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《固体废物处理》配套PPT电子课件,固体废物处理,固体废物,处理,配套,PPT,电子,课件
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固体废物处理与处置作业及参考答案2010-2011年度第一次作业解答（12道）2010.10.9 1）P21页1(8分)，5(6分)，10题(5分) 2）P46页1(10分)，3(7分)，5(7分)，6(6分)，10(12分)，14题(13分)3）P78页4(6分)，5(10分)，7题(10分) 合计100分1.1 分析1995及2005年固体法中固体废物定义的区别及联系，并分析国家对固体废物管理政策的变化？（8分）（1）性质及判断依据方面的差异。1995年的定义将固体废物为污染环境的物质，即只有污染环境的物质才可能纳入固体废物范畴；而2005年的定义主要从使用价值的丧失角度考虑，即固体废物不一定污染环境。（2分）（2）形态方面的差异。1995年的定义只说废物是固态或半固态的；2005年的定义修订为固态、半固态和置于容器中的气态的，增加了固体废物的形态。（2分）（3）范围方面的差异。2005年的定义增加了“以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质”， 扩大了固体废物的范围，为新的固体废物物质预留了法律空间。（2分）国家对固体废物管理政策的变化主要体现在以下几个方面：（1）固体废物并不一定就是无用的废物，它也可以成为资源。（1分）（2）国家对固体废物的管理也将随着社会经济的发展以及法律法规的完善而不断发展和完善。（1分）1.5固体废物的“三化”管理原则和全过程管理原则是否矛盾，为什么（课本12、13页）（6分）答：“三化”管理原则和全过程管理原则并不矛盾。（1分）原因如下：（1）固体废物的“三化”管理原则是指固体废物污染防治的“减量化、资源化、无害化”，即减少固体废物的产生、充分合理利用固体废物和无害化处理固体废物，这是我国固体废物管理的基本技术政策。而固体废物的全过程管理原则是指对固体废物的产生、收集、运输、利用、贮存、处理和处置的全过程及各个环节都实行控制管理和开展污染防治。（2分）这两个管理原则并不矛盾，“三化”管理原则主要是从技术政策、技术方法角度来阐述国家关于固体废物管理的基本原则。全过程管理原则是从固体废物可能污染或影响环境的途径来进行管理。这两个管理原则是相辅相成的，只有从这两方面着手，才能真正控制固体废物对环境可能的不利影响。（3分）1.10根据固体法的规定，我国对固体废物的管理有哪些具体的制度（课本16页）？（5分）固体法对我国固体废物的管理规定了一系列有效的制度，包括：（1）将循环经济理念融入相关政府责任；（2）污染者付费原则和相关付费规定；（3）产品、包装的生产者责任制度；（4）工业固体废物和危险废物申报登记制度；（5）固体废物建设项目环境影响评价制度；（6）固体废物污染防治设施的“三同时”制度；（7）固体废物环境污染限期治理制度；（8）固体废物进口审批制度；（9）危险废物行政代执行制度；（10）危险废物经营单位许可证制度；（11）危险废物转移报告单制度；（12）危险废物从业人员培训与考核制度。每少一项扣0.5分，最多扣5分2.1 据统计，某城市2005年的人口数量为20万，生活垃圾产生量平均为200t/d。根据该城市的经济发展和城市化进程，预计到2010年该城市的人口数量会增加到22万，为控制生活垃圾的过分增加，规划控制垃圾的人均产生量在2010年为1.1kg/d。请选择合适的计算方法，预测该城市在20062015年期间各年的人口规模、生活垃圾产生量及垃圾产率。（10分）解：（1）人口预测（4分）2005年人口数量为20万，2010年人口数量预计为22万，按几何增加法（也可用其他方法）预测20062015年期间的各年人口规模，设未来每年人口增加率为k，则：Pn=Poexp(kn) 式中 Pn=22万，Po=20万，n=2010-2005=5,代入求得k=0.01906，则：Pn=20exp(0.01906n) （2）垃圾产率预测（4分）设20052015年垃圾产率呈几何增长,每年增长率为x，则：Wn=Wo(1+X)n 式中 Wn=1.1 kg/(d人)，Wo=200000（kg/d）/200000(人)=1kg/(d人), n=2010-2005=5,代入求得X=0.0192设20062015年每年垃圾产生量为Nn,则:Nn=PnWn365/1000 式中 Nn为20062015年每年的生活垃圾产生量； Pn为20062015年的每年人口规模；Wn为20062015年每年的垃圾产率；n20062015。（3）预测结果（2分）分别用式、求得20062015年的Wn、Nn、Pn，如下表： n（年）Nnkg/(d人)Wn万人Pn，t/dPn，t/a20061.019220.384207.7575828.7520071.038820.776215.8278774.320081.058721.176224.1981829.3520091.07921.584232.8985004.8520101.10222428833020111.12122.422251.3591742.7520121.14222.854260.9995261.3520131.16423.396272.3399400.4520141.18623.742281.58102776.720151.20924.2292.58106791.72.3 某电镀企业产生了500kg污泥，经测定其中重金属Cd的浸出浓度为0.15mg/L, 危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB 5085.32007）的规定，重金属Cd的浸出浓度限值为1mg/L。请你分析这些污泥按照危险废物处理还是按照一般废物进行处理。（7分）答：根据危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB 5085.32007）的规定，重金属Cd的浸出浓度限值为1mg/L，该电镀企业产生的污泥Cd的浸出浓度为0.15 mg/L，小于1mg/L。（3分）是否属于危险废物应当根据该电镀企业镀种情况确定污泥中可能存在的其它重金属种类，若为纯粹电镀镉，则这些污泥为一般工业固体废物。若还有其他重金属，则应当再分析浸出液中铜、锌、铅、总铬、六价铬、镍等物质的浓度，然后再根据浸出结果来确定是否属于危险废物。（4分）若只简单回答：该电镀企业产生的污泥Cd的浸出浓度为0.15 mg/L，小于1mg/L，因此不属于危险废物，给（3分）2.5 以下废物是否为危险废物，为什么？被三氯乙烷污染的土壤；表面附上氢氧化钠的干的滤饼；水溶液含20%甲醇，它的闪点低于60 o C；浓硫酸。