1、固体废物污染控制工程（固体废物的生物处理）模拟试卷 1 及答案与解析1 前期处理2 生堆肥3 厌氧堆肥法4 生物技术5 堆肥6 蚯蚓处理技术7 农林废弃物8 厌氧发酵9 堆肥腐熟度二、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。10 好氧堆肥的温度一般为，最高可达。11 在好氧堆肥的过程中，溶解性有机物可透过微生物的和被微生物直接吸收；不溶胶体和固体有机物，先附着在微生物体外，依靠生物分泌的细胞酶分解为，再渗入细胞。12 适于堆肥的垃圾密度应为；组成成分：其中有机物含量不小于；含水率：适用于堆肥的垃圾其含水量为；CN ：垃圾的 CN 为。13 堆肥温度升高的两个作用分别为：和等。14 评
2、价指标分为、以及。15 影响固体废物堆肥化的常见主要因素有、。16 当堆肥原料中的含水率达不到合适的含水率要求时，要采用添加调节堆肥原料的含水率。17 厌氧发酵的影响因素有哪些?18 试述好氧堆肥的微生物学过程。19 试述好氧堆肥的工艺过程。20 简述蚯蚓处理生活垃圾的工艺流程。21 如何评价堆肥的腐熟度?22 堆肥原料的评价指标有哪些?范围如何?23 厌氧消化技术具有哪些特点?24 堆肥是一种人工腐殖质，施用堆肥后，可以增加土壤中的稳定腐殖质，形成土壤的团粒结构，试论述其作用主要表现在哪些方面。25 试述堆肥的主发酵过程。26 分析蚯蚓处理固体废弃物的优点及局限性。27 按废物混合最适宜的
3、CN 比计算：树叶的 CN 比为 50，与来自污水处理厂的活性污泥混合，活性污泥的 CN 比为 63。分别计算各组分的比例使混合CN 比例达到 25。假定条件如下：污泥含水率 75；树叶含水率50；污泥含氮率56；树叶含氮率07。28 进行堆肥处理的垃圾的化学组成是 C5H7O2N，其中的挥发性有机物含量为80，可降解系数为 06，每克垃圾发生生化反应所需要的空气质量和体积分别是多少?固体废物污染控制工程（固体废物的生物处理）模拟试卷 1 答案与解析1 【正确答案】 前期处理：就是对堆肥原料进行破碎、分选等工序进行预处理，去除堆肥原料中的粗大垃圾组分，减少堆肥原料中不可堆肥化的组分的含量，使堆
4、肥原料的粒度、含水率等满足堆肥原料均匀化的要求。【知识模块】 固体废物的生物处理2 【正确答案】 生堆肥：是未经堆肥发酵处理的可堆肥的有机垃圾，如生活垃圾、污泥和禽畜粪便。【知识模块】 固体废物的生物处理3 【正确答案】 厌氧堆肥法：在不通气的条件下，将有机废物进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化的过程。【知识模块】 固体废物的生物处理4 【正确答案】 生物技术：是利用微生物、动物或植物的新陈代谢作用，固体废物可通过各种工艺转换成有用的物质和能源。【知识模块】 固体废物的生物处理5 【正确答案】 堆肥：在一定条件下，通过微生物的作用使废物中的可降解有机物发酵，并经腐熟而得到的产品，这
5、一产品称为堆肥。【知识模块】 固体废物的生物处理6 【正确答案】 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。【知识模块】 固体废物的生物处理7 【正确答案】 农林废弃物：主要是指各种农作物的秸秆、牧草残渣、树叶、花卉残枝、蔬菜瓜果等。【知识模块】 固体废物的生物处理8 【正确答案】 厌氧发酵：是有机物在无氧条件下被微生物分解、转化成甲烷和二氧化碳等，并合成自身细胞物质的生物学过程。【知识模块】 固体废物的生物处理9 【正确答案】 堆肥腐熟度：指堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程
6、最后达到稳定的程度。【知识模块】 固体废物的生物处理二、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。10 【正确答案】 5060、8090【知识模块】 固体废物的生物处理11 【正确答案】 细胞壁、细胞膜、可溶性物质【知识模块】 固体废物的生物处理12 【正确答案】 350650 kgm 3；20；40 60；(20 ：1)(30：1)【知识模块】 固体废物的生物处理13 【正确答案】 加速分解消化过程、杀灭虫卵，致病菌以及杂草籽【知识模块】 固体废物的生物处理14 【正确答案】 物理指标、化学指标、生物化学指标、工艺指标【知识模块】 固体废物的生物处理15 【正确答案】 有机质含量、颗
