大学固废课程PPT

第一章绪论
1、名词解释
固体废物：指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。

危险废物：指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特征的废物。

危险特征是指具有易燃性、腐蚀性、反应性、传染性和放射性的物理、化学、生物特性。

固体废物的资源化：就从广义来讲，表示资源的再循环，指的是从原料制成成品，经过市场直到最后消费变成废物又引入新的生产—消费的循环系统。

具有可观的环境效益、经济效益和社会效益。

固化处理:采用固化基材将有害废物固定或包裹起来以降低其对环境的危害，因而较能安全的运输和处置的一种处理过程。

2、简述固体废弃物的主要危害？固体废物的分类
侵占土地, 污染土壤, 污染水体, 污染大气, 影响环境卫生，对人体健康的危害
按来源分（通常）：工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物
3、简述我国固体废物处理原则（管理目标）。

—“资源化”、“无害化”、“减量化”。

资源化：基本任务：是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物
质和能源。

是固体废物的主要归宿。

★资源化系统：就从广义来讲，表示资源的再循环，指的是从原料制成成品，经过市场直到最后消费变成废物又引入新的生产—消费的循环系统。

•具有可观的环境效益、经济效益和社会效益。

★遵循的原则：“资源化”技术可行；经济效益比较好，有较强的生命力；废物尽可能在产生地就近利用，以节省废物的贮放、运输等过程的投资；“资源化”产品应符合国家相应的质量标准。

无害化：基本任务：将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境。

减量化：基本任务：通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。

从两方面入手，一是对固体废物进行处理利用；二是减少固体废物的产生。

4、固体废物的处理方法一般有哪些？
目前采用主要包括物理处理（压实、破碎、分选等预处理和固化处理）、热化学处理、生物处理等。

5、固体废物最终处置方法有哪些？应用中，应注意哪些问题？含义及其特点
1、海洋处置（Ocean Disposal）
(1) 海洋倾倒：直接将固体废物投入海洋的一种处置方法。

(2)远洋焚烧：利用焚烧船将固体废物进行船上焚烧处置。

2、陆地处置（Land Disposal）
处置的基本要求：废物的体积应尽量小，废物本身无较大的危害性，处置场地适宜，设施结构合理，封场后要定期对场地进行维护及监测。

6、城市生活垃圾主要包括哪些方面？如何进行城市生活垃圾产生量的预测？
物理成分：有机类（动、植物等）、无机类（砖瓦、炉灰、渣土等）和废品（纸类、塑料、橡胶、玻璃和五金等）三组。

城市垃圾：Q m = R m×P m×365
式中：Q m—某城市第m年垃圾总产量（kg/a）
R m—该城市第m年垃圾产率。

即每人每天平均垃圾的产量( kg/人·d)
P m—该城市第m年人口总数。

第三章固体废物收集运输系统和系统分析
1、名词解释
拖运容器系统(HCS)：从收集点将装满垃圾的容器，用车拖运到处置场（或转运加工场）倒空后再送回原收集点，车子再开到第二个垃圾桶放置点，如此重复直至一天工作日结束。

固定容器系统(SCS)：垃圾桶放在固定的收集点，垃圾车从调度站出来将垃圾桶中垃圾出空，垃圾桶放回原处，车子开到第二个收集点重复操作，直至垃圾车装满或工作日结束，将车子开到处置场出
空垃圾车，垃圾车开回调度站。

2、P81 第二题
3、P81 第四题
第四章预处理技术
1、名词解释
(1) 压实：是利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容积密度和减小体积，以便装卸、运输、贮存和填埋的预处理技术。

(2) 破碎：利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。

(3) 筛分效率：指筛下的产品自重与固废中所含小于筛孔尺寸颗粒的自重之比。

(4) 破碎比：指在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值。

表示破碎过程中废物粒度减小的倍数。

一般在3～30之间。

(5) 分选：是根据物质地粒度、密度、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面湿润性地差异，采用相应手段将其分离地过程
(6) 跳汰分选：在垂直变速介质流中按密度分选固废的一种方法。