（7分）答：（1）被三氯乙烷污染的土壤是危险废物，属于HW45含有机卤化物废物中的900-036-45（非特定行业）其他生产、销售及使用过程中产生的含有机卤化物废物。（3分）（2）表面附上氢氧化钠的干的滤饼属于HW35废碱中的非特定行业中的900-036-45其他生产、销售及使用过程中产生的失效、变质、不合格、淘汰、伪劣的强碱性擦洗粉、清洁剂、污迹去除剂以及其他废碱液、固态碱及碱渣，是危险废物；（2分）（3）水溶液含20的甲醇是危险废物，因为它的闪点低于600 C，具有易燃性；（1分）（4）浓硫酸是危险废物，属于HW34废酸中的261-057-34硫酸和亚硫酸、盐酸、氢氟酸、磷酸和亚磷酸、硝酸和亚硝酸等的生产、配制过程中产生的废酸液、固态酸及酸渣。它具有强腐蚀性。（1分）2.6 名录危险废物和土壤混合后，它还是危险废物吗？特性危险废物和土壤混合后，它还是危险废物吗？为什么？（6分）答：名录危险废物和土壤混合后还是危险废物。因为名录危险废物是指国家危险废物名录中包括的危险废物，只要固体废物中包含目录中的类别物质，则该固体废物即为危险废物。（3分）而特性危险废物是指某些固体废物的物理、化学或是生物特性具有危险废物的性质，其所依据的参数有很多，如有毒有害物质的溶解度、挥发度、在土壤中的滞留因子、土壤/水分配系数等等。这些参数随环境变化性较大，所以原是特性危险废物的，与土壤混合后，其某些参数发生变化后有可能不再是危险废物。因此特性危险废物和土壤混合后不一定还是危险废物。（3分）2.10某城市垃圾的化学组成为C60.0H25.4O37.5N7.8S5.6Cl，其水份含量为45.6，灰分含量为14.3。请估算该废物的高位热值和低位热值。（12分）(C1为有机碳，C2为无机碳)答：（1）求垃圾的中各元素组分质量含量生活垃圾有机物含量=100%-45.6%-14.3%=40.1% （1分）垃圾中有机物化学组成为C60.0H25.4O37.5N7.8S5.6Cl的垃圾，其分子量为1669.3，（1分）则每kg垃圾中各元素组分含量为：C含量=0.401720/1669.3=0.173kg/kg，碳（设全部为有机碳，即C2=0）；（1分）H含量=0.40125.4/1669.3=0.0061kg/kg；（1分）O含量=0.401600/1669.3=0.144kg/kg；（1分）N含量=0.401109.2/1669.3=0.026kg/kg；（1分）S含量=0.401179.2/1669.3=0.043kg/kg；（1分）Cl含量=0.40135.5/1669.3=0.0085kg/kg；（1分）（2）求HH、HL废物的高位热值HH：（书本32页公式2-22b）HH=7831mC1+35932(mH-mO/8-mCl/35.5)+2212ms-3546mC2+1187mO-578mN-620mCl （1分）= 78310.173+35932(0.0061-0.144/8-0.0085/35.5)+22120.043-35460+11870.144-5780.026-6200.0085=1157.1(kcal/kg) （1分）HL=HH-583m H2O+9(m H-m Cl/35.5) （书本32页公式2-23）（1分） =1157.1-5830.173+9(0.006-0.0085/35.5) =1020.5(kcal/kg) （1分）2.14 对垃圾取样进行有机组分全量分析的结果见下表，请确定垃圾中有机组分的化学组分表达式（考虑C、H、O、N、S）（13分）有机物种类组分/kgCHONS灰分厨余1.300.171.020.070.010.14办公纸13.921.9214.080.100.061.92包装板纸2.510.342.540.020.010.28塑料4.140.501.570.69织物0.990.120.560.080.05橡胶0.390.050.010.05皮革制品0.240.030.050.040.04庭院垃圾3.110.392.470.220.020.29木0.790.100.680.02小计27.393.6222.970.540.13.48合计58.1质量分数0.4710.06230.3950.00930.00170.0599摩尔比0.03930.06230.02470.000660.000053以最小的S为1计算741.41175.446612.41合计58.1答：（1）求各组分质量分数将各类垃圾成分中的相同元素质量相加，得到各元素质量及总质量，所有组分质量为58.1kg，（1分）则各组分质量分数为：C质量分数=27.39/58.1=0.471kg/kg（1分）H质量分数=3.62/58.1=0.0623（1分）O质量分数=22.97/58.1=0.395（1分）N质量分数=0.54/58.1=0.0093（1分）S质量分数=0.1/58.1=0.0017（1分）灰分质量分数=3.48/58.1=0.0599（2）求各组分摩尔百分数将各组分质量分数除以各自原子量得到各组分摩尔分数比，结果如下：C摩尔分数比=0.0471/12=0.0393H摩尔分数比=0.0623/1=0.0623O摩尔分数比=0.395/16=0.0247N摩尔分数比=0.0093/14=0.00066S摩尔分数比=0.0017/32=0.000053设最小的S摩尔分数比为1，则其他元素为：C摩尔分数比=0.0393/0.000053=615.4（1分）H摩尔分数比=0.0623/0.000053=1175.4（1分）O摩尔分数比=0.0247/0.000053=466（1分）N摩尔分数比=0.00066/0.000053=12.4（1分）S摩尔分数比=0.000053/0.000053=1（1分）（3）确定分子式所以垃圾中有机组分的化学表达式为C615.4H1175.4O466N12.4S（2分）3.4 在垃圾收集工人和官员之间发生了一场纠纷，争执的中心是关于收集工人非工作时间的问题。收集工人说他每天的非工作时间不会超过8h工作日的15%，而官员则认为收集工人每天的非工作时间肯定超过了8h工作日的15%。请你作为仲裁者对这一纠纷做出公正的评判，下列数据供你评判时参考：收运系统为拖拽收运系统；从车库到第一个收集点以及从最后一个收集点返回车库的平均时间为20min和15min，行驶过程中不考虑非工作因素；每个容器的平均装载时间为6min；在容器之间的平均行驶时间为6min；在处置场卸垃圾的平均时间为6min；收集点到处置场的平均往返时间为16km，速度常数a和b分别为0.004h和0.0125h/km；放置空容器的时间为6min；每天清运的容器数量为10个。（6分）解：拖拽系统每次的时间为Thcs=(Phcs+S+h) /（1-）=(tpc+tuc+tdbc +S+a+bx) /（1-）（1分）=(0.1+0.1+0.1+0.1+0.004+0.012516) /（1-）=0.604/（1-）(h/次) （1分）每天清运的容器数量是10个，则每天往返次数为10次，Nd= H/Thcs由于还得扣除从车库到第一个收集点以及从最后一个收集点返回车库的平均时间为20min和15min，因此：Nd= H-( t1+t2)/ThcsNd Thcs = H-( t1+t2)，则：（1分）100.604/（1-）=8-0.33-0.25=18.6015（1分）所以官员是正确的。