的温度和氧气条件下结合形成PCDD； 多氯化二酚、多氯联苯等一类化合物的不完全燃烧，也可生成PCDD； 由于氯及氯化物的存在，破坏碳氢化合物（芳香族）的基本结构而与木质素结合，促使生成PCDD、PCDF（多氯二苯呋喃）的化合物。城市垃圾中氯源及木质素是很普遍的，因此在欧美的一些焚烧炉排气中常含PCDD及PCDF。二噁英的防治一是采取流动焚烧系统，整个系统由焚烧炉、燃烧气连续测定仪和气体净化器三部分组成，将含二噁英的固体或液体废物置于初级燃烧室内燃烧，产生的烟气进入二级燃烧室，借辅助燃料油燃烧，温度升至1200，经冷却后进入高效气体净化器，除去颗粒物及酸性气体。该系统对固体及液体中二噁英的破坏率达99.9999%。另二个设备是高效电子反应器及红外处理系统，经这两个设备处理，四氯化碳的分解率为99.9999%，多氯联苯的分解率为99.99999%，对含2，3，7，8-TCDD的土壤经处理后，残渣中2，3，7，8-TCDD的含量小于检出极限0.11ppb。排放气体中2，3，7，8-TCDD的含量小于检出极限0.55ng/m3。10.安全土地填埋场地的选择从哪几方面考虑？考虑哪些因素？安全土地填埋场地选择的原则因素要素工程1.尽可能靠近生产厂；2.容量足够大；3.道路是全天候公路；4.尽可能利用天然地形；5.避开地震区、断层区、溶盐洞及矿藏区；6.埋藏物与地下水位之间至少有1.5m厚的土壤，土壤渗透率107cm/s环境1.在100年一遇洪泛区以外；2.避开地下蓄水层；3.降水量低蒸发速度高；4.避开居民区和风景区；5.避开动植物保护区；6.避开文物古迹；7.减少运输和设备运转噪声经济1.容易征得土地；2.场地和道路施工容易；3.运转距离短法律社会1.符合有关法律规定；2.必须取得地方主管部门的允许；3.注意公众舆论和社会影响11.某城市废物，含塑料、橡胶等高分子材料40%，废纸20%，灰渣20%，黑色金属2%，废玻璃瓶12%，试用所学知识，设计合理的工艺流程将其资源化，并说明流程中各过程的作用与原理。答：从题可知：该城市废物中含有塑料、橡胶等高分子材料、废纸等可燃成分60%，其它的成分都为无机成分。因此，考虑采用分选、焚烧的方法将该城市废物资源化，流程如下：城市废物破碎磁选灰渣、玻璃黑色金属风选焚烧热量焚烧灰渣破碎：减少废物颗粒粒度，为后续分选做准备。磁选：利用黑色金属与其它物料磁性的差异，分选回收黑色金属。风选：利用可燃废物与无机废物密度的差异将它们彼此分离。焚烧：分选得到的可燃废物进行焚烧处理，获得热量，用于供热或发电。灰渣、玻璃、焚烧灰渣：可适当配方制备某种建筑材料。5、 计算1.某住宅区生活垃圾量约280m3/周，拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为8m3/次，容器利用系数为0.67，垃圾车采用八小时工作制。试求为及时清运该住宅垃圾，每周需出动清运多少次？累计工作多少小时？经调查已知：平均运输时间为0.512h/次，容器装车时间为0.033h/次；容器放回原处时间0.033h/次，卸车时间0.022h/次；非生产时间占全部工时25%。（10分）解： 每次行程集装时间：（2分） Phcs=tpc+tuc+tdbc=(0.033+0.033+0)h/次0.066 h/次清运一次所需时间：（2分） Thcs(Phcs+S+h)/(1-w)=(0.066+0.512+0.022)/(1-0.25) h/次=0.80 h/次清运车每日可以进行的集运次数：（2分） Nd=H/ Thcs=(8/0.8)次/d=10次/d每周所需收集的行程次数：（2分） Nw=Vw/(cf)=280/(80.67)次/周53次/周每周所需要的工作时间为：（2分） Dw=twPhcs=(530.8)h/周42.4h/周2.用新鲜人粪尿各1000，搭配成C/N比为25：1的混合沼气发酵原料，需加多少落叶？（已知人粪C1为2.5%，N1为0.85%；人尿C2为0.4%，N2为0.93%；落叶C3为41%，N3为1.0%）（5分）解：K=2.5