(7) 摇床分选：是在一个倾斜的床面上，借助于床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固体废物按密度差异在床
面上呈扇形分布而进行分选的一种方法。

(8) 磁选：是利用固废中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选。

(9) 电场分选：是在高压电场中利用入选物料之间电性差异进行分选的方法。

(10) 浮选：将固废与水调制的料浆中，加入浮选剂，并通过空气形成无数细小气泡，使欲选的物质粘附在气泡上，浮于料浆表面为
泡沫层，然后刮出回收，不浮的颗粒仍留在料浆内。

依据各种物料表
面性质差异，在浮选剂作用下，借助于气泡的浮力，从物料悬浮液中
分选物料的过程。

关键：使浮选的物料吸附在气泡上。

2、怎样计算筛分设备的筛分效率？影响筛分效率的因素有哪些？
J = Q1/Q ×100％
式中：J —筛分效率，％；Q1 —筛下的产品自重，kg；
Q —固体废物原料中所含小于筛孔尺寸颗粒的自重，
kg。

影响因素
（1）固体物料的性质
颗粒粒度易筛粒（粒度小于筛孔尺寸的3/4）
难筛粒（粒度大于筛孔尺寸的3/4）
颗粒形状（多面、球形易过，片状、条形难通过）
含水率和含泥量（废物中含泥量高时，稍有水分会引起
细粒结团）
（2）筛分设备的性能筛孔
同尺寸比，方孔比圆孔效率高。

运动方式（固定筛、转筒筛、摇动筛、振动筛）
筛面（宽度主要影响筛子的处理能力，长度影响筛分的效率）
筛面倾角（过小，无作用；过大，效率低，一般150～250为宜）（3）筛子操作条件
注意连续均匀给料，最好顺着物料沿筛面的运动方向。

3、为什么要对固体废物进行破碎处理？（破碎的定义与目的）
1、破碎：利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。

2、目的：
（1）使固体废物的容积减小，便于运输和贮存；
（2）为分选提供入选粒度，有效地回收有用成分；
（3）增加比表面积，提高焚烧、热分解的稳定性和热效率
（4）为下一步加工做准备（制水泥等）；
（5）破碎后填埋时，密实度高而均匀，加快覆土还原；
（6）防止粗大、锋利地固体废物损坏设备。

4、试比较各种重力分选设备的工作原理和适用场合。

根据固废中不同物质的密度差异，在运动介质中受到重力，介质动力
和机械力作用，使颗粒群产生松散分层和迁移、分离，从而得到不同密度产品的分选过程。

分重介质分选、风力分选、跳汰分选、摇床分选等
共同工艺条件：
（1）固废中颗粒须存在密度差异；
（2）在运动介质中进行；
（3）颗粒群松散按密度分层；
（4）分好层的物料在运动介质流的推动下相互迁移而分离。

5、浮选中常用哪些浮选药剂？它们在浮选过程中的作用是什么？
（1）捕收剂
凡能选择性作用于固废表面，使颗粒表面疏水性增强的有机物。

要求：较高选择性；捕收作用强，有活性；来源广，价格低；溶于水、无毒、无臭、不易挥发，稳定。

（2）起泡剂（表面活性剂）
为产生浮选所必须的大量而稳定的气泡，添加起泡剂。

要求：用量少，能形成量多、分布均匀、大小适宜、粘度不大的气泡。

良好的流动性、水溶性、无毒、无腐蚀性、便于使用。

无捕收作用，对料浆的PH值变化和颗粒有较好的适应性。

（3）抑制剂
作用：是削弱非选物质与捕收剂之间的作用，抑制其可浮性，提高分选过程的选择性。

常有石灰、KCl、重铬酸钾、Na2S等。

（4）活化剂
凡能够促进捕收剂与欲选物质作用，提高欲选物质可浮性的药剂。

常有无机盐、酸类、Na2S等。

（5）介质调整剂
主要是调整料浆的性质，使料浆对某些物质颗粒浮选有利，对另一些
物质浮选不利。

常有石灰、NaOH、H2SO4、Na2S等。

第五章固体废物的固化技术
1、名词解释
固化处理：用物理－化学方法将危险废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。

