1、第八章 固體廢物的填埋處置技術(shù),固體廢物的最終處置：,固體廢物的最終處置目的是為了使固體廢物最大限度的與生物圈隔離，阻斷處置場內(nèi)廢物與外界生態(tài)環(huán)境相聯(lián)系的通道，以確保廢物中的有毒有害物質(zhì)無論現(xiàn)在、將來都不致對人類和環(huán)境造成不可接受的危害。,固體廢物的最終處置解決的是固體廢物的最終歸宿問題,固體廢物的處置原則：,分類管理和處置原則,最大限度與生物圈相隔離原則,集中處置原則,分類管理和處置原則,對環(huán)境無有害影響的惰性固體廢物,對環(huán)境有輕微、暫時(shí)影響的固體廢物,在一定時(shí)間內(nèi)對環(huán)境有較大影響的固體廢物,在較長時(shí)間內(nèi)對環(huán)境有較大影響的固體廢物,在很長時(shí)間內(nèi)對環(huán)境有嚴(yán)重影響的固體廢物,在很長時(shí)間內(nèi)對環(huán)境和

2、人體健康有嚴(yán)重影響 的固體廢物,固體廢物的處置方法分類：,海洋處置,陸 地 處 置,海洋傾倒,遠(yuǎn)洋焚燒,土地耕作,工程庫或貯留池,土地填埋,深井灌注,大亞灣傾倒區(qū)作業(yè)的航浚10號,土 地 填 埋,一、填埋工藝的分類,惰性填埋,衛(wèi)生填埋：,安全填埋：,將本質(zhì)屬穩(wěn)定的廢物（如玻璃、陶瓷、建筑廢料等），置于填埋場，表面覆以土壤的處理方法,將一般廢物填埋于不透水材質(zhì)或低滲水性土壤內(nèi)，并設(shè)有滲濾液、填埋氣體收集或處理設(shè)施及地下水監(jiān)測裝置的填埋場的處理方法,將危險(xiǎn)廢物填埋于抗壓及雙層不透水材質(zhì)所構(gòu)筑并設(shè)有阻止污染物外泄及地下水監(jiān)測裝置場所的處理方法,1、若按處置對象分類：,城市垃圾及一般固體廢物,危險(xiǎn)廢物

3、,厭氧填埋,好氧填埋,準(zhǔn)好氧填埋,目前應(yīng)用最多的,最有普及前景的,一、填埋工藝的分類,2、按填埋狀態(tài)分類：,三、填埋場的庫容和規(guī)模,一般情況下，城市生活垃圾填埋場的使用年限以1020年為宜，特殊情況下不應(yīng)低于8年,二、填埋場選址,P240,1、填埋總?cè)萘縑t（m3）,Vn第n年垃圾填埋容量，m3/a,n規(guī)劃填埋場使用年數(shù)，a,f體積減少率，0.150.25,W每日計(jì)劃填埋廢物量，Kg/d,填埋時(shí)覆土體積占廢物的比率，約0.150.25,廢物的平均體密度，kg/m3,2、填埋場的規(guī)模,通常以填埋場的總面積為準(zhǔn),A場址總面積，m2,H場址最大深度，m,1.051.20修正系數(shù)，取決于填埋場下的方形

4、度 和周邊設(shè)施占地大小,基本術(shù)語：,土工布：又稱土工織物，它是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料。成品為布狀， 土工布分為有紡?fù)凉げ己蜔o紡?fù)凉げ?。土工布具有?yōu)秀的過濾、隔離、加固防護(hù)作用、抗拉強(qiáng)度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕。,無紡?fù)凉げ迹菏且环N不需要紡紗織布而形成的織物，只是將紡織短纖維或者長絲進(jìn)行定向或隨機(jī)撐列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用機(jī)械、熱粘或化學(xué)等方法加固而成。,土工織物膨潤土（GCL）：是在兩層土工合成材料之間夾封膨潤土，通過針刺、縫合或粘合而成的一種復(fù)合材料。GCL具有與無缺陷土工膜幾乎相當(dāng)?shù)牡蜐B透性，但是具有土工膜所不具備的穿透自愈性，因此具有更大的

