现代固体废物处理处置技术 11 固体废物的最终处置

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1、第11章 固体废物的最终处置本章要点：1.掌握固体废物处置的概念与基本要求；2.掌握固体废物的卫生填埋法，包括其面积计 算、渗沥液控制、气体控制方法以及填埋操作 方法与中的工艺程序。3.了解安全土地填埋的分类及监测；4.了解土地耕作、深井灌注的操作程序；5.了解海洋处置的分类及方法。第11章 固体废物的最终处置 第一节 概 述 第二节 土地填埋处置 第三节 土地耕作处置 第四节 海洋处置 第五节 深井灌注法 原则：使固体废物最大限度地与生物圈隔离，防 止其对环境的扩散污染，确保现在和将来都不会对人 类造成危害或影响甚微。 (1)处置场所要安全可靠，通过天然或人工屏障使 固废被有效隔离，使污染物

2、质不会对附近生态环境造 成危害。更不能对人类活动造成影响， (2)处置场所要设有必须的环境保护监测设备，要 便于管理和维护。 (3)被处置的固体废物中有害组分含量要尽可能少 ，体积要尽量小，以方便安全处理，并减少处置成本 。 (4)处置方法要尽量简便、经济，既要符合现有的 经济水准和环保要求，也要考虑长远的环境效益。 第一节 概 述处置方法的分类和特点 （一）按照屏障不同分 1.天然屏障隔离处置：利用自然界已有的地质 构造和特殊地质环境所形成的屏障，也可以 是各种圈层之间本身存在的对污染的阻滞作 用。 2.人工屏障隔离处置：隔离的界面由人为设置 ，如使用废物容器、废物预稳定化、人工防 渗工程等

3、。 在实际工作中，二者常常同时被采用，以实 现对有毒有害物质的有效隔离。 （二）按照场所的不同分 1.陆地处置：处置场所在陆地的某处，又可分 为土地耕作处置、土地填埋处置等方法。具有 方法简单、操作方便、投入成本低等优点，但 是，处置场所总是和人类活动及生物圈循环有 关，相对来说其安全感较低，人们总担心会产 生二次污染。 2.海洋处置：处置场所在海洋中，又分为海洋 倾倒和远洋焚烧，远离人群，防止了对生态环 境可能产生的直接污染，且因海洋面积大，环 境容量也大，污染组分会被分散或稀释，不会 对环境造成明显污染和影响。11.2城市生活卫生填埋 填埋处置就是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适

4、的场所，把固体废物用土层覆盖起来的技术。卫生填埋和安全填埋。一、卫生土地填埋 （一）概述 用于一般城市垃圾与无害化的工业废渣，是基 于环境卫生角度而填埋，其操作与结构形式称 为卫生填埋。 卫生填埋是将被处置的固体废物如城市垃圾、 炉渣、建筑垃圾等进行土地填埋，以减少对公 众健康及环境卫生的影响。 1、基本操作： （1）填筑单元：4075cm 的废物薄层压 实+1530cm 的土壤层共同构筑成一个单元 。 （2）升层：具有同样高度的一系列相互衔 接的填筑单元构成。 （3）卫生土地填埋场：是由一个或多个升 层组成，当土地填埋达到最终的设计高度之 后，再在该填埋层之上覆盖一层90 120 cm 的土

5、壤，压实后就得到一个完整的卫生土地 填埋场。 2、分类： （1） 厌氧填埋：国内采用最多的形式，结构 简单、操作方便、施工费用低、还可回收甲 烷气体等。 （2）好氧填埋：类似高温堆肥，能够减少渗 出液及地下水污染；分解速度快，能有效地 实现无害化。但是，处置工程结构复杂，施 工难度大，成本很高，较难推广使用。 （3）准好氧填埋：介于厌氧和好氧之间，更 类似于好氧，也不宜推广应用。 3、必须考虑的问题：防止浸出液的渗漏、降 解气体的释出控制、臭味和病原菌的消除、 场地的开发和利用。填埋方法 1、沟槽法 把废物铺撒在预先挖掘的沟槽内，然后压实，把挖 出的土作为覆盖材料铺撒在废物之上并压实，即构 成

