固体废物土地处理与处置.ppt

第八章第八章 固体废物土地处理与处置固体废物土地处理与处置 简易填埋卫生填埋场图图8-1重庆长生桥垃圾填埋场重庆长生桥垃圾填埋场图图8-2广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场(施工中施工中)卫生填埋场卫生填埋场图图8-3 深圳下坪深圳下坪垃圾填埋场垃圾填埋场二、填埋处置的基本要素二、填埋处置的基本要素主要包括填埋场、辅助设施主要包括填埋场、辅助设施1、填埋场、填埋场贮存设施贮存设施渗滤液导排设施渗滤液导排设施雨水导排设施雨水导排设施防渗系统设施防渗系统设施生活垃圾生活垃圾渗滤液收集层渗滤液收集层土工膜土工膜保护层保护层地下水收集层地下水收集层地基地基集排气设施集排气设施2、辅助设施、辅助设施进出道路进出道路摊平压实机械摊平压实机械渗滤液储存设施渗滤液储存设施渗滤液处理设施渗滤液处理设施填埋气体处理设施填埋气体处理设施第二节第二节 卫生填埋处置卫生填埋处置 一、卫生填埋场的选址一、卫生填埋场的选址1、选址依据、选址依据选址要符合城市总体规划、环境卫生专业规划、环境规划选址要符合城市总体规划、环境卫生专业规划、环境规划选址要满足以下标准选址要满足以下标准生活垃圾填埋污染物控制标准生活垃圾填埋污染物控制标准生活垃圾卫生填埋技术规范生活垃圾卫生填埋技术规范城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准2、选址遵循的原则、选址遵循的原则 以以合合理理的的技技术术经经济济方方案案，尽尽量量少少的的投投资资，达达到到最最理理想想的经济效益，实现保护环境的目的。的经济效益，实现保护环境的目的。场场地地位位置置的的选选择择：应应在在城城市市工工农农业业发发展展规规划划区区、风风景景规规划划区区、自自然然保保护护区区、供供水水水水源源保保护护区区和和供供水水远远景景规规划区之外；应具备较有利的交通条件。划区之外；应具备较有利的交通条件。场场地地地地形形地地貌貌：其其地地形形坡坡度度起起伏伏变变化化小小；应应有有利利于于填填埋埋场场施施工工和和其其他他配配套套建建筑筑设设施施的的布布置置；填填埋埋库库容容足足够够大大，满满足足使使用用年年限限要要求求；应应将将场场地地施施工工土土石石方方量量减减至至最小。最小。2、选址遵循的原则、选址遵循的原则对对地地表表水水域域的的保保护护：场场址址区区须须在在百百年年一一遇遇的的地地表表水水域域的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。对对场场地地水水文文地地质质的的要要求求：场场地地基基础础应应位位于于地地下下水水最最高高水水位位标标高高1m以以上上及及地地下下水水主主要要补补给给区区范范围围之之外外；场场地地应位于地下水强迳流带之外；应位于地下水强迳流带之外；2、选址遵循的原则、选址遵循的原则 对对居居民民区区的的影影响响：场场址址至至少少应应位位于于居居民民区区500m以以外外，运运输输或或作作业业期期间间的的有有害害废废物物或或恶恶臭臭噪噪声声等等不不应应影影响响居居民区，并应在建场前做好环评。民区，并应在建场前做好环评。对对场场地地地地质质条条件件的的要要求求：场场址址应应选选在在透透水水性性弱弱的的松松散散岩岩层层或或坚坚硬硬岩岩层层的的基基础础上上，其其K10-7cm/s或或致致密密火火成成岩岩为为宜宜），并并具具有有一一定定厚厚度度。应应避避开开强强透透水水的的地地带带（断断裂裂带带、褶褶皱皱带带、岩岩溶溶发发育育带带废废弃弃矿矿区区及及坍坍陷陷区区）或河谷区等。或河谷区等。2、选址遵循的原则、选址遵循的原则 对填埋场防渗层和导流层材料的要求：应尽量就地取对填埋场防渗层和导流层材料的要求：应尽量就地取材，并应有充足的可采量和较好的质量来保证填埋场材，并应有充足的可采量和较好的质量来保证填埋场的施工要求。