1、固体废物污染控制工程（固体废物的生物处理）模拟试卷 2 及答案与解析1 堆肥法2 初级堆肥3 特种堆肥4 细粒堆肥5 中粒堆肥6 粗粒堆肥7 好氧堆肥法8 极限水分二、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。9 好氧堆肥工艺主要包括、和四个阶段。10 堆肥化分为和。11 微生物通过，把一部分有机物氧化成，并释放能量，把另一部分有机物转化合成。12 在堆肥的每道工序中均有臭气产生，臭气包括、等有刺激性气味的物质。13 除臭的方法主要有：、等。14 好氧堆肥化过程可分为、和四个阶段。15 去除臭气的方法主要有、等。16 堆肥中发挥作用的微生物主要是和，还有等。17 按发酵温度不同，简述厌
2、氧发酵工艺。18 细菌浸出机理是什么?19 试述好氧堆肥过程中通风的作用及方式。20 影响好氧堆肥的因素有哪些?21 试述厌氧发酵的原理。22 试述高温厌氧发酵的工艺过程。23 简述三种气一固接触方式各自的特点。24 试述好氧堆肥原理及影响参数。24 设脱水污泥中同时加入回流的堆肥产品和有机调理剂来调节堆肥原料的含水率，采用锯末作为有机调理剂，锯末的固体含量为 Sa80。脱水污泥的固体含量为24；回流的堆肥产品的固体含量为 55。脱水污泥、回流的堆肥产品和锯末的湿重比例为 1：05：05。试求：25 混合后的物料的固体含量质量分数为多少?26 如果仅用锯末调节脱水污泥的含水率，需要多少锯末才能
3、达到相同的混合物固体含量?27 用一种成分为 C31H50NO26 的堆肥物料进行实验室规模的好氧堆肥实验。实验结果为：1 500 kg 堆料完成堆肥化后仅剩下 200 kg，测定产品成分为 C11H14N04，试求每 1 000 kg 物料的化学计算理论需氧量。固体废物污染控制工程（固体废物的生物处理）模拟试卷 2 答案与解析1 【正确答案】 堆肥法：堆肥法就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，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。堆肥化的产物称为堆肥。根据处理过程中起作用的微生物对氧气的要求不同，堆肥法可分为好氧堆肥法(高温堆肥)和厌氧堆肥法两种。
4、【知识模块】 固体废物的生物处理2 【正确答案】 初级堆肥：是经过一次好氧发酵处理的有机垃圾剩余物。【知识模块】 固体废物的生物处理3 【正确答案】 特种堆肥：是将精致堆肥通过添加无机肥料、黏土和功能微生物等进一步加工处理而制成的具有高肥效和特种用途的堆肥。【知识模块】 固体废物的生物处理4 【正确答案】 细粒堆肥：是指平均粒径小于 8 mm 的堆肥产品，而且堆肥中石渣含量小于 5。【知识模块】 固体废物的生物处理5 【正确答案】 中粒堆肥：是指平均粒径在 816 mm 的堆肥产品，而且堆肥中石渣含量小于 20。【知识模块】 固体废物的生物处理6 【正确答案】 粗粒堆肥：是指平均粒径在 162
5、5 mm 的堆肥产品。【知识模块】 固体废物的生物处理7 【正确答案】 好氧堆肥法：是在通气条件下，利用好氧微生物的繁殖与生长使有机物降解，又称高温堆肥。【知识模块】 固体废物的生物处理8 【正确答案】 极限水分：在堆肥过程中，从透气性角度出发，当固体颗粒内部细孔被水填满时的水分含量正为堆肥操作中的最大含水量，也称极限水分。【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。9 【正确答案】 堆肥预处理、一次发酵、二次发酵、后处理【知识模块】 固体废物的生物处理10 【正确答案】 好氧堆肥、厌氧堆肥【知识模块】 固体废物的生物处理11 【正确答案】 同化和异化
6、作用、简单的无机物、新的细胞物质【知识模块】 固体废物的生物处理12 【正确答案】 NH 3，H 2S，甲基硫醇、胺类【知识模块】 固体废物的生物处理13 【正确答案】 化学除臭剂除臭，水、酸、碱溶液吸收法，臭氧氧化法，活性炭、沸石、熟堆肥吸附法【知识模块】 固体废物的生物处理14 【正确答案】 升温阶段、高温阶段、降温阶段、腐熟阶段【知识模块】 固体废物的生物处理15 【正确答案】 化学除臭剂除臭、碱水和水溶液过滤、熟堆肥或活性炭、沸石【知识模块】 固体废物的生物处理16 【正确答案】 细菌、放线菌、真菌和原生动物【知识模块】 固体废物的生物处理17 【正确答案】 按发酵温度不同，厌氧发酵工