5、防污染安全性。,三、填埋場防滲系統(tǒng),復(fù)合襯層：包括一層人工合成材料襯層和一層天然材料襯層的防滲層,基本術(shù)語：,三、填埋場防滲系統(tǒng),三、填埋場防滲系統(tǒng),天然防滲,填埋場的防滲,防滲材料：,無機(jī)天然材料：黏土、亞粘土、膨潤土,人工合成有機(jī)材料：高密度聚乙烯膜（HDPE）,人工與天然復(fù)合材料：聚合物水泥混凝土（PCC）,防滲類型：,填埋場防滲層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：,P246 圖88,天然防滲, 壓實(shí)后粘土防滲襯層的飽和滲透系數(shù)應(yīng)小于 1.010-7cm/s， 粘土防滲襯層的厚度不應(yīng)小于2m,人工防滲,防滲結(jié)構(gòu)宜采用單復(fù)合襯層防滲結(jié)構(gòu)，當(dāng)不滿足防滲性能時(shí)，應(yīng)采用雙復(fù)合襯層防滲結(jié)構(gòu),鋪防滲層時(shí)，襯層應(yīng)覆蓋底面及坑

6、壁,衛(wèi)生填埋場的防滲結(jié)構(gòu)要求：,高密度聚乙烯土工膜厚度不應(yīng)小于1.5mm，并應(yīng)具有較大延展性。膜的焊接（粘）出應(yīng)通過試驗(yàn)和檢驗(yàn),四、填埋的基本工藝流程,終場利用,計(jì)量稱重,運(yùn)至填埋場,進(jìn)場垃圾,垃圾滲濾液的收集處理,填埋氣體的收集利用,填埋操作：,垃圾填埋場作業(yè)面,填埋工藝設(shè)計(jì)：,填埋作業(yè)應(yīng)按地形、地質(zhì)情況采用一種或兩 種以上的作業(yè)法，包括平面作業(yè)法、斜坡作 業(yè)法及溝填法,填埋應(yīng)實(shí)行單元、分層作業(yè)。每一單元及作 業(yè)平臺的大小應(yīng)按設(shè)計(jì)及現(xiàn)場設(shè)備、垃圾 量、運(yùn)輸?shù)葘?shí)際條件而定。,填埋作業(yè)應(yīng)定點(diǎn)傾卸、推鋪、壓實(shí)。應(yīng)以一 日為一小單元或每班為一小單元，宜每日一 覆蓋。,填埋工藝設(shè)計(jì)：,填埋作業(yè)應(yīng)采用分

7、層壓實(shí)法，每層厚度 0.81m，垃圾壓實(shí)后密度不少于600kg/m3， 單元層厚2.53m,每日填埋作業(yè)結(jié)束時(shí)應(yīng)進(jìn)行每日覆蓋， 覆蓋層厚度2030cm,一般單元層坡面的坡度以1:3為宜,五、主要作業(yè)設(shè)備選型：,常用的垃圾填埋操作設(shè)備：,鏟運(yùn)和挖掘類機(jī)械設(shè)備,壓實(shí)機(jī)械和設(shè)備,裝載、運(yùn)送機(jī)械和設(shè)備,推土機(jī),挖掘機(jī),松土器,鏟運(yùn)機(jī),鏟運(yùn)和挖掘類機(jī)械設(shè)備,壓實(shí)機(jī)械和設(shè)備,滾動(dòng)式壓實(shí)機(jī),裝載、運(yùn)送機(jī)械和設(shè)備,裝載機(jī),六、填埋場地表水和地下水控制系統(tǒng)：,1、地表水控制系統(tǒng)：,地表水 控制系統(tǒng),排水系統(tǒng),洪水調(diào)節(jié)池,周邊排水系統(tǒng),場內(nèi)排水系統(tǒng),封場區(qū)排水系統(tǒng),未填埋區(qū)排水系統(tǒng),填埋區(qū)排水系統(tǒng),2、地下水控制

