《固體廢物處理與處置》教(學(xué))案

.《固體廢物處理與處置》教案l程本科專業(yè)...固體廢物的來(lái)第一章緒論第二章固體廢物的收集、貯存及清運(yùn)第三章固體廢物的預(yù)處理本章要求了解固體廢物的預(yù)處理(壓實(shí)、破碎、分選、固體廢物的脫水)的第四章固體廢物的物化處理第五章固體廢物的生物處理本章要求掌握好氧堆肥的原理、工藝、設(shè)備及評(píng)價(jià)指標(biāo)；厭氧消化(沼氣)。第六章固體廢物的熱處理及設(shè)備；固體廢第七章固體廢物的資源化與綜合利用第八章固體廢物的填埋處置第九章危險(xiǎn)廢物及放射性固體廢物的管理..教學(xué)目標(biāo):體廢物污染技術(shù)政策指在生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失了原有利用價(jià)值等處理方式，其化..放射性廢物；按其危害程度可分為(一)工業(yè)固體廢物固體廢物4.石油工業(yè)固體廢物5.糧6.其他(二)礦業(yè)固體廢物(三)城市固體廢物物4.糞便(四)農(nóng)業(yè)固體廢物(五)放射性固體廢物機(jī)構(gòu)，醫(yī)療單位，放射(六)有害固體廢物(一)侵占土地(參見國(guó)家環(huán)?？偩志W(wǎng)頁(yè))(二)污染土壤(三)污染水體(四)污染大氣(五)影響環(huán)境衛(wèi)生(一)改革生產(chǎn)工藝...(二)發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝(三)進(jìn)行綜合利用§3控制固體廢物污染技術(shù)政策(無(wú)害化、資源化、減量化)術(shù)政策，并確定今教學(xué)目標(biāo):置運(yùn)除；第三階段為轉(zhuǎn)運(yùn)，特指垃起運(yùn)往中轉(zhuǎn)站或處理.. (1)集裝時(shí)間(P)對(duì)常規(guī)法，每次行程集裝時(shí)間包括容器點(diǎn)之間行駛時(shí)間，hcs滿容器裝車時(shí)間，及卸空容器放回原處時(shí)間三部分。用公式表示為：P=t+t+thcspcucdbc式中P為每次行程集裝時(shí)間，h/次；t為滿容器裝車時(shí)間，h/次；t為空容器hcspcuc放回原處時(shí)間，h/次；t為容器間行駛時(shí)間，h/次。dbc如果容器行駛時(shí)間已知，可用下面運(yùn)輸時(shí)間公式估算。Sh因此，一次收集清運(yùn)操作行程所需時(shí)間(T)可用下式表示：hcsT=(P+S+h)/(1-ω)hcshcs也可以用下式表示：T=(P+S+a+bx)/(1-ω)hcshcs當(dāng)求出T后，則每日每輛收集車的行程次數(shù)用下式求出：hcsN＝H/Tdhcs式中，N為每天行程次數(shù)，次／d；H為每天工作時(shí)數(shù)，h／d；其余符號(hào)同前。d..ww式中，N為每周收集次數(shù)，即行程數(shù)，次／周(若計(jì)算值帶小數(shù)時(shí)，需進(jìn)值到整w數(shù)值)；V為每周清運(yùn)垃圾產(chǎn)量，m3/周；f為容器平均容量，m3/次；f為容器平均w充填系數(shù)。由此，每周所需作業(yè)時(shí)間D(d／周)為：wwwhcs周需出動(dòng)清運(yùn)多少次?累計(jì)工12h／次，容器裝車時(shí)間為0.033h解：按公式P=t+t+t＝(0.033＋0.033＋0)h/次＝0.066h/次hcspcucdbc清運(yùn)一次所需時(shí)間，按公式T=(P+S+h)/(1-ω)＝hcshcs[(0.066+0.512+0.022)/(1-0.25)]h/次=0.80h/次清運(yùn)車每日進(jìn)行的集運(yùn)次數(shù)，按公式N＝H/T=(8/0.8)次/d=10次/ddhcs根據(jù)清運(yùn)車的集裝能力和垃圾量，按公式N＝V/(cf)＝[280/(8×0.67)]次/周＝ww53次/周每周所需要的工作時(shí)間為：D＝NT＝(53×0.8)h/周＝42.4h/周wwhcs(二)固定容器收集操作法T＝(P＋S＋a＋bx)/(1－ω)scsscs...