7、粒度、CN、CP 、pH 、含水率、通风量、温度【知识模块】 固体废物的生物处理16 【正确答案】 含水率与堆肥原料含水率不同的固体物料【知识模块】 固体废物的生物处理17 【正确答案】 (1)原料配比：配料时应控制适宜的碳氮比，各种有机物中所含的碳素和氮素差别很大。为达到厌氧发酵时的微生物对氮素和碳素的营养要求，需将贫氮有机物和富氮有机物进行合理配比，以获得较高的产气量。大量报道和实验表明厌氧发酵的碳氮比以 2030 为宜，当碳氮比为 35 时产气量明显下降。(2)温度：温度是影响产气量的重要因素，在一定温度范围内温度越高产气量越高，高温可加速细菌的代谢使分解速度加快。(3)pH 值：对于甲
8、烷菌来说，维持弱碱性环境是绝对必要的，它的最佳 pH 值范围是 6875，pH 值低，将使二氧化碳增加，大量水溶性有机物和硫化氢产生，硫化物含量增加抑制了甲烷菌的生长。为使发酵池内的 pH 值保持在最佳范围，可以加石灰调节。但是经验证明，单纯加石灰的方法并不好，调整 pH 的最好方法是调整原料的碳氮比，因为底质中用以中和酸的碱度主要是氨氮，底质含氮量越高，碱度越大。【知识模块】 固体废物的生物处理18 【正确答案】 好氧堆肥法是在有氧的条件下，通过好氧微生物的作用使有机废弃物达到稳定化，转变为有利于作物吸收生长的有机物的方法。(1)发热阶段：堆肥堆制初期，主要由中温好氧的细菌和真菌，利用堆肥中
9、容易分解的有机物，如淀粉、糖类等迅速增殖，释放出热量，使堆肥温度不断升高。(2)高温阶段：堆肥温度上升到 50以上，进入了高温阶段。由于温度上升和易分解的物质的减少，好热性的纤维素分解菌逐渐代替了中温微生物，这时堆肥中除残留的或新形成的可溶性有机物继续被分解转化外，一些复杂的有机物如纤维素、半纤维素等也开始迅速分解。(3)降温和腐熟保肥阶段：当高温持续一段时间以后，易于分解或较易分解的有机物(包括纤维素等) 已大部分分解，剩下的是木质素等较难分解的有机物以及新形成的腐殖质。这时，好热性微生物活动减弱，产热量减少，温度逐渐下降，中温微生物又渐渐成为优势菌群，参与物质的进一步分解，腐殖质继续不断地
10、积累，堆肥进入了腐熟阶段。为了保存腐殖质和氮素等植物养料，可采取压实堆肥的措施，造成其厌氧状态，使有机质矿化作用减弱，以免损失肥效。【知识模块】 固体废物的生物处理19 【正确答案】 堆肥过程通常由前处理、一次发酵、二次发酵、后处理、脱臭、贮存等工序组成。前处理：把收集的垃圾、粪便、污泥等按要求调整水分和碳氮比，必要时添加菌种和酶。如果垃圾中含有大块垃圾和不可生物降解的物质，则应进行破碎和去除，否则大块垃圾的存在会影响垃圾处理机械的正常运行，而不可降解的物质会导致堆肥发酵仓容积的浪费和影响堆肥产品的质量。(1)一次发酵：一次发酵可在露天或发酵装置中进行，氧气的供给前者通过翻堆，后者是向发酵仓内
11、强制通风完成。此时由于原料中存在大量的微生物及所需营养物，发酵开始，首先是易分解的有机物糖类等的降解，参与降解的微生物有好氧的细菌、真菌等。降解产物为二氧化碳和水，微生物将细胞中吸收的营养物质分解，同时产生热量使堆肥温度上升。一般将温度升到开始降低为止的阶段为一次发酵期。(2)二次发酵：在一次发酵中难降解的有机物可全部降解，变成腐殖质、氨基酸等较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥产品。(3)后处理：二次发酵后的物料有在前处理中尚未完全除去的塑料、玻璃、金属、小石块等，故还需经一道分选工序取出杂物。(4)脱臭：有些堆肥工艺结束后会有臭味，须进行脱臭处理。方法有加入化学除臭剂、活性炭吸附等。(5)贮
12、存：堆肥一般在春秋两季使用，暂时不能用上的堆肥要妥善贮存，可装入袋中，干燥、通风保存。密封或受潮都会影响其质量。好氧堆肥过程中，对堆肥物料的通风有三个作用：供氧、散热和去除水分。在不同堆肥过程中，通风的作用是不同的。在堆肥初期，通风的作用是提供氧气；在堆肥中期，通风起到向堆肥物料供氧和对堆肥物料散热冷却的作用；在堆肥后期，通风的作用是对堆肥产品进行干燥，降低堆肥的含水率。【知识模块】 固体废物的生物处理20 【正确答案】 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。工艺流程：(1
