城市生活垃圾處理與處置實踐教程

本實驗教程摘抄自《城市生活垃圾處理與處置實踐教程》主編劉丹李啟彬西南交通大學出版社實驗一固體廢物的破碎實驗一、實驗目的1.了解固體廢物破碎的目的和顎式破碎機的工作原理；2.掌握固體廢物破碎效果的評價計算方法。二、實驗原理1、破碎的目的固體廢物破碎是利用外力克服固體廢物質點間的內聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程。磨碎是使小塊固體廢物顆粒分裂成細粉的過程。固體廢物經破碎和磨碎后，粒度變得小而均勻，其目的如下：⑴使固體廢物的容積減小，便于運輸和貯存；⑵為固體廢物的分選提供所要求的入選粒度，以便有效地回收固體廢物種某種成分；⑶使固體廢物的比表面積增加，提高焚燒、熱分解、熔融等作業(yè)的穩(wěn)定性和熱效率；⑷為固體廢物的下一步加工做準備；⑸用破碎后的生活垃圾進行填埋處置時，壓實密度高而均勻，提高填埋場的利用效率；⑹防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設備或爐膛。2、破碎比在破碎過程中，原廢物粒度與破碎后產物粒度的比值稱為破碎比。破碎比表示廢物粒度在破碎過程中減小的倍數，即表示廢物被破碎的程度。在工程設計中，常采用廢物破碎前的最大粒度（Dmax）與破碎后的最大粒度（dmax）之比來計算破碎比。這一破碎比稱為極限破碎比。通常，根據最大物料直徑來選擇破碎機給料口的寬度。⑶用合適的手篩對破碎原料進行篩分；⑷用鋼尺測量破碎原料的最大粒度；⑸利用顎式破碎機對破碎原料進行破碎；⑹收集破碎后的全部物料；⑺對收集后的破碎料進行稱重、量測體積、篩分和量測最大粒度尺寸；⑻清掃實驗場地衛(wèi)生，傾倒破碎料，擺放好實驗設備和儀器。五、實驗結果與分析1、實驗記錄表2-1破碎實驗記錄表測量項目質量體積最大粒度粒徑分布（mm）＜33～55～1010～2020～5050～80≥80破碎前破碎后2、實驗結果分析⑴計算極限破碎比與真實破碎比⑵繪制破碎前后的粒徑分布曲線⑶計算破碎前后的堆積密度以及本次破碎的產品回收率六、設備使用時應該注意的事項1、機體安裝基礎必須牢靠、平整，以防機體受力不均引起破裂。2、試車前必須檢查破碎機的各個緊固件是否緊固，用手轉動皮帶輪觀其是否靈活，發(fā)現(xiàn)不正常，查明原因應予以排除方可試車。3、試車必須空載試車，空載試車時旋動小手輪以檢查調節(jié)機構是否靈活、有無潤滑油，空載10分鐘后無異?，F(xiàn)象方可使用。4、破碎物料的硬度最好不要超過中等硬度，以免加快零件的磨損而減少設備壽命。5、為了出料方便，安裝時可適當提高整機的安裝高度。七、討論1、簡述固體廢物破碎的目的和顎式破碎機的特點。2、簡述固體廢物平均粒度的計算方法。實驗二固體廢物的壓實實驗一、實驗目的（本實驗為驗證型實驗）1、了解固體廢物壓實的工作原理；2、掌握固體廢物壓實效果的計算和評價方法。二、實驗原理壓實也稱壓縮，是利用機械的方法減少固體廢物的孔隙率，將其中的空氣擠壓出來增加固體廢物的聚集程度。以城市固體廢物為例，壓實前密度通常在0.1～0.6t/m3范圍，經過壓實器或一般壓實機械壓實后密度可提高到1t/m3左右，因此，固體廢物填埋前通常需要進行壓實處理，尤其對大型廢物或中空性廢物事先壓碎顯得更為必要。