固體廢物的填埋處置

1、8固體廢物的最終處置,填埋場(chǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、防滲 滲濾液的收集與處理 填埋氣的收集與處理,,---相關(guān)知識(shí)介紹,1最終處置由于受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的限制，固體廢物不可能百分之百得到處理和利用，為了保護(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境，就需要對(duì)目前無(wú)法利用或利用價(jià)值不高的固廢進(jìn)行最后的處理,要求：,廢物體積盡量?。粡U物本身無(wú)較大的危害性處置場(chǎng)地適宜設(shè)施結(jié)構(gòu)合理封場(chǎng)后要定期對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行維護(hù)及監(jiān)測(cè)考慮填埋場(chǎng)的開(kāi)發(fā)利用,2方法及分類(lèi),通過(guò)多重屏障（天然或人

2、工）實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)同生物圈的有效隔離。海洋處置：海洋傾倒、遠(yuǎn)洋焚燒陸地處置：土地處理、土地耕作、工程庫(kù)或貯留池貯存、淺地層填埋、深井灌注處置等。,,8.1規(guī)劃與設(shè)計(jì),概述場(chǎng)址的選擇填埋量與年限,,8.1.1 概述,填埋對(duì)象及目的衛(wèi)生土地填埋的對(duì)象主要是城市垃圾，進(jìn)行填埋處置的目的是不對(duì)公眾和環(huán)境造成危害。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)防滲層的技術(shù)參數(shù)：滲透系數(shù)2m，強(qiáng)度0.6 MPa，垃圾壓實(shí)度>O.6t/m3。填埋場(chǎng)要覆土，有排氣設(shè)施，

3、離居民區(qū)500～800m。地下水水位與場(chǎng)地距離>2m。填埋方式衛(wèi)生填埋一般可以采用三種方式:厭氧方式、好氧方式和準(zhǔn)好氧方式。武漢市二妃山垃圾填埋場(chǎng),,厭氧方式（Anaerobic）,是一種采用厭氧生物處理的填埋方式；填埋場(chǎng)的結(jié)構(gòu)筒單，操作方便，可以回收一部分可燃性氣體；但污染嚴(yán)重，厭氧分解速度緩慢，穩(wěn)定化周期長(zhǎng)，容易發(fā)生爆炸危險(xiǎn)；并且很難對(duì)封場(chǎng)后土地充分利用。,,好氧方式（Aerobic）,采用強(qiáng)制人工通風(fēng)，使垃圾能

4、進(jìn)行好氧分解，穩(wěn)定化周期短，可以大大提高封場(chǎng)后土地利用率。好氧填埋與好氧堆肥相近，可以產(chǎn)生約60℃以上的高溫，有利于殺滅大腸桿菌等致病細(xì)菌。同時(shí)好氧降解過(guò)程中產(chǎn)生的水分少，對(duì)地下水污染的威脅小。但是好氧填埋需要強(qiáng)制通風(fēng)，使得填埋場(chǎng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用高，不利于填埋場(chǎng)的大型化。因此，目前尚未得到廣泛應(yīng)用。,,準(zhǔn)好氧方式（Pseudoaerobic）,是一種介于厭氧和好氧填埋之間的填埋方式，在設(shè)計(jì)時(shí)提高了滲濾液收集和排放系統(tǒng)的

5、礫石排水層和管路的尺寸，使?jié)B透液在管道中呈半流動(dòng)狀態(tài)．這樣就擴(kuò)大了排水、排氣空間，并兼作通風(fēng)通道。 由于有較強(qiáng)的空氣擴(kuò)散作用，使填埋的垃圾處于近似好氧分解的環(huán)境，加速有機(jī)物的分解，縮短了穩(wěn)定化的周期。由于不需要人工強(qiáng)制通風(fēng)，而是自然通風(fēng)，降低了運(yùn)行費(fèi)用。但是準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)需要留出一部分儲(chǔ)存空氣的空間，在一定程度上減小了填埋廢物的空間。當(dāng)前世界上所有大城市的土地都逐步趨于緊張的形勢(shì)下，準(zhǔn)好氧填埋受到環(huán)保工作者的重視，很可能是未來(lái)城市垃

6、圾處置的主要填埋方法。,,武漢市二妃山垃圾填埋場(chǎng),武漢市二妃山垃圾填埋場(chǎng),武漢市二妃山垃圾填埋場(chǎng),,8.1.2 場(chǎng)地選擇,場(chǎng)地選擇應(yīng)主要考慮如下因素：規(guī)模：合理確定有效填埋面積：一般滿(mǎn)足10年以上；交通：運(yùn)輸距離適中，并有全天候公路；土質(zhì)與地形：土質(zhì)防滲能力強(qiáng)，地形有利于泄洪；氣候：蒸發(fā)大于降水，盡量背風(fēng)；水文：地下水距填埋物大于1.5m；噪音：不影響附近居民；開(kāi)發(fā)：封場(chǎng)后要便于開(kāi)發(fā)利用。,,8.1.3 場(chǎng)地設(shè)計(jì),庫(kù)容與面

7、積的計(jì)算地表水(surface water)控制系統(tǒng)地下水(ground water)保護(hù)系統(tǒng)填埋場(chǎng)的氣體控制,,（1）庫(kù)容與面積的確定,確定的依據(jù)在設(shè)計(jì)填埋場(chǎng)的庫(kù)容和面積時(shí)，要考慮廢物的數(shù)量、填埋方式、填埋高度、壓實(shí)密度、覆蓋材料的比率等因素。一般情況下，城市生活垃圾填埋場(chǎng)的使用年限以15～25年為宜。以當(dāng)?shù)赝寥罏楦采w材料，則垃圾與覆蓋土之比約為5：1～4：1。壓實(shí)后的垃圾容重約為500～800kg／m3。,,,庫(kù)容與面

