固體廢物公式匯總(word03版)

./目錄1概述42.1生活垃圾產(chǎn)生量及預測42.2工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量預測42第2章固體廢物特性、分析與采樣42.1含水率〔moisture——〔第二冊14頁42.2熱值計算——〔第二冊17頁4Dulong公式——最普遍、簡單,但誤差過大。5Wilson公式——工業(yè)界算高位熱值或低位熱值〔kcal/kg52.3熱灼減量——〔第二冊17頁62.4采樣的代表性——〔第二冊18頁6算術平均值6偏差6平均偏差6平均偏差絕對值6標準偏差6差異6平均值之信賴界限62.5系統(tǒng)隨機采樣63固體廢物收集、運輸和中轉(zhuǎn)63.1拖曳容器收集系統(tǒng)——〔第二冊34頁6拖曳容器系統(tǒng)運輸一次廢物所需總時間Thcs6運輸時間h7往返收集時間Phcs8每天往返次數(shù)Nd83.2固定容器收集系統(tǒng)——〔第二冊36頁9機械裝卸垃圾的垃圾車〔第二冊36頁9人工裝卸垃圾的垃圾車〔第二冊39頁113.3貯存設備與清運次數(shù)——〔第二冊43頁133.4收集車輛配備——〔第二冊45頁133.5水路中轉(zhuǎn)站岸線長度——〔第二冊48頁133.6轉(zhuǎn)運站工藝設計——〔第二冊50頁14垃圾轉(zhuǎn)運量14卸料平臺數(shù)量〔A14壓縮設備數(shù)量〔B15牽引車數(shù)量〔C15半拖掛車數(shù)量〔D164固體廢物的壓實、破碎與分選164.1壓實程度度量——〔第二冊58頁16總體積16總重量16濕密度16干密度16空隙比16空隙率16壓縮比16壓縮倍數(shù)174.2固體廢物破碎——〔第二冊頁17破碎比17破碎段17生產(chǎn)率Q和電機功率N17破碎設備的動力消耗E184.3分選——〔第二冊頁19分選回收率R19純度P19綜合效率E205固體廢物固化/穩(wěn)定化處理技術225.1固化/穩(wěn)定化質(zhì)量鑒別指標——〔第二冊85頁22浸出率22體積變化因數(shù)CR226固體廢物生物處理技術236.1好氧生物轉(zhuǎn)化反應方程式——〔第二冊109頁236.2厭氧生物轉(zhuǎn)化反應方程式——〔第二冊113頁236.3城市垃圾產(chǎn)生量236.4好氧堆肥C/N236.5好氧堆肥通風量236.6厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量236.7沼氣理論計算247固體廢物熱處理247.1焚毀去除率DRE——〔第二冊146頁257.2燃燒效率CE——〔第二冊146頁257.3熱灼減率P——〔第二冊147頁257.4停留時間T——〔第二冊148頁25公式25例題257.5焚燒煙氣量——〔第二冊148頁26理論需氧量26理論空氣量26實際空氣量27煙氣量27過剩空氣系數(shù)m287.6焚燒煙氣溫度297.7焚燒熱量衡算29例題307.8燃燒室容積熱負荷327.9低灰燃盡指數(shù)〔ABI——〔第二冊178頁338固體廢物填埋處理技術358.1垃圾衛(wèi)生填埋場年填埋容積——〔第二冊216頁35公式35例題358.2填埋場總?cè)萘俊驳诙?16頁35公式35例題358.3填埋場規(guī)?！蕴盥駡隹偯娣e為準——〔第二冊216頁368.4地表排洪系統(tǒng)計算——〔第二冊224頁36截洪溝流量368.5地下水排水管間距——〔第二冊229頁368.6填埋氣體產(chǎn)生量——〔第二冊233頁368.7滲濾液產(chǎn)生量——〔第二冊242頁388.8滲濾液滲漏量——〔第二冊250頁39概述生活垃圾產(chǎn)生量及預測MSW產(chǎn)生量估算通式：Y式中：Yn——第n年城市生活垃圾產(chǎn)生量<t/年>；yn——第n年城市生活垃圾的產(chǎn)率或產(chǎn)出系數(shù)<kg/人·日>；Pn——第n年城市人口數(shù)〔人。工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量預測P式中：Pt——固體廢物產(chǎn)生量〔t或萬t；Pr——固體廢物的產(chǎn)率〔t/萬元或t/萬t；M——產(chǎn)品的產(chǎn)值或產(chǎn)量〔萬元或萬t。第2章固體廢物特性、分析與采樣含水率〔moisture——〔第二冊14頁含水率是將樣品在105±5℃下烘2小時所散失的量。含水率即：W式中：W——垃圾含水率〔%；P0——垃圾濕重〔kg；P1——垃圾干重〔kg。[例題]含水率85％的污泥餅經(jīng)半干化處理后含水率達70％,體積減少為原來的多少？<A>2/1 <B>1/3 <C>1/4 <D>1/5標準答案:<A>熱值計算——〔第二冊17頁低位熱值〔LHV或QL=高位熱值〔HHV或QH-水分凝結(jié)熱Dulong公式——最普遍、簡單,但誤差過大。LHV其中：C、H、O、S——廢物中的元素組成,kg/kg〔或質(zhì)量百分數(shù)%；W——廢物中含水量,kg/kg〔或質(zhì)量百分數(shù)%。