第二章 固体废物的特性

（2）灰分（ash）
• 对垃圾进行分类，将
各组分破碎至2mm以
下，取一定量在 105±5 ℃下干燥2h， 冷却后称量（P0）， 再将干燥后的样品放 入电炉内，在800 ℃
Ii(%)
P1 P0
100
下灼烧2h，冷却后再
在105 ±5℃下干燥2h， 冷却后称量P1。
➢ 测定灰分可预估可能产生的熔渣量及排气中颗粒 物含量，并可依灰分的形态类别选择废物适用的 焚烧炉，若含有过多的金属则不宜焚烧。
南 南京 64.77 18.33 9.61 1.93 1.49 1.89 1.98 16.9 26.28 68.2 1.61 0.64 1.09 0.43 0.61 4.38
方 上海 80.3 7.54 3.47
2 1.86 1.74 3.09 12.16 31.96 60.7
2 2.7 1.35 1.06 0.23 7.34
（2）易燃性：闪点低于定值的废物由于摩擦、 吸湿、点燃或者由于自发的化学变化会产 生发热或着火，或点燃后的燃烧会持续进 行。
测定闪点（闪点测定仪），石油产品，国标
美国规定，闪火点等于或低于60℃为易燃性 的有害废物。
（3） 腐蚀性试验方法
腐蚀性：指采用指定的标准方法，或根据规 定程序批准的等效方法测定其溶液、固体 或半固体浸出液的pH值小于或等于2.0， 大于或等于12.5，则该废物具有腐蚀性。
对小白鼠或大白鼠（健康）灌胃：0.4ml/20g（体 重），大鼠1.0ml/100g（体重），记录48h内动 物死亡数。 灌胃液制备：100g样品置于500mL具磨口玻璃 塞的三角瓶中，加入100mL(pH5.8-6.3)的水中 （固液比1：1），振荡3分钟于室温下浸泡24小 时，用中速定量滤纸过滤，滤液即为灌胃所用
重庆 69.91 19.91
2.9 1.19 2.12 1.95 2.01 10.18 16.8 79.54 0.77 0.94 0.68 0.84 0.42 3.66
燃料 类型
燃 气
燃 煤
（2）粒径（particle size）
对于固废的前处理，如筛选或磁分离，废 物粒径大小往往是个重要参数。
通常粒径的表达方式以粒径分布（particle size distribution，PSD）表示，因废物组 成复杂且大小不等，很难以单一大小表示， 且几何形状也不一样，只能通过筛网的网 “目”（mesh）代表其大小。
“目”指颗粒大小和孔的直径，一般用在1in2 （1in=25.4mm）筛网面积内有多少个孔 来表示。
目前国际上比较多用等效体积颗粒的计算 直径来表示粒径。以μm或mm表示
。
目数 粒度um 目数 粒度um 目数 粒度um
5
3900
140
104
10
2000
170
89
16
1190
200
74
20
840
230
10 8 6.5 5.5 5 4.5 3.4 2.7 2.5 1.25
下表为我国通常使用的筛网目数与 粒径（μm）对照表。
目数 微米 目数 微米 目数 微米 目数 微米 2.5 7925 12 1397 60 245 325 47 3 5880 14 1165 65 220 425 33 4 4599 16 991 80 198 500 25 5 3962 20 833 100 165 625 20 6 3327 24 701 110 150 800 15 7 2794 27 589 180 83 1250 10 8 2362 32 495 200 74 2500 5 9 1981 35 417 250 61 3250 2 10 1651 40 350 270 53 12500 1
➢ 若废物含Na，K，Mg，P，S，Fe，Al，Ca，Si 等，因焚烧过程中的高温氧化环境极易发生化学 反应，而产生复杂的熔渣。
➢ 如Na2CO3/NaSO4/NaCl，任两种或三种在某些 比例下结合，会形成熔点较低的混合物。使其在 焚烧时在炉排上熔融，从而阻碍排灰。
（3）固定碳
• 是除去水分、挥发性物质及灰分后的 可燃烧物。
混合产生毒性气体、蒸汽或烟雾等
