1、第三節(jié) 滲濾液的產(chǎn)生及控制,3.1 填埋場(chǎng)滲濾液組成及特征 （1）填埋場(chǎng)滲濾液的主要成分 填埋場(chǎng)滲濾液的主要成分有下述四類(lèi)： 常見(jiàn)元素和離子：如Mg、Fe、Na、NH3、碳酸根、硫酸根和氯根等。 微量金屬： 如Mn、Cr、Ni、Pb、Cd等。 有機(jī)物：常以TOC、COD來(lái)計(jì)量，酚等也可以單獨(dú)計(jì)量。 微生物。,城市生活垃圾、工業(yè)廢物、以及城市生活垃圾和工業(yè)廢物混合處置填埋場(chǎng)的滲濾液成分比較。,（2）滲濾液濃度變化特征 對(duì)于常用的厭氧填埋來(lái)說(shuō)，滲濾液的性質(zhì)一般為： （a）色嗅：呈淡茶色或暗褐色，色度在20004000之間，有較濃的腐化臭味。 （b）pH值：填埋初期pH為67，呈弱酸性，隨時(shí)間推移，

2、pH可提高到78，呈弱堿性。 （c）BOD5：隨著時(shí)間和微生物活動(dòng)的增加，滲濾液中的BOD5也逐漸增加。一般填埋6個(gè)月至2.5年，達(dá)到最高峰值，此時(shí)BOD5多以溶解性為主，隨后此項(xiàng)指標(biāo)開(kāi)始下降，到615年填埋場(chǎng)安定化為止。,（d）COD：填埋初期COD略低于BOD5，隨著時(shí)間的推移，BOD5急速下降，而COD下降緩慢，因而COD略高于BOD5。滲濾液的生物降解性可用BODCOD之比來(lái)反映，當(dāng)BODCOD= 0.5時(shí)，滲濾液較易生物降解；當(dāng)BOD5COD0.1時(shí)，滲濾液難于降解。最初，這一比值將在0.5或者更大一點(diǎn)的量級(jí)上；當(dāng)介于0.4到0.6之間時(shí)，表明滲濾液中的有機(jī)物質(zhì)開(kāi)始生物降解；對(duì)于成熟

3、的填埋場(chǎng)，滲濾液的此項(xiàng)比值通常為0.050.2，其中常含有不被生物降解的腐植酸和富里酸。,（5）TOC：一般為2652800mgL。BOD5TOC可反映滲濾液中有機(jī)碳氧化狀態(tài)。填埋初期，BOD5TOC值高；隨著時(shí)間推移，填埋場(chǎng)趨于穩(wěn)定化，滲濾液中的有機(jī)碳以氧化態(tài)存在，則BOD5TOC值降低。 （6）溶解總固體：滲濾液中溶解固體總量隨填埋時(shí)間推移而變化。填埋初期，溶解性鹽的濃度可達(dá)10000mgL同時(shí)具有相當(dāng)高的鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽和鐵。填埋624個(gè)月達(dá)到峰值，此后隨時(shí)間的增長(zhǎng)無(wú)機(jī)物濃度降低。 （7）SS：一般在300 mgL以下。 （8）氮化物：氨氮濃度較高，以氨態(tài)為主，一般為0.4 mgL

4、。左右，有時(shí)高達(dá)l mgL，有機(jī)氮占總氮的10。,（9）重金屬：生活垃圾單獨(dú)填埋時(shí)，重金屬含量很低，不會(huì)超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。但與工業(yè)廢物或污泥混埋時(shí)，重金屬含量會(huì)增加，并可能超標(biāo)。 3.2 滲濾液的產(chǎn)生及控制 （1）滲濾液來(lái)源 （a）直接降水。降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來(lái)源。 （b）地表徑流。地表徑流是指來(lái)自場(chǎng)地表面上坡方向的徑流水，對(duì)滲濾液的產(chǎn)生量也有較大的影響。取決于填埋場(chǎng)地周?chē)牡貏?shì)、覆土材料的種類(lèi)及滲透性能、場(chǎng)地的植被情況及排水設(shè)施的完善程度等。 （c）地表灌溉。與地面的種植情況和土壤類(lèi)型有關(guān)。,（d）地下水。如果填埋場(chǎng)地的底部在地下水位以下，地下水就可能滲入填埋場(chǎng)內(nèi)，滲濾液的

