医学固体废物的处置方法卫生土地填埋专题.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,固体废物的处置方法卫生土地填埋,固体废物处置,指采取能将已,无回收价值或确属不能再利用的固体废物,(,包括对自然界及人身健康危害性极大的危险废物,),长期置于与生物圈隔离地带的技术措施,，也是解决固体废物最终归宿的手段，故亦称最终处置技术。,固体废物处置的目的,使固体废物最大限度地与生物圈隔离，以保证有害物质不对人类及环境的现在和将来造成不可接受的危害。,(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。,固体废物处置的基本要求,处置方法的分类和特点,按照屏障不同分类,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，或是各种圈层之间本身存在的对污染的阻滞作用。,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。,按照场所的不同分类,陆地处置,海洋处置,陆地处置,陆地处置：,利用土地对废物进行隔离或储存的一种处置方法。,土地耕作：,把废物当作肥料或土壤改良剂直接施到土地上或混入土壤表层，通过土壤中微生物种群的作用，使废物中的有机物和部分无机物分解为便于为植物吸收的较简单的形式。,陆地处置,深井灌注,将废物注入地下与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性的岩层中。主要用来处理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。,深井灌注的关键：,选择适于处置废物的地层，适于深井处置的地层必须位于地下饮用水源之下，有不透水岩层把注入废物的地层隔开；要求废物同建筑材料、岩层间的液体以及岩层本身具有相容性。,对岩层的要求：,足够的容量，面积较大，厚度适宜，空隙率高，饱和度适宜，有足够的渗透性。,土地填埋处置,是从传统的堆放和土地处置发展起来的一项最终处置技术，不是单纯的堆、填、埋，而是一种按照工程理论和土工标准，对固体废物进行有效管理的一种综合性工程方法。,土地填埋的优点：,工艺简单、成本较低、适于处理多种类型固体废物等。,土地填埋处置的主要问题：,渗滤液的收集控制问题；各项法律的颁布和污染控制标准的制定，对土地填埋的要求更加严格，只是处置费用不断增加。,海洋倾倒,利用船舶、航空器、平台及其他载运工具，向海洋倾倒废物或其他有害物质的行为。,特点,处置成本低，用于处置多种废物,其他,废气通过气体净化装置与冷凝器，凝液排人海中，气体排人大气，余渣倾人海洋。,海洋处置,以高温破坏为目的而在海洋焚烧设施上有意焚烧废物或其他物质的行为。,含氯有机物,远洋焚烧,海洋处置是利用海洋具有的巨大稀释能力和净化能力，选择适宜的倾倒场所（海岸距离，深度等）来消纳废物一种方法。,土地填埋处置方法,根据对象种类控制水平分类,4,2,1,3,安全土地填埋,工业废物土地填埋,惰性废物填埋,卫生土地填埋,处置一般固体废物,城市生活垃圾,最简单方法,惰性废物,建筑废土石,处置工业无害废物,改进的卫生土地填埋,有害固体废物,填埋场,第一节 卫生土地填埋,卫生填埋：,就是利用工程技术的手段，将所处置的固体废物如居民生活垃圾、商业垃圾等在密封型屏障隔离的条件下进行土地填埋，使其对人体健康和环境安全不会产生明显的危害。,一、填埋场的类型及特点,1.,按填埋场址地形分,平原型填埋场：,适用于地形比较平坦且地下水埋藏较浅的,地区，高层埋放垃圾的方式,滩涂型填埋场：,海边或江边滩涂，平面作业法,山谷型填埋场：,地处重丘山地，斜坡作业法,2.,按填埋场中废物的降解机理分,好氧填埋场：,适用于填埋有机物含量高，含水率低的生活垃圾。结构设计比较复杂，施工要求高，建设运行费用高，在大中型填埋场中的推广和应用较少。,厌氧填埋场,：不需供氧，有机物厌氧分解。结构简单，成本低，操作方便，可回收甲烷气体，基本上不受外界气候条件、垃圾成分和填埋高度的限制。该法在实际应用中，不断完善成改良型厌氧卫生填埋，是目前世界上应用最广泛的。,准好氧填埋场：,介于好氧和厌氧之间，利用填埋场的集水管道与大气相通，自然通风。