1、實驗二生活垃圾的特性分析一、實驗?zāi)康纳罾鴣碜猿鞘猩畹母鱾€方面,涉及面非常廣泛,性質(zhì)很不穩(wěn)定。由于各地氣候、季 節(jié)、生活水平、生活習(xí)慣、能源結(jié)構(gòu)及垃圾收集方式的差異,造成城市生活垃圾成分和產(chǎn)量更 加多種多樣,而且變化幅度也很大。為了有效地進行生活垃圾的技術(shù)管理,必須掌握好生活垃 圾的特性,在此基礎(chǔ)上選擇適合的處理方法。本實驗的目的在于:(1 了解表征生活垃圾特性的指標(biāo)參數(shù);(2掌握生活垃圾特性的分析方法。二、實驗原理城市生活垃圾的性質(zhì)主要包括物理、化學(xué)、生物化學(xué)及感官性能。感官性能是指垃圾的顏色、臭味、新鮮或者腐敗的程度等,往往可通過感官直接判斷。城 市垃圾的物理性質(zhì)與城市垃圾的組成密切相

2、關(guān),組成不同,物理性質(zhì)也不同。一般用組分、含 水率和容重三個物理量來表示城市垃圾的物理性質(zhì)。城市垃圾的化學(xué)性質(zhì)對選擇加工處理和回 收利用工藝十分重要,表示城市垃圾化學(xué)性質(zhì)的特征參數(shù)有揮發(fā)分、灰分、灰分熔點、元素組 成、固定碳及發(fā)熱值。三、實驗器材0. 5t小型手推貨車;100kg磅秤;鐵鍬;竹夾;橡皮手套;剪刀;小鐵錘;馬弗爐;標(biāo)準(zhǔn) 篩;坩堝;容積100L的硬質(zhì)塑料圓桶;干燥箱;錐形瓶等。四、實驗步驟和方法1.組成垃圾組成的分析步驟如下:(1取垃圾試樣2550kg,按照表2-1的分類進行粗分揀。表2-1生活垃圾分揀有機物無機物可回收物動物植物灰土磚瓦陶瓷紙類塑料橡膠紡織物玻璃金屬木竹其他混合(

3、2將粗分揀后的剩余物過10m m篩,篩上物細分揀各成分,篩下物按其主要成分分類,無法分類的為混合類。(3分類稱量計算各成分組成。M,C i(S=X100%(2-1C;(干=C,(濕(2-2式中G (濕-濕基某成分含量,少M i -某成分質(zhì)量,kg;M _樣品總質(zhì)量,kg;-干基某成分含量,>C k 水-某成分含水率,%;C (水-樣品含水率,%。2.含水率垃圾含水率的分析步驟如下:(1將各垃圾成分試樣破碎至粒徑小于15m m 后,置入干燥箱中,在(105±5°C 條件下 烘48h ,取下冷卻后稱量。(2重復(fù)烘12h ,再稱量,直至質(zhì)量恒定。(3計算含水率C,=丄Emc

4、 (水=式中M j(濕-每次某成分濕重,g;My(干每次某成分干重,g;n -各成分?jǐn)?shù);m -測定次數(shù);其余符號意義同前。3.容重_垃圾容重的分析步驟為:將采取的垃圾試樣不加處理裝滿有效高度l m 、容積100L 的硬質(zhì)塑料圓桶內(nèi),稍加振動但不壓實,稱取并記錄質(zhì)量,重復(fù)24次后,結(jié)果按下式計算:竹竺丹1000 y 每次稱量質(zhì)量(kg q垃圾合量(k g /m -稱量次數(shù)X 樣品體積(L(2'54.灰分和可燃物含量垃圾灰分是指垃圾試樣在815°C下灼燒而產(chǎn)生的灰渣量。在815°C下,垃圾試樣中的有機物質(zhì)均 被氧化,金屬也成為氧化物,這樣損失的質(zhì)量也就是垃圾試樣中的可燃

5、物質(zhì)量。其分析步驟如下。(1稱取并記錄一系列坩堝質(zhì)量。 .(2將粉碎后的各垃圾成分樣品按物理組成的比例充分混合后,在每個坩堝中加人適當(dāng)?shù)牧?稱取并記錄質(zhì)量。(3將盛放有試樣的坩堝放人到馬弗爐(或燃燒爐,在(815±10°C 下灼燒l h ,然后取 下冷卻。(4分別稱量并計算含灰量,最后結(jié)果取平均值。A = X 100%(2-6式中A 垃圾試樣的含灰量,%;R 在815°C下灼燒后坩堝和試樣質(zhì)量,kg;S 灼燒前坩堝和試樣質(zhì)量;C 坩堝的質(zhì)量。(5垃圾的可燃物質(zhì)量= 100A 。Mj(濕M j (干濕n水X G(濕X 100%(2-3(2-45.粒度垃圾粒度分析步驟