8、積的計(jì)算計(jì)算公式計(jì)算實(shí)例注意事項(xiàng)當(dāng)服務(wù)年限較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該充分考慮人口的增長(zhǎng)率和垃圾產(chǎn)率的變化。人口增長(zhǎng)率要根據(jù)相應(yīng)地區(qū)最近10年內(nèi)的人口增長(zhǎng)率取值。垃圾產(chǎn)率應(yīng)根據(jù)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，參考以往的產(chǎn)率數(shù)據(jù)取值。,計(jì)算公式,每年填埋垃圾體積的計(jì)算式中：V 一 每年填埋垃圾的體積(m3)；D 一 壓實(shí)后垃圾的密度(kg／m3)；C一 每年需要的覆土體積(m3)； r－垃圾與覆土比；W一 垃圾產(chǎn)生率(kg／日

9、．人)；P一城市人口。每年所需的場(chǎng)地的面積若已知填埋高度H，則填埋面積為：,,,,計(jì)算實(shí)例,一個(gè)5萬(wàn)人口的城市，平均每人每天產(chǎn)生垃圾2.0kg，采用衛(wèi)生土地填埋法，填埋高度為7.5m，覆土與垃圾之比為1：4，壓實(shí)密度為600kg/m3，設(shè)計(jì)年限20年，求填埋場(chǎng)所需的庫(kù)容與面積。解：,,（2）地表水(surface water)控制系統(tǒng),土地填埋中水的控制地表水控制系統(tǒng),,a. 土地填埋中水的控制,土地填埋技術(shù)的核心是防止填埋

10、廢物中的有害組分對(duì)處置場(chǎng)周?chē)h(huán)境造成污染，其中最重要的因素是雨水，地下水，地表徑流和廢物自身分解產(chǎn)生的水分，溶解廢物中的有害組分形成的浸出液對(duì)地下水及地表水造成污染，因此，可以說(shuō)，對(duì)水的控制是解決填埋場(chǎng)環(huán)境污染的關(guān)鍵問(wèn)題。在填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮地表水、地下水和浸出液。其中地表水作為浸出液的主要來(lái)源，對(duì)它的有效控制，實(shí)際上就成為填埋場(chǎng)周?chē)h(huán)境污染的首要控制因素，對(duì)整個(gè)填埋場(chǎng)的建造和運(yùn)行費(fèi)用將產(chǎn)生較大的影響。,,b. 地表水(surf

11、ace water)控制系統(tǒng),在設(shè)計(jì)地表水控制系統(tǒng)時(shí)，首先要對(duì)填埋場(chǎng)所在流域的總體情況有一個(gè)全面的了解。地表水控制系統(tǒng)的內(nèi)容,,地表水控制系統(tǒng),地表水控制系統(tǒng)應(yīng)包括下列內(nèi)容：,排水系統(tǒng),洪水調(diào)節(jié)池,,,周邊排水系統(tǒng),場(chǎng)內(nèi)排水系統(tǒng),封場(chǎng)區(qū)排水系統(tǒng),,非填埋區(qū)排水系統(tǒng),填埋區(qū)排水系統(tǒng),周邊排水系統(tǒng)主要由設(shè)置在填埋場(chǎng)四周的排水溝組成，其作用是收集降在填埋場(chǎng)上的游流域的雨水，并排往洪水調(diào)節(jié)池，防止其流入填埋場(chǎng)區(qū)域，以減少浸入液的產(chǎn)生量。最終封

12、場(chǎng)后往往兼作填埋場(chǎng)表面的雨水排水系統(tǒng)。 場(chǎng)內(nèi)排水系統(tǒng)包括填埋區(qū)和非填埋區(qū)的排水系統(tǒng)，將雨水在尚未與填埋廢物接觸之前迅速排出場(chǎng)外。因此，在填埋施工過(guò)程中對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)填埋并逐日覆土，對(duì)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)排水系統(tǒng)的功能和減少漫出液產(chǎn)生量是至關(guān)重要的。 封場(chǎng)區(qū)排水系統(tǒng)的作用是排除降到封場(chǎng)表面的雨水，減少其向廢物層的滲入量。,,（3）地下水(ground water)保護(hù)系統(tǒng),設(shè)計(jì)地下水保護(hù)系統(tǒng)的目的浸出液(leach solution)的來(lái)

13、源與支出浸出液的產(chǎn)生量浸出液的性質(zhì)浸出液的防滲措施衛(wèi)生土地填埋浸出液收集系統(tǒng)示例,,a. 設(shè)計(jì)地下水保護(hù)系統(tǒng)的目的,對(duì)地下水進(jìn)行控制的目的主要有兩個(gè)：保持地下水水位與廢物層有足夠的安全距離以防止浸出液污染地下水；防止地下水滲入填埋場(chǎng)，以減少浸出液的產(chǎn)生量。,,b. 浸出液(leach solution)的來(lái)源與支出,浸出液的來(lái)源與支出見(jiàn)圖11-1。浸出液的來(lái)源主要有：降水：降雨、降雪；地表逕流；地下水；垃圾含水：