8、系統(tǒng)：,1）地下水導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的：,六、填埋場地表水和地下水控制系統(tǒng)：,保持地下水位與廢物層有足夠的安全距離， 以防止地下水受到滲濾液下滲的污染,防止地下水向場內(nèi)的入滲，減少滲濾液的產(chǎn)生量,六、填埋場地表水和地下水控制系統(tǒng)：,2、地下水控制系統(tǒng)：,2）地下水導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：,盡量將未被污染地下水導(dǎo)出,減少地下水浸入垃圾堆體和對防滲層產(chǎn)生不良 的頂托壓力,排水能力應(yīng)與地下水產(chǎn)生量相匹配,七、填埋氣體的產(chǎn)生與控制：,1、固體廢物在填埋場中的降解過程：,適應(yīng)階段,過渡階段,酸化階段,甲烷發(fā)酵階段,穩(wěn)定化階段,1、固體廢物在填埋場中的降解過程：,適應(yīng)階段,廢物中可降解有機(jī)物的短期好氧分解過程,過渡

9、階段,氧氣逐漸耗盡，厭氧條件開始形成并逐步發(fā)展,酸化階段,產(chǎn)生大量有機(jī)酸和氫氣 CO2濃度升高 滲濾液pH降至5以下 滲濾液中BOD、COD、電導(dǎo)率（含鹽量）顯著上升 滲濾液中重金屬含量較高 氣體特征產(chǎn)物： 主要是CO2、少量H2、CH4,氣體特征產(chǎn)物：主要是CO2，還有水和氨、氫氣,1、固體廢物在填埋場中的降解過程：,CO2生成量逐漸降低 CH4生成量逐漸增加 pH升高到6.88 BOD、COD、電導(dǎo)率（含鹽量）下降 滲濾液中重金屬含量降低 氣體特征產(chǎn)物：主要是 CH4 （5070%）、 CO2（3050%）,甲烷發(fā)酵階段,穩(wěn)定化階段,氣體特征產(chǎn)物：主要是CH4 、 CO2 滲濾液含腐植酸、

10、富里酸，難生化,1、固體廢物在填埋場中的降解過程：,圖818（P255）：在填埋場不同階段產(chǎn)生的填埋氣體組分變化規(guī)律 注意：各階段主要?dú)怏w成分，大致百分含量,2、填埋氣體組成,主要?dú)怏w：,CH4 、CO2、N2、O2、H2S、 NH3、 H2、CO等,微量氣體：,揮發(fā)性微量有機(jī)化合物,表8-13（P256）：填埋氣體典型組成 填埋氣體的溫度：4349，為水蒸汽所飽和,表8-15,填埋氣體產(chǎn)生量估算（L）：,G氣體產(chǎn)生量（L） Cg垃圾中可能分解的有機(jī)碳量（g） C有機(jī)物中的碳量（g）,3、填埋氣體的遷移轉(zhuǎn)化,LFG向上移動(dòng),LFG向下移動(dòng),二氧化碳的密度是空氣的1.5倍，甲烷的2.8倍，有向填

11、埋場底部運(yùn)動(dòng)的趨勢，最終可能在場埋場的底部聚集。對于采用天然土壤襯層的填埋場二氧化碳可能通過擴(kuò)散作用通過襯層，從填埋場底部向下運(yùn)動(dòng)，并通過下伏地層最終擴(kuò)散進(jìn)入并溶于地下水，與水反應(yīng)生成碳酸結(jié)果使地下水pH值降低，并通過溶解作用增加地下水的硬度和礦化度,LFG地下橫向移動(dòng),4、填埋氣體的收集與控制,被動(dòng)集氣系統(tǒng),主動(dòng)集氣系統(tǒng),通過填埋場內(nèi)部生成氣體的壓力和濃度梯度，將氣體導(dǎo)排入大氣或控制系統(tǒng),被動(dòng)集氣系統(tǒng),被動(dòng)集氣系統(tǒng)典型詳圖,被動(dòng)集氣系統(tǒng),被動(dòng)集氣系統(tǒng)無需外加動(dòng)力系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，投資少，適于垃圾填量小、填埋深度淺、產(chǎn)氣量低的小型垃圾填埋場,被動(dòng)集氣系統(tǒng)相比于主動(dòng)集氣系統(tǒng)來說，收集效率低，只解決