式中，T為固定容器收集法每一行程時(shí)間，h/次；P為每次行程集裝時(shí)間，h/scs次；其余符號(hào)同前。scsP＝c(t)+(N-1)(t)scstucpdbc式中，c為每次行程倒空的容器數(shù)，個(gè)/次；t為卸空一個(gè)容器的平均時(shí)間，h/tucp行程經(jīng)歷的集裝點(diǎn)數(shù)；t為每一行程各集裝點(diǎn)之間平均行駛時(shí)間。如果集裝點(diǎn)dbc平均行駛時(shí)間habx往返運(yùn)輸距離x(kmt式中，V為收集車容積，m3/次；r為收集車壓縮比；其余符號(hào)同前。ww式中，N為每周行程次數(shù)，次／周；其余符號(hào)同前。w由此每周需要的收集時(shí)間為：D=[NP+t(S+a+bx)]/[(1-ω)H]若單位是h/周，則不用除以H。wwscsw式中，D為每周收集時(shí)間，d／周；t為N值進(jìn)到大整數(shù)值；其余符號(hào)同前。w2.人工裝車wwscsdN=60Pn／trscsp式中，n為收集工人數(shù)，人；t為每個(gè)集裝點(diǎn)需要的集裝時(shí)間，人·min／點(diǎn)；其p余符號(hào)同前。每次行程的集裝點(diǎn)數(shù)確定后，即可用下式估算收集車的合適車型尺寸(載重量)V＝VN/r點(diǎn)數(shù)×量/壓縮比pp式中，V為每一集裝點(diǎn)收集的垃圾平均量，m3／次；其余符號(hào)同前。每周的行程p數(shù)，即收集次數(shù)：wpp式中，T為集裝點(diǎn)總數(shù)，點(diǎn)；F為每周容器收集頻率，次／周；其余符號(hào)同前。p例某住宅區(qū)共有1000戶居民，由2個(gè)工人負(fù)責(zé)清運(yùn)該區(qū)垃圾。試按固定式清運(yùn)每天工作8小時(shí)，每次行程2次；卸車時(shí)間0.10h/次；運(yùn)輸時(shí)間0.29h/次；每個(gè)集解按公式N＝H/T反求集裝時(shí)間：dhcsH=N(P+S+h)/(1-ω)dscs...scsd3.01h/次pscsp每集裝點(diǎn)每周的垃圾量換成體積數(shù)為：V＝(1.2×3.5×7/120)m3/次＝0.285m3/次p清運(yùn)車的容積應(yīng)大于：mpp每星期需要進(jìn)行的行程數(shù)：wpp每個(gè)工人每周需要的工作時(shí)間參照式D=[NP+t(S+a+bx)]/[(1-ω)H]：wwscswwwscsw2.45d二.收集路線設(shè)計(jì)個(gè)垃圾集裝點(diǎn)的位置、容器數(shù)、收集次數(shù)各集裝點(diǎn)垃圾量；②資料分析，將資料數(shù)實(shí)例[P31-35]日8小時(shí)中必須完成收教學(xué)目標(biāo):..A.三向聯(lián)合式壓實(shí)器B.回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器A.高層住宅垃圾壓實(shí)器B.城市垃圾壓實(shí)器教學(xué)目標(biāo):理 (1)用廢物破碎前的最大粒度(D)與破碎后的最大粒度(d)的比值來(lái)確定破碎比(i)。maxmaxDi=maxd (2)用廢物破碎前的平均粒度(D)與破碎后的平均粒度(d)的比值來(lái)確定破碎比(i)。cpcpDi=cpd.篩分破碎工藝、帶預(yù)先機(jī)、輥式破碎機(jī)和球教學(xué)目標(biāo):4.了解電力分選工藝系統(tǒng)，彈性以選，00(1)固體廢物性質(zhì)的影響“易篩?！?粒度小于篩孔3/4)“難篩?！?.(2)設(shè)備性能的影響(3).篩分操作條件的影響(1)固定篩：(2)滾筒篩(轉(zhuǎn)筒篩)：(3)慣性振動(dòng)篩：(4)共振篩EBD重力FE=ps.Vg.gsgs幾V=d3g6FE向上)。DEBDF=F+FEBD6s424(pp).g.dV=sC是與顆粒的尺寸及運(yùn)動(dòng)狀況有關(guān)，通常用雷諾數(shù)R來(lái)表述。