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《固体废物的处理与处置》复习(带答案)


《固体废物的处理处置与资源化》复习要点 (2008 级环境工程本科教学适用)
1. 固体废物的概念,固体废物的分类
固体废物: 是指在生产和生活活动中产生的、一般不再具有原使用价值而被丢弃的固态或半固态 (泥状)的物质。书 P1

固体废物的分类:书 P3~4
化学性质:有机固体废物、无机固体废物; 危害性:固体废物、危险固体废物

; 形态:固态、半固态和液态废物; 来源: 工业固体废物:指在工业生产过程和工业加工过程产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等。 城市生活垃圾:在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。 农业固体废物:指种植业、养殖业、农副产品加工业等生产过程中产生的固体废物. 危险废物。

2. 危险废物的概念,危险废物的鉴别标准
危险固体废物:列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标难和鉴别方法认定的具 有危险特性的废物。特性通常包括毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性。书 8 危险废物的鉴别: ①危险险废物定义法。通过检索该固体废物是否被列入我国《国家危险废物名录》 。 ②危害特性鉴别法。一、毒性 二、腐蚀性 三、反应性 四、易燃性 五、毒性物质含量鉴别 ③环境保护主管部门根据环境管理需要确定. PPT—02—29 3. 固体废物处理、处置方法和污染控制途径 固体废物处理:将固体废物经过物理、化学或生物学等途径,达到减量化、无害化或部分资源化, 以便于运输、利用、贮存或最终处置的过程。书 P14 固体废物的处置:使固体废物最大限度地与生物圈隔离,无论现在和将来都不致对人类及环境造成 不可接受的危害,是固体废物污染控制的末端环节,解决固体废物的归宿问题。书 P17 固体废物污染途径及污染控制对策 1.改革生产工艺 2.进行无害化处理

3.进行资源化利用 4.加强监管,减少垃圾产生量 书 P13

4. 三化原则、3R 原则、3C 原则、循环经济原则书 P20~21
“三化”原则 无害化:指对已经产生而又无法或暂时尚不能进行综合利用的固体废物,采取物理的、化学的或生 物的方法消除其危害特征的过程,以保证最终长期安全性的重要手段。 减量化:指采用适宜的手段减少固体废物的产生量和排放量。 资源化:指通过对废物中的有用物质进行回收、加工、循环利用或其他再利用,使废物直接转变成 产品或转化为能源及二次资源。 (物质回收、物质转换、能量转换) 3R 原则(the rules of 3R)减量化(reducing) ,再利用(reusing)和再循环(recycling) 减量化是指通过适当的方法和手段尽可能减少废弃物的产生和污染排放的过程,它是防止和减少污 染最基础的途径;再利用是指尽可能多次以及尽可能多种方式地使用物品,以防止物品过早地成为 垃圾;再循环是把废弃物品返回工厂,作为原材料融入到新产品生产之中。3R 原则中各原则在循 环经济中的重要性并不是并列的。按照 1996 年生效的德国《循环经济与废物管理法》 ,对待废物问 题的优先顺序为避免产生(即减量化) ,反复利用(即再利用) ,和最终处置(即再循环) 。 3C 原则 避免产生(clean) 综合利用(cycle) 妥善处置(control) 循环经济原则 “资源——产品——再生资源”

5. 城市生活垃圾的性质与特点简析 PPT—02—5、10
特点: 1 产生量大,增加快 2 成分复杂而多变 3 产生量的时空不均匀性

危险性

固 体 废 物 特 性 分 析

易燃易爆性 反应性 腐蚀性 毒害性

重金属 毒害性有机物 生物毒性

可转化利用性

物理组成 能量含量 植物养分 生物可转化性

物料回收

可处理性

颗粒度分析 含水率 堆积密度

可压缩性 耐压强度 压实渗透性

6. 压实的概念、影响压实的因素、压实器

书 P63~64

压实:即压缩,通过机械方法增加固体废物的容重,缩小其体积,使其变得密实的操作过程。 影响压实的因素:废物本身的物理特征,如结构强度、含水率、颗粒大小等;压缩空间(容器) 的特征和压缩压强的大小。 压实器分固定式和移动式,主要由容器单元和压实单元组成。容器单元负责接受废物原料,压实单 元具有液压或气压操作压头,利用高压使废物致密化。

