固废计算题

1.某住宅区生活垃圾量约240m3/周,拟用一垃圾车负责清运工作,实行普通操作法的移动式清运.已知该车每次集装容积为6m3/次,容器利用系数为0.70,垃圾车采用8小时工作制.试求为及时清运该住宅垃圾,每周需出动清运多少次?累计工作多少小时?经调查已知:容器间行驶时间为0.15h/次.平均运输时间为0.5h/次.容器装车时间为0.05h/次;容器放回原处时间0.06h/次,卸车时间0.04h/次;非生产时间占全部工时20%？解:Phcs＝tpc+tuc+tdbc＝（0.05+0.06+0.15）h/次＝0.26h/次清运一次所需时间,按公式:Thcs=(Phcs+S+h)/(1-ω)=[(0.26+0.5+0.04)/(1-0.2)]h/次=1.0h/次清运车每日可以进行的集运次数,按公式:Nd＝H/Thcs＝(8/1)次/d＝8次/d根据清运车的集装能力和垃圾量,按公式:Nw＝Vw/(cf)=[240/(6×0.7)]次/周＝58次/周每周所需要的工作时间为:Dw=NwThcs=(58×1.0)h/周＝58h/周2.污泥的含水率从98%降低到96%时,求污泥体积的改变？解:由于22498100961001001001221pp（p1=98,单位%；p2=96,单位%）故,污泥体积在含水率降低后是降低前体积的1/2。3.如果废物焚烧反应符合一级动力学规律,即dC/dt=-kC（式中:C为有害组分浓度,t为反应或停留时间,k为反应速度常数）,当在800℃的焚烧炉中焚烧氯苯时,已知反应速度常数k=33.40（秒-1）,试计算当焚烧停留时间为0.25秒时,氯苯的破坏去除率DRE为多少？解:对dC/dt＝-kC进行积分得到:Ln（C0/C）＝kt＝33.40×0.25＝8.35所以:C0/C＝4230.2；C0＝4230.2C氯苯的破坏去除率:DRE=(C0-C)/C0＝4229.2/4230.2＝0.9998＝99.98％4.某城市的生活垃圾填埋场面积为50万平方米,当地年平均日降雨量为5.2mm/d,试用经验公式计算垃圾滤液的平均日产生量。（给定流出系数为0.5）解:渗滤液产生量的经验计算公式为:Q＝1/1000×C×P×A式中:Q为渗滤液平均日产生量,m3/d；P为年平均日降水量,mm/d；A为填埋场面积,m2；C为流出系数。Q＝1/1000×C×P×A＝1/1000×0.5×5.2×500000＝1300m3/d5.某填埋场中污染物的COD为10000mg/L,该污染物的迁移速度为0.03cm/s,降解速度常数为0.00064/s。试求当污染物的浓度降低到1000mg/L时,地质层介质的厚度应为多少？污染物通过该介质层所需要的时间为多少？解:因为:C＝C0×exp（-kt）所以:1000＝10000×exp（-0.00064t）解得:t＝3598sL＝u×t＝0.03×3598＝107.946.假设在一内径为4.0cm的管式焚烧炉中,于温度225℃分解纯某有机物,进入炉中的流速为15.0L/s,225℃的速率常数为62.6/s。求当该有机物的分解率达到99.95%时,焚烧炉的长度应为多少（假设燃烧为一级反应,且流体为平推流）答:由反应速率dC/dt＝-kC,进行积分得到:Ln（C0/C）＝kt所以:t＝Ln（C0/C）/k＝Ln（1/0.0005）/62.6＝0.121s又流速:u＝V/S=4×0.015/(3.14×0.042)=11.94m/s所以长度:L＝u×t＝11.94×0.121＝1.44m8.已知某固体废物的成分为:CC=85.32%；HC=4.56%；OC=4.07%；NC=1.80%；SC=4.25%；AD=7.78%；WA=3.0%。求:该固体废物焚烧过程的发热量,理论空气需要量,燃烧产物生成量,成分,密度,燃烧温度（空气中水分可以忽略不计）。解:(1)燃烧发热量,根据公式:WSOHCLQ62624681187.4]0.3625.407.42656.424632.8581[187.4）－（－＋＝＝33577.06kJ/kg(2)理论空气量,根据公式:21033.333.367.2689.80OSHCV21007.433.325.433.356.467.2632.8589.81381.8kgm(3)烟气量,根据公式:22222,ONOHSOCOpnVVVVVV由于不计入空气中的水蒸气,由公式直接计算:0,100791004.22281823212VNWHSCVpn81.879.01004.22288.1180.3256.43225.41232.851315.9kgm(4)烟气密度,根据公式计算:1004.22322818644422222ONOHSOCO由公式计算i:%41.17%10015.911004.2212%100,22CVVpnCOCO；%3251.0%10015.911004.2232%100,22SVVpnSOSO%99.5%10015.911004.22182%100,22WHVVpnOHOH；%22.76%10048.91100791004.2228%100,22npnNNVNVV0%10015.9110021%100,22OnpnOOVVVV故:1004.2203222.762899.5183251.06441.1744353.1mkg9.有一酶催化反应,Km=2×10-3mol·L-1,当底物的初始浓度为1.0×10-5mol·L-1时,若反应进行1min,则有2%的底物转化为产物。试求:(1)当反应进行3min,底物转化为产物的转化率是多少？此时产物和底物的浓度分别是多少？(2)当CS0=1×10-6mol·L-1时,也反应了3min,CS=？CP=？