壓實操作的具體壓力大小可以根據處理廢物的物理性質（如易壓縮性、脆性等）而定。一般開始階段，隨壓力的增加，物料的密度會迅速增加，以后這種變化會逐步減弱，且有一定限度。實踐證明末經破碎的原狀城市垃圾，壓實密度極限值約為1.1t/m3。比較經濟的辦法是先破碎再進行壓實，這樣可以很大程度上提高壓實效率，即用比較小的壓力取得相同的增加密度效果。目前壓實已成為一些國家處理城市垃圾的一種現(xiàn)代化方法。該方法不僅便于運輸，而且還具有可減輕環(huán)境污染和節(jié)省填埋或儲存場地等優(yōu)點。固體廢物壓實處理后，體積減小的程度叫壓縮比。廢物壓縮比決定于廢物的種類及施加的壓力。一般壓縮比為3～5。同時采用破碎與壓實技術可使壓縮比增加到5～10。為判斷壓實效果，比較壓實技術與壓實設備的效率，常用下述指標來表示廢物的壓實程度。①

孔隙比與孔隙率固體廢物可設想為各種固體物質顆粒及顆粒之間充滿空氣孔隙共同構成的集合體。由于固體顆粒本身孔隙較大，而且許多固體物料有吸收能力和表面吸附能力，因此廢物中水分子主要都存在于固體顆粒中，而不存在于孔隙中，不占據體積。因此固體廢物的總體積（Vm）就等于包括水分在內的固體顆粒體積（Vs）與孔隙體積（Vv）之和。即：Vm

=

Vs

+

Vv則廢物的孔隙比（e）可以定義為：在實際的生產操作中用的最多的參數是孔隙率（），可以定義為：孔隙比或孔隙率越低，則表明壓實程度就越高，相應的密度就越大。在這里順便指出的一點是，孔隙率的大小對堆肥化工藝供氧、透氣性及焚燒過程物料與空氣接觸效率也是重要的評價參數。②

濕密度與干密度忽略空氣中的氣體質量，固體廢物的總質量（Wh）就等于固體物質質量（Ws）與水分質量（Ww）之和，即：Wh

=

Ws

+

Ww則固體廢物的濕密度（Dw）可以由下式確定。固體廢物的干密度（Dd）可用下式確定。實際上，廢物收運及處理過程中測定的物料質量通常都包括了水分，故一般密度均是濕密度。壓實前后固體廢物密度值及其變化率大小，是度量壓實效果的重要參數，也相對容易測定，因此比較實用。③

體積減少百化比體積減少的百分比（R）一般用下式表示：R=[（Vi-Vf）/Vi]×100%式中R——體積減少百分比，%；Vi——壓實前廢物的體積，m3；Vf——壓實后廢物的體積，m3。④

壓縮比與壓縮倍數壓縮比（r）可以定義為顯然，r越小，證明壓實效果越好。壓縮倍數（n）可定義為由此可知，n與r互為倒數，n越大證明壓實效果越好。在工程上，一般以習慣用n來說明壓實效果的好壞。三、實驗儀器與設備1、垃圾壓實機一臺；2、體積測量桶一個；3、臺式天平（10kg）1臺；4、鋼尺數把。四、實驗步驟1、實驗準備各實驗小組分別自取生活垃圾若干，要求最大尺寸不超過10cm。2、實驗過程⑴用臺式天平測量待壓實垃圾的質量；⑵用體積量測桶測量壓實前垃圾的體積；⑶將待壓實垃圾放入壓實機中，開啟電機進行壓實，壓實過程中需不定時記錄壓實力與壓實后的垃圾厚度；⑷完成壓實后，取出壓實垃圾；⑸量測壓實后垃圾的體積和質量。