13、)垃圾的预处理：主要是粉碎垃圾，以利于分离。(2)垃圾的分离：分离去除金属、玻璃、塑料和橡胶等，进一步进行粉碎，以增大微生物的接触面积，有利于与蚯蚓一起作用。(3)垃圾的堆放：将处理后的垃圾进行分堆，堆的大小为宽度 180200 cm，长度按需要而定，高度为 4050 cm。(4)放置蚯蚓：大约在分堆 1020 天后，垃圾发酵熟化后达到蚯蚓生长的最佳条件时，就可以放置蚯蚓，开始转化垃圾。(5)检查转化的料堆情况：要定期检测，修正可能发生变化的所有参数，如温度、湿度和酸碱度，保证蚯蚓迅速繁殖，加快垃圾的转化。(6)收集堆料和最终产品的处理：在垃圾完全转化后，需将肥堆表面的肥料层收集起来，剩下的蚯
14、蚓粪经过筛分、干燥、装袋，即得有机复合肥料。(7)添加有益微生物：适量的微生物有利于快速堆肥，并有效的进行。蚯蚓以真菌为食，故在垃圾处理过程中应有选择地添加真菌群落。【知识模块】 固体废物的生物处理21 【正确答案】 评价指标一般可分为物理学指标、化学指标、生物学指标以及工艺指标。物理学指标随堆肥过程的变化比较直观，易于监测，常用于定性描述堆肥过程的状态，但不能定量说明堆肥的腐熟程度。常用的指标有以下几种：气味、粒度、色度。由于物理指标只能直观地反应堆肥过程，所以通常通过分析其化学成分或性质的变化评价腐熟度。常用的化学指标如下：pH；有机质变化指标：反应有机质变化的参数有化学需氧量、生化需氧量
15、、挥发性固体。在堆肥过程中，由于有机物的降解，物料中的含量会有所变化，因而可用BOD，COD ，VS 来反映堆肥有机物降解和稳定化的程度；碳氮比：固相(CN)是最常用的堆肥腐熟度评估方法之一；含氮化合物：氨态氮、硝态氮以及亚硝态氮的浓度变化，是堆肥腐熟度评价的常用参数；腐殖酸：随着堆肥腐熟化过程的进行，腐殖酸的含量上升。(BOD：生物需氧量，COD：化学需氧量，VS ：污泥沉降速度)【知识模块】 固体废物的生物处理22 【正确答案】 要衡量堆肥原料的优劣，需要采用合理的堆肥原料评价指标，我国颁布的城市生活垃圾堆肥处理技术评价指标(CJT 30591996)中对堆肥原料的规定如下： 适于堆肥的垃
16、圾的密度为：350650 kgm 3；组成成分：其中有机物含量不小于 20；含水率：适于堆肥的垃圾其含水量为 4060；CN ：垃圾的 CN 为(20：1)(30：1)。【知识模块】 固体废物的生物处理23 【正确答案】 过程可控制、生产过程全封闭、降解快；资源化效果好，可将潜在于废弃有机物中的低品位生物能转化为可直接利用的高品位沼气；易操作。与好氧消化技术相比，厌氧消化处理不需要通风动力，设置简单，成本低廉；产物可以进行再利用，经厌氧消化后的废物基本稳定，可作农肥、饲料或堆肥化原料；可杀死传染性病原菌，有利于防疫；厌氧消化过程中会产生具有恶臭气味的气体；厌氧微生物的生长速率较低，常规方法的处
17、理效率低，设备体积大。【知识模块】 固体废物的生物处理24 【正确答案】 改善土壤的物理性能，使土壤松软、多孔隙、易耕作，增加了土壤的保水性、透气性和渗水性。缓效作用。堆肥的肥效缓慢，不会损害植物的生长和发育，与硫酸铵、尿素等化肥中的氮不同，堆肥中的氮几乎都是以蛋白质的形态存在，将堆肥施到田里时，蛋白质由微生物分解成氨氮，在旱田里变成硝酸盐氮，不会出现施化肥时短暂有效或肥力过大的情形。保肥作用。肥料成分中的氮、钾、铵等都是以阳离子的形态存在的，而腐殖质带有负电荷，可以吸附阳离子，这说明堆肥有助于土壤保住养分，提高保肥能力。微生物对植物根部的作用。因为堆肥中含有大量的微生物，施用堆肥后，可以增加
18、土壤中的微生物数量，微生物分泌的各种有效成分容易被植物的根系吸收，有利于植物的根系发育和生长。缓冲作用。腐殖质具有缓冲作用，其他条件恶化时，起到减少冲击、缓和影响的作用。当水分不足时，可以防止植物枯萎，起到植物缓冲器的作用。螯合作用。腐殖质中某种成分具有螯合作用，它能够和土壤中含量较多的活性铝结合，使其变成非活性物质，抑制活性铝和磷酸结合造成的危害。对植物有害的铝、铜、镉等重金属，可以与腐殖质反应后降低他们的危害性。总之，堆肥中的腐殖质能够显著改善土壤的物理、化学和生物的特征，使土壤环境保持在适合植物生长的良好状态，腐殖质还具有增进化肥肥效的作用。【知识模块】 固体废物的生物处理25 【正确答