6、為:(1將一系列不同篩目的篩子分別稱量并記錄后,按篩目規(guī)格序列由小到大排放;(2稱取并記錄需篩分的試樣質(zhì)量;(3在最上面的篩子上放入需篩分的試樣后,連續(xù)搖動15min;(4將每個帶有試樣的篩子稱量后,計算各個篩子上的微粒分?jǐn)?shù)。微粒分?jǐn)?shù)土(微粒質(zhì)量篩樣質(zhì)篩子質(zhì)量X100%(2-76.熱值垃圾的熱值分為高位熱值和低位熱值。所謂高位熱值,是指包括產(chǎn)生水蒸氣的能量在內(nèi)的 燃燒熱量;所謂低位熱值則是比高位熱值低的可用熱量。其分析步驟為:(1將垃圾試樣粉碎至粒徑小于0.5m m的微粒;(2在(105±5°C下烘干至質(zhì)量恒定;(3用氧彈式熱量計測定高位熱值(具體見本書實驗三(4用公式計算

7、混合試樣的高位熱值和低位熱值(kj/kg。n混合樣高位熱值(干基=2(i成分高位熱值X i成分質(zhì)量百分比(2-8/= !混合樣高位熱值(濕基=混合樣高位熱值(干基X(1 一含水率(2-9混合樣低位熱值(濕基=混合樣高位熱值(濕基-24. 4含水率+9H(干X(1 一含水率(2-10式中24.4水的汽化熱常數(shù),kj/kg;H(干干基氫元素含量,%,見表2-2。表2-2生活垃圾各成分的干基高位熱值和干基氫元素含量城市生活垃圾成分干基高位熱值/(kj/kg干基氫元素含量/%城市生活垃圾成分干基高位熱值/(kj/kg干基氫元素含量/%塑料325707. 2灰土、陶瓷6980 3. 0橡膠2326010

8、. 0廚房有機物4650 6. 4木、竹18610 6.0鐵金屬700紡織物17450 6. 6玻璃140紙類16600 6. 07.淀粉的測定垃圾在堆肥處理過程中,需借助淀粉量分析來鑒定堆肥的腐熟程度。這一分析化驗的基礎(chǔ) 是在堆肥過程中形成了淀粉碘化絡(luò)合物。這種絡(luò)合物顏色的變化取決于堆肥的降解度,當(dāng)堆肥 降解尚未結(jié)束時,呈藍色,降解結(jié)束時即呈黃色。堆肥顏色的變化過程是深藍_淺藍-灰-綠-黃。這種試樣分析實驗的步驟是:(1將l g堆肥置于lOOmL燒杯中,滴入幾滴酒精使其濕潤,再加20mL36%的高氯酸。(2用紋網(wǎng)濾紙(90號紙過濾。(3加入20m L碘反應(yīng)劑到濾液中并攪動。(4將幾滴濾液滴到

9、白色板上,觀察其顏色變化。試劑是碘反應(yīng)劑,將2g反應(yīng)劑溶解到 500m L水中,再加人0.08g碘;36%的高氯酸;酒精。該實驗需用的試劑有:碘試劑將2g碘化鉀溶解到500m L水中,再加入0.08g的碘;36%的高氯酸;純酒精少量。8.生物降解度的測定垃圾中含有大量天然的和人工合成的有機物質(zhì),有的容易生物降解,有的難以生物降解。本方法是一種以化學(xué)手段估算生物可降解度的間接測定方法。根據(jù)生物可降解有機質(zhì)比生物不 可降解有機質(zhì)更易于被氧化的特點,在原有“濕燒法”測定固體有機質(zhì)的基礎(chǔ)上,采用常溫反 應(yīng)以降低溶液的氧化程度,使之有選擇性地氧化生物可降解物質(zhì)。即在強酸性條件下,以強氧 化劑重鉻酸鉀在常

10、溫下氧化樣品中的有機質(zhì),過量的重鉻酸鉀以硫酸亞鐵銨回滴。根據(jù)所消耗 的氧化劑的量,計算樣品中有機質(zhì)的量,再換算為生物可降解度。反應(yīng)式如下:2K2Cr207+3C+8H2S4 >2K2S04+2Cr2(S04s+3C02+8H20(2-11 K2Cr207+6F e S04+7H2S04>K2S04+C r2(S043+3F e2(S043+7H20(2-12 本法實驗步驟為:稱取0.5000g風(fēng)干并經(jīng)磨碎的試樣,置于250m L的容量瓶中。用移液管準(zhǔn)確量取15m L重鉻酸鉀溶液,加人瓶中。向瓶中加入20m L硫酸,搖勻。在室溫下將容量瓶置于振蕩器中,振蕩lh (振蕩頻率100次/m

11、 i n左右。取下容量瓶,加水至標(biāo)線,搖勻。從容量瓶中分取25m L置于錐形瓶中,加試亞鐵靈指示液3滴,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至剛出現(xiàn)紅褐色不褪即為本次實驗的終點,記錄硫酸亞鐵 銨溶液的用量。用同樣的方法在不放試樣的情況下,做空白實驗。按下式計算生物可降解度BDM:BDM( % V o-V O X C X G. 383X10-3X10 x _ % (2.13式中空白實驗所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,m L;Vi -樣品測定所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,m L;C硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;W樣品質(zhì)量,g;6.383換算系數(shù),碳的摩爾質(zhì)量除以生物可降解物質(zhì)平均含碳量47%,g/m o l。本實驗所需試劑有:重鉻酸鉀溶液c d K2Cr207=2m o l/L,將98. 08g重鉻酸鉀溶于500mL蒸餾水中,然后緩慢加人250m L的濃硫酸,加蒸餾水至1L。硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液c(N H42F e(S042