五、實驗結果與分析1、實驗記錄表2-2垃圾壓實前后的變化測量項目壓實前壓實后質量體積質量體積滲濾液產量試樣1試樣2表2-3垃圾壓實過程中壓實力與垃圾厚度的變化序號壓實力垃圾厚度（cm）2、實驗結果分析⑴繪制壓實力與垃圾密度的關系曲線；⑵計算實驗垃圾的壓縮比和壓縮倍數；⑶繪制垃圾壓實物料平衡圖。六、注意事項1、選取垃圾時應適當控制壓實垃圾中塑料瓶的數量；2、在壓實過程中密切注意壓實機的狀態(tài)，避免過度壓實導致設備損壞。七、討論1．試對壓實結束時垃圾在壓實器中的密度與取出后的密度進行比較，分析壓實垃圾回彈的原因，提出控制措施。實驗五電鍍含銅廢水中銅的電解法回收實驗一、實驗目的（本實驗為驗證型實驗）1、了解電鍍含銅廢水的危害和主要處理方法；2、掌握陰極電解法的原理和方法。二、實驗原理在電鍍、金屬冶煉、機械加工及銅礦開采過程中，均會產生各種含銅廢水。銅在自然界中沒有自凈和生物降解能力，可通過生物鏈不斷富集，而引起嚴重的環(huán)境污染，因而根據《危險廢物鑒別標準》和《國家危險廢物名錄》，含銅廢物（HW22）屬于危險廢物。治理含銅廢水有化學處理法、氣浮法、吸附法、離子交換法和電化學法等方法。陰極還原法具有設備簡單、操作簡便、無二次污染、過程易自動化、可回收廢水中的銅等優(yōu)點，不僅可得到良好的環(huán)境效益，而且還可獲得一定的經濟效益，大大減少環(huán)境污染和資源的浪費，并且通過控制電極電位，可把同一溶液中的多種金屬離子逐一分別回收、提純，并可得到純度比較高的某單一金屬。當電流通過裝有酸性含銅廢水的電解槽時，在陰極上電極電位較高者優(yōu)先發(fā)生還原反應，因而陰極反應以銅的析出為主：在陽極上電極電位較低者優(yōu)先發(fā)生氧化反應，當電解液中含有硫酸時，陽極反應以水的電解氧化為主，當電解液中含有鹽酸時，則以氯氣的析出為主。⑴陽極反應過程以含硫酸銅電鍍廢水為例，陽極發(fā)生的主要反應為：2H2O——4H++O2+4e=1.229V4OH-——2H2O+O2+4e=1.229V⑵陰極反應過程陰極上發(fā)生的主要是二價銅離子的還原析出：Cu2++2e——Cu=0.34V三、試驗設備1、電解槽2、石墨－銅電極3、直流電源4、pH計5、原子吸收分光光度計6、電子天平四、實驗步驟1、用電子天平測量烘干后銅電極（陰極）的質量；2、取適量的硫酸銅電鍍含銅廢水，測量其Cu2+濃度，然后調節(jié)其pH至2.0后，倒入電解槽中；3、連接電路，仔細檢查后再接通電源，調節(jié)直流電源電壓，使輸出電壓為3伏；4、在接通電源后第10min、20min、30min、45min、60min、90min、120min依次從電解槽中取樣進行Cu2+濃度的分析；5、取出銅電極，烘干后用電子天平測量其質量。五、實驗記錄與分析1、實驗記錄電解前銅電極質量：電解后銅電極質量：表2-8電解過程Cu2+濃度記錄表取樣時間（min）0102030456090120取樣體積/mL定容體積/mL空白溶液吸光度被測試樣吸光度被測Cu2+含量/(mg/L)Cu2+含量平均值(mg/L)2、實驗結果分析⑴繪制實驗廢水在電解過程中Cu2+含量的變化曲線；⑵計算電解前后銅電極質量的變化量。六、討論1、根據實驗前后廢水中Cu2+含量的變化和實驗前后銅電極質量的變化比較，說明實驗誤差產生的原因？2、影響含銅廢水銅電解處理效率的因素有哪些?