《固体废物处理与处置》宁平著课后习题答案高等教育出版社教辅.docx
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《固体废物处理与处置》宁平著课后习题答案高等教育出版社教辅
第一章
绪
论
一、名词解释：
1、固体废物——固体废物污染环境防治法：
固体废物，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中给出的定义，固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。
2、固体废物处理——通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。
3、固体废物处置——是指将固体废物焚烧或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、减少或者消除其他危害成分的活动；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。
4、城市生活垃圾——在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
5、危险废物——危险废物是被列入国家危险废物名录或者被国家危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的具有危险性的废物。
二、简答题:
1、固体废物的定义？
我国将固体废物分为几类？
（1）根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中给出的定义，固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。
（2）我国制定的《固体废物污染环境防治法》中，将固体废物分为工业固体废物（废渣）与城市垃圾和危险废物三类。
城市生活垃圾：
在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
工业固体废物：
是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物，又称工业废渣或工业垃圾。
危险废物：
危险废物是被列入国家危险废物名录或者被国家危险废物鉴定标准和鉴定方法认
定的具有危险性的废物。
2、固体废物的固有特性有哪些？
（1）兼有废物和资源的双重性
固体废物一般具有某些工业原材料所具有的物理化学特性，较废水、废气易收集、运输、加工处理，可回收利用。
如前所述，固体废物是在错误时间放在错误地点的资源，具有鲜明的时间和空间特征。
（2）富集多种污染成分的终态，污染环境的源头
固体废物往往是许多污染成分的终级状态。
一些有害气体或飘尘，通过治理，
最终富集成为固体废物；废水中的一些有害溶质和悬浮物，通过治理，最终被分
离出来成为污泥或残渣；一些含重金属的可燃固体废物，通过焚烧处理，有害金属浓集于灰烬中。
这些“终态”物质中的有害成分，在长期的自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。
（3）所含有害物呆滞性大、扩散性大
固态的危险废物具有呆滞性和不可稀释性，一般情况下进入水、气和土壤环境的释放速率很慢。
土壤对污染物有吸附作用，导致污染物的迁移速度比土壤水慢的多，大约为土壤水运移速度的1/（1~500）。
（4）危害具有潜在性、长期性和灾难性
由于污染物在土壤中的迁移是一个比较缓慢的过程，其危害可能在数年以至数十年后才能发现，但是当发现造成污染时已造成难以挽救的灾难性成果。
从某种意义上讲，固体废物特别是危害废物对环境造成的危害可能要比水、气造成的危害严重得多。
3、什么是固体废物的“三化”处理？
固体废物的“三化”处理，指无害化、减量化和资源化。
无害化，指通过适当的技术对废物进行处理（如热解、分离、焚烧、生化分解等方法），使其不对环境产生污染，不致对人体健康产生影响。
减量化，指通过实施适当的技术，减少固体废物的产生量和容量。
其中，前者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用，从生产源头控制固体废物的产生；后者则包括分选、压缩、焚烧等方法，对固体废物进行处理和利用，从而达到减少固体废物容量的目的。
资源化，指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。
广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。
