固體廢物處理處置實(shí)驗(yàn)(共35張PPT)

固體廢物處理處置實(shí)驗(yàn)□實(shí)驗(yàn)1

危險(xiǎn)廢物重金屬含量及浸出毒性測(cè)

定

實(shí)

驗(yàn)口實(shí)驗(yàn)2

固體廢物吸水率、抗壓強(qiáng)度和顆粒容重的測(cè)定實(shí)驗(yàn)口實(shí)驗(yàn)3

固體廢物厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)□

實(shí)驗(yàn)4

固體廢物熱解實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1

危險(xiǎn)廢物重金屬含量及浸出毒性測(cè)

定

實(shí)

驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握危險(xiǎn)廢物中重金屬含量的測(cè)定方法2、

掌握危險(xiǎn)廢物浸出毒性的測(cè)定方法；3、

了解危險(xiǎn)廢物浸出毒性對(duì)環(huán)境的污染與危害二、

實(shí)驗(yàn)原理危險(xiǎn)廢物是指列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》或根據(jù)國(guó)家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物。危險(xiǎn)

廢物具有毒性，腐蝕性、易燃性，反應(yīng)性和感染性等一種或幾種危害特性。含有有害物質(zhì)的固體廢物在堆放或處置過(guò)程中，遇水浸瀝，使其中的有害物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，污染環(huán)境。漫出實(shí)驗(yàn)是對(duì)這一

自

然現(xiàn)象的模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)浸出的有害物質(zhì)的量值超為關(guān)法規(guī)提

出的閥值時(shí)，則該廢物具有浸出毒性二、

實(shí)驗(yàn)原理浸出是可溶性的組分通過(guò)溶解或擴(kuò)散的方式從固體廢物中進(jìn)入浸出液的過(guò)程。當(dāng)填埋或堆放的廢物和液體接觸時(shí)，固相中的組分就會(huì)

溶解到液相中形成浸出液。組分溶解的程度取央于液固相接觸的點(diǎn)位，廢物的特性和接觸的時(shí)間。浸出液的組成和它對(duì)水質(zhì)的潛在影響是確定該種廢物是否為危險(xiǎn)廢物的重要依據(jù)，也是評(píng)價(jià)這種廢物所適用

的處置技術(shù)的關(guān)鍵因素。三、

實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑1、加熱裝置；板式電爐及100ml瓷質(zhì)坩堝；2、硝化試劑：濃硝酸、王水、氫氟酸、高氯酸；3、定容裝置：50ml容量瓶或比色Ⅲ;4、浸取容器：2L密封塞廣口聚乙烯瓶；5、浸取裝置：頻率可調(diào)的往復(fù)式水平振蕩機(jī)；6、浸取劑：去離子水或同等純度的蒸熔水；7、濾膜：0.45

μm微孔濾膜或中速定量濾紙；8、過(guò)濾裝置：加壓過(guò)濾裝置、真空過(guò)濾裝置或離心分離裝置。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、重金屬含量的測(cè)定(1)

準(zhǔn)確稱取0.1g

試樣，置于瓷坩堝中，用少許水潤(rùn)濕，

加入0.5ml濃硝酸和王水10ml;(2)將瓷坩堝置于電爐上加熱，反應(yīng)至冷卻，使殘夜不少于1ml;(3)將殘液中再加入5mlHF,

進(jìn)行低溫加熱近1ml;(4)最后加入5ml高氯酸加熱至1ml;(5)取下瓷坩堝，冷卻，加入去離子水，繼續(xù)煮沸使鹽類溶解，再進(jìn)行冷卻；(6)將最終殘液移至于50ml容量瓶中，水洗坩堝加入硝酸

至酸度為2%,定容至刻度。用原子吸收火焰分光光度法或

ICP-AES

測(cè)試溶液中重金屬Cr、Cd、Cu、Ni、Pb

和Zn

的濃度C0。四、

實(shí)驗(yàn)步驟2、

浸出毒性的測(cè)定浸出液的制備方法根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5036.2-1997

《固體廢物浸出

毒性浸出方法——水平振蕩法》執(zhí)行。(1-將各危險(xiǎn)廢物樣品研磨制成5mm

以下粒度的試樣；(2)稱取10g

試樣，置于錐形瓶中，加去離子水100ml,

將瓶口密封；

(3

)將錐形瓶垂直固定于振蕩儀上，調(diào)節(jié)頻率為110+0次min,

在

室溫下振蕩浸取8h

(可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整浸取時(shí)間),(4)取下錐形瓶，靜置16h,