實驗六垃圾滲濾液的水質分析實驗一、實驗目的（本實驗為驗證型實驗）1、了解按不同方式運行的填埋場垃圾滲濾液的污染特征及變化規(guī)律。2、了解填埋場滲濾液處理的必要性。二、實驗原理垃圾滲濾液又稱滲瀝水或滲瀝液，是指垃圾在堆放或填埋過程中由于發(fā)酵、雨水的淋溶和沖刷以及地表水和地下水的浸泡而濾出的污水。垃圾滲濾液具有有機污染物濃度高、氨氮含量較高（厭氧填埋場）、磷含量偏低、金屬離子含量較高、總溶解性固體含量較高、色度較高、水質隨填埋時間變化較大等特點。描述垃圾滲濾液污染的主要指標包括：pH、色度、總固體、總溶解性固體、總懸浮固體、硫酸鹽、氨態(tài)氮、凱氏氮、氯化物、磷、BOD、COD以及重金屬等。本實驗對滲濾液的pH、COD和氨氮等常規(guī)指標進行測定。其中，pH采用玻璃電極法測定，色度采用稀釋倍數法測定，COD采用COD測定儀測定，氨氮采用氨氮測定儀測定。三、儀器和試劑1、pH計2、50mL具塞比色管一套3、COD測定儀4、氨氮測定儀5、燒杯、移液管若干四、實驗步驟1、實驗準備分別從垃圾中轉站、填埋場以及相關實驗室采集垃圾中轉站滲濾液和按不同方式運行（厭氧、好氧、準好氧運行）的垃圾填埋場所產生的垃圾滲濾液若干。按照儀器說明書熟悉pH計、COD測定儀和氨氮測定儀的使用方法和操作注意事項。2、實驗過程⑴觀察各滲濾液水樣，定性描述各水樣的顏色、嗅味特征；⑵用pH計分別測定各實驗垃圾滲濾液的pH值；⑶用稀釋倍數法測定各實驗垃圾滲濾液的色度；⑷用COD測定儀測定各實驗垃圾滲濾液的COD濃度；⑸用氨氮測定儀測定各實驗垃圾滲濾液的氨氮濃度。五、實驗記錄與分析1、實驗記錄表2-9滲濾液水質監(jiān)測實驗記錄表序號1234樣品來源顏色嗅味pH色度COD氨氮2、實驗結果分析比較各滲濾液水樣的COD和氨氮濃度，并進行相應排序。六、討論⑴比較說明不同運行方式、不同填埋時間的垃圾滲濾液與垃圾中轉站滲濾液水質特征的差異，分析說明其原因。⑵試提出不同滲濾液的處理方案。實驗七滲濾液污染物在包氣帶中的遷移實驗一、實驗目的（本實驗為設計型實驗）1.了解包氣帶對滲濾液中污染物的凈化機理；2.了解滲濾液通過包氣帶土層后污染物濃度的變化規(guī)律。二、實驗原理垃圾滲濾液具有污染物濃度高、難處理、處理費用高等特點，其污染物包括有機污染物、氨氮、金屬離子和總溶解性固體等。垃圾滲濾液直接排放可對地表水體造成污染，若填埋場防滲系統(tǒng)不健全或損壞還可能對填埋場場址區(qū)地下水體造成污染。在進入場址區(qū)地下水體以前，滲濾液將運移通過填埋場防滲層和介于防滲層和地下水含水層之間的包氣帶。在防滲層和下部包氣帶系統(tǒng)中，滲濾液中的污染物的阻滯和遷移主要受下列物理、化學和生物機理的影響：⑴物理機理①對流。污染物以滲流平均流速隨滲濾液一起運移傳播的現(xiàn)象就叫對流。因對流而遷移的污染物數量與滲濾液污染物濃度和滲流平均流速成正比。②水動力彌散。水動力彌散包括分子擴散和機械彌散兩部分。分子擴散是由污染物濃度梯度引起的污染物組分從高濃度的地方向低濃度的地方運移的現(xiàn)象。當滲濾液流速很低的時候，擴散就成為污染物的主要遷移過程。