DeR==eu..RDed2g(pp)V=s重力分選的介質(zhì)有空氣、水、重液(密度大于水的液體)、重懸浮液。。CLWLCW統(tǒng)宜，基本上是單體解。...教學(xué)目標(biāo):分的存在形式及其分離性能水常用設(shè)備和原理方法縮污泥含水率很高，一般有96％~99％，主要有間隙水(占污泥水分總量的70％)、毛細(xì)結(jié)合水(占20％)、表面吸附水、部結(jié)合水等。污泥濃縮的目的就..(淘洗調(diào)機(jī)顆污泥脫水過(guò)濾分成濾流動(dòng)阻(三)過(guò)濾脫水設(shè)備。...物的物化處理教學(xué)目標(biāo):設(shè)備，增大分選界面，提高氣泡教學(xué)目標(biāo):的主要因素...1)對(duì)目的組分選擇性好；2)浸出率高，速率快；3)成本低，容易制取，便1)外擴(kuò)散：2)化學(xué)反應(yīng)：3)解吸：4)反擴(kuò)散(區(qū)別于外擴(kuò)散)：二、浸物理溶解過(guò)程:六浸出設(shè)備(多媒體演示)教學(xué)目標(biāo):固化固化體應(yīng)具凍融性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度等，最好...物質(zhì)的浸出速aAR=r0in(FM)tina—浸出時(shí)間浸出的有害物質(zhì)的量，mg，rA—樣品中含有的有害物質(zhì)的量，mg，0F—樣品暴露表面積，cm2，積的比值，即Vc=2iV1i2V—固化前有害廢物的體積，m3。1增容比是評(píng)價(jià)固化處理方法和衡量最終成本的一項(xiàng)重要指標(biāo)。石灰(1)硅酸三鈣的水合反應(yīng)：(2)硅酸二鈣的水合反應(yīng)：H(3)鋁酸三鈣的水合反應(yīng)：2(4)鋁酸四鈣的水合反應(yīng)：...水分4塑料固化配料比混合后．在高溫(900~1200℃)下熔融，經(jīng)退火后即可轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的玻璃固化體。...(二)石灰固化法的應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn)硫酸鈣1(CaSOHO)狀態(tài)，然后與特制的添加劑和填料混合成稀漿，經(jīng)凝結(jié)硬化形422硫酸，硝酸、鹽酸和磷酸)。教學(xué)目標(biāo):(一)生物轉(zhuǎn)換理論基礎(chǔ)。..(一)堆肥化概念(二)好氧法堆肥原理不含氮有機(jī)物(CHO)的氧化xyzCHO+CHO+(x+yz)OxCO+yHO+能量xyz222222含氮有機(jī)物(CHNO·aHO)的氧化stuv22.細(xì)胞質(zhì)的合成(包括有機(jī)物的氧化，并以NH作氮源)3n(CHO)+NH+(nx+nynz5x)OCHNO(細(xì)胞質(zhì))+(nx5)CO+1(ny4)HO+能量xyf3422572222CHNO(細(xì)胞質(zhì))+5O5CO+2HO+NH+能量5722223...亦可稱一次發(fā)酵、一級(jí)發(fā)酵脫臭6.貯存CHNO+0.5(nz+2s+rd)OnCHNO+sCO+rHO+(cny)NHabcd2wxyz223abcdwxyx例題：用一種成分為CHNO的堆肥物料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的好氧堆肥化試驗(yàn)。315026試驗(yàn)結(jié)果，每1000kg堆料在完成堆肥化后僅剩下200kg，測(cè)定產(chǎn)品成分為CHNO，lll44試求每1000kg物料的化學(xué)計(jì)算理論需氧量。解(1)計(jì)算出堆肥物料CHNO千摩爾質(zhì)量為852kg，則參加過(guò)程的有機(jī)物摩爾315026數(shù)=(1000/852)kmol=1.173kmol；(2)堆肥產(chǎn)品CHNO的千摩爾質(zhì)量為224kg，可算出每摩爾參加過(guò)程的殘余l(xiāng)ll44有機(jī)物摩爾數(shù)即n=200/(1.173×224)=0.76；出r=0.5[50-0.76×14-3(1-0.76×1)]=19.32S6×11=22.64W=[0.5(0.76×4+2×22.64+19.32-26)×1.173×32]kg=781.5kg充分的好氧條件。