14、垃圾本身含有機(jī)組分厭氧分解產(chǎn)生的水分。浸出液的支出主要有：地表逕流流出水；地下滲出水；蒸發(fā)散失水。為控制和管理填埋場(chǎng)的漫出液，必須建設(shè)浸出液水量調(diào)節(jié)設(shè)施和浸出液處理設(shè)施。,,,圖11-1 浸出液的來(lái)源與支出,c. 浸出液的產(chǎn)生量,浸出液處理設(shè)施的處理能力和調(diào)節(jié)設(shè)施容量的確定需要對(duì)垃圾填埋過(guò)程中產(chǎn)生的浸出液量作出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。根據(jù)填埋場(chǎng)水的收支平衡關(guān)系，確定浸出液產(chǎn)生量，但確切估算是困難的，因此浸出液的產(chǎn)生量通常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)

15、算：式中：Q—日平均浸出液量(m3／d)； C—浸出系數(shù)，一般取0.2～0.8；與填埋場(chǎng)地表、植被、坡度等因素有關(guān)； I—平均降雨量(mm／d)； A—填埋場(chǎng)集水面積(m2)．浸出液的產(chǎn)生量除與輸入水源有關(guān)外，還與填埋操作方式有關(guān)。如與污泥混合填埋時(shí)，經(jīng)壓實(shí)后，污泥中的相當(dāng)量的水變成浸出液。,,d. 浸出液的性質(zhì),浸出液的性質(zhì)與填埋廢物的種類(lèi)、物質(zhì)組成、顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即性質(zhì)和填埋方式等許多因素有關(guān)。廢物

16、本身的特性對(duì)浸出液的成分及濃度影響最大。例如，我國(guó)城市垃圾中廚房垃圾含量較高，可堆腐性強(qiáng)，浸出液水質(zhì)一般比較差。在填埋初期，浸出液中有機(jī)酸濃度較高，揮發(fā)性有機(jī)酸約占1％，隨著時(shí)間的推移，揮發(fā)性有機(jī)酸的比例將增加，厭氧填埋方式有機(jī)物分解周期長(zhǎng)，分解速度慢，因此，浸出液中有機(jī)物濃度降低的速度比好氧填埋方式慢。對(duì)于普遍采用的厭氧填埋，其浸出液的性質(zhì)一般反映在色味、pH值、BOD5、COD、TOC（總有機(jī)碳）、溶解總固體、SS、氮化物、P

17、、重金屬等方面。,,e. 浸出液的防滲措施（Anti-seepage measures）,浸出液是一種高濃度的有機(jī)廢水，一旦滲出就會(huì)污染地下水，必須嚴(yán)格控制，加以治理。浸出液防滲措施除按照?qǐng)龅剡x擇標(biāo)準(zhǔn)合理選址外，還必須在設(shè)計(jì)、施工方案和填埋方式上采取必要的措施，主要包括：設(shè)置防滲襯里；設(shè)置導(dǎo)流渠或?qū)Я鲏?；選擇合適的覆蓋材料。,,設(shè)置防滲襯里（Anti-seepage liner）,防滲襯里的結(jié)構(gòu)類(lèi)型天然粘土襯里（Natura

18、l clay liner）人工合成有機(jī)襯里（Synthetic organic liner）粘土—有機(jī)復(fù)合襯里（Clay-organic composite liner）浸出液收集系統(tǒng)與襯里的設(shè)計(jì)原則襯里材料的選擇,,武漢二妃山垃圾填埋場(chǎng)使用的有機(jī)襯里,,浸出液收集系統(tǒng)和襯里的設(shè)計(jì)原則,襯里與其它結(jié)構(gòu)材料必須滿(mǎn)足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；天然粘土單襯里厚度應(yīng)>1．5m；雙層復(fù)合襯里的主襯里與備用襯里必須選擇不同的材料；必須設(shè)置浸出液

19、收集池，且能容納三個(gè)月的浸出液；襯里應(yīng)有適當(dāng)坡度，以使浸出液自流入收集池；襯里之上應(yīng)設(shè)置保護(hù)層，保護(hù)層可選用適當(dāng)厚度的礫石，或選用專(zhuān)用的高密度聚乙烯網(wǎng)和無(wú)紡布；在可滲透保護(hù)層內(nèi)可設(shè)置多孔浸出液收集管，使浸出液通過(guò)收集管入積水坑；積水坑設(shè)有浸出液監(jiān)測(cè)裝置 ；設(shè)置浸出液排出系統(tǒng)，定期抽出浸出液處理，以減少襯里壓力；設(shè)置備用抽水系統(tǒng)，以便當(dāng)泵或立管出現(xiàn)故障時(shí)抽出浸出液。,,武漢二妃山垃圾填埋場(chǎng)浸出液收集與處理池,,武漢二妃山垃圾填

20、埋場(chǎng)的襯里保護(hù)層,,襯里材料的選擇,根據(jù)待處置廢物的性質(zhì)，場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件、場(chǎng)地的級(jí)別、場(chǎng)地服務(wù)期限；材料的種類(lèi)和建造費(fèi)用等因素選擇襯里材料。無(wú)機(jī)材料：粘土、水泥等；有機(jī)材料：瀝青、橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯等對(duì)所選擇的襯里材料要預(yù)先進(jìn)行下列試驗(yàn)：與廢物的相容性試驗(yàn)、滲透性試驗(yàn)、抗壓強(qiáng)度及密度測(cè)定天然粘土襯里的選擇標(biāo)準(zhǔn)：與廢物浸出液的相容性；滲透系數(shù)0．5 mm，便于施工、抗臭氧、紫外線土壤細(xì)菌的侵蝕，有適當(dāng)?shù)哪秃蛐?，有足?/p>