機械彌散是由于滲濾液在土壤孔隙中流動時因污染物的流速矢量的大小和方向不同而引起相對于平均流速的離散現(xiàn)象。它主要是因為單個孔隙通道中流速分布呈拋物線形、滲流通道孔徑大小不一樣和孔隙本身的彎曲現(xiàn)象所引起。③物理吸附。物理吸附是因防滲層和下部包氣帶中的細粒土的范德華力、水動力和電動特性聯(lián)合作用所引起的污染物滯留現(xiàn)象。相對其它機理而言，物理吸附對污染物的阻滯作用相對較小，但它是細菌和病毒的一個重要去除機理。④過濾作用。粘土防滲層和下部包氣帶土粒間孔隙較小，能通過過濾作用去除滲濾液中的懸浮固體、金屬沉淀、細菌以及部分病毒。⑵化學機理①沉淀/溶解反應。該反應可在滲濾液通過防滲層和下部包氣帶時控制滲濾液中污染物的濃度并限制污染物總量。污染物的遷移與阻滯受沉淀—溶解平衡狀態(tài)方程決定，若污染物濃度高于平衡濃度則產生沉淀使污染物運移受到阻滯，反之，當滲濾液中污染物濃度低于平衡濃度時也會使沉淀溶解而增加污染物的遷移。沉淀/溶解反應對滲濾液中微量金屬的遷移命運特別重要。根據防滲層和下部包氣帶土—水系統(tǒng)所處氧化還原狀態(tài)的不同可生成碳酸鹽沉淀、硫化物沉淀和氫氧化物沉淀。在pH呈中性或堿性的環(huán)境中，通過形成沉淀而使金屬受到阻滯的作用更加明顯。②化學吸附。化學吸附是由于化學鍵作用使?jié)B濾液中污染物質吸附到防滲層粘土顆粒表面的作用?；瘜W吸附具有明顯的選擇性，它是不可逆的，因而化學吸附對污染物起阻滯作用。③絡合反應。絡合反應是指金屬離子同無機陰離子和有機配位體形成無機絡合離子和金屬絡合物的反應。絡合反應可從兩個方向影響滲濾液中污染物的遷移和阻滯：一方面通過形成可溶絡合離子大大增加污染組分在溶液中的濃度；另一方面，若形成的絡合物特別是有機螯合物存在于固體物質表面和溶液之間，則滲濾液中污染組分濃度會大大降低。④離子交換。由于土壤粘土礦物晶格中陽離子的取代（如硅氧四面體中部分Si4+被Al3+取代，鋁氧八面體中部分Al3+被Fe2+或Mg2+取代）而使晶體中產生了過剩的負電荷即永久性負電荷。當形成粘土礦物時，為平衡負電荷就會在晶層表面上吸附K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽離子補償永久負電荷。當粘土與滲濾液相接觸時，滲濾液中的陽離子就可能與粘土顆粒表面的陽離子產生離子交換反應，高價陽離子置換低價陽離子，半徑大的陽離子置換等價但半徑小的陽離子，此外，離子交換還受質量作用定律支配。離子交換能力通常用交換容量CEC（100克土樣吸附離子的毫摩爾數）來表示，一般CEC受粘土礦物組成、有機物種類和數量以及土/水溶液的pH值影響。就三種主要粘土的離子交換能力而言，顯然蒙脫石﹥伊利石﹥高嶺石。在滲濾液中Ca2+、Mg2+、K+、Na+濃度通常比微量金屬濃度高，因而這些微量金屬不能成功競爭K+、Na+、Ca2+、Mg2+等占據的離子交換位置，所以與其它機理相比，離子交換去除微量金屬效果并不顯著。實質上吸附（包括物理吸附）、絡合和離子交換過程是很難區(qū)分的，通常這三種機理都歸結為一個機理來加以考慮。⑤氧化還原反應。當滲濾液中的氧化還原電位與土壤溶液中的氧化還原電位不同時就會發(fā)生污染物的氧化還原反應。