7. 破碎的概念,破碎比的概念,固体废物的机械强度和硬度

书 P68~71

破碎:通过人力或机械等外力的作用,使大块固体废物破裂变碎成小块的过程。 破碎比:在破碎过程中,原废物粒度与破碎后产物粒度的比值称为破碎比。表示废物粒度在破碎过 程中减小的倍数,即表示废物被破碎的程度。①极限破碎比:用废物破碎前的最大粒度(Dmax)与破 碎后最大粒度(dmax)的比值来确定破碎比(i) i=Dmax/dmax。②真实破碎比:用废物破碎前的平均 粒度(Dcp)与破碎后平均粒度(dcp)的比值来确定破碎比(i) i=Dcp/dcp 固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。 固体废物的硬度是指固体废物抵抗外力机械侵入的能力。硬度越大,破碎难度越大。

8. 筛分效率的概念,筛分效率的影响因素

书 P91~92

筛分效率:指实际得到的筛下产品重量与和入筛废物中所含小于筛孔尺 寸的细粒物料重量之比,用百分数表示。

E?

Q1 Q ? 100% ? 1 ? 104 Q ? ? / 100 Q ??

影响筛分效率的因素 1. 固体废物性质: ? 粒度组成(废物中“易筛粒”含量越多,筛分效率越高;而粒度接近筛孔尺寸的“难筛粒”越多, 筛分效率则越低。 ) ? 含水率和含泥量(废物外表水分会使颗粒结团或附着在粗粒上而不易透筛。当筛孔较大、废物含 水率较高时,反而造成颗粒活动性,提高此时水分有促进颗粒透筛作用) ? 颗粒形状(一般球形、立方形、多边形颗粒筛分效率较高;而颗粒呈扁平状或长方块,用方形或 圆形筛孔的进行筛分,其筛分效率较低) 2.筛分设备特性: ? 有效面积 ? 运动方式(固定筛<滚筒筛<振动筛) ? 筛面长宽比 ? 筛面倾角(倾角过小起不到此作用;倾角过大时,废物排速过快,筛分时间短,筛分效率低) ? 运动强度(如果筛子运动强度不足时,筛面上物料不易松散和分层,细粒不易进筛,筛分效率就不 高;但运动强度过大又使废物很快通过筛面排出,筛分效率也不高。) 3.筛分操作条件:连续均匀给料、给料量、及时清理维修筛面。在筛分操作中应注意连续均匀给料, 使废物沿整个筛面宽度铺成一簿层,既充分利用筛面,又便于细粒透筛,可以提高筛子的处理能力 和筛分效率。

9. 不同分选方法技术特点与应用范围的比较书 P94~112
重力分选:根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异,在运动介质中受到重力、介质动力和机械 力的作用,使颗粒群产生松散分层和迁移分离,从而得到不同密度产品的分选过程。 ? 重介质分选:在重介质中使固体废物中的颗粒群按密度分开的方法。主要应用与矿业废物。

? 跳汰分选:在垂直变速介质流中按密度分选固体废物的一种方法。 ? 风力分选:风选,又称气流分选,是以空气为分选介质,将轻物料从较重物料中分离出来一种方 法。在城市垃圾、纤维性固体废物、农业稻麦谷类等废物处理中广泛应用。 ? 摇床分选:是在一个倾斜的床面上,借助床面的不对称性往复运动和薄层斜面水流的综合作用, 使细粒固体物料按密度差异在床面上呈扇形分布而进行分选的一种方法。 磁力分选:是利用固体废物中物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选的一种处理方法。从工厂废 料中分离回收铝、铜、铅、锌等有色金属。 ? 传统的电磁和永磁磁选法 ? 磁流体分选:利用磁流体作为分选介质,在磁场或磁场和电场的联合作用下产生“加重” 作用, 按固体废物各组分的磁性、密度和导电性的差异进行分离 。 电力分选:是利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选物质的一种方法。是分 离半导体和非导体固体废物的工程。 浮选:根据不同物质被水润湿程度的差异而对其进行分离。 光电分选:利用物质表面光反射特性的不同而分离物料的方法。

