第二章固體廢物的特性

1、城市固體廢物的產(chǎn)生、特征及采樣方法主要內(nèi)容 固體廢物產(chǎn)生量的常用預(yù)測(cè)方法 常用的固體廢物物理及化學(xué)特性，各種性質(zhì)的測(cè)試及計(jì)算方法，危險(xiǎn)廢物特性及鑒別試驗(yàn)方法 固體廢物的采樣方法1.固體廢物產(chǎn)生量及預(yù)測(cè) 對(duì)固體廢物產(chǎn)生量的計(jì)算在固體廢物管理種是十分重要的，它是保證收集、運(yùn)輸、處理、處置以及綜合利用等后續(xù)管理能夠得以正常實(shí)施和運(yùn)行的依據(jù)。城市生活垃圾產(chǎn)生量及其預(yù)測(cè) 估算城市生活垃圾產(chǎn)生量的通用公式為：310365nnnYyP式中：Yn為第n年城市生活垃圾產(chǎn)生量，t/ayn為第n年城市生活垃圾的產(chǎn)率或產(chǎn)出系數(shù),kg/(人d)Pn為第n年城市人口數(shù)，人 城市垃圾產(chǎn)率，受收入水平、能源結(jié)構(gòu)、消費(fèi)習(xí)慣等影

2、響 城市人口數(shù)變化要同時(shí)考慮機(jī)械增長(zhǎng)率（如移民、城市化等）和自然增長(zhǎng)率的影響。本章討論的人口增長(zhǎng)率除特殊說(shuō)明則都指自然增長(zhǎng)率。2.2.固體廢物的特性固體廢物的特性 物理：物理組成、粒徑、含水率、容積物理：物理組成、粒徑、含水率、容積 密度密度 化學(xué)：揮發(fā)分、灰分、固定碳、閃火點(diǎn)化學(xué)：揮發(fā)分、灰分、固定碳、閃火點(diǎn) 與與燃點(diǎn)、熱值、灼燒損失量、元素成分、毒燃點(diǎn)、熱值、灼燒損失量、元素成分、毒性浸出性質(zhì)性浸出性質(zhì) 感官性能：指廢物的顏色、臭味、新鮮感官性能：指廢物的顏色、臭味、新鮮 或腐敗的程度等，往往可以直接判斷或腐敗的程度等，往往可以直接判斷 生物特性生物特性2.2.12.2.1固體廢物的物理特

3、性固體廢物的物理特性 （1 1）物理組成（）物理組成（physical composition)physical composition) 城市固體廢物的物理組成很復(fù)雜，其受城市固體廢物的物理組成很復(fù)雜，其受到多種因素的影響。故各國(guó)、各城市甚至到多種因素的影響。故各國(guó)、各城市甚至各地區(qū)產(chǎn)生的城市垃圾組成都有所不同。各地區(qū)產(chǎn)生的城市垃圾組成都有所不同。影響因素 人口影響 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平 居民生活水平 燃料結(jié)構(gòu)和地理位置 消費(fèi)習(xí)慣地區(qū)地區(qū)北北 方方南南 方方燃料燃料類型類型城市城市太原太原吉林吉林天津天津沈陽(yáng)沈陽(yáng)哈爾濱哈爾濱南寧南寧南京南京上海上海重慶重慶有機(jī)組分有機(jī)組分83.2262.0478.9

4、886.9463.9246.0164.7780.369.91燃燃?xì)鈿鉄o(wú)機(jī)組分無(wú)機(jī)組分4.1227.265.889.3420.2245.7618.337.5419.91廢廢品品紙類紙類6.971.9111.042.779.613.472.9金屬金屬1.130.410.661.061.9321.19塑料塑料1.60.271.731.221.491.862.12玻璃玻璃1.370.712.072.361.891.741.95布類布類1.590.420.360.821.983.092.01小計(jì)小計(jì)12.6610.715.143.7215.868.2316.912.1610.18有機(jī)組分有機(jī)組分10.8