（1分）3.5 一较大居民区，每周产生的垃圾总量大约为460m3，每栋房子设置两个垃圾收集容器，每个容器的容积为154L。每周人工收运垃圾车收集一次垃圾，垃圾车的容量为27 m3，配备工人两名。试确定垃圾车每个往返的行驶时间以及需要的工作量。处置场距离居民区24km;速度常数a和b分别为0.022h和0.01375h/km；容器利用效率为0.7；垃圾车压缩系数为2；每天工作时间按8h考虑。（10分）补充已知条件：tp =1.92分人/点；卸车时间为6分钟，非生产时间占=15%，垃圾收集频率为1次/周。答：（1）每次能收集的废物收集点数量NpVr/(cfn)=272/(0.1540.72)=250.5(个) （2分）取整数Np=250个(2) 求集装时间PscsNp =60 Pscs n/ tp；（1分）所以Pscs=Np tp/（60n）=2501.92/(602)=4(h/次) （1分）（3）每周需要进行的行程数NWTp=460/（0.1542)=1494个（1分）NW=TpF/Np=（14941/250）次/周=5.97次/周，取整数为6次/周（1分）（4）每周需要的工作时间Dw垃圾车每个往返的行驶时间为hh=a+bx=0.022+0.01375(242)=0.682(h) （1分）Dw= nNW Pscs+ tw（S+a+bx）/（1-）H （1分）Dw= nNW Pscs+ tw（S+h）/（1-）H=25.974+6(0.10+0.682)/(1-0.15)8=8.4d/周（1分）每人每周工作日：Dw/n=(8.4/2)d/(周人)=4.2d/(周人) （1分）3.7 某城市近郊共有三座垃圾处置场，城区建有四座转运站负责转运全市收集的生活垃圾，转运站至处置场垃圾单位运价和垃圾量如下表所示，不计处置场的处置费用，请计算怎样调运各个转运站的垃圾量才能使其总运输费用最低。项目Di（处置场）Wi/(t/d)D1D2D3Ti（转运站）T18.33.37.8400T210.810.86.8300T310.83.84.8200T45.88.89.8200Bi/(t/d)500600600备注：表中数字为从各转运站到各处置场的垃圾单位运价（元/t）（10分）解：设Xij为从转运站Ti运到处置场Dj的废物量（1分）(1)约束条件据每一转运站运往各个处置场的转运量与每一转运站的转运量关系有：X11+X12+X13 =400（1分）X21+X22+X23 =300（1分）X31+X32+X33 =200（1分）X41+X42+X43 =200（1分）据每一处置场接受来自各个转运站的垃圾转运量与每一处置场的处置量关系有：X11+X21+X31+X41500（1分）X12+X22+X32+X42600（1分）X13+X23+X33+X43600（1分）(2)目标函数使总费用最小，即：f(X)=X11C11+X12C12+X13C13 +X21C21+X22C22+X23C23+X31C31+X32C32+X33C33+X41C41+X42C42+X43C43（1分）= X118.3+X123.3+X137.8 +X2110.8+X2210.8+X236.8+X3110.8+X323.8+X334.8+X415.8+X428.8+X439.8（1分）(可用单纯形法来求解)自己编制程序来求解。17第二次作业解答（12道）-2010.11.17 1）第四章P100页2，3，5，8，9题 2）第五章P121页2，6题 3）第六章P161页2，4，5，9，11，12题 4）第七章P186页4，5，8，9题 5）第九章P250页1-5，6，19-23题 6）第十章P260页2，4题 7）第十一章P269页2，3题 8）第十二章P284页3，6题9）第十三章P331页3，4，6，7，8，10，12题备注：兰色部分题目可以不做。合计35道题，总分200分4.2 某城市采用5 m3的垃圾车收集和运送生活垃圾，为了解该系统的收运效率，按国家标准的采样方法进行采样并分析，结果表明，垃圾含水率36%，装满垃圾后总量2.1t（不含车重），垃圾颗粒体积为3.5 m3。请计算垃圾的干密度和湿密度，车载垃圾的空隙比和空隙率。（4分）解：已知Vm=5m3 ,Ww/Wm=36% ,Wm=2.1t ,Vs=3.5 m3设垃圾的干密度为d，湿密度为w，车载垃圾的空隙比为e，空隙率为，则：d =Ws/Vm=2.1(1-36%)/5=0.2688(t/ m3) （1分）w= Ww/Vm=2.1/5=0.42(t/ m3) （1分）e=Vv/Vs=(5-3.5)/3.5=0.43（1分）= Vv/Vm=(5-3.5)/5=0.3 （1分）4.3 废物压实后体积减少百分比（R）可用下式表示：R(%)=(Vm- Vf) /Vm100。请分析R和n、r之间的关系。并计算，当R分别为85%、90%、95%时的n值。（5分）解：已知R(%)=(Vm- Vf) /Vm100 r= Vf /Vm n= Vm/ Vf所以 rn=1 Vf = Vmr 所以 R(%)=(Vm- Vm r) /Vm100= Vm(1-r)/ Vm=1-r（1分）=1-1/n（1分）所以 n=1/(1-R) 把R=85%、90%、95%代入得：R=85%时，n=1/(1-0.85)=6.67 （1分）R=90%时，n=1/(1-0.9)=10 （1分）R=95%时，n=1/(1-0.95)=20（1分）4.5一台废物处理能力为100t/h的设备，经测试当其把平均尺寸为8in的废物破碎至2in时需动力30kW.h/t，请以此计算当用该设备把废物从平均10in破碎至2in时所需要的动力大小。（3分）解：已知 D1=8in, d1=2in, E1=30kW.h/t, D2=10in, d2=2in因为 E=c(D/d) 所以 E1=c(D1/ d1)代入求得 c=15 kwh/t（1分）所以 E2=c(D2/ d2)=15(10/ 2)=24.14（kw.h/t）（2分）4.8 一分选设备处理废物能力80t/h，当处理玻璃含量为8%的废物时筛下物重8t/h，其中玻璃6t/h，请分别计算玻璃的回收率、纯度和综合效率。（5分）解：混合废料中玻璃质量：x=80t/h8%=6.4t/h；其它 y=80t/h-x=73.6t/h （1分）被筛分出的玻璃产率 x1=6t/h ；其它 y1=8 -x1=2t/h （1分）所以 玻璃回收率 Rx1= x1/x=6/6.4=93.75%（1分） 玻璃纯度 P x1= x1/( x1+ y1)=6/8=75%（1分） 玻璃的综合效率 E=绝对值（x1/x- y1/y）100%=（6/6.4- 2/73.6）100%=91.03%（1分）4.9 一般情况下，由于筛孔磨损而有部分大于筛孔尺寸的粗颗粒进入筛下产品，因此，筛下产品不是100% Q1，而是Q1，试推导此时式（4-13）的筛分效率计算公式将变为=（-）/（-）%（6分）解：设当筛孔不磨损即筛下产品是100%Q1时，筛分效率为： = Q1 /(Q )100% （1分）为筛分效率，%；Q1筛下物质量；Q为入筛原料重量；为原料中小于筛孔尺寸的颗粒重量的百分比，%。