固体废物处理与处置-习题集.doc

第一章　绪论
1、名词解释：
固体废物、城市生活垃圾、工业固体废物、危险废物、减量化、资源化、无害化、含水率、热值
2、根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的界定，固体废物分为几类？
3、固体废物对环境的危害有哪些？
4、试述我国固体废物污染环境防治及管理的法律依据。
5、试述我国固体废物污染环境防治的原则。
6、如何理解固体废物的二重性？
7、“三化”原则之间的关系如何？
8、影响固体废物产生量的因素都有哪些？

第二章 固体废物的收集、运输
1、名词解释：固定容器收集、移动容器收集、压实、压缩比、容重
2、垃圾的收集主要有哪些方式？各自的特点是什么？
3简述城市生活垃圾收运系统的组成？
4、垃圾的清运操作主要有哪些方法？
5、根据以下已知条件，请图示说明在什么情况下选择何种清运方式？
移动容器式收集运输：C1＝a1S
固定容器式收集运输：C2＝a2S+b2
设置中转站转运：　　C3＝a3S+b3
式中：S――运输距离
　　　Ci――总运输费
　　　ai――各运输方式的单位运费，一般情况下，a1＞a2＞a3
　　　bi――设置转运站后增添的基建投资分期偿还费和操作管理费，一般情况下b3＞b2
6、压实的目的是什么？
7、压实的实质是什么？
8、表征压实的指标是什么？
第三章 固体废物破碎
1、名词解释：破碎、磨碎湿式破碎、半湿式破碎、破碎比、
2、固体废物的破碎方法都有哪些？
3、影响破碎效果的因素有哪些？如何根据固体废物的性质选择破碎方法？
4、怎样确定破碎比？破碎比与破碎段之间有何内在联系？
5、试比较低温破碎与常温破碎的区别？
6、列举一些常用破碎设备的主要破碎形式？(四种以上)
7、请说明湿式、半湿式破碎的原理和特点？
8、鄂式破碎机有几种类型？它们的主要区别是什么？
9、破碎的基本工艺流程有哪些方式？
10、已知有如下破碎工艺流程(见下图)，试说明它属于何种破碎工艺，并计算总破碎比？
剪切式破碎机
固体废物
(平均粒度200mm)
鄂式破碎机
破碎产物
(平均粒度100mm)
破碎产物
(平均粒度40mm)
锤式破碎机
破碎产物
(平均粒度10mm)

11、请根据以下图示说明它们属于何种破碎设备，各自采用哪种主要破碎方式？

第四章 固体废物分选
1、名词解释：等降颗粒、等降比、视在密度
2、试举5例说明固体废物机械分选的原理？
3、影响等分效率的主要因素是什么？
4、什么是磁流体分选？它的主要特点是什么？
5、试推导沉降末速公式，并根据公式说明为什么风选要在窄料度级别范围内进行？
6、什么是等降比？推导等降比通式？
7、实现固体废物磁选的必要条件是什么？
8、下图是弗雷德里克·摩根生(瑞典)设计的筛分方法，请根据图示说明它是如何完成快速筛分的？

9、浮选的原理是什么？它的优、缺点是什么？
10、请根据不同性质颗粒在床面上分离的示意图说明固体废物是如何在摇床上实现分选功能的？摇床分选的主要特点是什么？

第五章 污泥的浓缩与脱水
1、污泥中的水分有几种存在形式？分别用什么方法去除？
2、污泥含水率从97.6%降到94%，求污泥体积的变化。
3、污泥浓缩的目的、特点是什么？有哪些浓缩方法？试比较它们的优、缺点？
4、为什么污泥机械脱水前要进行调理？怎样调理？
5、污泥的脱水都有哪些方法？它们的工作原理是什么？
6、请结合所学知识设计一套城市污水处理厂剩余污泥的处理、处置工艺流程，说明设计特点。
第六章 危险固体废物稳定
1、名词解释：危险废物、稳定化、固化、浸出率、增容比、固化剂、固化体、
2、对固化处理的基本要求是什么？
3、怎样评价固化效果？
4、目前常用的稳定化/固化处理技术方法有哪些？它们的适用对象和特点分别是什么？