增容比：指固化体浸入水中或其他溶液时，其中有害废物的浸出速度。

可预测固化体在贮存地点可能发生的情况。

浸出率：指所形成得固化体体积与被固化有害废物体积得比值。

2、什么是固化处理技术？怎样评定废物固化处理的效果？
固化体的浸出率和增容比来衡量
3、简述固化处理的主要机理。

机理：尚在研究发展中，其固化过程有：
（1）将有害废物通过化学转变或引入某种稳定的晶格中的过程；
（2）将有害废物用惰性材料加以包容的过程；
（3）兼有上述两种过程。

4、简述固化处理的基本要求。

（1）有害废物经过固化处理后形成的固化体应具有良好的抗渗性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等。

（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。

（3）固化工艺过程简单，便于操作。

（4）固化剂来源丰富，廉价易得。

（5）处理费用低。

5.固化处理主要应用在什么方面？
⏹固化技术已应用于处理多种有毒有害废物，如电镀污泥、砷渣、
汞渣、氰渣、铬渣和镉渣等。

6、废物固化处理方法一般有哪些？各有哪些特点？水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、石灰固化、有机聚合物固化等。

水泥固化是一种比较成熟的有害废物处理方法。

优点：
电镀污泥处理十分有效；
设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用低；
添加剂价廉易得；
对含水率较高的废物可以直接固化；
操作常温即可，沥青涂覆可降低污染物的浸出；
产品的强度、耐热性和耐久性好；
放射性固废安全运输；
适合投海或作为路基使用。

缺点：
①水泥固化体浸出率较高，需作涂覆处理；
②水泥固化体的增容比较高，达1.5～2；
③有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用较高；
④水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；
⑤处理化学泥渣时，生成胶状物，排料困难。

第六章固体废物的生物处理技术
1、名词解释
堆肥化：是在有控制的条件下，使有机废弃物在微生物（主要为细菌）作用下，发生降解，并同时使有机物发生生物稳定作用（向稳定的腐殖质方向转化）的过程。

腐熟度：指成品堆肥的稳定程度。

衡量堆肥反应完成的指标，在农业上是堆肥质量的指标。

一次发酵：好氧堆肥中的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程称为一次发酵或主发酵。

它是指从发酵初期开始，经中温、高温然后达到温度开始下降的整个过程，一般需10-12天。

二次发酵：物料经过一次发酵，还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在，需将其送到后发酵室，堆成1-2m高的堆垛进行二次发酵，使之腐熟。

