1 固体废物的最终处置

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1、第九章 固体废物的最终处置v 概述 v 海洋处置 v 陆地处置 v 卫生土地填埋 v 安全土地填埋9.1 概述根据目前世界各国的技术水平，无论采用任何先进的污染防治 技术，都不可能把固体废物进行100的回收利用，最终必须残留一 部分无法进一步处理利用的废物。为了防治日益增多的各种固体废物对环境和人类健康造成危害 ，需要给这些废物提供一条最终出路，即解决固体废物的最终归宿 问题，必须进行最终处置。本节三个内容 处置的定义 处置的基本要求 处置方法（1）处置(disposal)的定义w 将固体废物经物理、化学、生物化学处理和回收利用后，最终置 于符合环境保护场所或者设施中，不再对固体废物进行回取或

2、其 它任何操作的过程，也称为最终处置。w 处置的目标是使固体废物最大限度地与生物圈隔离，以保证其中 的有毒有害物质在现在和将来都不对人类及环境造成不可接受的 危害。w 从这个意义上说，最终处置是固体废物全面管理的最终环节，是 解决固体废物的最终归宿问题。（2）处置的基本要求w 体积应尽量小(减容)。 w 废物本身无较大危害性(无害)。 w 处置场所适宜，设施结构合理(安全，经济)。 w 封场后要定期对场地进行维护和监测(保持稳定)。(3) 处置方法w 基本方法n采用天然屏障或人工屏障等多重屏障将有害固体废物与生物圈作 最大限度隔离。n天然屏障(natural barrier)： 是指处置场所的

3、地质构造特点和处置 场所周围的地质环境对有害物质的浸出、扩散迁移的阻滞作用。n人工屏障(tame barrier)： 包括三个方面：稳定化处理(如固化)， 使其转变成具有低浸出性和适当机械强度的稳定的物理化学形态 ；贮装废物的容器；处置场所的各种辅助(隔离)设施。 w 处置方法分类n根据处置场所可将最终处置分为陆地处置和海洋处置两大类。这 是目前广泛应用的最终处置方法。n陆地处置：是基于土地对固体废物进行处置，根据废物的种类和 处置的地层层位(地上、地表、地下和深地层)，陆地处置可分为土 地耕作、工程库贮存、深井灌注、浅地层埋藏和土地填埋等多种 方式。n海洋处置：是基于海洋对固体废物进行处置的

4、方法，它可以分为 海洋倾倒和远洋焚烧处置两种方式。 9.2 海洋处置(sea bed disposal )w 海洋处置的理论依据 w 海洋倾倒处置(ocean dumping disposal) w 远洋焚烧处置(pelagic incineration)w 海洋处置前景9.2.1 理论依据w 海洋是一个庞大的水体，有巨大的稀释自净化能力，因此，也是 一个庞大的废物接受体。 w 对于用容器盛装的有害废物，即使容器破损，污染物的溢出与浸 出也不会造成水体所不能接受的污染。因为海水的稀释和扩散作 用，使这些溢出或浸出的污染物在海洋环境中的污染物含量都能 保持在所容许的水平范围内。 w 海洋作为固体

5、废物的处理场所服务于人类已有几个世纪的历史。 人们向海洋直接排放或通过江河间接排放大量的各种化学、农药 、有机物以及放射性物质等固体废物。 w 海洋处置有明显的优点，充分利用了辽阔的海洋空间，即巨大的 容量和自净化能力，不需要填埋覆盖，操作方便，处置成本低廉 。 w 海洋处置方法有海洋倾倒和远洋焚烧两种方法。 9.2.2 海洋倾倒处置(ocean dumping disposal)n概述n海洋倾倒废物的分类n海洋倾倒处置的程序（1） 概述w 海洋倾倒是将固体废物经预处理，特别是经化学稳定化、固化处 理后用船舶、航天器、平台等运载工具运至适宜距离和深度的海 区，直接倾倒入海洋。 w 按国际惯例，

6、海洋倾倒的废物容器必须标明投弃国家、投弃单位 、废物种类及数量等标志。 w 为了防止海洋污染，需对海洋倾倒废物进行科学管理，要严格限 定海洋倾倒的处置对象。 w 1958年签定的“日内瓦公海协定”首次规定：各国在向海洋投弃 低放射性废物时，要采取措施防止海洋污染。 w 1972年，美国首先通过了“海洋保护、研究和保护区法”。 w 此外，还有一些国际性合约，如“伦敦协议”，“奥斯陆协议等 ”（2）海洋倾倒废物的分类w 1972年联合国第一次环发大会(斯德哥尔摩会议)上通 过的“防止倾倒废物及其它物质污染海洋”的公约中规 定，根据废物的性质、有害物质含量和对海洋的影响 ，将废物分为三类：n禁止倾倒

