废物三成分和热值分析

86
88
90
92
94
96
年份
取样点
普通住宅区 高级住宅区
学院区 商业区 大饭店
医院 公园
金属 /% 1.96 8.75 7.18 6.69 4.79 1.25 6.56
玻璃 /% 12.8 18.4 25.2 11.5 25.1 26.1 2.52
塑料 /% 14.6 15.6 12.7 18.5 18.2 14.1 12.4
纸类 /% 15.1 35.1 17.6 38.5 44.4 38.9 12.2
布类 /% 2.86 4.16 4.64 6.24 2.43 3.55 1.63
易腐垃圾
草木 厨余 /% /%
灰土 /%
煤渣
含水率 /%
废品
湿基QH 湿基QL /kJ/kg /kJ/kg
11.2 32.6 8.66 53.9 1.45 16.3 0.22 33.2
测试方法：对垃圾进行分类，将各组分粉碎至2mm以下，取一定量在 105±5℃下干燥2h，冷却后称重（P0）再将烘干试样放入马福炉内，在800 ℃温度下烧灼2h，冷却后再在之后105±5℃下干燥2h，冷却至室温再称量 （P1） 。
3、元元素素组组成成：垃圾中C、H、O、N、S及灰分的百分比含 量。（仪器分析法）
固体废弃物处置与利用实验
实验一 废物三成分和热值分析
一、实验目的
了解固体废物性质分析的目的和意义； 掌握固体废物制样、三成分（水分、挥发分、
灰分）和热值分析的方法。
1.1 物理性质
组分 含水率 容重 粒径
1、含水率：单位质量垃圾含有的水分量（质量分数，%）。
W = (A-B)/A x100%
太原 83.22 4.12 6.97 1.13 1.60 1.37 1.59 12.66 太原 10.86 86.38 1.57 0.30 0.17 0.21 0.51 2.76
吉林 62.04 27.26
10.70 吉林 4.80 93.70
2.10
北方 天津 沈阳 78.98 86.94 5.88 9.34 1.91 0.41 0.27 0.71 0.42 15.14 3.72 天津 沈阳 22.26 37.97 69.52 60.79 0.35 0.17 0.09 0.24 0.21 9.12 1.06
①垃圾本身所具有的生物性质及其对环境的影响； ②垃圾的可生化处理性能，即所谓可生化性。 *垃圾的可生化性是选择生物处理方法和确定处理工艺
的主要依据。可生化性可用挥发性有机物含量（Vs）、 生化需氧量（BOD5）、木质素含量等参数来衡量。
1.4 垃圾性 质分析步骤
不然物
三成分分析
烘干 烧灼
厨余 %
40 58.8 50.9 24.4 14.2 48.6 47.2 51.9 33
无机 成分
% 36.8 2.0 36.3 70.8 79 43.7 21.1 33.9 7.7
废品，%
纸
纤 维
塑 料
金 属
玻 璃
毛 骨
21.7 3.2 12.3 3.0 7.9
12.8 6.9 13.2 0.9 5.4
依据《城市生活垃圾采样和物理分析方法》（CJ/T3039-95）
垃圾样品制备（圆锥四分法）
1/4 1/4
混合
1/8 1/8
混合
1/32 1/32
混合
1/16 1/16
--每个点取10kg以上； --样品总量200kg以上； 要在垃圾贮存量最多时采 样。
--缩分到90-100kg为止。
垃圾的容重及不同压实情况对容重的影响
其主要成分分类分类，无法分类的为混合类。 分类称量计算各组分组成。 Ci=Mi/M×100%
Ci(干)＝
Ci(湿)
×
1 - Ci(水) 1- C水
表1.1 生活垃圾分类
类 有机物
无机物
可回收物
其混
别
他合
动植灰砖纸塑纺玻金竹
物物土瓦类料织璃属木
陶
橡物
瓷
胶
2. 含水率
将各垃圾成分的试样破碎至粒径小于15mm后，置于干燥 箱中，在（105±10）℃条件下烘4～8小时，取下冷却后称 量。
国外垃圾元素组成：C：10%～20%；H：1%～3% ； O：10%～20% ；N：0.5%～1.0% ；S： 0.1%～ 1.2% ；灰分：10%～25% ；水分：40%～60% ；热 值约2930～5020kJ（约700～1200kcal/kg)。
*垃圾低热值大于3350kJ/kg（800kcal/kg）时， 燃烧过程无需加助燃剂。
范围
典型值
90-180
130
180-440
300360-500440600-740
600
600-1070
710
120-270
210
650-1070
770
垃圾的组成（根据地理位置，燃料结构）
燃气区
城市
有机成分，%
无机成分，%
废品 纸类
%
金属
塑料
玻璃
布类
小计
（燃煤区）
有机成分，%
无机成分，%
废品 %
纸类 金属
815℃温度下，垃圾试样中的有机物质均被氧化，金属也成 为氧化物，这样损失的质量也就是垃圾试样中的可燃物质 量，既挥发分的质量。
重复烘1～2小时，再称量，直至质量恒定。
计算含水率：
3. 容重 将采取的垃圾试样不加处理装满有效高度1m、容积100升的
硬质塑料圆桶内，稍加振动但不压实称取并记录重量，重复 2~4次后，结果按下式计算： 垃圾容重(kg/m3)=
4. 灰分和可燃物含量 垃圾灰分是指垃圾试样在815℃下灼烧而产生的灰渣量。在
式中，A 为使垃圾试样原始质量；B为试样烘干后的质量。 测试方法：在105±1℃烘干4-5h，可燃物宜在70-75 ℃烘干24h。 2、容重：垃圾在自然状态下，单位体积的质量（kg/L, kg/m3 or t/m3）。
