固废计算题.docx

1、固废计算题固废计算题LT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:CC0exp（-kt）所以:100010000exp（-0.00064t） 解得:t3598s Lut0.033598107.94 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,

2、进行积分得到:Ln（C0/C）kt所以:tLn（C0/C）/kLn（1/0.0005）/62.60.121s又流速:uV/S=40.015/(3.140.042)=11.94m/s 所以长度:Lut11.940.1211.44m8.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: 33577.06kJ/kg(2)理论空气量,根据公式: (3)烟气量,根

3、据公式:由于不计入空气中的水蒸气,由公式直接计算:(4)烟气密度,根据公式计算:由公式计算:；故:9.有一酶催化反应,Km=210-3molL-1,当底物的初始浓度为1.010-5 molL-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=110-6 molL-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:则,t23min时,可知,ln(1-a2)=3ln0.98 a2=5.9%即底物转

4、化为产物的转化率为5.9,此时产物的浓度:CP=5.910-7 molL-1底物的浓度:CS=9.4110-6 molL-1。当CS0=110-6 molL-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=5.910-8 molL-1底物的浓度:CS=9.4110-7 molL-1由于底物浓度远小于Km,可以按照一级反应计算,则:rS=rP=(rP,max/Km)cS=-(dcS/dt)；ln（cs0/cs）=(rP,max/Km)t； ln0.98=-360(rP,max/Km)；(rP,max/Km)1.1224104； rP,max2.245107（mo

5、l/Ls）；10.用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥化实验。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1000kg物料的化学计算理论需氧量。解:(1)求出反应前后有机物的物质的量:反应前:反应后:(2)确定好氧反应前后有机物的物质的量之比: n=(3)确定a、b、c、d、w、x、y和z,并根据化学方程式（7-1）计算出r和s值:有机废物(C31H50NO26):a=31；b=50；c=26；d=1；残留有机物(C11H14NO4):w=11；x=14；y=16；z=1；r=0.5b-nx-3(d-nx)=2

6、6.67； s=a-nw =28.51(4)求出需氧量:化学方程式中O2的系数=0.5(ny+2s+r-c)=30.66需氧量=30.661.173732=1151.36(kg)11.拟采用堆肥化方法处理脱水污泥滤饼,其固体含量SC为30%,每天处理量为10t(以干物料基计算),采用回流堆肥(其Sr=70%)起干化物料作用,要求混合物Sm为40%。试用两种基准计算回流比率,并求出每天需要处理的物料总量为多少吨？解:(1)以湿重为条件的回流比为:=33.3%每天需要处理的物料总量=10t/Rw=10t/33.3%=30.03t(2)以干重为条件的回流比为:=77.8%每天需要处理的物料总量=10

7、t/Rd=10t/77.8%=12.85t12.使用一台封闭式发酵仓设备,以固体含量为50%的垃圾生产堆肥,待干至90%固体后用调节剂,环境空气温度为20,饱和湿度(水/干空气)为0.015gg-1,相对湿度为75%。试估算使用环境空气进行干化时的空气需氧量。如将空气预热到60(饱和湿度为0.152gg-1)又会如何？解:(1)设垃圾生产堆肥质量为M,以20环境空气干化时空气需要量为m。则:干化掉的水分质量为: M1=(1-50%)M(1-90%)50M90%=？故由:m0.015gg-1=M75%得: m= M75%0.015 gg-1=？(2)将空气预热到60C时,空气需要量为:m= M7

8、5%0.152 gg-1=？13.对人口为10万人的某服务区的生活垃圾进行可燃垃圾和不可燃垃圾分类收集。对收集后的不可燃垃圾进行破碎分选后,其中不可燃垃圾、可燃垃圾、资源垃圾分别站40、30%、30%。焚烧残渣(可燃垃圾的10%)和不可燃垃圾(含分类收集及分选后的)进行填埋。垃圾产生系数为1kg/人。其中可燃垃圾0.7kg/人天,不可燃垃圾0.3kg/人天,填埋场垃圾压实密度900kg/m3。求使用20年的垃圾填埋场的容量。答:(l)每年可燃垃圾总量=1000000.73651000000.30.3365=28835000kg=28835吨/年(2)焚烧残渣28835吨/年102883.5吨/

9、年(3)分选得到的不可燃垃圾1000000.30.43654380吨/年(4)总的填埋垃圾2883.543807263.5吨/年(5)填埋场总的体积(7263.5/0.9)20161411（m3）14.某住宅区生活垃圾量约300m3/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0.12h/次,平均运输时间为0.53h/次,容器装车时间为0.05h/次；容器放回原处时间0.04h/次,卸车时间0.03h/次；

10、非生产时间占全部工时20%。解:(1)一次集装时间(或拾取时间):(2)收集一桶垃圾所需时间:(3)清运车每天集运次数:(4)每周清运次数:(5)每周所需的工作时间(h/周):15.某住宅区共有500户居民,由2个工人负责清运该区垃圾。试按固定式清运方式,计算清运时间及清运车容积,已知条件如下:如一集装点平均服务人数4人；垃圾单位产量1.2kg/(d人)；容器内垃圾的容量120kg/ m3；每个集装点设0.15m3的容器2个；收集频率每周2次；收集车压缩比为2；来回运距24km；每天工作8小时,每次行程2次；卸车时间0.15h/次；运输时间0.35h/次,每个集装点需要的人工集装时间为2分/(

11、点人)；非生产时间占20%。解:(1)集装时间:Pscs=(1-)H/Nd-(S+h)=(1-0.2)8/2-(0.15+0.35)=2.7(h/次)；(2)一次行程进行的集装点数Np:Np=60Pscsn/tp=602.72/2=162(点/次)；(3)每个集装点每周垃圾量(m3)(每个放置点垃圾桶中可收集到的垃圾体积)；Vp=单位产量(kg/人d)人数(人)天数(7天)/容重=(1.247)/120=0.28 (m3)；(4)清运车的容积:V车V=VpNp/r=0.28162/2=22.68(m3/次)；(5)每周行程数: Nw=TpF/Np=5002/162=6.17(次)；(6)每周需