LHV或LHV或Wilson公式——工業(yè)界算高位熱值或低位熱值〔kcal/kgHHV(或其中：mH、mmC1、考慮氯的含量則上式變成：HHV其中：mH、mO、mC1、LHV其中：LHV——低位熱值,kcal/kg;mH2O、m[例題]低位熱值和高位熱值的計算：某城市建設一座日處理1200t的垃圾焚燒廠,垃圾的化學組成<質(zhì)量百分數(shù)>如下：C-20％、H-2％、O-16％、N-1％、S-2％、水分W-59％。試用經(jīng)驗公式計算垃圾的低位熱值<kJ/kg>及高位熱值<kJ/kg>。<A>5101kJ/kg、6993kJ/kg <B>1214kJ/kg、1665kJ/kg<C>5101kJ/kg、8900kJ/kg <D>1214kJ/kg、8900kJ/kg標準答案：<A>熱灼減量——〔第二冊17頁測定方法：將灰渣樣品置于800℃±25℃高溫下加熱3h,稱其前后重量,并根據(jù)下式計算。熱灼減量采樣的代表性——〔第二冊18頁算術平均值偏差平均偏差平均偏差絕對值標準偏差差異平均值之信賴界限系統(tǒng)隨機采樣3固體廢物收集、運輸和中轉(zhuǎn)拖曳容器收集系統(tǒng)——〔第二冊34頁拖曳容器系統(tǒng)運輸一次廢物所需總時間Thcs在拖曳容器系統(tǒng)中,運輸一次廢物所需總時間：T式中：ThcsPhcs——裝載時間〔收集時間,h/次；S——在處置場停留時間,h/次；h——拖曳時間〔運輸時間,h/次；ω——非生產(chǎn)性時間因子〔%。運輸時間h當收集時間與在處置場的時間相對穩(wěn)定時,運輸時間決定于拖曳速度〔車輛速度和路程的大小〔運輸距離。從不同的收集車輛得到的數(shù)據(jù),用下式可近似的求得運輸時間：h=式中：h——運輸?shù)臅r間,h；〔每個雙程a——經(jīng)驗速度常數(shù),h；b——經(jīng)驗速度常數(shù),h／km；x——平均往返行駛距離km。a、b二個數(shù)值是由經(jīng)驗取得,稱為車輛速度常數(shù),它們的數(shù)值與車輛速度極限有關,它們的關系見表。車輛速度常數(shù)數(shù)值表將式（4-3T[例題]確定時間常數(shù)a和b。[解]①運輸時間和往返距離的關系〔線形關系②運輸時間對往返距離作圖往返行駛距離<x>,km③往返行駛時間h=a+bx=0.080+0.0125*<2*15>=0.455h往返收集時間Phcs在拖曳容器系統(tǒng),每次的往返收集時間按定義為；Phcs式中：Phcs——裝載時間〔收集時間,h/次；pc——裝載廢物容器所需時間,〔即提起裝滿垃圾的垃圾桶需要的時間,h；uc——卸空容器所需時間,〔即放下空垃圾桶需要的時間,h；dbc——兩個容器收集點之間的行駛距離,〔即牽引車駛于垃圾桶放置點之間需要的時間,h。如果在兩容器之間的平均時間未知,可利用式（4每天往返次數(shù)Nd拖曳容器系統(tǒng)每日每輛車的雙程旅程次數(shù)可由式<2-5>決定。Nd式中：Nd——每日每輛車的往返次數(shù),次/d；H——個工作日的時間,h/d；W——非生產(chǎn)因子,以百分數(shù)表示；t1t2其他符號與前面相同。ω數(shù)值在0.1－0.25之間變化,一般操作取0.15,在某些情況,特別是長距離,如從調(diào)度站出發(fā)及回調(diào)度站花費時間較長,應從工作日的時間中扣除。但需注意ω值也應作相應的調(diào)整。若已知每周需要出空的垃圾桶的數(shù)目,利用式（4Dw=tw〔Phcs+S+a+bx/[〔1—ωH]式中：Dw——每周需要工作日,d；tw——每周雙程旅程次數(shù)〔整數(shù)。如果一周的旅程次數(shù)不知,可以利用下式估計：Nw=Vw/Cf（式中：Nw—一—周的往返Vw———周廢物產(chǎn)生量,m3C——容器平均尺寸,〔加權平均垃圾桶利用因子,m3/次；f——加權平均垃圾桶利用因子。固定容器收集系統(tǒng)——〔第二冊36頁機械裝卸垃圾的垃圾車〔第二冊36頁〔1固定容器系統(tǒng)往返一次總時間Tscs一般用壓縮面進行自動裝卸垃圾,每個雙程旅程所需的時間為：T式中：Tscs——固定容器系統(tǒng)往返一次總時間,即每個雙程旅程需要的時間,h；Pscs——固定容器系統(tǒng)裝載時間〔收集時間,每個雙程旅程拾取所需時間,h；S——在處置場的停留時間,h；a——經(jīng)驗常數(shù),h；b——經(jīng)驗常數(shù),h/km；x——平均往返行程路程,即每個雙程旅程運輸距離,km；w——非生產(chǎn)性時間因子。在拖曳系統(tǒng)中,如果沒有其他利用信息,那么從服務區(qū)中心到垃圾堆置場的平均往返路程可用在式（4〔2固定容器系統(tǒng)裝載時間〔收集時間Pscs式<4-3-式中：Pscs——固定容器系統(tǒng)裝載時間〔收集時間,即每個雙程旅程拾取所需時間,h；Ct——每趟清運的垃圾容器數(shù),即每個雙程旅程出空垃圾桶的數(shù)目；uc——收集一個容器中的廢物所需時間,即每個垃圾桶出空垃圾所需時間,h；np——每趟清運所能清運的廢物收集點數(shù),即每個雙程旅程垃圾桶放置點的數(shù)目；dbc——兩個廢物收集點之間平均行駛時間,即車輛駛于垃圾桶放置點之間所花費平均時間,h。np—1〔3每次收集所能夠清空的容器的數(shù)目Ct每次收集所能夠清空的容器的數(shù)目與與車輛的容積和能達到的壓縮率有關。