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固体废弃物处理与噪声控制工程 习题解答第一篇 固体废弃物处理与处置部分第一 三章习题1. 我国对固体废物的分类方法及其污染的特点是什么？ 分类方法:固体废物来源于人类的生产和生活，它的分类是依据其产生的途径与性质而定。在经济发达国家将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物与城市垃圾四大类。我国制定的固体废物管理法中，将固体废物分为工业固体废物（废渣）与城市垃圾两类。其中含有毒有害物的成分，单独分列出一个有毒有害固体废物小类。通常，固体废物主要包括城市生活固体废物、工业固体废物和农业废弃物。固体废物的特性：A. 最难得到处置：固体废物为“三废”中最难处置的一种，因为它含有的成份相当复杂，其物理性状(体积、流动性、均匀性、粉碎程度、水份、热值等等)也千变万化。B. 最具综合性的环境问题：固体废物的污染，从来就不是单一的，它同时也伴随着水污染及大气污染问题。因此，对处理固体废物的卫生填埋场，需进行符合环境要求的处理，以防止垃圾渗沥液对地下水的污染问题，同量必须具备污水处理及对排放的填埋气体适当处理的能力。我们无法回避固体废物给我们生存空间、给人类可持续发展带来的影响。C. 最晚得到重视：在固、液、气三种形态的污染（固体污染、水污染、大气污染）中，固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人们的注意，也是最少得到人们重视的污染问题。D. 最贴近的环境问题：固体废物问题，尤其是城市生活垃圾，最贴近人们的日常生活，因而是与人类生活最息息相关的环境问题。人们每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识中污染我们自己的生存环境。2. 防止固废污染的总体原则和措施有哪些？工业固废实行谁污染谁治理的原则；源头控制和终态物污染控制；固废减量化，无害化，资源化。3. 对固体废物进行破碎的目的是什么？列举出常用的破碎机械。破碎的目的：减小容积、增加比表面积、便于废物回收和处置（填埋、焚烧）；常用的破碎机械：颚式破碎机/ jaw crusher、锤式破碎机/ hammer crusher, hammer mill、冲击式破碎机/ impact crusher、剪切式破碎机/cutting crusher、辊式破碎机/ rolling crusher、球磨机/ball grinding mill.4. 简述鄂式破碎机的工作原理和适用范围。颚式破碎机，体积小，结构简单，破碎比为3-8，是常用的一种粗碎设备，用于破碎一些强度和韧性大的废石料。第四章习题1惯性振动筛的工作原理是什么？惯性振动筛：通过偏心重块旋转时所产生的离心惯性力，使筛面产生振动。适用于：废物粒度 0.10.15 mm、潮湿和粘性废物的筛分。2浮选的原理和浮选药剂的作用。原理：在固体废物与水调制成的料浆中，加入浮选药剂后，通入空气形成无数细小气泡，使要选物质的颗粒粘附在气泡上，从而随气流上浮于料浆表面成为泡沬层，然后加以刮出回收；而不浮颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后弃去。浮选过程：固废颗粒物 + 水 + 浮选药剂 "通入空气气浮 "上浮泡沫层刮出回收。浮选药剂：捕收剂；起泡剂：表面活性剂（脂肪醇等）；调整剂：活化剂、抑制剂、分散剂。捕收剂能有选择性在吸附在要选的物质颗粒表面，增强其疏水性和可气浮性，常用的有：异极性捕收剂，如黄药、油酸等；非极性油类捕收剂，如脂肪烷烃、环烷烃等。第五章习题1污泥的最终出路是什么？污泥的最终出路是指污泥被利用和处置的途径。一般来说，污泥经脱水处理后可作资源化利用如作建筑材料、作农肥、制沼气等。作建筑材料时掺加进粘土制砖或铺路填坑；作农肥时，污泥中的大肠杆菌数和重金属离子的含量必须在允许的范围内。