10. 污泥中水分的存在形式、污泥不同去水方法和去水效果的比较
污泥中水分的存在形式: 书 P124 1 间隙水——重力水 重力水是在重力和水位差作用下能在污泥颗粒中流动的自由水。 它是污泥颗粒 中其它类型水的来源。重力水具有溶解能力,能传递静水和动水压力,并对污泥起浮力作用 。一般 用浓缩法分离。 2 毛细水 由于毛细力的作用而充满污泥毛细空隙中的水称毛细水。可采用高速离心分离、负压或正 压过滤等脱水。 3 吸附水——结合水 是指附着在污泥颗粒表面呈薄膜状的水, 受污泥表面静电引力作用而不服从静 水力学规律,其冰点低于零度。有较大的粘滞性,较小的能动性和不同的密度 。可用加热法脱除。 4 内部水——结晶水 存在于固体颗粒物质晶体内部或晶格之间的水,又称化学结合水。可用生物 法破坏细胞膜除去胞内结合水或高温加热法、冷冻法去除。可用生物法、高温加热法、冷冻法去除。 脱除时从易到难:间隙水<裂纹毛细管结合水<楔形毛细管结合水<表面吸附水<内部水 污泥浓缩方法及其优缺点的比较 书 P138 污泥浓缩:除去污泥中的间隙水,使污泥体积大幅减小。 重力浓缩法:利用自然的重力沉降作用,使污泥中的固体自然沉降而分离出间隙水。 优缺点:储存污泥的能力强,操作要求不高,运行费用低 浓缩效果差,浓缩后污泥非常稀薄;所需 土地面积大,且会产生臭气问题;对于某些污泥工作不稳定 气浮浓缩:利用空气改变固体密度,产生上浮的原动力,实现固液分离并浓缩的方法。 优缺点:比重力浓缩的泥水分离效果好,浓缩后的污泥含水率较低;比重力浓缩所需土地少,臭气 问题小;可使沙砾不混于浓缩污泥中,能去除油脂 。 运行费用比重力浓缩高;土地需要量比离心法多;污泥储存能力小 离心浓缩:利用污泥颗粒与水之间存在密度差异,在离心场的作用下所受的离心力不同,从而事先 固液分离与浓缩的方法。 优缺点:只需少量土地,即可取得很高的处理能力;没有或几乎没有臭气问题 要求专用的离心机,耗电大,必须进行隔声处理,对工作人员要求高

11. 污泥半干化与热干化的工艺特点

书 P167

半干是指将脱水污泥干化至含水率 40%左右,优点是可稍微降低成本,但污泥体积减量不够,污泥 处于黏滞期,运输储存困难,生物特性依然活跃。 全干是指将脱水污泥干化至含水率 10%以下,污泥病原体基本被消灭,颗粒生物性稳定,安全性大