5、數(shù)量和性質(zhì)與地下水同垃圾的接觸情況、接觸時(shí)間及流動(dòng)方向有關(guān)。 （e）廢物中水分。隨固體廢物進(jìn)入填埋場(chǎng)中的水分，包括固體廢物本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附（當(dāng)貯水池密封不好時(shí)）量。 （f）覆蓋材料中的水分。隨覆蓋層材料進(jìn)入填埋場(chǎng)中的水量與覆蓋層物質(zhì)的類(lèi)型、來(lái)源以及季節(jié)。覆蓋層物質(zhì)的最大含水量可以用田間持水量（FC）來(lái)定義，即克服重力作用之后能在介質(zhì)孔隙中保持的水量。典型田間持水量：對(duì)于砂而言為6%12%，對(duì)于粘土質(zhì)的土壤為23%31%。,（g）有機(jī)物分解生成水。垃圾中的有機(jī)組分在填埋場(chǎng)內(nèi)經(jīng)厭氧分解會(huì)產(chǎn)生水分，其產(chǎn)生量與垃圾的組成、pH值、溫度和菌種等因素有關(guān)。 （2）影響滲濾液產(chǎn)生量的因

6、素 填埋場(chǎng)滲濾液的產(chǎn)生量通常由：獲水能力；場(chǎng)地地表?xiàng)l件；固體廢物條件；填埋場(chǎng)構(gòu)造，及操作條件等五個(gè)相互有關(guān)的因素決定，并受其他一些因素制約，其關(guān)系示于“圖6-2-11”中。,1,（a）填埋場(chǎng)構(gòu)造 填埋場(chǎng)的水運(yùn)移及水平衡示于“圖6-2-12”。大氣降水到達(dá)填埋場(chǎng)表面后，一部分變成地面徑流流出填埋場(chǎng)，另一部分通過(guò)表面蒸發(fā)離開(kāi)，只有少部分滲入覆蓋層。,在覆蓋層中部分被植物吸收并蒸騰入大氣，其余則通過(guò)覆蓋層頂層土壤的擴(kuò)散、遷移進(jìn)入覆蓋層內(nèi)的襯層-排水層入滲水收排系統(tǒng)，大部分水沿底坡流入收集管網(wǎng)而排出填埋場(chǎng)，僅有小部分水能下滲到廢物層而形成滲濾液，這時(shí)的滲濾液主要來(lái)源于廢物本身帶入的水分。,（b）降雨

7、影響滲濾液產(chǎn)生的降雨特征有四個(gè)：降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨頻率和降雨周期。降雨量通常用以表示在一給定地區(qū)、于某一時(shí)段（如月或年）內(nèi)到達(dá)地表的雨水總量，此數(shù)可以是一次或多次降雨的結(jié)果。 許多估算滲濾液產(chǎn)生量的方法常以月平均降雨量為基礎(chǔ)，往往忽略了降雨強(qiáng)度、頻率和時(shí)間周期對(duì)地表土壤顆粒的影響。而這些影響可能會(huì)改變?nèi)霛B速率并進(jìn)而使?jié)B濾液的產(chǎn)生量發(fā)生一定程度的變化。 （c）地表徑流 地表徑流包括入流和出流。入流是指來(lái)自場(chǎng)地表面上坡方向的徑流水，稱(chēng)為區(qū)域地表徑流。出流是指填埋場(chǎng)場(chǎng)地范圍內(nèi)產(chǎn)生并自填埋場(chǎng)流出的地表水，稱(chēng)為填埋場(chǎng)地表徑流。,地表徑流一般使用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定。Chow(1964)提出的下述經(jīng)驗(yàn)公式，

8、是目前應(yīng)用較為廣泛的經(jīng)驗(yàn)公式之一，即：R=CPA，式中，R為地表最大徑流量；P為降雨強(qiáng)度的平均速率；A為填埋場(chǎng)的面積；C為地表徑流系數(shù)，它表示離開(kāi)該區(qū)域的地表流動(dòng)的水量所占總降水量的百分?jǐn)?shù)。,（d）貯水量 滲入土層的水分，只有部分會(huì)下滲進(jìn)入廢物層，另一部分則滯留在土層內(nèi)。假如降水的入滲恰好使固體廢物上面的覆蓋土層飽和，則土層中超過(guò)填埋場(chǎng)田間持水量的水量迅速下排變?yōu)樘盥駡?chǎng)滲濾液量。此后，由于蒸發(fā)蒸騰作用，含水率還會(huì)漸漸降低。如在土層內(nèi)有植物根系，則土壤含水率還會(huì)下降至凋萎系數(shù)（即土壤在植物不在能吸收水分條件下的含水量，在達(dá)到此值時(shí)土壤水張力的值大約是15atm），然后基本保持不變；如在土層內(nèi)無(wú)植