对无法处理利用的污泥，可用填埋、焚烧或海洋投弃法加以处置。污泥填埋应在水文、地质和土壤条件较好的场地中进行。2污泥含水率从97.5降至94，求污泥体积的变化。解：含水率为97.5的污泥的体积为V1，经处理后含水率为94的污泥的体积为V2，根据质量作用原理，则：V2×(1-94) = V1×(1-97.5)V1/V2 = (1-94) / (1-97.5)V2/V1 = 2.4本例中，虽然经脱水处理后污泥的含水率只降低了3.5个百分点，但污泥的体积却缩小了2.4倍，由此说明污泥脱水的意义。3为什么污泥机械脱水前要进行调理？常用的调理方法有那些？污泥调理是污泥浓缩或机械脱水前的预处理，目的是以此改善污泥浓缩和脱水的性能，提高机械脱水设备的处理能力。 污泥调理常用的方法主要有化学调理、淘洗、加热加压调理、冷冻融化调理等等。其中，化学调理是在污泥中加入适量的混凝剂（无机混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等，有机高分子混凝剂是聚丙烯既胺）、助凝剂（常用的助凝则是石灰，用来调节污泥的pH值）等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，改善污泥脱水性能。化学调理法成本低，效果好，一般应用较为普遍。第六章习题1简述废物固化的目的和常用固化方法固化处置的目的是以此达到废物稳定化、无害化，最大程度地降低固体废弃物对生态环境的危害。对固化技术的一般要求是，固化处理后应具用：（1）良好的抗渗透性、抗浸出性和足够的机械强度；（2）低增容比；（3）工艺简单，处理费用低。 目前常用的固化技术有：水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化和石灰固化。 2评定废物固化效果的指标是什么？衡量和评定废物固化技术的两项重要指标是浸出率和增容比。其中，浸出率指固化体浸于水中，有害物质的浸出率即：式中：-浸出率，g/dcm2 -浸出的有害物质的量，mg -浸出样品中所含有害物质总量，mg -样品的总暴露表面积，cm2 -样品的质量，g -浸出时间，d增容比: 式中：Ci-增容比; V2固化体的体积（即固化后的总体积），m3 V1固化前有害废物的体积，m3第七章习题3. 拟在废物焚烧炉中焚烧C6H5Cl，采用空气过量率100，请核算下其操作度是否会超过炉于的允许温度1150。解： 根据Dulong方程，以1 kg C6H5Cl为基准，近视计算其燃烧的净热值： = 24870 kJ/kg已知EA100%，则=1348 K =1075 oC计算结果可知，最高操作温度为1075 oC，不会超过炉子的允许温度1150。4焚烧炉的操作温度为980，试计算当氯苯的DRE99.99%时，氯苯在炉内的停留时间（反应速率常数k=165.4 (s-1)）。解：设焚烧反应为一级反应。则： dC/dt = kC ln(CA/CA0) = kt当DRE = 99.99%时，CA0 = 1，CA = 199.99% = 0.0001则：t99.99% = (1/165.4)ln(0.0001/1) = 0.0557 (s)第八章习题1热解与气化有何区别？热解是有机高大分子或高分子化合物受热分解为低级小分子有机物的过程；而气化过程只是物质的物理形态的改变，其化合物的分子结构并未发生改变，未生成新的化合物。第九章习题1. 简述堆肥质量评定的内容和堆肥腐熟度的评定方法。堆肥质量的评定可通过其养分、无害化指标及腐熟度三个方面进行评价。养分主要是指其对农作物可吸取的总氮、总磷及钾的含量，目前对于养分指标还没有具体的国家统一考核标准；无害化指标主要是指堆肥中的病原体细菌含量及重金属的含量等，包括“农用污泥中污染物控制标准-GB4284”、“城市垃圾农用控制标准-GB8172-87”、“粪便无害化卫生标准-GB7959-87”等。腐熟度的评定方法：直观经验法。成品堆肥呈棕色或暗灰色。淀粉测试法：是一种测定堆肥中淀粉含量降低程度的方法。耗氧速率法。