這個數(shù)目可利用下列關系式求得：式中：Ct——每個雙程旅程出空的垃圾桶的數(shù)目；V——垃圾車的容積,m3；r——垃圾車壓縮系數(shù)或壓縮比；C——廢物容器的體積,m3；f——廢物容器利用系數(shù),也即加權垃圾桶利用因子。〔4每天要求的次數(shù)Nd每天要求的次數(shù)可用利用4-N式中：Nd——每天要求的次數(shù),即雙程旅程次數(shù),次/d；Vd——每天垃圾產(chǎn)生量,m3/d；v——垃圾車的容積,m3；r——垃圾車壓縮系數(shù)或壓縮比?！?每天需要工作的時間考慮到非生產(chǎn)因子W,每天要求的時間可表示為H也可以用下式表示：T每周工作時間：D式中：Dw——每周工作的日數(shù),d/周；Nw——每周雙程旅程次數(shù),次/周；tw——N。圓整后的整數(shù)；H——工作日的時數(shù),h/d。其余符號與前面相同。人工裝卸垃圾的垃圾車〔第二冊39頁每天清運的廢物收集點數(shù)如果H表示每天的工作時間而且每天完成的往返次數(shù)已知,那么收集操作的有效時間可用式4N式中：Np——每天清運的廢物收集點數(shù)；Pscs——裝載時間〔收集時間,h/次n——工人數(shù)量；tp——60——從小時到分鐘的換算系數(shù),60min/h。每個廢物收集點裝載時間t式中：tpdbck1k2Cn——在每個收集地點出的容器的平均樹PRH4-3-表4-每個收集點服務容器數(shù)〔或者箱數(shù)每個收集點裝載時間tp〔1-23個以上0.92收集車尺寸當每次收集點數(shù)目已知,則可根據(jù)下式計算收集車尺寸：V=式中：Vp——每個收集點收集廢物量,m3Npr——垃圾車壓縮系數(shù)。貯存設備與清運次數(shù)——〔第二冊43頁垃圾的貯存和清運,出受城市垃圾本身的性質(zhì)和產(chǎn)量的影響外,與貯存設備的容量及清運次數(shù)密切相關,其關系式為：N=式中：N——單位時間內(nèi)清運次數(shù)〔通常為一周；Q——單位時間內(nèi)的城市垃圾排放量；C——可使用的貯存設備最小容量。收集車輛配備——〔第二冊45頁易自卸車輛數(shù)nsn式中：nsQ——垃圾日平均產(chǎn)生量,t/d；Ndη——完好率,%；Mr水路中轉(zhuǎn)站岸線長度——〔第二冊48頁L=Qq+I式中：L——水路轉(zhuǎn)運站岸線計算長度,m；Q——轉(zhuǎn)運站垃圾日裝卸量,t/d；q——岸線折算系數(shù),m/t,見表4-3-3〔第二冊48頁；I——附加岸線長度,m,見表4-3-3〔第二冊48頁。轉(zhuǎn)運站工藝設計——〔第二冊50頁垃圾轉(zhuǎn)運量QQ=式中：Q——轉(zhuǎn)運站規(guī)模,t/d；δ——垃圾產(chǎn)量變化系數(shù),按當?shù)貙嶋H資料采用,若無資料時,一般可取1.13~1.40；n——服務區(qū)域人口數(shù)；q——人均垃圾產(chǎn)量,kg/〔人·d,按當?shù)貙嶋H資料采用,如果無資料時,可采用0.8-1.8kg/〔人·d。卸料平臺數(shù)量〔A該垃圾轉(zhuǎn)運站每天的工作量：E=其中：E——每天轉(zhuǎn)運垃圾量,t/d；M——服務區(qū)居民人數(shù),人；Wyk1——垃圾產(chǎn)量變化系數(shù),參考值1.15。一個卸料臺工作量的計算公式：F=其中：F——卸料臺1d接受清運車輛,輛/d；t1t2kt——清運車到達的時間誤差系數(shù)。則所需卸料平臺數(shù)量為：A=其中：W——或者用下式：E=其中：E——每天轉(zhuǎn)運垃圾量,t/d；Yn——第n年預測垃圾產(chǎn)生量,t/a；yn——人均垃圾產(chǎn)率,kg/人.d；M——服務區(qū)居民人數(shù),人；k1——垃圾產(chǎn)量變化系數(shù),1.3～1.4F=t1/〔t2kt式中：F——卸料臺1天接受清運車數(shù),輛/d；t1——轉(zhuǎn)運站1天的工作時間,min/d；t2——1輛清運車的卸料時間,min/輛；kt——清運車到達的時間誤差系數(shù)。所需卸料臺數(shù)量為：A=E/<WF>式中：W——清運車的載重量,t/輛。壓縮設備數(shù)量〔BB=A牽引車數(shù)量〔C為一個卸料臺工作的牽引車數(shù)量：C式中：C1——牽引車數(shù)量；t3——大載重量運輸車往返的時間；t4——半拖掛車〔集裝箱的裝料時間。其中,半拖掛車裝料時間的計算公式為：t式中：n——為1輛半拖掛車裝料的垃圾車數(shù)量；t2——1輛清運車的卸料時間,min/輛。因此：C該轉(zhuǎn)運站所需的牽引車總數(shù)為C=半拖掛車數(shù)量〔D半拖掛車是輪流作業(yè),一輛車滿載后,另一輛車裝料,故半托掛車的數(shù)量為：D=〔C1+1A4固體廢物的壓實、破碎與分選壓實程度度量——〔第二冊58頁總體積總重量濕密度干密度空隙比空隙率壓縮比壓縮倍數(shù)固體廢物破碎——〔第二冊頁破碎比破碎比是指給料粒度與破碎后產(chǎn)品的粒度之比,用以說明破碎過程的特征及鑒別破碎設備破碎的效率。破碎比包括極限破碎比和真實破碎比。在工程設計中常選擇極限破碎比,根據(jù)最大物料直徑來選擇破碎機給料口的寬度。真是破碎比能夠較真實地反映破碎程度,在科研和理論中常被采用。