固體廢物污染控制工程固體廢物的最終處置技術(shù)

固體廢物污染控制工程固體廢物的最終處置技術(shù)第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四目錄一、固體廢物的地質(zhì)處置（一）固體廢物處置的基本原理和處置原則（二）地質(zhì)處置的防護(hù)性能（三）陸地處置的基本方法二、土地填埋場的基本構(gòu)造和類型

(一)自然衰減型填埋場（二）全封閉型填埋場（三）半封閉型填埋場三、滲濾液的產(chǎn)生及控制（一）滲濾液的組成及特征（二）滲濾液的來源（三）控制滲濾液產(chǎn)生量的工程措施第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（四）滲濾液產(chǎn)生量計算（五）滲濾液的處理方法（六）滲濾液處理方法的選擇四、填埋場氣體的產(chǎn)生與控制（一）填埋場氣體組成特征（二）填埋場氣體的產(chǎn)生方式（三）填埋場氣體的運(yùn)動（四）填埋場氣體處理系統(tǒng)（五）填埋場氣體利用技術(shù)第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四杭州天子嶺廢棄物處理場占地48公頃，全場由垃圾填埋庫區(qū)、污水收集處理系統(tǒng)、地下水防污染系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測站、沼氣發(fā)電廠、地磅計量系統(tǒng)和生活區(qū)等組成。填埋總?cè)萘?00萬立方米，使用年限13年，1991年4月投入使用。日平均處理量2450噸，最高達(dá)3500噸。填埋區(qū)第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四一、固體廢物的地質(zhì)處置（一）固體廢物處置的基本原理和處置原則