7、艺有：(1)高温厌氧发酵工艺：高温厌氧发酵工艺的最佳温度范围是 4755，此时有机物分解旺盛，发酵快，物料在厌氧池内停留时间短，非常适于城市垃圾、粪便和有机污泥的处理。(2)自然温度厌氧发酵工艺：自然温度厌氧发酵是指在自然界温度影响下发酵温度发生变化的厌氧发酵。这种工艺的发酵池结构简单、成本低廉、施工容易、便于推广。【知识模块】 固体废物的生物处理18 【正确答案】 化学反应说认为细菌的作用仅在于生产优良浸出剂硫酸和硫酸铁，而金属的溶解浸出则是纯化学反应工程。直接作用说认为附着于矿物表面的细菌能通过酶活性直接催化矿物而使矿物氧化分解，并从中直接得到能源和其他矿物营养元素满足自身生长需要。【知识
8、模块】 固体废物的生物处理19 【正确答案】 好氧堆肥的通风方式可分为自然通风和强制通风两种，为了加快堆肥物料的发酵速率和提高堆肥产品的产量与质量，好氧堆肥最常采用的通风方式为强制通风方式，它可以根据堆肥化过程中料堆的温度变化，由堆肥工艺中的反馈量控制料堆的通风量。【知识模块】 固体废物的生物处理20 【正确答案】 有机质含量：有机质含量低的物质发酵过程所产生的热量不足维持对非有机物所需要的温度，产生的堆肥由于肥效低而影响销路，但过高的有机物含量又不利于通风供氧，从而产生厌氧和发臭。水分：堆肥中的水分过高，不利于升温和通风；水分过低，不能满足微生物生长所需要的水分，有机物也就不能分解。温度：温
9、度是堆肥得以顺利进行的重要因素，一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌，现在的快速、高温好氧堆肥正是利用了这一点。过低的堆温将大大延长堆肥的时间，而过高的堆温将对堆肥微生物产生有害影响。碳氮比：碳氮比与堆肥温度有关，碳氮比小，温度上升快，但堆层达到最高温度低；碳氮比大，堆层达到最高温度反而高，但温度上升慢。氮磷比：磷是微生物生长的重要元素，一般要求堆肥原料的氮磷比在 75150 之间。pH：在一般情况下，堆肥过程有足够的缓冲作用，能够使 pH 值稳定在可以保证好氧分解的酸碱水平。【知识模块】 固体废物的生物处理21 【正确答案】 有机物的厌氧发酵过程可分为水解、产酸和产甲烷三个阶段，三个阶
10、段各有其独特的微生物类群起作用。水解阶段起作用的称为发酵细菌。产酸阶段起作用的是醋酸分解菌。这两个阶段起作用的细菌统称为不产甲烷细菌。产甲烷阶段起作用的细菌是产甲烷细菌。 水解阶段：发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，是固体物质变成可溶于水的物质，然后，细菌再吸收可溶于水的物质，将其分解成为不同产物。高分子有机物的水解速率很低，它取决于物料的性质、微生物的浓度，以及温度、pH 等环境条件。 产酸阶段：水解阶段产生的简单的可溶性有机物在产氢和产酸菌的作用下，进一步分解成挥发性脂肪酸、醇、醛、酮、CO2、H 2 等。 产甲烷阶段：产甲烷菌将第二阶段产生的产物降解成 CH4 和 CO2，同时利用
11、产酸阶段所产生的 H2 将部分 CO2 再转变为 CH4。【知识模块】 固体废物的生物处理22 【正确答案】 高温发酵的工艺过程如下：高温发酵菌的培养：高温发酵菌种的来源一般是将采集到的污水池或下水道有气泡产生的中性偏碱的污泥加到备好的培养基上，进行逐级扩大培养，直到发酵稳定后即可作为接种用的菌种。高温的维持：高温发酵所需温度的维持，通常是在发酵池内部设盘管，通入蒸汽加热料浆。原料投入与排出：在高温发酵过程中，原料的消化速度快，因而要求连续投入新料与排出发酵液。其操作有两种方法，一种是用机械加料出料；另一种是采用自流进料和出料。发酵物料的搅拌：高温厌氧发酵过程要求对物料进行搅拌，以迅速消除临近
12、蒸汽管道区域的高温状态和保持全池温度的均一。【知识模块】 固体废物的生物处理23 【正确答案】 气固顺流接触方式中，气固相间的温差小，气体离开料堆时的出口温度高，对堆肥物料中水分的蒸发十分有利。其缺点是堆肥系统的温度不容易控制。气固逆流接触方式中，空气与堆肥物料之间的换热效率很高，堆肥物料升温速率大，物料升温快，空气离开物料堆的出口温度低。缺点也是堆肥系统的温度不容易控制。气固错流接触方式中，对非系统中各部分的通风可以通过控制阀的开关调整各部分的空气量，达到控制堆肥系统温度的目的，可以有效地使水分蒸发，空气与堆肥物料之间具有很高的换热效率，是堆肥化中最理想的气固接触方式。【知识模块】 固体废物