9、物的根系，則土壤含水率最終要比其凋萎系數(shù)大。因此，填埋場(chǎng)植物根部區(qū)土壤的貯水容量S可表示為：,對(duì)于無(wú)植被的的覆土層或固體廢物層，其貯水容量只與該層的厚度、實(shí)際土壤含水率和田間持水量有關(guān)，即： 式中，Hr為覆蓋土層或固體廢物層的厚度，為土壤實(shí)際含水率。,（e）騰發(fā)量 騰發(fā)量的大小主要取決于兩方面的因素：一是受輻射、氣溫、濕度和風(fēng)速等氣象因素的影響；二是受土壤中含水率的大小、分布及植物的影響。當(dāng)土壤供水能力強(qiáng)時(shí)，由大氣蒸散能力決定的最大可能蒸散強(qiáng)度稱(chēng)為潛在蒸散強(qiáng)度，實(shí)際的騰發(fā)強(qiáng)度一般要比潛在的騰發(fā)強(qiáng)度小。 用于估算騰發(fā)強(qiáng)度的理論公式或經(jīng)驗(yàn)公式很多，但通常都是以氣候（溫度、濕度）和植物耗水量為基礎(chǔ)。

10、一般使用Thornthuaite經(jīng)驗(yàn)公式（1948），即： Ei是潛在的月騰發(fā)量(cm)；Ti是第i個(gè)月的平均氣溫其()；Ii是第i個(gè)月的月熱指數(shù)。,在知道每個(gè)月的月熱指數(shù)后，相應(yīng)的年熱指數(shù)可由下式求出： ai為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，由下式確定： Ki為第i月的實(shí)際天數(shù)Di和該月平均日照時(shí)數(shù)的修正系數(shù)，由下式確定： （3）控制滲濾液產(chǎn)生量的工程措施 （a）入場(chǎng)廢物含水率的控制 隨填埋廢物帶入的水分中，很大一部分會(huì)在廢物壓實(shí)過(guò)程中瀝濾出來(lái)。因此必須控制入場(chǎng)填埋廢物的含水率，對(duì)于城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)一般要求入場(chǎng)填埋的城市垃圾含水率30%(重量)。,（b）控制地表水的入滲量 對(duì)包括降雨、暴雨地表徑流、間歇河和上升

11、泉等的所有地表水進(jìn)行有效控制，可以減少填埋場(chǎng)滲濾液的產(chǎn)生量。 設(shè)計(jì)雨水流路 設(shè)置雨水溝、涵洞 雨水貯存塘 增加覆蓋層的貯排水作用,（c）控制地下水的入滲量 對(duì)地下水進(jìn)行管理的目的在于防止地下水進(jìn)入填埋區(qū)與廢物接觸。其主要方法是控制淺層地下水的橫向流動(dòng)，使之不進(jìn)入填埋區(qū)。成功的地下水管理可以減少滲濾液的產(chǎn)生量，此外還可為改善場(chǎng)區(qū)操作創(chuàng)造條件。具體而言，有如下各種控制方法。 設(shè)置隔離層法 通過(guò)低滲透率材料的隔離作用、防止地下水進(jìn)入填埋區(qū)是一種常用的被動(dòng)型控制方式。實(shí)用的方法有：使用合成材料柔性膜、帷幕灌漿、打入鋼板樁等。為取得更可靠的效果，這種隔離層需要嵌入現(xiàn)場(chǎng)的地下某一低滲透層。,設(shè)置地下水排水

12、管法 可在場(chǎng)區(qū)邊界位置開(kāi)挖溝渠，例如排水管，并用高滲透性材料回填。當(dāng)?shù)叵滤簧邥r(shí)，即會(huì)流入排水管排走。為防止排水管阻塞，應(yīng)在管外用無(wú)紡布包裹。,抽取地下水法 使用水泵抽水法控制地下水位時(shí)，應(yīng)在處置區(qū)附近開(kāi)鑿一系列的井眼。經(jīng)過(guò)抽取地下水將在填埋區(qū)下面形成一個(gè)漏斗，可使地下水位降至填埋區(qū)的底部以下。抽出的水可以排往地表水系統(tǒng)，該法雖然有效，但顯然會(huì)增加運(yùn)行費(fèi)用。 3.3 滲濾液產(chǎn)生量估算方法 （1）年平均日降水量法 這是一種根據(jù)多年的氣象觀測(cè)結(jié)果，把年平均日降水量作為填埋場(chǎng)平均日滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算依據(jù)、預(yù)測(cè)滲濾液產(chǎn)生量的簡(jiǎn)單近似方法，其計(jì)算公式為：,式中，Q為滲濾液平均日產(chǎn)生量，m3/d；I為年