与空气接触的垃圾进行好氧分解，接触不到空气的垃圾进行厌氧分解。好氧区有机物的好氧分解，厌氧区域重金属的截留。与好氧填埋相比，成本较低。,二、填埋场的选址,（一）选址基础资料收集,城市总体规划，区域环境规划，城市环境卫生专业规划及相关规划；,土地利用价值及征地费用，场址周围人群居住情况与公众反映，填埋气体利用的可能性；,地形、地貌及相关地形图，土石料条件；,工程地质与水文地质；,洪泛周期（年）、降水量、蒸发量、夏季主导风向及风速、基本风压值；,道路、交通运输、给排水及供电条件；,拟填埋处理的垃圾量和性质，服务范围和垃圾收集运输情况；,城市污水处理现状及规划资料；,城市电力和燃气现状及规划资料。,（二）选择原则,1.,生活垃圾填埋场的选扯应,符合区域性环境规划、环境卫生设施建设规划和当地的城市规划。,2.,生活垃圾填埋场场址,不应选在,城市工农业发展规划区、农业保护区、自然保护区、风景名胜区、文物（考古）保护区、生活饮用水水源保护区、供水远景规划区、矿产资源储备区、军事要地、国家保密地区和其他需要特别保护的区域内。,3.,场址应有足够的库容量,通常填埋场的合理使用年限应在,10,年以上，特殊情况下也不应低于,8,年。,库容,是指填埋场用于填埋垃圾场地的体积大小，应充分利用天然地形来扩充填埋容量。,填埋场使用年限,是填埋场从填入垃圾开始至填埋垃圾封场的时间。,表,1,典型的城市生活垃圾卫生填埋场,型号,特大型,大型,中型,小型,规模,/td,-1,3000,10003000,5001000,500,服务年限,/a,15,12,8,5,4.,地形、地貌及土壤条件,避免坡度起伏较大的地方或低洼汇水处。地形的,自然坡度不应大于,5%,。场地规模足够，尽量利用现有的自然地形空间，将场地施工土方量减至最小。填埋场的底层土壤要求有较好的抗渗能力。用黏土覆盖。场址附近应有相当数量的覆土土源。,位于城市常年主导风的下风向，白天人口不密集的地区；避开高寒区，选择蒸发量大于降水量的地区；不应位于龙卷风和台风经过的地区，宜设置在暴风雨发生率较低的地区。,5.,气象条件,6.,对地表水域的保护,选址的标高应位于重现期,不小于,50,年一遇,的,洪水位之上,。并建设在长远规划中的水库等人工蓄水设施的淹没区和保护区之外。,拟建有可靠防洪设施的山谷型填埋场，并经过环境影响评价证明洪水对生活垃圾填埋场的环境风险在可接受范围内，前款规定的选址标准可以,适当降低,。,场地的自然条件,有利于地表水排泄,，避开滨海带和洪积平原。最佳的场址是在封闭的流域内，这样对地下水资源造成危害的风险最小。,7.,对居民区的影响,应选在,人口密度小,、对社会,不会产生明显不良影响,的地区，至少应位于,居民区,500m,以外或更远,。居民区的下风向，运输或作业期间有害废物飘尘或气味应在当地气象扩散条件下不影响居民区，并在建场前应做好这方面的环境影响评价。在作业期问，噪声的影响不能超过居民区的噪声标准。场地应位于居民区的,允许安全距离之外,。,8.,对场地地质条件的要求,天然地层的,渗透性系数,K,值最好,低于,10,-8,m/s,以下,，并具有,一定厚度,。场地基础岩性应对有害物质的运移、扩散有一定的阻滞能力，最好为粘性土、砂质粘土以及页岩、粘土岩或致密的火成岩，同时要求基岩完整，抗溶蚀能力强，而且覆盖层越厚越好。生活垃圾填埋场场址的选择应,避开下列区域：,破坏性地震及活动构造区；活动中的坍塌、滑坡和隆起地带；活动中的断裂带；石灰岩熔洞发育带；废弃矿区的活动塌陷区；活动沙丘区：海啸及涌浪影响区；湿地：尚未稳定的冲积扇及冲沟地区；泥炭以及其他可能危及填埋场安全的区域。,最密实的松散或坚硬岩层之上，并具有一定厚度，可起到良好的防止污染的屏障作用。应保证场地基础的稳定性和使沉降量最小，并有利于填埋场边坡稳定性的要求。场地应位于滑坡、倒石堆等不利的自然地质现象的影响范围之外。,9.,场址工程地质条件的要求,10.,场址选择应考虑交通条件,较经济的废物运输距离,不宜超过,15km,。增设废物压缩转运站或提倡使用压缩废物运输车，以提高单位车辆的运输效率，降低运输成本。,11.,场址应具有较好的外部建设条件,为了降低填埋场辅助工程的投资，加快填埋场的建设进程和提高填埋场的环境效益和经济效益，在选择的场址附近若拥有方便的外部交通，可靠的供电电源，充足的供水条件将是十分有利的。