6、基础的填筑单元结构。 适宜于地下水位较低，且有充分厚度的覆盖材料可 取。沟槽大小需根据场地大小、日填埋量及水文地 质条件决定，通常长度为30120m，深12m，宽 4.57.5m。 优点：覆盖材料 就地可取，每天 剩余的挖掘材料， 可作为最终表面 覆盖材料。2、地面法 把废物直接铺撒在天然的土地表面上，按设计厚度分 层压实并用薄层粘土覆盖，然后再整体压实。 可在坡度平缓的土地上采用，适用于处置大量的固体 废物。但开始要建造一个人工土坝，倚着土坝将废物 铺成薄层，然后压实。最好选择峡谷、山沟、盆地、 采石场或各种人工或天然的低洼区作填埋场，但要保 证不渗漏。优点：不需开挖沟壑或基坑，但要另寻覆盖

7、材料。3、斜坡法 它是把废物直接铺撒在斜坡上，压实后用工作面前直接得到的土壤加以覆盖，然后再压实。主要是利用山坡地带的地形，实际是沟槽法和地面法的结合。特点是占地少，填埋量大，挖掘量小。（五）填埋操作 1、制定土地填埋操作计划 2、选择设备：常用的填埋设备有履带式和轮胎式推土 机、产运机、压实机。 3、操作：把垃圾从卡车上直接卸到工作面上，沿自然 坡面铺撒压实。厚度以每层2m为宜。每天操作后以大 于15cm厚的土壤覆盖，防垃圾飞扬和火灾。 4、作业方式： 对于平坦地区，垂直填埋和水平填埋； 对于地处斜坡和峡谷地区可从上往下或从下往上进行 。一般采用从上到下的顺流填埋方法。 5、优点：工艺简单，

8、操作方便，处置量大，费用较低 。（二）填埋场地的选择 1、填埋场应服从城市总体规划 2、确定填埋场的面积 根据垃圾的来源、种类、性质和数 量确定场地的规模，要有足够的面积，满足1020年的服务 区垃圾的填埋。 3、土质与地形条件 底层土壤要求有较好的抗渗能力，防 止渗出液污染地下水。场区有覆盖的粘土，以降低运输费 用、增加填埋容量。土质应且易于压实，防渗能力强。地 形：要有较强的泄水能力便于施工操作及各项管理。天然 泄水漏斗及溶沟、溶槽等洼地不宜选作填埋场。 4.5. 水文地质条件 应全面掌握填埋区的地质、水文地 质条件，避免或减少浸出液对该地区地下水源的污染 。一般要求地下水位尽量低，距底层

9、填埋物至少有1 5m。 6、气象条件 一般应选择蒸发量大于降水量的 环境，要避开高寒山区选址。选择背风的地点 作填埋场，尽量让风朝着填埋作业的方向吹。 7、运输距离 其长短对今后处置系统的整 体运行有着决定性的意义，既不能太远又 不能对环境造成影响。同时要交通便利。 8、环境条件 填埋场要尽量避开居民区，要适 当远离城市，并尽量选建在城市的下风向。场 地的最后利用 填埋场封场以后，要求有相当 面积的土地能作他用，（三）场地的设计 1、场地面积和容量的确定 与城市的人口数量、垃 圾的产率、废物填埋的高度、垃圾与覆盖材料量之 比以及填埋后的压实密度有关。 覆土和垃圾之比为1:4或1:3，填埋后废物

10、的压实密度 为500700kg/m3，场地的容量至少供使用20年。 注意：实际占地面积确定之后，还要考虑场地周围 土地的使用，要注意保留适当的缓冲区，并注意根 据有关标准确定场地的边界。填埋场地的容量也要 根据当地的发展规划，留有充分的余地。2、地下水保护系统设计 （1）浸出液的生成 降水；地表径流；地下水；垃圾含水与填埋 操作方式有关。产生量可根据填埋场水的收支 平衡关系来确定。（2）浸出液的成分与性质 pH值：6 mg/L ； BOD5：2004000 mg/L ；COD：3000 mg/L ； 溶解总固体：6000 mg/L ； 氨氮：500 mg/L ； 氯化物：2000 mg/L ；