设固体废物入筛质量Q等于筛上产品质量Q2和筛下产品质量Q1之和：Q= Q1 + Q2 （1分）固体废物中小于筛孔尺寸的细粒质量等于筛上产品与筛下产品中小于筛孔尺寸的细粒质量之和：Q= 100Q1 + Q2 （1分）为筛上产品中所含有小于筛孔尺寸的细粒质量百分数，%。将代人得：Q1 =（-）Q/（100-） （1分）将代人得： =100（-）/（100-）% （1分）因为实际生产中由于筛网磨损而常有部分大于筛孔尺寸的粗粒进入筛下产品，此时，筛下产品不是100Q1，而是Q1，则将式中100改为，即此时筛分效率计算公式为：=（-）/（-）% （1分）5.2 含水率高是污泥的主要特点之一，请简要分析污泥中水分布的结构特征。（课本103页）（4分）污泥中水的存在形式有：表面吸附水：是在污泥颗粒表面附着的水分，其附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分；（1分）间隙水：颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离；（1分）毛细结合水：是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约20%，可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离；（1分）内部结合水：是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。（1分）5.6 污泥脱水的目的是什么？可以采用的评价污泥脱水效果的指标有哪些？（课本115页）（3分）污泥脱水的目的是进一步减少污泥的体积，便于后续处理、处置和利用。污泥脱水去除的主要是污泥颗粒间的毛细水和颗粒表面的吸附水。（1分）衡量污泥机械脱水效果的指标主要是脱水泥饼的含水率、脱水过程的固体回收率（滤饼中的固体量与原污泥中的固体量之比）、脱水泥饼产率（单位时间内在单位过滤面积上产生的滤饼的干质量，kg/m2.s）。（2分）6.2 化学稳定化技术和物理稳定化技术之间的区别和联系是什么？（课本123、143页）（3分）（1）区别：化学稳定化是通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物，使之在稳定的晶格内固定不动；物理稳定化是将污泥或半固体物质与一种疏松物料（如粉煤灰）混合生成一种粗颗粒，有土壤状坚实度的固体，这种固体可以用运输机械送至处置场。（1分）物理稳定化技术主要有水泥固化法、石灰固化法、塑性固化法、熔融固化法等等。其主要机理是废物和凝结剂间的化学键合力、凝结剂对废物的物理包容及凝结剂水合产物对废物的吸附作用。化学稳定化技术主要包括基于pH值控制原理的化学稳定技术、基于氧化/还原电势控制原理的化学稳定化技术、基于沉淀原理的化学稳定化技术、基于吸附原理的化学稳定化技术以及基于离子交换原理的化学稳定化技术等等。（1分）（2）联系：化学稳定化和物理稳定化技术都是将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。（1分）6.4 常用的是Freundlich等温线，其经验模型为：X/M=K(Cf)1/n其中，X为被吸附的污染物质量，mg，X=( Ci -Cf)V ；V为溶液的体积，L；M为活性炭的质量，mg；Ci为污染物在溶液中的初始浓度，mg/L；Cf为污染物在溶液中的最终浓度，mg/L；K，n为经验常数，需在实验室测定。用100mL浓度为600mg/L的二甲苯溶液，取不同量的活性炭放置其中，振荡48h，将样品过滤后测定二甲苯溶液的浓度。分析结果如下表。假定采用活性炭吸附技术处理二甲苯废水，废水流量为10000L/d，二甲苯浓度为600mg/L，要求处理出水浓度为10mg/L，计算活性炭的日用量。（4分）M/g0.60.40.30.20.05Cf（mg/L）2599212310510解：已知X/M=K(Cf)1/n X=( Ci -Cf) V 由实验数据任取两组代人式，中，取V=100mL、Ci=600mg/L，求得： n=4、 K=43 （2分）则X/M=43(Cf)1/4 将V=10000L/d、 Ci=600mg/L、 Cf=10mg/L代人式，中，求得： M=77158g=77.158kg （2分）6.5 请说明用氧化还原解毒原理对铬渣和砷渣分别进行化学稳定化的技术过程、所用试剂及涉及的化学反应等。（课本144页）（6分）某些金属元素的不同价态的离子具有不同的毒性，因此为了使某些重金属离子更易沉淀且毒性最小，常常需要将其还原或氧化为最有利的价态。（1）铬酸（Cr6+）在化学上可被还原成毒性较低的三价铬（Cr3+）状态。多种化学品均能作为有效的还原剂，包括：二氧化硫、亚硫酸盐类、酸式亚硫酸盐类、亚铁盐类等。（1分）典型的还原过程如下： 2Na2CrO4 + 6FeSO4 + 8H2 SO4 Cr2(SO4) 3 + 3Fe2(SO4) 3 + 2Na2 SO4 +8 H2O（1分）此反应在pH值为2.53.0之间进行，然后可溶性铬（Cr3+）一般按下式通过碱性沉淀法除去： Cr2(SO4) 3 + 3Ca(OH)2 2Cr(OH)3 + 3CaSO4 （1分）Cr6+经化学还原后再进行碱性沉淀会产生大量残渣。（2）砷渣是一种毒性较大的物质，对此进行处理时，可以采用氧化法把三价砷氧化为五价砷，然后利用沉淀方法使其解毒，也可结合固化法对此进行处理，常采用的氧化剂有过氧化氢和MnO2（1分）用H2O2氧化处理砷渣的反应如下： As(OH) 3 + H2O2 HAsO2- + 2H+ + H2O AsO(OH) 2- + H2O2 HAsO2- + H+ + H2O（1分）用MnO2 氧化处理砷渣的反应如下： H3AsO3 + MnO2 HAsO2- + Mn2+ + H2O H3AsO3 + 2MnOOH+ 2H+ HAsO2- + 2Mn2+ + 3H2O（1分）6.9 请比较我国1997年的国家标准的浸出毒性方法（翻转法和水平振荡法）和2007年环保总局颁布的浸出毒性方法（硫酸硝酸法和醋酸缓冲溶液法）的区别，从中能说明在什么方面的改变？（课本159160页）1997年的国标浸出毒性方法只适用于固体废物的有机和无机污染物的浸出毒性鉴别；2007年的浸出毒性方法适用于固体废物及其再利用产物以及土壤样品中有机物和无机物浸出毒性的鉴别，可见新的鉴别方法适用范围随着实际需要大大扩大了。