21、的機(jī)械強(qiáng)度、厚度均勻、無(wú)薄點(diǎn)、裂縫磨損、氣泡和外來(lái)的顆粒。便于維修、價(jià)格便宜。,,,,,,水平防滲系統(tǒng),,,,8.2滲濾液的收集與處理,1特征,,有機(jī)污染物濃度高，特別是5年內(nèi)的“年輕”填埋場(chǎng)的滲濾液。氨氮含量較高，在“中老年”填埋場(chǎng)滲濾波中尤為突出。磷含量普遍偏低，尤其是溶解性的磷酸鹽含量更低。金屬離子含量較高，其含量與所填埋的廢物組分及填埋時(shí)間密切相關(guān)。溶解性固體含量較高，在填埋初期(0.5—2.5年)呈上升趨勢(shì)，直至達(dá)到

22、峰值，然后隨填埋時(shí)間增加逐年下降直至最終穩(wěn)定色度高，以淡茶色、暗褐色或黑色為主，具較濃的腐敗臭味。水質(zhì)歷時(shí)變化大，廢物填埋初期，其滲濾液的PH較低，而COD、BOD 5、TOC、SS、硬度、金屬離子含量較高；而后期，上述組分的濃度則明顯下降。,,2 收集系統(tǒng)構(gòu)成功能：將填埋場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的滲濾液迅速匯集，并通過(guò)輸水管、集水池等輸送至指定地點(diǎn)。,,匯流系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)兩部分組成。匯流系統(tǒng)的主體位于場(chǎng)底防滲襯層上的、由礫卵石或碎(渣)石構(gòu)

23、成的導(dǎo)流層。該層內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流溝和穿孔收集管等。導(dǎo)流層設(shè)置的目的是將場(chǎng)內(nèi)的滲濾液通暢、及時(shí)地導(dǎo)入導(dǎo)流溝內(nèi)的收集管中。滲濾液的輸送系統(tǒng)多由集水槽(池)、提升多孔管、潛水泵、輸送管道和調(diào)節(jié)池等組成。,垃圾滲濾液成分（mg/L）,一、認(rèn)識(shí)滲濾液,滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)有機(jī)物濃度高 滲濾液中的BOD5和COD濃度最高可達(dá)幾萬(wàn)mg/L，主要是在酸性發(fā)酵階段產(chǎn)生，pH值一般在6.0左右（呈弱酸性）， BOD5和COD比值在0 . 5~0 .6。水質(zhì)變

24、化大 受填埋場(chǎng)構(gòu)造方式、垃圾的種類(lèi)、數(shù)量和質(zhì)量以及填埋年數(shù)的影響。氨-氮含量高 是由于有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨-氮造成的。在中晚期填埋場(chǎng)滲濾液中尤其嚴(yán)重，是處理難點(diǎn)之一。微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào) 缺乏生物處理所需的磷元素和氮元素等。,滲濾液特征隨填埋場(chǎng)年齡的變化,NH4+-N濃度隨填埋年齡增長(zhǎng)而提高，重金屬離子濃度則有所下降。,二、滲濾液處理方法,合并處理單獨(dú)處理（土地處理、好氧生物處理、厭氧生物處理、厭氧與好氧結(jié)合方式、物化處理）,,

25、生物法：當(dāng)垃圾滲濾液的BOD5/COD大于0.3時(shí)，滲濾液的可生化性較好，宜采用生物處理法。物化法：當(dāng)垃圾滲濾液的BOD5/COD值較?。ㄐ∮?.2）時(shí)，或含有相對(duì)分子量很小的有機(jī)成分時(shí)，物化法處理效果好?；毓喾ǎ哼m應(yīng)滲濾液的水質(zhì)水量變化特點(diǎn)，可利用有機(jī)物場(chǎng)內(nèi)分解而滋生的微生物處理滲濾液中的有機(jī)污染物。,（1）滲濾液→調(diào)節(jié)池→與城市污水合并處理（2）滲濾液→調(diào)節(jié)池→生物預(yù)處理→與城市污水合并處理（3）滲濾液→調(diào)節(jié)池→生物預(yù)處理→

26、物化處理（4）滲濾液→調(diào)節(jié)池→生物預(yù)處理→土地處理,處理工藝,1.生物處理技術(shù),1.1 預(yù)處理措施去除滲濾液中金屬離子降低生物處理單元的污泥有機(jī)負(fù)荷脫氮處理平衡營(yíng)養(yǎng)元素,采用化學(xué)混凝沉淀的方法，用石灰或硫化物作沉淀劑，去除垃圾滲濾液中重金屬，同時(shí)去除大量的懸浮顆粒。預(yù)處理還調(diào)節(jié)滲濾液的 pH 值，使之從酸性變成中性。提高污泥濃度、延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間以及增加處理構(gòu)筑物的有效容積，均可降低污泥的有機(jī)負(fù)荷。生物濾池和生物

27、轉(zhuǎn)盤(pán)工藝對(duì)垃圾滲濾液有良好的脫氮效果。必須在進(jìn)行生物處理時(shí)添加磷元素，使?jié)B濾液中BOD5:N:P 維持在100:5:1，以維持微生物正常的生長(zhǎng)代謝。,1.生物處理技術(shù),2 處理方法好氧處理厭氧生物處理厭氧-好氧結(jié)合,好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化塘、穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、滴濾池。厭氧法包括厭氧污泥床、厭氧式生物濾池、混合反應(yīng)器以及厭氧塘等。對(duì)于有機(jī)物濃度高的垃圾滲濾液，通常采用厭氧、好氧結(jié)合處理工藝。例如，采用氨吹

