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1、第四章 固体废物的最终处置 第一节 处置方法概述 第二节 卫生土地填埋 第一节 概述 1.1 固体废物的处置 固体废物处置是指固体废物最终处置或安全处置 ，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物 的归宿问题。 1.2 固体废物的处置原则 遵循的主要原则是减量化、资源化、无害化。 减量化 : 是指减少固体废物的产生量和排放量。减量化的 原则不只是减少固体废物的数量和体积，还包括减少 其种类，降低危险废物的危险性等。 处置的要求 固体废物的最终处置是为了使固体 废物最大限度地与生物圈隔离而采 取的措施，是解决固体废物的最终 归宿问题，对于防治固体废物的污 染起着十分关键的作用。 固体废物处置
2、的总的目标是确保废 物中的有毒有害物质，无论现在和 将来都不致对人类及环境造成不可 接受的危害。 资源化: 是指采取管理和工艺措施从固体废物中回收物质 和能源，加速物质和能量的循环，创造经济价值广泛 的技术方法。固体废物资源化的途径包括以下三个： 1）物质回收，即处理废物并从中回收指定的二次物质 。 2）物质转换，即利用废物制取新形态的物质； 3）能量转换，即从废物处置过程中回收能量，包括热 能和电能。 是指对已产生又无法或暂时尚不能综合利用的固 体废物，经过物理、化学或生物方法，进行对环境无 害或低危害的安全处置，达到废物的消毒、解毒或稳 定化，以防止并减少固体废物的污染危害。 无害化 ：
3、1.3 固体废物的处置方法 固体废物处置的基本方法是通过多重屏障（如天 然屏障或人工屏障）实现有害物质同生物圈的有效隔 离。 固体废物处置方法包括海洋处置和陆地处置两大类。海洋 处置有海洋倾倒和远洋焚烧；陆地处置有土地耕作、永久贮存 和土地填埋，其中应用最多的是土地填埋技术。 天然屏障 处置场地所处的地质构造和周围的地质环境； 沿着从处置场所经过地质环境到达生物圈的各种可能途径 对于有害物质的阻滞作用。 人工屏障 使废物转化为具有低浸出性和适当机械强度的稳定的物理 化学形态； 废物容器； 处置场地内各种辅助性工程屏障。 海洋处置：是基于海洋对固体废物进行处置的一种方法。 一类是传统的海洋倾倒；
4、 一类是近年来发展起来的远洋焚烧。 陆地处置： 土地耕作； 工程库或贮留池贮存； 土地填埋（卫生土地填埋和安全土地填埋）； 浅地层埋藏以及深井灌注处置等几种。 适宜的处置设施包括一个或数个处理和处置过程： A浓缩、干燥、压缩等减容预处理；B无害化解毒处理；C化学稳 定化或固化；D焚烧或热解；E土地处理；F深井灌注；G卫生土 地填埋；H安全土地填埋；I尾矿坝或贮留池；J工程库；K其他。 1.4 海洋处置 （1）概述 海洋倾倒 海洋倾倒实际上是选择距离和深度适宜的处置场，把废物 直接倒入海洋。 远洋焚烧 用焚烧船在远海对废物进行焚烧破坏，主要用来处置卤化 废物，冷凝液及焚烧残渣直接排入海中。 对于
5、海洋处置应考路的问题： A对生态环境的影响如何； B同其他处置方法相比是否经济可行； C是否满足有关海洋法规的规定。 （2）海洋倾倒 理论依据及处置对象 一类是禁止倾倒的废物：A含有机卤素、汞、镉及其化合物 的废物；B强放射性废物；C原油、石油炼制品、残油及其废 弃物；D严重妨碍航行、捕鱼及其他活动或危害海洋生物的、 能在海面漂浮的物质。 二类是需要获得特别许可证才能倾倒的废物：A含有砷、铅 、铜、锌、铬、镍、钒等物质及化合物的废物；B含有氰化物 、氟化物及有机硅化合物的废物；C弱放射性废物；D容易沉 入海底，可能严重障碍捕鱼和航行的笨重的废弃物。 三类是获得普通许可证即可倾倒的废物。 海洋倾
