2025年某大学《固体废物处理与资源化》期末课程考试试卷A(含答案)

2025年某大学《固体废物处理与资源化》期末课程考试试卷A(含答案)一、名词解释（每题4分，共20分）1.危险废物：指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和方法认定的，具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或感染性等一种或多种危险特性的固体废物。2.生物处理：利用微生物（如细菌、真菌）或动物（如蚯蚓）的代谢活动，将固体废物中的有机组分分解或转化为稳定无害物质（如CO₂、H₂O、腐殖质）或可利用资源（如沼气、有机肥）的处理技术。3.热解：在无氧或缺氧条件下，通过高温（通常300-800℃）使固体废物中的有机组分发生分解，生成气体（如H₂、CH₄）、液体（如焦油）和固体（如炭渣）产物的过程，与焚烧的本质区别是不依赖氧气参与放热反应。4.卫生填埋：采用工程手段（如防渗衬层、导气导渗系统、覆盖层）控制固体废物的物理、化学和生物过程，减少对土壤、地下水和大气污染的传统处置方式，需满足《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17）要求。5.RDF（RefuseDerivedFuel）：垃圾衍生燃料，通过对城市生活垃圾进行破碎、分选（去除金属、玻璃等不可燃物）、干燥等预处理后制成的固体燃料，具有热值高、成分均匀的特点，可替代煤炭用于工业锅炉或发电。二、填空题（每空2分，共20分）1.固体废物“三化”原则是指减量化、资源化、无害化。2.填埋场衬层系统中，高密度聚乙烯（HDPE）膜的渗透系数需小于等于1×10⁻¹²m/s，以防止渗滤液泄漏。3.好氧堆肥过程中，腐熟度的常用评价指标包括温度（持续≥55℃≥5天）、pH值（接近中性）、种子发芽指数（GI≥80%）。4.焚烧法处理固体废物时，为控制二噁英生成，需满足“3T”原则：温度（≥850℃）、停留时间（≥2秒）、湍流度（充分混合）。5.电子废物中，线路板的资源化关键技术包括机械破碎-分选（回收金属）、湿法冶金（提取贵金属）和热解（处理有机树脂）。6.厨余垃圾厌氧消化的主要产物是沼气（主要成分为CH₄和CO₂）和沼渣（可作有机肥）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述卫生填埋与安全填埋的主要区别。答：卫生填埋主要用于处理城市生活垃圾，通过防渗衬层、导气导渗系统和每日覆盖控制污染，对废物本身无特殊限制（需满足入场标准）；安全填埋则针对危险废物，要求更严格的双层防渗系统（如HDPE膜+黏土衬层）、独立的渗滤液收集-处理系统、更高的封场后监测年限（通常≥30年），且需对危险废物进行预处理（如固化/稳定化）以降低危害性。2.堆肥过程中温度变化可分为哪几个阶段？各阶段的微生物活动特征是什么？答：堆肥温度变化分为四个阶段：①升温期（0-2天）：中温微生物（如细菌、放线菌）活跃，分解易降解有机物（如糖类、蛋白质），温度从环境温度升至45℃；②高温期（3-15天）：嗜热微生物（如嗜热真菌、嗜热细菌）主导，分解纤维素、半纤维素等复杂有机物，温度维持55-70℃（杀灭病原菌和虫卵）；③降温期（15-30天）：中温微生物再次活跃，分解剩余难降解有机物，温度逐渐降至40℃以下；④腐熟期（30天后）：微生物活动减弱，温度接近环境温度，堆体趋于稳定。3.比较焚烧与热解的技术特点（从反应条件、产物、能量需求、污染控制角度）。答：①反应条件：焚烧需过量氧气（富氧），温度800-1200℃；热解需无氧或缺氧，温度300-800℃。②产物：焚烧产物为CO₂、H₂O和灰渣；热解产物为可燃气体（H₂、CH₄）、液体（焦油）和固体炭。③能量需求：焚烧放热，可回收热能发电；热解需外部供热（吸热反应），但产物热值更高。④污染控制：焚烧易生成二噁英、NOₓ等污染物，需严格尾气处理；热解因缺氧，二噁英生成量少，但焦油含多环芳烃（PAHs），需后续处理。4.简述危险废物的鉴别流程（依据《危险废物鉴别标准》）。答：①名录筛选：首先核对是否列入《国家危险废物名录》，若列入则直接判定为危险废物；②特性鉴别：未列入名录的废物，需按《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》（GB5085.1）、《急性毒性初筛》（GB5085.2）等标准检测腐蚀性（pH≤2或≥12.5）、毒性（浸出液中重金属/有机物浓度超标）、易燃性（闪点＜60℃）、反应性（与水反应释放有毒气体）等特性；③综合判定：若具备任一特性，即判定为危险废物；否则为一般工业固体废物。