名词解释
1.固体废物的生物处理:
答:就是以固体废物中可降解的有机物为对象,通过生物(微生物)的作用使之转化为水、二氧化碳或甲烷等物质的过程。 2.compost:
答:堆肥化(composting)就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物,以及由人工培养的工程菌等,在一定的人工条件下,有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。堆肥化的产物叫堆肥(compost)。 3.一次发酵:
答:通常指堆肥开始到堆肥温度升高再到开始降低为止的阶段。在发酵池内进行。一次发酵期约为4-12天。 4.二次发酵:
答:二次发酵时将主发酵工序尚未分解的易分解及较难分解的有机物进一步分解,使之变成腐植酸、氨基酸等比较稳定的有机物,得到完全成熟的堆肥成品。一般,把物料堆积到1~2米高度进行后发酵,后发酵时间一般在20-30天。 5.堆肥的腐熟度:
答:堆肥的腐熟度是指堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。 6.蚯蚓处理技术:
答:生活垃圾的蚯蚓处理技术是指将生活垃圾经过分选,除去垃圾中的金属、玻璃、塑料、橡胶等物质后,经初步破碎、喷湿、堆沤、发酵等处理,再经过蚯蚓吞食加工制成有机复合肥料的过程。 简答题
1. 堆肥过程中的碳氮比如何控制?
答:C是堆肥化反应的能量来源,是生物发酵过程中的动力和热源;N是微生物的营养来源,主要用于合成微生物体,是控制生物合成的重要因素,也是反应速率的控制因素。如果C/N比值过小,容易引起菌体衰老和自溶,造成N源浪费和酶产量下降;如果C/N比值过高,容易引起杂菌感染,同时由于没有足够量
的微生物来产酶,会造成C源浪费和酶产量下降,也会导致成片堆肥的碳氮比过高,这样堆肥施入土壤后,将夺取土壤中的氮素,使土壤陷入“氮饥饿”状态,影响作物生长。因此,应根据各种微生物的特性,恰当地选择适宜的C/N比值,C/N最佳为(25-35):1。
2.适于堆肥的原料有什么特性? 答:堆肥原料特性有: (1)密度 350~650kg/m3;
(2)组成成分(湿重)% 有机物含量不少于20% (3)含水率 40%~60%; (4)碳氮比(C/N) 20:1~30:1 3.简述好氧堆肥化的基本工艺过程。 (1)潜伏阶段 适应新环境 (2)中温阶段(亦称产热阶段)
嗜温性微生物——利用可溶性有机物——释放热能—— 温度不断上升。 微生物:以中温、需氧型为主,通常是一些无芽胞细菌。 细菌——水溶性单糖类
放线菌和真菌——纤维素和半纤维素。 (3)高温阶段
45℃以上:嗜温性微生物受到抑制甚至死亡,嗜热性微生物活跃
复杂有机化合物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。
50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌;
60℃时,真菌几乎完全停止活动,仅有嗜热性放线茵与细菌在活动; 70℃以上微生物大量死亡或进入休眠状态。
微生物在高温阶段生长过程细分为:对数生长期、减速生长期和内源呼吸期 (4)腐熟阶段
微生物活性下降,发热量减少,温度下降。
嗜温微生物又占优势,对残余较难分解的有机物作进一步分解,腐殖质不断增多且稳定化,此时堆肥即进入腐熟阶段。降温后,需氧量大大减少.含水量也降低,堆肥物孔隙增大,氧扩散能力增强,此时只须自然通风。 4.堆肥原料的评价指标有哪些?范围如何?
答:城镇建设业标准《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》CJ/T 3059—1996中规定,堆肥原料特性有:(1)密度 350~650kg/m3;(2)组成成分(湿重)% 有机物含量不少于20%;(3)含水率 40%~60%;(4)碳氮比(C/N) 20:1~30:1 计算题
1.树叶的C/N比为50,与来自污水处理厂的活性污泥混合,活性污泥的C/N比为6.3。分别计算各组分的比例使混合C/N比达到25。取树叶、活性污泥各100kg;将其配置成发酵料浆,需加多少水?设发酵季节在冬春季 。假定条件如下:污泥含水率为 75%;树叶含水率为50%;污泥含氮率为5.6%;树叶含氮率为0.7%。
解:(1)、对于1Kg的树叶:m(水)=1X0.50=0.50Kg , m(干物质)=1-0.50=0.50Kg,
m(N)=0.50×0.007=0.0035Kg , m(C)=50×0.0035=0.175Kg 对于1Kg的污泥:m(水)=1X0.75=0.75Kg , m(干物质)=1-0.75=0.25Kg,
m(N)=0.25×0.056=0.014Kg , m(C)=6.3×0.014=0.0882Kg 设取树叶xKg,污泥yKg.