并于安裝好濾膜的過(guò)濾技置上過(guò)

濾，收集全部濾出液。用原子吸收火焰分光光度法或[CP-AES

測(cè)試溶液中重金屬的濃度C。四、

實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)測(cè)定的危險(xiǎn)廢物浸出液中重金屬的濃度，計(jì)算得出危險(xiǎn)廢物的重金屬Cr,Cd、Cu,Ni、Pb

和Zn

的浸出率n浸，詳見下式：式中：M,——

危險(xiǎn)廢物中重金屬物質(zhì)的量，

mg/g;M——危險(xiǎn)廢物浸出的重金屬物質(zhì)的量，項(xiàng)目CrCdCuNiPbZn空自濃度(mg/L)樣本濃度(mg/L)項(xiàng)目CrCdCuNiPbZn空白濃度(mg/L)樣本濃度(mg/L)五、

數(shù)據(jù)記錄與分析溶液中重金屬濃度測(cè)定結(jié)果浸出液中重金屬濃度測(cè)定結(jié)果1,測(cè)試危險(xiǎn)廢物的重金屬浸出毒性有何意義?六、

思考題實(shí)

驗(yàn)

2

固

體

廢

物

吸

水

率

、

抗

壓

強(qiáng)

度

和顆粒

容

重

的

測(cè)

定

實(shí)

驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解固體廢物吸水率、抗壓強(qiáng)度和顆粒容重的基本意義；2、掌握固體廢物吸水率、抗壓強(qiáng)度和顆粒容

狗測(cè)定方法和原理。二、

實(shí)驗(yàn)原理■

固體廢物的吸水率是指材料試樣放在蒸餾水中，在規(guī)定的溫度和時(shí)間

內(nèi)吸水質(zhì)量和式樣原質(zhì)量之比。吸水率可用來(lái)反映材料的顯氣孔率。□固體廢物的密度可以分為體積密度、真密度等。體積密度是指不含游離水材料的質(zhì)量與材料的總體積之比；材料質(zhì)量與材料實(shí)體積之比值，則稱為真密度。密度的測(cè)定是基于阿基

米德原理。固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度是指固體廢物抗破碎的阻力。通常用靜載

下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度來(lái)表示。

抗壓強(qiáng)度是最常用的固體廢物的機(jī)械強(qiáng)度表示方法。三

、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑1、恒溫干燥箱2、天平3、游標(biāo)卡尺4、容積密度瓶5、

標(biāo)準(zhǔn)篩1個(gè)6、干燥器1個(gè)7、研缽1個(gè)8、萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)材料測(cè)試機(jī)1臺(tái)9、實(shí)驗(yàn)試劑蒸餾水。四、

實(shí)驗(yàn)步驟1、吸水率的測(cè)試：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17431.1-1993和GB/T17431.2-1993測(cè)試燒

成固體廢物樣品的吸水率，具體如下。將固體廢物放在110℃±5℃的烘箱中于燥至恒重后，放在有準(zhǔn)膠或其他于燥

劑的干燥器內(nèi)冷卻至室溫。稱量和記錄固體廢物的干燥質(zhì)量

mo,

精確至0.01g。

然后將樣品放入成水的容器中，加有顆

粒飄浮在水面上，必須設(shè)法將其壓入水中。樣品浸水地后

將樣品倒入5.00mm

的篩子中，濾水1～2mih,然后倒在擰干

的濕毛巾上，用手抓住毛巾兩端，使其成槽彩，讓固體廢物

在毛巾上往返滾動(dòng)4次后，將固體廢物取出稱重，質(zhì)量為m式中：

W——

固體廢物的1h吸水率(%),計(jì)算精確到0-0%;mo——烘干實(shí)驗(yàn)的重量

(g);m——

浸水后試樣的重量

(g)四、

實(shí)驗(yàn)步驟固體廢物的1h吸水率W

的按以下公式計(jì)算2、

抗壓強(qiáng)度的測(cè)試：按

照

國(guó)

家

標(biāo)

準(zhǔn)GB/T4740-1999

在

WE-50

型液壓式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上側(cè)試烷成固體廢物樣品的抗壓強(qiáng)度。具體步驟如下；①