13、平均日降雨量，mm/d；A為填埋場(chǎng)面積，m2；C為滲出系數(shù)，即填埋場(chǎng)內(nèi)降雨量中成為滲濾液的分?jǐn)?shù)，其值隨填埋場(chǎng)覆蓋土性質(zhì)、坡度而有不同，一般在0.20.8之間，封頂?shù)奶盥駡?chǎng)則以0.30.4居多。據(jù)Ehrig對(duì)德國(guó)15個(gè)填埋場(chǎng)的觀測(cè)結(jié)果，高壓實(shí)填埋場(chǎng)（壓實(shí)密度0.8t/m3）的滲出系數(shù)為0.250.40，低壓實(shí)填埋場(chǎng)（壓實(shí)密度0.8t/m3）的滲出系數(shù)為0.150.25。,另外，日本全國(guó)都市清掃協(xié)會(huì)認(rèn)為以下式估算填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)生量較為合理，即： （6-2-27） （6-2-28） 式中，Q為填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)生量，m3/d；A為填埋場(chǎng)總面積，m2；A1為填埋場(chǎng)操作面積，A1=A-A2-A3，m2；A2

14、為填埋場(chǎng)封閉區(qū)面積，m2；A3為未填埋區(qū)面積，m2；C1為填埋操作區(qū)A1的滲出系數(shù)；其值為0.40.7，標(biāo)準(zhǔn)值為0.5；C2為填埋場(chǎng)封閉區(qū)A2的滲出系數(shù)，其值為0.20.4，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3；I為最大月平均降雨量的日換算值，mm/d。,3.4 滲濾液收排系統(tǒng) （1）收排系統(tǒng)的作用 滲濾液收排系統(tǒng)應(yīng)保證在填埋場(chǎng)預(yù)設(shè)壽命期限內(nèi)正常運(yùn)行，收集并將填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液排至場(chǎng)外指定地點(diǎn)，避免滲濾液在填埋場(chǎng)底部蓄積。 （2）收排系統(tǒng)的構(gòu)造 滲濾液收排系統(tǒng)由收集系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)組成。收集系統(tǒng)的主要部分是一個(gè)位于底部防滲層上面的、由砂或礫石構(gòu)成的排水層。在排水層內(nèi)設(shè)有穿孔管網(wǎng)，以及為防止阻塞鋪設(shè)在排水層表面和包在管外的

15、無(wú)紡布。在大多數(shù)情況下，滲濾液的輸送系統(tǒng)由滲濾液貯存罐、泵、和輸送管道組成。,典型的填埋場(chǎng)液體收排系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成： （a）排水層：排水層通常由粗砂礫鋪設(shè)厚30cm以上構(gòu)成，要求必須覆蓋整個(gè)填埋場(chǎng)底部襯層上，其水平滲透系數(shù)應(yīng)大于10-2cm/s，坡度不小于2%。，但也可使用人工排水網(wǎng)格。 （b）管道系統(tǒng)： 一般在填埋場(chǎng)內(nèi)平行鋪設(shè)，位于襯層的最低處。管道上開(kāi)有許多小口。管間距要合適、以便能及時(shí)迅速地收集滲濾液。此外、應(yīng)具有一定的縱向坡度(通常在千分之幾)，使管道內(nèi)的流動(dòng)呈重力流態(tài)。 （c）隔水襯層： 由粘土或人工合成材料構(gòu)筑，具有一定厚度，能阻礙滲濾液的下滲，并具有一定坡度 (通常2%5%

16、)，以利于滲濾液流向排水管道； （d）集水井、泵、檢修設(shè)施、以及監(jiān)測(cè)和控制裝置等：畚以接納貯存排水管道所排出的滲濾液，測(cè)量并記錄積水坑中的液量。,（3）收排系統(tǒng)的類(lèi)型,（4）收排系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 （a）襯層排水層收集數(shù)學(xué)模型 最大積水深度為： 式中，e是進(jìn)入填埋場(chǎng)廢物層 的水通量（如圖6-2-19），cm/s；KS是橫向排水層（砂礫石層）的水平方向的滲透系數(shù)，cm/s；C e/KS，故hmax 是e/KS 的函數(shù)。 （b）滲濾液通過(guò)底部襯層的運(yùn)移速度和穿透時(shí)間 滲水通量： 滲濾液泄漏量：,運(yùn)移速度： 穿透時(shí)間： 式中：h為滲濾液在襯層上的積水高度，d為襯層的厚度，cm；Ks為襯層的滲透系數(shù)，cm/