28、脫—厭氧生物濾池—SBR工藝等。,2. 物化處理技術(shù),光氧化和光催化氧化Fenton法：是一種深度氧化的技術(shù)， 即利用Fe2+ 和H2O2 之間的 鏈反應(yīng)催化生成·OH 自由基，而·OH 自由基具有強(qiáng)氧 化性，能氧化各種有毒和難降解的有機(jī)化合物。吸附法化學(xué)沉淀法膜過(guò)濾土地處理法,生物處理法與物化處理法之比較,3. 回灌處理技術(shù),回灌法:

29、 是用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒃?填埋場(chǎng)底部收集到的 滲濾液從其覆蓋層表 面或覆蓋層下部重新 灌入填埋場(chǎng),利用填埋 場(chǎng)垃圾層這個(gè)“生物濾 床”凈化滲濾液。,,3.1 回灌法對(duì)滲濾液凈化原理填埋場(chǎng)覆蓋層的土壤凈化作用垃圾填埋層的降解作用最終覆蓋填埋場(chǎng)地表植物的吸收作用除了凈化作用以外，利用回灌法可實(shí)現(xiàn)對(duì)滲濾液的減量。,3

30、.2 滲濾液回灌工藝,滲濾液回灌工藝流程圖,滲濾液回灌分類(lèi)及其優(yōu)缺點(diǎn),,低水力負(fù)荷、高有機(jī)負(fù)荷以及配水次數(shù)多對(duì)有機(jī)物的去除是有利的。,滲濾液回灌分類(lèi)及其優(yōu)缺點(diǎn),3.3 回灌處理技術(shù)要點(diǎn),防止填埋覆蓋土層的堵塞控制進(jìn)水懸浮物選擇合適的覆土材料配比，形成良好的土壤結(jié)構(gòu) 回灌前滲濾液應(yīng)中和處理中和回灌滲濾液在填埋層中投放堿性物質(zhì)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)水負(fù)荷土壤凈化在一定范圍內(nèi)能承受進(jìn)水負(fù)荷變化的影響，進(jìn)水負(fù)荷的增長(zhǎng)需要與土壤的凈化能力相匹配

31、以達(dá)到較好的處理效果水力負(fù)荷不宜過(guò)高,3.4 滲濾液回灌對(duì)填埋場(chǎng)的影響,對(duì)填埋場(chǎng)水質(zhì)的影響對(duì)垃圾降解的影響對(duì)填埋氣體的影響對(duì)填埋場(chǎng)沉降的影響對(duì)填埋場(chǎng)邊坡的影響對(duì)填埋場(chǎng)維護(hù)的影響,滲濾液處理方法之比較,8.3垃圾填埋氣體的收集與利用,氣體的產(chǎn)生氣體的產(chǎn)生量氣體的控制,,a. 氣體的產(chǎn)生,填埋場(chǎng)氣體的產(chǎn)生是有機(jī)物的分解所致；其分解過(guò)程經(jīng)過(guò)5個(gè)階段好氧分解階段液化產(chǎn)酸階段甲烷增長(zhǎng)階段穩(wěn)定產(chǎn)甲烷階段填埋場(chǎng)的穩(wěn)定階段,

32、,好氧分解階段,發(fā)生在填埋初期。廢物中的有機(jī)物進(jìn)行好氧分解，時(shí)間可持續(xù)數(shù)天至幾個(gè)月；該階段主要是好氧微生物作用；易降解產(chǎn)生的氣體主要有CO2 、H2O 。,,液化產(chǎn)酸階段,好氧分解進(jìn)行中，填埋區(qū)內(nèi)氧氣逐漸減少，轉(zhuǎn)入?yún)捬跸?，水解產(chǎn)酸階段；該階段主要是厭氧菌作用，產(chǎn)生的氣體有CO2 、H2 及少量CH4 。,,甲烷增長(zhǎng)階段,隨著甲烷菌增長(zhǎng)， CH4含量增加，揮發(fā)性有機(jī)酸(UFA)積累下降，pH值增加為堿性；該階段可持續(xù)1—2年。,,

33、穩(wěn)定產(chǎn)甲烷階段,此階段為動(dòng)態(tài)平衡階段，UFA（揮發(fā)性有機(jī)酸）積累很少，主要產(chǎn)生CH4 、CO2 ，氣體組成穩(wěn)定，水質(zhì)轉(zhuǎn)好，是填埋場(chǎng)氣體利用的主要階段；大型垃圾填埋場(chǎng)此階段可持續(xù)10年以上。,,填埋場(chǎng)的穩(wěn)定階段,可降解有機(jī)物基本耗盡，產(chǎn)生的氣體、浸出液量減少，填埋場(chǎng)出現(xiàn)不均勻沉降，空氣重新進(jìn)入填埋場(chǎng)，封場(chǎng)后的土地利用在此階段進(jìn)行。根據(jù)沉降量、CH4含量等因素可把土地利用分為低度、中度和高度利用三種類(lèi)型。我國(guó)填埋場(chǎng)的液化產(chǎn)酸階段比較短