5、64.822.2637.9730.8617.0226.2831.9616.8燃燃煤煤無(wú)機(jī)組分無(wú)機(jī)組分86.3893.769.5260.7966.0278.668.260.779.54廢廢品品紙類紙類1.570.351.071.611.6120.77金屬金屬0.30.170.50.640.642.70.94塑料塑料0.170.090.241.091.091.350.68玻璃玻璃0.210.240.490.430.431.060.84布類布類0.510.210.720.610.610.230.42小計(jì)小計(jì)2.762.19.121.063.154.384.387.343.66（2 2）粒徑（）粒徑（

6、particle sizeparticle size） 對(duì)于固廢的前處理，如篩選或磁分離，廢物粒徑大小往往是個(gè)重要參數(shù)。 通常粒徑的表達(dá)方式以粒徑分布（particle size distribution，PSD）表示，因廢物組成復(fù)雜且大小不等，很難以單一大小表示，且?guī)缀涡螤钜膊灰粯?，只能通過(guò)篩網(wǎng)的網(wǎng)“目”（mesh）代表其大小?！澳磕俊敝割w粒大小和孔的直徑，一般用在指顆粒大小和孔的直徑，一般用在1in1in2 2 （1in=25.4mm1in=25.4mm）篩網(wǎng)面積內(nèi)有多少個(gè)孔來(lái)）篩網(wǎng)面積內(nèi)有多少個(gè)孔來(lái)表示。表示。目前國(guó)際上比較多用等效體積顆粒的計(jì)算目前國(guó)際上比較多用等效體積顆粒的計(jì)算直徑來(lái)

7、表示粒徑。以直徑來(lái)表示粒徑。以mm或或mmmm表示表示。 目數(shù) 粒度um 目數(shù) 粒度um 目數(shù) 粒度um5 3900 140 104 1600 1010 2000 170 89 1800 816 1190 200 74 2000 6.520 840 230 61 2500 5.525 710 270 53 3000 530 590 325 44 3500 4.535 500 400 38 4000 3.440 420 460 30 5000 2.745 350 540 26 6000 2.550 297 650 21 7000 1.2560 250 800 19 80 178 900 15 1

8、00 150 1100 13 120 124 1300 11 下表為我國(guó)通常使用的篩網(wǎng)目數(shù)與粒徑（m）對(duì)照表。 目數(shù) 微米 目數(shù) 微米 目數(shù) 微米 目數(shù) 微米 2.5 7925 12 1397 60 245 325 47 3 5880 14 1165 65 220 425 33 4 4599 16 991 80 198 500 25 5 3962 20 833 100 165 625 20 6 3327 24 701 110 150 800 15 7 2794 27 589 180 83 1250 10 8 2362 32 495 200 74 2500 5 9 1981 35 417 250

9、 61 3250 2 10 1651 40 350 270 53 12500 1（3）含水率（moisture） 定義：廢物在定義：廢物在10510511溫度下烘干溫度下烘干2h2h（依（依水分含量而定）后所失去的水分量，烘干至水分含量而定）后所失去的水分量，烘干至衡重或最后兩次稱量的誤差小于規(guī)定值。衡重或最后兩次稱量的誤差小于規(guī)定值。100最初質(zhì)量烘干后質(zhì)量含水率（）最初質(zhì)量p垃圾含水率與食品垃圾的含量有關(guān)。p當(dāng)垃圾主要為可燃物時(shí)，烘干溫度以7075為宜，烘烤時(shí)間24h；（4 4）容積密度）容積密度 也稱容重，是決定運(yùn)輸或貯存容積的重要也稱容重，是決定運(yùn)輸或貯存容積的重要參數(shù)。參數(shù)。 由于廢

10、物成分復(fù)雜，其求法都是以各組分由于廢物成分復(fù)雜，其求法都是以各組分的平均值來(lái)計(jì)算。的平均值來(lái)計(jì)算。2.2.22.2.2固體廢物的化學(xué)特性固體廢物的化學(xué)特性 （1）揮發(fā)分（volatiles）：指物體在標(biāo)準(zhǔn)溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)，呈氣體或蒸汽而散失的量。實(shí)驗(yàn)法，是將定量樣品（已除去水分）置于已知質(zhì)量的白金坩堝內(nèi)，于無(wú)氧燃燒室內(nèi)加熱（600 20 ）所散失的量。（2 2）灰分（）灰分（ashash） 對(duì)垃圾進(jìn)行分類，將對(duì)垃圾進(jìn)行分類，將各組分破碎至各組分破碎至2mm2mm以下，以下，取一定量在取一定量在1051055 5 下干燥下干燥2h2h，冷卻后稱，冷卻后稱量（量（P P0 0），再將干燥），再將干燥后的