（5）感染性
• 指带有微生物或寄生虫，能致人体或动物 疾病的废物。
• 具有感染性的典型危险废物为医疗废物， 指在医疗卫生机构在医疗、预防、保健以 及其它相关活动中产生的具有直接或者间 接感染性、毒性以及其它危害性的废物。
（6）浸出毒性
指固体废物遇水浸沥，其中有害的物质迁移转化， 污染环境，浸出的有害物质的毒性称为浸出毒性。
• 废物的元素成分有多方面的作用，如判断 其化学性质，确定废物的处理工艺，焚烧 后二次污染物的预测，或有害成分的判断体废物本身所具有的生物性质极其对环 境的影响
• 固体废物的可生物处理性能
2.3危险废物特性及鉴别试验方法
（1） 急性毒性：指一次性投给试验动物的毒性物 质，其半致死量小于规定值的毒性。
a A + b B c C + d D
H c H c d H d a H a b H b
• 利用元素组成进行计算，wilson式估算热值 （kcal/kg) H L 8 1 C 3 4 2 .5 ( H O 8 ) 2 2 .5 S 5 .8 5 ( 9 H W )
（6）灼烧损失量（ignition loss)
浸出液制备：100g（干基）样品置于2L具广口聚 乙烯瓶中，加入1L(pH5.8-6.3)的水中，水平往 复振荡器上振荡8小时于室温下浸泡16小时，用 0.45微米滤膜过滤，滤液即为浸出液。
分析指标：汞、镉、砷、铬、铜、锌、镍、锑、铍、 氟化物、氰化物、硫化物、硝基苯类化合物。
• 除了以上特性，危险废物得其它特性还可 能包括：生物累积性 （bioaccumulation），致突变性、致癌 性或畸胎性（mutagenicity carcinogenicity or teratogenicity, MCT），放射性
• 表示废物燃烧时放出的热量，用以考虑计算焚烧 炉的能量平衡及估算辅助燃料所需量。
• 高位热值：单位质量垃圾完全燃烧后燃烧产物中 的水分冷凝为0℃的液态水所放出的热量。
• 低位热值：单位质量垃圾完全燃烧后燃烧产物中 的水分为20℃的水蒸汽所放出的热量。
• QL=QH-600W
• 测量法，利用热值测定仪进行测量。 • 用氧弹量热计测定的热值为高位热值。 • 理论估算法，利用热焓估算。
生物特性
2.2.1固体废物的物理特性
（1）物理组成（physical composition) 城市固体废物的物理组成很复杂，其受到 多种因素的影响。故各国、各城市甚至各 地区产生的城市垃圾组成都有所不同。
影响因素
• 人口影响 • 经济发展水平 • 居民生活水平 • 燃料结构和地理位置 • 消费习惯
哈尔滨 63.92 20.22 11.04 0.66 1.73 2.07 0.36 15.86 30.86 66.02 1.07
0.5 0.24 0.49 0.72 3.15
南宁 46.01 45.76 2.77 1.06 1.22 2.36 0.82 8.23 17.02 78.6 1.61 0.64 1.09 0.43 0.61 4.38
（4）容积密度
• 也称容重，是决定运输或贮存容积的重要 参数。
• 由于废物成分复杂，其求法都是以各组分 的平均值来计算。
2.2.2固体废物的化学特性
• （1）挥发分（volatiles）：指物体在标准 温度实验时，呈气体或蒸汽而散失的量。 实验法，是将定量样品（已除去水分）置 于已知质量的白金坩埚内，于无氧燃烧室 内加热（600 ±20 ℃）所散失的量。
吉林 62.04 27.26
10.7 4.8 93.7
2.1
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 22.26 37.97 69.52 60.79 0.35 0.17 0.09 0.24 0.21 9.12 1.06
2.4固体废物的采样方法
城市固体废物的产生、特征及 采样方法
主要内容
• 固体废物产生量的常用预测方法 • 常用的固体废物物理及化学特性，各种性
质的测试及计算方法，危险废物特性及鉴 别试验方法 • 固体废物的采样方法