,12.,填埋场封场后的开发利用,填埋场被填满后，有相当面积的土地可以利用。在选址时要充分考虑封场后的土地用途，以安全合理的方式开发，可作为林场、草地和公园等，以便获得更多的社会、经济和环境效益。,三、卫生填埋工艺,图 垃圾填埋工艺流程图,（,1,）,定点卸料。,垃圾按指定的作业点卸下，以使后续填埋作业更加有序。采用填坑作业法卸料时，往往设置过渡平台和卸料平台。而采用倾斜面作业法时，则可直接卸料。由于推铺和压实从底部开始较容易而且效率高，故应将作业区放在作业面的顶端。若倾倒从上部开始，应避免轻质废物被风刮走和废物被堆成一个陡峭的作业面，并影响当天的压实效果。此外，还应尽量缩小作业面，保持作业区清洁、平整，防止车辆损坏或倾翻。,填埋步骤：卸料、推铺、压实和覆土,(2),均匀推铺。,卸车后用推土机推铺开，先将废物按顺序铺在作业区一定范围内，使其,推铺厚度达到,3060cm,时，再用,压实,机碾压。分层压实到一定的高度后在上面覆盖黏土和聚乙烯膜材料，每层覆盖自然土或黏土厚度为,1530m,。重复卸料、推铺、压实和覆盖过程，当该范围内的填埋废物高度达到,2.5m4.5m,时，即构成一填埋单元。,每日一层作业单元,。通常四层厚度组成一个大单元。垃圾的压实密度应大于,0.8t/m,3,。,填埋时一般从右向左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的连线之间呈圆弧形，使覆盖表面排水畅通地流向两侧，进入排水沟或边沟等，减少雨水渗入填埋场垃圾内。当,单元厚度,达到设计尺寸后，可进行临时封场，在其上面覆盖,4550cm,厚的,黏土,并均匀压实，然后覆盖大约,15cm,厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度应大于,1m,。,(3),有效压实,是填埋作业中一道重要工序。其主要功能是减少废物体积，延长填埋场的使用年限；增加填埋体的稳定性，减少填埋场的不均匀沉降；降低废物空隙率，减少填埋场渗滤液的产生。此外，填埋废物的压实还能减少蝇、蚊的孳生和有利填埋机械的移动作业等。,（,4,）限时覆土,目的在于避免废物与环境长时间接触，最大限度地减少环境问题的产生。按覆土时间和具体功能的不同，覆土可分为,每日覆盖（土），中间覆盖（土）和最终覆盖（土）,。,每日覆盖,是指作业面在一天工作结束、填埋层达到一定厚度时，为如下目的而实施的覆盖土：防止风沙和废物中轻质物质（如纸、塑料等）的飞扬；减少恶臭散溢；防止蝇蚊滋生，减少疾病传播风险。每日覆盖要求确保填埋层的稳定并且不阻碍废物的生物分解，因而要求覆盖材料具有良好的通气功能。一般选用砂质土等进行日覆盖，覆盖厚度一般为,15-30cm,。,中间覆盖,常用于需要较长时间维持开放的填埋场部分区域（如道路和暂时闲置的填埋部分）。其作用是：防止填埋气体的无序排放；将降落在该层表面的雨水排出填埋场外，减少降雨入渗。中间覆盖要求覆盖材料的渗透性能较差。一般选用粘土等材料作为中间覆盖，覆盖厚度为,30cm,左右。,终场覆盖,是废物填埋场运行结束后，在最上层实施的覆盖土。其功能包括：削减渗滤液的产生量；控制填埋场气体从填埋场上部无序释放；避免废物的扩散，抑制病原菌的繁殖；提供一个可供景观美化和填埋土地再用的表面等。,垃圾填埋时，将填埋场分区、分单元，然后再分层作业。垃圾填埋场的分层结构包括,垃圾层、覆盖土层和终场覆盖层。,覆盖土层又有日覆盖层和中间覆盖层。日覆土的用土量最多。通常填埋场的覆土量约占填埋总容积的,10%25%,，所以在考虑填埋总容积时不能忽略覆土所占的体积。,四、填埋场设计计算,填埋场的理论容量：各个填埋场体积加和。,单个填埋场体积,=,每个填埋层的平均面积,该填埋层高度,式中：,t,填埋场使用年限，年；,V,一填埋场的总填埋容量，,m,3,；,m,人均每天废物产量，,kg/(,人,d),；通常按,0.81.2kg/,人,d,考虑。,P,：填埋场服务区域内的预测人口，人；,：填埋厚废物的最终压实密度，,kg/m,3,，通常为,500-700kg/m,3,；,Vs,：覆土体积，,m,3,，覆土和垃圾之比为,1:4,或,1:3,。