用O2/CO2测定仪，测出的是CO2的生成速率，转换成耗氧速率。此法量化，实用。2. 简述堆肥农用的优缺点一般认为，堆肥具有改土、培肥、促进植物生长及增产效用。（1）改土作用。增加土壤有机质(土壤中正常有机质含量为400 kg/亩)；疏松土壤；增加土壤孔隙率；此外，堆肥中的腐殖质能有效地吸附NH4+、K+、Ca2+等土壤养分，使之不易老化。（2）增产作用。恰当施用堆肥，对水稻和旱地作物都有明显增产的功效。（3）不利影响。但若长期或大量施用堆肥，可能造成土壤中有害元素的累积，特别是带来重金属元素的积累问题。此外，相对来说，目前堆肥的投资大，成本高。因此，一般来说，堆肥作为目前一种固废利用的途径，作为土壤的改良剂、调节剂看待。3. 影响好气发酵过程的主要因素有哪些？影响好氧堆肥影响因素有：有机物含量：要求在2080%之间；含水率：要求有较高的含水率，一般在5060%，在此条件下，微生物生长对氧的需求量最高；通风和耗氧速率在发酵反应6080 h，微生物耗氧达到高峰，其耗氧速率与有机物浓度成正比：即有机物浓度 耗氧速率。适宜的氧浓度为1417%，10%，实际运行中的耗氧速率用等当量的CO2来表征。具体供氧方式有：翻堆通风，风机供风，插入风管通风。碳氮比在初始堆肥的中温阶段，C:N=30:1；在二次堆肥（成品堆肥）阶段，C:N=10:120:1温度最佳温度为6570。在此温度段，CO2生成速率较高，亦即微生物耗氧速率较快。当堆肥中有机物含量高时 温度上升，例如，当有机物含量为2050%时，堆肥温度升至55所需时间为44 h 60 h。pH值适宜的pH值，将有利于微生物对有机物的降解，提高堆肥效率。堆肥过程中，物料pH值的变化规律为：56 8.59.0 7.08.0pH值呈现先上升、后略降低的趋势，这是因为：起初含氮有机物氧化生成NH3，使体系的pH值上升；后期微生物细胞质的合成又消耗去部分NH3，使堆肥中的pH值有所下降。4. 简述固体废物生物处理的原理，并说明生物处理的特点和作用。原理：利用自然界微生物具有氧化、分解有机固体废物的能力，处理可降解的有机废物以达到无害化和资源化的目的。特点：1）在处理固体废物的同时，使废物中的有用资源得到回收利用。 2）用生物法处理降解有机固废，处理操作成本较低，具有推广应用价值。作用：利用好氧和厌氧微生物的降解能力，使堆肥中的复杂有机物转化为易于被植物吸收的养分，或使废物中的有机物转化为可利用的燃料气，实现减量化、资源化、无害化。5. 好氧堆肥过程中按温度的变化可分为哪几个阶段？各阶段的生物活动情况如何？可分为中温阶段、高温阶段和降温阶段。1）中温阶段：在堆制初期，堆肥中温度缓慢上升至15-45。此时，嗜温性微生物较活跃，当温度不断上升时，以细菌、真菌和放射菌为主的微生物迅速繁殖。2）高温阶段：此时温度上升至45以上，最高可达70，在此阶段嗜温性微生物受到抑制，嗜热性微生物开始活跃。当达到70左右时，微生物开始大量死亡或进入休眠状态，此阶段是微生物的对数增长期，后期为内源呼吸期。3）降温阶段：在内源呼吸期，微生物活性下降，发热量减少，温度下降，嗜温性细菌可再占据优势，使残留的一些未降解有机物进一步得到降解，腐殖质增多且趋于稳定，堆肥进入腐熟阶段。6. 试比较好氧堆肥中间歇发酵工艺与连续发酵工艺的特点与优劣。对间歇发酵工艺：一般采用二次发酵方式，第一次发酵采用机械强制通风，发酵期一般为10-15天，在高温阶段一般需维持5天左右，使堆肥达到无害化。然后再进行第二次堆制发酵，以使其进一步降解腐熟。这种工艺发酵期一般较长，且人工操作劳动量较大，但操作成本相对较低，适合于农用小批量处理。连续发酵工艺：采用机械化方式的连续进料和连续出料工艺，原料在一个专门的发酵装置内完成中温和高温发酵阶段。此工艺具有发酵时间短、生产效率高等特点，但由于发酵时间较短，若温度不够高时对微生物的杀灭不彻底。此外，由于是在密闭的容器中进行，可避免堆肥过程中的异味对环境的污染。第十章习题1. 粉煤灰的主要矿物组成是什么？简述粉煤灰活性的含义。粉煤灰的矿物组成是以铝硅酸盐粘土矿和氧化铝为主。