34、。因?yàn)槲覈?guó)城市垃圾中爐灰含量大，pH高，人工調(diào)節(jié)到了堿性狀態(tài)，適合甲烷菌生存，產(chǎn)氣階段提前了。,,17-1,,b.產(chǎn)氣量,填埋場(chǎng)氣體產(chǎn)生量及產(chǎn)生速率與處置的廢物種類(lèi)有關(guān)。氣體產(chǎn)生量可采用經(jīng)驗(yàn)公式推算或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量出。氣體產(chǎn)生量主要與有機(jī)物中可能分解的有機(jī)碳成比例，因此可用下式計(jì)算：G＝1.866×Cg/C式中：G—?dú)怏w產(chǎn)生量(1)；Cg—可氣化分解的有機(jī)碳量(g)C—有機(jī)物中的含碳量(g)。,,c

35、.氣體控制,氣體控制的必要性氣體控制的主要措施,,,氣體控制的必要性,衛(wèi)生填埋所產(chǎn)生的氣體主要成分為CH4和CO2。當(dāng)CH4的濃度達(dá)到5～15%時(shí)就可能發(fā)生爆炸。CO2的密度較大，是空氣的1.5倍，CH4的2.8倍，會(huì)向填埋下部遷移，在填埋場(chǎng)地勢(shì)較低處富集，有可能通過(guò)填埋場(chǎng)基礎(chǔ)薄弱處滲出，沿地層下移并與地下水接觸。由于CO2易溶于水，不僅會(huì)使水的pH值降低，而且會(huì)使地水礦物質(zhì)含量增高，使地下水硬化。此外，填埋場(chǎng)還可能產(chǎn)生H2S

36、或其它惡臭及有害氣體。因此，必須對(duì)填埋場(chǎng)產(chǎn)生的氣體加以收集控制，或者作為能源加以利用或者排出燒掉。對(duì)氣體的控制，一方面在選擇場(chǎng)址時(shí)要考慮場(chǎng)地的位置以及土壤的滲透性能，另一方面，主要的是在工程設(shè)計(jì)時(shí)采取適當(dāng)?shù)呐艢獯胧?，主要有?,氣體控制的主要措施,氣體控制主要采用可滲透性排氣、不可滲透阻擋層排氣兩種方式進(jìn)行控制；可滲透性排氣（見(jiàn)圖8-3）在填埋場(chǎng)內(nèi)利用比周?chē)寥栏菀淄笟獾牡[石等材料為填料來(lái)建造排氣孔道。一般填筑單元寬度為20m

37、以上，礫石層厚度為30～40cm。不可滲透阻擋層排氣（見(jiàn)圖8-4）阻擋層排氣是在不透氣的頂部覆蓋層中安裝排氣管。排氣管與設(shè)置在淺層礫石排氣通道或設(shè)置在填埋廢物頂部的多孔集氣支管相連通，還可用豎管燃燒甲烷氣體。填埋場(chǎng)可持續(xù)產(chǎn)氣10～15年，CH4經(jīng)脫水、預(yù)熱，去除CO2后可作為能源使用。武漢二妃山垃圾填埋場(chǎng)的沼氣發(fā)電設(shè)施,,圖8-3 可滲透性排氣,,圖8-4 不可滲透阻擋層排氣,,武漢二妃山垃圾填埋場(chǎng)的沼氣發(fā)電設(shè)施,武漢二妃山垃

38、圾填埋場(chǎng)的沼氣發(fā)電設(shè)施,,填埋操作,設(shè)備選擇見(jiàn)圖8-5作業(yè)方式作業(yè)方式主要根據(jù)填埋方式和場(chǎng)地的地形特點(diǎn)來(lái)確定。采用地面法填埋時(shí)，有水平填埋和垂直填埋兩種作業(yè)方式，其中垂直方式應(yīng)用較多（圖8-6a）。采用斜坡法時(shí)，有順流、逆流和垂直填埋三種方式，其中，順流方式應(yīng)用較多（圖8-6b）。,,圖8-5 土地填埋的主要設(shè)備,,,圖8-6 填埋的作業(yè)方式,,8.4安全土地填埋(safety landfill),概述場(chǎng)地選擇襯墊設(shè)計(jì)

39、監(jiān)測(cè)封場(chǎng),,8.4.1 概述,概念安全土地填埋是一種改進(jìn)的衛(wèi)生土地填埋，主要用于處置有害廢物，因此對(duì)場(chǎng)地的選擇和技術(shù)要求更為嚴(yán)格，如：天然防滲層：滲透系數(shù)3m。人工防滲層：高密度聚乙烯2mm，滲透系數(shù)30cm，滲透系數(shù)2％。在居民區(qū)800m之外。處置對(duì)象理論上可以處置一切有害或無(wú)害廢物，實(shí)際上，應(yīng)排除易燃性，反應(yīng)性，揮發(fā)性等能引起爆炸，釋放有毒有害氣體的廢物，或必須在填埋前對(duì)這些廢物進(jìn)行穩(wěn)定化預(yù)處理。設(shè)計(jì)原則,,設(shè)計(jì)

40、原則,安全土地填埋一般是某個(gè)工廠的輔助設(shè)施，也可接納某個(gè)地區(qū)的有害廢物，所以其設(shè)計(jì)原則有6條：處置系統(tǒng)應(yīng)是一種輔助設(shè)施，不應(yīng)妨礙工廠的正常生產(chǎn)；容量應(yīng)足夠大，能容納全部廢物并有一定的發(fā)展余地；要有容量波動(dòng)和平衡的措施；要滿(mǎn)足全天候操作要求；處置場(chǎng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)合理，環(huán)境適宜，可長(zhǎng)期使用；處置場(chǎng)符合法律要求，滿(mǎn)足處置標(biāo)準(zhǔn)。,,11.5.2 場(chǎng)地選擇,選擇原則場(chǎng)地選擇原則要求從工程、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、法律和社會(huì)等方面綜合考慮。場(chǎng)地勘