17、s；A為填埋場(chǎng)底部襯層面積；e為襯層的有效空隙率。 為使透過(guò)襯層的滲漏速率降低，提高收排效率，可結(jié)合實(shí)際條件采取下述措施：增大排水層的橫向飽和導(dǎo)水系數(shù)Ks1；降低襯層的飽和導(dǎo)水系數(shù)Ks2；適當(dāng)增大襯層的坡度 tg；減小襯層水平排水距離L；適當(dāng)增大襯層的厚度d。,（5）系統(tǒng)布置 各個(gè)填埋場(chǎng)的滲濾液收排系統(tǒng)的布置均不相同，主要取決于填埋廢物類(lèi)型、場(chǎng)地地形條件、填埋場(chǎng)大小、氣候條件、設(shè)計(jì)者的偏好和技術(shù)法規(guī)的要求等。 （a）滲濾液收集系統(tǒng) 滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成能加速滲濾液在襯層上流動(dòng)和自系統(tǒng)流出。自廢物層流出的滲濾液，通過(guò)收集管道、匯集于落水井，然后用泵送往滲濾液處理系統(tǒng)。滲濾液收集系統(tǒng)的布局應(yīng)能提

18、供滲濾液有不同路線(xiàn)流至落水井，并設(shè)有檢查和排水層發(fā)生沉陷的維修條件。,（b）可供選擇的滲濾液流動(dòng)路線(xiàn),（6）排水層 設(shè)計(jì)排水層時(shí)應(yīng)盡量選用水平滲透系數(shù)大的粒狀介質(zhì)，滲濾液收排主系統(tǒng)排水層應(yīng)采用5-10mm的卵石或礫石，層厚不小于30cm，滲透系數(shù)大于0.1cm/s。 （7）滲濾液收集溝（管） （a）滲濾液收集管 滲濾液收集管一般安放在滲濾液溝中，用礫石將其四周加以填塞，再襯以纖維織物，以減少細(xì)粒物進(jìn)入溝內(nèi)，滲濾液通過(guò)上述各層、最后進(jìn)入收集管。,（b）滲濾液收集溝 滲濾液收集溝中的礫石應(yīng)按如圖所示的那樣堆成，以便分散壓實(shí)時(shí)的機(jī)械負(fù)荷，從而更好地保護(hù)滲濾液收集管，防止其破碎。如用土工織物作為過(guò)濾層

19、，則應(yīng)將其包覆在礫石層的上面。也可以用分級(jí)沙濾層來(lái)防止廢棄物中的細(xì)粒滲入滲濾液收集溝內(nèi)。,（c）土工織物過(guò)濾層 過(guò)濾織物的設(shè)計(jì)方法主要是將土壤粒徑特征與織物的表觀開(kāi)口尺寸（AOS）進(jìn)行比較，由柯勒推薦的簡(jiǎn)單程序如下： 對(duì)于50%的顆粒能通過(guò)0.074mm篩的土壤，過(guò)濾織物的AOS應(yīng)0.59mm。 對(duì)于50%的顆粒能通過(guò)0.074mm篩的土壤，過(guò)濾織物的AOS應(yīng)0.297mm。 （8）避免系統(tǒng)失效的措施 （a）管道堵塞及清除方法 造成管道堵塞的原因有： 細(xì)顆粒的結(jié)垢：滲濾液中細(xì)顆粒或由于收集溝中帶出的粘土的沉積會(huì)引起管道結(jié)垢。, 微生物增長(zhǎng)：生物堵塞是因?yàn)闈B濾液中存在微生物。與生物堵塞有關(guān)的因素

20、有滲濾液中的碳氮比、營(yíng)養(yǎng)供給、聚尿酸胺、溫度和土壤溫度； 化學(xué)物質(zhì)沉淀：化學(xué)沉淀導(dǎo)致的堵塞，可能是由化學(xué)或生物化學(xué)過(guò)程引起的。 （b）避免管道破裂 （c）避免設(shè)計(jì)缺陷 3.5 滲濾液處理 滲濾液的處理方法和工藝取決于其數(shù)量和特性。而滲濾液的特性決定于所埋廢物的性質(zhì)和填埋場(chǎng)使用的年限。城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理的基本方法包括：（a）滲濾液循環(huán)，（b）滲濾液蒸發(fā)，（c）處理后處置，（d）排往城市廢水處理系統(tǒng)。,（1）滲濾液再循環(huán) 在填埋場(chǎng)的初期階段，滲濾液中包含有相當(dāng)量的TDS，BOD，COD，氮和重金屬。通過(guò)循環(huán)，這些組份通過(guò)發(fā)生在填埋場(chǎng)內(nèi)的生物作用和其他物理化學(xué)反應(yīng)被稀釋。例如，滲濾液中的簡(jiǎn)單有