11、 总铁：500 mg/L ； 锌与铅分别为50 mg/L和2 mg/L 。（3）卫生填埋防渗系统的设置 设置防渗衬里：就是在填埋垃圾和土体之间设 置一不透水层。衬里分人造（沥青、橡胶和塑 料薄膜）和天然（粘土：渗透系数小于10- 7cm/s，厚度至少为1m ）两种。设置渗滤水的集排水设施：使渗滤水迅速地导 向处理设施并通过集水管向填埋层内供给空气 ，以使填埋物早期稳定化。 另外，还需设置导流渠或导流坝，减少地表径流 进入场地。选择合适的覆盖材料，防止雨水渗 入。渗滤液收集系统的设置原则：尽可能收集渗出 的所有渗滤液，并能从填埋场中导排出来。 浸出液产生量的简便计算公式为： Q=CI A /10

12、00 式中：Q日平均浸出液量，m3/d；C流出系数， %；I平均降雨量，mm/d；A填埋场集水面积，m2 流出系数（C）与填埋场表面特性、植被、坡度 等因素有关，一般为0.20.8。渗滤水的集排工程： 收集系统可由300mm厚层流层、盲沟（或穿孔管） 铺设而成，管道或沟道以1%的坡度坡向集水井或 污水调节池。 集水井的尺寸应满足水泵的安装要求并保证5min以 上的给水量。 收集系统必须在封场后1015年内保持有效。还应 具有抗化学腐蚀的功能。 渗滤水在处理前先进污水调节池，其容量应保证足 够容纳渗滤水量并能承受暴雨的冲击负荷。 渗滤水的处理尽量与城市污水处理相结合。如需单 独处理，其规模和工艺

13、应本着经济可行的原则确定 。3、气体的产生及控制 （1）气体的生成： 不同阶段气体组成不同： 气体的主要成分由CO2、H2O和NH3CH4、CO2、 NH3和H2O及少量的H2S，并趋于稳定。 气体的产生量和产生速度与处置的垃圾种类有关， 主要与有机物中可能分解的有机碳成比例。即 G=1.866*Cg/CG气体产生量，L；Cg可能分解（气化）的有机碳量， g；C有机物中的碳量， g。好氧分解厌氧分解；(1)生化好氧分解阶段 (2)过程转移阶段 (3)酸性阶段(4)产甲烷阶段 (5)稳定化阶段时间 （2）填埋场沼气的利用 沼气气体抽吸井气体收 集支管总管真空泵气 体加工厂。 气体抽吸井：井内装有

14、一条 防腐性较强的有孔套管（孔 径1530mm）；井直径 6090cm；井深为填埋场深 的三分之二；每个井装有控 制阀，井与井之间用管相连 。井距4590m。 设计关键：井口一定要密封 ，上部覆土厚要求4m以上 ，地面出口再加混凝土密封 ；集气管开孔要适度，防止 堵塞或进泥，可在集气管外 围加保护尼龙网或钢丝网。（3）气体控制 必要性：防止甲烷爆炸和二氧化碳对地下水的影响。 可渗透性排气 控制气体按水平方向运移，在填埋时用砂石建造出了排气 孔道，气体会自动沿通道水平运动进入收集井。排气孔道 的间隔与填筑单元的宽度有关，一般为20m以上，砾石层 的厚度为30-40cm。不可渗透阻挡层排气 在不透

15、气的顶部覆盖层中安装收集井和排气管，收集井 则与浅层砾石排气道或设置在填埋场废物顶部的多孔集 气支管相连接。 （4）填埋场地规划 合理的总体规划要考虑：进出口道路；设备保养站；供特种废物使用 的贮存场；表层土壤堆放场；填埋区；绿化 带。二、安全土地填埋 （一）概述 安全填埋主要是处理有毒有害固体废物的处置，从 填埋场结构上更强调了对地下水的保护、渗出液的 处理和填埋场的安全监测。 1、安全填埋的要求： （1）必须设置人造或天然衬里，下层土壤或同衬里 相结合处渗透率小于10-8cm/s ； （2）最下层的土地填埋场要位于地下水位之上； （3）要采取适当的措施控制和引出地表水； （4）要配备浸出液收集、处理及监测系统； （5）如果需要，还要采用覆盖材料或衬里以防止气 体释出； （6）要记录所处置废物的来源、性质及数量，把不 相容的废物分开处置。2、安全填埋处置的废物 （1）对于易燃性废物、反应性废物、挥发性废物和大多数液体、半固体和污泥，一般不采用； （2）也不应处置互不相容的废物，以免混合后发生爆炸，产生或释出有毒、有害气体或烟雾。 （3）最好是经固化处理的废物。3、安全土地填埋场地设计原则（3）