D = ( W2-W1 ) / V
式中，D 为垃圾容重；W2为装有试样的容器总质量；W1为容器质 量；V为容器容积。 测定方法：小样测定法，多次称量平均法
哈尔滨 63.92 20.22 11.04 0.66 1.73 2.07 0.36 15.86 哈尔滨 30.86 66.02 1.70 0.50 0.24 0.49 0.72 3.15
垃圾的组成（根 据生活水平，产 生源）
质量分数，%
杭州市垃圾组分变化曲线
70 60 50
40
30 20 10
0
84
4、§发热3值.2：单二位质、量化的垃学圾性完质全燃（烧续时所）放出的热量。
高位发热值（QH）：单位质量的垃圾完全燃烧后，燃烧产物中的水分 冷凝为0 ℃的液态水时所放出的热量。
低位发热值（QL）：单位质量的垃圾完全燃烧后，燃烧产物中的水分 冷却为20 ℃的水蒸气时所放出的热量。
QL = QH — 600W （ kJ/kg 或 kcal/kg)
43-65 2.55 1.15 1.33 0.31 2.23 0.14
1746
46-78 1-3
0.51
1
0.6- 0.512
1.2 化学性质 挥发分 灰分 元素组成 发热值
1、挥发分（Vs） ：单位质量垃圾含有的挥发性固体含量（质量分数，%）， 反映垃圾中有机物含量 。
Vs = (W3 - W4)/W3 x100%
3869 7100
2036 5682
13.6 11.7 11.49 26.2 12.5 2.65 0.31 34.6
4934 8136
3462 6598
0.20 4.68 0.30 1.04 13.3 1.71 14.8 5.52 35.4
10.3 39.4 26.0
10337 5436 5996
9120 3923 4698
式中，W为1kg垃圾燃烧时产生的水分，kg。
测定方法：直接试验法—氧弹量热计；经验公式和组分加权计算法
QH = 81C + 300H —26(O – S） QL = 81C + 300H —26(O – S）- 6（W+9H)
式中，C、H、O、S分别为元素质量分数，%；W为垃圾含水率，%。
1.3 生物特性
式中，W3为烘干垃圾试样的质量；W4为烧灼后的残留量； 测试方法：用天平称取一定量的烘干试样，装入坩埚，将坩埚置于马福炉 内，在600 ℃温度下烧灼2h，之后冷却至室温再称量。
2、灰分（A） ：垃圾中既不燃烧也不挥发的物质含量，其值等于烧灼残量， 反映垃圾中无机物的含量。
A = P1/P0 或 A = 1 — Vs
塑料
玻璃
布类
小计
南宁 46.01 45.76 2.77 1.06 1.22 2.36 0.82 8.23 南宁 17.02 78.60 1.61 0.64 1.09 0.43 0.61 4.38
南 南京 64.77 18.33 9.61 1.93 1.49 1.89 1.98 16.90 南京 26.28 68.20 3.18 0.34 0.47 0.72 0.81 5.52
容重 t/m3
厨余
无机 成分
废品，%
%
%
纸
纤 维
塑 料
金 属
玻 璃
毛 骨
宿州 萍乡 宁乡 台州 宜春
20-35 25-40
40 35-45
25
0.4-0.6 0.33-0.5 0.2-0.4 0.2-0.4
0.5
50 35
15
2545
40-60 1-4
1-2
2-3
0.51
1-5
25 60
15
4864
垃圾的组成（大城市）
城市
北京 上海 南昌 长沙 贵阳 合肥 深圳 杭州 珠海
含水率 %
容重 t/m3
35-45 0.2-0.4 40-60 0.2-0.3 40-50 0.2-0.4 18.5-32.6 0.3-0.5 27-34 0.4-0.6 35-45 0.2-0.4 40-60 0.2-0.3 52.93 0.24-0.43 40-55 0.3-0.5
方 上海 80.30 7.54 3.47 2.00 1.86 1.74 3.09 12.16 上海 31.96 60.70 2.00 2.70 1.35 1.06 0.23 7.34
重庆 69.91 19.91 2.90 1.19 2.12 1.95 2.01 10.18 重庆 16.80 79.54 0.75 0.94 0.68 0.84 0.42 3.66
称干重
灰分称重
垃圾样品 测容重
测成分 烘干
分类 可然物 破碎成1-2mm 化学组成分析
C HON S
称湿重
称干重 计算含水率 热值分析 高热值 低热值
二、实验步骤
1．废物的物理组成 取垃圾试样25～50kg，按照下表的分类进行粗分拣。 将粗分拣后的剩余物过10mm筛，筛上物细分拣各成分，筛下物按
未压实 典型
分类垃圾 容重值 （kg/m3)
铝
38
玻璃
295
杂纸
61
报纸
99
塑料
37
硬纸板
30
食物
368
庭院垃圾 71
橡胶
238
炉灰
740
压实的 普通垃圾
压缩的普通垃圾 经运输车压缩的垃圾 填埋时正常压缩的垃圾 填埋时压缩良好的垃圾
加工后压缩成型 粉碎但未压缩的垃圾 粉碎且已压缩的垃圾
容重（kg/m3)
3.5 1.04 4.3 0.87 3.1
4.8
2.7 0.7 2.3 0.21 0.65 0.29
2.6 1.2 1.3 0.31 2.23 0.14
8.5 9.9 9.5 1.3 2.6
4.9 1.3 5.6 0.84 1.53
15 17 20 2.8 4.5
垃圾的组成（中小城市）
城市
含水率 %