5.某企业产生的废塑料（主要成分为PE、PP，热值约4200kcal/kg），请提出3种资源化技术路径，并说明选择依据。答：①物理再生：将清洁废塑料破碎、熔融造粒，生产再生塑料颗粒（适用于单一品种、污染轻的废塑料，成本低但附加值有限）；②化学再生（热解）：通过热解转化为燃料油（适用于混合废塑料，可回收高附加值能源，但需高温设备，投资较高）；③制备RDF：与其他可燃废物（如废纸）混合制成垃圾衍生燃料，用于水泥窑协同处置（适用于热值较高但成分复杂的废塑料，可替代化石燃料，符合水泥行业碳减排需求）。选择依据需综合考虑废塑料的成分（单一/混合）、污染程度（是否含杂质）、处理规模（物理再生适合小规模，热解适合中大规模）及市场需求（再生塑料颗粒需求、燃料油需求）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某城市规划建设一座卫生填埋场，服务人口50万，人均生活垃圾产生量1.2kg/d，填埋场设计使用年限15年，垃圾压实密度800kg/m³，覆土与垃圾体积比1:5，求填埋场总容积（不考虑沉降）。解：年垃圾产生量=50万×1.2kg/d×365d=500000×1.2×365=219,000,000kg=219,000t15年总垃圾量=219,000t×15=3,285,000t垃圾体积=总垃圾量/压实密度=3,285,000,000kg/800kg/m³=4,106,250m³覆土体积=垃圾体积×(1/5)=4,106,250/5=821,250m³总容积=垃圾体积+覆土体积=4,106,250+821,250=4,927,500m³答：填埋场总容积为4,927,500立方米。2.某焚烧炉处理含水率45%的生活垃圾（低位热值Qₙ=800kcal/kg），需添加辅助燃料（柴油，热值10,000kcal/kg）使入炉物料热值达到1800kcal/kg（干基）。若处理量为1000kg/h（湿基），求每小时需添加的柴油量（假设水分蒸发不影响热值计算）。解：湿垃圾中干物质质量=1000kg×(1-45%)=550kg湿垃圾干基热值=Qₙ/(1-含水率)=800/0.55≈1454.5kcal/kg（干基）设需添加柴油xkg/h，柴油干基热值=10,000kcal/kg（干基，柴油不含水）混合后干基总热值=(550×1454.5+x×10,000)/(550+x)=1800kcal/kg解方程：550×1454.5+10,000x=1800×(550+x)800,(计算过程：550×1454.5=800,550×1454.5=550×1400+550×54.5=770,000+29,975=799,975)799,975+10,000x=990,000+1800x10,000x-1800x=990,000-799,9758200x=190,025x≈23.17kg/h答：每小时需添加柴油约23.17千克。五、案例分析题（20分）背景：某城市2024年厨余垃圾产生量为800t/d，目前采用“破碎+厌氧消化”工艺处理（厌氧消化效率60%，沼气产率0.35m³/kgVS（挥发性固体）），但存在以下问题：①前端分类不彻底，混入大量塑料、玻璃等杂质，导致破碎机故障率高；②沼渣含杂质多，无法直接作为有机肥销售；③沼气产量不稳定，发电效率仅30%。问题：1.分析现有工艺的主要缺陷及原因。（8分）2.提出3项优化措施，并说明技术原理。（12分）答案：1.主要缺陷及原因：①预处理不足：前端分类不彻底导致杂质（塑料、玻璃）进入处理系统，破碎机因硬物（玻璃）卡阻或柔性物（塑料）缠绕故障；②沼渣品质差：杂质未在预处理阶段去除，随厨余垃圾进入厌氧罐，最终残留于沼渣中，降低有机质含量（需≤30%杂质才能达标）；③沼气产量不稳定：厨余垃圾的VS含量波动（因混入杂质），且厌氧微生物受杂质（如盐分、重金属）抑制，导致产甲烷菌活性下降，沼气产量波动；发电效率低因沼气中含H₂S（腐蚀设备）、水分（降低热值）未有效净化。2.优化措施及技术原理：①强化预处理：增加“人工分选+机械分选”环节（如滚筒筛分离大颗粒杂质，磁选机去除金属，风选分离塑料），在破碎前去除90%以上杂质，降低破碎机故障率，提高进入厌氧罐的物料纯度（VS含量≥85%）；②沼渣深度处理：采用“筛分+洗涤”工艺（振动筛分离残留塑料/玻璃，水洗去除细沙），使沼渣杂质含量＜5%，再经好氧堆肥（接种