一般破碎機的破碎比在3-30之間,磨碎機的破碎比可達40-400以上。ii式中：Dmax、dmax——廢物破碎前和破碎后的最大粒度；Dcp、dcp——廢物破碎前的平均粒度和破碎后的平均粒度。破碎段固體廢物每經(jīng)過一次破碎機或磨碎機成為一個破碎段。對固體廢物進行多次〔段破碎,其總破碎比等于各段破碎比〔i1i=生產(chǎn)率Q和電機功率N顎式破碎機顎式破碎機的生產(chǎn)率Q〔t/h按下式計算：Q=式中：K——破碎難易程度系數(shù),1～1.5,易破碎物料1,中硬度物料1.25,難破碎物料1.5；q0——單位生產(chǎn)率,m3/〔m2·h；L——破碎腔長度,cm；B——排料口寬度,cm；γ0——物料堆積密度,t/m3。電動機的功率N〔kW按下式計算：N大=BL/120～BL/100N小=BL/80～BL/60式中B、L——破碎機長、寬,cm。錘式破碎機Q=〔30～45DLγ0N=〔0.1～0.2nD2L式中：L——轉(zhuǎn)子長度,m；D——轉(zhuǎn)子直徑,m；γ0——破碎產(chǎn)品堆密度,t/m3；n——轉(zhuǎn)速,r/min。輥式破碎機的生產(chǎn)率Q=60ηLDSγnπ式中：Q——輥式破碎機的生產(chǎn)率,t/h；L——輥子長度,m；D——輥子直徑,m；S——輥子間隙,m；γ——物料的容重,g/cm3；n——轉(zhuǎn)速,r/min；η——輥子利用系數(shù),中硬物料0.2～0.3,粘性潮濕物料0.4～0.6破碎設備的動力消耗E單位動力消耗：指單位質(zhì)量破碎產(chǎn)品的能量消耗,用以判別破碎機械消耗的經(jīng)濟性。根據(jù)Kick定律計算：E=cln式中：E——動力消耗,kw·h/t；c——動力消耗常數(shù),kw·h/t；D——廢物原始尺寸；d—廢物最終尺寸。[例題]例：一臺廢物處理能力為80t/h的設備,廢物從平均12英寸被破碎至2英寸,求需要的動力大小。假設平均尺寸從6英寸破碎至2英寸需動力15kw·h/t。①求c。C=E/ln<D/d>=15/ln<6/2>=13.65<kwh/t>②求E。E=cln<D/d>=13.65ln<12/2>=24.46<kwh/t>③求hp。hp=E*80t/h=24.46×80=1957.12<kw>分選——〔第二冊頁分選回收率R回收率是單位時間內(nèi)自某一排料口中排出的某一組分的量與進入分選機的此組分量之比。X和y代表兩種物料,x在兩個排出口被分為x1和x2,y在兩個排出口被分為y1和y2,則在第一排出口x及y的回收率為：RR其中：RxRy純度P純度：某一組分物料在同一排出口排出物所占分數(shù)。PP其中：PxPy綜合效率E對于篩分來說,回收率又稱為篩分效率,理想的分選設備既要有高的回收率,也需要有高的純度,在計算時,一般采用綜合效率E來表示。E其中：x0、y0——分別指進入分選機械的物料中x和y的量；x1、y1——分別指在第一排出口排出的物料中x和y的量；x2、y2——分別指在第一排出口排出的物料中x和y的量；也可以表示為：式中：E——篩分效率,%；Q——入篩固體廢物重量；Q1——篩下產(chǎn)品重量；α——入篩固體廢物小于篩孔的細粒含量,%。[例題]為去除垃圾中的玻璃類物質(zhì),將垃圾以100t/h的速度加入滾筒篩中,如果原生垃圾中含有8%的玻璃類物質(zhì),經(jīng)篩分后由篩孔落下的量為每小時10t,其中玻璃類物質(zhì)量為7.2t,試問玻璃回收率〔R和綜合篩分效率〔E最接近哪組數(shù)字？〔A90%,87%〔B67%,77%〔C90%,80%〔D45%,55%解答：回收率指的是單位時間內(nèi)某一排料口中排出的某一組分的量與進入分選機的此組分量之比。由此回收率計算公式：R=其中：x1——篩下物中廢玻璃含量,t/h；x0——原生垃圾中廢玻璃含量,t/h。因此：R=綜合篩分效率：E=│x其中：y1——篩下物中其他垃圾含量〔不包含廢玻璃,t/h；y0——原生垃圾中其他垃圾含量〔不包含廢玻璃,t/h。E=故：〔A正確,〔B〔C〔D計算錯誤。[例題]一臺二級分選機,給料2000千克/hr,給料中含X、Y物料,回收X物料的第一排出料口生產(chǎn)率為1800千克/hr,其中X物料1500千克/hr,回收Y物料地第二排出料口X物料為50千克/hr,計算X物料的回收率,純度和綜合篩分效率。解：第一出料口1800千克/hr。其中X物料1500千克,Y物料300千克；第二出料口200千克：X物料50千克,Y物料150千克；則X物料的回收率為RX物料的純度：P綜合篩分效率：E=固體廢物固化/穩(wěn)定化處理技術固化/穩(wěn)定化質(zhì)量鑒別指標——〔第二冊85頁浸出率原子能機構(gòu)定義國際原子能機構(gòu)<IAEA><1969>把標準比表面積的樣品每日浸出放射性〔即污染物質(zhì)量定義為浸出率,即：式中,Rn——浸出率,cm/d；an——第n個浸提劑更換期內(nèi)浸出的污染物質(zhì)量,g；Ao——樣品中原有的污染物質(zhì)量,g；F——樣品暴露出來的表面積,cm2；V——樣品的體積,cm3；tn——第n個浸提劑更換期的時間歷時,d。