（1）（2）在新标准中，氰化物和挥发性有机物的浸出毒性采用专门的标准零顶提取器ZHE。6.11 有害组分在两相中的分配系数K可以下式表达：K=Ce/Cr式中，K为分配系数（无量纲）；Ce为平衡时有机污染物在萃取液中的浓度（质量分数），%；Cr为平衡时有机污染物在萃余液中的浓度（质量分数）。请计算，当K=4时，为从4t 的原料中一次提取50%有害污染物，至少需要多少公斤萃取剂？（5分）假设萃取剂全部进入萃取液中，同时假设原料中污染物的质量百分含量为x（%），设萃取剂用量为y吨。解：K=Ce/Cr Ce=4x50%/(y+0.5x) （1分） Cr=4x(1-50%)/(4-0.5x) （1分）由式求得 y=1-0.625x （1分）如果x=20%，则至少需要y=0.875吨萃取剂（1分）如果x=50%，则至少需要y=0.6875吨萃取剂（1分）6.12 有机变性粘土是将普通粘土进行处理，使之有机化以后的产物。将有机变性粘土与其他添加剂配合使用，可以利用吸附原理对有机污染物起到有效的稳定作用。某些饱和砂性土壤被三氯乙烯所污染，现利用有机变性粘土进行稳定化。如下图所示，设饱和土壤的空隙率为50%，土壤的湿密度为2.0g/ cm3，在饱和土壤孔隙水中三氯乙烯的浓度为500mg/L。试对于如图中所示两种变性粘土，计算为稳定砂性土壤中全部三氯乙烯所需要的有机变性粘土的数量。解：单位质量（1kg）饱和砂性土壤的体积为 1000/2.0=500cm3 =0.5L 其中三氯乙烯质量为5000.550%=125mg 由图中得，砂性土壤空隙水中三氯乙烯浓度为500mg/L即500mg/kg时:苯基三乙烯黏土中三氯乙烯含量为4.17mg/g () 四甲胺黏土中三氯乙烯含量为16.67mg/g () 所以要稳定125mg三氯乙烯，需苯基三乙烯黏土125/4.17=30(g) ()；需四甲胺黏土125/16.67=7.5(g) ()即为稳定单位质量（1kg）饱和砂性土壤中全部的三氯乙烯需要需苯基三乙烯黏土30g；需四甲胺黏土7.5g。7.4 完整的堆肥化工艺过程主要包括几个处理单元？各个处理单元的特点是什么？（课本179页）（5分）一个较为完整的堆肥处理过程基本包括下述单元：前处理单元、主发酵单元、后发酵单元、后处理单元及恶臭控制单元等。各个处理单元的特点主要有： （1）前处理单元 主要堆肥原料的性质和特点决定了在该单元用到破碎、分选、筛分和磁选等技术来去除粗大垃圾和不能堆肥的物质，回收金属等废品，并可使堆肥原料和含水率达到一定程度的均匀化。（1分）（2）主发酵单元 也称一次发酵单元，一般在露天或是发酵装置内进行，通过机械翻堆或强制通风向堆料层或发酵装置内的物料供给氧气。通常，在严格控制通风量的情况下，将堆温升高至开始降低为止的阶段作为主发酵阶段。主发酵时间约为412天。（1分）（3）后发酵单元 也称二次发酵单元，堆肥半成品被送至此，在该阶段将此前尚未分解的易分解和较难分解的有机物如木质纤维素等进一步分解，使之变为比较稳定的有机物，从而得到完全腐熟的堆肥产品。后发酵时间长短，决定于堆肥的施用情况，一般在2030天。（1分）（4）后处理单元 当堆肥的物料是以生活垃圾为主时，在其前处理单元没有除掉的塑料、玻璃、金属、砖土等会依然存在，还需经过分选、在破碎过程等后处理单元以除去上述杂物。（1分）（5）恶臭控制单元 堆肥物料在厌氧发酵时会产生以H2S 、硫醇、NH3 、有机胺等为主的臭气物质，因此必须采取措施对堆肥排气进行集中收集和处理。其方法主要有：采用化学除臭剂除臭、碱性水溶液过滤；排气集中后用生物塔滤处理，也可利用腐熟堆肥或利用腐熟堆肥制成的堆肥过滤器装置进行过滤处理；必要时，可采用活性炭和沸石等吸附剂进行吸附；有条件时，把收集的堆肥排气作为焚烧炉或工业锅炉的助燃空气，利用炉内高温，通过热处理的方法彻底破坏臭味物质。（1分）7.5 某堆肥厂制得的堆肥产品的主要指标如下表：具体参数pH值（20oC）湿度（质量分数）/%COD/(g/kg)总凯氏氮/(g/kg)碳氮比总磷/(g/kg)1月6.3138902714：1312月6.21610002715：1583月6.1159802615：1584月6.3149402715：1305月6.4149802612：1326月6.3149402712：1347月6.31810002714：1308月6.1249802516：1309月6.12010002616：132（课本181页）根据国家标准分析该堆肥产品的特点。（5分）答案：参考国家标准分析该堆肥产品的特点有：（1）pH偏低、正常应在6.5-8.5。（1分）（2）含水量较低、正常应在25-35%。（1分）（3）总氮量较低、正常应大于50g/kg。（1分）（4）总磷量较高，符合要求。正常应大于30g/kg。（1分）(5) C/N比合适，正常应小于20。（1分）7.8 某小区日产生活垃圾2t，垃圾平均含水率30%，拟采用机械堆肥法对该小区的垃圾进行处理。请根据以下条件计算每天实际需要供给的空气量。（10分）已知：垃圾中有机废物的量占50%，有机废物的化学组成式为C6H7O2(OH)35；有机废物反应后的残留物为40%，残留有机物的化学组成式为C6H7O2(OH)32；堆肥持续时间5天，5天的需氧量分别为20%，35%，25%，15%和5%；空气含氧量21%，空气质量为1.2kg/ m3；实际供气量是理论供气量的2倍。解：（1）反应前后有机物物质的量反应前：（2*1000*1000*0.7*0.5）/（72+7+32+51）*5=864（mol）（1分）反应后：（2*1000*1000*0.7*0.5*0.4）/（72+7+32+51）*2=864（mol）（1分）（2）确定好氧反应前后有机物的量之比 n=864/864=1.0（1分）（3）CaHbOcNd + (ny+2s+r-c)/2O2 n CwHxOyNz +.则有机废物（C30H50O25）a=30,b=50,c=25,d=0残留有机物（C12H20O10）w=12,x=20,y=10,z=0r=0.5b-nx-3(d-nx)=15, （1分）s=a-nw=18（1分）所以化学方程式中O2的系数为 (ny+2s+r-c)/2=18，需氧量=18*864*32=497664 g=497.664 kg（1分） 实际需氧量=2*497.664/（21%*1.2）=3949.7（m3）（1.5分）所以每天的实际供气量分别是：第1天：3949.7*20%=799.9（m3） （0.5分）第2天：3949.7*35%=1382.4（m3） （0.5分）第3天：3949.7*25%=987.4（m3） （0.5分） 第4天：3949.7*15%=592.4（m3） （0.5分）第5天：3949.7*5%=197.5（m3） （0.5分）7.9 垃圾堆肥化过程中可以通过堆肥回流调节与控制其含水率（如下图），其中：Xc为垃圾原料的湿重；Xp为堆肥产物的湿重；Xr为回流堆肥产物的湿重；Xm为进入发酵混合物料的总湿重；Sc为原料中固体含量（质量分数，%）；Sp（=Sr）为堆肥产物和回流堆肥的固体含量（质量分数，%）；Sm为进入发酵仓混合物料的固体含量（质量分数，%）。