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固废

第一章固体废物概论

名词解释：

1、固体废物固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。

2、城市固体废物城市固体废物主要是指城市生活垃圾，是指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，以及法律法规规定视为生活垃圾的固体废物。

3、危险废物危险废物是指列入国家危险废物名录或是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物。

危险废物的定义：

“危险废物是固体废物,由于不适当的处理、贮存、运输、处置或其他管理方面,它能引起或明显地影响各种疾病和死亡，或对人体健康或环境造成显著的威胁。

”

简答

1、固体废物的分类

答：

固体废物分类的方法有多种，按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态废物、半固态废物、液态和气态废物；按其污染特性可分为危险废物和一般废物等。

在我国，比较普遍采用的是按废物来源分类，据此，把固体废物分为城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物和危险废物四大类。

2、“三化”原则

答、法规明确指出，国家对固体废物污染环境的防治，实行减少固体废物产生、充分合理利用固体废物和无害化处置固体废物的原则。

即减量化、资源化、无害化的“三化”原则。

减量化指通过采取适当的管理措施和技术手段减少固体废物的产生量和排放量。

资源化是指采取适当管理措施和技术手段从固体废物中回收有用的物质和能源（加速物质和能量的循环,创造经济价值的广泛的技术方法）。

无害化是指通过各种技术方法对固体废物进行处理处置，使固体废物既不损害人体健康、对周围环境也吧产生污染。

论述

1、论述固体废物污染危害方式途径

答：

固体废物在一定的条件下会发生化学的、物理的或生物的转化，对周围环境造成一定的影响，如果采取的处理方法不当，有害物即将通过水、气、土壤、食物链等途径危害环境与人体健康。

一般工业、矿业等废物所含的化学成分会形成环境污染，人畜粪便和有机垃圾是各种病原微生物的孽生地和繁殖场，形成病原体型污染。

固体废物对环境造成污染的途经一般有以下几种：

（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。

（6）处置不当：

据粗略统计，目前我国矿物资源利用率仅50～60％，能源利用率仅30％，既浪费了大量的资源、能源，又污染环境。

另外，很多现有技术可以利用的废物未被利用，反而耗费大量的人力、物力去处置，造成很大的浪费。

目前，有40％以上的钢渣、80％以上的粉煤灰和煤矸石消极堆弃。

在目前，钢铁厂每堆存1吨钢渣，约3～5元。

有些电厂贮存1吨粉煤灰，需建库投资4元，运输管理费6元，共10元。

另外，粉煤灰输送到灰库，每吨约需10～30吨水，每吨工业用水约需1度电。

总之，消极堆渣造成资源、人力、物力和财力的浪费都是很惊人的。

（7）有害固体废物泛滥：

长期对有害固体废物未加严格管理与处置，污染事故时有发生，如50年代锦州铁合金厂露天堆放铬渣10多万吨，数年后发现污染面积达70多平方公里，使该区域的1800眼井水不能饮用。