ISO<國際標準化組織>定義ISO〔國際標準化組織關于浸出率的定義及表示方法與國際原子能機構(gòu)〔IAEA的定義較為類似,要求固化體中各組分i的浸出實驗結(jié)果應以增量浸出率與累計浸出時間t的關系來表示,即R式中,Rni——第i組分的增量浸出率,kg·manAnF——樣品被浸泡的表面積,m2；tn——第n個浸出周期延續(xù)時間,s；n——浸出周期序號。由于浸出率是隨時間<浸出周期>變化的,所以對它的表示不能用一個定值,只能采用列表或圖解的方法,根據(jù)浸出曲線評價固化體的浸出特性。體積變化因數(shù)CR體積變化因數(shù)指固化/穩(wěn)定化處理前后危險廢物的體積比。該因數(shù)是鑒別固化方法好壞和衡量最終處置成本的一項重要指標。C式中：CR——體積變化因數(shù)；V1、V2——固化前后廢物體積。6固體廢物生物處理技術好氧生物轉(zhuǎn)化反應方程式——〔第二冊109頁厭氧生物轉(zhuǎn)化反應方程式——〔第二冊113頁城市垃圾產(chǎn)生量好氧堆肥C/N好氧堆肥通風量厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量有機物厭氧分解的總反應可用下式表示：CaHbOcNd+nH2O→-nC5H7O2N+xCH4+yCO2+wNH3〔1在這個公式中CaHbOcNd和C5H7O2N分別表示固體廢物中有機降解物的經(jīng)驗化學式和微生物的化學組成。假如反應系統(tǒng)中停留時間無限長,轉(zhuǎn)化為生物量的有機物大約為4%,因而轉(zhuǎn)化為生物量的部分可忽略不計,公式〔1變?yōu)椋篊aHbOcNd+0.25<4a-b-2c+3b>H2O→0.125<4a-b-2c+3d>CH4+0.125<4a-b+2c+3d>CO2+dNH3<2>如果已知有機廢物的元素組成,通過公式〔2就可計算產(chǎn)生氣體的質(zhì)量和數(shù)量。由公式〔2可以得出,1mol的有機碳可轉(zhuǎn)化成1mol氣體。由于在標準狀況下,1mol氣體的體積為22.4L,1molC〔有機物=22.4L氣體<CH4+CO2><3>以質(zhì)量表示為：1gC〔有機物=1.867L氣體<CH4+CO2><4>由有機廢物的通式CaHbOcNd出發(fā),根據(jù)公式<2>可以估計氣體的最XX論產(chǎn)量,即可以根據(jù)某一具體化合物的分子式或者代表城市垃圾可降解部分的經(jīng)驗公式來加以估計。根據(jù)有機物完全氧化所消耗的氧,城市垃圾降解產(chǎn)生的甲烷氣體產(chǎn)量也可以通過COD來表示,氧化1molCH4需要2molO2CH4+2O2→CO2+2H2O1molCH4→2molCOD假設對COD有貢獻的所有碳都轉(zhuǎn)化為甲烷：COD有機物=COD甲烷甲烷產(chǎn)量為：2molCOD有機物=1molCH4以重量表示為：1gCOD有機物=0.25gCH4以氣體體積表示為：1gCOD有機物=0.35lCH4這一方法并不能估計出二氧化碳的產(chǎn)量,因而必須根據(jù)公式<2>或者甲烷和二氧化碳的比例來估計二氧化碳的產(chǎn)量。沼氣理論計算發(fā)酵系統(tǒng)中沼氣的產(chǎn)生量可按下列基本關系式進行計算：G=Q〔Sr-SmY-Q·dG0=G/Q=〔Sr-SmY-d式中：G——每日的沼氣產(chǎn)生量〔m3/d；G0——進入發(fā)酵系統(tǒng)的有機固體廢物或廢水的單位沼氣產(chǎn)生量〔m3/m3；Q——每日進入發(fā)酵系統(tǒng)的有機固體廢物或廢水的量〔m3/d；Sr——單位體積的有機固體廢物或廢水中去除的有機物〔以BOD5、COD或VSS表示量〔kg/m3；Sm——單位體積的有機固體廢物或廢水中轉(zhuǎn)化為污泥有機體或微生物的有機物量〔以BOD5、COD或VSS表示〔kg/m3；Y——去除1kg有機物的沼氣產(chǎn)量〔m3/kg；d——沼氣在發(fā)酵液中的溶解度〔m3/m3；7固體廢物熱處理焚毀去除率DRE——〔第二冊146頁某有機物經(jīng)焚燒后減少的百分比。DRE=燃燒效率CE——〔第二冊146頁燃燒效率是指煙道排出氣體中CO2濃度與CO2和CO濃度之和的百分比。CE=熱灼減率P——〔第二冊147頁焚燒污染控制中,采用熱灼減率反映灰渣中殘留可焚燒物質(zhì)的量。熱灼減率是指焚燒殘渣經(jīng)灼熱減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)。P其中：P——熱灼減率,%；A——干燥后原是焚燒殘渣在室溫下的質(zhì)量,g；B——焚燒殘渣經(jīng)〔600℃±25℃3h灼熱后冷卻至室溫的質(zhì)量,g。停留時間T——〔第二冊148頁公式T=0.19其中：L——回轉(zhuǎn)窯焚燒爐長度,m；D——回轉(zhuǎn)窯直徑,m；N——轉(zhuǎn)速,r/min；S——窯傾斜度,m/m。例題[例題]L=8.6m,D=1.6m,N=0.8r/min,S=1.5%。