1.廢物處置過程中污染物的釋放與遷移

固體廢物中的污染物具有遲滯性，但在長期的地質(zhì)處置過程中，因一系列相互關(guān)聯(lián)的物理、化學(xué)和生物的作用，導(dǎo)致污染物不斷釋放出來進(jìn)入環(huán)境。第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（1）廢物在處置過程的反應(yīng)生物反應(yīng)：可降解有機(jī)物通過生物反應(yīng)被轉(zhuǎn)化為CO2，CH4、NH3，H2S等化學(xué)反應(yīng)（處置場的主要化學(xué)反應(yīng)包括）A、溶解/沉淀：廢物中原有的或經(jīng)生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的可溶性物質(zhì)。因雨水等進(jìn)入處置場的廢物層而溶解，產(chǎn)生高濃度有機(jī)物和高鹽分濃度的滲濾液。而滲濾液中的某些鹽類，固pH值變化等原因又會產(chǎn)生沉淀反應(yīng)。B、吸附/解吸：處置場產(chǎn)生的某些揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物，以及滲瀘液中的有機(jī)和無機(jī)污染物，會被處置的固體廢物和土壤吸附；而在某些條件下，也會發(fā)生解吸作用。使污染物進(jìn)入氣體或液體。C、脫鹵/降解：有機(jī)化合物的脫鹵皮、水解、化學(xué)降解。D、氧化還原作用：金屬和金屬鹽第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四物理反應(yīng)A、蒸發(fā)/氣化：廢物中的水分、揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物通過蒸發(fā)、氣化轉(zhuǎn)入氣體中；B、沉降/懸?。簼B瀘液中的膠體物質(zhì)，因重力的作用沉降或懸??；C、擴(kuò)散/遷移：如氣體在處置場中的橫向擴(kuò)散和向周圍環(huán)境的釋放；滲瀘液的遷移或滲入覆土的下層。第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（2）污染物釋放、遷移途徑當(dāng)降雨和地表水通過滲透進(jìn)入處置區(qū)時，污染物溶解產(chǎn)生滲濾液，而廢物在達(dá)到穩(wěn)定化之前，含污染物的氣體會不斷釋放到環(huán)境中。從處置場釋放到環(huán)境中的滲瀘液和氣體污染物經(jīng)遷移轉(zhuǎn)化造成水體污染、空氣污染和土壤污染。第9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.固體廢物的處置原則1）區(qū)別對待、分類處置、嚴(yán)格管理的原則。根據(jù)固體廢物對環(huán)境的危害程度和危害時間長短可分為六類：A、對環(huán)境無有害影響的惰性固體廢物：如建筑垃圾。B、對環(huán)境有輕微、暫時影響的SW：如礦業(yè)固廢、電廠粉煤灰、鋼渣。C、在一定的時間內(nèi)對環(huán)境有較大影響的SW：如城市生活垃圾。D、在較長時間內(nèi)對環(huán)境有較大影響的SW：大部分工業(yè)固體廢物。E、在很長時間內(nèi)對環(huán)境有嚴(yán)重影響的SW：如危險廢物，含有特殊化學(xué)物質(zhì)的SW。F、在很長時間內(nèi)對環(huán)境和人體健康有嚴(yán)重影響的廢物，易溶難分解、易爆、放射性廢物。應(yīng)根據(jù)不同廢物的危害程度與特性，區(qū)別對待、分類管理。如此，既可有效控制主要污染危害，又能降低處置費(fèi)用。第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）將危險廢物與生物圈相隔離的原則3）集中處置原則SW實行集中處置，既可節(jié)省人力、物力、財力，利于管理，也是有效控制乃至消除危險廢物污染危害的重要技術(shù)手段。那么如何才能使所處置的廢物及產(chǎn)生的污染物與環(huán)境相隔離呢？第11頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四3.多重屏障原理要完全做到廢物與環(huán)境相隔離，阻斷廢物與環(huán)境相聯(lián)系的通道，絕對不讓環(huán)境中水分等物質(zhì)進(jìn)入處置場，從而產(chǎn)生滲瀘液和廢氣；然后再阻止產(chǎn)生的滲瀘液和氣體釋放到環(huán)境中。但是，這是非常困難的，幾乎是不可能的。我們所能做的工作只能是：采用各種天然的或工程的措施：1）將聯(lián)系固體廢物與環(huán)境的通道數(shù)量減至最少，也就是將環(huán)境中滲入處置場內(nèi)的水分減至合適的限度。2）盡可能將處置場內(nèi)污染物與環(huán)境相聯(lián)系的通道降到最小，使污染物釋放的速度減至最少。為此目的，利用天然環(huán)境地質(zhì)條件而采取的措施，稱為天然防護(hù)屏障。采取的工程措施稱為工程防護(hù)屏障。第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四1）廢物屏障系統(tǒng)根據(jù)SW的性質(zhì)進(jìn)行處理，包括固化或惰性化處理，以減輕廢物的毒性或減少滲瀘液中有害物質(zhì)的濃度。2）密封屏障系統(tǒng)利用人為的工程措施將廢物封閉，使廢物的滲瀘液盡量少地突破密封屏障，而向外溢出。3）地質(zhì)屏障系統(tǒng)地質(zhì)屏障系統(tǒng)包括場地的地質(zhì)基礎(chǔ)、外圍和區(qū)域綜合地質(zhì)技術(shù)條件。第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四良好的地持的地質(zhì)屏障系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）土壤和巖層較厚、密度高、均質(zhì)性好、滲透性低，含有對污染物吸附能力強(qiáng)的礦物成分。（2）與地表水和地下水的動力聯(lián)系較少，可減少地下水的入浸量和滲瀘液進(jìn)入地下水的滲流量。（3）從長遠(yuǎn)上講，能避免或降低污染物的釋出速本。如果地質(zhì)屏障系統(tǒng)優(yōu)良，對廢物有足夠強(qiáng)的防護(hù)能力，則可減化“廢物屏障系統(tǒng)”和“密封屏障系統(tǒng)”的技術(shù)措施。第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（二）地質(zhì)處置的防護(hù)性能若要對地質(zhì)屏障的防護(hù)能力做出評價，首先要了解處置場釋放出的污染物在地質(zhì)介中的遷移速度和去除機(jī)制。1）土壤的滲透性及水通量土壤的滲透性是指空氣或水通過土壤的難易程度。滲透性通常用水通量q來表示，水通量指單位時間流過的距離，即水通過地質(zhì)介質(zhì)的流動通量。q＝Ki

（1）式（1）稱為達(dá)西公式，q——達(dá)西通量或水通量，cm/sK——滲透系數(shù)，cm/s；地質(zhì)介質(zhì)的滲透系數(shù)是決定地下水運(yùn)移速度和污染物遷移速度的重要參數(shù)。土壤結(jié)構(gòu)越緊密，K越小。i——水力坡度，cm/cm第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）水的運(yùn)移速度土壤孔隙中水的運(yùn)動速度與孔隙的大小及數(shù)量有關(guān)，即