第七章 固体废物的生物处理
1、名词解释：堆肥化、堆肥、腐熟度、一次发酵(主发酵) 、二次发酵(后发酵) 、高温好氧快速堆肥
2、分析好氧堆肥的基本原理。
3、简述好氧堆肥的工艺流程，探讨影响好氧堆肥的主要因素有哪些？如何对这些因素进行控制？
4、描述厌氧消化制沼气的原理。
5、影响厌氧消化的主要因素有哪些？
6、厌氧消化工艺都有哪些类型，各自特点是什么？
7、要要获得一个比较完善的厌氧发酵反应过程，厌氧装置应该具备哪些条件？
8、用新鲜人粪尿各1000kg，搭配成C/N为25：1的混合沼气发酵原料，需加多少落叶？
9、人粪100kg，含总固体量20%；猪粪100kg，含总固体量20%；稻草98.9kg，含总固体量90%。将其配制成总固体含量为6%的发酵料浆，需加多少水？
10、废物混合最适宜的C/N比计算：树叶的C/N比为50，与来自污水处理厂的活性污泥混合，活性污泥的C/N比为6.3。分别计算各组分的比例使混合C/N比达到25，并求混合后样品的含水率。假定条件如下：污泥含水率为76树叶含水率为52%；污泥含N率为5.6%，树叶含N率为0.7%。
11、有1000kg猪粪，从中称取10g样品，在105±2℃烘至恒重后的质量为1.95g。(1)求其总固体质量分数和总固体量；(2)如将这些猪粪中的10g样品的总固体在550±2℃灼烧至恒重后的质量为0.39g，求猪粪原料总固体中挥发性固体的质量分数。
表 常用厌氧发酵原料的C/N
原料
碳素占原料重量(%)
氮素占原料重量(%)
C：N
干稻草
42
0.63
67：1
落叶
41
1
41：1
鲜牛粪
7.3
0.29
25：1
鲜猪粪
7.8
0.6
13：1
鲜人粪
25
0.85
3：1
鲜人尿
0.4
0.93
0.43：1

第八章 固体废物的热处理
1、名词解释：热值高位热值(粗热值)、低位热值(净热值)、DRE、热解
2、影响固体废物焚烧处理的主要因素有哪些？这些因素对固体废物焚烧处理有何重要影响？为什么？
3、在垃圾焚烧处理过程中，如何控制二恶英类物质对大气环境的污染？
4、试分析生活垃圾中的硫、氮、氯、废塑料、水分等成分，在垃圾焚烧处理过程中可能发生的物理化学变化，它们对垃圾焚烧效果及烟气治理有何影响？
5、试述典型的城市生活垃圾焚烧系统的工艺单元组成和功能。
6、与一般燃料相比，固体废物的焚烧技术有什么特点？
7、如何防治固体废物焚烧过程中产生的酸性气体？
8、如何治理固体废物焚烧过程中产生的粉尘？
9、应如何考虑固体废物焚烧过程中产生的飞灰的处置？
10、若某废物的粗热值为16000kJ/kg，每公斤废物燃烧时产生0.2kg水，试计算此废物的净热值，是否适宜用焚烧工艺进行处理？
11、下表为我国某市居民生活垃圾组分，试计算该市垃圾的热值，并判断用焚烧进行处理是否可行？
组分
重量百分率
热值(kJ/kg)
厨房废渣、果皮
29.53
4650
木屑杂草
2.0
6510
纸张
1.35
16750
皮革、塑料、橡胶
1.39
32560
煤灰
63.08