解答：T=0.19×LD[例題]旋轉(zhuǎn)窯參數(shù)計算某焚燒廠采用回轉(zhuǎn)窯焚燒固體廢物,已知窯的傾斜度S為2％,窯的長度為9.6m,窯的內(nèi)徑為1.6m,若要求固體廢物在焚燒爐的停留時間T為45～120min,則與停留時間對應的回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速N的范圍為：<A>0.013～0.035r/min<B>0.475～1.2/min<C>0.76～2.03r/min<D>0.127～0.338r/min焚燒煙氣量——〔第二冊148頁理論需氧量V0以體積表示：V以質(zhì)量表示：V理論空氣量Va以體積表示：V以質(zhì)量表示：V如果在垃圾焚燒時使用了輔助燃料〔如天然氣,則可將其視為CO、H2、CH4、C2H4等的混合氣體,可補充分析如下：CH4+2O2→CO2+2H2OC2H4+3O2→2CO2+2H2O理論需氧量：V理論需空氣量：V實際空氣量Va‘實際燃燒使用的空氣量Va‘通常用理論空氣量Va的倍數(shù)m表示,m稱為空氣比或過剩空氣系數(shù)。過?？諝饬客ǔＵ祭碚撔柩趿康?0-90%,因此真正的助燃空氣量V煙氣量濕煙氣V和干煙氣Vd?將含有水蒸汽的煙氣稱為濕煙氣,也稱總煙氣量V；?去除水蒸氣的煙氣稱為干煙氣Vd理論煙氣量V0以理論空氣量完全燃燒產(chǎn)生的煙氣稱為理論煙氣量V01kg燃料燃燒的理論煙氣量為：VVw/18VVVV其中：x——1Nm3干空氣中所含水蒸汽的量Nm3。過?？諝庀禂?shù)m在實際操作中,為了掌握燃燒狀況,可通過測定煙氣組分求算過?？諝庀禂?shù)m。煙氣中各種組分的分量用<CO2>、<CO>、<N2>、<O2>、<SO2>表示,則m以下式計算：m[例題]為保證垃圾的充分燃燒,要求焚燒尾氣的余氧量不少于6％,請問合適的空氣過剩系數(shù)為多少？<A>1.0<B>1.4<C>2.0<D>3.0標準答案:<B>、<C>[例題]焚燒系統(tǒng)理論燃燒空氣量的計算:某城市建設一座日處理1200t的垃圾焚燒廠,采用3臺額定能力為420t/d的爐排焚燒爐,垃圾的化學組成<質(zhì)量百分數(shù)>如下：C-20％、H-2％、O-16％、N-1％、S-2％、水分W-59％,焚燒過?？諝庀禂?shù)m為1.8。試用經(jīng)驗公式計算垃圾的低位熱值<kJ／kg>及每臺焚燒爐需要的實際燃燒空氣量<m3/h>。<A>7771kJ／kg、57925m3／h<B>7771kJ／kg、32200m3／h<C>5836kJ／kg、57925m3／h<D>5836kJ／kg、32200m3／h標準答案：<C>焚燒煙氣溫度TH式中：HLCpg——廢氣在T及T0間平均比熱容,在0-100℃內(nèi),1.254kJ/<kg·℃T0——大氣或助燃空氣溫度,℃；T——最終廢氣溫度,℃；此時,T可當做是近似的理論燃燒溫度〔絕熱火焰溫度,上式可變換為：T=若系統(tǒng)總損失熱為△H,則實際燃燒溫度估算為：T=另有計算公式：T=式中：LHV——廢物及輔助燃料的低位熱值,kJ/kg；m——過?？諝饴?；A0——廢物燃燒所需理論空氣量,kg；Cp——煙氣在16～1100℃范圍內(nèi)的近似熱容,1.254kJ/<kg·℃>7.7焚燒熱量衡算Q其中：輸入熱量——生活垃圾的熱量Qr，w,輔助燃料的熱量輸出熱量——有效利用熱Q1、排煙熱損失Q2、化學不完全燃燒熱損失Q3、機械不完全燃燒熱損失Q4、散熱損失Q5、灰渣物理熱損失Q6。熱量輸入組成燃料發(fā)熱量Hi1采用高熱值時,Hi1=Hh<kcal/kg>采用低熱值時,Hi1=HL<kcal/kg>燃料顯熱Hi2Hi2=Cf<θf-θ0>式中：Cf——燃燒比熱,kcal/kg℃,垃圾的Cf<kcal/kg℃>；θf——燃燒溫度,℃；θ0——基準溫度,℃。助燃空氣顯熱Hi3Hi3=ACa<θa-θ0>式中：A——助燃空氣量,kg/kg或Nm3/kg,；Ca——空氣的等壓比熱,kJ/kg℃；θa——可能過期入口的溫度,℃。熱量輸出組成煙氣帶走的熱量Ho1以低熱值計算：Ho1=VdCg<θg-θ0>+<V-Vd>Cs<θg-θ0>式中：Cg——煙氣平均等壓比熱；Cs——水蒸氣平均等壓比熱；θg——煙氣溫度。以高熱值計算：Hoh=VdCg<θg-θ0>+<V-Vd>[Cs<θg-θ0>+r]式中：r——水的蒸發(fā)潛熱。不完全燃燒造成的熱損失Ho2?底灰：Ho2’=6000×Ig×a<kcal/kg>式中：a——灰分<kg/kg>；Ig——底灰中殘留可燃物分量,約等于熱灼減量；6000——底灰中殘留可燃物的熱值<kcal/kg>。?飛灰：式中：d——飛灰量<kg/kg>；Cd——飛灰中可燃物分量；8000——飛灰中殘留可燃物的熱值<kcal/kg>。H<約占總出熱的0.5～2.0%>焚燒灰?guī)ё叩娘@熱Ho3H式中：Cas——焚燒灰的比熱<kcal/kg>,約等于0.3；θas——焚燒灰出口溫度。爐壁散熱損失Ho4單位時間的爐壁熱損失：H式中：he——對流傳熱系數(shù)；θs——爐外壁表面溫度,℃；Ts——爐外壁表面溫度,K；θa——環(huán)境大氣溫度,℃；Ta——環(huán)境大氣溫度,K；F——爐外壁面積,m2ε——爐外壁表面輻射率。H04’=式中：λ——爐壁導熱系數(shù)；θi——爐內(nèi)壁溫度；L——壁厚,m。換成1kg燃料：H式中：M——單位時間的投料量<kg/h>。[例題]若已知空氣比m=2,煙氣平均定壓比熱容為0.333kcal/〔m3℃〔1kcal=4.1868kJ,各種熱損失〔△ H共約145kcal/kg,助燃空氣溫度為20℃,垃圾樣品的元素分析及成分分析資料如下表,試求垃圾的低位發(fā)熱量、廢氣產(chǎn)率及燃燒溫度。