复习重点概要-题型:单项选择(18*1)、多项选择(7*2)、填空(20*1)、名词解释(4*2)、简答(5*8)第一章固体废物处理与资源化技术概论一、固废定义与分类(按来源和物料)固体废物:在人类的各种社会活动中,因无用或者不需要而被弃置的固态物料,是人类利用物质资源满足自身生存和发展需要的伴生产物。
固废的分类:按照来源(对于非危险废物):一般工业固体废物、生活垃圾按照物料分类:有机物、无机物、废品二、固废污染的控制途径(源头控制、资源化及其4个层次、无害化处理、最终处置)1、源头控制:指通过产生前的干预措施,减少固体废物产生量或降低其环境危害水平。
原则:减量、减毒(减量化)、组分调整(利于资源化)措施:1)生产工艺替代2)清洁生产技术措施3)商务模式转变4)消费模式转化非技术措施2、资源化:指通过产生后的各种转化和加工手段,使其具备某种使用价值,同时消除其在特定使用环境中的污染危害,并通过市场或非市场途径实现再利用的过程。
四个层次:1)产品回用(reuse)特征:以废弃产品或部件为对象,仅通过清洁、修补、质量甄别等手段,对废物进行简单处理后,即可将其在此用于新的生产或消费。
例:玻璃饮料瓶的再灌瓶使用、橡胶轮胎的翻新2)材料再生(recycling)特征:通过物理和化学的分离、混合或提纯等过程,使废物的构成材料由纯化和符合等途径,恢复原有的形状或功能,再次被用作生产原料。
例:废纸回收造纸、废旧金属回收再冶炼3)物料转化(recovery)特征:通过物理、化学和生物的分离、分解和聚合等过程,使废物的构成物料转化为具有使用价值的材料或可储存的能源。
例:煤燃烧后残余的粉煤灰和炉渣作为建筑用砖的主要原料、农业废物和生活垃圾中的生物可降解废物可通过生物降解为腐殖肥料或通过厌氧途径降解获得沼气4)热能利用(waste to energy)特征:适用于可燃或以可燃组分为主的固体废物的资源化利用。
通过燃烧过程将废物可燃组分的化学能转化为热能,再通过热能转化过程进行能量利用。
例:生活垃圾焚烧发电、北欧国家将林业废物加工为粉体燃烧后用于燃气轮机发电3、无害化处理:针对固废中某类污染物的分解或转化以降低其可迁移性的过程。
根据原理分为:(1)分解或代替污染源物质,源头消除污染(2)转化污染源物质,降低其可迁移性,削减污染源强(3)集中处置,阻断污染物迁移途径,控制污染影响(4)衍生污染控制,控制污染源物质分解、转化净化及废物集中处置过程的衍生污染物4、最终处置:是特定的固体废物无害化处理方法。
最终处置的技术要点是空间和对空间的污染物迁移隔离。
固体废物的处置空间可分为海洋和陆地两大类。
海洋处置空间分为浅海床(<50m)、深海(>1000m)陆地处置空间分为地表、深地层(>100m)陆地地表处置中,掩埋是应用最为普遍的固废处置方法。
补充:1、危险物特性:易燃性、爆炸性、反应性、腐蚀性、放射性2、固体废物的环境危害:视觉污染、生态污染、食品污染、卫生健康第二章:固废性质分析(名称+理解)一、固废的物理性质1.粒径:描述固体废弃物颗粒大小的指标2.含水率:单位质量垃圾的含水率。
105±1℃至恒重,两次差值小于0.005常规含水量、田间持水量、极限含水率,菏泽是固废持水能力的度量单位。
田间持水量:废物颗粒群体抵抗重力的持水能力。
按单位体积/质量填充样品的水分与干固体体积或质量之比定义极限含水率:单位废物颗粒抵抗重力的持水容量此时颗粒内部孔隙被水分饱和,同时颗粒表面吸附水分达到饱和3.容积密度:一定体积空间中所能容纳废物的质量,一般以kg/m3为单位4.可压缩性:一定质量废物在压缩前后的体积变化率。