氧化還原環(huán)境的不同會影響微量金屬的滯留以及硫、氮的不同化合物存在方式之間的轉化。⑥化學降解。一些污染物（一般是有機物）在沒有微生物參加情況下發(fā)生分解反應而轉化成毒性小或無毒的形式。⑶微生物活動微生物反應對污染物的遷移影響是很顯著的，氧化還原反應、礦化作用、沉淀/溶解反應以及絡合反應都在一定程度上歸功于微生物活動，特別是通過微生物的生物降解，復雜有機化合物經過一系列反應后會分解成簡單有機物甚至無機物而使有機污染物得到很大幅度的去除。通過滲濾液在包氣帶土層中遷移的實驗，理解上述反應對滲濾液污染物的去除機理和凈化效果，體會填埋場選址對地下水水位要求的重要性。本實驗僅對滲濾液和滲出液的pH值、色度、COD、氨氮等污染指標和滲出量進行測定。其中，pH采用玻璃電極法測定，色度采用稀釋倍數法測定，COD采用COD測定儀測定，氨氮采用氨氮測定儀測定，滲濾液滲出量的測定用量筒來完成。三、試驗設備1、模擬土柱裝置2、pH計3、50mL具塞比色管一套4、COD測定儀5、氨氮測定儀6、不同規(guī)格量筒、燒杯、移液管若干四、實驗步驟1、實驗準備⑴取合適土料（以砂土為宜）若干，取出石頭、瓦塊等粒度較大的顆粒物后，攤鋪晾干。在有機玻璃制成的模擬土柱中裝入土料，注意控制裝土壓實密度，過密將延長實驗時間，過松將影響凈化效果，裝土完畢后量測土層厚度。⑵取適量垃圾滲濾液，稀釋到COD濃度約2000mg/L備用。2、實驗過程⑴用稀釋倍數法、pH計、COD測定儀和氨氮測定儀分別測量稀釋后的滲濾液的色度、pH值、COD和氨氮濃度；⑵將稀釋后的滲濾液注入到模擬土柱裝置上部，保持滲濾液水頭約10cm左右，同時記錄時間；⑶觀察并記錄滲濾液濕潤峰面隨時間的運移情況；⑷滲濾液從土柱底部滲出后，立即記錄時間，并取樣進行pH、色度、COD和氨氮濃度的監(jiān)測。以后每隔一定時間對滲濾液滲出量和滲出液濃度進行同步監(jiān)測，前期監(jiān)測間隔時間可稍短（10～20min左右），后期時間間隔可適當延長（30～60min左右）。五、實驗結果與分析1、實驗記錄⑴滲濾液濕潤峰面的運移記錄表2-10滲濾液濕潤峰面的運移記錄時間/min峰面運移距離/cm⑵滲濾（出）液污染物濃度監(jiān)測記錄表2-11滲濾（出）液污染物濃度監(jiān)測記錄表滲濾液注入時間：滲濾液滲出時間：序號012345678910取樣時間進水時間差滲透水量/mL滲透速率/(mL/min)pH色度COD/(mg/L)NH3-N/(mg/L)2、實驗結果分析⑴繪制注水后滲濾液濕潤峰面的運移距離隨時間的變化曲線；⑵分別繪制滲出液COD、氨氮濃度隨時間的變化曲線以及土柱對滲濾液COD、氨氮的凈化效率的變化曲線。六、討論1、隨著實驗的進行，滲濾液濕潤峰面在土柱中運移速率逐漸變慢，試分析其原因。2、若實驗土料變?yōu)槭┕し罎B層用的粘土，實驗結果會有那些差異。3、若該實驗長期運行，試想實驗結果的變化趨勢如何并說明理由。實驗九城市生活垃圾特性的分析一、實驗目的（本實驗為設計型實驗）1、了解城市垃圾的基本特征；2、熟悉城市垃圾的常用實驗監(jiān)測手段。二、實驗原理城市生活垃圾又成為城市固體廢物，指在城市日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為城市生活垃圾的固體廢物。