(3)最大反应速率值是多少？解:由于底物浓度远小于Km,以t表示反应时间,反应时间和转化率a的关系为:min198.0ln)02.01ln(k)1(ln)1ln(ln110kkatkakcctAA则,t2＝3min时,min3)1ln(22kat可知,ln(1-a2)=3ln0.98a2=5.9%即底物转化为产物的转化率为5.9％,此时产物的浓度:CP=5.9×10-7mol·L-1底物的浓度:CS=9.41×10-6mol·L-1。当CS0=1×10-6mol·L-1时,也反应了3min,即底物转化为产物的转化率为5.9％,此时产物的浓度:CP=5.9×10-8mol·L-1底物的浓度:CS=9.41×10-7mol·L-1由于底物浓度远小于Km,可以按照一级反应计算,则:rS=rP=(rP,max/Km)×cS=-(dcS/dt)；ln（cs0/cs）=(rP,max/Km)t；ln0.98=-3×60×(rP,max/Km)；(rP,max/Km)＝1.1224×10－4；rP,max＝2.245×10－7（mol/L·s）；10.用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥化实验。实验结果:每1000kg堆料在完成堆肥化后仅剩下200kg,测定产品成分为C11H14NO4,试求1000kg物料的化学计算理论需氧量。解:(1)求出反应前后有机物的物质的量:反应前:)(1737.1162614115012311000mol反应后:)(4643.416414111412111000mol(2)确定好氧反应前后有机物的物质的量之比:n=22628.04643.41737.1(3)确定a、b、c、d、w、x、y和z,并根据化学方程式（7-1）计算出r和s值:有机废物(C31H50NO26):a=31；b=50；c=26；d=1；残留有机物(C11H14NO4):w=11；x=14；y=16；z=1；r=0.5[b-nx-3(d-nx)]=26.67；s=a-nw=28.51(4)求出需氧量:化学方程式中O2的系数=0.5(ny+2s+r-c)=30.66需氧量=30.66×1.1737×32=1151.36(kg)11.拟采用堆肥化方法处理脱水污泥滤饼,其固体含量SC为30%,每天处理量为10t(以干物料基计算),采用回流堆肥(其Sr=70%)起干化物料作用,要求混合物Sm为40%。试用两种基准计算回流比率,并求出每天需要处理的物料总量为多少吨？解:(1)以湿重为条件的回流比为:333.0%40%70%30%40mrcmcrwSSSSXXR=33.3%每天需要处理的物料总量=10t/Rw=10t/33.3%=30.03t(2)以干重为条件的回流比为:778.0%70/%4011%30/%40/11/rmcmdSSSSR=77.8%每天需要处理的物料总量=10t/Rd=10t/77.8%=12.85t12.使用一台封闭式发酵仓设备,以固体含量为50%的垃圾生产堆肥,待干至90%固体后用调节剂,环境空气温度为20℃,饱和湿度(水/干空气)为0.015g·g-1,相对湿度为75%。试估算使用环境空气进行干化时的空气需氧量。如将空气预热到60℃(饱和湿度为0.152g·g-1)又会如何？解:(1)设垃圾生产堆肥质量为M,以20℃环境空气干化时空气需要量为m。则:干化掉的水分质量为:M1=(1-50%)M－(1-90%)×50％M÷90%=？故由:m×0.015g·g-1=M÷75%得:m=M÷75%÷0.015g·g-1=？(2)将空气预热到60°C时,空气需要量为:m'=M÷75%÷0.152g·g-1=？13.对人口为10万人的某服务区的生活垃圾进行可燃垃圾和不可燃垃圾分类收集。对收集后的不可燃垃圾进行破碎分选后,其中不可燃垃圾、可燃垃圾、资源垃圾分别站40％、30%、30%。焚烧残渣(可燃垃圾的10%)和不可燃垃圾(含分类收集及分选后的)进行填埋。垃圾产生系数为1kg/人。其中可燃垃圾0.7kg/人·天,不可燃垃圾0.3kg/人·天,填埋场垃圾压实密度900kg/m3。求使用20年的垃圾填埋场的容量。答:(l)每年可燃垃圾总量=100000×0.7×365＋100000×0.3×0.3×365=28835000kg=28835吨/年(2)焚烧残渣＝28835吨/年×10％＝2883.5吨/年(3)分选得到的不可燃垃圾＝100000×0.3×0.4×365＝4380吨/年(4)总的填埋垃圾＝2883.5＋4380＝7263.5吨/年(5)填埋场总的体积＝(7263.5/0.9)×20＝161411（m3）14.某住宅区生活垃圾量约300m3/周,拟用一垃圾车负责清运工作,实行普通操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为6m3/次,容器利用系数为0.70,垃圾车采用8小时工作制。试求为及时清运该住宅垃圾,每周需出动清运多少次？累计工作多少小时？经调查已知:容器间行驶时间为0.12h/次,平均运输时间为0.53h/次,容器装车时间为0.05h/次；容器放回原处时间0.04h/次,卸车时间0.03h/次；非生产时间占全部工时20%。解:(1)一次集装时间(或拾取时间):)/(21.012.004.005.0次htttPdbcucpchcs(2)收集一桶垃圾所需时间hcsT:)/(96.020.0153.003.021.01次hhSPThcshcs(3)清运车每天集运次数dN:)/(33.896.08dTHNhcsd次(4)每周清运次数wN:)/(724.71)7.06(300周次CfVN