19、案】 堆肥的主发酵过程包括升温阶段和高温阶段。在堆肥物料的发酵初期，易分解的可溶性物质，如淀粉和糖类被中温好氧菌和真菌等嗜温菌进行分解后除产生 CO2 和 H2O 外，还伴有放热，使堆肥原料的温度升高到 3040。堆肥物料的升温阶段一般为 13 d。随着堆肥物料的温度逐渐升高，在堆肥原料的温度到达 4565时嗜热菌取代了嗜温菌，将堆肥中残留的或新形成的可溶性有机物继续分解转化，一些复杂的有机物也开始被强烈地分解，这个过程需要 38 d 的时间。一般将堆肥物料从温度升高到温度开始降低的阶段称为堆肥过程的主发酵。城市生活垃圾作为好氧堆肥的原料时，其主发酵期约为 412 d。经过高温阶段的主发酵过程
20、后，大部分易于分解和较易分解的有机物如纤维素等已经分解，剩下的堆肥原料中的木质素等较难分解的有机物及分解反应形成的腐殖质，堆肥过程中，原料产生的热量逐渐减少，堆肥物料的温度开始下降，进入后发酵期。后发酵也称为二次发酵或降温阶段，需要的时间约为 2030 d。此时，微生物活动减弱，产热量减少，堆料温度逐渐下降，嗜温菌和中温微生物取代嗜热菌使堆肥物料的残余物进一步分解，腐殖质逐渐增加，使堆肥过程进入堆肥腐熟阶段，这个过程约需要2030 d 的时间。至此，堆肥的发酵过程全部结束。【知识模块】 固体废物的生物处理26 【正确答案】 (1)优点：其过程为生物处理过程，无不良环境影响，对有机物消化完全彻底
21、，其最终产物叫单纯堆肥，具有更高的肥效。使养殖业和种植业产生的大量副产物能合理地得到利用，避免浪费。对废弃物减容作用更为明显。除获得大量高效优质有机肥外，还可以获得由废物产生的大量蚓体。(2)局限性：在利用蚯蚓处理废弃物中，为了获得最好的处理效果，通常选用喜有机物质和能忍受较高温度的蚯蚓种类。但即使是最耐高温的蚯蚓种类，温度也不宜超过 30，否则蚯蚓不能生存。另外，蚯蚓还需要一个较为潮湿的环境，理想的湿度为 6070。因此，在利用蚯蚓处理固体废弃物时，从技术上应该考虑到避免不利于蚯蚓生长的因素，才能获得最好的生态和经济效益。【知识模块】 固体废物的生物处理27 【正确答案】 对于 1 kg 的
22、树叶： m 水 1050 kg050 kg m 干物质 1 kg050 kg050 kg m N0500007 kg0003 5 kg m C500 003 5 kg0175 kg 对于 1 kg 的污泥： m 水 1075 kg075 kg m 干物质 1 kg075 kg025 kg m N0250056 kg0014 kg m C630 014 kg0088 2 kg 计算加入到树叶中的污泥量使混合 CN 比达到 25。 CN251 kg 树叶中的 C 含量+x(1 kg 污泥中的 C 含量)1 kg 树叶中的 N 含量+x(1 kg 污泥中的 N 含量) x 为所需污泥的质量， 250
23、175+x(0088 2)0 003 5+x(0014) x033 kg 对于 033 kg 的污泥： m 水 033075 kg025 kg m 干物质 033 kg025 kg008 kg mN0080056 kg0004 kg m C630004 kg003 kg 对于 033 kg 的污泥+1 kg 的树叶：m 水 025 kg+05 kg 075 kg m 干物质 008 kg+050 kg058 kg mN0004 kg+0003 5 kg0008 kg m C003 kg+0 175 kg0205 kg 则CN 比为： C N 0205 kg(C)0008 kg(N)256 则含水率为： 含水率075 kg( 水) 075 kg(水)+0 58 kg(干物质) (075 kg133 kg)100 5639【知识模块】 固体废物的生物处理28 【正确答案】 生化反应方程式为：C 5H7O2N+5O25CO 2+2H2O+NH3 每克有机物需要的氧气量为 X532113142(g) 每克垃圾的需氧量为YX8006068(g)。 在 25，110 5Pa 大气压下，空气密度为 02 kgm 3，氧含量为 232，则理论上每克垃圾需要的空气的体积和重量约为： Va068(1 20232)244(L) ma0680 2322 93(g)【知识模块】 固体废物的生物处理