主要由无定形相和结晶相组成，无定形相主要指粉煤灰颗粒外壳的玻璃体，结晶相则大多是颗粒内部及表面的晶体部分。粉煤灰的活性指其矿物结构从无定形向晶形物质转变从而具有一定强度的特性，主要是指粉煤灰的以下几项性能：化学成份以SiO2和Al2O3为主（7585%），且矿物组成含有相当多的玻璃体和无定形物质；本身无水硬性；能与Ca(OH)2反应生成水化产物；水化产物硬化后产生明显强度。这一水化过程是粉煤灰活性的激发过程，亦即：活性评定方法：石灰吸收法：吸收值 活性 ；溶出度试验法：用酸或碱溶出SiO2、Al2O3；砂浆强度试验法：直接比较试验法。2. 说明煤矸石的矿物组成及其在受热过程中的变化，简述煤矸石的综合利用途径。煤矸石的化学成分随成煤地质年代、环境、地壳运动状况和开采加工方式不同而有较大的波动地围其中含量较高的成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3，表中的烧失量表示C的组成。煤矸石在受热后，其矿物组成将会发生变化。自燃煤矸石的主要矿物组成是高岭石（Al2O3 2SiO2 2H2O）、水云母（K2O 5Al2O3 14SiO2 4H2O），有些还含有莫来石（3Al2O3 2SiO2）、赤铁矿（FeS2）。未燃煤矸石在受热时，其矿物组成会发生转变，从而显示不同的理化特性。分析这条差热曲线，可以看出：a. 每一差热曲线在600附近都会出现一个强烈的吸热谷，它相当于高岭石（K2O 5Al2O3 14SiO2 4H2O）失去结晶水；b. 在130190之间的出现的吸热效应，相当于水云母矿（Al2O3 2SiO2 2H2O）逸去分子吸附水； c. 在500600之间是水云母失去结晶水显示的吸热效应；d. 在800875是水云母晶格破坏所显示的吸热效应。e. 曲线上1000附近的放热峰是由于高岭石、水云母分解后发生重结晶所致。 煤矸石的综合利用途径主要是作建材作煤矸石水泥和煤矸石烧砖。其水泥品种有煤矸石硅酸盐水泥、煤矸石少熟料水泥和煤矸石无熟料水泥等。煤矸石烧结砖是以煤矸石为原料，替代部分或全部粘土，采用适当工艺烧制而成。煤矸石烧结制砖与粘土制砖相比，在原料成分和工艺技术上都存在一定差异。第十一章习题1比较高炉水渣和水淬钢渣的组成和性能，并叙述其用于生产水泥的理沦依据和技术要求。高炉渣是高炉炼铁过程中产生的冶金废渣。主要由铁矿石中的脉石、灰分和助熔剂（CaCO3）组成。其主要化学成分为：CaO、MgO、SiO2、Al2O3（约占95%），此外，还含用FeO、MnO、TiO2、Cr2O3等。其中，水淬渣是以急冷的方式得到，矿物组成中大部分来不及形成稳定的晶体，以玻璃态被保留下来，所以无论是碱性或酸性炉渣，均具有较好的活性。钢渣主要成分：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO等，产生量约占1520%。由于这两种工业废渣中的主要成分与水泥成分十分类似，可用作制水泥和其它建材。水淬渣可用作制矿渣硅酸盐水泥、矿渣混凝土。用作水泥中，矿渣的用量一般为3070%。如一种400号矿渣硅酸盐水泥：水泥熟料 : 水渣1 : 1。高炉渣的其它用途还有：重矿渣作建材骨料和路基材料（代碎石）；矿渣碎石混凝土有保温、防渗功能；膨球作轻骨料制成膨珠混凝土，其容重可减少1/4，可用作保温材料和内墙板、楼板等。钢渣经冷却、破碎后，可用于建材、农业及冶金中回用作熔剂等。用于建材时，可生产钢渣水泥（添加量可>35%）、制渣砖、代替碎石作回填、路基材料等。用于农业，可制成钢渣磷肥（P2O5>10%）、钙镁磷肥或改土。2怎样评定高炉矿渣的活性？高炉矿渣的利用途径有哪些?3略述磷石膏的利用途径及影响其利用的不利因素。磷石膏的主成分为CaSO4。石膏有三种结晶态：即生石膏CaSO42H2O、熟石膏CaSO41 /2H2O、硬石膏CaSO4。磷石膏综合利用方法主要有：作水泥添加剂（作缓凝剂），掺加量46%；制半水石膏和石膏板；改良盐碱地。