11、樣品放入電爐內(nèi)，后的樣品放入電爐內(nèi)，在在800 800 下灼燒下灼燒2h2h，冷卻后再在冷卻后再在105 105 55下干燥下干燥2h2h，冷卻后稱，冷卻后稱量量P P1 1。10(%)100PPiI測(cè)定灰分可預(yù)估可能產(chǎn)生的熔渣量及排氣中顆粒測(cè)定灰分可預(yù)估可能產(chǎn)生的熔渣量及排氣中顆粒物含量，并可依灰分的形態(tài)類別選擇廢物適用的物含量，并可依灰分的形態(tài)類別選擇廢物適用的焚燒爐，若含有過(guò)多的金屬則不宜焚燒。焚燒爐，若含有過(guò)多的金屬則不宜焚燒。若廢物含若廢物含NaNa，K K，MgMg，P P，S S，F(xiàn)eFe，AlAl，CaCa，SiSi等，等，因焚燒過(guò)程中的高溫氧化環(huán)境極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因焚燒過(guò)程

12、中的高溫氧化環(huán)境極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而產(chǎn)生復(fù)雜的熔渣。而產(chǎn)生復(fù)雜的熔渣。如如NaNa2 2COCO3 3/NaSO/NaSO4 4/NaCl/NaCl，任兩種或三種在某些比例，任兩種或三種在某些比例下結(jié)合，會(huì)形成熔點(diǎn)較低的混合物。使其在焚燒下結(jié)合，會(huì)形成熔點(diǎn)較低的混合物。使其在焚燒時(shí)在爐排上熔融，從而阻礙排灰。時(shí)在爐排上熔融，從而阻礙排灰。（3）固定碳 是除去水分、揮發(fā)性物質(zhì)及灰分后的可燃燒物。100固定碳（）（含水率灰分揮發(fā)性物質(zhì)） 例：某廢物經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)采樣混配后，置于烘爐內(nèi)量得有關(guān)的質(zhì)量（不含坩堝）如下：原始樣品質(zhì)量25.00g105 加熱后質(zhì)量23.78g以上樣品加熱至600 后質(zhì)量15.34

13、g接著加熱到800 后質(zhì)量4.38g。試求此廢物的水分、灰分、揮發(fā)分與固定碳各為多少？（4 4）閃火點(diǎn)與燃點(diǎn)）閃火點(diǎn)與燃點(diǎn) 緩慢加熱廢物至某一溫度，如出現(xiàn)火苗，緩慢加熱廢物至某一溫度，如出現(xiàn)火苗，即閃火而燃燒，但瞬間熄滅，此溫度就稱即閃火而燃燒，但瞬間熄滅，此溫度就稱為閃火點(diǎn)（為閃火點(diǎn)（flash pointflash point） 但如果溫度接著升高，其所發(fā)生的揮發(fā)組但如果溫度接著升高，其所發(fā)生的揮發(fā)組分足以繼續(xù)維持燃燒，而火焰不再熄滅，分足以繼續(xù)維持燃燒，而火焰不再熄滅，此時(shí)的最低溫度稱為著火點(diǎn)（此時(shí)的最低溫度稱為著火點(diǎn)（ignition ignition pointpoint）或燃點(diǎn)。）

14、或燃點(diǎn)。（5 5）熱值（）熱值（heating valueheating value） 表示廢物燃燒時(shí)放出的熱量，用以考慮計(jì)算焚燒表示廢物燃燒時(shí)放出的熱量，用以考慮計(jì)算焚燒爐的能量平衡及估算輔助燃料所需量。爐的能量平衡及估算輔助燃料所需量。 高位熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量垃圾完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中高位熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量垃圾完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中的水分冷凝為的水分冷凝為00的液態(tài)水所放出的熱量。的液態(tài)水所放出的熱量。 低位熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量垃圾完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中低位熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量垃圾完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中的水分為的水分為2020的水蒸汽所放出的熱量。的水蒸汽所放出的熱量。 QL=QH-600W 測(cè)量法，利用熱值測(cè)定儀進(jìn)