固体废物的“三化”处理是固体废物处理的最重要的技术政策，其中无害化是前提，减量化和资源化是发展方向。
4、危险废物具有那些特性？
通常所称的危险废物一般具有以下五种性质中的一种或几种。
（1）易燃性
指该废物能够因产生热和烟而直接造成破坏，或者间接地提供一种能使其他危险废物扩散的媒介，或者能使其他非危险废物等。
（2）腐蚀性
指可能对操作人员造成人体损伤或者对盛装容器造成腐蚀甚至泄漏。
（3）反应性
指该废物可能通过自动聚合而与水或者空气发生强烈反应，或者对热和物理冲击无稳定性，或者易反应释放有毒气体和烟雾，或者易爆炸，或者具有强氧化性等。
（4）毒性
指能够对人体、动植物造成毒性伤害，一般分为浸出毒性、急性毒性、水生
物毒性、植物毒性等。
（5）其他有害毒性
除了上述特性以外的有害特性，包括生物蓄积性、遗传变异性、刺激性等。
5、如何进行固体废物的污染控制？
（1）改进生产工艺
通过采用清洁生产工艺，选取精料，提高产品质量和使用寿命等方式，从源头减少固体废物的产生量。
（2）发展物质循环利用工艺和综合利用技术
通过使某种产品的废物成为另一种产品的原料，或者尽量回收固体废物中的有价值的成分进行综合利用，使尽可能少的废物进入环境，以取得经济、环境和社会的综合收益。
（3）进行无害化的处理和处置三、论述题：
1、如何理解固体废物的二重性？
固体废物污染与水污染、大气污染、噪音污染的区别是什么？
（1）固体废物是在错误时间放在错误地点的资源，具有鲜明的时间和空间特征。
从时间方面讲，它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件，随着科学技术的飞速发展，矿物资源的日渐枯竭，昨天的废物势必又将成为明天的资源。
从空间角度看，废物仅仅相对于某一过程或者某一方面没有使用价值，而并非在一切过程或一切方面都没有使用价值。
某一过程的废物，往往是另一过程的原料。
（2）固体废物问题较之大气污染、水污染、噪音污染的环境问题有其独特之处，简单概括之为“四最”
①
最难得到处理：
固体废物由于含有的成分相当复杂，其物理性状也千变
万化，因此是“三废”中最难处置的一种。
最具综合性的环境问题：
固体废物的污染，不是单一的环境污染，它同时伴随者土壤污染、水污染及大气污染等问题。
最晚得到重视：
固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人民重视的污染问题，也是较少得到人民重视的问题。
最贴近生活的环境问题：
西方环境教育往往是从垃圾教育入手，这是因为固体废物问题，尤其是城市生活垃圾最贴近人们的日常生活，是与人类生活最息息相关的环境问题。
人们每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识地污染我们的生存环境，都会对资源、环境带来不良的影响。
②
③
④
2、我国固体废物管理的目标及污染控制对策是什么？
在整治固体废物方面，我
们还应该做那些努力？
（1）固体废物管理的目标：
20世纪80年代，我国提出了“减量化、资源化、无害化”的固体废物污染
控制原则。
减量化：
通过适宜的手段，减少和减小固体废物的数量和容积。
一方面减少固体废物的产生，另一方面对固体废物进行处理利用。
资源化：
采取工艺措施，从固体废物中回收有用的物质和能源。
无害化：
将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围环境的目的。
技术上问题不大，关键是经济问题。
（2）固体废物的污染控制对策：
①
②
③
从污染源头开始改革或采用清洁生产工艺，少排废物。
发展物质循环利用工艺第一种产品的废物作为第二种产品的原料
强化对危险废物污染的控制实行从产生到最终无害化处置全过程的严格管理，即从摇篮到坟墓（Cradle-to-Grave）的全过程管理模式。
把固体废物纳入资源管理范围制定固体废物资源化方针和鼓励利用固体废物的政策。
垃圾发电优惠
制定固体废物的管理法规
提高全民认识，做好科学研究和教育
④
⑤
⑥
（2）自由发挥
3、固体废物污染危害有哪些？
（1）侵占土地
固体废物产生以后，须占地堆放，堆积量越大，占地越多。
（2）污染土壤
废物堆置，其中的有害组分容易污染土壤。
当污染土壤中的病原微生物于其他有害物质随天然降水径流火神流进入水体后就可能进一步危害人的健康。
（3）污染水体
垃圾在堆放腐败过程中会产生大量的酸性和碱性有机污染物并会将垃圾中的重金属溶解出来，是有机物、重金属和病原微生物三位一体的水体污染源，任意堆放或简易填埋的垃圾，其内部所含水量和淋入堆放垃圾中的雨水产生的渗滤液，流入周围地表水体和渗入土壤，会造成地表水或地下水的严重污染，致使污染环境的事件屡有发生。
