固體廢棄物 九十三 學年度 第二學期 第一次小考

Open Book    考試時間：50 分鐘

一、            簡答題：(每題10分，合計30分)

(給分標準：雖為簡答題，答對關鍵字給五分，有舉例加說明可得滿分)

1.    垃圾之田間含水量有何意義？

Ans：為某一樣品在重力的作用下所能保持的總含水量。對於決定掩埋場滲出水量是很重要的依據資料，廢棄物中的水分如果超出田間含水量，就會流出成為滲出水。影響田間含水量的因素有外在的壓力及廢棄物分解的程度。通常將田間含水量表示為100in高度水分經過廢棄物及重力作用下所剩餘水分高度

2.    管狀燃燒爐之氫元素分析法。

Ans：＞方法概要：

一般廢棄物通入足夠之氧氣，使其在 800 至 850 ℃ 密閉燃燒管中加熱燃燒，廢棄物中的碳(C)、氫(H)氧化產生二氧化碳與水蒸氣分別被蘇打石綿及水分吸收劑吸收。量測吸收劑之增加重量，即得二氧化碳與水之產生量，再予以換算求出一般廢棄物乾基中之碳、氫等元素百分比。

＞設備

 

＞乾基廢棄物可燃物中各成分元素分析值計算

　　C(%) = ΔACO2 ／ W × 12 ／ 44 × 100(%)

　　H(%) = ΔAH2O ／ W × 2 ／ 18 × 100(%)

　C：碳含量  　　　　H：氫含量
ΔACO2：二氧化碳吸收劑增重(g)（吸收瓶Ⅲ和Ⅳ之增重）
ΔAH2O：水分吸收劑增重(g)（吸收瓶Ⅰ和Ⅱ之增重）
W：樣品乾重(g)

3.    何謂Proximate analysis?

Ans：近似分析，為分析垃圾化學性質的方法之一。此分析將垃圾分為四部分，包括；

1.  含水量；加熱至105℃一小時所失去的重量。

2.  揮發性物質：加蓋的坩堝內燃燒950℃所損失之重量。

3.  固定碳：當揮發性可燃物質移除後所剩下的可燃部份。

4.     灰分：在無蓋的坩堝內完全燃燒所剩的殘餘物質 。 

 

二、           問答題：(每題20分，合計40分)

(評分標準：答案依其完整性給分，第一題分兩各部分給分)

1.    說明廢棄物整合性管理規劃(Integrated Solid Waste Management Planning)之程序與其主要之精神。

  Ans：

精神：

係指運用適當之科技及管理方式，達成特定之廢棄物管理目標。當一個地區已將各個處理單元詳加評估，且其所有界面及連接方式均以配合，以符合效率性與經濟性，即可稱該地區業已發展出一套整合式廢棄物管理系統。

一般分為以下程序：

1.     產源減量：

主要是針對減少廢棄物量進而降低處理費用及環境衝擊。可在產品設計、製造及包裝過程中經由減少毒性物質含量、減少體積及延長使用壽命來達成。

2.     回收：

回收對於減少原料需求及減少需要掩埋處置之廢棄物量有極大助益，其中包括廢棄物質之分類及收集、針對分類收集之資源廢棄物再利用、再處理及再製造先行準備工作與執行。

 

3.     焚化及掩埋：

廢棄物焚化可減少衛生掩埋容積之需求，而其主要目的為增進固體廢棄物之管理操作及系統處理效率、回收可回收或可再利用之物質、及以產品及熱的方式回收肥料及能源。

廢棄物掩埋係以工程方法將於陸地中處理，為最常使用之最終處置法。其包含無法回收或再利用之物質、資源回收中心分類後之剩餘物、堆肥或焚化灰渣之最後處理場。

 

2.    如何利用熱量計分析垃圾樣品的發熱量？

Ans： 一、方法概要   

將樣品置入熱卡計內，再置於附有絕熱式夾套之水浴槽中，點火燃燒後，樣品所釋放之燃燒熱，由外圍水浴槽吸收，紀錄水浴槽上昇之溫度，乘上水及熱卡計水當量之和，乘上水之比熱，再除以樣品重量，即可求得樣品之熱值。

步驟如下：

（一）將粉碎機粉碎至2mm以下後之樣品，稱取約 2 g 置於坩鍋中，置入烘箱以 105 ± 5 ℃ 烘乾至少 2 小時，取出置於乾燥器中冷卻至室溫後，以分析天平精稱其重 W1。

