生活垃圾的特性分析

一、城市垃圾及其分類

城市是人口密集的地方，也是工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)集中的地方。由于人口、經(jīng)濟(jì)和生活水平的發(fā)展，城市垃圾產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，成分也日趨龐雜，污染問題已經(jīng)成為世界性城市環(huán)境公害之一。1985年我國(guó)城市垃圾產(chǎn)量為5188×10⁴噸，并正以10％的速度增長(zhǎng)。因此，對(duì)城市垃圾處理技術(shù)的研究是十分現(xiàn)實(shí)的問題。

城市拉圾是指城市居民在日常生活中拋棄的固體垃圾，它主要包括：生活垃圾、零散垃圾、醫(yī)院垃圾、市場(chǎng)垃圾、建筑垃圾和街道掃集物等，其中醫(yī)院垃圾（特別是帶有病原體的）和建筑垃圾應(yīng)予單獨(dú)處理，其他通常由環(huán)衛(wèi)部門集中處理，一般稱為生活垃圾。

生活垃圾是一種由多種物質(zhì)組成的異質(zhì)混合體。它通包括：①廢品類：廢金屬、廢玻璃、廢塑料橡皮、廢纖維類、廢紙類和磚瓦類。②廚房類：飲食廢物、蔬菜廢物、肉類和肉骨，我國(guó)部分城市廚房燃料用煤、煤制品、木炭的燃余物，③灰土類。

生活垃圾處理的方法大致有焚燒（包括熱解、氣化）、衛(wèi)生填埋和堆肥。不同的方法其監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)和項(xiàng)目也不一樣。例如焚燒，垃圾的熱值是決定性參數(shù)，而堆肥需測(cè)定生物降解度、堆肥的腐熟程度。至于填埋，滲瀝水分析和堆場(chǎng)周圍的蒼蠅密度等則成為監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目。

二、生活垃圾特性分析

1.垃圾采樣和樣品處理

從不同的垃圾產(chǎn)生地、儲(chǔ)存場(chǎng)或堆放場(chǎng)采集有整體代表性的樣品，是垃圾特性分析的**步，也是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的重要前提。為此，應(yīng)充分研究垃圾產(chǎn)出地區(qū)的基本情況，如居民情況、生活水平、堆放時(shí)間，還要考慮在收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程等可能的變化，然后制訂周密的采樣計(jì)劃，采樣過程必須詳細(xì)記錄地點(diǎn)、時(shí)間、種類、表觀特性等，在記錄卡傳遞過程，必須有專人簽署，便于查核。

采樣量通常依據(jù)被分析的量、*大粒度和體積來確定各類垃圾樣品的*低量。例如，前聯(lián)邦德國(guó)按下式計(jì)算：

G=0.06d

式中：G——樣品重量（kg）；

d——垃圾的*大粒度（mm）。

樣品根據(jù)情況進(jìn)行粉碎、干燥再儲(chǔ)存。其水分含量、pH值、垃圾的重量、體積、容量等應(yīng)按要求測(cè)定、記錄。

2.粒度的測(cè)定

粒度的測(cè)定采用篩分法，按篩目排列，依次連續(xù)搖動(dòng)15分鐘，轉(zhuǎn)到下一號(hào)篩子，然后計(jì)算每一粒度微粒所占百分比。如果需要在試樣干燥后再稱重，則需在70℃烘24小時(shí)，然后再在干燥中冷卻后篩分。

3.淀粉的測(cè)定

垃圾在堆肥處理過程中，需借助淀粉量分析來鑒定堆肥的腐熟程度。該分析化驗(yàn)的基礎(chǔ)，是利用垃圾在堆肥過程中形成的淀粉碘化絡(luò)合物的顏色變化與堆肥降解度的關(guān)系，當(dāng)堆肥降解尚未結(jié)束時(shí)，淀粉碘化絡(luò)合物呈藍(lán)色，當(dāng)降解結(jié)束即呈黃色。堆肥顏色的變化過程是深藍(lán)→淺藍(lán)→灰→綠→黃。分析試驗(yàn)的步驟是：①將1g堆肥置于100mL燒杯中，滴入幾滴酒精使其濕潤(rùn)，再加20mL36％的高氯酸；②用紋網(wǎng)濾紙（90號(hào)紙）過濾；③加入20mL碘反應(yīng)劑到濾液中并攪動(dòng)；④將幾滴濾液滴到白色板上，觀察其顏色變化。試劑是：①碘反應(yīng)劑：將2g反應(yīng)劑溶解到500mL水中，再加入0.08gI₂；②36％的高氯酸；③酒精。

垃圾中含有大量天然的和人工合成的有機(jī)物質(zhì)，有的容易生物降解、有的難以生物降解。目前，通過試驗(yàn)已經(jīng)尋找出一種可以在室溫下對(duì)垃圾生物降解作出適當(dāng)估計(jì)的COD試驗(yàn)方法。其分析步驟是：①稱取0.5g已烘干磨碎