5.物理组成:由可识别的不同组分组成的混合废物中各种组分的质量分率二、化学性质(一)固相化学组成:指标包括热转化相关组分、植物养分、宏量无机物、重金属和生物化学组成1.热转化组成相关:工业分析、灼烧损失量、元素分析(1)工业分析的固废组分:水分、灰分和可燃分(挥发分、固定碳)可燃分为热化学可转化部分、挥发分可在无氧过程中转化、固定碳可在高温环境中转化(2)灼烧损失量:将灰渣样品空气中600℃±25℃2 h至恒重),损失量和原样比比例为灼烧损失量,一般认为可代表灰渣中未燃的可燃物残余量。
常用于分析固废燃烧灰渣特性的物理指标灼烧损失量与废物可燃分之比可用于评价废物的燃尽率(3)元素分析:C、H、O、N、S、Cl、F七种元素,常测的为前面六种2、植物养分:指植物生长所需的宏量元素N、P、K,反应其处理产物的潜在农用价值3、宏量无机物:地壳丰度最高的一类无机化合物,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO等。
以及各种无机盐类组分。
一般工业废渣的基本组成部分。
4、重金属和毒害性无机物:如砷、汞、镉、铍等元素的氧化物和盐类。
5、生物化学组成:用物化方法表征的有机物分类,不同的分类与其生物可利用性有一定的相关性。
用于判断废物的生物可处理(利用)性测试样品105℃恒重无氧850℃恒重失重=水分失重=挥发分有氧850℃恒重失重=固定碳剩余灰分(二)固相整体化学性质:固废各组分化学性质的整体表现,其中对处理与利用技术过程有显著影响的为Ph、碱度、热值、灰熔点。
1.pH:酸碱度指标。
测浸出液,固液比10:1(L:kg)浸取法测定2.碱度:pH缓冲能力指标。
浸取法测定。
以单位mg CaCO3/kg表达结果浸取液以酸液滴定至pH=5,再将酸液量折算为CaCO3的量。
3.热值:废物充分燃烧条件下可放出的热能,可表征废物含有的化学能高位、低位热值。
高位热值=总热值。
低位热值=真(净)热值。
测试方法:氧氮计法4.灰熔点——废物燃烧后形成熔化物的温度(三)浸出特征:样品置于特定溶液中浸取,通过浸取液分析获得结果。
浸出特征分析的作用:a)评价废物在特定液相环境(水体、人体消化液等)中,所含污染物的浸出和迁移特征b)通过有机溶液浸取分析废物的有机污染物总量c)提供废物生物监测的样品,保证样品组分的生物可利用性。
浸出程序分类:平衡浸出分析最大可浸出量动态浸出分析污染物渗出的时变过程浸取剂a)环境迁移性与生物可利用性分析:酸碱性调控的水溶液b)有机污染物总量分析:有机溶剂浸取方式:水平回转与翻转振荡三、生物性质:是指生物可降解性、致病生物含量及生物毒性,分别描述固废的生物转化技术适用性、卫生危害及生态危害。
(一)生物可降解性是指通过微生物及其他生物代谢讲解的可能性。
分为好氧和厌氧代谢两种。
1.好氧:固废好氧代谢可降解性一般称为好氧稳定性。
测耗氧速率。
一定质量样品在一定时间间隔内消耗的氧量(mg O2/(kg•d))静态——测定一定培养时间后的氧浓度变化动态——连续或间歇测定进出气的氧浓度差2.厌氧:产甲烷潜力:在最优环境条件下,对样品进行厌氧培养,记录产气量及组成按产气终止前累计产生的甲烷量与样品质量之比报告结果(二)致病生物含量:检测代表性致病生物或指示生物,评价样品的致病生物感染水平。
常用检测指标:细菌总数、类大肠菌群、沙门氏菌、蛔虫卵、苍蝇卵(三)生物毒性:分为急性毒性、慢性毒性和“三致”毒性。
1.急性毒性以致死效应表征2.慢性毒性非致死性毒性效应,采用生物接触后生理功能衰退的方法表征。
如水生动物运动功能障碍、发光微生物荧光强度衰减、植物种子发芽率下降,更细生长速率降低3.“三致”毒性:表现为遗传特征的突变。