的施工要求。对对场场地地使使用用面面积积的的要要求求：场场址址应应选选择择具具充充足足的的可可使使用用面面积积的的地地方方，以以利利于于满满足足废废物物综综合合处处理理长长远远发发展展规规划划的需要。的需要。二、渗滤液的收集与处理二、渗滤液的收集与处理渗滤液：渗滤液：指废物在填埋或堆放过程中因有机物分解指废物在填埋或堆放过程中因有机物分解产生的水、废物中的游离水、降水、径流及地下水产生的水、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入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水（一）渗滤液产生特征（一）渗滤液产生特征渗滤渗滤液特液特征征有机污染物浓度高有机污染物浓度高氨氮含量较高氨氮含量较高磷含量偏低磷含量偏低金属离子含量较高金属离子含量较高溶解性固体含量较高溶解性固体含量较高色度高，有臭味色度高，有臭味水质历时变化大水质历时变化大填埋场渗滤液的主要成分填埋场渗滤液的主要成分（二）渗滤液收集系统（二）渗滤液收集系统1、收集系统功能、收集系统功能是将填埋场产生渗滤液汇聚收集，通过输水管、集水池等是将填埋场产生渗滤液汇聚收集，通过输水管、集水池等输送至处理设施，避免渗滤液在填埋场内长时间蓄积输送至处理设施，避免渗滤液在填埋场内长时间蓄积渗滤液蓄积带来的问题渗滤液蓄积带来的问题使更多废物浸在水中，有害物质浸出加剧使更多废物浸在水中，有害物质浸出加剧静压力增加，增大水平防渗系统失效风险静压力增加，增大水平防渗系统失效风险废物含水过量，影响填埋场稳定性废物含水过量，影响填埋场稳定性（二）渗滤液收集系统（二）渗滤液收集系统2、收集系统构成、收集系统构成汇流系统（汇流系统（导流层、导流沟和收集管导流层、导流沟和收集管）输送系统（输送系统（集水池、提升管、潜水泵、输送管、调节池集水池、提升管、潜水泵、输送管、调节池）(1)导流层导流层由粗沙砾、卵石组成由粗沙砾、卵石组成坡度大于坡度大于2%导流层与废物之间设土工布，避免细颗粒堵塞导流层导流层与废物之间设土工布，避免细颗粒堵塞导流层(2)导流沟与收集管导流沟与收集管导流沟分主沟和支沟，主沟位于场底中轴线上导流沟分主沟和支沟，主沟位于场底中轴线上相应地导流管分干管相应地导流管分干管(250mm)和支管和支管(200mm)，开，开孔率孔率25%渗滤液收集沟详图60cm15cm60cm30cm渗滤液收集管排水层衬层过滤纤维4cm水洗砾石60cm渗滤液收集管三、三、填埋场防渗系统填埋场防渗系统功能：功能：1）防止渗滤液和填埋气体污染环境；）防止渗滤液和填埋气体污染环境；2）防止地下水、降水、地表水进入填埋区。）防止地下水、降水、地表水进入填埋区。类型：类型：1）水平防渗系统；）水平防渗系统；2）垂直防渗系统。）垂直防渗系统。（一）概述（一）概述1.衬层材料衬层材料v类型：类型：1）无机材料）无机材料粘土、粘土粘土、粘土-水泥膨润土改良型等。水泥膨润土改良型等。2）有机材料）有机材料沥青、橡胶、聚乙烯等。沥青、橡胶、聚乙烯等。v天然粘土作防渗衬层分析天然粘土作防渗衬层分析 优点：经济、易得、施工方便；优点：经济、易得、施工方便；弱点：弱点：其含水率和压实度对渗透性影响大；其含水率和压实度对渗透性影响大；压实粘压实粘土易因干燥、冻融使渗透性提高；土易因干燥、冻融使渗透性提高；易受垃圾中化学物易受垃圾中化学物质（酸碱成分、极性分子）影响而增大渗透性。质（酸碱成分、极性分子）影响而增大渗透性。C 特点：特点：防渗性能强（防渗性能强（K10K10-12-12cm/scm/s）；）；化学稳定性好，化学稳定性好，抗腐蚀性能强；抗腐蚀性能强；机械强度高；机械强度高；技术成熟，便于施工；技术成熟，便于施工；气候适应性强、耐低温；气候适应性强、耐低温；与粘土有很强的互补性；与粘土有很强的互补性；性能价格相对合理。