垃圾是工业生产和人们日常生活中产生的废弃物，随着工业的发展和人民

垃圾是工业生产和人们日常生活中产生的废弃物，随着工业的发展和人民 理科综合题库——垃圾 先请阅读下列材料: 垃圾是工业生产和人们日常生活中产生的废弃物，随着工业的发展和人民生活水平的提高，其数量正在逐年增加。目前城市垃圾已成为各国面临的一大公害。如何有效地处理这些废弃物，已成为一个急待解决的问题。 城市垃圾常见的处理有填埋、堆肥和焚烧等。焚烧法是一种高温氧化法。它可以把废物中的可燃物基本上氧化成二氧化碳、水和灰，可以分解、破坏有毒废弃物，使之成为无毒无害的简单化合物，而且焚烧排出的残渣容易处理，能有效地做到废弃物的综合利用，回收能源。鉴于以上一系列的优点，焚烧法处理垃圾已成为发达国家广泛使用的一种方法。我国继深圳建成垃圾焚烧发电厂后，珠海、上海、北京、广州等地正在积极筹建大型垃圾焚烧厂。焚烧处理技术的核心是燃烧的合理组织和二次污染的防治。垃圾焚烧对环境的二次污染物主要是焚烧产物中的有害成分和灰渣中的重金属。焚烧过程中会产生酸性气体(SO、NO、HCl等)污染物、有机类污染物PCDD/FS。xx 现我国采用流化床焚烧炉、采用低温燃烧和分级燃烧，焚烧过程中生成的NOx很少，同时在床料中加入合适的添加剂，可以使SO在炉内去除。烟气(HCl)x 可采用在吸收塔内加入吸收剂而除去。有机污染物PCDD/FS主要是垃圾中存在的无机氯化物(如NaCl)和有机氯化物(如塑料、橡胶、皮革)在过渡金 2+属阳离子(如Cu)作催化剂下不完全燃烧生成的。它是毒性很强的一类三环芳香族有机化合物，包括75种多氯二苯并二恶英和135种多氯二苯并呋喃，其中毒性最强的是2，3，7，8—四氯二苯并二恶英，其毒性相当于氰化钾的1000倍。焚烧炉内和烟道内生成的PCDD/FS主要是以固态形式附着在飞灰表面，可用有效除尘器去除、也可用袋式过滤器前装一个装有固体的吸收塔，还可在焚烧炉的锅炉管束前喷入氨以减少PCDD/FS的生成。 农村中垃圾如秸杆、人畜粪便等废物的处理是兴办沼电。沼气可以直接用来烧饭，也可以用来发电，改善山区、边远地区的生活条件。作为副产品，沼气还提供了大量的有机肥，用于改良土壤，同时有利于改善农村环境卫生。 沼气发电的基本过程见如下方框图: 沼气燃烧，驱动带动发电 沼气池 动力机 发电机 负载 ,,,,,,,,,,,,,, 建造一座沼气发电站，首先要规划沼气池的大小，而沼气池的容积，又与用电负荷量有关。 沼气池的修建要求较高，要确保不漏水，不漏气，修建时要十分细心。修建好后必须试水、试气。 试水:将水充满池子，24h后，观察水位。如果水位下降，就要等到不下降为止，记下水位高度。排出池中水，检查所记下的水位高度之上的池壁，寻找漏水原因。待修补完毕后，再放水观察，直到不渗水为止。 第 1 页 共 6 页 试气:采用正压试气，即将试水后的池中水放出三分之一，将池盖好封严。在导气管处安上U形压强计，向池中充气(或向池中加水)，使池中压强达到某一定值。经过24h后，若压强计示数不变，池子不漏气。否则应对气室部分修理后再试，直到合格为止。 把大量可降解的有机垃圾堆放在一起，经过一段时间的处理转变成植物可以吸收的肥料，称作堆肥。堆肥不仅仅是一堆垃圾，它就像花园一样需要供给和照管。下面是进行小规模堆肥的一些步骤: 1(准备一只3m×1.5m的箱子，把从厨房和花园等处收集来的有机垃圾堆放其中，堆放时要保持疏松透气。 2(氮是植物生长必需的一种重要元素，堆肥时需要添加一些富含氮的材 料，如粪肥。 3(要保持一定的湿度，可适当浇水，良好的湿度有利于垃圾腐烂。 4(当垃圾箱堆满后，盖上盖子以保持热量，较高的温度加速垃圾的分解。 (一堆堆肥分解腐烂需要4,6个月的时间，当堆肥处理好，可直接施5 入土壤。 请回答下列问题: 一(1(在焚烧炉的床料中加入 可实现焚烧过程中产生的SOx在炉内除去。有关的化学方程式 ; 2(在吸收塔内加入 廉价吸收剂可除去烟气HCl，化学方程式为 3(向焚烧炉内不断喷氨，其目的是 4(为了减少垃圾焚烧过程中PCDD/FS的排放，可用装有固体的吸收塔吸收，该固态吸收剂是 ，它具有 性。 