固體廢物處理處置實驗(共35張PPT)

固體廢物處理處置實驗□實驗1

危險廢物重金屬含量及浸出毒性測

定

實

驗口實驗2

固體廢物吸水率、抗壓強度和顆粒容重的測定實驗口實驗3

固體廢物厭氧發(fā)酵實驗□

實驗4

固體廢物熱解實驗實驗1

危險廢物重金屬含量及浸出毒性測

定

實

驗一、實驗?zāi)康?、掌握危險廢物中重金屬含量的測定方法2、

掌握危險廢物浸出毒性的測定方法；3、

了解危險廢物浸出毒性對環(huán)境的污染與危害二、

實驗原理危險廢物是指列入《國家危險廢物名錄》或根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的廢物。危險

廢物具有毒性，腐蝕性、易燃性，反應(yīng)性和感染性等一種或幾種危害特性。含有有害物質(zhì)的固體廢物在堆放或處置過程中，遇水浸瀝，使其中的有害物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，污染環(huán)境。漫出實驗是對這一

自

然現(xiàn)象的模擬實驗。當浸出的有害物質(zhì)的量值超為關(guān)法規(guī)提

出的閥值時，則該廢物具有浸出毒性二、

實驗原理浸出是可溶性的組分通過溶解或擴散的方式從固體廢物中進入浸出液的過程。當填埋或堆放的廢物和液體接觸時，固相中的組分就會

溶解到液相中形成浸出液。組分溶解的程度取央于液固相接觸的點位，廢物的特性和接觸的時間。浸出液的組成和它對水質(zhì)的潛在影響是確定該種廢物是否為危險廢物的重要依據(jù)，也是評價這種廢物所適用

的處置技術(shù)的關(guān)鍵因素。三、

實驗設(shè)備與試劑1、加熱裝置；板式電爐及100ml瓷質(zhì)坩堝；2、硝化試劑：濃硝酸、王水、氫氟酸、高氯酸；3、定容裝置：50ml容量瓶或比色Ⅲ;4、浸取容器：2L密封塞廣口聚乙烯瓶；5、浸取裝置：頻率可調(diào)的往復(fù)式水平振蕩機；6、浸取劑：去離子水或同等純度的蒸熔水；7、濾膜：0.45

μm微孔濾膜或中速定量濾紙；8、過濾裝置：加壓過濾裝置、真空過濾裝置或離心分離裝置。四、實驗步驟1、重金屬含量的測定(1)

準確稱取0.1g

試樣，置于瓷坩堝中，用少許水潤濕，

加入0.5ml濃硝酸和王水10ml;(2)將瓷坩堝置于電爐上加熱，反應(yīng)至冷卻，使殘夜不少于1ml;(3)將殘液中再加入5mlHF,

進行低溫加熱近1ml;(4)最后加入5ml高氯酸加熱至1ml;(5)取下瓷坩堝，冷卻，加入去離子水，繼續(xù)煮沸使鹽類溶解，再進行冷卻；(6)將最終殘液移至于50ml容量瓶中，水洗坩堝加入硝酸

至酸度為2%,定容至刻度。用原子吸收火焰分光光度法或

ICP-AES

測試溶液中重金屬Cr、Cd、Cu、Ni、Pb

和Zn

的濃度C0。四、

實驗步驟2、

浸出毒性的測定浸出液的制備方法根據(jù)國家標準GB5036.2-1997

《固體廢物浸出

毒性浸出方法——水平振蕩法》執(zhí)行。(1-將各危險廢物樣品研磨制成5mm

以下粒度的試樣；(2)稱取10g

試樣，置于錐形瓶中，加去離子水100ml,

將瓶口密封；

(3

)將錐形瓶垂直固定于振蕩儀上，調(diào)節(jié)頻率為110+0次min,

在

室溫下振蕩浸取8h

(可根據(jù)需要適當調(diào)整浸取時間),(4)取下錐形瓶，靜置16h,

并于安裝好濾膜的過濾技置上過

濾，收集全部濾出液。用原子吸收火焰分光光度法或[CP-AES

測試溶液中重金屬的濃度C。四、

實驗步驟根據(jù)測定的危險廢物浸出液中重金屬的濃度，計算得出危險廢物的重金屬Cr,Cd、Cu,Ni、Pb

和Zn

的浸出率n浸，詳見下式：式中：M,——

危險廢物中重金屬物質(zhì)的量，

mg/g;M——危險廢物浸出的重金屬物質(zhì)的量，項目CrCdCuNiPbZn空自濃度(mg/L)樣本濃度(mg/L)項目CrCdCuNiPbZn空白濃度(mg/L)樣本濃度(mg/L)五、