C/N=25=(0.175 × x+0.0882 × y)/(0.0035×x +0.014 × y) x/y=2.992≈3
所以树叶与污泥的比例应为3:1. (2)、设需加水W Kg.
冬季:10%=(100×25%+100×50%)/(100+100+W) ,
W=550Kg.
春季:6%=(100×25%+100×50%)/(100+100+W) , W=1050Kg.
答:为使混合C/N比达到25,树叶与污泥的比例应为3:1. 为配置发酵料浆,冬、春季节分别需加水550、1050Kg.
2.设污泥中加入回流堆肥和调理剂以控制湿度。选用锯末为调理剂,其Sa=60%,
脱水泥饼和回流堆肥中分别含35%和60%的固体。泥饼、堆肥和调理剂比例按比例1:0. 5:0.5湿重混合。试求:(1)混合物的固体含量(质量分数) (2)若不用回流堆肥,要得到相同的混合物固体含量,调理剂与泥饼的比为多少? 解:(1)按污泥饼的单位质量加入混合物,在混合物中相应的固体和水分含量: 固体=l×0.35+0.5×0.60+0.5×0.60=0.95 水=1×0.65+0.5×0.40+0.5×0.40=1.05
因此,混合物的总重为2.0g/g(污泥饼),混合物的固体含量为: Sm=0.95÷(1.05+0.95)=0.475
(2)若不用回流堆肥,要得到相同的混合物固体含量所需调理剂量可由下述方程来确定: Rw=(Sm-Sc)/(Sr-Sm)
由于没有使用回流堆肥物,可用Sa取代Sr得到: Rw=Xa/Xc=(Sm-Sc)/(Sa-Sm)=(0.475-0.35)/(0.60-0.475)=1
因此,污泥饼和调理剂将按湿基重1:1的比例混合。
3.用一种成分为C31H50NO26的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥试验。试验结果,每1000堆料在完成堆肥化后仅剩200kg,测定产品成分为C11H14NO4,试求每1000kg物料的化学计算理论需氧量。
解:(1)计算出堆肥物料C31H50NO26千摩尔质量为852kg,则参加过程的有机
物摩尔数=(1000/852)kmol=1.173kmol;
(2)堆肥产品CllHl4NO4的千摩尔质量为224kg,可算出每摩尔参加过程的
残余有机物摩尔数即n=200/(1.173×224)=0.76;
(3)由已知条件:a=31,b=50,c=1,d=26,w=11,x=14,y=1,z=4。
可以算出: r=0.5[50-0.76×14-3(1-0.76×1)]=19.32
S=31-0.76×11=22.64
(4)所需的氧量为:
W=[0.5(0.76×4+2×22.64+19.32-26) ×1.173×32]kg=781.5kg 答:每1000Kg物料的化学计算理论需氧量为781.5Kg.
4.有猪粪1000kg,从中称取10g样品,在105℃烘至恒重后的量为1.95g,在55020℃灼烧至恒重后的重量为0.39g,计算: ① 猪粪原料中的总固体含量和总固体量。
② 猪粪原料总固体中挥发性固体的百分含量和挥发性固体总量。 解 :(1)MTS=W2/W1×100%=1.95/10=19.5% WTS = W × MTS=1000×19.5%=195Kg
(2)MVS=(W2-W3)/W2×100%=(1.95-0.39)/1.95×100%=80% WVS=WTS × MVS= 195 × 0.8 =156Kg.
5.发酵原料1000kg,从中称取20g样品,在105℃烘至恒重后的重量为3.9g ,继续在600℃灼烧至恒重后的重量为0.78g,求该发酵原料的总固体重量和挥发性固体重量。
解:(1)、MTS=W2/W1×100%=3.9/20=19.5% WTS = W × MTS=1000×19.5%=195Kg
(2)、MVS=(W2-W3)/W2×100%=(3.9-0.78)/3.9×100%=80% WVS=WTS × MVS= 195 × 0.8 =156Kg.
6.稻草150kg,含碳素和氮素分别为42%、0.63%;野草200kg,含碳素和氮素分别为14%、0.54%。欲配合成碳氮比为25:1的混合发酵原料,需加多少kg人粪?人粪含碳素和氮素分别为2.5%、0.85%。 解:设取人粪xKg.
C/N=25=(150×0.42+200×0.14+0.025×x)/(150×0.0063 +200×
0.0054+0.0085×x)
x=215.33Kg.