内工大环境工程50道复习题 北师大考研题Word文件下载.docx
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收集点要求交通方便,且具有一定的居住密度;
收集容器应有较好的密封隔离效果。
2定时收集-专用容器,普通容器不设置固定的垃圾收集点,直接用垃圾清运车收集垃圾。
收运车以固定的时间与路线行驶于居民区中并收集路旁的垃圾。
9、一辆垃圾收运车,从垃圾收集点至垃圾处置场,往返一次行程时间计算(固定容器法和移动容器法)
在拖曳容器系统中,每收集一桶垃圾所需时间为:
Thcs——拖曳垃圾桶每个双程所需时间,h;
Phcs——每个双程拾取花费的时间,h;
S——在处置场花费的时间,h;
h——每个双程运输花费的时间,h;
w——非生产性时间因子,%。
w数值在0.1~0.25之间变化,一般操作取0.15
固定容器系统一般用压缩机进行自动装卸垃圾,每个旅程所需时间为:
Tscs——每个双程旅程需要的时间,h;
Pscs——每个双程旅程拾取所需时间,h;
S——在处置场的时间,h;
a,b——经验常数;
x——每个双程旅程运输距离,km;
w——非生产性时间因子,%。
10、城市生活垃圾预处理内容和目的。
预处理主要包括:
压实、破碎、分选。
预处理的主要目的:
压实:
减少运输量,减少填埋空间;
破碎:
焚烧的粒度要求,堆肥的反应速度,其他资源化利用要求;
分选:
资源化利用要求。
11、压缩比的概念,压实机主要构成部分。
固体废物经过压实处理后体积减少的程度叫压缩比R:
构造:
容器单元和压实单元二部分
容器单元接受废物,压实单元具有液压或气压操作的压头,利用高压使废物致密化。
为了防止垃圾中有机物腐败,要求在压实器的四周涂敷沥。
另外,还有压缩渗滤液导排和收集设施。
12、破碎的概念,破碎的三个阶段。
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称为破碎。
可分为三个阶段:
破碎、磨碎和超细粉碎。
破碎:
将大块废物破碎成小块的过程。
磨碎:
使小块固体废物颗粒分裂成细粉的过程。
超细粉碎:
是小块物质磨碎成超细粉的过程。
13、破碎的方法:
干式破碎和湿式破碎;
机械能破碎(压碎、劈碎、折断、磨碎和冲击破碎等方法)和非机械能破碎(利用电能、热能等,如低温破碎、热力破碎、减压破碎及超声波破)。
湿式破碎:
在大量水中的破碎
干式破碎(按破碎固体物所用的外力,即消耗能量的形式)
14、破碎比概念,总破碎比与分段破碎比的关系。
在破碎过程中,原废物粒度与破碎后产物粒度的比值称为破碎比。
破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数,即表示废物被破碎的程度。
破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。
总破碎比等于各段破碎比(i1,i2,……,in)的乘积
15、主要破碎设备及其适用的条件。
破碎固体废物常用的破碎机类型有颚式破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、辊式破碎机和球磨机等。
颚式破碎机结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等特点。
在固体废物破碎处理中,主要用于破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物。
例如,煤矸石作为沸腾炉燃料,制砖和水泥原料时的破碎等。
既可用于粗碎,也可用于中、细碎。
锤式破碎机主要用于破碎中等硬度且腐蚀性弱的固体废物。
冲击式破碎机适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等多种固体废物。
辊式破碎机的特点是能耗低、产品过度粉碎程度小,构造简单,工作可靠等。
广泛用于处理脆性物料和含泥粘性物料,作为中、细碎之用。
剪切式破碎机适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。
磨碎在固体废物处理与利用中占有重要地位。
对于矿业废物和工业废物尤其是这样。
16、分选的概念,主要的分选方法。
固体废物的分选就是将固体废物中各种可回收利用废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分采用适当技术分离出来的过程。
手工拣选机械分选
17、重力分选的概念,三种主要的重力分选方法。