12、了部分環(huán)境問題，尚不能滿足對氣體充分回收和利用的要求,主動(dòng)集氣系統(tǒng),氣體收集支管和干管構(gòu)成覆蓋全場地下的氣體導(dǎo)排網(wǎng)絡(luò)，收集總管和抽風(fēng)機(jī)的負(fù)壓管接口相連，使填埋區(qū)域的氣體收集系統(tǒng)全部處于負(fù)壓狀態(tài)，從而能將氣體收集井所控制的填埋氣體不斷沿總管抽吸，并輸往指定處,采用垂直氣體收集井的填埋氣體回收系統(tǒng),主動(dòng)集氣系統(tǒng),抽氣井：也叫氣體抽吸井、豎向石籠 一般按三角形（最常用）或正六角形布置,集氣輸送管： 通常采用直徑1525cm的PVC或HDPE,抽風(fēng)機(jī)： 標(biāo)高略高于收集管網(wǎng)末端，以便于冷凝液回滴,填埋氣體邊緣收集系統(tǒng)： 回收填埋氣體，控制填埋氣體橫向遷移 周邊抽氣井：常用于深度大于8m，并與附近開發(fā)區(qū)相

13、 對較近的填埋場 周邊抽氣溝渠：常用于深度小于8m，周邊為天然土壤 周邊注氣井系統(tǒng)：適于深度大于6m,需有防護(hù)措施的地方,填埋氣體收集井,垂直抽氣井：（最普遍） 圖8-22 P265,水平集氣管：,抽氣井影響半徑：應(yīng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)確定，在缺少實(shí)驗(yàn)的情 況下，影響半徑通常采用45m,抽氣井間距：按抽氣井影響半徑相互重疊原則選定 深度大，有人工膜覆蓋層的填埋場：4560m 粘土或天然土壤為覆蓋層的填埋場：間距小于前者,抽氣井深度：抽氣井應(yīng)穿過8090%的垃圾厚度 至少48h抽氣一次,水平集氣管：,焚燒處理,直接做燃料,回收有用組分,5、填埋氣體的處理與利用,回收利用,發(fā) 電,1、垃圾滲濾液的產(chǎn)生,填埋場

14、水平衡示意圖：,填埋場,降水,地表徑流,地下水滲入,廢物含水或分解產(chǎn)生水,蒸發(fā)蒸騰,地表徑流,地下滲出,滲濾液,八、垃圾滲濾液的產(chǎn)生及控制,1、垃圾滲濾液的產(chǎn)生,主要來源：,降水入滲,廢物含水量,廢物分解產(chǎn)生的水量,影響最大！,2、垃圾滲濾液的特性,影響滲濾液成分的因素：,廢物種類,降水量,填埋時(shí)間,填埋構(gòu)造,2、垃圾滲濾液的特性,垃圾滲濾液的水量特點(diǎn),垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn),水量變化大且呈非周期性,滲濾液的化學(xué)組成是隨時(shí)間變化的：,隨填埋場使用年限的增加，滲濾液中各成分的 濃度會(huì)發(fā)生變化,即使新建的填埋場在不同的時(shí)間段，滲濾液的 成分也是變化的,水質(zhì)水量呈現(xiàn)：短期波動(dòng)、長期變化的復(fù)雜性,垃圾滲

