第二章固體廢物的特性

城市固體廢物的產(chǎn)生、特征及采樣方法主要內(nèi)容固體廢物產(chǎn)生量的常用預(yù)測(cè)方法常用的固體廢物物理及化學(xué)特性，各種性質(zhì)的測(cè)試及計(jì)算方法，危險(xiǎn)廢物特性及鑒別試驗(yàn)方法固體廢物的采樣方法1.固體廢物產(chǎn)生量及預(yù)測(cè)對(duì)固體廢物產(chǎn)生量的計(jì)算在固體廢物管理種是十分重要的，它是保證收集、運(yùn)輸、處理、處置以及綜合利用等后續(xù)管理能夠得以正常實(shí)施和運(yùn)行的依據(jù)。城市生活垃圾產(chǎn)生量及其預(yù)測(cè)估算城市生活垃圾產(chǎn)生量的通用公式為：式中：Yn為第n年城市生活垃圾產(chǎn)生量，t/ayn為第n年城市生活垃圾的產(chǎn)率或產(chǎn)出系數(shù),kg/(人·d)Pn為第n年城市人口數(shù)，人城市垃圾產(chǎn)率，受收入水平、能源結(jié)構(gòu)、消費(fèi)習(xí)慣等影響城市人口數(shù)變化要同時(shí)考慮機(jī)械增長(zhǎng)率（如移民、城市化等）和自然增長(zhǎng)率的影響。本章討論的人口增長(zhǎng)率除特殊說明則都指自然增長(zhǎng)率。2.固體廢物的特性

物理：物理組成、粒徑、含水率、容積密度化學(xué)：揮發(fā)分、灰分、固定碳、閃火點(diǎn)與燃點(diǎn)、熱值、灼燒損失量、元素成分、毒性浸出性質(zhì)感官性能：指廢物的顏色、臭味、新鮮或腐敗的程度等，往往可以直接判斷生物特性2.2.1固體廢物的物理特性

（1）物理組成（physicalcomposition)

城市固體廢物的物理組成很復(fù)雜，其受到多種因素的影響。故各國(guó)、各城市甚至各地區(qū)產(chǎn)生的城市垃圾組成都有所不同。影響因素人口影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平居民生活水平燃料結(jié)構(gòu)和地理位置消費(fèi)習(xí)慣地區(qū)北

方南

方燃料類型城市太原吉林天津沈陽哈爾濱南寧南京上海重慶有機(jī)組分83.2262.0478.9886.9463.9246.0164.7780.369.91燃

氣無機(jī)組分4.1227.265.889.3420.2245.7618.337.5419.91廢品紙類6.97

1.9111.042.779.613.472.9金屬1.13

0.410.661.061.9321.19塑料1.6

0.271.731.221.491.862.12玻璃1.37

0.712.072.361.891.741.95布類1.59

0.420.360.821.983.092.01小計(jì)12.6610.715.143.7215.868.2316.912.1610.18有機(jī)組分10.864.822.2637.9730.8617.0226.2831.9616.8燃

煤無機(jī)組分86.3893.769.5260.7966.0278.668.260.779.54廢品紙類1.57

0.351.071.611.6120.77金屬0.3

0.170.50.640.642.70.94塑料0.17

0.090.241.091.091.350.68玻璃0.21

0.240.490.430.431.060.84布類0.51

0.210.720.610.610.230.42小計(jì)2.762.19.121.063.154.384.387.343.66（2）粒徑（particlesize）對(duì)于固廢的前處理，如篩選或磁分離，廢物粒徑大小往往是個(gè)重要參數(shù)。通常粒徑的表達(dá)方式以粒徑分布（particlesizedistribution，PSD）表示，因廢物組成復(fù)雜且大小不等，很難以單一大小表示，且?guī)缀涡螤钜膊灰粯?，只能通過篩網(wǎng)的網(wǎng)“目”（mesh）代表其大小?！澳俊敝割w粒大小和孔的直徑，一般用在1in2

