第二章固體廢物的特性

城市固體廢物的產生、特征及采樣方法主要內容固體廢物產生量的常用預測方法常用的固體廢物物理及化學特性，各種性質的測試及計算方法，危險廢物特性及鑒別試驗方法固體廢物的采樣方法1.固體廢物產生量及預測對固體廢物產生量的計算在固體廢物管理種是十分重要的，它是保證收集、運輸、處理、處置以及綜合利用等后續(xù)管理能夠得以正常實施和運行的依據。城市生活垃圾產生量及其預測估算城市生活垃圾產生量的通用公式為：式中：Yn為第n年城市生活垃圾產生量，t/ayn為第n年城市生活垃圾的產率或產出系數(shù),kg/(人·d)Pn為第n年城市人口數(shù)，人城市垃圾產率，受收入水平、能源結構、消費習慣等影響城市人口數(shù)變化要同時考慮機械增長率（如移民、城市化等）和自然增長率的影響。本章討論的人口增長率除特殊說明則都指自然增長率。2.固體廢物的特性

物理：物理組成、粒徑、含水率、容積密度化學：揮發(fā)分、灰分、固定碳、閃火點與燃點、熱值、灼燒損失量、元素成分、毒性浸出性質感官性能：指廢物的顏色、臭味、新鮮或腐敗的程度等，往往可以直接判斷生物特性2.2.1固體廢物的物理特性

（1）物理組成（physicalcomposition)

城市固體廢物的物理組成很復雜，其受到多種因素的影響。故各國、各城市甚至各地區(qū)產生的城市垃圾組成都有所不同。影響因素人口影響經濟發(fā)展水平居民生活水平燃料結構和地理位置消費習慣地區(qū)北

方南

方燃料類型城市太原吉林天津沈陽哈爾濱南寧南京上海重慶有機組分83.2262.0478.9886.9463.9246.0164.7780.369.91燃

氣無機組分4.1227.265.889.3420.2245.7618.337.5419.91廢品紙類6.97

1.9111.042.779.613.472.9金屬1.13

0.410.661.061.9321.19塑料1.6

0.271.731.221.491.862.12玻璃1.37

0.712.072.361.891.741.95布類1.59

0.420.360.821.983.092.01小計12.6610.715.143.7215.868.2316.912.1610.18有機組分10.864.822.2637.9730.8617.0226.2831.9616.8燃

煤無機組分86.3893.769.5260.7966.0278.668.260.779.54廢品紙類1.57

0.351.071.611.6120.77金屬0.3

0.170.50.640.642.70.94塑料0.17

0.090.241.091.091.350.68玻璃0.21

0.240.490.430.431.060.84布類0.51

0.210.720.610.610.230.42小計2.762.19.121.063.154.384.387.343.66（2）粒徑（particlesize）對于固廢的前處理，如篩選或磁分離，廢物粒徑大小往往是個重要參數(shù)。通常粒徑的表達方式以粒徑分布（particlesizedistribution，PSD）表示，因廢物組成復雜且大小不等，很難以單一大小表示，且?guī)缀涡螤钜膊灰粯樱荒芡ㄟ^篩網的網“目”（mesh）代表其大小。“目”指顆粒大小和孔的直徑，一般用在1in2

（1in=25.4mm）篩網面積內有多少個孔來表示。目前國際上比較多用等效體積顆粒的計算直徑來表示粒徑。以μm或mm表示。

目數(shù)

粒度um

目數(shù)

粒度um

目數(shù)