全国已积存200多万吨铬渣，而且城镇几乎都有电镀厂排出大量铬污泥，这些铬渣，污泥遇水都会浸出剧毒性六价铬而污染环境。

全国有色金属冶炼企业一年约有5000吨砷、500吨镉和50吨汞流失到环境中。

60年代，某矿冶炼厂排出的含砷烟尘，长期露天堆放，随雨水渗透、污染了井水，致使308人中毒，6人死亡。

目前，很多工厂企业对固体废弃物的处理和处置尚未采取有力措施，而乡镇企业迅速发展，如果任由有害废弃物长期泛滥，数年或数十年后，我国的土壤和地下水将普遍受到污染。

第二章收/预

1、城市垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常需包括三个阶段，构成一个收运系统。

第一阶段是搬运与贮存（简称运贮），第二阶段是收集与清除（简称清运），第三阶段为转运。

贮存贮存方式大致分为家庭贮存、公共贮存、单位贮存和街道贮存。

垃圾箱数量

布局当已知Nmax（垃圾高峰时所需设置的垃圾容器数量）时即可确定服务地段应设置垃圾贮存容器的数量，然后再适当地配置在各服务地点。

容器最好集中于收集点，收集点的服务半径一般不应超过70m。

在规划建造新住宅区时，未设垃圾通道的多层公寓一般每四幢应设置一个容器收集点，并建造垃圾容器间，以利于安置垃圾容器。

要求垃圾桶应该用耐腐的和不易燃材料制造，钢制的重而价昂，塑料轻而经济，但不耐热，使用寿命短。

为了减少垃圾桶脏污和清洗工作，已广泛提倡使用塑料袋和纸袋。

清运清运操作方法分移动式和固定式两种。

方式清运操作方法分移动式、固定式、移动改良三种。

转运

必要性转运的必要性只要城市垃圾收集的地点距处理地点不远，用垃圾收集车直接运送垃圾是最常用而较经济的方法。

但随着城市的发展，已越来越难在市区垃圾收集点附近找到合适的地方来设立垃圾处理工厂或垃圾处置场。

而且从环境保护与环境卫生角度看，垃圾处理点不宜离居民区太近，因此城市垃圾要远运将是必然的趋势。

因此，设立中转站进行垃圾的转运就显得必要，其突出的优点是可以更有效地利用人力和物力，使垃圾收集车更好地发挥其效益。

选址中转站选址要求应注意：

①尽可能位于垃圾收集中心或垃圾产量多的地方；②靠近公路干线及交通方便的地方；③居民和环境危害最少的地方；④进行建设和作业最经济的地方。

此外中转站选址应考虑便于废物回收利用及能源生产的可能性。

危险

容器贮罐其外形与大小尺寸可根据需要设计加工，要求坚固结实，并应便于检查渗漏或溢出等事故的发生。

此式装置适宜于贮存可通过管线、皮带等输送方式送进或输出的散装液态危险废物。

V=200L带塞钢圆桶或钢圆罐可供盛装废油和废溶剂；V=200L带卡箍盖钢圆桶可供盛装固态或半固态有机物；V=30L、45L或200L塑料桶或聚乙烯罐可供盛装无机盐液；

运输要求1、危险废物的运输车辆须经过主管单位检查，并持有有关单位签发的许可证，负责运输的司机应通过培训，持有证明文件。

2、承载危险废物的车辆须有明显的标志或适当的危险符号，以引起关注。

3、载有危险废物的车辆在公路上行驶时，需持有通行证，其上应注明废物来源、性质和运往地点。

此外在必要时须有单位人员负责押运工作。

4、组织危险废物的运输单位，在事先需作出周密的运输计划和行驶路线，其中包括有效的废物泄漏情况下的应急措施。

第三章堆肥化

名词解释

1、堆肥化堆肥化依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐植质生化转化的微生物学过程叫做堆肥化。

2、堆肥堆肥化的产物称作堆肥。

第四章

阶段：

升温阶段；高温阶段；降温阶段。

3.作用:

a使土质松软，多孔隙易耕作，增加保水性、透气性及渗水性，改善土壤的物理性能；

b肥料成分中氮、钾、铵等都以阳离子形态存在。

由于腐植质带阴电荷，吸附阳离子，有助于粘土保住阳离子，即保住养分提高保肥能力。

腐植质阳离子交换容量是普通粘土的几倍到几十倍；

c腐植质有螯合作用和缓冲作用。

对于作物有害的铜、铝、镉等重金属可与腐植质发生螯合反应而降低其危害程度，有利于植物生长。

当土壤中腐植质多时，即使肥料施得过多或过少，也不易受到损害；即使气象条件恶化也可减轻其影响；即使其他条件稍微恶化，也能减少冲击和缓和影响。

d堆肥是缓效性肥料。

腐植化的有机物具有调节植物生长的作用，也有助于根系发育和伸长；将富有微生物的堆肥施于土中可增加土壤中微生物数量。

微生物分泌的各种有效成分能直接或间接地被植物根吸收而起到有益作用，故堆肥是昼夜均有效的肥料。

e堆肥是CO2的供给源。

如与外界空气隔绝的密封罩内CO2气浓度低，当大量施用堆肥后，罩内较高的温度可促使堆肥分解放出CO2。

总之，腐植质能改善土壤物理的，化学的，生物的性质，使土壤环境保持适于农作物生长的良好状态。

腐植质又有增进化肥肥效的作用。

4.原料

城市生活垃圾，由纸浆厂、食品厂等排水处理设施排出的污泥及下水污泥，粪尿消化污泥、家畜粪尿、树皮、锯末、糠壳、秸杆等等。

在我国堆肥主要原料是生活垃圾与粪便的混合物。

也有的是城市垃圾与生活污水污泥的混合物。

城市生活垃圾是最主要的原料，但其中可堆肥物数量，碳氮比，水分等等常常不能满足要求，需要进行适当的预处理。

配入粪便或某些污泥可以有效地调整碳氮比和水分，并能得到氮、磷、钾含量较高的有机肥。

此外不少农业废物也是堆肥的重要原料。

5.影响因素

a通风：

空气受到堆肥化物料的加热，不饱和的热空气可以带走水蒸气，从而干化物料;从堆肥发酵仓系统向外散热，这对堆温度的调节，尤其在进入降温阶段温度的控制是必要的。

b含水率：

微生物需要从周围环境中不断吸收水分以维持其生长代谢活动，微生物体内水及流动状态水是进行生化反应的介质，微生物只能摄取溶解性养料，水分是否适量直影响堆肥发酵速度和腐熟程度，所以含水率是好氧堆肥化的关键因素之一。

