固體廢棄物的最終處置學(xué)

固體廢棄物的最終處置學(xué)第1頁/共97頁一、處置概述1.處置要求

A.一般性要求

最大限度地使“廢物”遠(yuǎn)離人們正常生活的時(shí)、空環(huán)境，以防廢物對(duì)環(huán)境造成污染。

B.總的目標(biāo)

達(dá)到廢物中物質(zhì)的無害化。第2頁/共97頁2.處置方法分類陸地處置

地上：堆放。

地表：工程庫(kù)、貯存池。

地下：土地填埋。

地層：淺地層填埋。深井灌注。B.海洋處置

傳統(tǒng)海洋傾倒遠(yuǎn)洋焚燒第3頁/共97頁二、海洋處置海洋傾倒是將固體廢棄物直接投入海洋的一種處置方法。

理論依據(jù)海洋是一個(gè)龐大的廢物接收庫(kù)，對(duì)污染物具有無限的稀釋能力。第4頁/共97頁2.海洋焚燒是利用焚燒船在遠(yuǎn)海對(duì)固體廢棄物進(jìn)行焚燒處理。

理論基礎(chǔ)

燃燒產(chǎn)生的H2O、CO2、HCl、氮氧化物等，冷凝溶于水后，由于海水中的鹵水（鹵素元素F、Cl、Br、I化合物）較多，認(rèn)為是無影響的。

第5頁/共97頁三、深井灌注1.深井灌注

是指把液狀廢物注到地下與飲用水層隔開的可滲透層中的方法。2.適合處置的物種

難于破壞，難以轉(zhuǎn)化，不能利用其它方法處置或其它方法處置費(fèi)用高的固、液、氣體廢棄物。第6頁/共97頁四、土地填埋處置Landfilling1.概念

土地填埋是在堆放、填坑處置等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種最終處置技術(shù)，是一種綜合性的土工處置工程。2.土地填埋的特點(diǎn)

A.工藝簡(jiǎn)單。

B.適應(yīng)種類廣。

C.處理量特大。

D.成本低。第7頁/共97頁3.方法分類

A.按地形分

山間填埋峽谷填埋平地填埋廢棄礦填埋

第8頁/共97頁B.按填埋場(chǎng)狀態(tài)分

厭氧填埋好氧填埋準(zhǔn)好氧填埋C.按有關(guān)法規(guī)分

一般性固體廢棄物填埋工業(yè)固體廢棄物填埋

第9頁/共97頁D.從管理和控制水平方面分

a.惰性廢棄物填埋

把建筑廢石等惰性物質(zhì)簡(jiǎn)單地埋于地下。

b.衛(wèi)生土地填埋法Sanitarylandfill

以處理城市垃圾為主的土地填埋方法。

第10頁/共97頁c.工業(yè)廢棄物土地填埋法

適用于一般無害工業(yè)固體廢棄物的填埋。d.安全土地填埋法Securelandfill

以處理有害廢棄物的土地填埋方法（技術(shù)參考系數(shù)相對(duì)要求高）。e.淺地層填埋法

以處理低放射性物質(zhì)為主的填埋方法。

第11頁/共97頁4.Solidwastesfordisposal（應(yīng)該進(jìn)入填埋場(chǎng)的廢物）notrecycledthatremainafterprocessingataMRFthatremainafterrecoveryofconversionproductsand/orenergy第12頁/共97頁5.有關(guān)概念衛(wèi)生土地填埋是針對(duì)生活垃圾，在傳統(tǒng)的堆放基礎(chǔ)上，從保護(hù)環(huán)境免受二次污染和有益人類健康的角度出發(fā)，發(fā)展起來的一種較好的垃圾處理土工工程?！渡罾盥裎廴疚锟刂茦?biāo)準(zhǔn)》《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》B.填筑單元Cell

以每一天（一個(gè)工作日）為計(jì)算單位，內(nèi)容包括垃圾鋪散成40-75cm的溥層，壓實(shí)，上鋪15-30cm的土壤蓋層再壓實(shí)。第13頁/共97頁C.Dailycover（日覆土）:consistof6to12inchesofnativesoiloralternativematerialssuchascompostthatareappliedtotheworkingfacesofthelandfillattheendofeachoperatingperiod.