【参考答案】 1(石灰石 反应方程式略 2(石灰乳(或氨水、碱液) 反应方程式略 2+3(氨可与催化剂Cu等结合，使催化剂失去催化作用，减少PCDD/Fs的生成。 4(活性炭，强吸附性 二(1(如果某山村有50户人家，每户生活用电平均100W，公共设施及学校用电约1000W，设发电机效率与动力机转换效率均为80,，应选用多大功率的发电机和动力机, 33 2(若1m大小的沼气池一天产气量为0.2m，据有关方面测定，在一定 3的条件下沼气发电率为1.5kw?h/m。设全村平均每天用电5h，为保证全村正常用电，沼气池的容积至少为多少立方米, 【参考答案】 1(P,7500W;P,9375W 发动 第 2 页 共 6 页 32(100m 三(1(试水时为什么只检查水位高度以上的池壁, 2(试气时，为什么不将池中水全部放出而只放出部分水, 3(试气也可采用负压试气。请简单说明负压试气的方法。 4(正压试气时，要经常观察气压计的示数。若清晨向池内充气时，水银气压计左右两管液柱高度差为4cm，中午时两管液柱高度差为4.5cm，设大气压强均为76cmHg，清晨温度为27?，中午温度为33?，池的透热性良好，则此池是否漏气, 5(沼气发电的动力机常用柴油机简单改装而成。柴油机的工作过程有四 气冲程、压缩冲程、爆炸(做功)冲程、排气冲程。四个冲程个冲程，即吸 完毕，活塞在气缸内往复两次。实际应用中还有一种柴油机为两冲程。试并合理推测，如何将四冲程简化为两冲程，即活塞往复一次就可做功一次。(为统一起见，我们设活塞向下运动时为压缩气体，气缸内已有气体) 【参考答案】 1(因为水位高度以下的池壁不会有漏水点或缝隙。否则水位还会下降，直至将漏水处暴露出来为止。 2(因为池内产生的气体只存在于池内上方部分，下方堆有原料及料液，不会漏气。 3(试水时，池内充满水。此时先放出部分水，然后加盖将池封严。装好气压计，继续放水，使池内形成负压，气压计液柱静止后不再升高便为合格。 4(池内理论气压为81.6cmHg;实际气压为80.5cmHg，所以漏气。 5(设开始时气缸内已有气体，当活塞向下运动压缩气体，气体燃烧爆炸后对活塞做功，活塞将向上运动，此时可以一边排气，一边进气，然后活塞再向下运动压缩气体，开始第二次做功。如此往复，即可实现二冲程发动机。 四(1(在堆肥时需要使用大量的有机材料，下列哪种材料不能使用, A 天然纤维织物 B 枯枝落叶 C 塑料制品 D 食物垃圾 2(天然纤维织物中所含有的有机物主要是 A 纤维素和脂肪 B 纤维素和蛋白质 C 淀粉和蛋白质 D 淀粉和脂肪 3(落叶中含有大量的无机盐，其中在落叶前后含量最稳定的是 A 含钾的无机盐 B 含氮的无机盐 C 含磷的无机盐 D 含钙的无机盐 4(堆肥与化肥相比较，其特点是 A 肥料来源广泛、肥效持久、成本低，有利于环境保护 第 3 页 共 6 页 B 肥料来源广泛，肥效短暂、成本低，有利于环境保护 C 肥料来源广泛，肥效持久、成本低，不利于环境保护 D 肥料来源广泛，肥效短暂、成本低。不利于环境保护 5(堆肥会产生热量、焚烧垃圾也会产生热量，两者的区别主要在于 A 等量的材料堆肥产热慢，热量多;焚烧产热快，热量少 B(等量的材料堆肥产热快、热量多;焚烧产热慢、热量多 C(等量的材料堆肥产热慢、热量少;焚烧产热快，热量多 D(等量的材料堆肥产热快、热量少;焚烧产热慢、热量多 6(堆肥要保持一定的温度、湿度和透气性，堆肥会产生热量，试分析原因。 【参考答案】 1(C 塑料制品是微生物不能分解的材料，所以不能用于堆肥。 2(B 天然纤维织物主要是指棉、麻和丝绸织物。绵、麻中主要含有纤维素，丝绸中主要含有蛋白质。 3(D 中以离子形式存在，落叶前可以转移到嫩叶中;氮和磷在植钾在植物体 物体中以化合物的形式存在，可分解可转移;钙在植物体中以稳定的难以分解的化合物的形式存在，落叶前不能转移，所以在落叶前后，钙的含量相对最稳定。 