21、機(jī)酸將轉(zhuǎn)換為CH4和CO2。當(dāng)CH4產(chǎn)生時(shí)，滲濾液的pH值升高，金屬成分將發(fā)生沉淀被保留在填埋場(chǎng)中。滲濾液循環(huán)的另一個(gè)好處是含有CH4的填埋場(chǎng)氣體的恢復(fù)利用。通常滲濾液回灌系統(tǒng)將是填埋場(chǎng)氣體的產(chǎn)生量增加。為了防止?jié)B濾液循環(huán)造成填埋場(chǎng)氣體無(wú)控釋放，填埋場(chǎng)內(nèi)要安裝氣體回收系統(tǒng)。最終，必須收集、處理和處置剩余的滲濾液。,（2）滲濾液蒸發(fā) 滲濾液管理系統(tǒng)的最簡(jiǎn)單方法是蒸發(fā)，修建一個(gè)底部密封了的滲濾液容納池，讓滲濾液蒸發(fā)掉。剩余的滲濾液噴灑在完工的填埋場(chǎng)上。 （3）滲濾液處理 當(dāng)未使用滲濾液循環(huán)或者蒸發(fā)法、而又不可能排往污水處理廠(chǎng)時(shí)，就需要加以一定的預(yù)處理或者完全處理。由于滲濾液成份變化很大，因此有多種

22、處理方法。主要的生物和物理化學(xué)處理方法列于下表中。采用何種處理過(guò)程主要取決于要除去的污染物的范圍和程度。,用于滲濾液處理的生物、化學(xué)和物理過(guò)程及應(yīng)用說(shuō)明：,（4）排往城市污水處理廠(chǎng) 如果填埋場(chǎng)建造在污水收集系統(tǒng)附近、或者可以將滲濾液收集系統(tǒng)連向城市污水收集系統(tǒng)時(shí)，通常是將其排往污水處理系統(tǒng)中。通常在排往該收集系統(tǒng)之前要進(jìn)行預(yù)處理以減少所含有機(jī)成分的含量。對(duì)于不能排向污水收集系統(tǒng)、而蒸發(fā)或者回灌又不可行的填埋場(chǎng)滲濾液，則要進(jìn)行徹底處理、然后排入地表水體。,第四節(jié) 填埋氣體的產(chǎn)生與控制,為阻止填埋場(chǎng)氣體（LFG）的直接向上或是通過(guò)填埋場(chǎng)周?chē)寥赖膫?cè)向和豎向遷移，進(jìn)而通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入大氣層，在填埋場(chǎng)內(nèi)一

23、般設(shè)有氣體控制系統(tǒng)，用以收集場(chǎng)中填埋廢物所產(chǎn)生的氣體，并將其用于生產(chǎn)能量或是在有控條件下放空或火化，其目的在于減少對(duì)大氣的污染。,4.1 填埋氣體的組成特征 填埋場(chǎng)的主要?dú)怏w是填埋廢物中的有機(jī)組分通過(guò)生化分解所產(chǎn)生，其中主要含有氨、二氧化碳、一氧化碳、氫、硫化氫、甲烷、氮和氧等。它的典型特征為：溫度達(dá)4349，相對(duì)密度約1.021.06，為水蒸氣所飽和，高位熱值在1563019537kJ/m3。,以干體積為基準(zhǔn),填埋場(chǎng)產(chǎn)氣階段,初始調(diào)整 過(guò)程轉(zhuǎn)移 酸性階段 產(chǎn)甲烷階段 穩(wěn)定化階段,4.2 填埋氣體的產(chǎn)生及速率 （1）第一階段=初始調(diào)整階段 廢物中的可降解有機(jī)組分在被放置到填埋場(chǎng)后很快就會(huì)發(fā)生微