-
陶瓷砖、石
2.65
-
合计
100

12、试计算在800℃的焚烧炉中焚烧氯苯，当DRE分别为99%、99.9%、99.99%的停留时间。(氯苯的A和E分别为1.34×1017，E=76600)
13、假设在一温度为225℃的管式焚烧炉中分解某物，进入焚烧炉的流速为12.1L/s，在225℃的速度常数为38.3s-1,欲使其分解率达到99.995%，炉的内径为8.0cm，求炉长为多少？
14、拟在废物焚烧炉中焚烧氯苯，采用过量空气100%，请核算一下其操作温度是否会超出炉子的允许温度1150℃。
15、若甲苯燃烧反应的活化能和频率因子分子为E=236.17KJ/mol和A=2.28×1013s-1,焚烧温度为1000℃，试计算需要焚烧多长时间才能使甲苯焚烧破坏率达99.99%以上？
16、焚烧与热解的区别是什么？
17、固体废物的热解工艺是如何分类的？

第九章 固体废物的最终处置
1、名词解释：最终处置、土地卫生填埋、安全填埋
2、填埋场选址总的原则是什么？
3、现代填埋场的建造及运行包括哪些具体步骤？
4、简述垃圾填埋场的类型与基本构造
5、给出生活垃圾卫生填埋场的典型工艺流程
6、简述填埋场水平防渗系统的类型及其特点。
7、简述填埋场终场密封系统的结构组成及部层的作用。
8、简述渗滤液的来源及其水质特征
9、控制渗滤液产生的工程性措施有哪些？其作用如何？
10、试述固体废物管理“三化”原则对城市生活垃圾处置技术发展的影响。
11、论述垃圾填埋污染环境的主要控制措施。
12、试述垃圾填埋气的控制措施。

综合思考题
试比较焚烧、堆肥和填埋三种垃圾处理方法，并根据以下城市垃圾组成情况，提出你认为适合的处理方法，综合所学知识设计一套完整的处理与处置工艺。
表：某城市生活垃圾组分
组分
重量百分率
典型热值(kJ/kg)
厨房废渣、果皮
29.53
4650
木屑杂草
2.00
6510
纸张
1.35
16750
皮革、塑料、橡胶
1.39
32560
煤灰
63.08