18、风力分选机的分类,主要结构。
1、卧式风力分选机(水平气流分选机)该机从侧面水平送风,固体废物经破碎机破碎和滚筒筛筛分使其粒度均匀后,定量给入机内,当废物在机内下落时,被鼓风机鼓入的水平气流吹散,固体废物中各种组分沿着不同运动轨迹分别落入重质组分、中重质组分和轻质组分收集槽中。
当分选城市生活垃圾时,水平气流分选机的最佳风速为20m/s。
2、立式风力分选机(上升气流分选机)经破碎后的城市生活垃圾从中部给入风力分选机,物料在上升气流作用下,垃圾中各组分按密度进行分离,重质组分从底部排出,轻质组分从顶部排出,经旋风分离器进行气固分离。
3、其他风力分选机
19、重介质的概念,常用加重质材料,重介质分选的工作原理。
在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法
硅铁;
含硅13-18%,密度6.8g/cm3。
耐氧化性,硬度大、磁性强,使用后可再生,性能优越。
磁铁矿;
含铁大于60%的铁矿粉配制成密度为2.5g/cm3的重介质,可以回收再生。
20、浮选过程中常用的三类药剂,及其作用。
捕收剂使目的颗粒表面疏水,增加可浮性,使其易于向气泡附着
起泡剂表面活性物质,促进泡沫形成,增加分选界面
调整剂主要用于调整捕收剂的作用及介质条件。
21、磁力分选的概念,磁力滚筒的工作原理。
利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。
主要由磁滚筒和输送皮带组成。
磁滚筒有永磁滚筒和电磁滚筒两种。
22、分选效率指标:
回收率和纯度(品位)的概念;
两级分选后回收率和纯度的计算。
回收率(e):
单位时间内从某一排料口排出的某一组分的质量与进入分选机的这种组分的质量之比。
是数量指标,常经过计算确定。
品位(β):
也即纯度,指某一排料口排出的某一组分的质量与从这一排料口中排出的所有组分之比。
是质量指标,常经过化验确定。
根据物料平衡,有X0=X1+X2;
Y0=Y1+Y2
则第一排料口中X的回收率和品位eX=X1/X0βX=X1/(X1+Y1)
Y的损失率和损失品位eY=Y1/Y0βY=Y1/(X1+Y1)
23、堆肥化,好氧堆肥,厌氧堆肥的概念。
堆肥化定义:
是在控制条件下,使来源于生物的有机废物发生生物稳定作用(Biostablization)的过程。
好氧堆肥(高温堆肥):
在通气条件好,氧气充足的条件下通过好氧微生物的代谢活动降解有机物。
厌氧堆肥:
是在氧气不足的条件下借助厌氧微生物发酵堆肥。
24、好氧堆肥过程中,物料发生的主要反应,及堆肥产品的主要成分。
25、好氧堆肥工艺的主要步骤。
现代堆肥生产,通常由前处理、主发酵(一次发酵、一级发酵或初级发酵)、后发酵(二次发酵、二级发酵或次级发酵)、后处理、脱臭及贮存等工序组成。
26、好氧堆肥主发酵工艺中,根据堆肥体系温度变化,将过程分为三个阶段:
升温段、高温段和降温段,阐述这三个阶段微生物群落的演替情况,及堆肥体系发生的主要变化。
(1)中温阶段(产热或起始阶段)
堆置初期(发酵之前),15~45℃,嗜温性微生物利用堆肥中可溶性有机物进行旺盛繁殖。
温度不断上升,此阶段以中温、需氧型微生物为主。
在目前的堆肥化设备中,此阶段一般在12小时以内,蛋白质、淀粉等有机物被嗜温性微生物利用转化。
在此过程中,热量不断积累
(2)高温阶段
45℃以上,嗜热性微生物为主,复杂的有机物如半纤维素、纤维素等开始被强烈分解。
50℃左右主要是嗜热性真菌、放线菌、细菌;
60℃时,几乎仅为嗜热性放线菌和细菌在活动;
70℃以上大多数嗜热性微生物不适应,大批死亡、休眠。
在各种酶的作用下,有机质仍在继续分解,但温度会由于微生物死亡,酶的作用消退而逐渐降低,温度低于70℃以下时,休眠的嗜热微生物又重新活跃起来并产生新的热量,经过反复几次保持在70℃的高温水平,腐殖质已经基本形成,堆肥物质初步稳定。
病原菌和寄生虫大多数可被杀死。
(3)降温阶段(腐熟阶段)
只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质,此时微生物的活性下降,发热量减少,温度下降。
嗜温性微生物又占优势,借助残余有机物(包括死掉的微生物残体)而生长,腐殖质不断增多且稳定化,堆肥进入腐熟阶段,需氧量和含水量降低。
降温后,需氧量大大减少,含水率也降低。
堆肥物孔隙增大,氧扩散能力增强,此时只须自然通风,最终使堆肥稳定,完成堆肥过程。
成品堆肥呈褐色、暗灰色、温度低具有土壤的霉味,无臭,无明显纤维状物质。
27、好氧堆肥的主要影响因素.