數(shù)據(jù)記錄與分析溶液中重金屬濃度測定結(jié)果浸出液中重金屬濃度測定結(jié)果1,測試危險廢物的重金屬浸出毒性有何意義?六、

思考題實

驗

2

固

體

廢

物

吸

水

率

、

抗

壓

強

度

和顆粒

容

重

的

測

定

實

驗一、實驗?zāi)康?、了解固體廢物吸水率、抗壓強度和顆粒容重的基本意義；2、掌握固體廢物吸水率、抗壓強度和顆粒容

狗測定方法和原理。二、

實驗原理■

固體廢物的吸水率是指材料試樣放在蒸餾水中，在規(guī)定的溫度和時間

內(nèi)吸水質(zhì)量和式樣原質(zhì)量之比。吸水率可用來反映材料的顯氣孔率?！豕腆w廢物的密度可以分為體積密度、真密度等。體積密度是指不含游離水材料的質(zhì)量與材料的總體積之比；材料質(zhì)量與材料實體積之比值，則稱為真密度。密度的測定是基于阿基

米德原理。固體廢物的機械強度是指固體廢物抗破碎的阻力。通常用靜載

下測定的抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度和抗彎強度來表示。

抗壓強度是最常用的固體廢物的機械強度表示方法。三

、實驗設(shè)備與試劑1、恒溫干燥箱2、天平3、游標卡尺4、容積密度瓶5、

標準篩1個6、干燥器1個7、研缽1個8、萬能實驗材料測試機1臺9、實驗試劑蒸餾水。四、

實驗步驟1、吸水率的測試：根據(jù)國家標準GB/T17431.1-1993和GB/T17431.2-1993測試燒

成固體廢物樣品的吸水率，具體如下。將固體廢物放在110℃±5℃的烘箱中于燥至恒重后，放在有準膠或其他于燥

劑的干燥器內(nèi)冷卻至室溫。稱量和記錄固體廢物的干燥質(zhì)量

mo,

精確至0.01g。

然后將樣品放入成水的容器中，加有顆

粒飄浮在水面上，必須設(shè)法將其壓入水中。樣品浸水地后

將樣品倒入5.00mm

的篩子中，濾水1～2mih,然后倒在擰干

的濕毛巾上，用手抓住毛巾兩端，使其成槽彩，讓固體廢物

在毛巾上往返滾動4次后，將固體廢物取出稱重，質(zhì)量為m式中：

W——

固體廢物的1h吸水率(%),計算精確到0-0%;mo——烘干實驗的重量

(g);m——

浸水后試樣的重量

(g)四、

實驗步驟固體廢物的1h吸水率W

的按以下公式計算2、

抗壓強度的測試：按

照

國

家

標

準GB/T4740-1999

在

WE-50

型液壓式萬能試驗機上側(cè)試烷成固體廢物樣品的抗壓強度。具體步驟如下；①

將樣品制成直徑20mm士

2mm、高

2

0mm士

2mm

的試樣；②將試樣置于溫度為110℃的烘箱中，烘干2h,

然后放入干燥器，冷卻車室溫；③測量并記錄每塊試樣的直徑和高度，精確至0.1mm;④將試樣放入試驗機壓板中心，并在試樣兩受壓面襯墊1

的草紙位⑤

選擇適當?shù)牧砍蹋?×102N/s

的速度均勻地設(shè)直至試樣

時為準),記錄試驗機指示的最大載荷。四、實驗步驟火測力指針倒轉(zhuǎn)式中：ce——抗壓強度

(MPa)

精確至0.01MPa;P——

試樣受壓破碎的最大載荷

(N)

D——試樣直徑

(mm)。四、實驗步驟樣品抗壓強度極限按下式計算；四

、

實

驗

步

驟3、顆粒容重測試：按照GB2342-31測試燒成固體廢物樣品的顆粒容重。取適

量樣品，放入量簡中浸水Ih,

然后取出(可采用測完h

吸水率

的試樣進行測定),稱重m。

將試樣倒入100mL

的量簡里，在

注入50mL清水。如有試樣漂浮水上，可用已知體積

(V

1)

的

圓形金屬板壓入水中，讀出量筒的水位

(V)。

固體廢物的顆

粒容重計算公式如下：式中：m——固體廢物顆粒容重

(kg/m3)',計算精確至10-kg/m;m——試樣重量

(g);V?—

圓形金屬板的體積

(mL);V——倒入試樣和放入壓板后量筒的水位

(mL)五、

數(shù)據(jù)分析根據(jù)上面計算公式計算固體廢物的吸水率、抗壓強度和顆粒容重。吸水率抗壓強度顆粒容重六、思考題1、固體廢物的性質(zhì)對破碎處理有何影響?2、固體廢物的哪些結(jié)構(gòu)特征對其抗壓強度產(chǎn)生影響?3、固體廢物的吸水率、抗壓強度和顆粒容重，三者之間

有何種聯(lián)系?實驗3

固

體

廢

物

厭

氧

發(fā)

酵

實

驗一、實驗?zāi)康?、掌握有機垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的過程和機理，2、

了解厭氧發(fā)酵的操作特點以及主要控制系件二、

實驗原理■

厭氧發(fā)酵是指在厭氧狀態(tài)下利用厭氧微生物使固體廢物中的有機物轉(zhuǎn)化為CH,

和CO?