石膏改土原理：影响磷石膏利用的不利因素是其含有较高的酸度，并含氟化物和放射性元素镭，久用会使土壤产生酸性和板结，对环境造成一定的危害。4硫铁矿烧渣已有的利用途径有哪些？请分别简述之。第十二章习题1. 根据所给数据，计算一个可接纳30万城市居民生活垃圾的卫生填埋场的面积和容量（每人每天产生垃圾1.5 kg，覆土与垃圾之比为14，废物填埋密度为650 kg/m3，填埋高度15米，填埋场设计营运20年）。解：(1) 每年填埋的废物体积：V = 365×WP/D + C = 365×1.5×300000/650 + 1/4×(365×1.5×300000/650) = 315865 (m3)(2) 每年填埋废物占地面积：315865/15 = 21058 (m2)(3) 设计营运20年填埋场总面积：21058×20 = 421154 (m2)(4) 营运20年填埋场总容量：315865×20 = 6317300 (m3)2. 设计题城市垃圾中，一般含有纸类、铁类金属及玻璃等可回收资源，根据所学知识，设计一条简易城市垃圾分选回收工艺，画出分选回收系统工艺流程简图。思路：固体废物经破碎后，可实现不同密度颗粒物的分离、金属和非金属的分离及常用分离、分选方法的综合运用。破 碎风力分选磁分选重力分选破 碎浮 选纸 类有机质铁类金属玻璃（重物料）其他轻物料有机质固体废弃物处理课程补充习题1. 简述固体废物污染的特点。要点：固体废物不同于空气、废水，它的滞留性大，扩散性小，容易收集、运输和处理。它对环境的影响主要是通过水、气和土壤进行的；固体废物是许多污染成份的终极状态，其中的有害成分在自然因素作用下，又会转入大气、水体和土壤，从而成为大气、水体和土壤的污染源。2. 为何要对固体废物进行破碎处理？常用固体废物破碎机的种类有那些？要点：（1）减少容积，便于运输和贮存； （2）为固体废物的后处理创造条件。经破碎后，固体废物的粒度降低，比表面积增加，便于压实或进一步分选、热解或焚烧。3. 常用的固体废物破碎机的种类有那些？简述颚式破碎机的工作原理，画出其工作原理简图。要点：（1）常用的破碎机有：颚式破碎机、锤式破碎机、剪切式破碎机、棍式破 碎机及球磨机等； （2）图中应标明飞轮、偏心轴、连杆、定颚、动颚，以及前肘板、后肘板和出进料方向。4. 何为重介质？简述重介质分选的原理。要点：重介质指密度大于水的介质。即：01原理：L0H L-固废中轻物料密度， H-固废中重物料密度。利用固体废物颗粒在重介质中密度的差异而得以分离。在重介质分选机中，颗粒密度大于重介质密度的重物料都下沉，集中于分选设备底部成为重介质；而颗粒密度小于重介质的物料都上浮，成为轻产物集中于分选设备上部。重产物和轻产物被分别排出，从而达到分选的目的。5. 简述浮选法分选固体废物的原理。要点：将固体废物破碎或磨碎成细小颗粒后，与水调制成浆料，同时加入浮选药剂；接着向浆料中通入空气形成无数细小气泡，使欲选物质的颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于浆料表面形成泡沫层。然后将泡沫层刮出回收，得到欲选颗粒物；而不浮的颗粒仍留在浆料中，经过滤或沉淀后去除，达到有效分离的目的。6. 简述固体废物固化的目的及常用的固化方法。要点：(1) 目的：用一定的物理-化学方法将有害废物掺合并包容在密实的隋性基材中，使其达到稳定及对环境的危害降到最小程度。 (2) 固化方法：按固化剂的不同，常用的固化方法可分为：水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化及石灰固化等。7. 有害有机废物焚烧后应达到的三个技术标准是什么？要点：(1) DRE of POHC99.99% 即：主要有害有机成分的去除率应大于99.99%，这里指每一个特定的POHC的DRE都应到99.99%以上（Destruction removal efficiency of principle hazardous organic constituents）；(2) HCl排放量1.8 kg/h（指出焚烧炉至洗涤设备前的排放量）(3) 以空气过量率50%（EA50%）计，焚烧炉烟囱的颗粒物排放浓度183 mg/m3。