（2）式中:——土壤的有效孔隙度，cm3/cm32.污染物的遷移及吸附滯留1）污染物的遷移速度污染物遷移與地下水的運(yùn)動速度有關(guān)，且其遷移路線與地下水的運(yùn)移路線基本相同。則污染物的遷移速率v‘與v的關(guān)系為（3）第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）地質(zhì)介質(zhì)對污染物的吸附阻滯作用土壤中的有機(jī)質(zhì)（腐殖質(zhì)）和粘土顆粒帶負(fù)電荷，因而，荷正電離子（陽離子），如銨、鉛、鈣、鋅、銅、汞、鉻（Ⅲ）、鎂、鉀等可被土壤中的腐殖質(zhì)或粘土吸附滯留；而荷負(fù)電的離子（Cr4－，NO33－，Cl－等）則不能被土壤所滯留，即負(fù)離子隨土壤中的水一起遷移。各種污染物被土壤吸附而阻滯的能力，可用土壤的陽離子交換容量（CEC）表示，CEC越大，腐殖質(zhì)和粘土含量越高，則滯留荷電廢物組分的能力越強(qiáng)。土壤的CEC可用每100ｇ土壤的毫克當(dāng)量數(shù)表示，即Meq/100ｇ土壤。如純腐殖質(zhì)的CEC為200Meq/100ｇ。

第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四由以上討論可知：影響廢物組分在土壤中的遷移的主要因素有：(1)土壤的種類或結(jié)構(gòu)；(2)土壤滲透性；(3)土壤陽離子交換容量（CEC）。這三者的關(guān)系用圖表示為:第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四3.污染物在土壤中的降解1）生物降解作用土壤中的有機(jī)污染物可被微生物分解而轉(zhuǎn)化。有機(jī)物污染物被生物降解后，濃度衰減的表達(dá)式為：

C（ｔ）＝C0exp（－ｋｔ）ｋ——反應(yīng)速度常數(shù)，S－1：C0——初始濃度C(ｔ)——ｔ時刻的濃度2）地質(zhì)介質(zhì)的屏障作用地質(zhì)介質(zhì)的阻滯能力，包括污染物在地質(zhì)介質(zhì)中的物理衰變、化學(xué)反應(yīng)和生物降解作用。第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)地質(zhì)介質(zhì)的厚度為L（ｍ），則污染物通過所需的時間（遷移時間）為v‘-------污染物的遷移速率；v-------水的運(yùn)動速度；Rd——污染物在地質(zhì)介質(zhì)中的滯留因子。則污染物通過某些地質(zhì)介質(zhì)層后，其濃度衰減可示為