Thecoverfunctions:controlblowingdebrispreventvectorscontrolwaterseepage

第14頁/共97頁D.升層Lift

由填埋場(chǎng)內(nèi)同一層中的一系列相互銜接的填筑單元組成。E.Bench(terrace)平臺(tái):iscommonlyusedwheretheheightofthelandfillwillexceed50to75ft.Benchesareusedtomaintaintheslopestabilityofthelandfill,fortheplacementofsurfacewaterdrainagechannels,andforthelocationoflandfillgasrecoverypiping.第15頁/共97頁F.Finalcoverlayer（最終覆土）:isappliedtotheentirelandfillsurfaceafteralllandfillingoperationsarecomplete.Itusuallyconsistsofmultiplelayersofsoiland/orgeomembranematerialsdesignedtoenhancesurfacedrainage,interceptpercolatingwater,andsupportsurfacevegetation.第16頁/共97頁G.Landfillliners（襯里）:usuallyconsistoflayersofcompactedclayand/orgeomembranematerialdesignedtopreventmigrationoflandfillleachateandlandfillgas.H.衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)

由達(dá)到填埋最終設(shè)計(jì)高度的一個(gè)或多個(gè)升層及上覆90-120cm的土壤壓實(shí)后構(gòu)成。第17頁/共97頁Sectionalviewthroughasanitarylandfill第18頁/共97頁第19頁/共97頁Developmentandcompletionoflandfill:(a)Excavationandinstallationoflandfillliner(b)placementofsolidwasteinlandfill(c)cutawaythroughcompletedlandfill第20頁/共97頁填埋操作第21頁/共97頁第22頁/共97頁第23頁/共97頁第24頁/共97頁

ApplyFoamasDailyCoverMaterial第25頁/共97頁CompactionofPlacedWaste

CompactionofDailyCover第26頁/共97頁Environmentalmonitoring（環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）involvestheactivities,associatedwithcollectionandanalysisofwaterandairsamples,thatareusedtomonitorthemovementoflandfillgasesandleachateatlandfillsite.Landfillclosure（封場(chǎng)）:isthetermusedtodescribethestepsthatmustbetakentocloseandsecurealandfillsiteoncethefillingoperationhasbeencompleted.Postclosurecare（封場(chǎng)后管理）:referstotheactivitiesassociatedwiththelong-termmonitoringandmaintenanceofthecompletedlandfill(typically30to50years).第27頁/共97頁FinalCover

第28頁/共97頁6.衛(wèi)生填埋的具體方法好氧法可產(chǎn)生高溫（達(dá)60℃），能滅菌，減少浸出液，但需要不斷通風(fēng)加氧。B.準(zhǔn)好氧法類同好氧法，只是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，費(fèi)用相對(duì)低。C.厭氧法

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（就是一層層地埋），操作方便，施工費(fèi)用低，有條件可回收甲烷。…最常用，應(yīng)用廣。第29頁/共97頁7.ConcernswiththeLandfillingofSoldWaste（填埋場(chǎng)的環(huán)境問題）

landfillgasescauseodorlandfillgasescausegreenhouseeffectleachatepollutethegroundwaterorsurfacewaterbreedingofdiseasevectorshealthandenvironmentalimpactsassociatedwiththetracegases第30頁/共97頁8、填埋方法（1）溝槽法ExcavatedCell/TrenchMethod

采用在預(yù)先挖掘的溝槽內(nèi)填埋。一般，長(zhǎng)：30-40m

深：0.9-1.8m

寬：4.5-25m第31頁/共97頁第32頁/共97頁（2）.地面法

AreaMethod(Abovegroundmethod)

一般利用平地筑壩方式。一定注意周邊地形不要積水。

第33頁/共97頁第34頁/共97頁（3）峽谷法Canyon/depressionmethod

直接利用天然斜坡，利用采石場(chǎng)、露天礦、峽谷、盆地或其它類型洼地第35頁/共97頁第36頁/共97頁9、填埋操作（填埋結(jié)構(gòu)）（1）平坦地區(qū)

A.水平填埋

B.垂直填埋第37頁/共97頁第38頁/共97頁（2）丘陵、峽谷地區(qū)

A.順流填埋

B.逆流填埋

C.垂直填埋

第39頁/共97頁第40頁/共97頁§5-2衛(wèi)生填埋場(chǎng)的選址

第41頁/共97頁一、填埋場(chǎng)的選址

1.原則

A.能夠滿足防止環(huán)境污染的基本要求。

B.經(jīng)濟(jì)合理。

2.步驟

預(yù)選初選定點(diǎn)

3.具體影響因素

第42頁/共97頁A.垃圾屬性依據(jù)垃圾的來源、種類、性質(zhì)、數(shù)量等確定場(chǎng)地的規(guī)模。B.距離與方位應(yīng)位于城市的下風(fēng)向，距住宅建筑>500m，距公路<500m。C.使用年限一般為＞15-20年D.交通

要求全天候公路第43頁/共97頁E.土地征用比較經(jīng)濟(jì)，易征得。F.地形減少土方量，泄水能力強(qiáng)（不要洼地），易施工。G.土壤

要用大量層間土，取土要方便。H.水文條件

地下水位要盡量低，一般要求最下層垃圾要位于地下水面的上方1.5m以上。第44頁/共97頁二、場(chǎng)地的設(shè)計(jì)