c温度：

对于堆肥化系统而言，温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。

对于靠酶促进行的堆肥生物化学反应系统，温度对过程的宏观影响比较复杂，且主要由于不同种类微生物的生长对温度具有不同的要求。

d.有机物的含量e.颗粒度f.C/N比、C/P比g.pH

6.堆肥腐熟度的判定标准及分析

（1）用化学参数

（a）VS

（b）化学需氧量（COD）

（c）淀粉和纤维素

（d）C/N比：

（2）用工艺参数作为堆肥腐熟度判定标准

（a）温度

（b）水分物料平衡

（c）耗氧速率

7.堆肥腐熟度检验测定方法

（1）氮试验法：

完全腐熟的堆肥含有硝酸氮和少量氨氮，未腐熟的堆肥则只含氨氮而不含硝酸氮。

根据这一特性，可利用特定的显色反应来测试堆肥样品中是否含有氨氮和亚硝酸氮（可由硝酸氮还原产生），从而判定堆肥是否腐熟及腐熟度程度。

（2）耗氧速率法：

高温好氧堆肥是通过好氧微生物在有氧的条件下分解有机物，从而使堆肥物质逐渐稳定腐熟的生物化学过程，耗氧速率曲线表明其变化由低至高再下降，然后趋于稳定，与微生物的活动过程相一致。

二.厌氧堆肥

1.定义:

厌氧堆肥是在无氧条件下有机物料的分解，厌氧分解最后的产物是甲烷、二氧化碳和许多低分子量的中间产物，如有机酸等。

2.阶段理论

（a）两阶段理论

（b）三阶段理论

（c）四阶段理论

三.好氧堆肥

1.定义:

好氧堆肥是在有氧条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解。

微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体的过程。

2.基本工艺:

A.前处理

B.主发酵

C.后发酵

D.后处理

E.脱臭

F.储存

3.工艺分类

厌氧堆肥化→好氧堆肥化；

露天堆积（敞开式）→封闭式；

无发酵装置→有发酵装置；

人工土法→机械化；

慢速→半快速→快速；

静态发酵→动态发酵；

其中还有各种过渡形式。

国外无发酵装置堆肥化工艺，可分为搅拌式和固定式固体床两种

当前，国内外运用最广的堆肥化方式是快速高温二次发酵堆肥化工艺。

第四章焚烧

名词解释

1、焚烧是指高温焚烧炉内（800-1000℃），固体废物中的可燃成分与空气中的氧发生剧烈的热化化学反应，被转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣，并放出热量的过程。

2、

简答

1、焚烧的目的。

答:

焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物，使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽量减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。

对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质，以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。