C＝C0exp（－ｋ’ｔ*）C0——污染物進(jìn)入地質(zhì)介質(zhì)前的濃度，C——污染物穿透地質(zhì)介質(zhì)后的濃度（穿透過后地下水的濃度）k’——污染物降解或衰變速度常數(shù)。因此，對于在地質(zhì)介質(zhì)中既被吸附，又會發(fā)生衰變或降解的污染物，只要污染物在此地質(zhì)層內(nèi)有足夠的停留時間，就可使污染物濃度降到所要求的濃度。第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四[題1]一填埋場中污染物的COD為10000mg.L-1，該污染物的遷移速度為3*10-2cm.s-1，降解速率常數(shù)為6.4*10-4s-1。試求當(dāng)污染物的濃度降到1000mg.L-1時，地質(zhì)層介質(zhì)的厚度至少應(yīng)為多少？第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（三）SW陸地處置的基本方法陸地處置可分為土地耕作、永久貯存和土地填埋三大類。應(yīng)用最多的是土地埋填處置技術(shù)。1.土地填埋處置的特點1）一種按照工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn)，對固作廢物進(jìn)行有控管理的綜合性的科學(xué)工程技術(shù)，而不是傳統(tǒng)意義上的堆放、埋填。2）處置方式上，已從堆、填、覆蓋向包容、屏蔽隔離的工程貯存方向發(fā)展。3）填埋處置工藝簡單，成本較低，適于處置多種類型的SW。第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.分類按填埋場地形特征分為：（1）山間填埋；（2）峽谷填埋；（3）干地填埋；（4）廢礦坑填埋。按填埋場地水文氣象條件分為：（1）干式填埋；（2）濕式填埋；（3）干、濕式混合填埋。按狀態(tài)可分為：（1）厭氧性填埋；（2）好氧性填埋；（3）準(zhǔn)好氧性填埋；（4）保管性填埋。按SW污染防治法規(guī)分為：（1）一般性SW填埋；（2）工業(yè)SW填埋。比較科學(xué)的方法，是根據(jù)廢物的種類，以及有害物釋放所需控制水平進(jìn)行分類：1）一級填埋場：主要填埋惰性廢物，是最簡單的一種方法；2）二級填埋場：主要填埋礦業(yè)廢物（礦業(yè)處置）、粉煤灰等；第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四3）三級填埋場：主要填埋在一段時間對公眾健康造成危害的SW。主要處置城市垃圾，稱為城市垃圾衛(wèi)生填埋場。4）四級填埋場：主要填埋工業(yè)有害廢物（工業(yè)廢物處置場），場地下部土壤滲透率要求<10－6cm.s－15）五級填埋場：也稱危險廢物土地安全填埋場，處置危險廢物。對選擇、工程設(shè)計、建筑施工、營運(yùn)管理和封場后管理都有特殊的嚴(yán)格要求。K<10－8ｃｍ.ｓ－16）六級填埋場：也稱為特殊廢物深地質(zhì)處置庫，或深井灌注，處置時，必須封閉處理液體、易燃廢氣、易爆廢物、中高水平的放射性廢物。第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四3.選址必須以場地詳細(xì)調(diào)查，工程設(shè)計和費(fèi)用研究，環(huán)境影響評價為基礎(chǔ)。1）選址準(zhǔn)則總原則是：以合理的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的方案、盡量少的投資，達(dá)到最理想的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的?？紤]的因素：（1）運(yùn)輸距離：越短越好，但要綜合考慮其它各個因素。其實目前長距離運(yùn)輸越來越多。（2）場址限制條件：場址位于居民區(qū)1公里以上（德國標(biāo)準(zhǔn)）（3）可用土地面積：一個場地至少要運(yùn)行5年。時間越長單位廢物處置費(fèi)用就越高。（4）出入場地道路（5）地形、地貌及土壤條件：原則上地形的自然坡度不應(yīng)大于5%，盡量利用現(xiàn)有自然地形空間，將場地施工土方減至最少。第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（6）氣候條件：風(fēng)的強(qiáng)度和風(fēng)向等（7）地表水文：所選場地須位于100年一遇洪水區(qū)之外。（8）地質(zhì)條件：場地應(yīng)選在滲透性弱的地區(qū)，K值最好達(dá)到10－8ｍ.S－1以下，并有一定厚度。（9）當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件：A、應(yīng)位于城市工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃區(qū)、風(fēng)景規(guī)劃區(qū)、自然保護(hù)區(qū)以外；B、應(yīng)位于供水水源保護(hù)區(qū)和供水遠(yuǎn)景區(qū)以外；C、應(yīng)備具較有利的交通條件。（10）地方公眾：減少對公眾的影響。2）選址方法（設(shè)計中講）3）綜合技術(shù)條件評價第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四4.填埋場設(shè)計運(yùn)行的環(huán)境法規(guī)要求1）城市垃圾衛(wèi)生填埋場我國建設(shè)部1991年頒布的《城市垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中，對場址限制、運(yùn)行、設(shè)計、地下監(jiān)測及保護(hù)、封場保護(hù)、封場及封場后的管理等，均確定了最小標(biāo)準(zhǔn)。例如：要求填埋底部粘土襯層的厚度須＞1M，且其滲透系數(shù)必須＜10－7cm.s-1。對封場后的填埋場必須細(xì)心照管30年。2）危險廢物安全填埋廠第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四5.場地的設(shè)計選址后，就可按法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)性進(jìn)行設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計內(nèi)容一般包括場地面積和場地容積大小的確定，防滲措施，地下水保護(hù)以及逸出氣體的控制等。1）場地面積和容積的確定填埋場面積和容積的大小，與城市的人口數(shù)量、垃圾的產(chǎn)率、SW填埋的高度、廢物與覆蓋材料的比值以及填埋后的壓實密度有關(guān)。常用的設(shè)計參數(shù)為：（1）覆土與填埋垃圾這比為1：4或1：3；（2）SW的壓實密度為50～700kg/m3；（3）場地的容積至少使用20年。一年中需要填埋的SW體積按下式計算：V=365·WP/D+C（m3/ａ）式中W——城市垃圾和無害廢物的產(chǎn)率（kg/人.d）；