目前，我國城市城市生活垃圾年產量已近2億噸，主要的垃圾處理方式包括衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥等。在選擇合適的城市生活垃圾處理方式前，需掌握所在地城市生活垃圾的基本組成特性。本實驗擬對城市生活垃圾的含水率、物理組成、重金屬、熱值、可生物降解性（BDM）和揮發(fā)性固體等污染指標進行分析。1、含水率含水率定義為單位質量垃圾之含水量，用質量分數（%）表示。收集的垃圾中，除含有內部結合水外，還含有吸附水、膜狀水、毛細管水等。新鮮垃圾在收集容器中各成分的含水量，因擴散、蒸發(fā)會隨時間改變，而垃圾含水類型和總量則依垃圾組成及自然環(huán)境而定。一般將這種不定態(tài)的垃圾水含量稱為自然含水率。垃圾中所含水分質量與垃圾總質量之比的百分數，就是垃圾含水率。含水率一般采用烘干法測定。2、物理組成垃圾的物理組成是指垃圾中紙屑、塑料、金屬、砂土等物理組分的重量比。由于城市垃圾擴散性小，不易流動，成份又極不均勻，所以其組成的測定是一項極其復雜的工作，難以用機械分離開來，目前國內仍以人工取樣分選后再分別稱量進行測定。一般以各成分含量占新鮮濕垃圾質量百分數來表示，即以濕基率（%）表示；亦可烘干后，去除水分再稱量，按干基率（%）表示。3、重金屬垃圾的重金屬含量可用原子吸收分光光度法測定。4、熱值熱化學中定義，1摩爾物質完全氧化時的反應熱稱為燃燒熱。對生活垃圾固體廢物和無法確定相對分子質量的混合物，其單位質量完全氧化時的方應熱稱為熱值。測量熱效應的儀器稱為量熱計（卡計）。量熱計的種類很多，本實驗用氧彈卡計。測量基本原理是：根據能量守恒定律，樣品完全燃燒放出的能量促使氧彈卡計本身及周圍的介質（本實驗用水）溫度升高，通過測量介質燃燒前后溫度的變化就可以算該樣品的燃燒熱值。5、可生物降解性（BDM）垃圾中含有大量天然的和人工合成的有機物質，有的容易生物降解，有的難以生物降解?？缮锝到庑允且粋€反映垃圾中易被微生物降解組分含量的指標。6、揮發(fā)性固體含量揮發(fā)性固體含量用VS（%）表示。VS是反映垃圾中有機物含量近似值的指標參數，它以垃圾在600℃溫度下的灼燒減量作為指標。四、實驗儀器與設備1、樣品采集與制備見固體廢物的采樣與制樣。2、含水率干燥箱；干燥器；天平（百分之一）；大坩堝；坩堝鉗；剪刀；菜刀；勞保用品（橡膠手套、口罩等）。3、物理組成10kg磅秤；10mm篩子；勞保用品（橡膠手套、口罩等），瓷盤。4、重金屬參見實驗四。5、熱值氧彈卡計1支；放大鏡1支；氧氣鋼瓶1支；貝克曼溫度計1支；氧氣表；0-100℃溫度計1支；壓片機1臺；萬用電表1支；變壓器1臺；6、可生物降解性（BDM）電子天平1臺；500mL錐形瓶；20mL移液管；100mL量筒；搖床。7、揮發(fā)性固體（VS）電子天平1臺；坩堝；高溫電阻爐；干燥器。五、實驗步驟1、樣品采集與制備見附：固體廢物的采樣與制樣。2、含水率⑴實驗步驟①將垃圾試樣置入干燥箱中，通常溫度控制在（105±5）℃下，烘烤4-8h，取下冷卻后稱重。當垃圾主要為可燃物時，溫度以70-75℃為宜，烘烤時間24h。