废渣直接排入河流、湖泊或海洋，能造成更大的水体污染。
（4）污染大气
一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生物分解，能释放出有害气体，以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸，扩散到远处；固体废物在运输和处理过程中，也能产生有害气体和粉尘。
（5）影响环境卫生
我国工业固体废物的综合利用率很低。
城市垃圾、粪便清运能力不高，很大部分工业废渣、垃圾堆放在城市的一些死角，严重影响城市容貌和环境卫生，对人的健康构成潜在威胁。
第二章固体废物的收集和运输
一、简答题
1、废物的收集类型有哪些？
⑴
⑵
⑶
混合收集：
混合收集是指统一收集未经任何处理的原生废物的方式。
分类收集：
分类收集是根据废物的种类和组成分别进行收集的方式。
定期收集：
定期收集是指按固定的时间周期对特定废物进行收集的方式，适用于危险废物和大型垃圾的收集。
随时收集：
对于产生量无规律的固体废物，如采用非连续生产工艺或季节性
⑷
生产的工厂产生的废物，通常采用随时收集的方式。
2、固体废物收集的原则和一般要求是什么？
固体废物收集总的原则是：
收集方法应尽量有利于固体废物的后续处理，同时兼顾收集方法的可行性。
一般来说，固体废物的收集应该满足以下几种要求：
①危险废物和一般废物分开收集；②工业废物和生活垃圾分开收集；③泥状废物和固态废物分开收集；
④污泥应该进行脱水处理后再收集；⑤根据处理处置方法的相关要求，采取具体的相应的收集措施；⑥需要包装或盛放的废物，应根据运输要求以及废物的特性，选择合适的包装设备和容器，并且附以确切明显的标记。
3、中转站的作用及功能？
中转站如何选址？
在规划和设计中转站时，考虑因素？
（1）中转站的作用及功能：
①集中收集和储存来源分散的各种固体废物；
②对各种废物进行适当的预处理；
③减低运输成本。
（2）选址原则：
①选择靠近服务区的中心或废物产量最多的地方；
②选择靠近干线公路或交通方便的地方；
③选择基建或操作最方便的地方。
（3）考虑因素：
①每天的转运量；
②转运站的结构类型；
③主要设备和附属设施；
④对周围环境的影响。
4、收运系统的优化分为几个阶段？
收运系统的优化分为以下五个阶段：
第一阶段，是居民将垃圾从家庭运到垃圾桶的过程；
第二阶段，垃圾装车的过程，对于有压缩装置的车辆还包括压缩过程；第三阶段，垃圾车按收集路线将垃圾桶内垃圾进行收集；
第四阶段，垃圾由各个垃圾存放点运到垃圾场或中转站的过程；
第五阶段，垃圾由各中转站运送到处理处置设施的过程。
5、生活垃圾收集系统分为哪几类及影响收集成本的因素？
生活垃圾的收集系统一般分为拖曳容器系统和固定容器系统两种。
（1）拖曳容器系统是指将某集装点装满的垃圾连容器一起运往中转站或处理处置场，卸空后再将空容器送回原处（传统法）或下一个集装点（改装点）；拖曳容器收集成本的高低，主要取决于收集时间长短，因此对收集操作过程的不同单元时间进行分析，可以建立设计数据和关系式，求出某区域垃圾收集耗费的人力和物力，从而计算成本。
可以将收集操作过程分为四个基本用时，即装载时间、运输时间、卸车时间和非收集时间（其他用时）。
（2）固定容器收集操作法是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾，容器倒空后固定在原地不动，车装满后运往转运站或处理处置场。
固定容器收集法的一次行程中，装车时间是关键因素。
6、压实的原理及固体废物压缩后的优点？
压实是一种通过机械的方法对固体废物实行减容化，降低运输成本，便于装卸、运输、储存和延长填埋场寿命的预处理技术。
压实的原理是减少空隙率，将空气挤掉。
采用高压压实，在分子间可能产生晶格的破坏使物质变性。
固体废物压缩后的优点：
①压缩捆包后填埋更容易布料更均匀，将来场地沉降也较均匀，捆包填埋也大大减少了飞扬碎屑的危害；
②城市生活垃圾经高压压实处理，由于过程的挤压和升温，可使垃圾中的BOD5、COD降低，大大降低了腐化性；
③用惰性固体废物压缩作为地基，上面只需覆盖很薄土层，所填埋地不需作其他处理或等待多年的沉降，即可利用；
④不再滋生昆虫等，可减少疾病传播与虫害，从而减轻了对环境的污染。
二、论述题：
1、论述收运线路的优化的目的、设计法则和一般步骤
（1）目的：
使空载行程最小，即整个收集过程最有效、最经济。
消除空载行程的研究，国外早在1736年便已开始。