2、焚烧的处理方式。

答：

a、固体废物焚烧处理方式

b、废液焚烧处理方式

c、废气焚烧处理方式废气的焚烧处理有直接燃烧和催化燃烧两种处理方式。

焚烧

3、焚烧处理的技术指标。

答：

减量比、热灼减率、燃烧效率及焚毁去除率、烟气排放浓度限制指标。

4、燃烧形态及废物燃烧的方式。

答：

（形态）a、气态燃料燃烧b、液态燃料燃烧c、固体燃料（废物）燃烧

（方式）废物在焚烧炉内的燃烧方式，

①按照燃烧气体的流动方向分：

反向流——适合难燃性、闪火点高的废物燃烧

同向流——适用于易燃性、闪火点低的废物燃烧

旋涡流——燃烧气体由炉周围方向切线加入，造成炉内燃烧气流的旋涡性，

可使炉内气温扰动性增大，不易发生短流，废气流经路径和停留

时间厂，而且气流中间温度非常高，周围温度并不高，燃烧较为

完全。

②按照助燃空气加入阶段数分：

单段燃烧——必须送入大量空气，较长停留时间才能将固体废物完全燃烧。

多段燃烧——在多段燃烧中，首先在一次燃烧过程中提供未充足的空气量，

使废物进行蒸发和热解燃烧，产生大量的CO、碳氢化合物气体

和微细的碳颗粒；然后在第二次、第三次燃烧过程中，再供给

充足空气使其逐次氧化成稳定的气体。

③按照助燃空气供应量分：

过氧燃烧——第一燃烧室供给充足的空气量

缺氧燃烧——第一燃烧室供给的空气量约是理论空气量的70%~80%，处于缺

氧状态，使废物在此室内裂解成较小分子的碳氢化合物气体、CO

与少量微细的碳颗粒，到第二燃烧室再供给充足空气使其氧化成

稳定的气体。

由于经过阶段性的空气供给，可使燃烧反映较为稳

定，相对产生的污染物较少，且在第一燃烧室供给的空气量少，

所带出的粒状物质也相对较少。

（常用）

热解燃烧——第一燃烧室与热解炉相似，利用部分燃烧使炉体升温，向燃烧

室加入少量的空气（约为理论空气量的20%~30%），加速废物

裂解反应的进行，产生部分可回收利用的裂解油，裂解后的烟气

中仅有微量的粉尘与大量的CO和碳氢化合物气体，加入充足的

空气使其迅速燃烧放热。

（目前技术尚未十分成熟，适合处理高

热值废物）

5、焚烧设备。

答：

6、污染物的产生（二噁英）及影响因素。

答：

在人类进入工业文明之前，二恶英主要来源于火山爆发和森林大火等自然灾害，它的浓度极低，对人和动物构不成威胁。

随着工业文明的发展，二恶英的来源日益广泛，主要是造纸厂、金属冶炼厂、化工厂（主要是氯碱厂）、农药厂、汽车尾气排放以及废物焚烧厂等。

随着城市固体废物的日益增加和世界能源的日益紧张，城市固体废物焚烧是一种越来越重要的废物能量转换（waste-to-energy）途径。

然而，城市固体废物焚烧是二恶英排放的主要污染源之一。

影响二恶英类物质形成因素有很多：

①燃烧温度：

是影响PCDD/F形成的主要因素；飞灰中PCDD/F的氯化反应很有可能是在较低的温度下进行的。

DD（二苯类物质）在含有HCl的气体中50℃时就可以发生氯化反应，而其最佳反应温度为150℃。

不同条件下合成二恶英的最佳温度范围也有差别：

对于木炭/飞灰而言为300℃，对于飞灰中的残碳为300～330℃对于飞灰中的活性炭为350～370℃。

在470℃时，可以观察到飞灰中残碳合成二恶英的第二个高峰。

②形成二恶英的母体物质：

来源于低温下垃圾的不完全燃烧。

燃烧过程中，具有苯环结构的碳氢化合物（称之为“母体”）作为中间产物被形成。

如果燃烧环境中有氯存在的话，这些母体物质就会与氯发生反应生成二恶英。

其它复杂的有机分子结构和氯反应也会生成二恶英。

研究中发现，苯环、氯原子和氧原子的存在并不是燃烧过程形成二恶英的必要条件。

因此，在烟气和飞灰中所存在的大量的不同类型的化合物是可以形成二恶英的母体。

③碳源和氯源：

碳原子和氯原子在焚烧炉的后燃烧区参与PCDD/F的形成。

无论是气态化合物还是固态化合物，在二恶英形成过程中似乎都能够提供所需的氯原子。

④表面材料：

大量的表面材料与PCDD/F的形成有关。

⑤反应时间：

实验发现，在飞灰或上述表面物质上，由碳原子合成二恶英通常需要2～4h。

⑥金属离子催化剂：

研究者们认为，某些金属离子是PCDD/F形成反应的催化剂。

其研究主要集中在以下３个方面：

①碳原子原始合成PCDD/F；②具有苯环结构的化合物的环浓缩反应；③氯化及脱氯反应。

7、气体组成的影响：

对于从碳原子开始形成PCDD/F来说，氧是必不可少的。

据研究，飞灰上PCDD/PCDF形成的最佳氧气体积分数为7.5%。

8、水分的影响：

由于焚烧炉烟气中含有较高浓度的水分，许多研究人员通过实验对烟气中有水与无水两种情况下生成PCDD/F进行比较。

在有水存在时，由飞灰中的碳生成的PCDD/F（即PCDD与PCDF总量）增加。

7、燃烧过程控制参数（4）。

答：

焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间（一般称为3T）及过剩空气率合称为焚烧四大控制参数。