此时温度持续下降，当温度稳定在35-40℃左右时
即达腐熟，一般需20-30天。

2、简述好氧堆肥化的微生物生化过程。

（1）潜伏阶段（驯化阶段）
这一阶段是微生物开始适应新环境的过程。

（2）产热阶段（中温阶段，升温阶段）
嗜温菌和嗜热菌活动的温度范围
（3）高温阶段
(4) 腐熟阶段（熟化阶段）
3、简述好氧堆肥的影响因素及其控制。

1、C/N比——最重要的因素之一
随着C/N比增加，堆肥时间相对延长
•最适25：1
2、通风量（氧气量）
主要决定于堆肥原料有机物含量、挥发度、可降解系数等。

通风的主要作用在于：
①提供氧气，加速微生物的发酵过程；
②调节堆温；
③干燥堆料。

•过小的通风量不足以提供给微生物充足的氧气，影响堆肥温度的升高；
•过大的通风量则有可能使肥堆的热量散失，影响堆肥无害化程度。

3、有机质的含量
•有机质含量高低影响堆温和通风供氧。

•有机质含量过低，分解产生的热量不足以促进和维持堆肥中嗜热性细菌的增殖，肥堆难于达到高温阶段，影响堆肥的卫生无害化效果。

而且，由于有机质含量低，将影响堆肥产品的肥效和使用价值。

•有机质含量过高，则需要大量供氧，这会给通风供氧造成实际困难，有可能因供氧不足，造成部分厌气条件。

•适宜的有机物含量为20～80%。

4、水分
水分直接影响堆肥发酵速度和腐熟程度。

5、颗粒度
•一般地：适宜大小为12～60mm。

堆肥前物料需要进行筛分和破碎处理。

6、pH
•微生物可在较大的pH范围内繁殖，合适的pH为6.5～8.5。

4、好氧堆肥的程序
1）原料的预处理
包括分选、破碎、以及含水率和碳氮比的调整
（2）原料发酵
可采用一次发酵方式、周期一般在30天左右。

目前普通推广二次发酵方式，周期一般需要20天。

（3）后处理
后处理包括去除杂质和进行必要的破碎处理
第七章固体废物的热处理技术
1. 决定固体废物能否进行焚烧处理因素有哪些？何谓粗热值和净热值？
废物的组成和热值
•粗热值：是指化合物（物料）在一定温度下反应到达最终产物的焓的变化。

•净热值与粗热值的意义相同，只是产物水的状态不同，前者水是液态，后者水是气态，二者之差，就是水的汽化潜热
2. 限制焚烧处理技术的影响因素有哪些？
在实际焚烧操作中控制四方面的因素：
（1）温度(Temperature)；
（2）停留时间(Time)；
（3）湍流程度（搅拌）(Turbulence)；
（4）过量空气率（Excessive air）。

简称三T一E。

这些因素主要由实验及试焚烧决定的。

3. 简述固体废物焚烧处理的过程。

根据可燃物质的性质，燃烧过程可以有蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧等三种形式。

（1）干燥阶段
物料的干燥加热阶段，从物料送入焚烧炉起到物料开始析出挥发分着火这一段，都认为是干燥阶段。

（2）焚烧阶段
焚烧过程的主阶段，即真正的燃烧过程。

（3）燃尽阶段
生成固体残渣的阶段。

三个阶段并非界限分明，尤其是对混合垃圾之类的焚烧过程更是如此。

4. 如何评价有害有机废物焚烧处理的效果？
二噁英（dioxins，简称DXN)：
指一类具有某种类似的化学结构且生物作用方式基本相同的化合物，指含有二个氧键连结二个苯环的有机氯化合物，它的结构式中可以有二至八个氯原子在取代位置上。

主要有害有机物组成的破坏去除率（Destruction and removal efficiency简写为DRE）要达到99.99％以上。

DRE定义：从废物中除去的POHC的质量百分率：
5. 试比较各种焚烧炉的优缺点。

•立式多段炉
•回转窑焚烧炉
•流化床焚烧炉
•多室焚烧炉
•废塑料专用焚烧炉
•典型垃圾焚烧炉
6. 固体废物焚烧过程产生的污染物如何防治？
1.二噁英：影响二噁英生成的因素：碳源；氯源；温度；催化剂；氧；水；反应时间
控制二噁英最有效的方法就是“三T”：
⏹Temperature温度：维持炉内高温在800℃以上，（最好900℃
以上）将二噁英完全分解；
⏹Time时间：保证足够的烟气高温停留时间；
⏹Turbulence湍流：采用优化炉型和二次喷入空气的方法，充分
混合和搅拌烟气使之完全燃烧。

2.恶臭的产生与防治
控制恶臭产生的方法：
⏹常在二次燃烧室中利用辅助燃料将温度提高到1000℃，使恶
臭物直接燃烧；
⏹可利用催化剂在150～400℃下进行催化燃烧。

⏹也可用水或酸、碱溶液吸收恶臭物质；
⏹用活性炭、分子筛等吸附剂来吸附废气中恶臭；
⏹用含有微生物的土粒、干鸡粪等多孔物做吸附剂，让微生物分
解恶臭物质；
⏹将气体冷却，使恶臭物质冷凝成液体而与气体分离。