令：Rw为回流产物湿重与垃圾原料湿重之比，称为回流比率；Rd为回流产物的干重和垃圾原料干重之比。请分别推导：Rw和Rd的表达式（用进出物料的固体含量表示）。（6分）Xc，ScXm，SmXp，Sp回流堆肥Xr，Sr堆积产物排气生活垃圾原料堆肥发酵仓空气解：根据物料平衡，有湿物料平衡式 （1分）干物料平衡式 （1分）将式代入式得 （1分）令回流产物湿重/垃圾原料湿重，称为回流比。即 （1分）如令回流产物的干重/垃圾原料干重，则式两边同除以ScXc，得: （1分） （1分）9.1 固体废物热处理技术的定义是什么？它主要有那些特点？在固体废物处理领域应用热处理的技术种类有哪些？（课本213页）（5分）一、固体废物热处理技术定义：在设备中以高温分解和深度氧化为主要手段，通过改变废物的化学、物理或生物特性和组成来处理固体废物的过程。（1分）二、特点（1）热处理技术的优点 减容效果好；消毒彻底；减轻或消除后续处置过程对环境的影响；回收资源和能量。（1分）（2）热处理技术的缺点 投资和运行费用高；操作运行复杂，运行稳定性难以控制；二次污染和公众反应。（1分）三、技术种类（1）焚烧（2）热解（3）熔融（4）干化（5）湿式氧化（6）烧结（7）其他方法，如蒸馏、蒸发、熔盐反应炉、等离子体电弧分解、微波分解等。（2分）9.2 含挥发分很高的固体废物（如干化污泥）适合于采用何种焚烧方式进行处理？若需要采用炉排炉进行焚烧处理，需要对这类废物采取哪些预处理方法？（4分）答案：含挥发分很高的固体废物（如干化污泥）适合采用流化床焚烧炉进行处理。（2分）若采用炉排炉进行焚烧处理，需对干化污泥制成小颗粒或球团以增加空气接触面积。（2分）9.3在焚烧过程中，控制废物在炉排上的停留时间和控制烟气在二燃室的停留时间的目的一样吗？为什么？（课本228页）（4分）答案：在焚烧过程中，控制废物在炉排上的停留时间的目的是使固体废物的可燃分尤其挥发组分的充分完全燃烧；（2分）控制烟气在二燃室的停留时间的目的是使烟气中的未燃尽组分和悬浮颗粒进行充分燃烧。（2分）所以二者的目的是不完全一样的。9.4 为控制废物焚烧中供给的空气量，测定排放烟气中的剩余氧量在10%13%之间，请计算该焚烧系统的过剩空气系数，并判断能否满足一般的焚烧系统对氧气的要求。（4分）答案：排放烟气中的剩余氧量在10%13%之间时：最大空气系数 m=0.21/0.21- ( O2)=0.21/(0.21-0.1)=1.91 （1分）最小空气系数 m=0.21/0.21- ( O2)=0.21/(0.21-0.13)=2.63 （1分）设实际空气量为Va，理论空气量为Vb，则过剩空气量为Va-Vb，又Va=mVb 因为一般情况下，过剩空气量应控制在理论空气量的50-90%，（1分）即（Va-Vb)/ Vb=0.5-0.9 把代入得（ mVb- Vb)/ Vb=0.91-1.63 大于0.5-0.9的范围。所以能够满足一般的垃圾焚烧对氧气的要求。（1分）9.5 有机垃圾厌氧发酵产生的沼气组分为：CH454%，CO243%，H21.5%，CO1.5%，先对此进行焚烧发电，若过剩空气系数m=2.1，请计算处理1t沼气的理论需氧量、实际需氧量、实际需空气量、干烟气量和总烟气量。（10分）解答：由于题目没有说明沼气组分为质量百分比还是体积百分比，因此分两种情况讨论。一、假设沼气组分为质量百分比则1t沼气中含可燃性成分：CH4=100054%=540kg H2=10001.5%=15kg CO =10001.5%=15kg （1）根据各自完全燃烧反应方程式求得理论需氧量VoVo=54064/16+1516/28+1532/4=2288.6kg （1分）实际需氧量Vo：Vo= Vo2.1=4806.1 kg （1分）理论需空气量Va：Va= Vo /0.23=9950.4 kg （1分）实际需空气量Va ：Va=mVa=2.19950.4=20895.8 kg （1分） (2) 沼气中各生成组分的质量VCO2=54044/16+1544/28=1508.6 kg （1分）VH2O=54036/16+1536/4=1350 kg （1分）VO2=（m-1）Vo =2517.5 kg （1分）VN2=0.77Va =0.7720895.8=16089.8 kg （1分）所以 干烟气量 Vd= VCO2+ VO2+ VN2 =1508.6+2517.5+16089.8=20115.9 kg （1分） 总烟气量 V= VCO2+ VO2+ VN2+ VH2O=21465.9 kg （1分）二、假设沼气组分为体积百分比由于该题目没有给出温度及压力条件，因此还需要假设更多条件，显然，按照沼气组分为体积百分比来计算还有一些困难。故按第一种方式处理是合适的。9.6 生活垃圾和污水处理厂污泥中N的含量分别为0.7%和2.2%，请计算采用焚烧技术进行处理时，这两种原料生成的燃料型NOx的量分别为多少？为减少污泥焚烧排放的燃料型NOx，请提出23种有效的控制措施。（课本240页）答案：垃圾焚烧场中氮氧化物形成的反应方程式如下： O + N2 NO +N N + O2 NO + O由图920可知，污泥中氮的含量分别为0.7和2.2时采用焚烧技术进行处理，这两种原料生成的燃料型NOx的量分别为7.5和14。为减少污泥焚烧排放的燃料型NOx，可采用燃烧控制法、湿式法、选择性非催化还原法、选择性催化还原法等措施。9.19 固体废物焚烧飞灰属于危险废物，在产生后如何使其满足安全处置的要求？飞灰能否和底灰混合后降低重金属的浸出毒性而达到安全填埋的入场控制标准，为什么？（4分）答案：固体废物焚烧飞灰属于危险废物，在产生后处置前需进行固化/稳定化处理。（1分）底灰是否属于危险废物则需要通过浸出试验确定，一般属于普通废物。（1分）飞灰不能和底灰混合后降低重金属的浸出毒性而达到安全填埋的入场控制标准。因为危险废物不能够和其他类别废物混合处理。混合实际上是一种稀释污染物的方式，是法律所禁止的。（2分）9.20 在文献调研的基础上，请提出集中焚烧灰渣利用的技术途径，并做简单介绍。（3分）可以将焚烧灰渣与其他冶炼渣一起生产环保矿渣砖，工艺流程见下图。冶炼渣、焚烧灰渣 破碎 球磨 渣粉 生石灰、石膏破碎 球磨 石灰、石膏粉 加水搅拌轮碾 压砖粉煤灰 蒸汽蒸养水泥 矿渣砖图1环保矿渣砖生产工艺流程（2分）以火力发电厂、企业锅炉等产生的粉煤灰、煤渣，钢铁冶金行业的高炉渣、钢渣（含有色金属冶炼渣），焚烧灰渣等固体废物为主要原料，掺入适量生石灰、石膏（激发剂），经坯料制备、压制成型，常压或高压蒸汽养护而制成。（1分）9.21 对于厨余垃圾含量较高的生活垃圾，在采用焚烧技术进行处理时，有哪些方法可以提高焚烧的效率，请根据你所学知识进行分析。