焚烧温度：

废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化、分解，直至破坏所须达到的温度。

它比废物的着火温度高得多。

搅拌混合程度：

要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须要使废物与助燃空气充分接触、燃烧气体与助燃空气充分混合。

为增大固体与助燃空气的接触和混合程度，扰动方式是关键所在。

气体停留时间（一般称为3T）：

废物中有害组分在焚烧炉内，处于焚烧条件下，该组分发生氧化、燃烧，使有害物质变成无害物质所需的时间称之为焚烧停留时间。

停留时间的长短直接影响焚烧的完善程度，停留时间也是决定炉体容积尺寸的重要依据。

过剩空气率：

过剩空气率过低会使燃烧不完全，甚至冒黑烟，有害物质焚烧不彻底；但过高时则会使燃烧温度降低，影响燃烧效率，造成燃烧系统的排气量和热损失增加和热损失增加。

因此控制适当的过剩空气量是很必要的。

、影响焚烧的因素有哪些？

（1）焚烧温度（Temperature）

废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏所须达到

的温度。

（2）停留时间（Time）

废物中有害组分在焚烧炉内于焚烧条件下发生氧化、燃烧．使有害物质变成

无害物质所需的时间称之为焚烧停留时间。

（3）混合强度（Turbulance）

要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须要使废物与助燃空气充分接触、

燃烧气体与助燃空气充分混合。

（4）过剩空气（ExcessAir）

在实际的燃烧系统中，氧气与可燃物质无法完全达到理想程度的混合及反

应。

为使燃烧完全，仅供给理论空气量很难使其完全燃烧，需要加上比理论空气

量更多的助燃空气量，以使废物与空气能完全混合燃烧。

废物焚烧所需空气量是由废物燃烧所需的理论空气量和为了供氧充分而加

入的过剩空气量两部分所组成的。

空气量供应是否足够，将直接影响焚烧的完善

程度。

过剩空气率过低会使燃烧不完全，甚至冒黑烟，有害物质焚烧不彻底；但

过高时则会使燃烧温度降低，影响燃烧效率，造成燃烧系统的排气量和热损失增

加。

过剩空气量应控制在理论空气量的1.7-2.5倍。

8、焚烧系统。

（8）

答：

一座大型垃圾焚烧厂通常包括哪几个系统？

⑴垃圾贮存及进料系统

⑵焚烧系统

⑶废热回收系统

⑷发电系统

⑸饲水处理系统

⑹废气处理系统

⑺废水处理系统

⑻灰渣收集及处理系统

9、焚烧炉设计。

答：

焚烧炉设计的一般原则废物焚烧炉设计的基本原则，是使废物在炉膛内按规定的焚烧温度和足够的停留时间，达到完全燃烧。

这就要求选择适宜的炉床，合理设计炉膛的形状和尺寸，增加废物与氧气接触的机会，使废物在焚烧过程中，水气易于蒸发、加速燃烧，及控制空气及燃烧气体的流速及流向、使气体得以均匀混合。

10、焚烧炉分类。

答：

通常根据所处理废物对环境和人体健康的危害大小，以及所要求的处理程度，将焚烧炉分为城市垃圾焚烧炉、一般工业废物焚烧炉和危险废物焚烧炉三种类型。

更能反应焚烧炉结构特点的分类方法，是按照处理废物的形态，将其分为液体废物焚烧炉、气体废物焚烧炉和固体废物焚烧炉三种类型。

11、焚烧室是什么？

及其构造和功能。

答：

焚烧炉的燃烧室及机械炉排，是机械炉排焚烧炉的心脏，燃烧室几何形状（即气流模式）与炉排的构造及性能，决定了焚烧炉的性能及垃圾焚烧处理效果。

为保证垃圾焚烧效率，燃烧室应具备的条件和功能为：

a、有适当的炉排面积，炉排面积过小时，火层厚度会增加，阻碍通风，引起不完全燃烧。

b、燃烧室的形状及气流模式，必须适合垃圾的种类及燃烧方式。

c、提供适当的燃烧温度，为垃圾提供足够的在炉体内进行干燥、燃烧及后燃烧的空间，使垃圾及可燃气体有充分的停留时间而完全燃烧。

d、有适当的设计，便于垃圾与空气充分接触，使燃烧后的废气能混合搅拌均匀。

e、结构及材料应耐高温，耐腐蚀（如采用水墙或空冷砖墙），能防止空气或废气的泄漏。

f、具备有燃烧机，置于炉排上方左右侧壁及炉排尾端上方，供开机或加温时使用。

12、炉排及炉床的功能和类型。