性能价格相对合理。铺设基本要求：铺设基本要求：填埋场底距地下水位填埋场底距地下水位2m2m以上；至少场底基以上；至少场底基础层标高高于地下水位。础层标高高于地下水位。柔性膜：有多种材料（详见柔性膜：有多种材料（详见P256 表表8-2）2.水平防渗系统设计水平防渗系统设计生活垃圾卫生填埋场防渗衬层结构图2.水平防渗系统设计水平防渗系统设计水平防渗系统的构成：水平防渗系统的构成：1）过滤层过滤层 作用是保护排水层，防止垃圾在其中积聚，作用是保护排水层，防止垃圾在其中积聚，造成排水系统阻塞；造成排水系统阻塞；2）排水层）排水层作用是及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对作用是及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对防渗层的压力；防渗层的压力；3）保护层）保护层功能是防止防渗层受到外界影响而破坏；功能是防止防渗层受到外界影响而破坏；4）防渗层）防渗层功能是防止渗滤液外迁及地下水流入。功能是防止渗滤液外迁及地下水流入。铺设防渗膜土工布土工布（涤纶土工布，无纺土工布）（涤纶土工布，无纺土工布）图8-7 广东省从化市垃圾卫生填埋场图8-8 建设中青岛市小润西生活垃圾卫生填埋场四、四、填埋过程及管理填埋过程及管理1 1）卸卸料料：可可通通过过过过渡渡/卸卸料料平平台台（填填坑坑法法），也也可可直直接接卸卸料（倾斜面作业法）；料（倾斜面作业法）；2 2）推铺：垃圾推铺厚度）推铺：垃圾推铺厚度30-60cm30-60cm，再行压实；，再行压实；3 3）压压实实：填填埋埋作作业业的的一一道道重重要要工工序序。作作用用是是增增加加有有效效库库容容，延延长长填填埋埋场场使使用用年年限限；防防止止垃垃圾圾坍坍塌塌，减减少少或或阻阻止止填填埋埋场场的的不不均均匀匀沉沉陷陷；减减少少垃垃圾圾空空隙隙率率，有有利利厌厌氧氧环环境境形形成成，降降低低外外水水入入渗渗及及蝇蝇蛆蛆孳孳生生；有有利利填填埋埋机机械械在垃圾层上的移动作业。在垃圾层上的移动作业。4 4）覆覆土土：分分日日覆覆土土、中中间间覆覆土土和和最最终终覆覆土土，其其功功能能各各异异，对覆盖材料的要求也不尽相同。对覆盖材料的要求也不尽相同。无论何种填埋方法，均主要由以下四步构成无论何种填埋方法，均主要由以下四步构成:一、填埋工艺一、填埋工艺、填填埋埋操操作作：填填埋埋废废物物按按单单元元从从压压实实表表面面开开始始向向外外（0.3-0.6m后后为为一一层层）向向上上堆堆放放的的过过程程。一一个个作作业业期期构构成成一一个个填填埋埋单单元元(filling cell)，其其高高度度2-3米米，面面积积5-1010-20m2。每每日日填填埋埋操操作作终终了了时时，需需铺铺0.15-0.3m后的天然土或其他覆盖材料（日覆土层）。后的天然土或其他覆盖材料（日覆土层）。填埋方法填埋方法构筑单元构筑单元升层升层填埋场剖面图填埋场剖面图 BACK图6-2 卫生填埋场封场示意图组组成成：土土地地恢恢复复层层（表表层层）和和密密封封层层（包包括括保保护护层层、排排水水层、防渗层、排气层，见图层、防渗层、排气层，见图6-26-2 终场覆盖终场覆盖二、二、危险废物的填埋处置技术危险废物的填埋处置技术 1、共处置（与生活垃圾混合填埋，、共处置（与生活垃圾混合填埋，已被禁止已被禁止）2、单组分处置（采用填埋场处置物理、化学形态相同的危、单组分处置（采用填埋场处置物理、化学形态相同的危险废物）险废物）3、多组分处置（混合处置，、多组分处置（混合处置，废物之间不发生反应废物之间不发生反应）4、预处理后再处置（不适合直接填埋，需预处理，固化、预处理后再处置（不适合直接填埋，需预处理，固化/稳定化）稳定化）三、危险废物入场要求三、危险废物入场要求 1、可直接入场填埋的废物（按表可直接入场填埋的废物（按表9-1要求）要求）2、需经预处理后方能入场填埋的废物需经预处理后方能入场填埋的废物 a.