6.说明可生化固体废物好氧堆肥的原理,画出其工艺流程框图。
解:原理:好氧堆肥是利用好氧细菌为主的微生物,在通气好、氧气足的条件下,对有机固体废物进行氧化、分解、吸收、转化、合成等生物化学反应,把一部分有机物氧化成简单的无机物,并释放出生物生长活动所需要的能量,把另一部分有机物转化合成为新的细胞物质,使有机物转化为稳定的腐殖质的过程。通式如下:[C、H、O、N、P、S] + O2 —→ CO2 + NH3 + H2S + H2O + 简单有机物 + 微生物
好氧堆肥的工艺流程框图为:物料→前处理→主发酵→二次发酵→后处理→脱臭→贮存→外运。(中间六个单元的文字增加图框)
五.计算题
1.某高温发酵有机肥含水率28%,并测得100kg肥料中粒径15mm以下的40kg 。现以孔径15mm的滚筒筛分级,测定出筛上和筛下产品中小于15mm粒级的重量百分数分别为6%和96% 。请问该有机肥是否可以直接入筛分选?并计算该滚筒筛的筛分效率。
解:(1)机械筛分一般适合于物理和化学组分比较单一的固体废物分选,并且要求物料的含水率低于40-60%。本题复合肥含水率 = 28% < 40%,因此可以直接入筛分选。
(2)由题可知:原物料15mm以下颗粒比例α=40% 筛下产品15mm以下颗粒比例β=96% 筛上产品15mm以下颗粒比例θ=6%
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则滚筒筛的复合肥筛分效率为
E?96(40?6)?(???) = = 96%
40(96?6)?(???)
2.由Cr6+残渣16.5kg做成H400mm×ф600mm 的圆柱形水泥固化体。该固化体重330kg , 于清水中浸泡2日后,测得水中Cr6+ 含量为9.9mg 。计算固化体的Cr6+浸出率。
解:样品暴露的表面积F=60×3.14×40+2×3.14×302
=13188,
αr = 9.9mg ,A0 = 16.5kg ,M = 330kg,t = 2日, 固化体浸出率:Ri?Cr6+浸出率:
Ri?9.9/16.52
?7.5?10?6 g/(cmd)
?13188/330??2ar/A0
?F/M?t
3.拟在焚烧炉中焚烧C6H5Cl残液, 采用过量空气100%, 请核算其操作温度是否超过炉子允许温度1150℃。已知:NHV= 2.32[14000mc +45000(mH–δ
- 1
mO )–760mCl +4500mS ]
解:mc = = 0.640
mH = = 0.044 mcl = = 0.316 mO = mS = = 0.000 NHV= 2.32[14000mc + 45000(mH–δ
- 1
mO )–760mCl + 4500mS ]
= 2.32(14000×0.64 + 45000×0.044 - 760×0.316) = 2.32(8960+1980-240)= 24823 kJ/kg
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T?NHV?25
1.254[1?(1?EA)?3.59?10?4?NHV]24823?25
1.254[1?(1?100%)?3.59?10?4?24823] =
= 1076.6℃
4.某污水厂产生含水率80.0%的脱水生物污泥200m3/d , 送至堆肥厂与分选后市政垃圾、麦秸秆高温发酵处理生产堆肥,物料配比要求污泥含水率为60.0%。请问污泥起什么作用?并计算脱水后污泥产量。
解:通过生物污泥的添加,可以增加最后堆肥的有机质含量,并可调配发酵过程中物料的含水量。
V2/V1 = (1-P1)/(1-P2) V2 = V1 ×(1-P1)/(1-P2)
= 200×(100-80.0)/(100-60.0) = 100.0 m3/d
5.某市固体废物填埋场须处置5万居民的市政垃圾,该地常年气温-3~36℃,年均降雨量和蒸发量分别为1460和1000mm。市政垃圾产率1.5 kg/人·d,覆土比为1:4,填埋高度10 m , 填埋后压实密度为650kg /m3 ,服役年限为20年。求填埋场的容量和面积。
解:由题可知,城市人口P=5×104 (人) 垃圾产率W=1.5 kg/人·d 填埋压实密度D=650kg /m3
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覆土比K=1/4 一年的垃圾填埋体积为
V0?365WPWP?C?365(1?K) DD =365(1+0.25)×5×104 ×1.5/650 =5.26×104 m3
填埋年限为20年,则填埋场需要的容积 V = NV0 =20×5.26×104 m3 =1.05×106 m3 填埋高度为10m,则填埋场需要的面积 S = V/H = 1.05×106 /10 = 1.05×105 m2
6.某固体废物含可燃物60%、水分20%、惰性物20%,其元素组成为碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%。假设(1)固体废物的热值为11630kJ/kg;(2)炉栅残渣含碳量5%;(3)空气进入炉膛的温度为65℃,离开炉栅残渣的温度为650℃;(4)残渣的比热为0.323kJ/(kg·℃);(5)水的汽化潜热2420kJ/kg;(6)辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%;(7)碳的热值为32564kJ/kg;试计算该废物燃烧后可利用的热值。
解:以固体废物1kg为计算基准 (1)残渣中未燃烧的碳含热量 ①未燃烧碳的量
惰性物质的重量为1kgⅹ20%=0.2kg
②未燃烧碳的热
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(2)计算水的汽化潜热 ①计算成水的总重量
②水的汽化潜热
(3)辐射热损失
(4)残渣带出的显热
(5)可利用的热值 = 固体废物总热量 - 各种热损失之和 11630 - (340+1360+58+39.8)= 9882.2 kJ
32总24
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