1、通风供氧量2、堆料含水率3、温度4、有机质含量5、颗粒度6、碳氮比7、碳磷比
8、pH值
28、堆肥产品腐熟度的主要判别指标。
表观鉴别法
1.温度;
2.颜色;
3.气味;
4.质地
化学方法
1.碳氮比(C/N);
2.氮化合物(总氮、NH4-N、NO3-N、NO2-N);
3.阳离子交换量(CEC)
4.有机化合物(水溶性或可浸提有机碳、还原糖、脂类等化合物、纤维素、半纤维素、淀粉等)
5.腐殖质(腐殖质指数、腐殖质总量和功能基团)
生物活性法
1.耗氧速率;
2.微生物种群和数量;
3.酶学分析;
植物毒性分析法
1、种子发芽2、植物生物量
卫生学检测
致病微生物指标等
29、列举非反应器型堆肥及反应器型堆肥的方法与设备。
非反应器型堆肥方法与设备翻堆式条堆法、静态条堆法
反应器型堆肥方法与设备1、搅拌式翻堆发酵池2、链板式翻堆发酵池3、多层发酵塔
4、静态筒仓发酵塔5、螺旋搅拌式发酵仓6、达诺式滚筒发酵
30、厌氧消化的概念,厌氧消化的三阶段理论。
厌氧消化(anaerobicdigestion)是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(anaerobicmicrobes)(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷(methane)和二氧化碳(carbondioxide)等物质的过程。
三阶段理论
1979年由布赖恩提出,将厌氧发酵依次分为液化、产酸、产甲烷三个阶段。
起作用的细菌分别称为发酵细菌、产氢产乙酸菌、同型产乙酸菌、产甲烷菌。
第一阶段为水解酸化阶段。
复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。
这个阶段主要产生较高级脂肪酸。
第二阶段为产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下,第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2,在降解奇数碳素有机酸时还形成CO2。
第三阶段为产甲烷阶段。
产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。
此过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷,另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷,前者约占总量的l/3后者约占2/3。
31、影响厌氧发酵的主要因素。
1、厌氧条件2、发酵温度3、pH值4、营养物质5、接种物质6、搅拌7、有毒物质
32、生活垃圾热解的概念,热解和焚烧的区别。
固体废物热解是无氧或缺氧条件下,使固体物料中有机成份在高温下分解,最终转化为可燃气、油、固形碳的热化学过程。
①焚烧需要充分供氧,物料完全燃烧。
热解无需供氧或只需少量的氧,物料不燃烧或部分燃烧。
②焚烧是放热反应;
热解是吸热反应。
③焚烧产生大量的废气,其处理难度大,环保问题严重。
热解产生可燃低分子化合物,可燃气,油等。
④焚烧产生的热量大的可以发电,小的可就近利用。
热解产生的是燃料油和燃料气,便于贮藏和远距离输送。
33、生活垃圾热解过程的主要影响因素
物料特性、热解温度、炉型、堆积特性、加热方式、各组分的停留时间等,而且这些因素都是互相耦合的,形成非线性的关系。
各种影响因素的关联度大小为:
热解温度>
物料特性>
加热速率>
物料的填实度>
物料粒径。
34、生活垃圾热解固定床反应器的结构、物料分层、主要工艺过程过程。
热量由废物燃烧部分燃烧所提供;
逆流式物流方向,停留时间长,保证了废物最大程度地转换成燃料;
因气体流速相应较低,产生气体中夹带的颗粒物质也比较少,减少了对空气污染的潜在影响。
35、垃圾焚烧的概念,焚烧过程的三个阶段。
焚烧法一般是指将垃圾作为固体燃料送入焚烧炉中,在高温条件下(一般为900℃左右,炉心最高温度可达1100℃),垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈化学反应,放出热量,转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣。
第一阶段:
物料的干燥加热阶段
第二阶段:
燃烧阶段——主阶段
第三阶段;
燃尽阶段,即生成固体残渣的阶段。