8. 简述焚烧过程二恶英产生的原因及防止措施。要点：产生原因：(1)焚烧含微量PCDD的垃圾；(2)有机氯化物的存在，在焚烧过程中发生聚合、氧化，或氯及有机氯化物下芳香族化合物结合生成PCDD、PCDF等。如氯化酚、多氯联苯等是重要的二恶英产生源。 防止措施：(1)提高燃烧温度。可通过增加燃烧室氧气、添加辅助燃料，将焚烧炉燃烧室温度提高至10001200；(1)适当延长被燃烧物的停留时间。9. 固体废物热解原理，主要热解产物有那些？要点：热解原理：利用固体废物中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解。主要热解产物：可燃低分子量气态和液态化合物（如氢、甲烷、CO、甲醇、丙酮、溶剂油等）及固态产物（如焦炭、碳黑）。 有机固体废物(受热) （H2，CH4，CO，CO2）气体 + （有机酸，芳烃，焦油，溶剂油）有机液体 + 炭黑 + 炉渣10. 简述堆肥农用的好处及弊端。要点：好处：(1)改土作用。增加土壤中的有机质，改善土壤结构和功能，起到保水、保肥的作用。(2)增产作用。堆肥中的有机质和氨氮等能促进作物生长。 弊端：可造成土壤中有害元素，特别是重金属元素的积累；如堆肥工艺控制不好，亦可能造成病原体/pathogen微生物的污染。11. 简述粉煤灰和煤矸石的资源化途径。要点：(1)粉煤灰资源化：粉煤灰水泥，粉煤灰混凝土，粉煤灰砌块，粉煤灰农用（如作土壤改良剂，作粉煤灰肥料，包括粉煤灰硅钾肥、粉煤灰钙硅钾肥、粉煤灰磷肥等）；(2)煤矸石资源化：作建材（如水泥、混凝土、砖、砌块）及热能利用（煤矸石燃烧热利用）。12. 简述磷石膏的综合利用途径。要点：(1)水泥掺合料； (2)制半水石膏和石膏板； (3)生产硫酸盐如(NH4)2SO4等； (4)改良盐碱地。13. 我国是控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约签约国之一，该公约的主要内容是什么？要点：该公约规定：为节约资源、保护环境，应尽量减少有害废物的产生及其越境转移的条件；各国有权禁止有害废物进口；建立有害废物越境转移通知制度；对未经进口国、过境国同意或伪造进口国、越境国同意，或转移物与交件所列不符，均视为非法转移。14. 简述固体废物最终处置的一般方法及其优缺点。要点：主要有海洋处置和陆地处置。海洋处置包括远洋倾倒和远洋焚烧；陆地处置方法较多，常用的有卫生土地填埋、安全土地填埋及深井灌注等。15. 焚烧炉的操作温度为800，试计算当氯苯的DRE99.99%时，氯苯在炉内的停留时间（反应速率常数k=33.407(s-1)）。解：设焚烧反应为一级反应。则： dC/dt = kC ln(CA/CA0) = kt当DRE = 99.99%时，CA0 = 1，CA = 199.99% = 0.0001则：t99.99% = (1/33.407)ln(0.0001/1) = 0.2757 (s)16. 焚烧炉的操作温度为850，试计算当氯苯的DRE99.99%时，氯苯在炉内的停留时间（反应速率常数k=165.4 (s-1)）。解：设焚烧反应为一级反应。则： dC/dt = kC ln(CA/CA0) = kt当DRE = 99.99%时，CA0 = 1，CA = 199.99% = 0.0001则：t99.99% = (1/165.4)ln(0.0001/1) = 0.0557 (s)第二篇 噪声污染控制工程部分第二章 习 题3频率为500Hz的声波，在空气中、水中和钢中的波长分别为多少？(已知空气中的声速是340 m/s，水中是1483 m/s，钢中是6100 m/s)解：由 C = f （见p8, 式2-2） 空气= C空气/f= 340/500 = 0.68 m 水= C水/f = 1483/500 = 2.966 m 钢= C钢/f = 6100/500 = 12.2 m6在空气中离点声源2m距离处测得声压p=0.6Pa，求此处的声强I、声能密度D和声源的声功率W各是多少？