陶瓷砖石
2.65

《固体废物处理与处置》考试资料整理
一、填空题
1、固体废物的分类：按来源通常分为：城市生活固体废物、工业固体废物和农业废弃物。（P2）
按危害程度可分为：一般废物、有害废物和危险废物。（P5）
2、生活垃圾的收集、运输分为搬运与贮存（运贮）、清除与收集（清运）、转运三个阶段。（P14）
3、预处理技术主要包括对固体废物进行压实、输送、破碎、分选以及固化等操作。（P27）
4、破碎方法可分为干式破碎、湿式破碎、半湿式破碎3种。破碎指标有颗粒度、破碎比等。（P36）
5、目前固体废物热转化的处理技术主要有两种形式：一是焚烧处理，直接将固体废物作为燃料，直接回收热量，综合利用；二是热解处理，将固体废物转化为燃料和化工原料进行间接利用。（P85）
6、目前在垃圾焚烧中应用最广的生活垃圾焚烧炉，主要有流化床焚烧炉、机械炉排焚烧炉、旋转窑焚烧炉3种类型。（P96）
7、在地下水保护系统中衬里系统的结构主要有3种：天然粘土衬里、人工合成有机衬里、由天然粘土和人工合成有机材料构成的复合双衬里。（P128）
8、根据固化剂及固化过程的不同，目前常用的固化技术主要包括水泥固化、沥青固化、塑料固化、熔融固化、石灰固化。（P176）
三、问答题
1、固体废物对环境有什么危害 （P7）
（一）污染大气
固体废物对大气的污染表现为三个方面：1.废物的细粒被风吹起，增加了大气中的粉尘含量，加重了大气的尘污染；2.生产过程中由于除尘效率低，使大量粉尘直接从排气筒排放到大气环境中，污染大气；3.堆放的固体废物中的有害成分由于挥发及化学反应等,产生有毒气体，导致大气的污染。
（二）污染水体
大量固体废物排放到江河湖海会造成淤积，从而阻塞河道、侵蚀农田、危害水利工程。有毒有害固体废物进入水体，会使一定的水域成为生物死区。另外，与水接触，废物中的有毒有害成分必然被浸滤出来，从而使水体发生酸性、碱性、富营养化、矿化、悬浮物增加，甚至毒化等变化，危害生物和人体健康。
（三）污染土壤
固体废物露天堆存，不但占用大量土地，而且其含有的有毒有害成分也会渗入到土壤之中，使土壤碱化、酸化、毒化，破坏土壤中微生物的生存条件，影响动植物生长发育。许多有毒有害成分还会经过动植物进入人的食物链，危害人体健康。一般来说，堆存一万砘废物就要占地一亩，而受污染的土壤面积往往比堆存面积大1～2倍。
（四）影响环境卫生，广泛传染疾病
固体废物若在城市大量堆放而又处理不当，不仅影响市容，而且污染城市的环境。垃圾粪便长期弃往郊外，不作无害化处理，简单地作为堆肥使用，会使土壤碱度提高，土质受到破坏；还会使重金属在土壤中富集。被植物吸收进入食物链，还能传播大量的病源体，引起疾病。城市下水道的污泥中含有几百种病菌和病毒，会给人类造成长期威胁。
2、粉煤灰和煤矸石的综合利用（P142、147）
3、好氧堆肥概念及原理（P60）
好氧堆肥（composting）是在有氧条件下，依靠好氧微生物（主要是好氧细菌）的作用来进行的。在堆肥过程中，有机废物中的可溶性有机物质可透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收，而不溶的有机胶体物质，则先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。
微生物通过自身的生命代谢活动，进行分解代谢（氧化还原过程）和合成代谢（生物合成过程），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、活动所需要的能量，把另一部分有机物转化成新的细胞物质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。包括有机物的氧化、细胞质的合成、细胞质的氧化。
过程图见书本P61。
4、好氧堆肥原料要求（最佳条件）（P63~65）
（一）通风供养：在机械堆肥系统里，要求至少有50%的氧渗入到堆料各部分，以满足微生物氧化分解有机物的需要。
（二）含水率：堆肥的最佳含水率为50 % ~ 60 %。
（三）温度：堆体最佳温度为55 ~ 60 ℃。
（四）有机质含量：堆料最合适的有机含量为20 % ~ 80 %之间。
（五）碳氮比（C/N）：以成品堆肥C/N比值为10 ~ 20作标准来确定和调整原料的C/N比，一般认为城市固体废物堆肥原料最佳C/N比值在26 ~ 35:1。
（六）PH值：一般认为PH值在7.5 ~ 8.5时，可获得最大堆肥速率。
（七）颗粒度：物料颗粒的平均适宜粒度为12 ~ 60 mm。
（八）碳磷比：堆肥料适宜的碳磷比为75 ~ 150。
5焚烧厂的选址有哪些规范？
（一）焚烧厂的选址，应符合城市总体规划、环境卫生专业规划以及国家现行有关标准的规定。集中式危险废物焚烧厂不允许建设在人口密集的居住区、商业区和文化区。
（二）应具备满足工程建设的工程地质条件和水文地质条件。
（三）不受洪水、潮水或内涝的威胁。受条件限制，必须建在受到威胁区时，应有可靠的防洪排涝措施。
焚烧厂规模
重现期（a）
Ⅰ类焚烧厂
50～100
Ⅱ类焚烧厂
30～50
Ⅲ、Ⅳ类焚烧厂
20～30
表1 推荐的防洪标准