15、行測(cè)量。測(cè)量法，利用熱值測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量。 用氧彈量熱計(jì)測(cè)定的熱值為高位熱值。用氧彈量熱計(jì)測(cè)定的熱值為高位熱值。 理論估算法，利用熱焓估算。理論估算法，利用熱焓估算。 利用元素組成進(jìn)行計(jì)算，利用元素組成進(jìn)行計(jì)算，wilsonwilson式估算熱值式估算熱值（kcal/kgkcal/kg)aA+bBcC+dDcdabHcHdHaHbH81342.5()22.55.85(9)8LOHCHSHW（6）灼燒損失量（ignition loss) 通常作為檢測(cè)廢物焚燒后灰渣的品質(zhì)。 測(cè)定方法是將灰渣樣品置于80025高溫下加熱3h，稱其前后質(zhì)量，并根據(jù)下式計(jì)算：一般設(shè)計(jì)優(yōu)良的焚燒爐的灰渣灼燒損失量約在5以下

16、。100加熱前質(zhì)量加熱后質(zhì)量灼燒損失量（）加熱前質(zhì)量（7 7）元素成分）元素成分 廢物的元素成分有多方面的作用，如判斷廢物的元素成分有多方面的作用，如判斷其化學(xué)性質(zhì)，確定廢物的處理工藝，焚燒其化學(xué)性質(zhì)，確定廢物的處理工藝，焚燒后二次污染物的預(yù)測(cè)，或有害成分的判斷后二次污染物的預(yù)測(cè)，或有害成分的判斷依據(jù)等。依據(jù)等。2.2.3生物特性 固體廢物本身所具有的生物性質(zhì)極其對(duì)環(huán)境的影響 固體廢物的可生物處理性能2.32.3危險(xiǎn)廢物特性及鑒別試驗(yàn)方法危險(xiǎn)廢物特性及鑒別試驗(yàn)方法（1 1） 急性毒性：指一次性投給試驗(yàn)動(dòng)物的毒性物急性毒性：指一次性投給試驗(yàn)動(dòng)物的毒性物質(zhì)，其半致死量小于規(guī)定值的毒性。質(zhì)，其半致死

17、量小于規(guī)定值的毒性。對(duì)小白鼠或大白鼠（健康）灌胃：對(duì)小白鼠或大白鼠（健康）灌胃：0.4ml/20g0.4ml/20g（體（體重），大鼠重），大鼠1.0ml/100g1.0ml/100g（體重），記錄（體重），記錄48h48h內(nèi)動(dòng)物內(nèi)動(dòng)物死亡數(shù)。死亡數(shù)。 灌胃液制備灌胃液制備：100g100g樣品置于樣品置于500mL500mL具磨口玻璃具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入塞的三角瓶中，加入100mL(pH5.8-6.3)100mL(pH5.8-6.3)的水中的水中（固液比固液比1 1：1 1），），振蕩振蕩3 3分鐘于室溫下分鐘于室溫下浸泡浸泡2424小時(shí)，小時(shí)，用中速定量濾紙用中速定量濾紙過(guò)濾過(guò)濾，

18、濾液即為灌胃所用，濾液即為灌胃所用（2 2）易燃性：閃點(diǎn)低于定值的廢物由于摩擦、）易燃性：閃點(diǎn)低于定值的廢物由于摩擦、吸濕、點(diǎn)燃或者由于自發(fā)的化學(xué)變化會(huì)產(chǎn)吸濕、點(diǎn)燃或者由于自發(fā)的化學(xué)變化會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱或著火，或點(diǎn)燃后的燃燒會(huì)持續(xù)進(jìn)生發(fā)熱或著火，或點(diǎn)燃后的燃燒會(huì)持續(xù)進(jìn)行。行。測(cè)定閃點(diǎn)（閃點(diǎn)測(cè)定儀），石油產(chǎn)品，國(guó)標(biāo)測(cè)定閃點(diǎn)（閃點(diǎn)測(cè)定儀），石油產(chǎn)品，國(guó)標(biāo)美國(guó)規(guī)定，美國(guó)規(guī)定，閃火點(diǎn)等于或低于閃火點(diǎn)等于或低于6060為易燃性為易燃性的有害廢物。的有害廢物。（3 3） 腐蝕性試驗(yàn)方法腐蝕性試驗(yàn)方法腐蝕性：腐蝕性：指采用指定的標(biāo)準(zhǔn)方法，或根據(jù)規(guī)指采用指定的標(biāo)準(zhǔn)方法，或根據(jù)規(guī)定程序批準(zhǔn)的等效方法測(cè)定其溶液、固體定