24、生物分解反應(yīng)。此階段是在生化分解好氧條件下發(fā)生的，因?yàn)橛幸欢〝?shù)量的空氣隨廢物夾帶進(jìn)入填埋場(chǎng)內(nèi)。使廢物分解的好氧和厭氧微生物主要來(lái)源于日覆蓋層和最終覆蓋層土壤，填埋場(chǎng)接納的廢水處理消化污泥，以及再循環(huán)的滲濾液等。,（2）第二階段=過(guò)程轉(zhuǎn)移階段 此階段的特點(diǎn)是氧氣逐漸被消耗，而厭氧條件開(kāi)始形成并發(fā)展。當(dāng)填埋場(chǎng)變?yōu)閰捬醐h(huán)境時(shí)，可作為電子接受體的硝酸鹽和硫酸鹽常被還原為氮?dú)夂土蚧瘹錃怏w。測(cè)量廢物的氧化還原電位可監(jiān)測(cè)厭氧條件的突變點(diǎn)。 （3）第三階段=酸性階段 在此階段，微生物活動(dòng)明顯加快，產(chǎn)生大量的有機(jī)酸和少量氫氣。由于有機(jī)酸的出現(xiàn)及場(chǎng)內(nèi)二氧化碳濃度升高，滲濾液的pH值常會(huì)下降到5.0以下，其BOD5

25、、COD和電導(dǎo)在此階段會(huì)顯著上升，一些無(wú)機(jī)組分（主要是重金屬）在此階段將會(huì)溶解進(jìn)入滲濾液。假如滲濾液不循環(huán)使用，系統(tǒng)將會(huì)損失基本的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；但如在此階段滲濾液沒(méi)有形成，則轉(zhuǎn)化產(chǎn)物將濃集于廢物所含水分中和被廢物吸著，從而保存在填埋場(chǎng)內(nèi)。,（4）第四階段=產(chǎn)甲烷階段 由于產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的有機(jī)酸和氫氣被轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，填埋場(chǎng)中的pH值將會(huì)升高到6.88的中性值范圍內(nèi)。因此，如有滲濾液產(chǎn)生，則其pH值將上升，而B(niǎo)OD5、COD及其電導(dǎo)將下降。在較高的pH值時(shí)，很少有無(wú)機(jī)組分能保持在溶液中，故滲濾液中重金屬濃度也將降低。 （5）第五階段=穩(wěn)定化階段 在廢物中的可降解有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳之后，填

26、埋廢物進(jìn)入成熟階段，或稱(chēng)為穩(wěn)定化階段。,4.3 填埋氣體產(chǎn)量估算 （1）經(jīng)驗(yàn)估算 需要數(shù)據(jù)：填埋場(chǎng)地尺寸，填埋平均深度，廢物組成，降解速度，垃圾填埋量和該場(chǎng)地的最大容量等有效數(shù)據(jù)。通過(guò)地形勘察和數(shù)據(jù)分析，先判斷記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。然后就可以得到填埋場(chǎng)目前和遠(yuǎn)期產(chǎn)氣較為簡(jiǎn)單的估算。根據(jù)垃圾填埋量和填埋場(chǎng)含水率進(jìn)行的初步估算是初步設(shè)計(jì)中的有用工具。典型的垃圾填埋場(chǎng)（25%的含水率，填埋以后不改變）。每年的近似產(chǎn)生量為0.06m3/kg。如果是干旱或半干旱的氣候條件，又沒(méi)有添加水，填埋廢物干燥，則產(chǎn)氣量會(huì)降低到0.030.045 m3/kg。相反，如果填埋后有很合適的濕度條件，產(chǎn)氣量可能達(dá)到0.15

27、m3/kg或更高。為了在一個(gè)給定的填埋場(chǎng)中得到可靠的估算，估算者必須依靠自己的經(jīng)驗(yàn)和其他類(lèi)似的填埋場(chǎng)數(shù)據(jù)。,（2）化學(xué)計(jì)算法：根據(jù)垃圾的“分子式”進(jìn)行計(jì)算。 （3）化學(xué)需氧量法： 假設(shè)：填埋釋放氣體產(chǎn)生過(guò)程中無(wú)能量損失；有機(jī)物全部分解，生成CH4和CO2。則據(jù)能量守恒定理，有機(jī)物所含能量均轉(zhuǎn)化為CH4所含能量，即： 有機(jī)物所含能量CH4所含能量 而物質(zhì)所含能量與該物質(zhì)完全燃燒所需氧氣量（即COD）成特定比例，因而有： 據(jù)甲烷燃燒化學(xué)計(jì)量式：CH4+2O2=CO2+2H2O，可導(dǎo)出,為便于實(shí)際測(cè)量和應(yīng)用，將CH4的衡量單位轉(zhuǎn)化為體積（L），得到： 1gCOD有機(jī)物0.35L CH4（0，1大氣壓