粒度um

5

3900

140

104

1600

10

10

2000

170

89

1800

8

16

1190

200

74

2000

6.5

20

840

230

61

2500

5.5

25

710

270

53

3000

5

30

590

325

44

3500

4.5

35

500

400

38

4000

3.4

40

420

460

30

5000

2.7

45

350

540

26

6000

2.5

50

297

650

21

7000

1.25

60

250

800

19

80

178

900

15

100

150

1100

13

120

124

1300

11

下表為我國通常使用的篩網目數(shù)與粒徑（μm）對照表。

目數(shù)微米目數(shù)微米目數(shù)微米目數(shù)微米

2.5792512139760

245

325

47

3

588014116565

220

425

33

4

459916991

80

198

500

25

5

396220833

100

165

625

20

6332724701

110

150800

15

7

279427

589

180

83

1250

10

8

236232

495

200

74

25005

9

198135

417

250

61

3250

2

10165140

350

270

53

125001（3）含水率（moisture）定義：廢物在105℃±1℃溫度下烘干2h（依水分含量而定）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。垃圾含水率與食品垃圾的含量有關。當垃圾主要為可燃物時，烘干溫度以70～75為宜，烘烤時間24h；（4）容積密度也稱容重，是決定運輸或貯存容積的重要參數(shù)。由于廢物成分復雜，其求法都是以各組分的平均值來計算。2.2.2固體廢物的化學特性（1）揮發(fā)分（volatiles）：指物體在標準溫度實驗時，呈氣體或蒸汽而散失的量。實驗法，是將定量樣品（已除去水分）置于已知質量的白金坩堝內，于無氧燃燒室內加熱（600±20℃）所散失的量。（2）灰分（ash）對垃圾進行分類，將各組分破碎至2mm以下，取一定量在105±5℃下干燥2h，冷卻后稱量（P0），再將干燥后的樣品放入電爐內，在800℃下灼燒2h，冷卻后再在105±5℃下干燥2h，冷卻后稱量P1。測定灰分可預估可能產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焚燒爐，若含有過多的金屬則不宜焚燒。若廢物含Na，K，Mg，P，S，F(xiàn)e，Al，Ca，Si等，因焚燒過程中的高溫氧化環(huán)境極易發(fā)生化學反應，而產生復雜的熔渣。如Na2CO3/NaSO4/NaCl，任兩種或三種在某些比例下結合，會形成熔點較低的混合物。使其在焚燒時在爐排上熔融，從而阻礙排灰。（3）固定碳是除去水分、揮發(fā)性物質及灰分后的可燃燒物。例：某廢物經標準采樣混配后，置于烘爐內量得有關的質量（不含坩堝）如下：①原始樣品質量25.00g②105℃加熱后質量23.78g③以上樣品加熱至600℃后質量15.34g④接著加熱到800℃后質量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）閃火點與燃點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，此溫度就稱為閃火點（flashpoint）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，此時的最低溫度稱為著火點（ignitionpoint）或燃點。（5）熱值（heatingvalue）表示廢物燃燒時放出的熱量，用以考慮計算焚燒爐的能量平衡及估算輔助燃料所需量。高位熱值：單位質量垃圾完全燃燒后燃燒產物中的水分冷凝為0℃的液態(tài)水所放出的熱量。低位熱值：單位質量垃圾完全燃燒后燃燒產物中的水分為20℃的水蒸汽所放出的熱量。QL=QH-600W測量法，利用熱值測定儀進行測量。用氧彈量熱計測定的熱值為高位熱值。理論估算法，利用熱焓估算。利用元素組成進行計算，wilson式估算熱值（kcal/kg)（6）灼燒損失量（ignitionloss)通常作為檢測廢物焚燒后灰渣的品質。測定方法是將灰渣樣品置于800±25℃高溫下加熱3h，稱其前后質量，并根據下式計算：一般設計優(yōu)良的焚燒爐的灰渣灼燒損失量約在5％以下。（7）元素成分廢物的元素成分有多方面的作用，如判斷其化學性質，確定廢物的處理工藝，焚燒后二次污染物的預測，或有害成分的判斷依據等。2.2.3生物特性固體廢物本身所具有的生物性質極其對環(huán)境的影響固體廢物的可生物處理性能2.3危險廢物特性及鑒別試驗方法（1）急性毒性：指一次性投給試驗動物的毒性物質，其半致死量小于規(guī)定值的毒性。對小白鼠或大白鼠（健康）灌胃：0.4ml/20g（體重），大鼠1.0ml/100g（體重），記錄48h內動物死亡數(shù)。

灌胃液制備：100g樣品置于500mL具磨口玻璃塞的三角瓶中，加入100mL(pH5.8-6.3)的水中（固液比1：1），振蕩3分鐘于室溫下浸泡24小時，用中速定量濾紙過濾，濾液即為灌胃所用（2）易燃性：閃點低于定值的廢物由于摩擦、吸濕、點燃或者由于自發(fā)的化學變化會產生發(fā)熱或著火，或點燃后的燃燒會持續(xù)進行。測定閃點（閃點測定儀），石油產品，國標美國規(guī)定，閃火點等于或低于60℃為易燃性的有害廢物。（3）腐蝕性試驗方法腐蝕性：指采用指定的標準方法，或根據規(guī)定程序批準的等效方法測定其溶液、固體或半固體浸出液的pH值小于或等于2.0，大于或等于12.5，則該廢物具有腐蝕性。玻璃電極法（4）反應性

指在常溫、常壓下不穩(wěn)定，極易發(fā)生激烈的化學反應，遇火或水反應猛烈，在受到摩擦、撞擊或加熱后可能發(fā)生爆炸或產生有毒氣體的性質。撞擊感度測定：立式落錘儀，爆炸百分數(shù)為感度摩擦感度測定：擺式摩擦儀，一定條件下的發(fā)火率為摩擦感度——觀察是否發(fā)生爆炸、燃燒、分解；差熱分析測定：差熱分析儀爆發(fā)點測定：爆發(fā)點測定儀火焰感度測定：黑火藥柱能否通過灼熱的鎳鉻絲點燃樣品遇水反應性：和水劇烈反應；和水形成爆炸性混