入試樣瓶中并充分混合；③用另一支吸管量取20mL硫酸加到試樣瓶中；④在室溫下將這一混合物放置12小時(shí)且不斷搖動(dòng)；⑤加入大約15mL蒸餾水；⑥再依次加入10mL磷酸、0.2g氟化鈉和30滴指示劑，每加入一種試劑后必須混合；⑦用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨溶液滴定，在滴定過程中顏色的變化是從棕綠→綠藍(lán)→藍(lán)→綠，在等當(dāng)點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)的是純綠色；⑧用同樣的方法在不放試樣的情況下做空白試驗(yàn)；⑨如果加入指示劑時(shí)已出現(xiàn)綠色，則試驗(yàn)必須重做，必須再加30mL重鉻酸鉀溶液；⑩生物降解物質(zhì)的計(jì)算：

式中：BDM——生物降解度；

a——試樣滴定體積（mL）；

b——空白試驗(yàn)滴定體積（mL）；

V——重鉻酸鉀的體積（mL）；

c——重鉻酸鉀的濃度

5.垃圾熱值的測(cè)定

熱值是垃圾焚燒處理的重要指標(biāo)。

熱值分高熱值（H₀）和低熱值（H_u）垃圾中可燃物質(zhì)的熱值為高熱值。但實(shí)際上垃圾中總含有一定量不可燃的惰性物質(zhì)和水。當(dāng)燃燒升溫時(shí)這些惰性物和水要消耗熱量，同時(shí)燃燒過程中產(chǎn)生的水也以水蒸汽形式揮發(fā)而消耗熱量。所以實(shí)際的熱值要低很多，這一熱值稱為低熱值。顯然低熱值的實(shí)際意義更大。

兩者換算公式為：

式中：H_u——低熱值（kJ/kg）；

H₀——高熱值（kJ/kg）；

I——惰性物質(zhì)含量（%）；

W——垃圾的表面濕度（%）；

W_L——剩余的和吸濕性的濕度（%）。

通常W_L對(duì)結(jié)果的**性影響不大，因而可以不計(jì)。

熱值的測(cè)定方法有量熱計(jì)法和熱耗法。前者困難是要了解比熱值，因?yàn)槔M分變化范圍大，其中塑料和紙類比熱差異大。熱耗大約同干物質(zhì)的有機(jī)物所占比例相關(guān)聯(lián)，所以能在垃圾的熱耗和高熱值之間建立相關(guān)性。

三、滲瀝水分析

滲瀝水是指從生活垃圾接觸中滲出來的水溶液，它提取或溶出了垃圾組成中的物質(zhì)。由于滲瀝水中的水量主要來源于降水，所以在生活垃圾三大處理方法中，滲瀝水是填埋處理中*主要的污染源。合理的堆肥處理一般不會(huì)產(chǎn)生滲瀝水，焚燒和氣化處理也不產(chǎn)生滲瀝水，只有露天堆肥，裸露堆場(chǎng)可能產(chǎn)生滲瀝水。

滲瀝水的特性決定于它的組成和濃度。由于不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同季節(jié)的生活垃圾組分變化很大，并且隨著填埋時(shí)間的不同，滲瀝水組分和濃度也會(huì)變化。因此，它的特點(diǎn)是：①成分的不穩(wěn)定性，主要取決于垃圾的組成；②濃度的可變性，主要取決于填埋時(shí)間；③組成的特殊性，滲瀝水是不同于生活污水的特殊污水。例如，一般生活污水中，有機(jī)物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)（40—60％），碳水化合物（25—50%）以及脂肪、油類（10%）。但在滲瀝水中幾乎不含油類，因?yàn)樯罾哂形蘸捅３钟皖惖哪芰Γ跀?shù)量上至少達(dá)到2.5g/kg干廢物。此外，滲瀝水中幾乎沒有氰化物、金屬鉻和金屬汞等水質(zhì)必測(cè)項(xiàng)目。

滲瀝水分析項(xiàng)目各種資料上大體相近，典型的有下列幾項(xiàng)：pH值、COD、BOD、脂肪酸、氨氮、氯、鈉、鎂、鉀、鈣、鐵和鋅，沒有**學(xué)項(xiàng)目的原因是在厭氧的填埋場(chǎng)，不存在各類致病菌和腸道菌。但實(shí)際情況要復(fù)雜得多，因此近年來已增加了這類項(xiàng)目。

我國(guó)根據(jù)實(shí)際情況，由上海環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科研所起草，建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所提出的‘滲瀝水理化分析和**學(xué)檢驗(yàn)方法’內(nèi)容包括：色度、總固體、總?cè)芙庑怨腆w與總懸浮性固體、硫酸鹽、氨態(tài)氮、凱氏氮、氯化物、總磷、pH值、COD、BOD、鉀、鈉、**總數(shù)、總大腸菌群等并將逐步補(bǔ)充完善。垃圾堆物周圍易滋生蒼蠅、蚊子等各種有害生物，測(cè)定蒼蠅密度是*具代表性項(xiàng)目。