（课本219页） （5分）答案：焚烧处理厨余垃圾含量较高的生活垃圾时，因为厨余垃圾含有极高的水分和有机物，以下方法可以提高焚烧的效率：（1）干燥该类生活垃圾，因为物质含水率太高就无法点燃；（1分）（2）掺加其他辅助燃料；（1分）（3）增加其在焚烧炉内的停留时间，保证物料的充分燃烧；（1分）（4）控制炉膛温度在混合厨余的燃点温度2302500 C以上；（1分）（5）适当加大干燥段的空气量及总的过剩空气量，使物料燃烧时得到充分搅拌。（1分）9.22 某污泥（污水处理厂剩余污泥）焚烧处理厂拟采用的烟气处理主工艺为：电除尘-NaOH湿法除酸-布袋除尘，请你根据所学知识，对该烟气处理工艺的合理性进行分析并说明理由，有更适合的工艺也请提出。（4分）答案：湿式洗烟法通常接于静电除尘器或是布袋除尘器之后，废气在粒状物质先被去除后，再进入湿式洗烟塔上端；随着二恶英问题的被重视，作为除尘设备有以布袋除尘器代替静电除尘器的趋势；布袋除尘器与干式洗烟塔并用，前喷入活性炭，对重金属包括汞和微量有机化合物如PCDDs/PCDFs都有吸附去除的效果。 （3分）所以较适合的工艺是：半干式碱液洗烟塔 + 布袋除尘器（1分）9.23 某小区日产生活垃圾20t，垃圾平均含水率35%，经采样分析知：垃圾中有机废物的量占50%，有机废物的化学组成式为C6H7O2(OH)35。拟采用焚烧处理，计算焚烧产生的实际干烟气量和实际湿烟气量，并提出合理的焚烧尾气处理方案。要求烟气中剩余氧气量在6%11%之间，空气中水蒸气含量5%。（16分）假设烟气中剩余氧气量为10%。解：20t垃圾中含可燃性成分:C=302/(302+501+2516)201000（1-35%）50%=2888.9(kg) （1分） H=501/(302+501+2516)201000（1-35%）50%=401.2(kg) （1分） O=2516/(302+501+2516)201000（1-35%）50%=3209.9(kg) （1分）理论需氧量 Vo=32/12C+8H-O=7703.7(kg)；（1分）体积为 Vo=22.4(C/12+ H/4-O/32)=9886.5(m3) （1分）焚烧垃圾废气各生成组分的体积 VCO2=22.4C/12=5392.6 (m3) （1分） VH2O=22.4(H/2+W/18)=22.4(401.2/2+2010000.35/18)=13204.8(m3) （1分）过剩空气率m= 0.21/0.21- ( O2)=0.21/(0.21-0.1)=1.91 （1分） VO2=（m-1） V0 =（1.91-1）9886.5=8996.7(m3) （1分）VN2=mV0 0.79 /0.21 =1.919886.50.79 /0.21 =71036.9(m3) （1分）实际空气量V= （VN2/0.79）/0.95=（71036.9/0.79）/0.95=94652.8 m3（1分）空气中的水蒸汽量VH2O=94652.80.05=4732.6 m3（1分）(1) 所以 实际干烟气量 Vd= VCO2+ VO2+ VN2（1分）=5392.6+8996.7+71036.9=85426.2 (m3) 实际湿烟气量 V= VCO2+ VO2+ VN2+ VH2O=5392.6+8996.7+71036.9+13204.8+4732.6=103363.6 (m3) （1分）(2) 因为有机废物中氮，硫元素含量很少，所以焚烧尾气处理方案：布袋除尘器 + 湿式洗烟塔。或者：半干式碱液洗烟塔 + 布袋除尘器（2分）10.2请简要分析热解工艺中间接加热法和直接加热法的优缺点。（4分）（1）间接加热法 优点：热解气与加热介质分离，能够保证可燃气不被稀释。（1分）缺点：不能使用太高的温度，热传导效率较差，加热面积较大，仅局限于小规模的处理场合。（1分）（2）直接加热法 优点：热解气直接作用于固体废物，利用率较高。（1分）缺点：易稀释可燃气，使热解产气的热值降低。（1分）10.4 采用空气直接加热对垃圾进行热解处理时，提高氧气的含量有何好处？（课本256页）（2分）答案：采用空气直接加热对垃圾进行热解处理时，提高氧气的含量可提高热解所产可燃气的热值及温度，有利于废热的利用。（2分）11.2 固体废物熔融处理工艺的主要单元有哪些？（课本261页）答案：固体废物熔融处理工艺的主要单元有：前处理单元，熔融单元，废热回收单元，废气处理单元，熔渣形成单元。（2分）11.3 固体废物高温等离子体熔融处理和焚烧处理的主要差异有哪些？（课本268页）（7分）答案：固体废物高温等离子体熔融处理和焚烧处理的主要差异有：（1）在产热方式上的差异。（1分）（2）在处理温度上的差异。（1分）（3）在进气量上的差异。（1分）（4）在处理对象上的差异。（1分）（5）在二恶英与呋喃控制上的差异。（1分）（6）在烟气产量上的差异。（1分）（7）在资源利用上的差异。（1分）12.3 简述污泥干化工艺类型及其适用的干化设备，并进行比较。（课本274页）（10分）答案：污泥干化工艺类型包括：直接加热式，间接加热式，直接间接联合式，其他加热方式。（1分）各类型适用的干化设备如下：1、直接加热式（3分）（1）直接加热转鼓式干化机。优点：运转可靠，操作弹性大，适应性强，处理能力大等。（2）带式干化机。特点：操作灵活，湿物进料，干化过程在完全密封的箱体内进行，劳动条件较好，免了粉尘的外泄。（3）离心干化机，特点：流程简单，省去了污泥脱水机及脱水机至干化机的存储，输送，运输装置。（4）流化床污泥干化机，特点：无返料系统，间接加热，干化机本身无动部件，故几乎无需维修，但干化颗粒的粒径无法控制。2、间接加热式（3分）（1）转盘式干化机，特点：可将污泥全干化或半干化，干化过程中废蒸汽与臭味不会泄露。（2）桨叶式干化机，特点：连续传导加热，需由蒸汽或导热油提供热量，因此需要锅炉及锅炉房。另外其产品为粉状，对存储和事业不方便，在干化后需要进行造粒。适用于小型废水处理厂。（3）多层台阶式干化机，特点：不适于少量污泥的干化，是间接立式多级圆盘干化机，仅适用于污泥全干化。（4）薄膜干化机间接干化式和直接间接联合干化式薄膜干化机。3、其他加热方式（3分）（1）太阳能污泥干化房，特点：工艺设计简单，投资运行费用低，但需要很大的占地面积，适合于产污泥量较低，污泥用作农业应用，并需长期贮存的场合。（2）燃气红外干化，特点：污泥内外干化均匀效果好，投资成本低，运行费用少。（3）过热蒸汽干化，特点：低耗高效，干化介质为蒸汽，尾气脱臭处理容易，且无爆炸等危险。12.6 某城市有三个污水处理厂，日产脱水污泥（污泥含水率75%85%之间）600t/d，以往主要采用送往填埋场进行填埋处置，但目前填埋场已无法接受含水率如此高的污泥，市政府拟考虑对污泥进行集中处理，请根据需要提出污泥干化（或半干化）的技术路线、设备选型及主要的考虑因素。（7分）答案：污泥干化的技术路线：干污泥返混进料直接加热转鼓式干化机干化二次燃烧处理尾气（2分）干化设备选择：直接加热转鼓式干化机，因为直接加热转鼓式干化机具有以下优点：技术成熟，可处理大量物料，运转可靠，操作弹性大，适应性强，处理能力大等。