2025年固體廢物處理與處置期末考試試題及答案一、名詞解釋（每題4分，共20分）1.固體廢物減量化：通過技術(shù)手段或管理措施減少固體廢物的產(chǎn)生量和危害性，包括源頭減量（如清潔生產(chǎn)）和過程減量（如破碎、壓縮降低體積），最終實(shí)現(xiàn)資源高效利用與環(huán)境負(fù)荷降低的目標(biāo)。2.熱解：在無氧或缺氧條件下，利用熱能使固體廢物中的有機(jī)成分發(fā)生分解反應(yīng)，提供氣體（如H?、CH?）、液體（如焦油、生物油）和固體（如炭黑）產(chǎn)物的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，與焚燒的本質(zhì)區(qū)別在于氧化程度不同。3.滲濾液：填埋場中由于降水、廢物自身含水及生物降解產(chǎn)生的液態(tài)物質(zhì)，其成分復(fù)雜，含有高濃度有機(jī)物（COD可達(dá)10?-10?mg/L）、氨氮（NH?-N可達(dá)103mg/L）、重金屬及鹽分，是填埋場最主要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源。4.危險(xiǎn)廢物特性：指危險(xiǎn)廢物具備的腐蝕性（pH≤2或≥12.5）、毒性（浸出毒性、急性毒性）、易燃性（閃點(diǎn)＜60℃）、反應(yīng)性（常溫下易自行分解或與水劇烈反應(yīng)）和感染性（含致病微生物）等一種或多種特性，需特殊處理處置。5.厭氧消化：在無氧環(huán)境中，通過厭氧微生物（水解菌、產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌）的協(xié)同作用，將固體廢物中的有機(jī)成分分解為甲烷（50%-70%）和二氧化碳（30%-50%）為主的生物燃?xì)獾倪^程，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)減量化、資源化與穩(wěn)定化。二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述破碎技術(shù)在固體廢物處理中的主要目的及常用設(shè)備類型。答：破碎的主要目的包括：①降低廢物粒徑，提高后續(xù)處理（如焚燒、堆肥）的效率和均勻性；②減少體積，便于運(yùn)輸和填埋；③分離不同組分（如金屬與非金屬），提高分選效果；④增加比表面積，促進(jìn)生物或化學(xué)反應(yīng)（如堆肥中微生物接觸面積增大）。常用設(shè)備類型：①顎式破碎機(jī)（粗碎，處理大塊硬物料）；②錘式破碎機(jī)（中細(xì)碎，適用于脆性物料）；③剪切式破碎機(jī)（處理纖維類、軟質(zhì)物料，如塑料、橡膠）；④輥式破碎機(jī)（中細(xì)碎，控制出料粒度均勻）；⑤球磨機(jī)（細(xì)碎，用于礦渣、污泥等細(xì)磨）。2.說明好氧堆肥過程中溫度變化的階段性特征及其對應(yīng)的微生物活動(dòng)。答：好氧堆肥溫度變化分為四個(gè)階段：①升溫期（0-3天）：中溫微生物（20-45℃）活躍，分解易降解有機(jī)物（如糖類、淀粉），釋放熱量使溫度升至45℃；②高溫期（3-10天）：嗜熱微生物（45-70℃）主導(dǎo)，分解纖維素、半纖維素等復(fù)雜有機(jī)物，同時(shí)殺滅病原菌、寄生蟲卵（需維持55℃以上3-5天）；③降溫期（10-20天）：易降解物質(zhì)耗盡，微生物活性下降，溫度逐漸降至40℃以下；④腐熟期（20天后）：微生物以中溫菌為主，分解難降解有機(jī)物（如木質(zhì)素），堆體趨于穩(wěn)定，溫度接近環(huán)境溫度。3.比較衛(wèi)生填埋與安全填埋的技術(shù)差異，列舉安全填埋場需額外采取的3項(xiàng)措施。答：技術(shù)差異：①對象不同：衛(wèi)生填埋主要處理城市生活垃圾（非危險(xiǎn)廢物），安全填埋專門處置危險(xiǎn)廢物；②防滲要求：衛(wèi)生填埋采用單層人工襯層（滲透系數(shù)≤1×10??cm/s）或天然黏土（滲透系數(shù)≤1×10??cm/s），安全填埋需雙層襯層系統(tǒng)（底層滲透系數(shù)≤1×10??cm/s，上層≤1×10??cm/s）；③運(yùn)營管理：安全填埋要求廢物預(yù)處理（穩(wěn)定化/固化）、分區(qū)填埋、嚴(yán)格的入場標(biāo)準(zhǔn)（如浸出毒性限值），衛(wèi)生填埋側(cè)重垃圾壓實(shí)、覆蓋和產(chǎn)氣控制。