36、垃圾焚烧可利用热值的计算。
37、影响垃圾焚烧过程的四个因素。
搅拌混合强度气体停留时间燃烧室温度燃烧室负荷
38、列举常见的焚烧炉型。
1、炉排型焚烧
(1)固定炉排焚烧炉
(2)活动炉排焚烧炉
2、炉床焚烧炉:
1固定炉床焚烧炉:
水平组装式固定炉床焚烧炉、立式多层固定炉床焚烧炉、螺旋式固定炉床焚烧炉、高温气化固定炉床焚烧炉2活动炉床焚烧炉
3、流化床焚烧炉
39、列举垃圾焚烧尾气中的主要污染物。
焚烧尾气的控制对象主要是粉尘、酸性气体以及危害性大的重金属和二噁英。
(1)不完全燃烧产物(PIC):
燃烧不良时产生的副产品,包括CO、炭黑、烃、烯、醛、醇、酮、有机酸和聚合物。
(2)粉尘:
指废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物质。
(3)酸性气体:
包括HCl、卤化氢、硫氧化物(SO2及SO3)氮氧化物(NOx)以及五氧化二磷(P2O5)和磷酸。
(4)重金属污染:
包括铅、汞、铬、镉、砷等的元素态、氧化物和氯化物等。
(5)二噁英PCDDs/PCDFs
40、垃圾焚烧尾气中,酸性气体的控制方法。
用于控制焚烧厂尾气中酸性气体的技术有湿式、半干式及干式洗气等三种方法。
41、垃圾焚烧过程中,二噁英的产生途径及其控制方法。
1、控制来源:
通过分类收集或预分拣控制生活垃圾中氯和PCDDs/PCDFs含量高的物质进入垃圾焚烧厂;
2)控制“3T”:
a.控制燃烧温度:
二噁英的最佳生成温度为300℃,但是在400℃以上时,仍然有二噁英生成的可能。
当温度达到800—900℃时,二噁英将无法生成。
因此,维持燃烧温度高于800℃是防止二噁英生成的首要条件;
b.气体停留时间:
在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于2s;
湍流:
优化炉型和助燃空气的喷入方法,使烟气充分搅拌以提高燃烧效率:
因为二噁英的生成与燃烧效率有直接的关系,CO中的碳可能参与二噁英的生成反应。
因此,供氧充足,减少CO的生成,可以间接地减少二噁英的生成;
烟气中比较理想的CO浓度指标是低于60mg/m3。
3)加强烟道气温度控制:
一般新建的大型垃圾焚烧厂都有废热回收系统,烟道气自燃烧室进入该系统后,温度将逐渐降低至250—350℃左右,而此温度范围又恰巧是:
二噁英生成反应(DeNovo合成反应)的最佳区域,因此,必须将焚烧炉出来的烟气在短时间内骤降至150℃以下,以确保有效遏止二噁英的再生成;
4)化学加药:
向烟道中喷入NH3或喷入CaO等吸收HCl,以抑制氯苯或氯苯酚等前驱物质的生成。
5)选用新型袋式除尘器,控制除尘器入口处的烟气温度低于200℃,并在进入袋式除尘器的烟道上设置活性碳等反应剂的喷射装置,进一步吸附二噁英;
6)由于二噁英可以在飞灰上被吸附或生成,所以对飞灰应用专门容器收集后作为有毒有害物质送安全填埋场进行无害化处理,有条件时可以对飞灰进行低温(300~400℃)加热脱氯处理,或熔融固化处理后再送安全填埋场处置,以有效地减少飞灰中二噁英的排放。
42、生活垃圾卫生填埋的概念,卫生填埋的主要功能。
陆地卫生填埋场的分类。
卫生填埋处置是从传统的堆放和土地处置发展起来的一项最终处置技术,是一种按照工程理论和土工标准,对固体废物进行有控管理的综合性科学工程方法。
①
储留功能②隔断(水)功能③处理功能
按有无防渗衬层和渗滤液集排系统可分为:
自然衰减型填埋场、封闭型填埋场、半封闭型填埋场
①好氧填埋场:
在垃圾体内布设通风管网,人工送风;
优点是垃圾稳定快,高温灭菌,蒸发减少或消除渗滤液;
不足时单位造价高,结构复杂,施工难度大;
适用性:
干旱少雨的中小城市;
有机物含量高、含水率低的生活垃圾。
②厌氧填埋场:
无需供氧,垃圾填埋体内基本处于厌氧分解状态。
其优点是投资和运营费低,管理简单,适应性广。
应用较广,如上海老港、杭州天子岭、广州大田山、北京阿苏卫等。
③准好氧填埋场:
与好氧填埋的机理、结构、特点等相似,但供氧是通过自然通风,而非强制鼓风。
43、生活垃圾卫生填埋场选址的基本原则。
①填埋场场址设置应符合当地城市建设总体规划要求:
符合当地城市区域环境总体规划要求;
符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。
②填埋场应具备相应的库容,填埋场使用年限宜10年以上;
特殊情况下,不应低于8年。
③场地地形地貌:
