固体废物污染与控制.docx

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1、第八章热解1.固体有机废物的热解定义是指固体有机废物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或者固态可燃物质的化学分解过程。2.热解与焚烧的区别：①焚烧是需氧氧化反应过程，热解是无氧或缺氧反应过程；②焚烧是放热的，热解是吸热的；③焚烧的主要产物是二氧化碳和水，热解的产物主要是可燃的低分子化合物；④焚烧产生的热能一般就近直接利用，而热解生成的产物诸如可燃气、油及炭黑等则可以储存及远距离输送。3.与焚烧相比，固体废物热解的主要特点：①可将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的储存性能源；②由于是无氧或缺氧分解，排气量少，

2、因此，采用热解工艺有利于减轻对大气环境的二次污染；③废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中；④由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；⑤NOx的产生量少。4.三种产物的比例取决于热解工艺和反应条件：低温慢速热解(小于500℃)，产物以炭黑为主高温闪速热解(700～1100℃)，产物以可燃气体为主中温快速热解(500～700℃)，产物以液体生物油为主如果反应条件合适，可获得原固体有机废物80～85%的能量，液体生物油产率可达70%以上。5.影响生物质热解过程和产物组成的因素温度、固体相挥发物滞留期、生物质组成、颗粒尺寸

3、及加热条件等。1)温度对生物质热解的产物分布及可燃气体的组成有着显著的影响。2)固体和气相滞留期3)生物质物料特性生物质种类、粒径、形状及粒径分布等特性对生物质热解行为及产物分布有着重要影响。4)压力压力的大小将影响气相滞留期，从而影响二次裂解，最终将影响热解产物产量分布。1)升温速度低升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油产生。因此，以生产生物油为目的的闪速裂解都采用较高的升温速率。1.实际应用见课本P.178第九章沼气发酵沼气：有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种以甲烷为主体的可燃性混合气体，其主要成分是甲烷和二氧化碳。

4、通常情况下甲烷(CH4)占60％左右，二氧化碳(CO2)约占35％左右，此外还有少量氢(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氨(NH3)等。1.沼气发酵定义在厌氧条件下利用厌氧微生物(包括兼氧微生物)使固体废物中的有机物转化甲烷和二氧化碳等物质的过程。2.微生物学过程l第一个阶段——水解水解酸化阶段它们多属于异养型兼性厌氧细菌和专性厌氧细菌。通常按这些细菌分解有机物的种类把它们分为纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质分解菌。在这些细菌的作用下，该阶段分两步进行：（1）水解：复杂的有机物（例如碳水化合物、脂肪、蛋白质

5、等）先在细胞外酶的作用下水解为较简单的有机物，例如，多糖转化为单糖，脂肪转化为甘油和脂肪酸，蛋白质转化为肽或氨基酸。（2）酸化：以上生成的简单有机物进一步分解产生挥发性有机酸、脂肪酸、醇类、醛类等。①酸性发酵期水解酸化阶段的前期，由于碳水化合物的分解产酸作用要比蛋白质分解产氨反应迅速，因此这时会产生大量有机酸使发酵料液的pH值迅速下降，有时pH值可以达到5以下，称为酸性发酵期。②酸性减退期水解酸化阶段的后期，随着碳水化合物的减少，有机酸及含氮有机物开始分解，生成氨、胺、碳酸盐等碱性物质，pH值不再下降，并逐渐上升到6.6～6.8左右

6、，同时放出硫化氢、吲哚等恶臭气体，因此有时也把碳水化合物分解后的蛋白质分解产氨过程称为酸性减退期。l第二阶段——产酸阶段水解阶段产生的可溶性的有机物在产氢和产酸细菌的作用下进一步分解成脂肪酸、醇、酮、醛、二氧化碳和氢气等。l第三阶段——产甲烷阶段产甲烷细菌第二阶段的产物进一步分解成甲烷和二氧化碳，同时利用产酸阶段所产生的氢气将部分二氧化碳转变为甲烷。。1.影响因素第十章有机废物的高温堆肥1.堆肥化定义堆肥化是在有控制的条件下，使固体有机废物在微生物（主要为细菌）作用下，发生降解，并同时使有机物发生生物稳定作用（向稳定的腐殖质方向转化

7、）的过程。堆肥化后的产物称之为堆肥。堆肥化的工艺类型好氧堆肥堆温高，一般在55℃以上，可维持7~11d，极限可达80℃，亦称高温堆肥法。厌氧堆肥周期长(一般需3~6个月)、易产生恶臭、且占地面积大等，因此，厌氧堆肥不适合大面积推广应用。通常所指的堆肥化一般是指好氧堆肥。2.堆肥的基本原理好氧堆肥是在有氧条件下，好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程，将有机物分解氧化成简单的无机物，从中获得微生物新陈代谢所需要的能量；同时将一部分的有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体的过程。★好氧堆肥化四个阶段(1)潜伏

8、阶段(亦称驯化阶段)微生物适应新环境的过程(2)中温阶段(亦称产热阶段)嗜温性细菌、酵母菌和放线菌等嗜温性微生物利用堆肥中最容易分解的可溶性物质，如淀粉、糖类等而迅速增殖，并释放热量，使堆肥温度不断升高。当堆肥温度升到45℃以上时，即