,填埋场使用年限：一般,10-20,年,例题：一个有,100000,人口的城市，平均每人每天产生垃圾,2.0kg,，如果采用卫生土地填埋处置，覆土与垃圾体积之比为,1,：,4,，填埋后废物压实密度为,600kg/m,3,，试求,1,年填埋废物的体积？如果填埋高度为,7.5m,，一个服务期为,20,年的填埋场占地面积为多少？总容量为多少？,解：,1,年填埋废物的体积为：,如果不考虑该城市垃圾产生量随时间的变化，则运营,20,年所需库容为：,V,20,=20V,1,=20152083=3.010,6,m,3,如果填埋高度为,7.5m,，则填埋场面积为：,A,20,=3.010,6,/7.5=410,5,m,2,五、场址开发利用条件,场址开发利用规划：包括最终覆盖层的设计和封场后场址的景观设计，地表径流与侵蚀的控制与管理、填埋气和渗滤液的收集与处理、填埋场稳定化评价以及环境监测计划，填埋场土地利用规划等。,（,1,）场地下沉量逐渐变小，直至停止；,（,2,）场地具有一定的承载力；,（,3,）无坡面下滑破坏的可能；,（,4,）无可燃气体、恶臭产生或影响非常小；,（,5,）没有对土壤和地下水的污染；,（,6,）不会对建筑物基础造成不良影响；,（,7,）适于植物生长。,封场后的厂址辟为公园、运动娱乐场所、植物园、商用场所,六、防渗与渗滤液处理,（一）渗滤液来源,废物渗滤液,是指废物在填埋或堆放过程中因其有机物分解产生的水或废物中的游离水、降水、径流及地下水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水。,（,1,）直接降水：,降水包括,降雪和降雨,，渗滤液产生的主要来源。降雨特性有降雨量、降雨强度、降雨频率、降雨持续时间等。降雪的特性主要有降雪量、升华量、融雪量等，还受积雪时期或溶雪速度的影响。一般而言，降雪量的十分之一相当于等量的降雨量，其确切数字可根据当地的气象资料确定。,（,2,）地表径流：,指来自场地表面上坡方向的径流水，对渗滤液的产生量也有较大的影响。取决于填埋场地周围的地势、覆土材料的种类及渗透性能、场地的植被情况及排水设施的完善程度等。,（,3,）地表灌溉：,与地面的种植情况和土壤类型有关。,（,4,）地下水渗入：,填埋场地的底部在地下水位以下，地下水可能渗入填埋场内，渗滤液的数量和性质与地下水同垃圾的接触情况、接触时间及流动方向有关。采取防渗措施，可以避免或减少地下水的渗入量。,（,5,）废物中水分：,包括固体废物本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附（当储水池密封不好时）量。入场废物携带的水分有时是渗滤液的主要来源之一。,（,6,）覆盖材料中的水分：,随覆盖层材料进入填埋场中的水量与覆盖层物质的类型、来源以及季节有关。覆盖层物质的最大含水量可以用田间持水量（,FC,）来定义，即克服重力作用之后能在介质孔隙中保持的水量。典型田间持水量对于砂而言为,6%12%,，对于粘土质的土壤为,23%31%,。,（,7,）有机物分解生成水：,垃圾中的有机组分在填埋场内经氧化分解会产生水分，其产生量与垃圾的组成、,pH,值、温度和菌种等因素有关。,（二）渗滤液性质,水质复杂，危害性大,2.,有机污染物浓度高,CODcr,最高可达到,90000mg/L,，,BOD,5,最高可达,38000mg/L,。,开始的,35,年，,BOD/COD,可达,0.3,以上，随时间延长，比值下降，最,后可能小于,0.1,，使可生化性降低。,3.,氨氮含量较高,氨氮浓度随填埋时间的延长而升高，在中晚期卫生填埋场中，渗滤,液中的氨氮浓度一般比较高，有时可达,10002000mg/L,。,4.,磷含量普遍偏低，,尤其是溶解性的磷酸盐含量更低,5.,金属离子含量较高,有汞、铬、镉、铅等多种，铁达,2000mg/L,左右；锌达,130mg/L,左右，铅达,12.3mg/L,，钙达,4300mg/L,。其含量与所填埋的废物组分及时间密切相关。,6.,溶解性固体含量较高,在填埋初期（,0.52.5,年）溶解性固体含量呈上升趋势，直至达到峰值，然后随填埋时间增加逐年下降直至最终稳定；,7.,色度高，,以淡茶色、暗褐色或黑色为主，具较浓的腐败臭味,8,水质变化大,不同地区、同一卫生填埋场不同时段，渗滤液水质均有很大变化，水量波动也比较大。