固废计算题

1.某住宅区生活垃圾量约240m3/周,拟用一垃圾车负责清运工作,实行普通操作法的移动式清运.已知该车每次集装容积为6m3/次,容器利用系数为0.70,垃圾车采用8小时工作制.试求为及时清运该住宅垃圾,每周需出动清运多少次?累计工作多少小时?经调查已知:容器间行驶时间为0.15h/次.平均运输时间为0.5h/次.容器装车时间为0.05h/次;容器放回原处时间0.06h/次,卸车时间0.04h/次;非生产时间占全部工时20%？

解:Phcs＝tpc+tuc+tdbc＝（0.05+0.06+0.15）h/次＝0.26h/次

清运一次所需时间,按公式: Thcs=(Phcs+S+h)/(1-ω)=[(0.26+0.5+0.04)/(1-0.2)]h/次=1.0h/次

清运车每日可以进行的集运次数,按公式: Nd＝H/Thcs＝(8/1)次/d＝8次/d

根据清运车的集装能力和垃圾量,按公式: Nw＝Vw/(cf)=[240/(6×0.7)]次/周＝58次/周

每周所需要的工作时间为: Dw=NwThcs=(58×1.0)h/周＝58h/周

2.污泥的含水率从98%降低到96%时,求污泥体积的改变？

解:由于

2

2

4

98

100

96

100

100

100

1

2

2

1=

=

-

-

=

-

-

=

p

p

ω

ω

（p1=98,单位%；p2=96,单位%）

故,污泥体积在含水率降低后是降低前体积的1/2。

3.如果废物焚烧反应符合一级动力学规律,即 dC/dt= - kC（式中:C为有害组分浓度,t为反应或停留时间,k为反应速度常数）,当在800℃的焚烧炉中焚烧氯苯时,已知反应速度常数k=33.40（秒-1）,试计算当焚烧停留时间为0.25秒时,氯苯的破坏去除率DRE为多少？

解:对dC/dt＝-kC进行积分得到: Ln（C0/C）＝kt＝33.40×0.25＝8.35

所以: C0/C＝4230.2；C0＝4230.2C

氯苯的破坏去除率: DRE=(C0-C)/C0＝4229.2/4230.2＝0.9998＝99.98％

4.某城市的生活垃圾填埋场面积为50万平方米,当地年平均日降雨量为

5.2mm/d,试用经验公式计算垃圾滤液的平均日产生量。（给定流出系数为0.5）

解:渗滤液产生量的经验计算公式为: Q＝1/1000×C×P×A 式中:

Q为渗滤液平均日产生量,m3/d；P为年平均日降水量,mm/d；A为填埋场面积,m2；C为流出系数。

Q＝1/1000×C×P×A＝1/1000×0.5×5.2×500000＝1300m3/d

5.某填埋场中污染物的COD为10000mg/L,该污染物的迁移速度为0.03cm/s,降解速度常数为0.00064/s。试求当污染物的浓度降低到1000mg/L时,地质层介质的厚度应为多少？污染物通过该介质层所需要的时间为多少？

解:因为:C＝C0×exp（-kt）所以:1000＝10000×exp（-0.00064t）

解得:t＝3598s L＝u×t＝0.03×3598＝107.94

6.假设在一内径为 4.0cm的管式焚烧炉中,于温度225℃分解纯某有机物,进入炉中的流速为15.0L/s,225℃的速率常数为62.6/s。求当该有机物的分解率达到99.95%时,焚烧炉的长度应为多少（假设燃烧为一级反应,且流体为平推流）

答:由反应速率dC/dt＝-kC,进行积分得到:Ln（C0/C）＝kt

所以:t＝Ln（C0/C）/k＝Ln（1/0.0005）/62.6＝0.121s

又流速:u＝V/S=4×0.015/(3.14×0.042)=11.94m/s

所以长度:L＝u×t＝11.94×0.121＝1.44m

8.已知某固体废物的成分为:CC=85.32%；HC=4.56%；OC=4.07%；NC=1.80%；SC=4.25%；AD=7.78%；WA=3.0%。求:该固体废物焚烧过程的发热量,理论空气需要量,燃烧产物生成量,成分,密度,燃烧温度（空气中水分可以忽略不计）。

解:(1)燃烧发热量,根据公式:

()

[]W

S

O

H

C

L

Q6

26

246

81

187

.4-

-

-

+

=

]0.3

6

25

.4

07

.4

26

56

.4

246

32

.

85

81

[

187

.4⨯

-

⨯

⨯）

－

（

－

＋

＝

＝33577.06kJ/kg

(2)理论空气量,根据公式: ()2

1033.333.367.2689.80-⨯-++=O S H C V

()21007.433.325.433.356.467.2632.8589.8-⨯⨯-⨯+⨯+⨯= ()

1381.8-•=kg m (3)烟气量,根据公式:22222,O N O H SO CO p n V V V V V V ++++=

由于不计入空气中的水蒸气,由公式直接计算:0,100791004.22281823212V N W H S C V p n +⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=

81.879.01004.22288.1180.3256.43225.41232.85⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=()

1315.9-•=kg m (4)烟气密度,根据公式计算:

1004.22322818644422222⨯++++=P O N O H SO CO γγγγγρ 由公式计算i ϕ:

%41.17%10015.911004.2212%100,22=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⨯=C V V p n CO CO ϕ；%3251.0%10015.911004.2232%100,22=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⨯=S V V p n SO SO ϕ

%99.5%10015.911004.22182%100,22=⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⨯=W H V V p n O

H O H ϕ；%22.76%10048.91100791004.2228%100,22=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⨯=n p n N N V N V V ϕ ()0%10015.9110021%100,2

2=⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯=O n p n O O V V V V ϕ 故:

1004.2203222.762899.5183251.06441.1744⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=P ρ()

353.1-•=m kg 9.有一酶催化反应,Km=2×10-3mol ·L-1,当底物的初始浓度为1.0×10-5 mol ·L-1时,若反应进行

1min,则有2%的底物转化为产物。试求:(1)当反应进行3min,底物转化为产物的转化率是多少？此时

产物和底物的浓度分别是多少？(2)当CS0=1×10-6 mol ·L-1时,也反应了3min,CS=？CP=？(3)最大

反应速率值是多少？

解:由于底物浓度远小于Km,以t 表示反应时间,反应时间和转化率a 的关系为: min 198.0ln )02.01ln(k )1(ln )1ln(ln

110==-=-=-=-=k k a t k

a k c c t A A

则,t2＝3min 时,

min 3)1ln(22=-=k a t 可知,ln(1-a2)=3ln0.98 a2=5.9% 即底物转化为产物的转化率为5.9％,此时产物的浓度:CP=5.9×10-7 mol ·L-1

底物的浓度:CS=9.41×10-6 mol ·L-1。

当CS0=1×10-6 mol ·L-1时,也反应了3min,

即底物转化为产物的转化率为5.9％,此时产物的浓度:CP=5.9×10-8 mol ·L-1