7、的废物n要获得特别许可证后才能倾倒的废物n经一般性批准后可以倾倒的废物a.禁止倾倒的废物w 含有有机卤素、Hg、Cd及其化合物的废物； w 强放射性废物； w 原油、石油炼制品，残油及其废弃物： w 严重防碍航行、捕渔及其它活动或危害海洋生物的，能漂浮在水 面的物质等。b.要获得特别许可证后才能倾倒的废物这类废物中污染物含量高，主要有 w 含As、Pb、Cu、Zn、Cr、Hi、V等物质的废物； w 含氰化物、F化物、有机硅化合物的废物； w 弱放射性废物； w 容易沉入海底，可能严重防碍捕渔和航行的笨重的废弃物。c.经一般性批准后可以倾倒的废物w 除上述两类废物外的低毒或无毒的废物。 w 是海

8、洋倾倒的主要废物类型。(3) 海洋倾倒处置的程序海洋倾倒按以下程序进行w根据有关法规规定选择处置场所 w根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准 w进行技术可行性和经济分析，设计倾倒方案 w按所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 在倾倒前进行固化处理。海洋倾倒应注意的事项 w根据海洋倾倒管理条例，海洋倾倒由国家海洋局及其派出机构主管； w海洋倾倒区由主管部门会同有关机构，按科学、合理，安全、经济的原 则划定； w需要投弃废物的单位应事先向主管部门提出申请，在获得倾倒许可证之 后方能根据申报的废物种类、性质及数量进行倾倒。9.2.3 远洋焚烧处置(pelagic inci

9、neration )w 概述 w 管理程序 w 操作要求（1）概述w 远洋焚烧处置是利用装备有焚烧设施的远洋船只将废物运到远洋 海域,进行焚烧处理后，将其残渣投入海洋。 w 远洋焚烧处置适用处置各种含卤素的有机废物,如多氯联苯（ PCBs)、有机农药等卤代烃类化合物。这些废物焚烧时可能产生 有毒气体。 w 远洋焚烧过程中所产生的HCl气体经冷凝后直接排入海洋。焚烧 残渣无需后续处理就直接排入海洋。 w 据美国所作的焚烧鉴定试验，含Cl有机物完全燃烧产生的H20、 CO2、HCl，NOx排入海洋，由于海水本身氯化物含量高，不会因 吸收大量HCl而使其中的Cl平衡发生变化。 w 由于海水中的碳酸盐

10、的缓冲作用，也不会因吸收HCl使海水的pH 值发生变化。（2）管理程序w 远洋焚烧操作的管理程序和海洋倾倒管理程序一样，需要进行远 洋焚烧处置的单位，首先要向主管部门提出申请，在焚烧设施通 过检查后，获得焚烧许可证之后，才能在指定海区进行焚烧操作 。 w 所采用的焚烧器结构随处理废物的种类而异，有的既可以焚烧固 体废物也可以焚烧液体废物。 w 焚烧器一般采用由同心管供给空气和液体的液汽雾化焚烧器。 w 有机废物一般贮存在甲板下船舱中，船舱采用双层结构，以防因 碰撞泄漏造成海洋污染。（3）操作要求远洋焚烧操作的基本要求有下列几点： w焚烧系统的温度不得1250； w燃烧效率必须高达99.950.

11、05以上，计算公式为式中：CCO2、CCO分别为燃烧气体中CO2、CO的浓度。w炉台上不应有黑烟或火焰延露； w焚烧船只应有良好的通讯设施，应能随对无线电呼叫作出反应，远洋焚 烧产生的气体净化工艺较陆地焚烧简单，处理费用比陆地焚烧低，比海 洋倾倒高，每吨处理费用约为5080美元。 9.2.4 海洋处置的前景对于海洋处置固体废物，目前国际上有两种不同的观点。l谨慎和不支持观点l不能一概否定的观点l必须考虑的问题(1)谨慎和不支持观点w这种观点认为，虽然在处置前对废物作了必要的稳定化固化处理，井用 特殊容器进行了良好包装，但是，其最终对环境的影响还不能作出准确 评价。必须在对海洋，尤其是对深海的物