（1in=25.4mm）篩網(wǎng)面積內(nèi)有多少個(gè)孔來表示。目前國(guó)際上比較多用等效體積顆粒的計(jì)算直徑來表示粒徑。以μm或mm表示。

目數(shù)

粒度um

目數(shù)

粒度um

目數(shù)

粒度um

5

3900

140

104

1600

10

10

2000

170

89

1800

8

16

1190

200

74

2000

6.5

20

840

230

61

2500

5.5

25

710

270

53

3000

5

30

590

325

44

3500

4.5

35

500

400

38

4000

3.4

40

420

460

30

5000

2.7

45

350

540

26

6000

2.5

50

297

650

21

7000

1.25

60

250

800

19

80

178

900

15

100

150

1100

13

120

124

1300

11

下表為我國(guó)通常使用的篩網(wǎng)目數(shù)與粒徑（μm）對(duì)照表。

目數(shù)微米目數(shù)微米目數(shù)微米目數(shù)微米

2.5792512139760

245

325

47

3

588014116565

220

425

33

4

459916991

80

198

500

25

5

396220833

100

165

625

20

6332724701

110

150800

15

7

279427

589

180

83

1250

10

8

236232

495

200

74

25005

9

198135

417

250

61

3250

2

10165140

350

270

53

125001（3）含水率（moisture）定義：廢物在105℃±1℃溫度下烘干2h（依水分含量而定）后所失去的水分量，烘干至衡重或最后兩次稱量的誤差小于規(guī)定值。垃圾含水率與食品垃圾的含量有關(guān)。當(dāng)垃圾主要為可燃物時(shí)，烘干溫度以70～75為宜，烘烤時(shí)間24h；（4）容積密度也稱容重，是決定運(yùn)輸或貯存容積的重要參數(shù)。由于廢物成分復(fù)雜，其求法都是以各組分的平均值來計(jì)算。2.2.2固體廢物的化學(xué)特性（1）揮發(fā)分（volatiles）：指物體在標(biāo)準(zhǔn)溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)，呈氣體或蒸汽而散失的量。實(shí)驗(yàn)法，是將定量樣品（已除去水分）置于已知質(zhì)量的白金坩堝內(nèi)，于無氧燃燒室內(nèi)加熱（600±20℃）所散失的量。（2）灰分（ash）對(duì)垃圾進(jìn)行分類，將各組分破碎至2mm以下，取一定量在105±5℃下干燥2h，冷卻后稱量（P0），再將干燥后的樣品放入電爐內(nèi)，在800℃下灼燒2h，冷卻后再在105±5℃下干燥2h，冷卻后稱量P1。測(cè)定灰分可預(yù)估可能產(chǎn)生的熔渣量及排氣中顆粒物含量，并可依灰分的形態(tài)類別選擇廢物適用的焚燒爐，若含有過多的金屬則不宜焚燒。若廢物含Na，K，Mg，P，S，F(xiàn)e，Al，Ca，Si等，因焚燒過程中的高溫氧化環(huán)境極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而產(chǎn)生復(fù)雜的熔渣。如Na2CO3/NaSO4/NaCl，任兩種或三種在某些比例下結(jié)合，會(huì)形成熔點(diǎn)較低的混合物。使其在焚燒時(shí)在爐排上熔融，從而阻礙排灰。（3）固定碳是除去水分、揮發(fā)性物質(zhì)及灰分后的可燃燒物。例：某廢物經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)采樣混配后，置于烘爐內(nèi)量得有關(guān)的質(zhì)量（不含坩堝）如下：①原始樣品質(zhì)量25.00g②105℃加熱后質(zhì)量23.78g③以上樣品加熱至600℃后質(zhì)量15.34g④接著加熱到800℃后質(zhì)量4.38g。試求此廢物的水分、灰分、揮發(fā)分與固定碳各為多少？（4）閃火點(diǎn)與燃點(diǎn)緩慢加熱廢物至某一溫度，如出現(xiàn)火苗，即閃火而燃燒，但瞬間熄滅，此溫度就稱為閃火點(diǎn)（flashpoint）但如果溫度接著升高，其所發(fā)生的揮發(fā)組分足以繼續(xù)維持燃燒，而火焰不再熄滅，此時(shí)的最低溫度稱為著火點(diǎn)（ignitionpoint）或燃點(diǎn)。（5）熱值（heatingvalue）表示廢物燃燒時(shí)放出的熱量，用以考慮計(jì)算焚燒爐的能量平衡及估算輔助燃料所需量。高位熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量垃圾完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中的水分冷凝為0℃的液態(tài)水所放出的熱量。低位熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量垃圾完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中的水分為20℃的水蒸汽所放出的熱量。QL=QH-600W測(cè)量法，利用熱值測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量。用氧彈量熱計(jì)測(cè)定的熱值為高位熱值。理論估算法，利用熱焓估算。利用元素組成進(jìn)行計(jì)算，wilson式估算熱值（kcal/kg)（6）灼燒損失量（ignitionloss)通常作為檢測(cè)廢物焚燒后灰渣的品質(zhì)。測(cè)定方法是將灰渣樣品置于800±25℃高溫下加熱3h，稱其前后質(zhì)量，并根據(jù)下式計(jì)算：一般設(shè)計(jì)優(yōu)良的焚燒爐的灰渣灼燒損失量約在5％以下。（7）元素成分廢物的元素成分有多方面的作用，如判斷其化學(xué)性質(zhì)，確定廢物的處理工藝，焚燒后二次污染物的預(yù)測(cè)，或有害成分的判斷依據(jù)等。2.2.3生物特性固體廢物本身所具有的生物性質(zhì)極其對(duì)環(huán)境的影響固體廢物的可生物處理性能2.3危險(xiǎn)廢物特性及鑒別試驗(yàn)方法（1）急性毒性：指一次性投給試驗(yàn)動(dòng)物的毒性物質(zhì)，其半致死量小于規(guī)定值的毒性。對(duì)小白鼠或大白鼠（健康）灌胃：0.4ml/20g（體重），大鼠1.0ml/100g（體重），記錄48h內(nèi)動(dòng)物死亡數(shù)。