安全填埋額外措施：①廢物固化/穩(wěn)定化預(yù)處理（如水泥固化、瀝青固化）；②設(shè)置泄漏檢測層（雙層襯層間設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)）；③安裝氣體收集與處理裝置（危險(xiǎn)廢物可能產(chǎn)生有毒氣體）；④建立嚴(yán)格的環(huán)境監(jiān)測體系（地下水、大氣、土壤）。4.分析焚燒過程中二噁英的提供途徑及控制措施。答：提供途徑：①高溫合成（200-500℃）：垃圾中含氯有機(jī)物（如PVC）與金屬催化劑（Cu、Fe）反應(yīng)提供二噁英；②前驅(qū)物合成：不完全燃燒產(chǎn)生的氯苯、氯酚等前驅(qū)物在低溫區(qū)（300-400℃）進(jìn)一步反應(yīng)提供；③從頭合成（denovosynthesis）：飛灰中的碳、氯在金屬催化下于250-400℃重新合成二噁英?？刂拼胧孩僭搭^控制：減少含氯塑料（PVC）等廢物入爐；②燃燒控制：采用“3T+E”原則（溫度＞850℃，停留時(shí)間＞2s，湍流度高，過量空氣系數(shù)足），確保完全燃燒；③急冷控制：煙氣從500℃快速冷卻至200℃以下（停留時(shí)間＜1s），抑制低溫合成；④末端處理：活性炭吸附（注入活性炭吸附二噁英）+布袋除塵（捕集含二噁英的飛灰）；⑤飛灰處理：焚燒飛灰屬危險(xiǎn)廢物，需固化/穩(wěn)定化后安全填埋。5.簡述固體廢物資源化的“3R”原則及其在實(shí)際中的應(yīng)用示例。答：“3R”原則即減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循環(huán)（Recycle）。①減量化：通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化（如輕量化包裝）、工藝改進(jìn)（如工業(yè)生產(chǎn)中采用無廢技術(shù)）減少廢物產(chǎn)生，例如快遞行業(yè)推廣可降解包裝替代塑料泡沫；②再利用：直接或簡單處理后重復(fù)使用，如廢塑料瓶清洗后作為收納容器，建筑廢磚經(jīng)篩選后用于臨時(shí)道路鋪設(shè)；③再循環(huán)：通過物理/化學(xué)方法轉(zhuǎn)化為原料或能源，如廢鋼鐵回爐煉鋼（金屬循環(huán)）、廚余垃圾厭氧消化產(chǎn)沼氣（能源循環(huán)）、廢紙制漿生產(chǎn)再生紙（材料循環(huán)）。三者優(yōu)先級為減量化＞再利用＞再循環(huán)，需統(tǒng)籌應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)資源高效利用。三、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某城市生活垃圾組分及低位熱值如下：廚余（45%，3500kJ/kg）、紙張（20%，16000kJ/kg）、塑料（15%，32000kJ/kg）、玻璃（10%，0kJ/kg）、金屬（5%，0kJ/kg）、水分（5%，0kJ/kg）。假設(shè)焚燒效率為85%，計(jì)算1噸該垃圾焚燒可產(chǎn)生的有效熱量（單位：MJ）。解：（1）計(jì)算加權(quán)平均低位熱值：Q=0.45×3500+0.20×16000+0.15×32000+0.10×0+0.05×0+0.05×0=1575+3200+4800=9575kJ/kg（2）1噸垃圾的總熱值：9575kJ/kg×1000kg=9,575,000kJ=9575MJ（3）有效熱量（焚燒效率85%）：9575MJ×0.85=8138.75MJ答：1噸該垃圾焚燒可產(chǎn)生有效熱量約8138.75MJ。2.某堆肥原料為污泥（含水率80%，C/N=6）和秸稈（含水率15%，C/N=80），目標(biāo)C/N比為25:1。假設(shè)污泥和秸稈的干基含氮量分別為5%和0.8%，計(jì)算兩者的混合比例（以質(zhì)量比表示，保留兩位小數(shù)）。解：設(shè)污泥質(zhì)量為Mkg，秸稈質(zhì)量為Skg。