元素分析可燃分/%水分/%CHONS16.892.5712.110.550.0434.5449.97解：〔1求低位發(fā)熱量垃圾元素主要的燃燒反應如下：C+O2→CO2+97200〔cal/mol〔8100kcal/kgC+0.5O2→CO+29620〔cal/molC+0.5O2→CO2+67580〔cal/molH2+0.5O2→H2O<f>+68500〔cal/mol〔34000kcal/kgH2+0.5O2→H2O<g>+57750〔cal/molS+O2→SO2+70860〔cal/mol〔2200kcal/kg因此,高位及低位發(fā)熱量亦可表達為：HhHl則：Hh=8100C+34000=1890<kcal/kg>Hl=Hh〔2求廢氣產(chǎn)生率V=10.21燃燒室容積熱負荷式中：QV——燃燒室容積熱負荷,kg/h；Ff——輔助燃料消耗量,kg/h；LHVf——輔助燃料的低位熱值,kJ/kg；Fw——單位時間的廢物焚燒量,kg/h；LHVw——廢物的低位熱值,kJ/kg；A——實際供給每單位輔助燃料與廢物的平均助燃空氣量,kg/kg；Cpa——空氣的平均定壓熱容,kJ/〔kg·℃；ta——空氣的預熱溫度,℃；t0——大氣溫度,℃；V——燃燒室容積,m3。底灰燃盡指數(shù)〔ABI——〔第二冊178頁ABI=P=式中：a——底灰原質(zhì)量,g；b——底灰經(jīng)灼熱燃燒后的質(zhì)量,g。美國多采用ABI,對于運行良好的燃燒系統(tǒng),該值應該達到95%-99%。我國標準則采用熱酌減率P,要求焚燒系統(tǒng)產(chǎn)生的底灰的熱酌減率小于5%。焚燒爐處理能力評價燃燒室熱負荷燃燒室熱負荷：q〔kcal/m3·h〔或kJ/m3·h,指燃燒室單位容積、單位時間燃燒的廢物所產(chǎn)生的熱量<低熱值>。爐排燃燒率爐排燃燒率：指爐排單位面積、單位時間可以焚燒的廢物量。G=式中：A—爐排面積<m2>；H—每天的運行時間<hr/d>；W—廢物焚燒量<kg/d>。例題：根據(jù)熱負荷計算二燃室容積某固體廢物焚燒爐,其煙氣條件為：濕基煙氣量V=8825m3/h<標態(tài)：T=273.16K、P0=101．325kPa,不計漏風>；煙氣溫度T=900℃；煙氣平均定壓熱容Cpg=1.53kJ/<m3·℃>；當?shù)卮髿鈮毫=80.5kPa。若二燃室容積熱負荷q=50×104kJ/m3.h>,計算二燃室容積為：<A>22.3m3<B>23.3m3<C>24.3m3<D>25.3m3標準答案：<C>二燃室容積：V例題：根據(jù)停留時間計算二燃室容積某固體廢物焚燒爐,其煙氣條件為：濕基煙氣量V=8825m3/h<標態(tài)：T=273.16K、P0=101.325kPa,不計漏風>；煙氣溫度T=900℃；煙氣平均定壓熱容Cpg=1.53kJ/<m3·℃>；當?shù)卮髿鈮毫=80.5kPa。若按煙氣在二燃室內(nèi)停留時間t≥2s計算二燃室容積為：<A>16.7m3<B>21.7m3<C>26.5m3<D>30.2m3標準答案：<C>8固體廢物填埋處理技術垃圾衛(wèi)生填埋場年填埋容積——〔第二冊216頁公式年填容積例題填埋場總?cè)萘俊驳诙?16頁公式VV其中：Vt——填埋總?cè)萘?m3Vn——第nN——規(guī)劃填埋場使用年數(shù),a；f——體積減少率,一般指垃圾在填埋場中的降解,一般取0.15-0.25,與垃圾成分有關；W——每日計劃填埋廢物量,kg/d；?——填埋時覆土體積占廢物的比率,0.15-0.25；Ρ——廢物平均密度,在填埋場中壓實后垃圾的密度可達750-950kg/m3。例題[例題一]某城鎮(zhèn)有關資料如下：人口P=6萬人,人均日產(chǎn)垃圾量E=1.2kg/d,如果采用衛(wèi)生填埋方式進行處理,覆蓋土所占體積為垃圾的20%,填埋后垃圾壓實密度D=800kg/m3,平均填埋高度H=8m,填埋場設計使用年限20年,若不考慮垃圾降解沉降的因素,其一年所需的填埋容量〔V及20年所需的有效填埋區(qū)總面積〔不包括輔助系統(tǒng)〔S與下列組數(shù)值最接近？〔A3.29×104m3,8.21×104m2〔B3.94×104m3,9.85×104m2〔C3.61×104m3,9.03×104m2〔D4.27×104m3,1.07×105m2解答：垃圾填埋場年填埋容積可按下式計算：年填容積依題意,即：V=V=60000×1.220即：A=V×20÷H=3.94×104故：〔B正確?！睞錯誤答案,未考慮垃圾覆土體積?！睠誤將覆蓋土所占體積計為10%?！睤誤將覆蓋土所占體積計為30%。填埋場規(guī)?！蕴盥駡隹偯娣e為準——〔第二冊216頁填埋場總面積：A=其中：A——廠址總面積,m2H——廠址最大深度,m。1.05~1.20——修正系數(shù),決定于兩個因素,填埋場地面下的方形度與周邊設施占地大小,因?qū)嶋H用于填埋地面下的容積通常非方形,側(cè)面大都為斜坡度。