的過程，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生以CH,

為主要成分的沼參與厭氧分解的微生物可以分為兩類，

一類是由一個十分復(fù)雜的混合

發(fā)酵細菌群將復(fù)雜的有機物水解，并進一步分解為以有機酸為主的簡

單產(chǎn)物，通常稱為水解菌。第二階段的微生物為絕對厭氧細菌，其功

能是將有機酸轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?，被稱之為產(chǎn)甲烷菌。厭氧發(fā)酵一般可以分為三個階段，即水解階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段，每一階段各有其獨特的微生物類群起作用。[揮發(fā)酚產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌

醇類產(chǎn)甲烷細菌中性化合物H?

,CO?

等液化階段-

產(chǎn)酸階段一

→

|-----

—

-產(chǎn)甲烷階段一二、

實驗原理碳水化合物有機質(zhì)；蛋白質(zhì)脂肪CH4,H?,N?,CO?,CO,H?S

等糖類氨基酸脂肪酸甘油發(fā)酵性細菌二、

實驗原理液化階段發(fā)酵細菌利用胞外酶對有機物進行體外酶解，是固體物質(zhì)變

成可溶于水的物質(zhì)，然后，細菌再吸收可溶于水的物質(zhì)，并將

其分解為不同產(chǎn)物。高分子有機物的水解速率很低，它取央于

物料的性質(zhì)、微生物的濃度，以及溫度、

pH等環(huán)境條件。纖維

素、淀粉等水解成單糖類，蛋白質(zhì)水解成氨基酸，再經(jīng)脫氨基

作用形成有機酸和氨，脂肪水解后形成甘油和脂肪酸。產(chǎn)酸階段水解階段產(chǎn)生的簡單的可溶性有機物在產(chǎn)氫和產(chǎn)酸細菌的作用下，進一步分解成揮發(fā)性脂肪酸、醇、酮、醛60和H

等二、

實驗原理□

產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌將第二階段的產(chǎn)物進一步降解成CH4

和CO2,

同時利用產(chǎn)

酸階段所產(chǎn)生的H2

將部分CO2

再轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4,

產(chǎn)甲烷階段的生化反

應(yīng)相當復(fù)雜，其中72%的CH4

來自乙酸，主要反應(yīng)有：CH?COOH→CH?T+CQ

個4H?+CQ→CH?T+2H?O4HCOOH→CHT+3CQT+2H?O4CH,OH→3CH?T+CQT+2H?O4(CH?)?N+2H?O→9CH?

個+3CQ個+4N

個

4CO++2H?O→CH,T+3CO

個三、

實驗設(shè)備與試劑1、實驗裝置：厭氧發(fā)酵反應(yīng)器；2、發(fā)酵原料：生活垃圾；3

、

接種：

可采用活性污泥接種，取就近的污水處理廠污泥間的脫

水剩樂活性污泥，在培養(yǎng)過程中可以不添加其他培養(yǎng)物；4、

分析方法：(1)TS和VS的檢測采用重量法；(2)TCOD

和SCOD的檢測采用K?Cr?O,氧化法，(3)pH

值使用精密pH計測定；(4)甲烷和二氧化碳濃度可采用9000D型便攜式紅外線分析系統(tǒng)(5)TN

采用日本SHIMADZU公司TOC-V

CPN型TQC/TN分近

儀(6)揮發(fā)性脂肪酸，以乙酸計，滴定法。四、

實驗步驟1、污泥訓(xùn)話；將脫水污泥加水過篩以除去雜質(zhì)，然后放入恒溫室內(nèi)厭氧馴化一天2、

按實驗要求配置好有機垃圾的樣品放置于備料池中備用。3、將培養(yǎng)好的接種污泥設(shè)入反應(yīng)器，采用有機垃圾和污泥vs之比為1:1的混合物

料。用CO,

和N?

的混合氣通入反應(yīng)器底部2～3min,

以吹脫瓶中剩余的空氣。

立即將反應(yīng)器密封，將系統(tǒng)置于恒盤中進行培養(yǎng)。恒溫系統(tǒng)溫度升至35℃時，測定即正式開始。4、記錄每日產(chǎn)氣量以及相關(guān)參數(shù)，直到底物的VFA的80%已被利用。5、為了消除污泥自身消化產(chǎn)生甲烷氣體的影響、需作空白實驗，空自實

驗是以去離子水代替有機垃圾，其他操作與活性測定實驗相同。6、分別設(shè)置不同的反應(yīng)溫度，以及不同的有機址圾與活性污泥的配比參考不

同溫度對厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的影響。序號有機負荷(m/s)日產(chǎn)氣量(mL)甲烷含量(g)pH五、

原始數(shù)據(jù)記錄表有機垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷實驗記錄六、思考題1、分析厭氧發(fā)酵的三階段理論和兩階段理論的異同點。2、兵氧發(fā)酵裝置有哪些類型?試比較它們的優(yōu)缺點。3、影響厭氧發(fā)酵的因素有哪些?實驗4

固體廢物熱解實驗一、實驗?zāi)康?、子解熱解的概念，2、熟悉污泥熱解過程的控制參數(shù)。二、

實驗原理熱解是一種傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，將