②重復烘1-2h，再稱量，直至質量恒定。當垃圾中有機物含量高時，完全達到質量恒定是困難的。所以一般以二次連續(xù)稱量的誤差小于總質量千分之四為標準。⑵計算含水率%%式中：為濕基某成分含量，%；為成分含水率，%；為樣品含水率，%；為某成分質量，kg；為每次某成分濕重，g；Mj(干)為每次某成分干中，g；n為各成分數；m為測定次數。式中，A為新鮮垃圾試樣原始質量；B為試樣烘干后的質量。3、物理組成⑴取垃圾試樣10kg，置入干燥箱內，經（105±5）℃烘烤4-8h，或經70-75℃烘烤24h。⑵將烘干后的垃圾按下表進行粗分揀。粗分揀后的剩余物過10mm篩，篩上物系分揀各成分，篩下物按其主要成分分類，無法分類的為混合類。表2-14垃圾組成分類表類別有機物無機物可回收物其他混合動物植物灰土磚瓦陶瓷紙類塑料橡膠紡織物玻璃金屬木竹質量/kg含量/%⑶分類稱量計算各成分組成：%式中：為濕基某成分含量，%；為某成分質量，kg；為樣品總質量，kg；為干基某成分含量，%；為成分含水率，%；為樣品含水率，%；4、重金屬見實驗四原子吸收法測定固體廢物中的部分重金屬。5、熱值⑴測定卡計的水當量①樣品壓片用臺秤稱取約1g左右的苯甲酸（切勿超過1.1g）。用分析天平準確稱量長度為15cm長的鐵絲。將鐵絲串在模子的底板內，下面填以托板，徐徐旋轉壓片機的螺絲（見圖），直到壓緊樣品為止。抽取模底板下的托板，再繼續(xù)向下壓，則樣品和模底一起脫落。壓好樣品形狀如圖所示，將此樣品在分析天平上準確稱量后即可供燃燒用。圖②充氧氣在氧彈中加入1mL蒸餾水，再將樣品片上的鐵絲綁牢于氧彈中兩根電極上。打開氧彈出氣道，旋緊氧彈蓋。用萬用電表檢查進氣管電極與另一根電極是否通路。若通路，則旋緊出氣道后就可以充氧氣了。充氣過程如下（如圖）：將氧氣表頭的導管和氧彈的進氣管接通，此時減壓閥門2應逆時針旋松。打開閥門1，直至表1指針指在表壓100kg/cm2左右，然后漸漸旋緊減壓閥門2，使表2指針指在表壓20kg/cm2，此時氧氣已充入氧彈中。1-2min后旋松減壓閥門2，關閉閥門1，再松開導氣管，氧彈已充有21atm的氧氣，可作燃燒之用。但閥門2到閥門1之間尚有余氣。因此要旋緊減壓閥門2以防掉余氣，再旋松閥門1，使鋼瓶和氧氣表頭恢復原狀；③燃燒和測量溫度將充好氧氣之氧彈再用萬用電表檢查是否通路，若通路則將氧彈放入恒溫套層內。用容量瓶準確量取已被調節(jié)到低于室溫0.5-1.0℃的自來水3000mL，并倒入盛水桶內。裝好攪拌電動機，蓋上蓋子，將已調節(jié)好的貝克曼溫度計插入水中，將氧彈兩電極用電極線連接在點火變壓器上。接著開動攪拌電動機，待溫度穩(wěn)定上升后，每隔1min讀取貝克曼溫度計一次（讀數時用放大鏡準確讀到千分之一度），這樣繼續(xù)10min，然后按下變壓器上電鍵通電點火。若變壓器上指示燈亮后熄掉而溫度迅速上升，則表示氧彈內樣品已燃燒，可以停止按電鍵；若指示燈亮后不息，表示鐵絲沒有燒斷，應立即加大電流引發(fā)燃燒；若指示燈根本不亮或者雖加大電流也不熄滅，而且溫度也不見迅速上升，則可以在當溫度升到最高點以后，讀數仍改為1min一次，共繼續(xù)10min，方才可以停止實驗。實驗停止后，小心取下溫度計，拿出氧彈，打開氧彈出氣