场地的地形、地貌决定了地表水,同时往往决定了地下水的流向和流速。
其地形坡度起伏变化小;
应有利于填埋场施工和其他配套建筑设施的布置;
应将场地施工土石方量减至最小。
④对地表水域的保护:
场址区须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。
⑤对居民区的影响:
场址至少应位于居民区500m以外,运输或作业期间的有害废物或恶臭噪声等不应影响居民区,并应在建场前做好环评。
⑥对场地地质条件的要求:
场址应选在透水性弱的岩层基础上,并具有一定厚度。
应避开强透水的地带(断裂带、褶皱带、岩溶发育带废弃矿区及坍陷区)或河谷区等。
⑦对场地工程地质条件的要求:
场址应选在工程地质有利的岩层之上,且有一定厚度,可起到防污的屏障作用。
岩土的工程力学性质应保证场地基础的稳定性和使沉降量最小,并有利于填埋场边坡稳定性的要求。
场地应位于不利的自然地质现象的影响范围之外。
⑧对场地水文地质的要求:
场地基础应位于地下水最高水位标高1m以上及地下水主要补给区范围之外;
场地应位于地下水强迳流带之外;
⑨对填埋场防渗层和导流层材料的要求:
应尽量就地取材,并应有充足的可采量和较好的质量来保证填埋场的施工要求。
⑩对场地使用面积的要求:
场址应选择具充足的可使用面积的地方,以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要。
44、四种典型填埋场防渗衬层的主要结构、各结构层的材质及功能。
单层衬层系统、复合衬层系统、双层衬层系统和多层衬层系统
(1)单层衬层系统有一个防渗层,其上是渗滤液收集系统和保护层。
必要时其下有地下水收集系统和一个保护层。
单层衬层系统—防渗膜(或粘土)+保护层+排水层
(2)双衬层系统包含两层防渗层,两层之间是排水层,以控制和收集防渗层之间的液体或气体。
同样地,衬层上方为渗滤液收集系统,下方可有地下水收集系统。
透过上部防渗层的渗滤液或者气体受到下部防渗层的阻挡而在中间的排水层中得到控制和收集。
在这一点上它优于单层衬层系统。
双层衬层系统—两层防渗层,其间设排水层,上层防水膜上+保护层+排水层
复合衬层系统的防渗层是复合防渗层。
所谓复合防渗层意指由两种防渗材料相贴而形成的防渗层。
它们紧密地排列,提供综合效力。
比较典型复合结构是:
上层为柔性膜,其下为渗透性低的粘土矿物层。
与单层衬层系统相似,复合防渗层的上方为渗滤液收集系统,下方为地下水收集系统
多层衬层系统是以上的一个综合。
其原理与双层衬层系统类似,在两个防渗层之间设排水层,用于控制和收集从填埋场中渗出的液体。
不同点在于:
上部的防渗层采用的是复合防渗层。
防渗层之上为渗滤液收集系统,下方为地下水收集系统。
多层衬层系统综合了复合衬层系统和双层衬层系统优点,具有抗损坏能力强、坚固性好、防渗效果好等优点。
但多层衬层系统往往造价也高。
45、生活垃圾卫生填埋的主要操作步骤。
46、填埋气的主要产气过程(五个阶段),填埋气的三种迁移,填埋气的两种控制系统
☐第一阶段——初始调整阶段此阶段是在好氧条件下发生
☐第二阶段——过程转移阶段氧气被消耗,厌氧条件开始形成并发展
☐第三阶段——酸性阶段
☐第四阶段——产甲烷阶段
☐第五阶段——稳定化阶段
1.LFG向上迁移2.LFG向下迁移3.LFG的横向迁移
填埋场气体被动控制、主动控制系统
47、生活垃圾卫生填埋场渗滤液的主要成分,渗滤液的来源。
渗滤液产生量的估算,控制渗滤液产生量的主要措施。
垃圾渗滤液是由垃圾分解后产生的内源水与外来水分(包括大气降水、地表水、地下水入侵)所形成的液体,其中含有大量的有机物、无机离子、以及离子-有机化合物。
渗滤液的来源
直接降水地表径流、地下水、废物中的水分、覆盖材料中的水分、有机物分解生成水、
填埋场构造对渗滤液产生量有很大影响
(3)控制渗滤液产生量的工程措施
入场废物含水率的控制随填埋废物带入的水分,相当部分会在废物压实过程中沥滤出来,在渗滤液产生量中占相当大的比例。
为此,城市生活垃圾填埋一般要求含水率<
30%(质量分数)
控制地表水的入渗量由于地表水渗入是渗滤液的主要来源,因此消除或减少地表水的渗入量是填埋场设计的最为重要的方面。
控制地下水入渗量措施
48、煤矸石的概念。
煤矸石的主要危害。
列举煤矸石的资源化利用途径。
煤矸石是指煤矿在建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中排出的含碳岩石及岩石,是煤矿建设、煤炭生产过程中所排放出的固体废弃物的总