1.場(chǎng)地的容量計(jì)算V…一年填埋的體積；W…垃圾產(chǎn)率kg/人.天；P…服務(wù)人口數(shù)（人）；D…填埋后廢棄物的壓實(shí)密度；C…覆土體積m3。注：a.考慮周圍土地的使用。

b.保留適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)…保險(xiǎn)系數(shù)。第45頁/共97頁§5-3滲濾液的收集與處理

第46頁/共97頁1.地下水保護(hù)系統(tǒng)WaterBalanceWaterenteringasprecipitationWaterenteringinsolidwaste-typicallyMSWis20%moistureWaterenteringincovermaterial.FieldCapacity(FC):6-12%forsands,23-31forclayloams.Waterconsumedintheformationofgas.waterleavingfrombelow(leachate)

waterlostaswatervapor

第47頁/共97頁2.浸出液（滲濾液）概述

A.

浸出液Leachate

是一種高濃度的有機(jī)廢水。

B.浸出液成分

a.低分子量的脂肪酸

b.腐殖質(zhì)類、高分子量的碳水化合物類

c.中分子量的灰黃酸類第48頁/共97頁C.浸出液的性質(zhì)a.色、味茶色、暗褐色，有較濃的腐敗臭味。b.pH

填埋初期6-7，逐步變?yōu)?-8。c.BOD5

逐步上升，一般6個(gè)月－2.5年可達(dá)到高峰期；6-15年可轉(zhuǎn)入安定期。第49頁/共97頁d.COD

初期低于BOD5，隨后由于BOD5下降的快，所以COD大于BOD5。一般認(rèn)為

BOD5/COD=0.5，浸出液易被生物降解。

BOD5/COD<0.3，浸出液難被生物降解。e.TOC

一般認(rèn)為265-2800mg/l；初期BOD5/TOC值高，隨后下降而趨于穩(wěn)定。f.溶解總固體初期可達(dá)10000mg/l，一般6-24個(gè)月可達(dá)高峰，隨后趨于平穩(wěn)。

第50頁/共97頁第51頁/共97頁3.浸出液的控制

a.分離分隔措施人工襯墊法

第52頁/共97頁Single-compositeliner第53頁/共97頁Double-compositeliner第54頁/共97頁襯里材料1.無機(jī)材料天然粘土、水泥等2.有機(jī)材料瀝青、橡膠、聚乙稀、聚氯乙稀等3.襯里施工設(shè)計(jì)垃圾／過濾層／主襯里／輔助襯里／粘土／天然土壤。第55頁/共97頁WeldingSheetsofHDPEGeomembraneforLandfillLiner

第56頁/共97頁b.浸出液的收集匯流系統(tǒng)（導(dǎo)流層、導(dǎo)流溝和收集管）輸送系統(tǒng)（集水池、提升管、潛水泵、輸送管、調(diào)節(jié)池）

導(dǎo)流層由粗沙礫、卵石組成坡度大于2%導(dǎo)流層與廢物之間設(shè)土工布，避免細(xì)顆粒堵塞導(dǎo)流層第57頁/共97頁導(dǎo)流溝與收集管導(dǎo)流溝分主溝和支溝，主溝位于場(chǎng)底中軸線上相應(yīng)地導(dǎo)流管分干管(≥250mm)和支管(≥200mm)

，開孔率2~5%集水池及提升系統(tǒng)集水池位于壩前最低洼處，用沙礫、卵石堆填支撐廢物荷載提升系統(tǒng)包括提升管和潛水泵，提升管采用斜管，潛水泵安放在貼近池底部位第58頁/共97頁調(diào)節(jié)池既起到對(duì)滲濾液初步處理作用，又起到調(diào)節(jié)滲濾液水質(zhì)、水量作用多采用地下式、半地下式第59頁/共97頁4.滲出液的處理處置

屬于水處理范疇。合并處理將滲濾液直接或預(yù)處理后引入城市污水處理廠處理前提條件：距離、滲濾液量單獨(dú)處理土地法、生物法、物化法第60頁/共97頁單獨(dú)處理土地處理主要是利用土壤中微生物的降解作用使?jié)B濾液中的有機(jī)物和氨氮轉(zhuǎn)化，通過土壤中有機(jī)物和無機(jī)膠體的吸附、絡(luò)合等作用去除滲濾液中懸浮固體和溶解成分，通過蒸發(fā)作用減少滲濾液量填埋場(chǎng)回灌處理系統(tǒng)、土壤植物處理系統(tǒng)生物處理好氧生物處理、厭氧生物處理、厭氧與好氧相結(jié)合物化處理用于處理老齡滲濾液混凝沉淀、化學(xué)氧化、吸附、膜分離、氨氮吹脫、過濾第61頁/共97頁ManagementOptions（滲濾液的處理）LeachateRecyclingLeachateEvaporating