灌胃液制備：100g樣品置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入100mL(pH5.8-6.3)的水中（固液比1：1），振蕩3分鐘于室溫下浸泡24小時(shí)，用中速定量濾紙過濾，濾液即為灌胃所用（2）易燃性：閃點(diǎn)低于定值的廢物由于摩擦、吸濕、點(diǎn)燃或者由于自發(fā)的化學(xué)變化會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱或著火，或點(diǎn)燃后的燃燒會(huì)持續(xù)進(jìn)行。測(cè)定閃點(diǎn)（閃點(diǎn)測(cè)定儀），石油產(chǎn)品，國(guó)標(biāo)美國(guó)規(guī)定，閃火點(diǎn)等于或低于60℃為易燃性的有害廢物。（3）腐蝕性試驗(yàn)方法腐蝕性：指采用指定的標(biāo)準(zhǔn)方法，或根據(jù)規(guī)定程序批準(zhǔn)的等效方法測(cè)定其溶液、固體或半固體浸出液的pH值小于或等于2.0，大于或等于12.5，則該廢物具有腐蝕性。玻璃電極法（4）反應(yīng)性

指在常溫、常壓下不穩(wěn)定，極易發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，遇火或水反應(yīng)猛烈，在受到摩擦、撞擊或加熱后可能發(fā)生爆炸或產(chǎn)生有毒氣體的性質(zhì)。撞擊感度測(cè)定：立式落錘儀，爆炸百分?jǐn)?shù)為感度摩擦感度測(cè)定：擺式摩擦儀，一定條件下的發(fā)火率為摩擦感度——觀察是否發(fā)生爆炸、燃燒、分解；差熱分析測(cè)定：差熱分析儀爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定：爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定儀火焰感度測(cè)定：黑火藥柱能否通過灼熱的鎳鉻絲點(diǎn)燃樣品遇水反應(yīng)性：和水劇烈反應(yīng)；和水形成爆炸性混