（四）不宜选在重点保护的文化遗址、风景区、居民区及其夏季主导风向的上风向。
（五）宜靠近服务区，运距应经济合理。与服务区之间有良好的交通运输条件。若厂址与服务区之间没有良好的道路交通条件，不仅会影响垃圾的输送，还会对城市交通造成影响。
（六）应充分考虑焚烧产生的炉渣及飞灰的处理与处置。
（七）应有可靠的电力供应。对于利用焚烧预热发电的焚烧厂，应考虑易于介入地区电网。
（八）应有可靠的供水水源及污水排放系统。
（九）对于利用预热供热的焚烧厂，宜靠近热力用户。利用垃圾热能供热的生活垃圾焚烧厂，根据现行国家《热电并供系统技术条件》中的规定，一般蒸汽管网的输送距离不超过4km；热水管网的输送距离不超过10km。

四、计算题
1、焚烧公式（参考危险废物燃烧污染控制标准）
（一）热灼减率是指焚烧残渣经灼热减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数。其计算方法如下；
P = ( A—B ) / A × 100 %
式中：P——热灼减率，%
A——干燥后原始焚烧残渣在室温下的质量，g；
B——焚烧残渣经600℃（±25℃）3h灼热后冷却至室温的质量，g。
（二）燃烧效率（CE）指烟道排出气体中二氧化碳浓度与二氧化碳和一氧化碳浓度之和的百分比。用以下公式表示：
CE = CO2 / ( CO2 + CO ) × 100 %
式中：［CO2］和［CO］—－分别为燃烧后排气中CO2和CO的浓度。
（三）焚毁去除率（DRE）指某有机物质经焚烧后所减少的百分比。用以下公式表示：
DRE = ( WI—WO ) / WI × 100 %
式中：WI－—被焚烧物中某有机物质的重量；
WO－—烟道排放气和焚烧残余物中与WI相应的有机物质的重量之和。
（四）焚烧炉的技术指标
1.焚烧炉的技术性能要求见表2。
表2焚烧炉的技术性能指标
─────────────────────────────────────
指标/　　　　　焚烧炉温度　烟气停留时间　 燃烧效率　 焚毁去除率　焚烧残渣
废物类型　　　(℃)　　　　 (s)　　　　 　　(%)　　　　 (%)　　　　热灼减率(%)
─────────────────────────────────────
危险废物　　　≥1100　　　 ≥2.0　　　　 ≥ 99.9　　 ≥ 99.99　　　＜ 5　
多氯联苯　　　≥1200　　　 ≥2.0　　　　 ≥ 99.9　　 ≥ 99.9999　　＜ 5　
医院临床废物　≥850　　　　≥1.0　　　　 ≥ 99.9　　 ≥ 99.99　　　＜ 5　
─────────────────────────────────────
2.焚烧炉出口烟气中的氧气含量应为6 %—10 %（干气）。
3.焚烧炉运行过程中要保证系统处于负压状态，避免有害气体逸出。
4.焚烧炉必须有尾气净化系统、报警系统和应急处理装置。
（五）热值计算（P87）

2、堆肥计算C/N比（P64）

3、填埋（P109）
卫生土地填埋场的面积和城市人口数量、垃圾的产率、废物填埋高度、垃圾与覆盖材料之比以及填埋后的压实密度有关。通常，覆盖层和填埋垃圾之比为1:3~1:4.，填埋后的废物压实密为500~700kg / m3,场地的容量至少可供使用20a。
每年填埋的废物体积可按下式计算：
V = 365 WP / D + C
式中：V——年填埋繁荣垃圾体积，m3；
W——垃圾的产率，kg /（人·d）；
P——城市的人口数，人；
D——填埋后废物的压实密度，kg / m3；
C——覆土体积，m3；
设已知填埋高度是H，则每年所需土地的面积为：
A=V / H
具体例题见P136第5题。

4、分选
筛分效率（见P46）

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