解：由 （p14, 式2-18）= 0.62/415 （取20空气的c=415 Pa·s/m, 见p23） = 8.67×10-4 W/m2 （p14, 式2-17）= 0.62/415×340 （取20空气的c=415 Pa·s/m, c=340 m/s, 见p23） = 2.55×10-6 J/m3 对点声源，以球面波处理，则在离点声源2m处波阵面面积为S=4r2=50.3 m2, 则声源的声功率为: W=IS （p14, 式2-19） =8.67×10-4 W/m2 × 50.3 m2 =4.36×10-2 W11三个声音各自在空间某点的声压级为70 dB、75 dB和65 dB，求该点的总声压级。解：三个声音互不相干，由n个声源级的叠加计算公式： = 10×lg (100.1Lp1 + 100.1Lp2 +100.1Lp3) = 10×lg (100.1×70 +100.1×75 +100.1×65) = 10×lg (107 +107.5 +106.5) = 10×lg 106.5×(3.16+10+1) = 65 + 11.5 = 76.5 dB该点的总声压级为76.5 dB。12在车间内测量某机器的噪声，在机器运转时测得声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。解：已知：总声压级LpT = 87dB, 背景声压级为LpB = 79dB，由级的相减计算公式，被测机器的声压级为： = 10×lg (100.1×87 -100.1×79) = 10×lg (108.7 -107.9) = 10×lg 107.9×(6.31-1) = 79 + 7.25 = 86.25 dB被测机器的噪声级为86.25 dB。13在半自由声场空间中，离点声源2m处测得声压级的平均值为85dB。（1）求其声功率级和声功率；（2）求距声源10 m远处的声压级。解：（1）求声功率级和声功率由球面半自由空间声压级与声功率级的关系式：得到LW=Lp+20lgr+8=85+20lg2+8=99 dB由式：得W=100.1Lw×W0 =100.1×99×10-12 =10-2.1 =7.9×10-3 W()（2）距声源10 m远处的声压级Lp=Lw-20lgr-8=99-20lg10-8 =71 dB由此可见，在自由声场中，声音随距离的衰减是很明显的。第三章 习 题2某发电机房工人一个工作日暴露于A声级92dB噪声中4h，98dB噪声中24min，其余时间均暴露在75dB的环境中。计算该工人一个工作日所受噪声的等效连续A声级。解： 各噪声级暴露段的累计时间为（75dB可不予考虑，即使考虑进去也没影响）：98dB 0.4h 24min92dB 4h 240min75dB 3.6h 216min则：该车间的等效连续A声级为 （dB）Leq=80+10=90 dB (刚好未超标)若用噪声暴露率D评价量：>1，超标。3为考核某车间内8h的等效A声级，8h中按等时间间隔测量车间内噪声的A计权声级，共测得96个数据。经统计，A声级在85dB段（包括83-87dB）的共12次，在90dB段（包括88-92dB）的共12次，在95dB段（包括93-97dB）的共48次，在100dB段（包括98-102dB）的共24次。求该车间的等效连续A声级。解：由题知，每个数据的测定时间间隔为（8×60）/96=5min。 测得各噪声级段的累计时间为：85dB 12次 60min 1h90dB 12次 60min 1h95dB 48次 240min 4h100dB 24次 120min 2h则：该车间的等效连续A声级为 （dB）Leq=80+16.3=96.3 dB (超标)若用噪声暴露率D评价量：>1，也超标。4某一工作人员暴露于工作环境噪声93dB计3h，90dB计4h，85dB计1h，试求其噪声暴露率，是否符合现有工厂企业噪声卫生标准？ 