大提高,体积明显减少,最终产品后续处理方便灵活。 共同特点有: (1)集约化(2)机械化(3)减量化(4)无害化(5)稳定化(6)资源化

12. 固化的概念,评定固化效果的参数和指标

书 P179~180

固化的概念: 采用物理或化学方法将有毒有害的固体废物固定或 an A0 包容在惰性固体基质内, 使之呈现化学稳定性或密封性的一种无 Rn ? (F M)tn 害化处理方法。 an ? 浸出内浸出的有害物质的量 评价指标 (1)—浸出率 浸出率是指固化体浸于水中或其它溶液中时,其中 A ? 样品中含有的有害物质的量,t ? 浸出时间 0 n 有害物质的浸出速度。是评价固化体性能的最重要的一荐指标。 F ? 样品暴露的表面积,M ? 样品的质量 2)—增容比 增容比是所形成的固化体的体积与被固化的有害废 V 物的体积之比。增容比是评价减量化程度的指标。 Ci ? 2 V1 (3)— 抗压强度 为避免出现因破碎和散裂从而增加暴露的表面 积和污染环境的可能性,要求固化体具有一定的强度 Ci ? 增容比,V2 ? 固化体体积, 13. 各种固化方法的特点和应用范围 书 P181~194 V1 ? 固化前有害废物的体积 1.水泥固化:以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法。 优点: (1)水泥固化工艺和设备比较简单,设备和运行费用低; (2)水泥和添加剂价廉易得; (3)对含水率较高的废物可直接固化,无需前处理; (4)固化材料的天然碱性有利于中和废物的酸 度,且对含重金属废物的处理十分有效; (5)操作条件简单,常温下即可进行; (6)固化体强度高、 长期稳定性好,利用价值高。 缺点: (1)固化体浸出率较高,通常为 10-4~10-6g/(cm2· d) 。 (2)固化体的增容比较高,为 1.5~2。 (3)有的废物需进行预处理和投加添加剂,使处理费用增高。 (4)有机物对水化过程有抑制,会推 迟固化时间,甚至影响最终的硬结效果。 (5)水泥的碱性易使铵离子转变成氨气逸出。 (6)处理化 学泥渣时,由于生成胶状物,使混合容器的排料较困难。 (7)新发展:用纤维和聚合物等增加水泥 耐久性的研究已经做了一定量的工作。 (8)用天然胶乳聚合物改性普通水泥以处理重金属废物,提 高了水泥浆颗粒和废物间的键合力;聚合物同时填充了固化块中小的孔隙和毛细管,降低了重金属 的浸出率。 (9)用改性硫水泥处理焚烧炉灰,提高了固化体的抗压强度和抗拉强度,并且增加了固 化体抵抗酸和盐(如硫酸盐)侵蚀的能力。 2.塑料固化:以塑料为固化剂,与固体废物按一定比例配料,并加入适量催化剂和填料进行搅拌混 合,使其共聚合固化,将危险废物包容形成具有一定强度和稳定性固化体的过程。由使用材料的性 能不同可以把该技术划分为热固性塑料包容和热塑性包容两种方法。 (1)固化体致密度高,重金属浸出率小,有一定抗辐射能力; (2)增容比和固化体密度较小,便于 贮运; (3)塑料固化体耐老化性能较差,增加环境风险; (4)处理费用较高; (5)固化过程会释放 出有害烟雾,易产生二次污染; (6)主要用于处理重金属废物;低水平有机放射性废物;稳定非蒸 发性的、液体状态的有机危险废物。 3.沥青固化:以沥青类材料作为固化剂,与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发 生皂化反应,使有害物质包容在(*沥青中并形成稳定固化体的过程。 沥青的热塑性使得固化体致密度高,空隙率降低,重金属浸出率小,为 1× 10-6g/(cm2· d)。 (1)固化过程中干废物与固化剂之间的质量比通常为 1:1~2:1,固化体的增容小。 (2)无需养护, 处理后就能固化。 (3)由于沥青的导热性不好,加热蒸发伴夹带现象,易产生二次污染。 (4)沥青 不具备水泥的水化作用和吸水性,所以需预先对废物进行浓缩脱水处理,使得其工艺流程和装置较 为得杂。 (5)固化操作需在高温下完成,不宜处理在高温下易分解的有机溶剂及强氧化性废物。 4.自胶结固化:是利用废物本身在一定的条件下能自身产生凝结固化来达到固化的目的。 5.石灰固化:以石灰为固化剂,以粉煤灰、水泥窑灰和熔炉炉渣等作添加剂,多用于处理含有硫酸 盐或亚硫酸盐类泥渣的一种固化处理方法。特点:使用的添加剂本身就是废物,来源广,成本低,