（2分）主要考虑的因素有：（1）干料返混进料，降低混合污泥的含水率，可得到稳定的粒径可控制的球形颗粒，使干化容易进行，能耗降低；（1分）（2）影响污泥干化过程因素的干化工艺参数，如干化温度越高，污泥干化速度越快，干化过程中泥饼的厚度越小，干化速度越快等；（1分）（3）直接加热转鼓式干化机设备庞大，物料在干化机内停留时间长，能耗大且热效率不高，会产生大量尾气，后续处理负担较重，可用二次燃烧对臭气进行处理。（1分）13.3危险废物安全填埋场和生活垃圾卫生填埋场的主要区别有哪些？（课本290294页）危险废物安全填埋场和生活垃圾卫生填埋场的主要区别有：1、 填埋场的基本构造原则不同2 、填埋场的防渗结构不同3 、填埋场的封场结构要求不同13.4 某城市2005年人口规模为35.3万人，人口发展预测为：2015年为52.5万人，2025年为69.3万人。该城市2005年人均日产垃圾量为0.87 kg/(人d)。根据国内同类城市的经验，城市垃圾人均产量以年增长率2%的增长速度进行估算；根据国内外经验，当人均城市垃圾产生量达到1.0 kg/(人d)时，垃圾产生量保持不变。考虑垃圾填埋压实后的密度为800kg/ m3，垃圾资源化和填埋期间的自然降解对垃圾的减容率为20%，覆盖土容积按填埋垃圾量的10%计。试计算服务年限为14年的填埋场的库容及覆盖土量，考虑建设期，填埋场从2007年开始正式运行。（11分）解：按照算术增加法预测2005-2025年的人口规模，设2005-2015年每年人口增长率为x, 2015-2025年每年人口增长率为y，则：35.310000(1+x)10=52.510000 （1分）52.510000(1+y)10=69.310000 （1分）求得 x=0.0405 y=0.0282所以 20072015年每年人口为Pn1, Pn1=Po(1+x) n1 , Po=35.310000, n1=210 （1分）20162020年每年人口为Pn2, Pn2=Po(1+y) n , Po =52.510000, n2=110 （1分）由题意得：0.87(1+2%) n1.0, 求得 n8所以，从2005+8=2013年起，人均城市垃圾产量保持Zn=1.0kg/(人d)；（1分）20072012年的人均城市垃圾产量按下式计算 Zn= Z0(1+2%) n ,n=27所以 城市垃圾日产生量为 Wn=PnZn，n=215 （1分）20072020年的每年垃圾填埋场库容为 Vn=365W(1-f)/+365W/ （2分）其中 体积减少率f=0.2, 覆土体积占废物的比率=0.1, =800kg/ m3将上述结果列表：表2 计算结果年份Pn (人)Zn kg/(人d)Wn (kg/d)Vn (m3)20073822000.90534589114203120083976000.92336698515069320094137000.94238970516002320104305000.96141371116988020114479000.98043894218024120124661000.99946563419120120134849001.048490019911220145046001.050460020720120155250001.052500021557820165398001.053980022165520175550001.055500022789720185706001.057060023430320195867001.058670024091420206032001.0603200247689所以 填埋场总库容为 Vt=Vn=2788418(m3) （2分） 覆盖土量V土 = Vt10%=278842(m3) （1分）13.6 填埋场面积8hm2，上游流域面积30 hm2，下游流域面积0.75 hm2，径流系数0.4，按20年一遇的降雨重现期计算降雨强度，排洪沟n=0.0225，i=0.002。请计算该填埋场排洪沟的尺寸。（7分）答案：（1）截洪沟设计流量Q m3/sQ=KFn （1分）假设区域为东南沿海，重现期间查表13-9（内插法）及13-10得到：K=20.75，n=0.75（1分）计算上游截洪沟设计流量Q上：Q上 =20.750.30.75=8.41m3/s（1分）计算下游截洪沟设计流量Q下：Q下 =20.75（0.3+0.0075）0.75=8.57m3/s（1分）由于上游及下游流量相差不大，因此统一按照Q下计算排洪沟的尺寸。假设截面为矩形，且h=1.5b，超高为0.5米Q =i0.5(bh)5/3/n(b+2h)2/3 （1分）即8.57= 0.0020.5(1.5b2)5/3/0.0225(4b)2/3b=1.90m（1分）则h=2.85m，实际高度H=2.85+0.5=3.35m（1分）13.7 某垃圾填埋场自1995年运行，2005年关闭，期间填埋垃圾总量为173万立方米，填埋场占地8.15 hm2。现欲对此进行封场，请制定填埋气体和渗滤液的控制方案。（课本315，324页）（10分）1、填埋气体控制方案填埋气控制系统的作用是控制填埋气的迁移和释放，以减少填埋气向大气的排放量和向地下的迁移，并回收利用甲烷气体。主动控制系统则需要配备抽气动力系统，结构相对复杂，投资较大，适于大、中型垃圾填埋气体的收集。本方案采用动控制系统。填埋气主动控制系统包括填埋气内部收集系统和控制填埋气体横向迁移的边缘收集系统两类。（1分）（1）内部填埋气主动收集系统由垂直深层抽气井、集气/输送管道、抽风机、冷凝液收集装置及气体净化设备等组成。该系统用来回收填埋气、控制臭味和地表排放。垂直抽气井通按等边三角形布置，井间距及影响半径通过现场实验确定。抽气井通过直径1520的PVC或HDPE管与引风机连接。这样，系统工作时，填埋气体回收系统和填埋区域处于负压状态，使垂直抽气井中的填埋气体不断被抽吸上来。（2分）（2）边缘填埋气主动收集系统的组成与内部填埋气主动收集系统类似，不同之处在于抽气井的结构，该系统采用周边气体抽气井和抽气沟渠来控制填埋气的迁移和回收填埋气。（1分）2、填埋渗滤液控制方案渗滤液集排系统由收集系统和输送系统组成。收集系统的主要部分是一个位于底部防渗层上面、由砂或砾石构成的排水层。在排水层内设有穿孔管网，以及为防止阻塞而铺设在排水层表面和包在管外的无纺布。输送系统由渗滤液贮存罐、泵和输送管道组成。填埋场渗滤液集排系统包括排水层、收集管道系统、隔水衬层系统、收集泵站和容留罐等。（1分）（1）渗滤液集排主系统的排水层采用5-10mm的卵石或砾石；而渗滤液渗漏检测集排系统的排水层选用粗砂。排水层应具有较大的渗透性，所用材料的渗透系数大于0.1cm/s。排水层厚度应不小于30cm，并具有2%以上的坡度。此外，为了防止垃圾中细小颗粒物和其它物质进入排水层造成堵塞
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