（2）设计法则：
每个作业日每条路线限制在一个地区，尽可能紧凑，没有断续或重复的线路；平衡工作量，使每个作业、每条路线的收集和运输时间都合理地大致相等；收集路线的出发点从车库开始，要考虑交通繁忙和单行街道的因素；在交通拥挤时间，避免在繁忙的街道上收集垃圾；环绕街区尽可能采用顺时针方向。
（3）一般步骤：
准备适当比例的地域地形图，表明垃圾清运区界边界、道口、车库和通往各个垃圾集装点的位置，容器数、收集次数等；资料分析，将资料数据概要为表格；初步收集路线设计；对初步收集路线进行比较，通过反复试算，进一步均衡收集路线，使每周各个工作日收集的垃圾量、行驶路程、收集时间等
大致相等，最后将确定的收集路线画在收集区域图上。
对于移动容器收集法，要求每天行驶的距离应大致相同；对于固定容器收集法，要求每天收集的垃圾量基本相同（各垃圾收集点收集频率不同），若每个点每天都需要收集，则考虑每个车收集的区域。
计算收集时间时用前述公式。
2、如何进行城市垃圾收集路线的设计？
进行城市生活垃圾收集路线的设计，首先应该确定垃圾收集的操作方法、收集车辆的类型、收集的劳动量以及收集的次数和时间。
目前，尚没有确定的规则适用于所有情况的收集路线的设计，一般常采用反复试算的方法。
路线设计的主要问题在于如何使整个行驶距离最小，或者说空载行程最小。
目前比较先进的设计方法是利用系统工程采取模拟的方法，求出最佳收集路线。
以拖曳容系系统为例简单介绍路线设计的步骤如下。
（1）
在商业区、工业区或者住宅区的大型地图上标出每个垃圾桶的放置点、
垃圾桶的数量以及收集频率，根据面积大小和放置点的数目将地区划分为长方形的小面积。
根据上述的平面图，将每周收集频率相同的收集点的数目进行分析，将每天需要出空的垃圾桶数目列成表格。
从调度站或者垃圾车停车场开始设计每天的收集线路，主要考虑因素有：
（2）
（3）
①
②
③
收集地点和收集频率应与现存的法规制度一致；
收集人员的多少应与车辆的类型和其他现实条件相协调；
线路的开始与结束应该力求临近主要道路，尽可能利用地形和自然疆界作为线路的疆界；
在陡峭地区，线路开始应在道路倾斜的顶端，下坡收集便于车辆滑行；交通拥挤地区和垃圾量最大的地区的垃圾应该安排在一天的开始进行收集；
线路上最后收集的垃圾桶应该离垃圾场最近；
收集频率相同而垃圾量较小的收集点应该在同一天或者同一路程中收集。
④
⑤
⑥
⑦
（4）在初步路程设计好以后，应对垃圾桶之间的平均距离进行计算，使每条线
路所走的距离基本相等或接近。
如果相差太大应该重新进行设计。
三、计算题：
1、从一新建工业园区收集垃圾，根据经验从车库到第一个容器放置点的时间（t1）以及从最后一个容器到车库的时间（t2）分别为20min和25min。
假设容器放置点之间的平均驾驶时间为10min，装卸垃圾容器所需的平均时间为30min，工业园区到垃圾处置场的单程距离为35km（垃圾收集车最高行驶速度为88km/h），试计算每天能清运的次数和每天的实际工作时间（每天工作时间8h，非工作因子为0.15，处置场停留时间为0.15h，a为0.012h，b为0.022h/km）。
=pc+uc+dbc
解：
①装载时间Phcs
pc+uc=0.5（h）,
②每趟需要时间
=0.17（h）,
=0.5+0.17=0.67h
dbc
Phcs
=（Phcs+s+a+bx）=0.67+0.15+0.012+0.022⨯（35⨯2）=2.37（h）
Thcs
③每天能够清运的次数
Nd=[H（1-w）-（t1+t2）]/Thcs
=[8（1-0.15）-（0.33+0.42）]/2.37=2.55（次/d）
取整后，每天能够清运的次数为2次/d
④每天实际工作时间
2=[H（1-w）-0.75]/2.37
H=6.46（h）
2、某住宅区生活垃圾量约350m3/周，拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良操作法的拖曳容器系统清运，该垃圾车车库位于住宅区内。
已知该车每次集装容积为8m3/次，容器利用系数为0.7，垃圾车采用8小时工作制。
试求为清运该住宅区垃圾，该垃圾车每周需工作多少小时？
每日最多能清运多少次？
经调查已知：
平均运输时间为0.52h/次，容器装车时间为0.033h/次；容器放回原处时间0.033h/次，卸车时间0.012h/次，非生产时间占全部工时的25%。
=pc+uc+dbc=0.033+0.033+0=0.066（h/次）
解：
装载时间：
Phcs
=（Phcs+s+h）=0.066+0.012+0.52=0.598（h/次）
清运一次所需时间：
Thcs