4(A 堆肥的材料来源很广泛，如枯枝落叶、天然纤维织物、食物垃圾、报纸等凡是微生物可以分解的垃圾材料都适用。堆肥来自垃圾，堆肥的过程主要是微生物分解有机物的自然过程，不需要特别投入和加工，所以成本低，并且变垃圾为植物可利用的肥料，有利于保护环境，减少污染。 5(C 堆肥产生热量主要来自微生物对有机物的分解，热量是逐步释放出来的;焚烧垃圾热量是直接释放出来的。等量的材料，在焚烧的情况下，有机物分解彻底，释放的能量多，而微生物分解有机物往往不彻底，释放的能量相对较少。 6(堆肥过程主要是微生物分解有机物的过程，微生物的生活需要一定的温度、湿度，需氧型微生物的生存还需要氧气，所以堆肥要保持适当的温度，湿度和透气性。微生物分解有机物释放的一部分能量以热能形式散失，所以堆肥会产生热量。 五(1986年英国德尔比郡的一栋平房被一起爆炸炸成碎片～科学调查发现，这一爆炸是由甲烷气体引起的，甲烷气体来自平房附近的一旧垃圾堆置 第 4 页 共 6 页 场。其中堆埋了以下物质，建筑垃圾:水泥、砖碴、 玻璃、木头、钢铁;生活垃圾:植物性垃圾、塑料 等。如右图示: 1(指出两种可以产生甲烷的物质, 2(甲烷气体为什么会使平房被炸成碎片, 3(用焚烧法处理上述全部类型的垃圾是否可 行,请提出一个含上述各类垃圾的“城市垃圾处理”。 细菌4(产生甲烷的反应:(CHO)，nHO3nCO，3nCH，Q ,,,,6105n224 这一反应有什么实际意义,在农村甲烷被完全地作为燃料，那么甲烷属于几级能源, 5(甲烷的爆炸极限为5,,15,。将甲烷与空气混合，求爆炸最具威力时空气和甲烷体积比。 【参考答案】 1(植物性垃圾 木头 2(当甲烷的量与内能积累到一定量时会冲破覆盖土层，与空气混合并同自身的热能或外来火星点燃混合气体而产生爆炸。 3(?建筑性垃圾(除木头外)难以燃烧，浪费能源，植物性垃圾燃烧会产生大量烟尘，塑料类燃烧还会产生HCl等有毒气体及毒性最强的二恶英污染大气，故不可行。 ?用分类处理法:不燃性垃圾以堆置填埋方法处理;植物性垃圾用以制沼气;玻璃、塑料、钢铁等回收重复利用。 4(利用植物性废弃物经微生物发酵之后产生沼气，它是农村一种重要的能源之一，也是扩大肥源提高肥效，改善卫生条件的重要。 一级能源 5(用两极思维方法:CH或空气不论哪一个过量都使爆炸威力不强或不4 炸，故当CH和空气中O正好反应完全时爆炸威力最大，可求得:V:V空气甲42 ,10:2(空气中O体积占20%) 烷2 六(右图所示是我国农村采用的一种 沼气池的剖面示意图，使用时由进料口放 进农作物的废弃物如秸秆、杂草、树叶等 以及人、畜、家禽的排泄物，然后加满水 到一定位置以留下贮气间。经过一段时间 的发酵之后，便有沼气产生。 1(在沼气发酵的过程中，有一种微生 物具有除臭的作用，这种微生物是什么, 是如何除臭的, 2(在沼气发酵的过程中，进行着非常复杂的微生物代谢活动(其呼吸类 第 5 页 共 6 页 型有:好氧型、厌氧型和兼气型(如酵母菌)三种。试分析这三类微生物的数量在沼气池中的消长规律。 3(在对醋酸盐进行的甲烷发酵研究中，曾做过如下同位素示踪实验: HO2,,,,CDCOOHCDH，CO 332 在同样反应条件下，请预测下列反应产物 DO2,,,,CHCOOH 3 4(下面是由乙醇经奥氏甲烷杆菌及一种硫微生物等作用下生产甲烷的方程式 ,+硫微生物CHCHOH，HOCHCOO，H，2H—给体 ,,,,,32232 甲烷杆菌4H—给体，COCH，2HO 2242,,,,, 合并以上两步反应并写出一个方程式 【参考答案】 (硝化细菌;它能将NH氧化成亚硝酸和硝酸 13 2(沼气发酵的开始阶段，好氧型和兼气型微生物大量活动和繁殖;但随着水中氧含量的下降，好氧微生物的活动受到抑制而兼气型和厌氧型微生物活动加强，最终好氧型微生物大量死亡而厌氧型微生物和兼气型微生物大量繁殖。 3(CHD，CO 32 4(2CHCHOH，CO?2CHCOOH，CH 32234 第 6 页 共 6 页