6、倒程序 1、是根据有关法律规定选择处置场地； 2、根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、废 物的种类选择倾倒方式，进行技术可行性和经济分析 ； 3、按设计的倾倒方案进行投弃。 *对于放射性废物和重金属有害废物，需在海洋倾倒前 进行水泥固化处理。 （3）远洋焚烧 基本概念 远洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废物进行处理处置的一种 方法。 指以高温破坏为目的而在海洋焚烧设施上有意地焚烧废物或其 他物质的行为。海洋焚烧设施包括用于此目的的船舶、平台或 其他人工构筑物。 与陆地焚烧的区别：产生的氯化氢气体冷凝后可直接排入海中 ，焚烧残渣无需处理，也可直接排入海中。 焚烧操作 同海洋倾倒管理程序一样，
7、需要进行远洋焚烧的单位，首先 要向主管部门提出申请，在其海洋焚烧设施通过检查、获得 焚烧许可证之后，方能在指定海域进行焚烧。 基本要求： A 应控制焚烧系统的温度不低于1250； B 燃烧效率至少为99.950.05%， 基于燃烧效率=CCO2-CCO/ C CO2100%； 式中：CCO燃气中一氧化碳的浓度；CCO2燃气中二氧 化碳的浓度。 C 炉台上不应有黑烟或火焰延露； D 焚烧过程随时对无线电呼叫作出反应。 1.5 深井灌注处置 （1）基本概念 深井灌注处置是指把液状废物注入到地下与饮用水和矿脉层隔 开的可渗透性的岩层中。 深井灌注处置系统要求适宜的地层条件，并要求废物同建筑材 料、岩
8、层间的液体以及岩层本身具有相容性。 对象：一般废物和有害废物，都可采用深井灌注方法处置。适 于深井灌注处置的废物可分为有机和无机两大类。它们可以是 液体、气体或固体，在进行深井灌注时，将这些气体和固体都 溶解在液体里，形成直溶液、乳浊液或液固混合体。深井灌注 方法主要是用来处置那些实践证明难于破坏、难于转化、不能 采用其他方法处理处置，或者采用其他方法费用昂贵的废物。 （2）工作程序 场地选择 钻探与施工 操作与监测 1.6 土地填埋 （1）概念 土地填埋处置是为了保护环境，按照工程理论和土工标 准，对固体废物进行有控管理的一种科学工程方法。 （2）分类 按填埋场地形特征可分为山间填埋、峡谷填
9、埋、平地填 埋、废矿坑填埋； 按填埋场地水文气象条件可分为干式填埋、湿式填埋和干、 湿式混合填埋； 按填埋场的状态可分为厌氧性填埋、好氧性填埋、准好氧性 填埋和保管型填埋； 按固体废物污染防治法规，可分为一般固体废物填埋和工业 固体废物填埋。在日本，工业固体废物填埋又分为遮断型、 管理型和安定型三种。 土地填埋处置方法及场地的分类 1、惰性废物填埋 2、卫生土地填埋 3、工业废物土地填埋 4、安全土地填埋 第二节 卫生土地填埋 2.1 卫生填埋的定义 卫生土地填埋通常是每天把运到土地填埋场的废物在限定 的区域内铺散成40-75cm的薄层，然后压实以减少废物的体积， 并在每天操作之后用一层厚15
10、-30cm的土壤覆盖、压实。废物层 和土壤覆盖层共同构成一个单元，即填筑单元。 定义：利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗滤液及 有害气体对水体及大气的污染，并将垃圾压实减容至最小，填 埋占地面积也最小；每天操作结束或每隔一定时间用土覆盖， 使整个过程对公共卫生安全及环境均无危害的一种土地处理垃 圾方法。 填埋单元：垃圾铺散成40-75cm薄层压实日覆盖厚15-30cm砂 质土两者构成的单元。 2.2 卫生填埋场的分类 1、据自然地形条件的不同，可分为： 山谷型填埋场：地处重丘山地，库容大；填埋区工程设施 由垃圾坝、渗滤液收集系统、大气系统、防排洪系统、覆土 备料场等组成；垃圾填埋多采用斜坡