=[H（1-w）]/Thcs=8⨯0.75/0.598=10.03（次/d）
每天可清运的次数：
Nd
取整后，每天能够清运的次数为10次/d
=Vw/（cf）=350/（8⨯0.7）=62.5（次/周）
每周需要的清运次数：
Nw
取整后，每周能够清运的次数为62次/周
=NwThcs
=62⨯0.598=37.08（h/周）
每周需要的工作时间为：
Dw
3、某地拟建一高级住宅区，该区有1000套别墅。
假设每天往处置场运送垃
圾2趟，试选择垃圾车并计算每周需要的工作时间。
其中：
垃圾产生量为0.025m3/（户.d）；每个收集点设置垃圾箱2个；收集频率为1次/周；垃圾车压缩系数为2.5；每天工作时间8h；每个收集点装载时间为1.43min；每车配备工人2名；住宅区距垃圾处置场距离为18km；速度常数a和b分别为0.08h和0.0156h/km；处置场停留时间s＝0.083h；非工作因子为0.15；
t1和t2分别为0.3h和0.4h。
解：
由（2－15）可得
H=[（t1+t2）+Nd（Pscs+s+a+bx）]/（1-w）
则每趟的装载时间为
=[（1-w）H-（t1+t2）]/Nd-（s+a+bx）
=[（1-0.15）⨯8-（0.3+0.4）]/2-（0.083+0.08+0.0156⨯18⨯2）=2.325（h）
根据（2－16）计算每一行程清运的收集点数量Np=60Pscsn/tp=60⨯2.325⨯2/1.43=195（个）根据（2－18）计算需要的收集车辆的容积
v=VPNP/r=0.025⨯7⨯195/2.5=13.65（m）
3
每周需要收集的次数
Nw=1000/195=5.13（次）
根据（2－16）计算每周需要的工作量为
Tw=2⨯[Nw⨯Pscs+tw（s+a+bx）]/[（1-w）H]
=2⨯[5.13⨯2.325+6⨯（0.083+0.08+0.0156⨯36）]/[（1-0.15）⨯8]
=4.79（d/周）
4、比较拖曳容器系统和固定容器系统
在一个商业区计划建一废物收集站。
试比较废物收集站与商业区的距离不同时拖曳容器系统和固定容器系统的费用。
假设每一系统只使用一名工人，行驶时间t1和t2包括在非工作因子中。
废物量为229m3/周，容器大小为6.1m3，容器容积利用系数为0.67，速度常数a为0.022h，b为0.01375h/km；废物收集点之间的平均距离为0.16km，两种系统在收集点之间的速度常数a0为0.06h，b0为0.042h/km，非工作因子为0.15。
（1）拖曳容器系统：
容器装载时间为0.33h，容器卸载时间为0.033h，处置场停留时间为0.053h，该系统间接费用为400元/周，运行费用为15元/h。
（2）固定容器系统：
废物收集车容积23m3，废物收集车压缩系数为2，废物容器卸载时间为0.05h，处置场停留时间为0.10h，该系统间接费用为750元/周，运行费用为20元/h。
解：
（1）拖曳容器系统
①根据（2－8）计算每周需要运输废物的次数，次/周
Nw=Vw/（cf）=229/（6.1⨯0.67）=56
②根据（2－5）计算每趟平均装载时间，h
Pscs
=pc+uc+dbc=pc+uc+a0+b0
=0.033+0.033+0.06+0.042⨯0.16=0.133
③每周需要工作的时间，d/周
Phcs
Tw=Nw（Phcs+s+a+bx）/[H（1-w）]
=56（0.133+0.053+0.022+0.01375x）/[8⨯（1-0.15）]
=1.71+0.113x
④每周的运行费用，元/周
Q=15⨯8⨯（1.71+0.113x）=205.2+13.6x
（2）固定容器系统
①根据（2－13）计算每趟清运的容器个数，个/次
Ct=vr/（cf）=23⨯2/（6.1⨯0.67）=11.26
②根据（2－12）计算每趟的装载时间，h
=Ct（uc）+（np-1）dbc=Ct（uc）+（np-1）（a0+b0x0）
=11⨯0.05+（11-1）⨯（0.06+0.042⨯0.16）=1.217
③根据（2－14）计算每周需要运输的次数，次/周
Nw=Vw/（vr）=229/（23⨯2）=4.98
取整，每周需要运输5次
④根据（2－16）计算每周需要工作的时间，d/周
Phcs
=[NwPscs
+tw（s+a+bx）]/[H（1-w）]
Tw
=[4.98⨯1.217+5⨯（0.10+0.022+0.01375x）/[8⨯（1-0.15）]
=0.98+0.01x
⑤每周的运行费用，元/周
Q
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