41、探場(chǎng)地勘探的步驟根據(jù)現(xiàn)有資料進(jìn)行初步調(diào)查；進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)地考察；對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)際的水文地質(zhì)勘測(cè)；整理資料，繪制地圖。,,8.4.3 安全土地填埋襯墊系統(tǒng)設(shè)計(jì),安全土地填埋最重要的是防止浸出液的危害，故襯墊系統(tǒng)尤為重要。浸出液的產(chǎn)生量襯墊材料的基本要求化學(xué)合成產(chǎn)品襯墊粘土襯墊襯墊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本標(biāo)準(zhǔn),,（1）浸出液的產(chǎn)生量,浸出液產(chǎn)生量既可用衛(wèi)生填埋法的經(jīng)驗(yàn)公式估算，也可用下式作較為精確的計(jì)算：式中Q—日平均浸

42、出液量；m3/dIN—幾年概率日平均降水量，mm/d SS—場(chǎng)地周?chē)畢^(qū)面積，m2 Sa—填埋場(chǎng)地面積，m2λ—表面流出率(0.2～0.8)d—場(chǎng)地外地表徑流流入率，Kr—流出系數(shù)，Kr=10-2（0.002In2+0.16 IN +21）D—集水區(qū)中心到集水管的平均時(shí)間，d1/N—降水頻率。該計(jì)算公式涉及的因素較多，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)情況進(jìn)行必要的修正。,,,（2）襯墊材料的基本要求,

43、具體要求有襯墊材料必須具有相容的化學(xué)性質(zhì)、足夠的強(qiáng)度和厚度；能夠承受氣候的影響和日常操作產(chǎn)生的作用力的影響；防滲能力強(qiáng)，且不易和污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；易于修補(bǔ)；耐用性好，確保長(zhǎng)期使用不會(huì)裂解或消融。,,（3）化學(xué)合成產(chǎn)品襯墊,主要有以下幾種異丁橡膠：對(duì)氣體、液體滲透率低，但遇碳?xì)浠衔锶軇┖褪鸵着蛎浧茡p；氯磺化聚乙烯：耐抽樣，耐酸、堿，易黏結(jié)，但耐石油性差；聚氯乙烯：是一種常見(jiàn)塑料，耐無(wú)機(jī)物性能好，缺點(diǎn)同異丁橡膠，且忌曝

44、曬；高密度聚乙烯：耐石油化學(xué)物質(zhì)性好,耐氣候,但難黏結(jié)，受力易破裂。,,（4）粘土襯墊,一般作為第二層襯墊，同時(shí)起支承合成產(chǎn)品襯墊的作用，要求滲透系數(shù)≤10-7；必須進(jìn)行與廢物的相容性實(shí)驗(yàn)。,,（5）襯墊系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體標(biāo)準(zhǔn),理想的襯墊系統(tǒng)是：用化學(xué)合成材料作為第一層襯墊，用粘土或合成材料作為第二層襯墊，并有對(duì)兩層襯墊的滲濾水進(jìn)行檢測(cè)，收集和排出的系統(tǒng)。一種雙襯墊的示意圖見(jiàn)圖8-10一種襯墊的組成見(jiàn)圖8-11。具體標(biāo)

45、準(zhǔn)有化學(xué)合成襯墊的厚度應(yīng)大于2.54×10-5m；土壤襯墊的厚度應(yīng)大于0.9m，滲透系數(shù)≤10-7；襯墊上的排水層厚度應(yīng)大于12in，斜率≥2 %，主要采用+100目的沙礫組成，且沙礫組成的級(jí)配應(yīng)符合過(guò)濾級(jí)配的要求。,,圖8-10 一種雙襯墊系統(tǒng)的示意圖圖中，主襯里為有機(jī)襯里，輔助襯里為有機(jī)薄膜和粘土構(gòu)成的復(fù)合襯里，浸出液收集系統(tǒng)為砂和礫石層，內(nèi)設(shè)多孔管道，并匯集到集水坑，泵送至水處理廠，側(cè)面和頂邊還鋪有保護(hù)土壤，以保

46、護(hù)側(cè)面的過(guò)濾層。,,圖8-11 一種復(fù)合襯墊的示意圖依次為：垃圾；2英尺厚沙子；4英寸浸出液收集管；千分之60英寸的土工膜；壓實(shí)的粘土層；6英寸沙層；1英尺壓實(shí)的粘土層,,,8.5.4 監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)包括四個(gè)方面浸出液監(jiān)測(cè)地下水監(jiān)測(cè)地表水監(jiān)測(cè)氣體監(jiān)測(cè),,（1）浸出液監(jiān)測(cè),浸出液的采樣根據(jù)浸出液的收集系統(tǒng)的不同而有所差異，集水坑設(shè)在填埋場(chǎng)內(nèi)，則從泵輸送系統(tǒng)采取，若設(shè)在場(chǎng)外，則可直接采取。浸出液的檢測(cè)則按污水控制的要求進(jìn)行。,,