如微生物培养——测定遗传突变个体比例,DNA加和反应——取DNA分子与待测物质接触,观测是否发生加合反应四、危险废物的特性鉴别的4个特性1.腐蚀性:pH≥12.5或≤2.0 3、易燃性4、生物毒性2.反应性:爆炸性与水、空气、酸接触发生大量产气等剧烈反应易分解产生HCN气体氧化性补充:固体废物的采样方法:第三章:固废的收集与运输(名称+理解)一、生活垃圾的收运系统包括收集、中转、运输二、生活垃圾的收集对象分类、收运过程阶段生活垃圾的收集对象按主要产生源类型分类:(1)居民生活垃圾(2)商业服务业垃圾(3)工交企业的生活垃圾(4)事业与办公楼垃圾(5)清扫垃圾生活垃圾的收集对象分类、收运过程阶段1、第一阶段:收集,指从垃圾产生源到收集(临时储存)设施的过程,包括产生者的搬运与收集设施中的临时储存。
2、第二阶段:清运,指从收集设施至转运站或就近处理处置场的垃圾近距离运输过程。
包括清运车沿一定路线装运并清除沿程收集设施中储存的垃圾,再行驶运输至转运站或处理处置场。
3、第三阶段:转运,指垃圾从转运站至处理处置场的运输过程。
三、生活垃圾分类收集的优点,及我国当前生活垃圾的分类收集分类类别分类收集:是指按生活垃圾物理组分分别进行收集的方法。
优点:(1)实现了可回收物料最大限度的回收利用,垃圾清运费用及处置费用大幅减少,垃圾分类后,避免了对混合垃圾进行分选所产生的费用,使得经济效益最大化(2)垃圾通过分类收集分流后,处理量减少,处理效果改善,对周边区域的生态环境影响程度减轻2、我国当前生活垃圾的分类收集分类类别材料垃圾组、有机垃圾组、无机垃圾组、有毒有害垃圾组、大件垃圾组四、生活垃圾收集方法-容器及收集作业方法收集方法类型:容器式收集、车辆收集、管道收集收集容器:移动式容器、集装箱式容器、固定式容器、塑料袋式容器收集作业方法:1、定点收集:包括露天垃圾容器点收集、垃圾容器间收集和垃圾集装箱收集2、定时收集特点是可以配合定点收集方法实施,仅在一天的固定时间内开放容器进行收集,对于控制垃圾收集的环境卫生影响有积极作用。
3、上门收集:有居家上门收集、重力和气力抽吸式垃圾收集管道等形式五、生活垃圾车辆的清运方式、生活垃圾清运操作方式清运方式:1、普通翻斗车清运:应用最广泛的一种清运方式优:车型技术成熟、价格低廉、维修方便、配备专门的工人和设备缺:运输过程易二次污染、卫生条件差、亏载较严重,适合欠发达地区使用2、自装密封垃圾车清运优:自动装卸、撞车速度快缺:成本较高、需配备专门垃圾桶、存在亏载3、普通垃圾压缩车清运优:能压缩解决亏载和垃圾填埋减容、解决运输过程二次污染缺:成本高、适合大中城市4、大容量垃圾压缩车清运优:比普通垃圾压缩车,提高了车辆的技术性能和有效荷载、单车垃圾运输量大缺:成本高5、小型普通垃圾中转站+密闭运输车清运优:由于集装箱可以自动吊装,装车速度快、卫生条件好、克服二次污染6、垃圾压缩中转站+普通翻斗车清运优:使垃圾减容、运输费用降低、克服二次污染、改善垃圾中转站卫生面貌和工人工作环境生活垃圾清运操作方式:拖曳式、固定式两种六、中转站的类型、作用中转站的作用:(1)降低收运的成本(2)集中收集和贮存来源分散的各种固体废物(3)对各种废物进行适当的预处理中转站的类型:按转运规模:小型、中型、大型按运输工具分类:公路转运、铁路转运、水路转运按装卸料方法:高低货位方式、平面传送方式按转运垃圾处理设备的工作原理和处理效果(减容压实程度):(1)直接转运式(2)推入装箱式(3)压实装箱式补充:1、收集的功能是指有目的的将各类生产源的垃圾,按一定程序和方法收集起来,以便进行运输、处理或完成其他后续工序的过程。