操作简单,不需要特殊设备。被处理的废物不要求完全脱水,在常温下操作,没有尾气处理的问题。 石灰固化产品比原废物的体积和质量增加较大,浸出率高,易被酸性介质浸蚀,需在表面进行涂覆。 6.熔融固化:玻璃固化,以玻璃原料为固化基质,将待固化的废物首先在高温下煅烧,使之形成氧 化物,然后再与熔融的玻璃料混合,高温下烧结,冷却后形成十分坚固而稳定的玻璃体。特点:固 化体中有害元素的浸出率最低,增容比最小,固化体致密,处理效率最好,具有良好的导热性、热 稳定性和辐照稳定性;工作温度高,设备腐蚀严重,装置复杂,处理费用昂贵。

14. 固体废物热值的概念,干基发热量、高位发热量、低位发热量

书 P198

热值:单位质量的固体废物完全燃烧所释放出来的热量。 干基发热量是废物中不包括水部分的实际发热量。 高位发热量(总发热量或粗发热量) ,是指废物在定压状态下完全燃烧,燃烧生成物中的水蒸气冷凝 成液体状态的发热量。 低位发热量(真发热量或净发热量) ,是指废物完全燃烧,其燃烧产物中的水蒸气以气态存在时的发 热量。

15. 固体废物焚烧的产物和污染控制方法,影响不同产物生成的因素 固体废物焚烧产物 ? 有机碳:二氧化碳 ? 有机物中的氢:水 ? 有机硫和有机磷:二氧化硫或三氧化硫及五氧化二磷
? 有机氮化物:气态的氮,也有少量氮氧化物生成 书 P202

? 有机氟化物:氟化氢 ? 有机氯化物:氯化氢
? 有机溴化物和碘化物:溴化氢及少量溴气以及元素碘 ? 金属:生成金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等

燃烧过程中污染物的防治:书 P231~238 (1)酸性气休,主要采用溶液吸收的方法,如 Ca(OH)2 吸收 SO2 等。 (2)有机组分的防治 1 二噁英的防治。 固体废物焚烧烟气中二噁英的来源主要有以下三个方面:垃圾本身含有的
二噁英,与前驱体在炉内进行反应时生成的二噁英,在废气冷却过程中,前驱体等有机物变 成二噁英(特别是在 250~400℃ 温度容易产生) ; 控制焚烧产生的二噁英,应从控制来源、减少炉内形成、避免炉外低温区再合成及去除四方 面来着手: ? 通过废物分类收集,加强资源回收,避免含 PCDDs/PCDFs 物质及含氯成分高的物质(如 PVC 塑料等)进入垃圾中。 ? 减少炉内形成,控制二恶英在炉内产生的最有效的方法是所谓的“3T”法,即温度, 时 间和湍流。 ? 避免炉外低温再合成,工程上普遍采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式,同时控 制除尘器入口的废气温度在一定范围内。 ? 末端去除,在干式处理流程中,最简单的方法是喷入活性炭粉或焦炭粉,通过吸附以去 除废气中的 PCDDs/PCDFs。

2 恶臭的防治,为了防止恶臭,一般在二次燃烧室中利用辅助燃料将温度提高到 1000 度,
使恶臭物直接燃烧利用。此外还可用催化燃烧法、溶液吸收法、微生物分解法等,以去除恶

臭。

(3)煤烟。一般认为煤烟是由碳氢燃料的脱氢、聚合或缩合而生成的。为了防止其生成,应在其
尚未凝聚成大块之前,增加氧气浓度、提高温度、加速煤烟的燃烧速度。增大空气通入量,加强物 料的混合,增加混合气体的混合也将有利于煤烟的减少。

(4)焚烧残渣。焚烧残渣对环境的危害主要是占用土地和重金属的扩散产生危害。目前对其的控
制主要是利用其制作彻块,或从中提取金属等。

影响焚烧的主要因素 PPT—07—47 ? 化学条件
燃料氧化反应的化学反应速度,其影响因素有:温度、反应物质的浓度及反应空间的压力等;在锅 炉燃烧技术中,其影响因素主要是温度。

? 物理条件
燃烧空气与燃料的相对速度,气流扩散速度及热量传递速度等;在锅炉燃烧技术中,起主要作用的 是气流扩散速度,包括氧气向碳粒表面的扩散和燃烧产物的反向扩散。