19、程序批準(zhǔn)的等效方法測(cè)定其溶液、固體或半固體浸出液的或半固體浸出液的pHpH值小于或等于值小于或等于2.02.0，大，大于或等于于或等于12.512.5，則該廢物具有腐蝕性。，則該廢物具有腐蝕性。玻璃電極法玻璃電極法（4 4）反應(yīng)性）反應(yīng)性指在常溫、常壓下不穩(wěn)定，極易發(fā)生激烈的化學(xué)指在常溫、常壓下不穩(wěn)定，極易發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，遇火或水反應(yīng)猛烈，在受到摩擦、撞擊或反應(yīng)，遇火或水反應(yīng)猛烈，在受到摩擦、撞擊或加熱后可能發(fā)生爆炸或產(chǎn)生有毒氣體的性質(zhì)。加熱后可能發(fā)生爆炸或產(chǎn)生有毒氣體的性質(zhì)。撞擊感度撞擊感度測(cè)定：立式落錘儀，爆炸百分?jǐn)?shù)為感度測(cè)定：立式落錘儀，爆炸百分?jǐn)?shù)為感度摩擦感度摩擦感度測(cè)定：擺式摩擦

20、儀，一定條件下的發(fā)火率為摩擦感測(cè)定：擺式摩擦儀，一定條件下的發(fā)火率為摩擦感度度觀察是否發(fā)生爆炸、燃燒、分解；觀察是否發(fā)生爆炸、燃燒、分解；差熱分析測(cè)定差熱分析測(cè)定：差熱分析儀：差熱分析儀爆發(fā)點(diǎn)爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定：爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定：爆發(fā)點(diǎn)測(cè)定儀火焰感度火焰感度測(cè)定：黑火藥柱能否通過(guò)灼熱的鎳鉻絲點(diǎn)燃樣品測(cè)定：黑火藥柱能否通過(guò)灼熱的鎳鉻絲點(diǎn)燃樣品遇水反應(yīng)性遇水反應(yīng)性：和水劇烈反應(yīng)；和水形成爆炸性混合物；和水：和水劇烈反應(yīng)；和水形成爆炸性混合物；和水混合產(chǎn)生毒性氣體、蒸汽或煙霧等混合產(chǎn)生毒性氣體、蒸汽或煙霧等（5 5）感染性）感染性 指帶有微生物或寄生蟲(chóng)，能致人體或動(dòng)物指帶有微生物或寄生蟲(chóng)，能致人體或動(dòng)物疾病

21、的廢物。疾病的廢物。 具有感染性的典型危險(xiǎn)廢物為醫(yī)療廢物，具有感染性的典型危險(xiǎn)廢物為醫(yī)療廢物，指在醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以指在醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以及其它相關(guān)活動(dòng)中產(chǎn)生的具有直接或者間及其它相關(guān)活動(dòng)中產(chǎn)生的具有直接或者間接感染性、毒性以及其它危害性的廢物。接感染性、毒性以及其它危害性的廢物。（6 6）浸出毒性）浸出毒性指固體廢物遇水浸瀝，其中有害的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，指固體廢物遇水浸瀝，其中有害的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，污染環(huán)境，浸出的有害物質(zhì)的毒性稱為浸出毒性。污染環(huán)境，浸出的有害物質(zhì)的毒性稱為浸出毒性。浸出液制備浸出液制備：100g100g（干基）樣品置于干基）樣品置于2L2L具廣口聚乙具廣口聚乙烯瓶中，加入烯瓶中，加入1L1L(pH5.8-6.3)(pH5.8-6.3)的