12、理一化学过程、海水的输送速 率、海床上海水的垂直运动以及混合程度等海洋学特性作进一步深入研 究后，才能对海洋环境和生态造成的危害作出准确评价。 w随着海洋污染物的迅速增加，越来越多的人赞同这种观点(海洋污染已 成为八大环境问题之一)，故关于限制海洋倾倒的国际公约应运而生。 指出在处置前必须对废物的特性(毒性、持久性和生物积累性等)、倾倒 场所的条件、处置方法、对晦洋的其它影响，对处置方案的可行性等方 面进行仔细研究后，才能由国家的主管机构发放许可证。 w我国于1985年制订了“海洋倾倒废物管理条例”，对海洋处置的基本立场 是采取谨慎的、不支持的态度。(2)不能一概否定的观点w海洋面积占地球总面

13、积的70，其中深度超过4000m的深海面积占58 ，相当于地球总面积的41，超过陆地面积，这样海洋至少有与陆地相 当的废物处置容量。 w深海或大洋地壳的表层是未固结的沉积层，总厚度约为2501100m，将 废物进行固化一稳定化处理并装入专用耐腐蚀容器后，完全可以达到与 生物圈长期隔离的目的。 w已有资料表明，在深度为4000m以下的海域，浮游生物和底栖生物的数 量大大减少(表11-1)；各种物质的腐蚀和微生物分解过程也很慢；在 历史上，曾经有已浸泡了500年的铁锚完好无损，浸泡10个月的三明治 仍可食用的记录。将废物置于深海实际上起到一种储存的作用。 w深海的垂直流动速率极低，整个北大西洋深海

14、的平均滞留时间在200年 以上，在距投弃放射性废物容器数米之外的放射性水平就降低到背景值 。 w自1946年以来，已有十多个国家向海洋投弃过放射性废物，19751980 年间废物投弃总量对公众形成的剂量影响仅为国际规定限值的0.1 。 w这种观点认为充分利用海洋的稀释、扩散、自净化作用和环境容量，进 行海洋处置比陆地处置，对人类生存来说，可能更为有益。表11-1 深海中不同深度底栖生物的数量海水深度 (m)面 积 (km2X108) 面积百分数 (%)平均生物量 (g/m2或t/km2)总生物量 (tlO6)生物百分数 (%)0200 200 3000 3000 整个海洋275 55.2 27

15、8.3 36176 15.3 77.1 100200 20 0.2 18.55500 1104 56 666082.6 16.6 0.8 0.100(3) 必须考虑的问题这两种观点的争论还将继续下去。但是，在最终得到公认的结论 之前地对待海洋处置，应考虑以下几个问题：w 投弃的废物对生态环境的影响； w 同其它处置方法相比，是否经济可行； w 是否符合有关海洋法规的规定 。9.3 陆地处置(disposal by land)w 概述 w 土地耕作处置 w 深井灌注处置 w 土地填埋处置9.3.1 概述w 定义n利用土地对废物进行隔离或储存的一种处置方法。 w 类型n大致分为土地耕作，深井灌注（

16、包括深地层储存），浅地层埋 藏，工程库，土地填埋和安全储存等多种方法。n安全储存主要用于目前暂不符合其它处置要求，又不适于采用 焚烧等方法处理的废物，如多氯联苯等卤代烃化合物。n深地层储存主要用于处置高水平的放射性固体废物和危险废物 。n浅地层埋藏一般指埋藏深度在地面以下50m范围内，用于中、 低放射性固体废物（半衰期大于5年，小于30年），由于上面 覆盖较厚的土壤层，既可屏蔽射线的外泄，又可阻挡降水的渗 入。 w 主要介绍n土地耕作、深井灌注和土地填埋，且重点是土地填埋。深地层储存(Deep underground storage)w 将废物处置于专门设计的，深度大于500m的地层深处 ，从而使其与生物圈相隔离的处置方法。 w 因为山岳的形成和移动需要数百万年，地壳中的岩层 移动每年也只有数mm，数百米以下的深层地下水几乎 不参与水的自然循环，不会将有害物质带入生物圈。 w 德国在深地层储存处置危险废物方面具有先进的技术 ，每年的处置量大约为20万吨。9.3.2 土地耕作处置(Soil plowing)w 定义n土地耕作处置是利用地表土壤的自