主發(fā)酵強(qiáng)制通風(fēng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：靜態(tài)堆肥取0.05~b方法與控制WWmcbm..WWW節(jié)劑含水率。mcb3.有機(jī)物的含量4.碳氮比5.溫度6.pH7.碳磷比(C/P)在產(chǎn)甲烷階段，甲烷菌利用H/CO醋酸以及甲醇、甲酸、甲胺等C類化合物221為基質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化成甲烷。其中，H/CO和醋酸是主要基質(zhì)。一般認(rèn)為，甲烷的22形成主要來(lái)自H還原CO和醋酸的分解。根據(jù)對(duì)中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成甲烷的過(guò)程所作的22研究發(fā)現(xiàn)醋酸是厭氧發(fā)酵中最重要的中間產(chǎn)物。二.發(fā)酵原料酵廚料中碳水化合的產(chǎn)量(E)；E7A+0.49B+1.04C...D=0.37A+0.49B+0.36C教合物，蛋白質(zhì)和脂MM=2100%1TSW—發(fā)酵原料樣品重量，1W—樣品在105土2℃條件下烘干衡重量，2W—發(fā)酵原料重量，W—發(fā)酵原料所含總固體量。TS (四)原料的碳氮比厭氧發(fā)酵原料的適宜碳氮比為20：1~30：1，碳氮比達(dá)到35：1時(shí)，產(chǎn)氣量CX+CX+…+CXCXK==NXiiTSX－各種原料(包括水)的重量；M－各種原料總固體的百分含量。..VV=f(3R2+f2)=f2(r2)般在85~95％之間為宜。(1)(1)預(yù)計(jì)池容產(chǎn)氣率1貯氣量＝池容產(chǎn)氣率池容(2)2(3)計(jì)算圓筒形發(fā)酵間容積：圓筒形發(fā)酵間由池蓋、池身、池底組成(如圖所示)。三部分的容積計(jì)算公式如下：V=f(3R2+f2)=f2(rf1)611113f26222233123f、f－分別為池蓋矢高、池底矢高；12..r－池蓋曲率半徑，它與其他尺寸的關(guān)系為：1r=(R2+f2)12f112r=r=(R2+f2)22f22種因素，一般認(rèn)為，當(dāng)池蓋矢跨比f(wàn)1=1，池底矢跨比f(wàn)2=1和池身高H=DD5D82.5如圖所示。其中死氣箱拱的矢高(f)可按下式計(jì)算。死f＝h+h+h死123式中：h－池蓋拱頂點(diǎn)到活動(dòng)蓋下緣平面的距離(計(jì)算過(guò)程略去)，對(duì)65cm直徑的1活動(dòng)蓋，該值在10~15cm之間；h－導(dǎo)氣管下露出長(zhǎng)度，取3~5cm；2h一導(dǎo)氣管下口到O—O液面距離，一般取20--30cm。3②計(jì)算死氣箱客積(V)死V=f2(r+f死)死死13死死1③求投料率：根據(jù)死氣箱容積，可計(jì)算出沼氣池投料率，公式是：...式中V、V－分別為沼氣池容積和死氣箱容積m3。死④計(jì)算最大貯氣量(V)貯1V＝池容池容產(chǎn)氣率貯2V氣V＝V+V氣死貯式中：V、V、V－分別為沼氣池氣箱總?cè)莘e。死氣箱容積和有效氣箱容積(最氣死貯大貯氣量)。1161VfR池體徑。11⑦計(jì)算發(fā)酵間最低液面位A－A氣1此時(shí)，要確定進(jìn)、出料管的安裝位置，應(yīng)按下式先算出氣箱在圓筒形池身部分的容積(V)：筒V＝V－V筒氣1筒筒V因此h＝筒筒R—圓筒形池身半徑。A－A液面位在池蓋與池身交接平面以下h的位置上。這個(gè)位置也就是進(jìn)出料筒管的安裝位置。(2)水壓間的高度(ΔH)：此高度應(yīng)等于發(fā)酵間最大液位下降值(H)與水壓間1液面最大上升值(H)之和，即ΔH＝H+H212(3)水壓間容積：此容積等于池最大貯氣量。...