15、濾液的水質(zhì)變化特點(diǎn)（圖8-27 p270）,色味：,淡茶色或暗褐色 有較濃的腐敗臭味,pH:,填埋初期：67；后期：78,BOD5:,COD:,BOD5/COD0.5時(shí)，較易生物降解 BOD5/COD0.1時(shí)，難于降解,垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn),總?cè)芙庑怨腆w（無機(jī)鹽）：,氮化物:,金屬離子:,含多種重金屬離子，特別在厭氧產(chǎn)酸階段含量往往較高,填埋初期：溶解性鹽的濃度可達(dá)10000mg/L，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)間的增長無機(jī)物濃度降低。,主要以氨態(tài)形式存在 進(jìn)入產(chǎn)甲烷階段后，氨氮濃度持續(xù)升高，直至最后封場,垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn),低磷:,磷含

16、量很低，生物處理時(shí)需額外補(bǔ)充,高堿度:,由于進(jìn)入酸化階段后會(huì)有大量CO2生成，在弱酸性或弱堿性環(huán)境中CO2會(huì)溶于滲濾液中以HCO3-形式存在，導(dǎo)致堿度升高,圖8-27： 不同階段各指標(biāo)變化趨勢及原因 由此圖知道不同降解過程產(chǎn)生的滲濾液組成變化,表8-17： 了解滲濾液中哪些是主要成分及其大致濃度,填埋場滲濾液產(chǎn)生量（m3/d）：,I降水量，mm/d C1填埋區(qū)浸出系數(shù) C2封場區(qū)浸出系數(shù) A1填埋區(qū)面積 A2封場區(qū)面積,3、垃圾滲濾液的處理技術(shù),滲濾液回灌處理技術(shù),滲濾液的生物處理,滲濾液的物化處理,滲濾液回灌處理技術(shù),優(yōu) 點(diǎn)：,有比其他處理方案更為節(jié)省的經(jīng)濟(jì)效益,加速垃圾的穩(wěn)定化進(jìn)程,減少滲

17、濾液的場外處理量，降低滲濾液的污 染物濃度，對水質(zhì)水量有穩(wěn)定化作用，利于 廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行。,滲濾液回灌處理技術(shù),缺 點(diǎn)：,不能完全消除滲濾液，仍有大部分滲濾液 需外排處理,回灌后的滲濾液仍需進(jìn)行處理后方能排放， 特別是氨氮濃度，遠(yuǎn)高于非循環(huán)滲濾液中的 濃度,滲濾液回灌處理技術(shù),回灌處理技術(shù)關(guān)鍵：,回灌方式,回灌量,滲濾液的物化處理,化學(xué)氧化法,化學(xué)沉淀法,吸 附,混 凝,吹 脫,膜分離,九、填埋場終場覆蓋與場址修復(fù),一般封閉性垃圾填埋場在封場后3050年才能完全穩(wěn)定，達(dá)到無害化,1、終場覆蓋：,粘土覆蓋系統(tǒng),人工材料覆蓋系統(tǒng),九、填埋場終場覆蓋與場址修復(fù),2、雨水的收集與導(dǎo)排：,3、填埋氣體導(dǎo)排與處理：,4、滲濾液收集與處理：,5、氣體與滲濾液監(jiān)測井：,6、填埋場終場后土地利用：,6、填埋場終場后土地利用：,高度利用：建住宅、工廠等生活或工作場所,中等利用：建倉庫、運(yùn)動(dòng)場所等,低度利用：進(jìn)行植被恢復(fù)或建造公園等,主要依據(jù)：填埋場的穩(wěn)定程度,土地利用方式：,判斷填埋場穩(wěn)定程度的主要指標(biāo)：,填埋場表面沉降速度；滲濾液水質(zhì)；填埋氣體釋放組分；垃圾堆體溫度；填埋垃圾的礦化度等,十、填埋場的主要檢測項(xiàng)目和檢測點(diǎn)的布置：,1、填埋場的主要檢測項(xiàng)目：,1）、大氣污染物排放控制項(xiàng)目：,控制項(xiàng)目及限制： 生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-2008）,控制值：惡臭污染物排放標(biāo)