? 3T+EA——焚烧温度、停留时间、紊流度、过剩空气率 书 P205~206 16. 热解的概念、反应过程、产物及应用
热解的概念:固体有机废物在完全或没有氧或缺氧条件下,通过加热将有机物大分子进行降解,最 终生成液体生物油、可燃气体和炭黑的化学分解过程。书 P240

有机物? 热 ?无氧或缺氧 ???? gG?气体? ? lL?液体? ? sS ?固体?
热解产物及应用 PPT—08—19~27 + 书 250~253 热解产物 1——气体 热解过程中产生大量的气体,其中可燃气体主要包括 H2、CO 和 CH4 等。可 用作生物质热解反应的部分能量来源,可用于生产其他化合物及为家庭和工业生产提供燃料。 热解产物 2——有机液体 主要包括乙酸、丙酮、甲醇、芳香烃和焦油,可用于燃烧、涡轮机发电等 热解产物 3——固体物质 固体废物热解后剩下的是固体炭黑与炉渣;这些炭、渣化学性质稳定,含 碳量高,有一定热值,可用作燃料添加剂或道路路基材料、混凝土骨料、制砖材料等。

17. 沼气发酵的概念、主要过程和工艺类型

书 P278~280

沼气发酵又称为厌氧消化,是指在厌氧状态下,利用厌氧微生物,使固体废物中的有机物分解转化 为 CH4、CO2 的过程。 把沼气发酵过程划分为三个阶段 水解酸化阶段 产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段 第一阶段——水解阶段 水解产酸细菌产生胞外酶水解有机物, 复杂的有机物在胞外酶的作用下消解 为较简单的有机物 第一阶段的两个子期 ? 酸性发酵期(水解酸化阶段的前期)碳水化合物的分解产酸作用强于蛋白质分解作用;产生大量 的有机酸,pH < 5.0 ? 碱性发酵期(酸性减退期)即蛋白质分解产氨的过程,有机酸及含N有机物开始分解,生成氨、 胺、碳酸盐等碱性物质,pH 为 6.6~6.8,同时放出 H2S 第二阶段——产酸阶段 在产氢、产乙酸菌和同型乙酸菌作用下,把第一阶段产物转化成氢、二氧化碳和乙酸 第三阶段——产甲烷阶段 通过两组不同的产甲烷菌作用,将乙酸、CO2 和 H2 转化为 CH4,一类从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲

烷(2/3) ,另一类利用 H2 还原 CO2 成甲烷(1/3) 厌氧发酵工艺 PPT—09—38~42 (一)根据发酵温度划分 1、高温发酵工艺 特点:发酵温度维持在 47~55℃ ,有机物分解、发酵速度快,物料停留时间短 2、自然发酵工艺 特点:在自然温度下发酵,发酵温度随气温变化,通常夏季产气率较高,冬季 产气率较低。结构简单、成本较低、施工容易、便于推广 (二)根据投料运转方式划分 1、连续发酵工艺 特点:投料启动后,经过一段时间发酵产气,开始连续投料、排料维持运行。 有机物发酵速率、产气率稳定,但固体浓度低 2、半连续发酵工艺 特点:启动时投入较多原料,当产气量下降时,开始投料、排料,来维持产气 率稳定。适合农村采用,原料、施肥有季节性 3、两步发酵工艺 特点:将沼气发酵过程分成产酸、产甲烷两个阶段,在两个反应器中进行。提高 产气率,实现渣、液分离。

18. 堆肥化的概念、工艺类型,好氧堆肥的影响因素
堆肥化的概念:是在控制条件下,固体废物中可生物降解的有机组分经过生物降解,变成足够稳定 的、易于无害贮存和处理及在土壤中安全应用的生物降解过程。PPT—10—4 工艺类型:PPT—10—10 ? 根按微生物对氧的需求分类:——好氧堆肥与厌氧堆肥 ? 按堆肥过程中物料运动形式分类:——静态堆肥和动态堆肥 ? 按堆制方式分类:——开放式和封闭式 ? 按发酵历程分类:——一次发酵和二次发酵 影响因素: 1 通风供氧量 2 温度 3 有机物的含量 4 含水率 5 碳氮比(C/N)6 颗粒度 7 pH 值 8 碳磷比 PPT—10—32