（二）將稱重後樣品，以「雁皮紙」包裝，置於燃燒彈熱卡計之燃燒皿上，使其與鎳鉻絲接觸，並將鎳鉻絲兩端纏於燃燒筒之兩電極棒上，牽引鎳鉻線連接於點火電極上。但若樣品發熱量過低或鎳鉻絲無法點燃時，則必須添加已知熱值之輔助燃料以便助其完全燃燒，通常所使用之輔助燃料有苯甲酸或其他已知熱值且可燃性高之物質。

（三）將燃燒筒組合完成。將燃燒筒上方之氣閥打開並將和氧氣筒相連之氧體導管鎖入燃燒筒上。緊密蓋上燃燒室之頂蓋，以壓力 25 kg / cm2 之氧氣導入燃燒彈熱卡計內。

（四）將燃燒彈熱卡計之蓋子打開（其下有兩電線切勿弄斷），將燃燒筒放定位後以定量瓶精取 2 L 之試劑水注入。依步驟（八）拆開燃燒筒後檢查燃燒筒內防漏之橡皮環是否有斷裂、老化或其他可能漏氣造成之原因並予以排除後再從步驟（二）重新進行分析。若無漏氣之現象，以定量瓶精取 2 L 之試劑水加入水浴槽，將燃燒彈熱卡計之蓋子下方之二電極連接於燃燒筒上方後蓋好。

（五）以橡皮環將左側馬達及燃燒彈熱卡計上方之攪拌器相連，並啟動攪拌器。

（六）點火後查看貝克曼溫度計之溫度是否有上昇之現象（約在點火後數秒即可發現），若無表示樣品並未點著。則依步驟（八）將燃燒彈熱卡計及彈筒拆開再從步驟（二）重新進行分析。

（七）若溫度有上昇之現象，則持續攪拌至樣品完全燃燒及水溫和燃燒筒之溫度達平衡（約 15 分鐘）後，再記錄其溫度值，讀取溫度值至小數第 3 位。（利用放大鏡讀取刻度或電子式溫度計均可）。

（八）關閉馬達開關，把馬達和攪拌器相連之橡皮環取下後拆開燃燒彈熱卡計，並將蓋子和燃燒筒相連之兩電極拆下，取出燃燒筒，並將水倒掉。將燃燒筒之氣閥打開排除氣體，拆燃燒筒，並將剩餘之鎳鉻絲清除，將燃燒筒內之水及坩堝內之殘餘灰分擦拭乾淨。

（九）每批次樣品分析後，最少需測一次水當量值，一般以苯甲酸為樣品依相同分析步驟測定之，其用意在測定整個系統所吸收之熱值，並予以校正回正確值。

Hi ＝ [ TU × （ WH2O + EW ） × 1 cal / g℃－ΔK ]／ W1

　　Hi：各類樣品乾基發熱量（kcal / kg）

　　W1：樣品重量（g）

　　HTd ＝ Σi＝17 Hi × Ai ／ Σi＝17 Ai

　　HTd：廢棄物乾基總熱值（kcal / kg）

　　 7：七類可燃物

　　　　Ai：各類樣品重量百分比

　　　　Hh ＝ （ 100－W ） ／ 100 × Hd

　　　　Hh：廢棄物濕基之高位發熱量（kcal / kg）

　　　　W：廢棄物水分（%）

　　　　Hl ＝ Hh － 6 （ 9 H + W ）

　　　　Hl：廢棄物濕基之低位發熱量（kcal / kg）

　　　　H：廢棄物元素分析中氫含量（%）

三、           計算題：(30分)

(評分標準：寫對公式2分，算出低位發熱量20分，算出高位10分)

1.  某都市垃圾乾基物理組成如下所示，其含水率為42%，推估其高位發熱量及低位發熱量。

紙類

纖維類

木竹稻草類

廚餘類

塑膠類

皮革橡膠類

31.0%

4.0%

4.4%

22.3%

22.4%

0.6%

金屬類

玻璃類

陶瓷類

石頭與土砂

其他

 

5.6%

4.7%

2.2%

1.6%

1.2%

 

 

小林氏推估

Hl =[88.2 R+40.5(G + P)] ×– 6 W

R: 塑膠重量百分比（乾基）

G: 廚餘重量百分比，

P: 紙類重量百分比（乾基）

       代入可得

     Hl＝【88.2×22.4+40.5×（22.3+31）】×0.58-6×42＝2145.91(Kcal/kg)

低位發熱量Hl= Hh – 6 (9 H+W)

Hh= Hl＋6W＝2397.91 (Kcal/kg)

 

 

 

 

 

此次考題皆在講義中可找到答案

奉勸同學考試前還是要看書一遍以上!!