⏹多数情况下采用两种以上的净化法较为有利
3.煤烟的产生与防治
烟尘的处理可采用除尘设备。

常用的除尘设备有静电除尘器、多管离心式除尘器、滤袋式除尘器等。

固体废物的热解
1、名词解释
热化学处理：通过对固体废物进行高温分解和深度氧化，改变其物理化学、生物特性或组成的处理方法。

热值：固体废物的热值，是指单位质量的固体废物完全燃烧时所释放出的热量，以kJ/kg表示。

3T1E原则：在实际焚烧操作中控制四方面的因素：
（1）温度(Temperature)；
（2）停留时间(Time)；
（3）湍流程度（搅拌）(Turbulence)；
（4）过量空气率（Excessive air）。

简称三T一E。

这些因素主要由实验及试焚烧决定的。

空气比（过剩空气系数）：过剩空气系数α用于表示实际空气与理论空气的比值，α通常>1 。

采用连续机械炉焚烧α＝1.7~2.5 热解：利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下利用热能切断大分子量的有机物(碳氢化合物)，使之转变为含碳数更少的低分子量物质的工艺过程。

最终成为可燃气、油、固定炭等形式的过程。

绝热火焰温度：燃料与空气混合燃烧，所有热量全用于提高系统温度和物料含热，没有热量损失，这时烟气达到的最高温度。

2、简答题
（1）目前我国垃圾采用焚烧技术有哪些困难？
（2）固体废物热解的基本原理。

固体废物热解是一个复杂、连续的化学反应过程，在反应中包含着复杂的有机物断键、异构化等化学反应。

热解中间产物一方面是大分子裂解成小分子，另一方面也有小分子聚合成较大的分子。

（3）热解与焚烧的区别及其各有什么优点？
3、计算题
理论空气量、烟气量及热平衡计算（作业题）
第八章固体废物的处置技术
1、计算一个接纳填埋10万城市居民所排生活垃圾的卫生填埋场的面积和容量。

每人每天产生垃圾1.5kg，覆土与垃圾比1：4，废物填埋密度650kg/m3，最大填埋高度7.5m，填埋场设计运营20年。

f 取0.15。

2、名词解释
固体废物处置:指将固体废物焚烧和用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者消除其危险成分的活动（处理) ，或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回取
的活动（最终处置) 。

卫生填埋:卫生土地填埋处置垃圾应不会对公众健康及环境造成危害
升层:具有同样高度的一系列相互衔接的填筑单元构成一个升层。

（完成的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成）
填筑单元:废物层和土壤覆盖层共同构成一个单元
渗滤液:是指穿经固体废物并从废物中吸收容纳溶解物和悬浮物的液体，其中含有多种污染成分。

深井灌注:是将固体废物液体化，用强制性措施注入地下与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性的岩层中。

对某些工业废物来说是一个对环境影响最小、切实可行的方法。

土地耕作:是基于土壤的离子交换、吸附、微生物生物降解以及渗滤水浸取、降解产物的挥发等综合作用的过程。

浅地层埋藏:是指地表或地表以下的、具有防护覆盖层的、有工程屏障或没有工程屏障的浅埋处置，埋藏深度一般在地面下50m以内。

3、垃圾填埋后封场的目的是什么？
4、简述填埋场选址的原则依据和要求。

原则：①防止污染的原则。

②经济合理性原则。

工程方面：①容量足够大；
②尽可能减少运距，距最近水源至少在150m以上；
③尽可能利用天然地形条件，最大限度减少土方量；
④进出口应与公路相通，宽度适合，有适当的承载力；
⑤填埋场的底层和地下水位之间至少应有2m的距离，渗透率≤10－7cm/s；
环境方面：
①必须在100年泛洪区之外，地表水不与可通航的水道直接相通；
②填埋物底层必须避开专用水源蓄水层和地下水补给区；
③降水量低，蒸发速率高，尽量减少臭气散发；
④减少车辆运输和设备运转噪音；
⑤避开居民区和公园风景区(至少在1000m以上)等。

经济方面：
①容易征得土地，费用适宜；
②考虑挖掘、筑坡、衬里和道路施工及开发费用；
③考虑高投资和低操作费用与低投资和高操作费用。

法律和社会方面：
①符合有关法律及规定；
②必须取得地方主管部门得允许；
③注意公众舆论和社会影响。