地表排洪系統(tǒng)計算——〔第二冊224頁截洪溝流量地下水排水管間距——〔第二冊229頁填埋氣體產(chǎn)生量——〔第二冊233頁單位質(zhì)量垃圾的甲烷最高產(chǎn)量計算公式如下：Ci=K×Pi×<1-Mi>×Vi×Ei式中：Ci——單位質(zhì)量垃圾中某種成分所產(chǎn)生的甲烷體積<LCH4/kg濕垃圾>；K——經(jīng)驗常數(shù),單位質(zhì)量的揮發(fā)性固體物質(zhì)標準氣體狀態(tài)下所產(chǎn)生的甲烷體積,其值為526.5<LCH4/kg揮發(fā)性固體物質(zhì)>；Pi——某種有機成分占單位質(zhì)量垃圾的濕重百分比<kg某種成分/kg濕垃圾>；Mi——某種有機成分的含水率<重量%>Vi——某種有機成分的揮發(fā)性固體含量<干重%>；Ei——某種有機成分的揮發(fā)性固體中的可生物降解物質(zhì)的含量<%>。C——單位質(zhì)量垃圾所產(chǎn)生的CH4最高產(chǎn)量<LCH4/kg濕垃圾>經(jīng)驗公式法根據(jù)實驗研究,產(chǎn)氣量可用以下經(jīng)驗公式確定：dG/dt=式中：G——t時間內(nèi)的總產(chǎn)氣量<m3/kg>；K′——產(chǎn)氣速率常數(shù)<a-1>；L——最大可能產(chǎn)氣量<m3/kg>。上式也可表示為：G=L(1式中：K=K′/2.303,如果填埋場的半衰期預計為20年,則G=0.5L,K=0.015/a。式中：V—填埋廢物的理論產(chǎn)氣量,m3；W—廢物質(zhì)量,kg；η—垃圾的含水率<質(zhì)量分數(shù)>,%；CCOD—單位質(zhì)量廢物的COD,kg/kg,廚余含量高的垃圾可取1.2kg/kg；VCOD—單位COD相當?shù)奶盥窭a(chǎn)氣量,m3/kg；η有機物—垃圾中的有機物含量<質(zhì)量分數(shù)>,%<干基>；β有機物—有機廢物中可生物降解部分所占比例；ξ有機物—在填埋場內(nèi)因隨滲濾液等而損失的可溶性有機物所占比例。滲濾液產(chǎn)生量——〔第二冊242頁〔1根據(jù)水量平衡的計算Δt時間內(nèi),流入和流出填埋場的水量為：流入水量流出水量⊿t時間內(nèi),填埋場的水量平衡可以用下式表示：流入水量-流出水量=水分變化量（〔2經(jīng)驗模式-合理式計算模式Q=式中：Q——滲濾液水量<m3/d>；I——降雨量<mm/day>；C——浸出系數(shù)；A——填埋面積<m2>。Q=式中：A1——填埋區(qū)面積<m2>；C1——填埋區(qū)浸出系數(shù)；A2——封場區(qū)面積<m2>；C2——封場區(qū)浸出系數(shù)。例：某垃圾填埋場自1995年運行,2005年關閉,填埋場占地8.15ha,估算封場后的滲濾液產(chǎn)生量？〔年降雨量為2000mm,應急封場C取0.3,正規(guī)封場C取0.1標準答案:應急封場產(chǎn)生量134t/d,正常封場產(chǎn)生量45t/d例：滲濾液中的污染物很復雜,由金屬、硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、BOD、COD及揮發(fā)性有機物、放射性核素等組成,其中很少被土壤吸附、易穿透包氣帶土層直接進入地下含水層的物質(zhì)是：<A>金屬<B>放射性核素<C>硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物<D>BOD、COD及揮發(fā)性有機物標準答案：<C>例：影響填埋場滲濾液產(chǎn)生量的主要因素有哪些：<A>垃圾組成<B>滲濾液收集方式<C>填埋方式<D>降雨量標準答案：<A>、<C>、<D>滲濾液滲漏量——〔第二冊250頁通過破損HDPE襯層滲濾液滲漏量Q:根據(jù)伯努利方程估算：Q=式中：ξ－－滲流系數(shù)；a－－HDPE土工膜上一個圓孔面積,cm2；g－－重力加速度,981cm/s2；H－－膜上滲濾液水頭,cm。例：填埋場粘土防滲層滲漏量的計算某垃圾填埋場庫區(qū)底部擬采用復合襯墊防滲層,膜下防滲保護層黏土厚度110cm,采用的HDPE土工膜厚度為1.6mm,每4047m2一個孔<圓形>,單孔面積為1cm2,防滲襯墊上水頭高度為30cm。若庫區(qū)底部面積為40500m2,計算在未鋪設HDPE土工膜,滲透系數(shù)符合標準最低規(guī)定時,該黏土防滲層的最小滲漏量。<A>51.55m3/d<B>44.5m3/d<C>4.45m3/d<D>0.445m3/d標準答案：<C>例：填埋場HDPE土工膜防滲層滲漏量的計算某垃圾填埋場庫區(qū)底部擬采用復合襯墊防滲層,膜下防滲保護層黏土厚度110cm,采用的HDPE土工膜厚度為1.6mm,每4047m2一個孔<圓形>,單孔面積為1cm2,防滲襯墊上水頭高度為30cm。若滲流系數(shù)取0.6,計算HDPE土工膜的滲漏率[m3/<m2．d>]。<A>3.11×10-4m3/<m2?d> <B>3.1l×l0-3m3/<m2?d> <C>12.58m3/<m2?d> <D>3.597m3/<m2?d>標準答案：<B>[例題]計算一個接納5萬城市居民所排生活垃圾的衛(wèi)生填埋場的容量和面積。已知每人每天產(chǎn)生垃圾2.5kg,且垃圾以5％的年增長率遞增。覆土與垃圾之比為1:4,填埋后廢物的壓實密度為650kg/m3,填埋高度為7.5m,填埋場設計運營20年[解答]垃圾的年填埋體積：Va20年的總填埋容量：V所需的垃圾填埋面積：A[例題]某填埋場總面積為10.0hm2,分四個區(qū)進