13、的生物处理24 【正确答案】 原理：好氧堆肥是在有氧条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。影响参数：(1)供氧量。对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢，但提供冷空气量过大会使温度降低，尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程，因此，供氧量要适当，实际所需空气量应为理论空气量的 210 倍，供养方式是靠强势通风和翻堆搅拌完成的，因此，保持物料间一定的空隙
14、率是很重要的，物料颗粒太大使空隙率减小，颗粒太小其结构强度小，一旦受压会发生倾塌压缩而导致实际缝隙减小。(2)含水量。在堆肥工艺中，堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大，归纳起来水的作用有二：一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢，二是可以调节堆肥温度，当温度过高时，可以通过水分的蒸发带走一部分热量。(3)碳氮比。有机物被微生物分解的速度随碳氮比而变，微生物自身的碳氮比约为 430，因此用做其营养的有机物的碳氮比最好也在该范围内，特别是当碳氮比在 1025 时，有机物被生物分解速度最快，综合考虑堆肥过程适宜的碳氮比应为2035 之间。(4)碳磷比。除碳和氮外，磷对微生物的生长也有很大影响。在垃圾发
15、酵时添加污泥就是利用其中丰富的磷来调整堆肥原料的碳磷比。堆肥原料适宜的碳磷比为75150。(5)pH 值。 pH 值是微生物生存的重要条件。在堆肥初期，由于酸性细菌的作用，pH 值降到 5560，使堆肥物料呈酸性，而后由于以酸性物为养料细菌的生长和繁殖，导致 pH 值上升，堆肥过程结束后，物料的 pH 值上升到 8590。当用有机污泥做堆肥原料时，需做 pH 值调整，因为污泥经压滤成饼后， pH 值较高。(6)有机质含量。在高温好氧堆肥过程中，堆肥原料中最适宜的有机质含量的变化范围为 2080，有机质含量太高或太低都不利于堆肥过程的进行。当有机质小于 20时，不能产生足够的热量来维持堆肥化过程
16、所需要的温度，影响了无害化，限制了微生物的繁殖，最终有可能使堆肥过程难以继续下去；当有机质大于80时，对通风要求较高，达不到完全好氧而产生恶臭，会影响堆肥化过程的顺利进行。(7)颗粒度。堆肥化所需的空气，是通过堆肥原料颗粒的空隙提供的，而空隙的大小取决于颗粒的大小。颗粒的平均粒度最好在 1260 mm。纸和纸板要求在3850 mm；硬质废物为 510 mm。粒度越小，堆肥过程消耗的动力越大，堆肥成本越高。【知识模块】 固体废物的生物处理【知识模块】 固体废物的生物处理25 【正确答案】 求混合物的固体回流 Xm，根据题意 XaX r，X c2X r2X a 而XmX c+Xa+Xr 故混合物的
17、固体含量 Sm 为：【知识模块】 固体废物的生物处理26 【正确答案】 如果仅用锯末调节脱水污泥的含水率，达到相同的混合物固体含量需要的锯末可用下式计算： 因为没有回流的堆肥产品，可用 Sa 代替 Sr 为： 即脱水污泥的锯末将按其湿重 1：06 的比例混合。【知识模块】 固体废物的生物处理27 【正确答案】 堆肥物料 C31H50NO26 千摩尔质量为 852 kg，所以参加堆肥过程的有机物质量的量(1 500852)kmol176 kmol。堆肥产品 C11H14NO4,千摩尔质量为 224 kg，那么每摩尔物料参加堆肥过程的参与有机物物质的量n200(1 76224)kmol 051 kmol。如果堆肥过程可表示为：C aHbOcNd+O2nC wHxOyNz+sCO2+rH2O+(cny)NH 3，有已知条件：a31，b50 ，d26，11，x14，y1，z4，可算出：r0 550 051143(1 0511)1895 s 31051112539 堆肥过程的理论需氧量 m05(0514+22539+189526)1 7632kg1 28888 kg【知识模块】 固体废物的生物处理