（1）干基質(zhì)量：污泥干基=M×(1-80%)=0.2M；秸稈干基=S×(1-15%)=0.85S（2）碳含量：污泥碳=0.2M×(6×5%)=0.2M×0.3=0.06M（因C/N=碳含量/氮含量，碳含量=C/N×氮含量）；秸稈碳=0.85S×(80×0.8%)=0.85S×0.64=0.544S（3）氮含量：污泥氮=0.2M×5%=0.01M；秸稈氮=0.85S×0.8%=0.0068S（4）目標(biāo)C/N=25，即（0.06M+0.544S）/(0.01M+0.0068S)=25展開方程：0.06M+0.544S=25×(0.01M+0.0068S)0.06M+0.544S=0.25M+0.17S0.544S-0.17S=0.25M-0.06M0.374S=0.19MM/S=0.374/0.19≈1.97答：污泥與秸稈的質(zhì)量比約為1.97:1。四、案例分析題（20分）某地級市擬建設(shè)一座日處理量1000噸的生活垃圾處理設(shè)施，現(xiàn)有三種方案：①衛(wèi)生填埋場（設(shè)計(jì)使用年限20年，周邊5km內(nèi)有村莊，地下水位埋深2m）；②機(jī)械生物處理（MBT）+衛(wèi)生填埋（先通過機(jī)械分選+生物干化降低含水率，再填埋）；③焚燒發(fā)電廠（配備煙氣凈化系統(tǒng)，距離城市中心15km，年發(fā)電2×10?kWh）。請結(jié)合技術(shù)可行性、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)性及政策導(dǎo)向，分析三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出推薦方案。答：1.方案①（衛(wèi)生填埋）：優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、投資較低（約5000萬元）、對垃圾組分要求低；缺點(diǎn)：①選址限制：地下水位僅2m（需滿足≥1.5m但易受滲透影響），周邊有村莊（需滿足衛(wèi)生防護(hù)距離≥500m，可能引發(fā)鄰避沖突）；②環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大：滲濾液產(chǎn)量高（年產(chǎn)生量約10萬噸），處理成本高（噸處理成本80-120元）；③資源利用率低：填埋氣（甲烷）未收集則浪費(fèi)且加劇溫室效應(yīng)（甲烷GWP是CO?的28倍）；④使用年限短：1000噸/日×20年=730萬噸，按填埋密度0.8t/m3計(jì)算需庫容912.5萬m3，可能因垃圾增量提前飽和。2.方案②（MBT+填埋）：優(yōu)點(diǎn)：①預(yù)處理降低垃圾含水率（從50%-60%降至30%-40%），減少滲濾液產(chǎn)量（約降低40%）；②分選回收可利用物（如金屬、塑料），資源回收率提升至15%-20%；③生物干化產(chǎn)生熱量，部分替代化石能源；缺點(diǎn)：①投資增加（MBT系統(tǒng)約8000萬元）；②生物干化需5-7天，處理周期長；③剩余殘?jiān)孕杼盥?，未根本解決占地和長期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；④分選效率依賴設(shè)備（塑料膜類易纏繞設(shè)備，分選率可能低于設(shè)計(jì)值）。3.方案③（焚燒發(fā)電）：優(yōu)點(diǎn)：①減容效果顯著（體積減少80%-90%，重量減少70%-80%），延長填埋場壽命；②能源利用率高：年發(fā)電2×10?kWh，可滿足8萬戶家庭年用電（按每戶2500kWh計(jì)），碳減排約16萬噸CO?（燃煤發(fā)電煤耗300g/kWh，CO?排放0.8kg/kWh）；③政策支持：符合“無廢城市”建設(shè)要求（2025年目標(biāo)：設(shè)區(qū)市生活垃圾焚燒比例≥65%）；④環(huán)境控制嚴(yán)格：配備“SNCR脫硝+半干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵”系統(tǒng)，煙氣排放可達(dá)歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)（如二噁英≤0.1ngTEQ/Nm3）；缺點(diǎn)：①投資高（約3億元）；②對垃圾熱值要求較高（需≥5000kJ/kg，當(dāng)?shù)乩魪N余占比高需預(yù)處理）；③存在鄰避風(fēng)險(xiǎn)（需加強(qiáng)公眾溝通，建設(shè)環(huán)境監(jiān)測站實(shí)時(shí)公開數(shù)據(jù)）。推薦方案：優(yōu)先選擇方案③焚燒發(fā)電。理由：①政策導(dǎo)向明確，2025年國家推動(dòng)生活垃圾“焚燒為主、填埋兜底”，焚燒符合減量