19. 腐熟度的概念和评价指标 PPT—10—53
堆肥腐熟度是指成品堆肥达到稳定化的程度。 评价指标 物理学指标:温度、气味、颜色 化学指标:挥发性固体含量、易降解有机质、腐殖质物质的变化、C/ N 等 生物学指标:呼吸作用、微生物种群和数量、酶学分析、发芽试验等 工艺指标:温度、耗氧指标

20. 粉煤灰的组成,活性的来源和激发书 351~356
粉煤灰的化学组成 类似于粘土的化学组成,主要包括 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和未燃尽的炭。 粉煤灰的矿物组成 ? 非晶态矿物 玻璃体:约占粉煤灰总量的 50~ 80% 和 未燃烬炭 ? 晶态矿物 主要来自原料,如石英、云母、长石、磁铁矿、赤铁矿、游离石灰等。 粉煤灰的颗粒组成:球形颗粒和不规则多孔颗粒。 粉煤灰活性:指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示的凝结硬化性能。 ? 物理活性 产生的效应包括形态效应、微集料效应和密实效应 ? 化学活性 来源于熔融后被迅速冷却而形成的玻璃态颗粒(多空玻璃体和玻璃珠)中可溶性的 SiO2、Al2O3 等成分。 高钙灰的活性来源于两个方面:玻璃体和 CaO 而低钙灰则主要取决于玻璃体含量的多少。 粉煤灰活性的激发 粉煤灰的活性是潜在的,需要激发剂的激发才能显示。常用激发剂有: ? 以石灰和石膏为激发剂的蒸汽养护方法 ? 以水泥孰料和石膏为激发剂的常温激发方法

? 以石灰和水泥为激发剂的蒸汽养护方法 石灰激发机理:

m CaO? nH2O ? SiO2 ? ?? m CaO? SiO2 ? nH2O (粉煤灰中) (水化硅酸钙凝胶)

激发剂

m CaO? nH2O ? Al2O3 ? ?? m CaO? Al2O3 ? nH2O 激发剂 (粉煤灰中) (水化铝酸钙凝胶)
书 365~369

21. 高炉渣碱度的化学成分、矿物组成和综合利用方法
高炉渣碱度

碱 度M 0 ?

矿渣中碱性氧化物 (质 量 比 ) 矿渣中酸性氧化物

主要成分有 CaO、MgO、Al2O3、SiO2 等组成的硅酸盐和铝酸盐。 高炉矿渣的矿物组成:高炉矿渣的组成与生产原料和冷却方式有关,高炉矿渣可视为 Ca(Mg) O-Al2O3-SiO2 的复杂固熔体。 高炉渣的综合利用方法 ? 高炉水萃渣用于生产水泥 ①矿渣硅酸盐水泥 ②无孰料及低孰料矿渣水泥 ? 高炉水淬渣可制成矿渣微粉 ? 膨珠作轻料骨配制混凝土 ? 重矿渣配制混凝土①作骨料配制混凝土 ②矿渣打碎石作路材

22. 煤矸石的来源、矿物组成和综合利用方法
煤矸石是在采煤过程中,从煤层的顶板和底板部位萨嘎部分挖掘下来的哪些含碳量低、灰分含量超 过 40%的不成煤的炭质页岩、泥质页岩以及在掘进中在炭层周围爆破出来的泥质页岩、砂质页岩和 少量的石灰岩。书 361 矿物组成:黏土类和水云母类矿物(未燃煤矸石)书 362 综合利用方法:PPT—11—19~20 1)回收能源:作为大型沸腾炉燃料供热或发电。 2)生产建筑材料:煤矸石的成分中主要为粘土矿物。水泥、烧结砖瓦、免烧砖瓦、空心砌块、建筑 陶瓷、轻骨料(陶粒) 、岩棉等; 3)用作建筑材料:代替河砂、碎石等铺路、井下回填、造地复垦。 4)生产化工原料:聚合铝、分子筛等。与盐酸反应生成 (2AlCl3.H2O) ,再生成聚铝。 5)用作农用肥料:钼、锌、锰、铜、硼等元素,可作为农作物生长的刺激剂 6) 回收硫化铁:有的煤矸石含有较多的硫化铁,可通过分选回收作为制取硫酸的原料。

