固体废物处理计算题.docx

固体废物处理计算题

2.1.据统计，某城市2005年的人口数量为20万，生活垃圾产生量平均为200t/d。根据该城市的经济发展和城市化进程，预计到2010年该城市的人口数量会增加到22万，为控制生活垃圾的过分增加，规划控制垃圾的人均产生量在2010年为1.1kg/d。请选择合适的计算方法，预测该城市在2006—2015年期间各年的人口规模、生活垃圾产生量及垃圾产率。（10分）

解：（1）人口预测（4分）

2005年人口数量为20万，2010年人口数量预计为22万，按几何增加法（也可用其他方法）预测2006—2015年期间的各年人口规模，设未来每年人口增加率为k，则：

Pn=Po·exp(k·n)①

式中Pn=22万，Po=20万，n=2010-2005=5,代入求得k=0.01906，则：

Pn=20·exp(0.01906·n)

（2）垃圾产率预测（4分）

设2005—2015年垃圾产率呈几何增长,每年增长率为x，则：

Wn=Wo(1+X)n②

式中Wn=1.1kg/(d?人)，

Wo=200000（kg/d）/200000(人)=1kg/(d?人),

n=2010-2005=5,

代入求得X=0.0192

设2006—2015年每年垃圾产生量为Nn,则:

Nn=Pn·Wn·365/1000③

式中Nn为2006—2015年每年的生活垃圾产生量；

Pn为2006—2015年的每年人口规模；

Wn为2006—2015年每年的垃圾产率；

n＝2006—2015。

（3）预测结果（2分）

分别用式①、②、③求得2006—2015年的Wn、Nn、Pn，如下表：

2.10.某城市垃圾的化学组成为C60.0H25.4O37.5N7.8S5.6Cl，其水份含量为45.6％，灰分含量为14.3％。请估算该废物的高位热值和低位热值。（12分）(C1为有机碳，C2为无机碳)

答：（1）求垃圾的中各元素组分质量含量

生活垃圾有机物含量=100%-45.6%-14.3%=40.1%（1分）

垃圾中有机物化学组成为C60.0H25.4O37.5N7.8S5.6Cl的垃圾，其分子量为1669.3，（1分）则每kg垃圾中各元素组分含量为：

C含量=0.401?720/1669.3=0.173kg/kg，碳（设全部为有机碳，即C2=0）；（1分）

H含量=0.401?25.4/1669.3=0.0061kg/kg；（1分）

O含量=0.401?600/1669.3=0.144kg/kg；（1分）

N含量=0.401?109.2/1669.3=0.026kg/kg；（1分）

S含量=0.401?179.2/1669.3=0.043kg/kg；（1分）

Cl含量=0.401?35.5/1669.3=0.0085kg/kg；（1分）

（2）求HH、HL

废物的高位热值HH：（书本32页公式2-22b）

HH=7831mC1+35932(mH-mO/8-mCl/35.5)+2212ms-3546mC2+1187mO-578mN-620mCl（1分）

=[7831?0.173+35932(0.0061-0.144/8-0.0085/35.5)+2212?

0.043-3546?0+1187?0.144-578?0.026-620?0.0085]

=1157.1(kcal/kg)（1分）

HL=HH-583?[mH2O+9(mH-mCl/35.5)]（书本32页公式2-23）（1分）

=1157.1-583?[0.173+9(0.006-0.0085/35.5)]

=1020.5(kcal/kg)（1分）

2.14.对垃圾取样进行有机组分全量分析的结果见下表，请确定垃圾中有机组分的化学组分表达式（考虑C、H、O、N、S）（13分）

答：（1）求各组分质量分数

将各类垃圾成分中的相同元素质量相加，得到各元素质量及总质量，所有组分质量为58.1kg，（1分）则各组分质量分数为：

C质量分数=27.39/58.1=0.471kg/kg（1分）

H质量分数=3.62/58.1=0.0623（1分）

O质量分数=22.97/58.1=0.395（1分）

N质量分数=0.54/58.1=0.0093（1分）

S质量分数=0.1/58.1=0.0017（1分）

灰分质量分数=3.48/58.1=0.0599

（2）求各组分摩尔百分数

将各组分质量分数除以各自原子量得到各组分摩尔分数比，结果如下：C摩尔分数比=0.0471/12=0.0393

H摩尔分数比=0.0623/1=0.0623

O摩尔分数比=0.395/16=0.0247

N摩尔分数比=0.0093/14=0.00066

S摩尔分数比=0.0017/32=0.00