根据填埋场的年龄，垃圾渗滤液分为两类：一类是填埋时间在,5,年以下的年轻渗滤液,，其特点是,CODcr,、,BOD,5,浓度高，,可生化性强,；另一类是填埋时间在,5,年以上的年老渗滤液,，由于新鲜垃圾逐渐变为陈腐垃圾，其,pH,值接近中性,，,CODcr,和,BOD,5,浓度有所降低，,BOD,5,/CODcr,比值减小，氨氮浓度增加。,9,渗滤液中的,微生物营养元素比例失调,，主要是,C,、,N,、,P,的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的,BOD,5,：,P,大都大于,300,。,（三）垃圾的稳定化过程,(1),最初调节阶段（生化好氧分解阶段）；,(2),转化阶段（过程转移阶段）；,(3),酸性发酵阶段；,(4),产甲烷阶段,(5),稳定化阶段,时间,（四）渗滤液计算,经验公式法,L=（C,1,A,1,+C,2,A,2,）R10,-3,式中：L为渗滤液产生量，m,3,/d；,A,1,、A,2,分别为正在填埋区和已完成区的面积，m,2,；,C,1,、C,2,分别为正在填埋区和已完成区的渗出系数，一般在0.2-0.8之间，且C,1,C,2,；,R为填埋场所在区域的最大年或月降水量日换算值，mm/d。,简化的计算模型：,式中：,Q-,日平均浸出液量，,m,3,/d,；,C-,流出系数，,%,；,I-,平均降雨量，,mm/d,；,A-,填埋场集水面积，,m,2,。,流出系数与填埋场表面特性、植被、坡度等因素有关，一般为,0.2-0.8,。,Q=CIA10,-3,（五）控制渗滤液产量主要措施,选择合理的场址,集雨面积较小、库容大、地下水位较低；运距、周围环境、地形地质、交通、覆土来源等,2.,设置必要的截洪沟,3.,填埋场底部的防渗处理,一方面防止渗滤液污染地下水；另一方面防止地下水侵入填埋场，造成渗滤液水量大幅度上升。,4.,规范化的填埋作业,山沟式填埋场宜采用斜坡作业法，填埋单元按,12,天的垃圾量划分,(,冬季可扩大至,57,天,),，布置成矩形网格，每单元堆高约,2m3m,，经压实后覆土，覆土层一般为,0.2m0.3m,，覆土来源宜就近，由推土机整平碾压。作业面布置成斜坡，每升高,2m5m,设一平台，两阶平台间堆成斜坡，平台上设排水沟，以排除表面径流。,（六）卫生填埋场的防渗系统,垃圾填埋场工程设计分,生产管理区、卫生填埋区及渗滤液处理区,三部分。,卫生填埋区,主要包括：填埋库区土方清基工程、地下水导排系统、,防渗系统、,渗滤液收集导排系统、填埋气体导排系统、封场覆盖系统、垃圾坝、截洪沟、卸料平台、库区道路、环境监测设施等。,填埋场防渗设计方式按场地水文地质类型可分为天然防渗、人工防渗和复合防渗方式。,人工防渗根据防渗设施设置方向的不同，分为：,（,1,）水平防渗,水平防渗指防渗层向水平方向铺设，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透而污染土壤和地下水。具有适用范围广、防渗效果好等特点。,（,2,）垂直防渗,垂直防渗指防渗层竖向布置，防止废物渗滤液横向渗透迁移，污染周围土壤和地下水。因垂直防渗单独应用能力相对有限，通常作为辅助防渗措施。,1,防渗方式适用范围,（,1,）天然防渗,场地所在地区一般年自然蒸发量要超过年降水量,50cm,，具有不透水或低透水的粘土层,(,渗透率,10,-7,cm/s),，粘土铺设厚度大于,2m,，填埋场地为可溶性场地，土壤、水位地质具有能可靠地将渗滤液截留在垃圾中以免扩散的条件。,（,2,）人工防渗,填埋场土壤、水位地质条件不能满足天然防渗应用条件要求时。,（,3,）天然、人工结合的防渗方式,2,防渗系统设计,天然防渗：黏土、亚黏土和膨润土等。,改良型衬里防渗：有机、无机人工添加剂：,黏土,膨润土改良型衬里；,黏土,石灰、水泥改良型。,人工合成膜防渗：,高密度聚乙烯（,HDPE,）、,聚氯乙烯、氯化聚乙烯、异丁橡胶、氯磺化聚乙烯、乙丙橡胶、氯丁橡胶、热塑性合成橡胶、氯醇橡胶。,（,1,）主防渗膜材料,具有很强的防渗性能，其水蒸气渗透系数,1.010,-13,(gcm/cm,2,sPa),；化学稳定性好，具有较强的抗腐蚀性,(,耐酸、碱,),及抗老化能力；机械强度高，具有较强的弹性，其屈服伸长率为,12,，断裂伸长率达到,700,；施工技术成熟；材料气候适应性强，耐低温；与粘土具有很强的互补性，共同构成防渗结构层，可提高防渗性能；性价比合理。