23. 钢渣的来源、矿物组成和综合利用方法

书 369~370

钢渣的来源 钢渣是在炼钢过程中利用空气或氧气(纯度>99.5%)去氧化炉料中所含的碳、硅、锰、 磷等元素,同时与熔剂起反应形成的熔渣。 钢渣的主要化学成分有:CaO、 SiO2、 Al2O3、 FeO、 Fe2O3、 MgO、 MnO、 P2O5、 fCaO,有的还含有 V2O5、 TiO2 等,成分有较大范围的波动 钢渣的矿物组成:包括硅酸盐矿物、RO 相(二价金属氧化物固熔体) 、尖晶石(MO?R2O3) 、磷酸 盐和硫化物等,其组成与其化学成分特别是碱度有很大的关系。

钢渣的资源化途径 PPT—11—37~41 钢渣的性质不同,利用途径不同。如含磷高的钢渣适宜作磷肥、含磷低的钢渣可作钢铁冶炼的熔剂、 碱度高的钢渣适宜作水泥原料等。目前经济效果较好的是将钢渣作高炉、转炉炉料,在钢铁厂内循 环使用。 ? 钢渣中选渣钢 钢渣经破碎、磁选、筛分等分选技术可回收其中 90%以上的废钢。磁选出的渣钢,一般含铁在 55%以上。 ? 钢渣作建筑材料——钢渣砖 钢渣砖是以粉状钢渣或水淬钢渣为主要原料,掺入部分高炉水渣或粉煤灰和激发剂(石灰、石 膏粉) ,加水搅拌,经轮碾、压制成型、蒸养而制成的建筑用砖。 ? 钢渣矿渣水泥 ? 路基垫层 路基垫层钢渣具有一定活性,能板结成大块,适于沼泽地筑路。

24. 卫生填埋的概念和要求,复合衬里防渗系统,渗滤液的性质

书 392

卫生填埋 利用工程手段,采取有效技术措施,防止渗滤液及有害气体对水体和大气的污染,并将废 物压实减容至最小,填埋占场地也最小。在每天操作结束或每隔一定时间用土覆盖,使整个工程对公 共卫生安全及环境污染均无危害的一种土地处理废物的方法。 要求:达到国家标准规定的防渗要求;落实卫生填埋作业工艺,如推平、碾压、覆盖等;污水处理达 标排放;填埋场气体得到有效的治理或利用;蚊蝇得到有效的控制,终场后对填埋场进行生态恢复或 植被重建。 复合衬里防渗系统:是采用复合防渗层,即由两种防渗材料相贴而形成的防渗层。两种防渗材料相互 紧密地排列,提供综合效力。书 404 渗滤液的性质 PPT—12—42 色味:色度 2000-4000,腐臭味 pH: 初期 6-7,后期 7-8 有机物浓度:BOD5 和 COD 浓度最高可达几万 mg/L TDS:可达 10000 mg/L 氮化物:氨氮含量高,营养元素比例失调

25. 固体废物安全填埋的防渗系统的要求
? 衬里材料的选择

书 433~434

衬里材料的选择与许多因素有关,如待处置废物的性质、场地的水文地质

条件、场地的级别、场地的运营期限、材料的来源以及建造费用等。无论选哪种材料,预先都 必须做与废物的相容性实验、渗透性实验、抗压强度试验及密度试验等。 ? 衬里系统的设计 原则是:设置天然黏土单衬里时,衬里的厚度至少为 1.5m;设置双层复合 衬里时,主衬里和备用衬里必须选择不同的材料,其他同卫生填埋场。


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