解：由表3-12可知，本题中，93dB允许暴露时间为4h，90dB允许暴露时间为8h，85dB计1h可以不考虑。噪声暴露率D：>1，超标。该工作环境8h的等效连续A声级为： （dB）Leq=80+12.4=92.4 dB (超标)7甲地区白天的等效A声级为64dB，夜间为45dB，乙地区白天的等效A声级为60dB，夜间为50dB，试问哪一地区的环境对人们的影响更大？解：本题应通过计算昼夜等效连续A声级来进行比较。 由此可见，乙地区的环境对人们的影响更大。8某噪声的倍频程声压级如下表所示，试求该噪声的A计权声级及其NR指数。解：本题中需求噪声评价指数NR。1）求LA由p43页表3-1查出各倍频所对应的A计权修正值，列表如下：中心频率/Hz631252505001000200040008000频带声压级/dB6070808280837876A计权修正值/dB-26.2-16.1-8.6-3.20+1.2+1.0-1.1修正后倍频带声级/dB33.853.971.478.88084.27974.9各声级叠加/dB略略略略总的A计权声级/dB87.1/87.5总的A计权声级（式2-42b）：若未忽略78dB以下的声级：若忽略78dB以下的声级，则：可见相差很小。2）求噪声评价指数NRa) 将测得的各频带声压级与p49页图3-5中的噪声评价指数（NR）曲线比较，得到各倍频带的NR值（列于下表）；b) 找出其中的最大NR值NRm(取整数)；c) 将最大值NRm加1得到所求环境的NR值，即：NRm=NR+1由p43页表3-1查出各倍频所对应的A计权修正值，列表如下：中心频率/Hz631252505001000200040008000频带声压级/dB6070808280837876各倍频NR值3055708080858080最大NR值NRm85所求环境的NR值85+1=86NR值亦可通过公式计算：Lpi=a+bNRi (3-11) 第四章 习 题l试述声级计的构造、工作原理及使用方法。 声级计由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器和指示器等组成（图41）。首先由电容传声器将声波的振动能转换成电信号，再通过两级衰减和放大，并通过计权网络电路的修正，最后将符合人耳对噪声感觉特征的噪声功率级通过显示设备输出，或通过模数转换（A/D）电路，以数字信号形式显示。使用时，首先应对仪器进行校准。若是用于测量单个频率的噪声级，将转换开关打在线性（L）档；若是测量A声级，则将转换开关位置放在计权（A）声级档。3测量置于刚性地面上某机器的声功率级时，测点取在半球面上，球面半径为4m，若将半球面分成面积相等的8个面元，测得各个面元上的A声级为：求该机器的声功率级。解：此题中所给的条件符合消声室法测量声功率级的要求。由声压级与声功率级的关系式（4-4），可求得声功率级，方法如下：包洛面总面积： S0 = 4r2/2 = 4×42/2 = 100 m2平均声压级：则该机器的声功率级为LW = Lp + 10lgS0 = 76.3 + 10×2 = 96.3 dB 5在铁路旁某处测得：当货车经过时，在2.5 min内的平均声压级为72dB；客车通过时在1.5 min内的平均声压级为68 dB；无车通过时的环境噪声约为60 dB；该处白天12h内共有65列火车通过，其中货车45列、客车20列，计算该地点白天的等效连续声级。解：因为交通噪声的声级起伏一般能很好的符合正态分布，这时等效声级可用式(3-10)累计百分声级近似计算，即：12h内噪声涨落变化情况如下表：声压级/dB606872所占时间/min577.530112.5在12h中所占比例/%80.24.215.6由上表可知，声级起伏基本符合正态分布。此例中，已知背景噪声L90=60 dB，可将货车通过时的声级近视看成峰值噪声L10=72 dB，只有中值噪声L50未知。用加权平均法计算L50：L50×720=72×112.5+68×30+60×577.5