將樣品制成直徑20mm士

2mm、高

2

0mm士

2mm

的試樣；②將試樣置于溫度為110℃的烘箱中，烘干2h,

然后放入干燥器，冷卻車室溫；③測(cè)量并記錄每塊試樣的直徑和高度，精確至0.1mm;④將試樣放入試驗(yàn)機(jī)壓板中心，并在試樣兩受壓面襯墊1

的草紙位⑤

選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋?×102N/s

的速度均勻地設(shè)直至試樣

時(shí)為準(zhǔn)),記錄試驗(yàn)機(jī)指示的最大載荷。四、實(shí)驗(yàn)步驟火測(cè)力指針倒轉(zhuǎn)式中：ce——抗壓強(qiáng)度

(MPa)

精確至0.01MPa;P——

試樣受壓破碎的最大載荷

(N)

D——試樣直徑

(mm)。四、實(shí)驗(yàn)步驟樣品抗壓強(qiáng)度極限按下式計(jì)算；四

、

實(shí)

驗(yàn)

步

驟3、顆粒容重測(cè)試：按照GB2342-31測(cè)試燒成固體廢物樣品的顆粒容重。取適

量樣品，放入量簡(jiǎn)中浸水Ih,

然后取出(可采用測(cè)完h

吸水率

的試樣進(jìn)行測(cè)定),稱重m。

將試樣倒入100mL

的量簡(jiǎn)里，在

注入50mL清水。如有試樣漂浮水上，可用已知體積

(V

1)

的

圓形金屬板壓入水中，讀出量筒的水位

(V)。

固體廢物的顆

粒容重計(jì)算公式如下：式中：m——固體廢物顆粒容重

(kg/m3)',計(jì)算精確至10-kg/m;m——試樣重量

(g);V?—

圓形金屬板的體積

(mL);V——倒入試樣和放入壓板后量筒的水位

(mL)五、

數(shù)據(jù)分析根據(jù)上面計(jì)算公式計(jì)算固體廢物的吸水率、抗壓強(qiáng)度和顆粒容重。吸水率抗壓強(qiáng)度顆粒容重六、思考題1、固體廢物的性質(zhì)對(duì)破碎處理有何影響?2、固體廢物的哪些結(jié)構(gòu)特征對(duì)其抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響?3、固體廢物的吸水率、抗壓強(qiáng)度和顆粒容重，三者之間

有何種聯(lián)系?實(shí)驗(yàn)3

固

體

廢

物

厭

氧

發(fā)

酵

實(shí)

驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的過(guò)程和機(jī)理，2、

了解厭氧發(fā)酵的操作特點(diǎn)以及主要控制系件二、

實(shí)驗(yàn)原理■

厭氧發(fā)酵是指在厭氧狀態(tài)下利用厭氧微生物使固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH,

和CO?

的過(guò)程，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生以CH,

為主要成分的沼參與厭氧分解的微生物可以分為兩類，

一類是由一個(gè)十分復(fù)雜的混合

發(fā)酵細(xì)菌群將復(fù)雜的有機(jī)物水解，并進(jìn)一步分解為以有機(jī)酸為主的簡(jiǎn)

單產(chǎn)物，通常稱為水解菌。第二階段的微生物為絕對(duì)厭氧細(xì)菌，其功

能是將有機(jī)酸轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?，被稱之為產(chǎn)甲烷菌。厭氧發(fā)酵一般可以分為三個(gè)階段，即水解階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段，每一階段各有其獨(dú)特的微生物類群起作用。[揮發(fā)酚產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌

醇類產(chǎn)甲烷細(xì)菌中性化合物H?

,CO?

等液化階段-

產(chǎn)酸階段一

→

|-----

—

-產(chǎn)甲烷階段一二、

實(shí)驗(yàn)原理碳水化合物有機(jī)質(zhì)；蛋白質(zhì)脂肪CH4,H?,N?,CO?,CO,H?S

等糖類氨基酸脂肪酸甘油發(fā)酵性細(xì)菌二、

實(shí)驗(yàn)原理液化階段發(fā)酵細(xì)菌利用胞外酶對(duì)有機(jī)物進(jìn)行體外酶解，是固體物質(zhì)變

成可溶于水的物質(zhì)，然后，細(xì)菌再吸收可溶于水的物質(zhì)，并將

其分解為不同產(chǎn)物。高分子有機(jī)物的水解速率很低，它取央于

物料的性質(zhì)、微生物的濃度，以及溫度、

pH等環(huán)境條件。纖維

素、淀粉等水解成單糖類，蛋白質(zhì)水解成氨基酸，再經(jīng)脫氨基

作用形成有機(jī)酸和氨，脂肪水解后形成甘油和脂肪酸。產(chǎn)酸階段水解階段產(chǎn)生的簡(jiǎn)單的可溶性有機(jī)物在產(chǎn)氫和產(chǎn)酸細(xì)菌的作用下，進(jìn)一步分解成揮發(fā)性脂肪酸、醇、酮、醛60和H

