《固體廢物處理處置技術(shù)》期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.危險(xiǎn)廢物：指列入國家危險(xiǎn)廢物名錄或根據(jù)國家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的，具有毒性、腐蝕性、易燃性、反應(yīng)性或感染性等一種或多種危險(xiǎn)特性的固體廢物。其危害具有長(zhǎng)期性和潛伏性，需特殊處理處置。2.破碎比：固體廢物破碎前后的粒度比值，常用平均破碎比（破碎前平均粒度與破碎后平均粒度之比）或極限破碎比（破碎前最大粒度與破碎后最大粒度之比）表示，是衡量破碎效果的重要指標(biāo)。3.厭氧消化：在無氧或缺氧條件下，利用厭氧微生物（如產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌）將固體廢物中的有機(jī)物分解為甲烷、二氧化碳和水等物質(zhì)的生物處理技術(shù)，產(chǎn)物可作為生物質(zhì)能利用。4.衛(wèi)生填埋：采用工程技術(shù)手段（如防滲、覆蓋、導(dǎo)氣、滲濾液收集）對(duì)固體廢物進(jìn)行填埋處置，通過物理、化學(xué)和生物作用減少其對(duì)環(huán)境的污染，是目前應(yīng)用最廣的固體廢物最終處置方式之一。5.熱解：在無氧或缺氧條件下，通過高溫（通常300-800℃）使固體廢物中的有機(jī)成分發(fā)生分解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w（如H?、CH?）、液體（焦油）和固體（炭黑）產(chǎn)物的過程，與焚燒的本質(zhì)區(qū)別在于是否有氧氣參與。二、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述固體廢物預(yù)處理技術(shù)的主要類型及其作用。預(yù)處理技術(shù)包括破碎、分選、壓實(shí)、干燥和固化/穩(wěn)定化等。破碎通過減小粒度提高后續(xù)處理效率（如焚燒時(shí)增大比表面積）；分選（磁選、浮選、光電分選等）實(shí)現(xiàn)廢物組分分離，便于資源化；壓實(shí)則減少體積，降低運(yùn)輸和填埋成本；干燥降低水分含量，提升焚燒熱值；固化/穩(wěn)定化通過物理化學(xué)方法固定危險(xiǎn)廢物中的有害物質(zhì)，減少遷移性。2.說明好氧堆肥的微生物代謝過程及主要控制參數(shù)。好氧堆肥的微生物代謝分為三個(gè)階段：①中溫階段（15-45℃）：嗜溫菌（如細(xì)菌、真菌）分解易降解有機(jī)物（糖、淀粉），釋放熱量；②高溫階段（45-70℃）：嗜熱菌（如放線菌、嗜熱真菌）分解纖維素、半纖維素等難降解物質(zhì)，殺滅病原微生物；③降溫階段（＜45℃）：嗜溫菌再次活躍，進(jìn)行腐殖質(zhì)合成。主要控制參數(shù)包括碳氮比（25-35:1）、含水率（50%-60%）、通風(fēng)量（0.05-0.2m3/(min·m3)）、pH（5.5-8.5）和堆體溫度（55-65℃維持5-7天）。3.比較填埋場(chǎng)襯層系統(tǒng)中天然黏土襯層與人工合成襯層的優(yōu)缺點(diǎn)。天然黏土襯層（厚度≥2m，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s）優(yōu)點(diǎn)：成本低、環(huán)境兼容性好；缺點(diǎn)：滲透系數(shù)受壓實(shí)度、礦物組成影響大，易出現(xiàn)裂縫，防滲效果不穩(wěn)定。人工合成襯層（如高密度聚乙烯HDPE膜，厚度≥1.5mm）優(yōu)點(diǎn)：滲透系數(shù)極低（≤1×10?12cm/s）、抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)；缺點(diǎn)：成本高，施工要求嚴(yán)格（需避免穿刺破損），與周圍環(huán)境的長(zhǎng)期兼容性（如老化問題）需驗(yàn)證。4.簡(jiǎn)述焚燒過程中二噁英的生成途徑及控制措施。生成途徑：①垃圾中含氯有機(jī)物（如PVC）直接燃燒生成；②燃燒不充分時(shí)，煙氣中的HCl、碳?xì)浠衔镌陲w灰催化（Cu、Fe等金屬）下于200-500℃（“低溫窗口”）重新合成；③垃圾中的無機(jī)氯（如NaCl）與含碳物質(zhì)反應(yīng)生成。