按表按表9-1要求要求 b.具有反应性、易燃性废物具有反应性、易燃性废物 c.含水率高于含水率高于85%的废物；液体废物的废物；液体废物3、禁止填埋的废物禁止填埋的废物 a.医疗废物医疗废物 b.与衬层具有不相容性反应的废物与衬层具有不相容性反应的废物五、五、填埋气体的收集与利用填埋气体的收集与利用1、填埋气体的产生过程、填埋气体的产生过程填埋垃圾孔隙中含大量空气，使垃圾首先进填埋垃圾孔隙中含大量空气，使垃圾首先进行好氧分解，时间长短取决于好氧分解速度行好氧分解，时间长短取决于好氧分解速度好氧分解阶段好氧分解阶段厌氧分解不产甲烷阶段厌氧分解不产甲烷阶段（产酸阶段）（产酸阶段）厌氧分解产甲烷阶段厌氧分解产甲烷阶段填埋场稳定阶段填埋场稳定阶段复复杂杂有有机机物物在在胞胞外外酶酶作作用用下下水水解解生生成成简简单单有有机机物物,并并由由胞胞内内酶酶分分解解为为乙乙酸酸、丙丙酸酸、丁丁酸酸、乳乳酸酸等等,并并产产生生氢氢气气和和二二氧氧化化碳碳，进一步在产氢产乙酸菌作用下生成乙酸进一步在产氢产乙酸菌作用下生成乙酸产甲烷菌将乙酸转化为甲烷，甲烷产甲烷菌将乙酸转化为甲烷，甲烷:二二氧化碳氧化碳=1.21.5多数有机物已降解，填埋气体产生速率下降多数有机物已降解，填埋气体产生速率下降好氧至厌氧过渡阶段好氧至厌氧过渡阶段硝酸盐、硫酸盐作为电子受体被还原为氮气、硝酸盐、硫酸盐作为电子受体被还原为氮气、硫化氢硫化氢填埋场气体的组成填埋场气体的组成填填埋埋场场的的主主要要气气体体是是填填埋埋废废物物中中的的有有机机组组分分通通过过生生化化分分解解所所产产生生，其其中中主主要要含含有有氨氨、二二氧氧化化碳碳、一一氧氧化化碳碳、氢氢、硫硫化化氢氢、甲甲烷烷、氮氮和和氧氧等等。它它的的典典型型特特征征为为：温温度度达达1652，相相对对密密度度约约1.021.06，为为水水蒸蒸气气所饱和，高位热值在所饱和，高位热值在1563019537kJ/m3。2、填埋气体对环境的影响、填埋气体对环境的影响爆炸和火灾，甲烷爆炸极限爆炸和火灾，甲烷爆炸极限5%15%影响水环境，二氧化碳进入地下水使影响水环境，二氧化碳进入地下水使pH下降下降影响大气环境，甲烷造成的温室效应是二氧化碳的影响大气环境，甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍，城市垃圾产生的甲烷量占倍，城市垃圾产生的甲烷量占618%1、化学计量法化学计量法（二）填埋气体产气量计算（二）填埋气体产气量计算理论产气量、实际产气量理论产气量、实际产气量可由废物的有机组分在厌氧条件下完全分解的反应方程可由废物的有机组分在厌氧条件下完全分解的反应方程式计算理论产甲烷量式计算理论产甲烷量CaHbOcNd+(a-0.25b-0.5c+0.75d)H2O(0.5a+0.125b-0.25c-0.375d)CH4+(0.5a-0.125b+0.25c+0.375d)CO2+dNH3计算过程举例详见第五章计算过程举例详见第五章1、被动集气系统、被动集气系统（三）填埋气体的收集（三）填埋气体的收集特点：无需外加动力系统，结构简单，投资少；适于垃圾特点：无需外加动力系统，结构简单，投资少；适于垃圾填埋量小、填埋深度浅、产气量低的小型垃圾填埋场。填埋量小、填埋深度浅、产气量低的小型垃圾填埋场。被动集气系统包括排气井、水平管道等设施。被动集气系统包括排气井、水平管道等设施。