LeachateTreatmentBiological:Anaerobic,Aerobic,ActivatedSludgeChemical:Coagulation,OxidationDischargetowastewatertreatmentplant第62頁/共97頁第63頁/共97頁VerticalWellsforLeachateIntroduction第64頁/共97頁§5-4氣體的收集與處理第65頁/共97頁1.氣體的生成

初期（數(shù)天后）就會(huì)產(chǎn)生：CO2、H2O、NH3；稍晚就會(huì)產(chǎn)生CH4等。其中后期CH4占30-70％，CO2占15-30％。產(chǎn)氣公式為：

G…氣體產(chǎn)生量（L）；Cg…可能分解（氣化）的有機(jī)炭量（g）；C…有機(jī)物中的炭量（g）。第66頁/共97頁Composition

（填埋氣組成）typicalconstituentsfoundinlandfillgas第67頁/共97頁GenerationofPrincipalGases（填埋的五個(gè)階段）PhaseI-InitialAdjustment（初始期）-aerobicphasePhaseII–Transition（過渡期）-goinganaerobic,pHofleachatewilldrop.PhaseIII–Acid（酸化期）hydrolysisacidogenesis PhaseIV-MethaneFermentation（甲烷發(fā)酵期）PhaseV–Maturation（熟化期）第68頁/共97頁被動(dòng)集氣系統(tǒng)

2.氣體的收集及利用特點(diǎn)：無需外加動(dòng)力系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少；適于垃圾填埋量小、填埋深度淺、產(chǎn)氣量低的小型垃圾填埋場(chǎng)。被動(dòng)集氣系統(tǒng)包括排氣井、水平管道等設(shè)施。排氣井水平集氣管第69頁/共97頁第70頁/共97頁主動(dòng)集氣系統(tǒng)

特點(diǎn)：需要配備抽氣動(dòng)力系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，投資較大；適于大、中型垃圾填埋場(chǎng)氣體的收集。主動(dòng)集氣系統(tǒng)包括抽氣井、集氣輸送管道、抽風(fēng)機(jī)、冷凝液收集裝置組成。抽氣井集氣輸送管道抽風(fēng)機(jī)及冷凝液收集裝置第71頁/共97頁2、主動(dòng)集氣系統(tǒng)

3.填埋氣體凈化技術(shù)填埋氣體收集系統(tǒng)計(jì)量閥加壓緩沖罐脫水器脫硫器脫水器儲(chǔ)氣罐穩(wěn)壓罐計(jì)量閥安全閥回收利用氣體燃燒器第72頁/共97頁第73頁/共97頁Flaresystem第74頁/共97頁Flaresystem第75頁/共97頁§5-5封場(chǎng)后的管理第76頁/共97頁1.ClosureandPostclosurecare（封場(chǎng)及封場(chǎng)后的管理

Closure（封場(chǎng)）DevelopmentofLong-TermClosurePlanCoverandlandscapedesignControloflandfillgasesCollectionandtreatmentofleachateEnvironmentalmonitoringsystems第77頁/共97頁P(yáng)ostclosureCare

（封場(chǎng)后的管理）RoutineinspectionsIntra-structuremaintenanceEnvironmentalmonitoringsystems第78頁/共97頁2、EnvironmentalQualityMonitoring（環(huán)境監(jiān)測(cè)）

1.VadoseZone(滲流區(qū))Monitoringliquidmonitoring-detectanyleakageofleachatefromthebottomofalandfillgasmonitoring-detectthelateralmovementofgas.2.GroundwaterMonitoringNH3-N,COD,Cl-,SO4-2,HM(Cu,Pb),pH3.AirQualityMonitoringAmbientAirQuality-gasesleakingfromthelandfillintothesurroundingair.ExtractedLandfillGases-lookingfortraceconstituentsOffGasesfromTreatmentandProcessingFacilities第79頁/共97頁第80頁/共97頁1、填埋場(chǎng)貯存設(shè)施第81頁/共97頁滲濾液導(dǎo)排設(shè)施第82頁/共97頁雨水導(dǎo)排設(shè)施第83頁/共97頁集排氣設(shè)施第84頁/共97頁其它附屬設(shè)施——攤平壓實(shí)機(jī)械第85頁/共97頁2、輔助設(shè)施進(jìn)出道路第86頁/共97頁滲濾液處理設(shè)施第87頁/共97頁