28、） 據(jù)此，可以計(jì)算填埋場(chǎng)的理論產(chǎn)CH4量（即最大CH4產(chǎn)生量）。 由于填埋場(chǎng)氣體中CH4的濃度約為50%，可近似地認(rèn)為總氣體產(chǎn)生量為CH4產(chǎn)生量的2倍，于是可得： 1 kg COD有機(jī)物0.7 m3填埋氣體 （0，1大氣壓）,因此如果知道單位質(zhì)量城市垃圾的COD以及總填埋廢物量，就可以估算出填埋場(chǎng)理論產(chǎn)氣量： 式中：W=廢物質(zhì)量，kg；CCOD=單位質(zhì)量廢物的COD，kg/kg，我國(guó)垃圾中的有機(jī)物主要為植物性廚房廢物，其CCOD=1.2 kg/kg；VCOD=單位COD相當(dāng)?shù)奶盥駡?chǎng)產(chǎn)氣量，m3 /kg；L0 = 填埋廢物的理論產(chǎn)氣量，m3；=垃圾的含水率質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；有機(jī)物=垃圾中的有機(jī)物含量

29、質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%（干基)。,4.4 填埋場(chǎng)產(chǎn)氣持續(xù)時(shí)間,在一個(gè)剛封場(chǎng)的已完工的填埋場(chǎng)內(nèi)部，其氣體成分分布是時(shí)間的函數(shù)。填埋場(chǎng)產(chǎn)氣階段的持續(xù)時(shí)間，將隨填埋廢物降解難易、溫度、濕度、初始?jí)簩?shí)程度以及是否可以得到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而變化。例如，某幾種不同的廢物被壓實(shí)在一起，碳/氮比和營(yíng)養(yǎng)平衡可能會(huì)不利于產(chǎn)生LFG。同樣，假如填埋場(chǎng)內(nèi)的廢物不能獲得足夠的水分，則LFG的產(chǎn)生將受到抑制。,增加放置于填埋場(chǎng)內(nèi)廢物的密度，將會(huì)減少水分到達(dá)填埋廢物層各部分位置的可能性，從而降低生物轉(zhuǎn)化和氣體產(chǎn)生速率，使產(chǎn)氣時(shí)間變長(zhǎng)。已發(fā)現(xiàn)缺乏足夠水分含量的填埋場(chǎng)處于一種“皺縮”狀態(tài)，填埋幾十年的新聞紙?jiān)诖藸顟B(tài)下仍保持較好。因此，雖然從城市

30、垃圾中會(huì)產(chǎn)生出的氣體總量可嚴(yán)格地從化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程通過(guò)計(jì)算來(lái)確定，但填埋場(chǎng)所處場(chǎng)址的實(shí)際水文條件會(huì)明顯地影響到氣體產(chǎn)生的速率和產(chǎn)氣周期的長(zhǎng)短。,通常，易降解、產(chǎn)氣速率高的有機(jī)廢物，其產(chǎn)氣持續(xù)時(shí)間較短。城市垃圾中的有機(jī)物質(zhì)按產(chǎn)氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短可分為三類(lèi)： 被迅速分解（3個(gè)月到5年）的有機(jī)物； 緩慢分解（5年以上，直到50年或更長(zhǎng)時(shí)間）的有機(jī)物； 不可生化分解的有機(jī)物。城市垃圾中可迅速分解的有機(jī)物包括食品廢物、新聞紙、辦公紙、紙板、樹(shù)葉和草；緩慢分解的有機(jī)物有紡織品、橡膠、皮革、木頭和樹(shù)枝、雜物等；塑料通常被認(rèn)為是不可生化分解的。有機(jī)城市垃圾中可生化降解的成分，在很大程度上與廢物中的木質(zhì)素含量直接有關(guān)。,4.5 影響填埋氣體遷移和釋放的因素,廢物中有機(jī)物的生物降解不斷產(chǎn)生氣體，使垃圾內(nèi)部壓力增加并且通常會(huì)超過(guò)大氣壓。一旦填埋場(chǎng)內(nèi)部壓力和大氣壓力相同時(shí)，將發(fā)生LFG遷移和排放。影響LFG遷移和排放的主要因素包括： （1) 覆蓋和墊層材料 低滲透性的覆蓋層可阻止氣體向大氣的排放，但如覆蓋物滲透性低并且垃圾未墊封或墊層材料是可滲透性的，將主要產(chǎn)主橫向遷移；,（2) 地質(zhì)條件 周?chē)牡刭|(zhì)條件會(huì)影響地下