,（,2,）次防渗材料,钠基膨润土垫,(GCL),作为辅助防渗材料，它不仅防渗性能良好，而且可以与,HDPE,土工膜紧密接触而形成复合防渗结构，防渗效果大大提高。另外钠基膨润土垫,(GCL),也有对,HDPE,土工膜的保护作用，对于粘土资源不丰富的地区，可采用钠基膨润土,GCL,代替粘土作为土工膜下保护层。,（,3,）土工布,土工布在填埋场中主要作为防渗膜的保护材料，其良好的弹性、抗拉和抗老化性能，对,HDPE,土工膜具有很好的保护作用。另外土工布也可铺设在地下水碎石导排层以及渗滤液导排层外侧起隔离反滤层作用。,（,4,）衬里结构安全性,渗滤液泄漏量：,式中：,Q,浸出液量，,m,3,/d,；,K,Z,渗透系数，,m/d,；,A,渗滤液泄露面积,m,2,；,-,水力梯度，,H,为衬层上部浸出液高度，,m,；,L-,衬层厚度，,m,。,渗滤液迁移速度,v,p,穿透时间,t,e,-,衬层孔隙率。,解：渗滤液排水系统有效作用时,例 某填埋场底部黏土衬层厚度为,1.0m,，渗透系数,计算渗滤液穿透防渗层所需的时间。,穿透时间,设防渗层的有效孔隙率,e,=6%,。,3.,防渗结构,场区防渗系统,：,单层衬,垫,系统,：黏土或,HDPE,膜构成，其上是保护层和渗滤液收集系统，其下是保护层和地下水保护层；,单层复合衬垫防渗系统,：典型的上为柔性膜，下为低渗透性的粘土矿物；,双层衬垫防渗系统,：衬里的坚固性及防渗效果不如单复合衬里；,双层复合衬垫防渗系统,：其上衬里采用的是单复合衬里。,场区防渗系统,渗滤液没有及时得到收集，将导致：,填埋场内的水位升高，污泥长时间淹没在水中，其中有害物质浸润出来，使渗滤液中,污染物浓度增大,，从而增加了渗滤液净化处理的难度；影响填埋场的稳定性；,使得底部衬垫上的静水压增加，导致,渗滤液更多地泄露到地下水和土壤系统中，,而且扩散到填埋场外。,（七）渗滤液的收集,渗沥液池,渗滤液收集系统主要由,汇流系统,和,输送系统,两部分组成。,渗滤液收集系统的,主要功能,：将填埋库区内产生的渗滤液收集起来，并通过调节池输送至渗滤液处理系统进行处理，同时向填埋堆体供给空气，以利于污泥的稳定化。,典型的卫生填埋场渗滤液,收集系统：,一般由排水层、收集沟和多孔收集管、集水池和提升系统等几部分组成。,1.,排水层（导流层）,目的,就是将全场的渗滤液顺利地导入收集沟内的渗滤液收集管内,(,包括主管和支管,),。,在导流层工程建设之前，需要对填埋库区范围内进行,场底的清理。,渗滤液在垂直方向上进入导流层的最小底面坡降应不小于,2%,，,压实度,要达到,85%,以上。,导流层铺设在经过清理后的场基上，,厚度不小于,300mm,，由粒径,4060mm,的卵石,铺设而成，在卵石来源困难的地区，可考虑用碎石代替。,2,收集沟和多孔收集管,收集沟设置于导流层的最低标高处，并贯穿整个场底，断面通常采用等腰梯形或菱形，主沟，支沟，尽量把收集管道设置成直管段，收集沟中填充卵石或碎石，粒径按照上大下小形成反滤，一般上部卵石粒径采用,4060mm,，下部采用,2540mm,。,3.,集水池和提升系统,集水池一般设在垃圾主坝前的最低洼处，垃圾中的渗滤液汇集到集水池，然后通过提升系统使渗滤液进入调节池内。一般采用,LBH=5m5m1.5m,，池坡为,1,：,2,。,4.,调节池,作用：,对渗滤液水质和水量进行调节。是收集系统的最后一个环节，是渗滤液的初步处理阶段。,调节池的容积计算步骤：,每月渗滤液的产量,Q,m,=I,i,CA/1000,式中：,Q,m,为渗滤液月产量，,m,3,；,I,i,为多年逐月平均降雨量，,mm,；,C,为渗出系数，一般介于,0.20.8,之间，在运行的填埋场常取,0.350.5,，封场的填埋场可取,0.10.3,；,A,为填埋场的汇水面积，,m,2,。,每月渗滤液剩余量,Q,r,=Q,m,-Q,t,式中：,Q,r,为每月渗滤液剩余量，,m,3,；,Q,t,为渗滤液月处理量，,m,3,。,需调节的渗滤液体积,Va=Qr,式中：,V,a,为需调节的渗滤液体积，,m,3,；,Q,r,为每月渗滤液剩余量为正值者，,m,3,。