等二、

實(shí)驗(yàn)原理□

產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷菌將第二階段的產(chǎn)物進(jìn)一步降解成CH4

和CO2,

同時(shí)利用產(chǎn)

酸階段所產(chǎn)生的H2

將部分CO2

再轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4,

產(chǎn)甲烷階段的生化反

應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，其中72%的CH4

來(lái)自乙酸，主要反應(yīng)有：CH?COOH→CH?T+CQ

個(gè)4H?+CQ→CH?T+2H?O4HCOOH→CHT+3CQT+2H?O4CH,OH→3CH?T+CQT+2H?O4(CH?)?N+2H?O→9CH?

個(gè)+3CQ個(gè)+4N

個(gè)

4CO++2H?O→CH,T+3CO

個(gè)三、

實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑1、實(shí)驗(yàn)裝置：厭氧發(fā)酵反應(yīng)器；2、發(fā)酵原料：生活垃圾；3

、

接種：

可采用活性污泥接種，取就近的污水處理廠污泥間的脫

水剩樂活性污泥，在培養(yǎng)過(guò)程中可以不添加其他培養(yǎng)物；4、

分析方法：(1)TS和VS的檢測(cè)采用重量法；(2)TCOD

和SCOD的檢測(cè)采用K?Cr?O,氧化法，(3)pH

值使用精密pH計(jì)測(cè)定；(4)甲烷和二氧化碳濃度可采用9000D型便攜式紅外線分析系統(tǒng)(5)TN

采用日本SHIMADZU公司TOC-V

CPN型TQC/TN分近

儀(6)揮發(fā)性脂肪酸，以乙酸計(jì)，滴定法。四、

實(shí)驗(yàn)步驟1、污泥訓(xùn)話；將脫水污泥加水過(guò)篩以除去雜質(zhì)，然后放入恒溫室內(nèi)厭氧馴化一天2、

按實(shí)驗(yàn)要求配置好有機(jī)垃圾的樣品放置于備料池中備用。3、將培養(yǎng)好的接種污泥設(shè)入反應(yīng)器，采用有機(jī)垃圾和污泥vs之比為1:1的混合物

料。用CO,

和N?

的混合氣通入反應(yīng)器底部2～3min,

以吹脫瓶中剩余的空氣。

立即將反應(yīng)器密封，將系統(tǒng)置于恒盤中進(jìn)行培養(yǎng)。恒溫系統(tǒng)溫度升至35℃時(shí)，測(cè)定即正式開始。4、記錄每日產(chǎn)氣量以及相關(guān)參數(shù)，直到底物的VFA的80%已被利用。5、為了消除污泥自身消化產(chǎn)生甲烷氣體的影響、需作空白實(shí)驗(yàn)，空自實(shí)

驗(yàn)是以去離子水代替有機(jī)垃圾，其他操作與活性測(cè)定實(shí)驗(yàn)相同。6、分別設(shè)置不同的反應(yīng)溫度，以及不同的有機(jī)址圾與活性污泥的配比參考不

同溫度對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷的影響。序號(hào)有機(jī)負(fù)荷(m/s)日產(chǎn)氣量(mL)甲烷含量(g)pH五、

原始數(shù)據(jù)記錄表有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷實(shí)驗(yàn)記錄六、思考題1、分析厭氧發(fā)酵的三階段理論和兩階段理論的異同點(diǎn)。2、兵氧發(fā)酵裝置有哪些類型?試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。3、影響厭氧發(fā)酵的因素有哪些?實(shí)驗(yàn)4

固體廢物熱解實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、子解熱解的概念，2、熟悉污泥熱解過(guò)程的控制參數(shù)。二、

實(shí)驗(yàn)原理熱解是一種傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，將