47、（2）地下水監(jiān)測(cè),地下水監(jiān)測(cè)包括兩個(gè)方面，一是充氣區(qū)監(jiān)測(cè)，二是飽和區(qū)監(jiān)測(cè)充氣區(qū)監(jiān)測(cè)充氣區(qū)是指土地表面和地下水位之間的土壤層，該土壤層一部分為空氣，一部分為水充填，故名充氣區(qū)，又叫不飽和區(qū)。充氣區(qū)的監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)填埋下方的土壤層進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)浸出液是否泄漏。飽和區(qū)監(jiān)測(cè)飽和區(qū)是指地下水位以下的地區(qū)，由于位于地下水位以下，所以其空隙基本為水所填充，且具有流動(dòng)方向性。飽和區(qū)監(jiān)測(cè)目的是了解填埋場(chǎng)填埋期間及以后的地下水質(zhì)的變化情況

48、，一般需設(shè)置四個(gè)監(jiān)測(cè)井，如圖8-12。,,圖8-12 飽和區(qū)監(jiān)測(cè)示意圖1號(hào)井為本底監(jiān)測(cè)井，測(cè)定未受污染的地下水質(zhì)；2號(hào)和3號(hào)井靠近填埋場(chǎng)的水力下游區(qū)，提供直接受場(chǎng)地影響的低下水?dāng)?shù)據(jù)；4號(hào)井遠(yuǎn)離填埋場(chǎng)的水力下游區(qū)，提供浸出液遷移距離的數(shù)據(jù)。,,,,（3）地表水監(jiān)測(cè),主要對(duì)場(chǎng)地附近的地表水進(jìn)行監(jiān)測(cè)。,,（4）氣體監(jiān)測(cè),包括兩個(gè)方面，一是填埋場(chǎng)附近的大氣監(jiān)測(cè)二是填埋場(chǎng)排氣監(jiān)測(cè)。排氣監(jiān)測(cè)是對(duì)氣體控制系統(tǒng)排出的氣體進(jìn)行分析，掌握填埋場(chǎng)

49、內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的降解情況。,,8.4.5 封場(chǎng)（Enclosure）,封場(chǎng)是指在填埋的廢物之上建造一個(gè)與下部填埋場(chǎng)結(jié)構(gòu)配套的頂部覆蓋系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)處置廢物的封隔。這是填埋設(shè)計(jì)操作的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。封場(chǎng)的目的頂部覆蓋系統(tǒng)（Top enclosure system）,,（1）封場(chǎng)的目的,使廢物與環(huán)境隔離；調(diào)節(jié)場(chǎng)地表面地表排水；減少場(chǎng)地的表面侵蝕。,,（2）頂部覆蓋系統(tǒng)（Top enclosure system）,頂部覆蓋系統(tǒng)要與填埋場(chǎng)的底

50、部及四周的防滲襯里配套設(shè)計(jì)建造。頂部防滲覆蓋層材料的選擇及設(shè)計(jì)施工要與防滲襯里相一致。典型的頂部覆蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-13和圖11-4。頂部覆蓋系統(tǒng)的特點(diǎn)。,,圖11-3 典型的頂部覆蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(a),,圖11-14 典型的頂部覆蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（b）依次為：2英尺的表土；土工織物；1英尺沙或者沙礫排水區(qū)；土工膜；2英尺的壓實(shí)粘土層；1英尺壓實(shí)的土壤層；垃圾,,特點(diǎn),此覆蓋系統(tǒng)建造費(fèi)用高，可根據(jù)填埋場(chǎng)地的特點(diǎn)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)要求，但

51、至少應(yīng)采取以下封場(chǎng)措施：在填埋的廢物之上覆蓋一層滲透系數(shù)≤lO-7 cm／s；厚15cm的土壤防滲覆蓋層；在頂部防滲覆蓋層之上覆蓋一層45 cm厚的天然土壤；若種植植被，則需在兩層土壤覆蓋層之上再鋪一層15～lOOcm厚的表面土壤表面覆土層要有一定的坡度，一般不小于30％；在坡度>10％的地方要建造水平臺(tái)階，坡度20％標(biāo)高每升高2m建造一個(gè)臺(tái)階；臺(tái)階要有足夠的寬度和高度，要能經(jīng)受暴雨的沖刷。封場(chǎng)用植被可以減少降水的

52、滲入，防止土壤的侵蝕，美化場(chǎng)地。植被的種類(lèi)可根據(jù)覆蓋土壤的厚度確定，一般場(chǎng)地宜于種草。對(duì)于安全土地填埋，封場(chǎng)后20年內(nèi)要保持土地填埋場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于處置放射性廢物及有害廢物的場(chǎng)地，封場(chǎng)后不得開(kāi)發(fā)建造公共設(shè)施。,,推薦文獻(xiàn)與思考題,推薦文獻(xiàn) 馮亞斌等. 關(guān)于我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)目前存在問(wèn)題的探討. 環(huán)境保護(hù)：2000（10） 劉富強(qiáng)等. 城市生活垃圾填埋場(chǎng)氣體的產(chǎn)生、控制與利用綜述，重慶環(huán)境科學(xué)：2000.22（6）鄭育毅.

53、城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)理論容積計(jì)算方法. 重慶環(huán)境科學(xué)。2001.23（4） 思考題什么是最終處置？處置的基本要求和主要方法有哪些？土地填埋處置主要有哪些方法，各適用哪些固體廢物？衛(wèi)生土地填埋和安全土地填埋有什么區(qū)別？衛(wèi)生土地填埋一般采用哪幾種方式，各有什么特點(diǎn)？衛(wèi)生土地填埋和安全土地填埋中怎樣進(jìn)行地下水保護(hù)和氣體的控制？計(jì)算：P416第4題,,考試時(shí)間：12月23日（第17周周五）下午14：30-16：30考試地點(diǎn)：220