1.固体废物产生量及预测
• 对固体废物产生量的计算在固体废物管理 种是十分重要的，它是保证收集、运输、 处理、处置以及综合利用等后续管理能够 得以正常实施和运行的依据。
城市生活垃圾产生量及其预测
• 估算城市生活垃圾产生量的通用公式为：
Y n y n P n 1 0 3 3 6 5
式中：Yn为第n年城市生活垃圾产生量，t/a yn为第n年城市生活垃圾的产率或产出系数,kg/(人·d) Pn为第n年城市人口数，人
• 城市垃圾产率，受收入水平、能源结构、 消费习惯等影响
（4）闪火点与燃点
• 缓慢加热废物至某一温度，如出现火苗， 即闪火而燃烧，但瞬间熄灭，此温度就称 为闪火点（flash point）
• 但如果温度接着升高，其所发生的挥发组 分足以继续维持燃烧，而火焰不再熄灭， 此时的最低温度称为着火点（ignition point）或燃点。
（5）热值（heating value）
地区 城市 有机组分 无机组分
纸类 金属 废 塑料 品 玻璃 布类 小计 有机组分 无机组分 纸类 金属 废 塑料 品 玻璃 布类 小计
太原 83.22 4.12 6.97 1.13
1.6 1.37 1.59 12.66 10.86 86.38 1.57 0.3 0.17 0.21 0.51 2.76
• 通常作为检测废物焚烧后灰渣的品质。 • 测定方法是将灰渣样品置于800±25℃高温下加热
3h，称其前后质量，并根据下式计算：
灼 烧 损 失 量 （ ％ ） ＝ 加 热 前 质 加 量 热 － 前 加 质 热 量 后 质 量 × 1 0 0 ％
一般设计优良的焚烧炉的灰渣灼烧损失量约在5％以 下。
（7）元素成分
• 城市人口数变化要同时考虑机械增长率 （如移民、城市化等）和自然增长率的影 响。本章讨论的人口增长率除特殊说明则 都指自然增长率。
2.固体废物的特性
物理：物理组成、粒径、含水率、容积 密度
化学：挥发分、灰分、固定碳、闪火点 与 燃点、热值、灼烧损失量、元素成分、毒 性浸出性质
感官性能：指废物的颜色、臭味、新鲜 或 腐败的程度等，往往可以直接判断
固 定 碳 （ ％ ） ＝ 1 0 0 － （ 含 水 率 ＋ 灰 分 ＋ 挥 发 性 物 质 ）
• 例：某废物经标准采样混配后，置于烘炉 内量得有关的质量（不含坩埚）如下：① 原始样品质量25.00g②105 ℃ 加热后质量 23.78g③以上样品加热至600 ℃ 后质量 15.34g④接着加热到800 ℃后质量4.38g。 试求此废物的水分、灰分、挥发分与固定 碳各为多少？
玻璃电极法
（4）反应性 指在常温、常压下不稳定，极易发生激烈的化学 反应，遇火或水反应猛烈，在受到摩擦、撞击或 加热后可能发生爆炸或产生有毒气体的性质。
撞击感度测定：立式落锤仪，爆炸百分数为感度 摩擦感度测定：摆式摩擦仪，一定条件下的发火率为摩擦感
度——观察是否发生爆炸、燃烧、分解； 差热分析测定：差热分析仪 爆发点测定：爆发点测定仪 火焰感度测定：黑火药柱能否通过灼热的镍铬丝点燃样品 遇水反应性：和水剧烈反应；和水形成爆炸性混合物；和水
（3）含水率（moisture）
• 定义：废物在105℃±1℃温度下烘干2h（依 水分含量而定）后所失去的水分量，烘干至 衡重或最后两次称量的误差小于规定值。
含 水 率 （ ％ ） ＝ 最 初 质 量 最 － 初 烘 质 干 量 后 质 量 1 0 0 ％
垃圾含水率与食品垃圾的含量有关。
当垃圾主要为可燃物时，烘干温度以 70～75为宜，烘烤时间24h；
61
25
710
270
53
30
590
325
44
35
500
400
38
40
420
460
30
45
350
540
26
50
297
650
21
60
250
800
19
80
178
900
15
100
150
1100
13
120
124
1300
11
1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000 5000 6000 7000