控制措施：①優(yōu)化焚燒工況（“3T+1E”：溫度≥850℃，停留時(shí)間≥2s，湍流度高，過量空氣系數(shù)合理）；②煙氣急冷（從500℃快速降至200℃以下，跳過二噁英合成溫度區(qū)間）；③活性炭吸附（噴入活性炭吸附煙氣中的二噁英）；④飛灰穩(wěn)定化（減少飛灰中重金屬催化作用）。5.列舉三種典型的固體廢物資源化技術(shù)，并說明其應(yīng)用場(chǎng)景。①廢塑料油化：通過熱解將廢塑料轉(zhuǎn)化為燃油，適用于混合塑料（如廢棄包裝、農(nóng)膜）的高值化利用；②鋼渣微粉制備：將煉鋼爐渣粉磨至比表面積≥400m2/kg，替代水泥用于建筑材料，解決鋼渣堆積污染問題；③廚余垃圾堆肥：通過好氧發(fā)酵將廚余垃圾轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，適用于城市有機(jī)垃圾的減量化與資源化，尤其在農(nóng)業(yè)種植區(qū)可實(shí)現(xiàn)“垃圾-肥料-種植”循環(huán)。三、論述題（每題10分，共30分）1.論述焚燒與熱解技術(shù)的核心差異及各自適用場(chǎng)景。核心差異體現(xiàn)在反應(yīng)條件、產(chǎn)物及目的三方面：①反應(yīng)條件：焚燒需過量氧氣（富氧環(huán)境），溫度800-1200℃；熱解為無氧或缺氧環(huán)境，溫度300-800℃。②產(chǎn)物：焚燒產(chǎn)物主要為CO?、H?O和灰渣，釋放大量熱量；熱解產(chǎn)物為可燃?xì)怏w（H?、CH?）、液體（焦油）和固體（炭黑），屬于能量?jī)?chǔ)存過程。③目的：焚燒以減容（減重90%、減容70%）和熱能回收為目標(biāo)；熱解以資源（燃料、化學(xué)品）回收為核心，同時(shí)減少二噁英生成風(fēng)險(xiǎn)（缺氧條件抑制氯代有機(jī)物合成）。適用場(chǎng)景：焚燒適用于熱值較高（低位熱值＞5000kJ/kg）、成分復(fù)雜的城市生活垃圾（如混合垃圾），需配套完善的煙氣凈化系統(tǒng)；熱解更適合含高分子有機(jī)物的廢物（如廢輪胎、廢塑料），或?qū)Χf英控制要求嚴(yán)格的區(qū)域（如生態(tài)敏感區(qū)），其產(chǎn)物可作為工業(yè)燃料或化工原料，經(jīng)濟(jì)效益更突出。2.分析衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液的主要成分及污染控制技術(shù)體系。滲濾液成分復(fù)雜，主要包括：①有機(jī)污染物（COD可達(dá)20000-60000mg/L，BOD?/COD＞0.5，以揮發(fā)性脂肪酸為主）；②無機(jī)離子（Cl?、SO?2?、NH??-N，氨氮濃度可達(dá)1000-3000mg/L）；③重金屬（Pb、Cd、Cr等，濃度受廢物組成影響）；④病原微生物（如大腸桿菌、病毒）。污染控制技術(shù)體系分為源頭控制與末端處理：①源頭控制：采用水平防滲（HDPE膜+黏土復(fù)合襯層）和垂直防滲（水泥-膨潤(rùn)土帷幕）減少外部水滲入；優(yōu)化填埋作業(yè)（分層壓實(shí)、每日覆蓋）降低滲濾液產(chǎn)生量；②預(yù)處理：調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量，氨吹脫（pH調(diào)至10-11，空氣吹脫去除NH?）或膜分離（超濾去除懸浮物）；③生物處理：好氧工藝（活性污泥法、MBR）降解易生物降解有機(jī)物；厭氧工藝（UASB、AF）處理高濃度COD；④深度處理：反滲透（RO）、納濾（NF）去除難降解有機(jī)物和鹽分；高級(jí)氧化（Fenton、臭氧氧化）分解大分子有機(jī)物；⑤回灌技術(shù)：將處理后的滲濾液回噴至填埋場(chǎng)，利用填埋層微生物進(jìn)一步降解污染物，同時(shí)加速垃圾穩(wěn)定化。3.從“減量化、資源化、無害化”角度，論述我國城市生活垃圾處理技術(shù)的優(yōu)化路徑。減量化：①源頭分類（可回收物、廚余垃圾、有害垃圾、其他垃圾）減少進(jìn)入處理系統(tǒng)的總量；②推廣可降解包裝、限制一次性用品使用，降低垃圾產(chǎn)生強(qiáng)度；③預(yù)處理（破碎、壓實(shí)）減少運(yùn)輸和處理體積。