排气井水平集气管2、主动集气系统、主动集气系统（三）填埋气体的收集（三）填埋气体的收集特点：需要配备抽气动力系统，结构相对复杂，投资较大；特点：需要配备抽气动力系统，结构相对复杂，投资较大；适于大、中型垃圾填埋场气体的收集。适于大、中型垃圾填埋场气体的收集。主动集气系统包括抽气井、集气输送管道、抽风机、冷凝主动集气系统包括抽气井、集气输送管道、抽风机、冷凝液收集装置组成。液收集装置组成。抽气井抽气井集气输送管道集气输送管道抽抽风风机机及及冷冷凝凝液收集装置液收集装置3、主动集气系统、主动集气系统（四）填埋气体净化技术（四）填埋气体净化技术填填埋埋气气体体收集系统收集系统计计量量阀阀加加压压缓缓冲冲罐罐脱脱水水器器脱脱硫硫器器脱脱水水器器储储气气罐罐稳稳压压罐罐计计量量阀阀安安全全阀阀回收利用回收利用气气 体体 燃燃 烧烧器器六、六、填埋场封场管理填埋场封场管理封场管理封场管理维护封场后的填埋场安全运行维护封场后的填埋场安全运行 1、制定并开展视察填埋场的方案。以便能够对填埋场封场后、制定并开展视察填埋场的方案。以便能够对填埋场封场后的综合条件进行定期巡察，尽早发现问题、解决问题，确保的综合条件进行定期巡察，尽早发现问题、解决问题，确保场地安全。场地安全。2、做好基础设施维护。包括地表水排放设施、填埋气和、做好基础设施维护。包括地表水排放设施、填埋气和渗滤液收集处理设施、填埋场地表梯度。还要对填埋场渗滤液收集处理设施、填埋场地表梯度。还要对填埋场常用机械设备进行定期检修，以免出现突发事故时设备常用机械设备进行定期检修，以免出现突发事故时设备无法正常使用无法正常使用3、对垃圾场内及周边环境进行环境监测，直至填埋堆体稳、对垃圾场内及周边环境进行环境监测，直至填埋堆体稳定。监测范围包括：定。监测范围包括：（1）填埋气监测。主要监测集气井口）填埋气监测。主要监测集气井口CH4浓度浓度（2）渗滤液监测。监测项目有）渗滤液监测。监测项目有 SS、CODcr、BOD5、大肠、大肠菌值，每季度监测菌值，每季度监测1次次（3）地下水监测。地下水监测位置有本底监测井、污染扩）地下水监测。地下水监测位置有本底监测井、污染扩散监测井和污染监测井。监测项目有散监测井和污染监测井。监测项目有pH、嗅味、总硬度、嗅味、总硬度、硫酸盐、氯化物、挥发酚、砷、汞、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、硫酸盐、氯化物、挥发酚、砷、汞、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铜、锌、铅、铬、细菌总数、大肠菌值等。每季度监测铜、锌、铅、铬、细菌总数、大肠菌值等。每季度监测1次次4、填埋堆体达到稳定安全期，可进行土地再利用，使用前、填埋堆体达到稳定安全期，可进行土地再利用，使用前应做出场地鉴定和使用规划应做出场地鉴定和使用规划 思考题思考题 1.1.填埋场选址总的原则是什么？填埋场选址总的原则是什么？2.2.现代填埋场的建造及运行包括哪些具体步骤？现代填埋场的建造及运行包括哪些具体步骤？3.3.简述填埋场水平防渗系统的类型和特点？简述填埋场水平防渗系统的类型和特点？4.4.填埋场库容的确定需要考虑哪些因素？填埋场库容的确定需要考虑哪些因素？5.5.简述危险废物的入场要求。简述危险废物的入场要求。6.6.试述现代填埋场的处理功能及其机理。试述现代填埋场的处理功能及其机理。土土工工布布（涤涤纶纶土土工工布布，无无纺纺土土工工布布）又又称称土土工工织织物物，它它是是由由合合成成纤纤维维通通过过针针刺刺或或编编织织而而成成的的透透水水性性土土工工合合成成材材料料。成成品品为为布布状状，一一般般宽宽度度为为4-6米米，长长度度为为50-100米米。具具有有优优秀秀的的过过滤滤、隔隔离离、加加固固防防护护作作用用、抗抗拉拉强强度度高高、渗渗透透性性好好、耐耐高高温温、抗抗冷冷冻冻、耐耐老老化、耐腐蚀。化、耐腐蚀。