江苏自考28490固体废物处理与处置计算题

六、计算题

1、某住宅区生活垃圾量约280m3/周，拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为8m3/次，容积利用系数为0.67，垃圾车采用8h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？累计工作多长时间（h）？

经调查已知：平均运输时间为0.512h/次，容器的装车时间为0.033h/次，容器放回原处时间为0.033h/次，卸车时间为0.022h/次，非生产时间占全部工作时间的25%。

解：P hcs=t pc+t uc+t dbc=（0.033+0.033+0）h/次=0.066h/次

清运一次所需的时间，T hcs=(P hcs+s+t)/（1-w）

=（0.066+0.022+0.512）/(1-0.25)=0.80h/次

清运车每天可以进行的清运次数，N d=H/T hcs=8/0.8次/d=10次/d

每周所需收集的行程数，N w=V w/V c*f=280/8*0.67次/周=53次/周

每周所需要的工作时间为：D w=N w*T hcs=53*0.8h/周=42.4h/周。

2、污泥的含水率从95%变到90%，其中污泥的含水率为95%时，其密度为1.2g/cm3，求污泥体积的变化？

解：当污泥含水率大于65%时，污泥的体积、含水率之间有下列关系：

V1/V2=(100-P2)/(100-P1)所以V2=V1*(100-95)/(100-90)=0.5V1

污泥的含水率从95%变到90%，污泥体积减少到原来的50%。

3、用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥实验。实验结果：每1000kg堆料在完成堆肥化后仅剩下200kg，测定产品成分为C11H14NO4，试求每1000kg物料的化学计算理论需氧量。

解：①计算出堆肥物料C31H50NO26千摩尔质量为852kg，可算出参加堆肥过程的有机物物质的量=（1000/852）kmol=1.173kmol；

②堆肥产品C11H14NO4的千摩尔质量为224kg，可算出每摩尔物料参加堆肥过程的残余有机物物质的量，即n=200/（1.173*224）kmol=0.76kmol；

③若堆肥过程可表示为：

C a H b N c O d+（nz+2s+r-d）/2O2→nC11H14NO4+sCO2+rH2O+（c-ny）NH3

由已知条件：a=31，b=50，c=1，d=26，w=11，x=14，y=1，z=4，可以算出：r=0.5[50-0.76×14-3×（1-0.76×1）]19.32

堆肥过程所需的氧量为：

m=0.5×（0.76×4+2×22.64+19.32-26）×1.173×32=781.50kg

4、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。假定条件如下：污泥含水率=75%；树叶含水率=50%；污泥含氮率=5.6%；树叶含氮率=0.7%。

解：(1)计算树叶和污泥的百分比：

①对于1kg的树叶：m水=1×0.5=0.5kg m干物质=1-0.5=0.95kg

mN=0.5×0.007=0.0035kg m C=50×0.0035=0.175kg

②对于1kg的污泥：：m水=1×0.75=0.75kg m干物质=1-0.75=0.25kg

mN=0.25×0.056=0.0014kg m C=6.3×0.0014=0.0882kg

（2）计算加入到树叶中的污泥量使混合C/N比达到25

C/N=25=[1kg树叶中的C含量+x(1kg污泥中的C含量)]/[ 1kg树叶中的N含量+x(1kg污泥中的N含量)]

x为所需的污泥的质量

25=[0.175+x(0.0882)]/[0.0035+x(0.014)] x=0.33kg

5、某固体废物含可燃物60%，水分20%、惰性物（即灰分）20%，固体废物的可燃元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%。假设：固体废物的热值为11630kJ/kg；炉栅残渣含碳量5%；空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣的温度为650℃；残渣的比热为0.323kJ/（kg.℃）；水的汽化潜热2420kJ/kg；辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；碳的热值为32564kJ/kg。试计算这种废物燃烧后可利用的热值。

解：以固体废物1kg为计算基准（1）未燃烧的碳含量

①惰性物的质量为：1×0.2=0.2kg 总残渣量为：0.2/（1-0.05）=0.2105kg 未燃烧碳的质量：0.2105-0.2=0.0105kg

②未燃烧碳的热损失 32564×0.0105=341.9kJ

（2）计算水的汽化热

①计算生成水的总质量

总水量=固体废物原含水量+组分中氢和氧结合生成水的量

固体废物原含水量=1×0.2=0.2kg

组分中氢和氧结合生成水的量=1×0.04×9=0.36kg

总水量=0.2+0.36=0.56kg

②水的汽化热为;2420×0.56=1355.2kJ

（3）辐射热损失（机械热损失）为进入焚烧炉总能量的0.5%

即11630×0.005=58.2kJ

（4）残渣带出的显热 0.2105×0.323×（650-65）=39.8kJ

（5）可利用的热值

可利用的热值=固体废物总热值-各种热损失之和

=11630-（341.9+1355.2+58.2+39.8）=9834.9kJ

6、某固体废物含可燃物60%，水分20%、惰性物20%，固体废物的元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%、水分20%、灰分20%。假设①固体废物的热值为11630kJ/kg；

②炉栅残渣含碳量5%；③空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅残渣的温度为650℃；

④残渣的比热为0.323kJ/（kg.℃）；⑤水的汽化潜热2420kJ/kg；⑥辐射损失为总炉膛输入热量的0.6%；⑦碳的热值为32564kJ/kg。试计算这种废物燃烧后可利用的热值。

解：以固体废物1kg为计算基准

（1）未燃烧的碳含量

①惰性物的质量为：1×0.2=0.2kg 总残渣量为：0.2/（1-0.05）=0.2105kg 未燃烧碳的质量：0.2105-0.2=0.0105kg

②未燃烧碳的热损失 32564×0.0105=341.9kJ

（2）计算水的汽化热

①计算生成水的总质量

总水量=固体废物原含水量+组分中氢和氧结合生成水的量

固体废物原含水量=1×0.2=0.2kg

组分中氢和氧结合生成水的量=1×0.04×9=0.36kg

总水量=0.2+0.36=0.56kg

②水的汽化热为;2420×0.56=1355.2kJ

（3）辐射热损失（机械热损失）为进入焚烧炉总能量的0.6%

即11630×0.006=69.78kJ

（4）残渣带出的显热 0.2105×0.323×（650-65）=39.8kJ

（5）可利用的热值

可利用的热值=固体废物总热值-各种热损失之和

=11630-（341.9+1355.2+69.78+39.8）=9823.32kJ

7、一个有100000人口的城市，平均每人每天产生垃圾2.0kg，如果采用卫生土地填埋处置，覆土与垃圾体积之比为1:4，填埋后废物压实密度为600kg/m3，试求1年填埋废物的体积。如果填埋高度为7.5m，一个服务期为20年的填埋场占地面积为多少？总容量为多少？

解：1年填埋废物的体积为：

V1=（365×2.0×100000）/600+(365×2.0×100000)/（600×4）=152083m3 如果不考虑该城市垃圾产生量随时间的变化，则运营20年所需库容

为：V20=20×V1=20×152083≈3.0×106m3

如果填埋高度为7.5m，则填埋场面积为：A20=3.0×106/7.5=4×105