資源化：①廚余垃圾厭氧消化產(chǎn)沼氣（甲烷含量50%-70%），沼渣制有機(jī)肥；②可回收物（塑料、紙張、金屬）通過分選回收，塑料油化或再生造粒，紙張制漿，金屬熔煉；③焚燒發(fā)電（噸垃圾發(fā)電280-350kWh），實(shí)現(xiàn)熱能資源化；④大件垃圾拆解后分類利用（木材制板材、金屬回收）。無害化：①焚燒需滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014），重點(diǎn)控制二噁英（≤0.1ngTEQ/Nm3）、NOx（≤300mg/Nm3）；②填埋場(chǎng)需建設(shè)雙人工襯層（HDPE膜+GCL膨潤(rùn)土墊），滲濾液處理達(dá)《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）；③危險(xiǎn)廢物（如廢電池、廢藥品）單獨(dú)收集，送危廢處理中心（回轉(zhuǎn)窯焚燒或安全填埋）。優(yōu)化路徑需結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)：東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)（土地資源緊張）以焚燒為主（占比＞60%），配套廚余垃圾厭氧處理；中西部地區(qū)（土地相對(duì)充裕）采用“焚燒+衛(wèi)生填埋”協(xié)同，逐步提高資源化比例；農(nóng)村地區(qū)推廣“戶分類、村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣處理”模式，優(yōu)先就地堆肥處理有機(jī)垃圾。四、案例分析題（25分）某城市日產(chǎn)生活垃圾2000噸，組分分析如下：廚余垃圾45%（含水率75%，低位熱值2500kJ/kg）、紙類15%（含水率10%，低位熱值16000kJ/kg）、塑料12%（含水率5%，低位熱值38000kJ/kg）、金屬/玻璃8%（不可燃）、其他20%（含水率20%，低位熱值4000kJ/kg）。目前采用衛(wèi)生填埋處理，但面臨填埋場(chǎng)飽和、滲濾液處理成本高的問題。問題1：計(jì)算該城市生活垃圾的加權(quán)平均低位熱值（結(jié)果保留整數(shù)），判斷是否適合焚燒處理（焚燒要求低位熱值≥5000kJ/kg）。計(jì)算過程：總熱值=（45%×2500）+（15%×16000）+（12%×38000）+（20%×4000）=1125+2400+4560+800=8885kJ/kg結(jié)論：8885kJ/kg＞5000kJ/kg，適合焚燒處理。問題2：若采用“焚燒+廚余垃圾厭氧消化”聯(lián)合處理方案，分析其技術(shù)可行性及環(huán)境效益。技術(shù)可行性：①焚燒部分：垃圾整體熱值滿足要求，可配套余熱鍋爐發(fā)電（噸垃圾發(fā)電約300kWh，2000噸/日可發(fā)電60萬kWh/日）；②廚余垃圾單獨(dú)分選（45%×2000=900噸/日），經(jīng)脫水（含水率降至65%）后厭氧消化（VS去除率60%，產(chǎn)沼氣率0.4m3/kgVS），計(jì)算得：VS含量=（1-含水率）×有機(jī)組分≈（1-0.75）×0.95（廚余中有機(jī)質(zhì)占比）≈23.75%；VS總量=900噸×23.75%=213.75噸/日；沼氣產(chǎn)量=213.75×1000kg×0.4m3/kg=85500m3/日（甲烷含量60%，熱值35MJ/m3），可發(fā)電85500×35×0.35（發(fā)電效率）/3.6≈292000kWh/日。環(huán)境效益：①減量化：焚燒減重90%（2000噸→200噸灰渣），厭氧消化減重50%（900噸→450噸沼渣），總減容率＞80%；②資源化：年發(fā)電量（60+29.2）×365≈32628萬kWh，替代標(biāo)煤約10.4萬噸（1kWh≈0.32kg標(biāo)煤）；③污染控制：避免填埋產(chǎn)生的甲烷（溫室效應(yīng)是CO?的28倍）無組織排放，滲濾液產(chǎn)生量減少70%（僅灰渣和沼渣滲濾液），降低地下水污染風(fēng)險(xiǎn)。問題3：提出該城市垃圾處理系統(tǒng)的優(yōu)化建議（至少3條）。①強(qiáng)化源頭分類：設(shè)置智能分類箱，通過積分獎(jiǎng)勵(lì)提高居民參與度，確保廚余垃圾純