12、清运时间:(Dw)=NwPscs+tw(S+h)/(1-)H=26.172.7+7(0.15+0.35)/(1-0.2)8=6.3 (d/周)(7)每人每周工作日:Dw/n=6.3/2=3.15 (d/周人)（另加的）1计算一个接纳填埋5万城市居民所排居民所排生活垃圾的卫生土地填埋场的面积和容量：每人每天产生垃圾1.5kg，覆土与垃圾之比为1：4，废物填埋密度650kg/m3，填埋高度7.5m，填埋场设计运营20年。2某沼气发酵池拟用400号普通硅酸盐水泥配制成的粉煤灰混凝土浇筑建造。混凝土设计标号为275好，标准差o为5MPa，粗骨料碎石粒径为20mm，细骨料河沙为中砂。试用超量取代法计算1

13、m3粉煤灰混凝土地材料用量。3用新鲜人粪尿各1000kg，搭配成碳氮比为25：1的混合沼气发酵原料，需加多少落叶？32若某废物的粗热值（高热值）为16000kJ/kg，每公斤废物燃烧时产生0.2公斤水，试计算此废物的净热值。4试讨论提高燃烧温度的重要性及与Nox产物的关系。34拟在废物焚烧炉中焚烧C6H5Cl，采用过量空气100，请核算一下其操作温度是否会超过炉子的允许温度1150。5焚烧炉的操作温度为980，试计算苯达到DRE99.99时在炉内停留的时间。五、计算题（共10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

14、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%？（10分）。解： Phcstpc+tuc+tdbc（0.05+0.06+0.15）h/次0.26h/次 （2分）清运一次所需时间，按公式：Thcs（Phcs+S+h）/（1-）(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： NdH/

15、Thcs(8/1)次/d8次/d根据清运车的集装能力和垃圾量，按公式： NwVw/(cf)=240/(60.7)次/周58次/周 每周所需要的工作时间为： Dw=NwThcs=(581.0)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？（5分）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？（5分）。 答： 对dC/dt-kC进行积分得到： Ln

16、（C0/C）kt33.400.258.35 （3分） 所以 C0/C4230.2 C04230.2C （1分） 氯苯的破坏去除率DRE（C0-C）/C04229.2/4230.20.999899.98 （1分）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）（5分） 解：渗滤液产生量的经验计算公式为： Q1/1000CPA 3分 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。本题：Q1/1000CPA1/10000.55.25000001

17、300m3/d 2分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？（5分） 答： 因为 CC0exp（-kt） （3分） 所以 100010000exp（-0.00064t） 解得：t3598s （1分） Lut0.033598107.94 （1分）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.

18、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）（5分） 答：因为反应速率dC/dt-kC，进行积分得到： 1分 Ln（C0/C）kt 1分 所以 tLn（C0/C）/kLn（1/0.0005）/62.60.121s 又流速uV/S=40.015/(3.140.042)=11.94m/s 1分 所以长度Lut11.940.1211.44m 1分7.对人口为5万人的某服务区的垃圾进行可燃垃圾和不可燃垃圾分类收集，可燃垃圾用60t/d的焚烧设施焚烧，不可燃垃圾用20t/d的破碎设施处理。焚烧残渣（可燃垃圾的10%）和破碎不可燃垃圾（不可燃垃圾的40%）进行填埋。用破碎分选法分选

19、出30%的可燃垃圾和30%的资源垃圾。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）。（10分）9.有一酶催化反应，Km=210-3molL-1，当底物的初始浓度为1.010-5 molL-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=110-6 molL-1时，

20、也反应了3min，CS=？CP=？（3）最大反应速率值是多少？（10分）10.用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥化实验。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1000kg物料的化学计算理论需氧量。（10分）11拟采用堆肥化方法处理脱水污泥滤饼，其固体含量SC为30%，每天处理量为10t（以干物料基计算），采用回流堆肥（其Sr=70%）起干化物料作用，要求混合物Sm为40%。试用两种基准计算回流比率，并求出每天需要处理的物料总量为多少吨？（10分）12使用一台封闭式发酵仓设备，以固体含量为50%的垃圾生产

21、堆肥，待干至90%固体后用调节剂，环境空气温度为20C，饱和湿度（水/干空气）为0.015gg-1，相对湿度为75%。试估算使用环境空气进行干化时的空气需氧量。如将空气预热到60C（饱和湿度为0.152gg-1）又会如何？（10分）13.对人口为10万人的某服务区的生活垃圾进行可燃垃圾和不可燃垃圾分类收集。对收集后的不可燃垃圾进行破碎分选后，其中不可燃垃圾、可燃垃圾、资源垃圾分别站40、30%、30%。焚烧残渣（可燃垃圾的10%）和不可燃垃圾（含分类收集及分选后的）进行填埋。垃圾产生系数为1kg/人。其中可燃垃圾0.7kg/人天，不可燃垃圾0.3kg/人天，填埋场垃圾压实密度900kg/m3。求使用20年的垃圾填埋场的容量。（10分）答：（l）每年可燃垃圾总量100000 0.7 3651000000.30.336528835000kg28835吨/年 2分（2）焚烧残渣28835吨/年102883.5吨/年 2分 （3）分选得到的不可燃垃圾1000000.30.43654380吨/年 2分（4）总的填埋垃圾2883.543807263.5吨/年 2分 （5）填埋场总的体积（7263.5/0.9）20161411（m3） 2分