,为了设计安全，可选择多年（如,20,年）降雨资料中最大暴雨的降雨季节，用以上方法计算出该期间需要调节的渗滤液体积,Vs,。通过,比较,Va,和,Vs,的大小,，选,大的体积,作为调节池的体积进行设计。,例：某填埋场总面积为,3.0hm,2,，分三个区进行填埋。目前已有两个区填埋完毕，其总面积为,A,2,=2.0 hm,2,，浸出系数,C,2,=0.2,。另有一个区正在进行填埋施工，填埋面积为,A,1,=1.0 hm,2,，浸出系数,C,1,=0.5,。当地的年平均降水量为,3.3mm/d,，最大月降水量的日换算值为,6.5mm/d,。求污水处理设施的处理能力。,解：水处理能力的确定,Q=Q,1,+Q,2,=I(C,1,A,1,+C,2,A,2,）,/1000,平均渗滤液量：,Q=3.3,（,0.5 10000+0.2 20000,）,/1000=29.7m,3,/d30m,3,/d,最大渗滤液量：,Q=6.5,（,0.5 10000+0.2 20000,）,/1000,=58.5m,3,/d60m,3,/d,因此，水处理 能力应在,3060m,3,/d,之间选取。,（八）渗滤液的处理,合并处理：,渗滤液与城市污水合并；国内研究认为当加,0.5%,是比较安全的，国外研究比例可以提高到,4%10%,。,单独处理：,渗滤液,土地处理,：填埋场回灌；土壤植物,生物处理：好氧；厌氧；两者结合,物化处理：混凝沉淀；化学氧化；吸附；,膜分离；过滤等,物化处理,包括混凝沉淀、化学氧化、吸附、膜分离、氨氮吹脱、过滤等方法。,CODcr,为,20004000 mg/L,时，物化法的,CODcr,去除率达,50%87%,。,物化法不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，,尤其对,BOD,5,/CODcr,比值较低（,0.070.20,）难以用生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果，但是,处理成本较高，不适于大量垃圾渗滤液的处理。,好氧生物处理,包括,活性污泥法,、稳定塘法、生物转盘和滴滤池等方法。好氧生物处理法可有效地降低,BOD,、,COD,和氨氮，还可除去铁、锰等金属。,CODcr5000mg/L,厌氧生物处理,包括上流式厌氧污泥床、厌氧淹没式生物滤池等。,5000mg/LCODcr50000mg/L,渗滤液回灌,是利用蒸发作用、填埋场覆盖层的土壤净化作用、最终覆盖后垃圾填埋场地表植物的吸收作用、填埋垃圾的降解作用以及垃圾层类似于“生物滤床”的吸附、降解作用将渗滤液减质减量化。分为表面回灌（喷）和地下回灌。,优点：,加速垃圾稳定化、减少渗滤液的处理量、降低其污染物的浓度，能产生较大的经济效益。尤其适用于干旱地区。,缺点：,一般不能完全消除渗滤液，只能作为预处理方式与其他处理方式相结合。此外，反复回灌易造成渗滤液中氨氮的不断积累，影响后续处理。,表面回灌（喷）,可通过在填埋场表面铺设穿孔管道、设置蓄水池配水系统、安装喷洒装置等形式予以实施，其主要优点是可促进渗滤液的蒸发进程，减量最大可达,75%,，但对周围环境会产生一定程度的恶臭等污染。,地下回灌,是采用在填埋体中铺设布水管网，或建造布水浅井或利用已建的导气竖井进行回灌，尤以铺设布水管网的回灌效果最好，但投资费用较大，维护管理不便。,根据处理的目的不同，采用的回灌方式有别。渗滤液回灌处理以,减少水量,为主要目的时，一般采用,表面回灌,；以,降低污染物浓度,为主要目的时，一般采用,地下回灌,。,渗滤液处理后进氧化塘养鱼,七、填埋气的收集与利用,垃圾填埋气（,landfill gas,，,LFG,）,指的是垃圾以填埋方式进行处置时，垃圾中的可生物降解有机成分在微生物的作用下分解为甲烷、具有刺激性的硫化物和二氧化碳等气体。,稳定后的垃圾填埋场中废气的成分主要为,CH,4,和,CO,2,，,CH,4,占,50%70%,，,CO,2,占,3050%,，另外还有,NH,3,、,H,2,S,、,N,2,，挥发性有机物包括氯代烃类、苯系物、氯代苯类和烃类。,填埋气体的迁移与填埋场的构造及环境地质条件有关，包括向上迁移、向下迁移和横向迁移三种运动。,（,1,）,向上迁移,填埋场气体可以通过对流和扩散释放到大气中。