廢物的熱處理教學(xué)目標(biāo):城市生活垃圾焚燒流程六)毒kg硫、灰分以及(1)體積基準(zhǔn)0.218(2)質(zhì)量基準(zhǔn)3100 (二)焚燒煙氣量及其組成1.煙氣產(chǎn)生量..G(m3/kg)=0.79A+1.867C+0.7S+0.631Cl+0.8N+11.2H'+1.244W00或G(kg/kg)=0.77A+3.67C+2S+1.03Cl+N+9H'+W00式中H'=H-Cl/35.5G'(m3/kg)=0.79A+1.867C+0.7S+0.631Cl+0.8N00或G'(kg/kg)=0.79A+3.67C+2S+1.03Cl+N00將實(shí)際焚燒煙氣量的潮濕氣體和干燥氣體分別以G和G'來(lái)表示，其相互關(guān)系00G'=G'+(m-1)A02.煙氣組成00VFHFH+F[H+AC(tt)]Q=ff1WW1paa0VVff1w位時(shí)間的廢物焚燒量，kg/h；H為廢物的低位發(fā)熱量，kJ/kg；A為實(shí)際供給每單w1位輔助燃料與廢物的平均助燃空氣量，kg/kg；C為空氣的平均定壓熱容，..pa..a0m3。m(1)美國(guó)的方法Tillman等人根據(jù)美國(guó)焚燒廠數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出大型垃圾焚tHWt5)－177gha式中，H為高位發(fā)熱量，kJ/kg；α為等值比；W為垃圾的含水率，％；t為助燃ha空氣預(yù)熱溫度，℃。(2)日本的方法日本田賀根據(jù)熱平衡提出下式確定理論燃燒溫度。t(℃)=g10.847a(1一W100)+0.491W100t(℃)=1at(℃)=1a(七)有關(guān)停留時(shí)間的計(jì)算在時(shí)間從0→t，濃度從C→C變化圍積分則上式變?yōu)椋篈0AAA0A0At－反應(yīng)時(shí)間，s；k是溫度的函數(shù)。它們的關(guān)系可用Ar-rhenius方程系統(tǒng)(8)灰渣收集及處理系統(tǒng)...助燃油②刮板式輸送帶③鏈條式輸送帶④空氣式輸送..322422其中CaSO·2HO可以回收再利用。42(二)干式洗氣法2xHCl+ySO+(x+y)CaO→CaCl+yCaSO+xHO2232yCaSO+y/2O→yCaSO324或xHCl+ySO+(x+2y)NaHCO→xNaCl+yNaSO+(x+2y)CO+(x+y)HO232322(1)石灰粉與SO及HCl進(jìn)行中和反應(yīng)：2CaO+SO→CaSO23CaO+2HCl→CaCl＋HO22(2)SO可以減少HgCl轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的Hg：22SO+2HgCl+HO→SO+HgC1+2HCl222322HgC1→HgCl+Hg↑222(3)活性炭吸附現(xiàn)象將形成硫酸，而硫酸與氣態(tài)汞可反應(yīng)因此當(dāng)石灰粉末去除SO時(shí)，會(huì)影響Hg的吸附，故須加入一些含硫的物質(zhì)(如2NaS)。2CaO+HO→Ca(OH)22Ca(OH)+SO→CaSO+HO2232Ca(OH)+2HCl→CaCl+2HO222或SO+CaO+1/2HO→CaSO·1/2HO2232(四)酸性氣體控制技術(shù)比較...體廢物＋熱量→H、CH、CO、CO)氣體＋(有機(jī)酸、芳烴、焦油)有機(jī)242液體＋炭黑＋爐渣610526824268三、熱解工藝及設(shè)備(參照課本P174-197，結(jié)合多媒體教學(xué))合利用教學(xué)目標(biāo):(1)化學(xué)組成粉煤灰的化學(xué)組成類似粘土的化學(xué)組成，主要包括SiO(40~60％)、AlO223 (15~35％)、FeO(2~15％)、CaO(1~10％)和未燃盡炭以及有害元素和23微量元素。成分受煤的產(chǎn)地、煤種、燃燒方式和燃燒程度等影響。(2)礦物組成無(wú)定形相：主要為玻璃體50~80％和未燃盡炭粒。(3)粉煤灰的顆粒組成.