11、作业法。 坑洼型填埋场：地处低洼丘地，库容通常较小；填埋区工 程设施由引流、防渗、导气等系统组成；多采用坑填作业法 。 滩涂型填埋场：地处海边或江边滩涂地形，采用围堤筑 路、排水清基等手段辟为填埋场，库容较大；填埋区工程设 施由排水、防渗、导气、覆土场等系统组成；多采用平面作 业法。 2.2 卫生填埋场的分类 2、据填埋场中垃圾降减机理，可分为： 好氧填埋场：在垃圾体内布设通风管网，人工送风；优点 是垃圾稳定快，高温灭菌，蒸发减少或消除渗滤液；不足时 单位造价高，结构复杂，施工难度大；适用性：干旱少雨的 中小城市；有机物含量高、含水率低的生活垃圾。包头市有 一实例。 厌氧填埋场：无需供氧，垃圾
12、填埋体内基本处于厌氧分解 状态。其优点是投资和运营费低，管理简单，适应性广。应 用较广，如上海老港、杭州天子岭、广州大田山、北京阿苏 卫等。 准好氧填埋场：与好氧填埋的机理、结构、特点等相似， 但供氧是通过自然通风，而非强制鼓风。 2.3 卫生填埋场的特点 无论从环境还是从社会与经济角度看，卫生填埋场的建立 都是必要的。其优点是： 1）是一种完全的、最终的处理方式； 2）适应性广（垃圾的质和量）； 3）一次性投资和运行费用较低； 4）运行管理较方便。 其不足是： 1）占地面积大，选址困难； 2）渗滤液处理难度大； 3）减量化、资源化程度低。 目前卫生填埋仍是世界各国生活垃圾处置的主要方式 ；而
13、国内因垃圾热值普遍较低、数量巨大和经济实力较弱 等原因，卫生填埋也被普遍采用。 2.4 卫生填埋场的生物降解产物 有机垃圾的微生物降解依次经历好氧分解、兼氧分解 、和完全厌氧分解几个阶段： 第一阶段好氧分解阶段。复杂有机物通过微生物 胞外酶分解成简单有机物，后者再通过好氧分解转化成小 分子物质或CO2和水，并释放热量。在较短时间内完成（ 一般为十至数十天）。其特点是：渗滤液产量较少，有机 质浓度较高，可生化性好；pH呈弱酸或近中性，CO2开始 产生；渗滤液含一定硫酸根、硝酸根和重金属；产生大量 热，可使温度增加数度至十余度。 2.4 卫生填埋场的生物降解产物 第二阶段过渡阶段（液化或兼氧分解阶
14、段），通常为 好氧分解后的十余天。填埋场内水分渐达饱和，氧气被耗尽， 厌氧环境开始建立。复杂有机物（多糖、蛋白质等）在微生物 和化学作用下水解、发酵，由不溶性物质变为可溶性物质，并 生成VFA、CO2和少量H2。其特点如下：渗滤液的pH继续下降 ，COD升高；渗滤液含较高浓度的脂肪酸、钙、铁、重金属和 氨；气体以CO2为主，少量H2和N2，基本不含CH4。 第三阶段产酸阶段（发酵阶段）。微生物降解第二阶 段积累的溶于水的产物转化为酸（大部分为乙酸）、醇及CO2和 H2可作为甲烷细菌的底物而转换为CH4和CO2其特征为：pH值 很低，呈酸性，而COD和BOD急剧升高； 酸性使无机物尤其是 重金属
15、溶解，呈离子态；渗滤液含大量可产气有机物和营养物 ，可生化性好（BOD5/COD0.4 ），氨氮浓度逐渐升高。CO仍 是该阶段的主要气体，先升后趋缓，有少量H2。 2.4 卫生填埋场的生物降解产物 第四阶段产甲烷阶段。前几阶段的产物（乙酸、H2） 在产甲烷菌的作用下转化为CH4和CO2。为能源回用的黄金 期一般持续数年。其特点是： 脂肪酸浓度降低，渗滤液的 BOD、COD逐渐下降，可生化性变差，氨氮浓度高，pH值 升高（6.88），重金属离子降低。 甲烷产生率稳定，甲烷 浓度保持在506 5% 。 第五阶段填埋场稳定阶段。其主要特征是： 填埋垃圾 及渗滤液的性质趋于稳定； 填埋场中的微生物量极度贫乏 。 几乎没有气体产生，即是有，亦以N2、O2、CO2为主。 填埋场的沉降停止。 2.5 场地的选择 通常要遵循两项原则：一是场地能满足防治污染的 需要，二是经济合理。影响选址的因素很多，主要应 从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面加 以考虑。一般要考虑以下诸方面的因素： 2）较好的地质地形：要便于施工、避开洼地，泄水能力要强 ，可处置至少20年填埋的废物量； 3）土壤：要容易取得覆盖土壤，土壤易压实，防渗能力强； 1）垃圾：依据垃圾的来源、种类、性质和数量确定场地的 规模； 4）水文