,（,2,）,向下迁移,二氧化碳密度是空气的,1.5,倍，是甲烷的,2.8,倍，故这些气体可以向填埋场底部运动，最终可能在底部聚集。,（,3,）,横向迁移,填埋气体可以通过填埋场周边的可渗透地质横向水平迁移，在离填埋场较远的地方穿过疏松的土质进入大气。也有可能通过地下人造管道的裂缝进入各种建筑物，从而造成危害。,1.,填埋气体在填埋场内迁移和运动,1,）爆炸事故和火灾：,在有氧存在的条件下，甲烷的爆炸极限是,5,15%,，最强烈的爆炸发生在,9.5%,左右。,2,）水环境的影响：,造成地下水,pH,值下降，导致周围岩层中更多的盐类溶入地下水，使地下水的含盐量过高，影响其用途。,3,）对大气环境的影响：,甲烷对温室效应的贡献相当于相同质量的二氧化碳的,21,倍。还会产生氨、硫化氢等恶臭气体和其他挥发性气体。检测出二恶英。,4,）对植物的影响：,填埋场气体的释放会造成填埋场及附近植物根区氧气缺乏，从而导致植物死亡。,5,）对人类健康的影响：,有机挥发性气体生成臭氧，臭氧将会对人体和植物产生不利的影响，一氯甲烷、四氯化碳、氯仿、二氯乙烯等会对肾、肝、肺和中枢神经系统造成损害。,2.,填埋气的危害,3.,填埋场气体收集系统,导气,水平导气管导气、垂直导气管导气，或两种导气管结合使用。,收集管网,将若干个井或盲沟集中连接到一个调节室，以提高工作效率和安全性。,冷凝液井,垃圾填埋场内部温度较高，气体湿度较大，当气体被抽出时，管道内的温度逐渐降低，气体中的水蒸气会凝结成水，因此，设冷凝液井，排冷凝水，保证管网的正常运行。,一般每,100,米左右设置一座冷凝液井，管道应有不小于,2%,的坡度。收集到的冷凝液最终被排放到渗滤液处理系统中。,4.,填埋气的净化,表 填埋气净化方法的比较,净化技术,H,2,O,H,2,S,CO,2,固体物理吸附,活性氧化铝,活性炭,硅胶,液体物理吸附,氯化物,水洗,水洗,乙二醇,丙烯酯,化学吸收,固体：生石灰、氧化钙,固体：水合氧化铁、生石灰、熟石灰,固体：生石灰,液体：无,液体：氢氧化钠、,碳酸钠、乙醇氨,液体：氢氧化钠、碳酸钠、乙醇氨,其他,冷凝、压缩和冷凝、,膜法、活性炭与分子筛,活性炭与分子筛、,膜法、微生物氧化,膜法、活性炭与分子筛,5.,填埋气的利用,利用方式,最小填埋量,/10,6,t,甲烷最低,浓度,/%,要求,直接燃烧,20,适用于任何填埋场,作为燃气本地使用,10,35,填埋场外用户应在,3km,之内；场内使用适用于有较大能源需要的填埋场，特别是已经使用天然气的填埋场,内燃机发电,1.5,40,场内适用于有高耗电设备的填埋场；输入电网需要有接受方,燃气轮机发电,2.0,40,中等质量燃气,1.0,3050,燃气管道距填埋场较近且有接受气体能力,高质量燃气,1.0,95,进行严格的净化处理，燃气管道距填埋场较远且有接受气体能力,表 填埋气利用方式比较,八、填埋场封场及其综合利用,填埋场封场的目的：,减少雨水或其它外来水渗入垃圾堆体，减少渗滤液的产生量；,防止地表水被污染，避免垃圾扩散，促进垃圾堆体尽快稳定化；,控制填埋场气体和恶臭从填埋场无组织排放和散发造成空气污染，抑制病原菌及其传播媒体蚊蝇的繁殖和扩散；,避免有害固体废物直接与人接触；,防止水土流失；,提供一个可以进行景观美化的表面，提供植被生长的土壤，同时便于封场后填埋场的综合利用。,填埋场封场后还要继续进行填埋气体、渗滤液处理及环境与安全监测等运行管理，直至填埋堆体稳定。,层,主要功能,常用材料,备注,表土层,生长植物并保证植物根系不破坏下伏保护层和排水层，,具抗侵蚀能力。,可生长植物的土壤以及其他天然土壤,系统必须的基本层,可能需要地表排水设施,保护层,防止上部植物根系及挖洞动物对下层的破坏，减小或避免排水层的阻塞，维持稳定,细粒土等,系统的基本层,排水层,疏排下渗水，减小其对下部防渗层的水压力,砂砾石、土工网格、土工合成材料、土工布等,非系统的基本层，可当下渗水量多、渗透压力大时才考虑,防渗层,阻止下渗水进入填埋废物中，防止填埋气体逸出,压实粘土、柔性膜、人工改性防渗材料和复合材料,系统必须的基本层,调整层,控制,LFG,，将其导入收集设施进行处理或利用，同时可作支撑面。,粗粒物质等,非系统的基本层，可在废物产生大量填埋气体时才考虑,终场防渗系统,