P——服務(wù)區(qū)內(nèi)的人口總數(shù)，人；

D——填埋后垃圾的壓實密度，kg/m3；

C——覆土體積，m3。第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四若填埋高度為H，則每年所需的場地面積為：A＝V/H（m2）[題2]一個5萬人口的城市，平均每人每天產(chǎn)生垃圾2.0公斤，若用填埋法處置，覆土與垃圾之比為1：4，填埋后廢物的壓實密度為600kg/m3，試求一年填埋廢物多少立方米？占地面積為多少？（填埋高度為7.5m）[解]：V＝60833+15208=76401（m3）每年占地面積為：(m2)如果運(yùn)營20年，則填埋面積為A20＝10138.8*20＝202776（m3）運(yùn)營20年的總體積為V20＝76041*20＝1.5*106（m3）第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四二、土地填埋場的基本構(gòu)造和類型按填埋廢物的類別和填埋場污染防治原理，填埋場的造構(gòu)分為衰減型填埋場和封閉型填埋場。城市垃圾的衛(wèi)生埋場屬衰減型。處置危險廢物的安全填埋場屬封閉型。(一)自然衰減型填埋場1.構(gòu)造（剖面）：一個理想的自然衰減型填埋結(jié)構(gòu)圖為第31頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四第32頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.滲濾液的衰減過程（可分為兩階段）（1）粘土層中的衰減滲濾液在此層內(nèi)發(fā)生的降解作用有：1）吸附/解吸；2）離子交換；3）沉淀/溶解；4）過濾；5）生物降解發(fā)生以上作用（滲瀘液與粘土層），滲瀘液中有些污染物濃度降低，有些也可能升高。A、使?jié)B瀘液降低的因素主要有：1吸附；2離子交換；3沉淀；4過濾。它們使污染物遷移速度變慢，使?jié)舛冉档汀、使污染物濃度升高的因素有：1解吸；2離子交換；3溶解。它們使污染物的遷移速度加快。C、生物降解，化學(xué)降解和物理衰變，會使地下水中的污染物消失，但也存在產(chǎn)生新物質(zhì)的問題。第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（2）含水層中的衰減穿過粘土層入含水層的滲濾液發(fā)生以下過程：1）首先發(fā)生混合、擴(kuò)散（彌散）作用被地下水稀釋2）隨水遷移過程中，與水層介質(zhì)發(fā)生吸附、離子交換、過濾、沉淀等反應(yīng)而衰減。3.影響污染物自然衰減的因素（1）介質(zhì)層類型、厚度及水運(yùn)移參數(shù)1）填埋場場地土壤類型（如砂土、粘土等）厚度及其成層排列對滲濾液的自然衰減有重要影響；2）滲濾液進(jìn)入地下水的流速、含水層中的厚度以及地下水本身的流速，均影響滲濾液組分在含水層中的稀釋。第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四最合適于自然衰減的土壤地質(zhì)層介質(zhì)的離子交換容量為30－40Meq/100ｇ，滲透率為1×10－4～1×10－5cm.s-1純腐殖質(zhì)CEC：200Meq/100ｇ蒙脫土CEC：90Meq/100ｇ高嶺土CEC：80Meq/100ｇ多數(shù)土壤CEC：10～30Meq/100ｇ（2）滲濾液流速無論何種衰減機(jī)理均與滲濾液流速有關(guān)。（3）滲濾液中的污染物污染物不同，其降解速度當(dāng)然不同。（4）含水層的滲透性及厚度對滲濾液中不能被土壤吸附降解的污染物，較合適的滲透率為：＜1×10-3cm/s；厚度：厚度大。第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

（二）全封閉型填埋場將廢物和滲濾液與環(huán)境隔絕，將廢物安全保存數(shù)十年甚至上百年。利用地層結(jié)構(gòu)的低滲透性或工程密封系統(tǒng)，將地下水的污染降到最低限度。（三）半封閉型填埋場

半封閉型填埋場的頂部密封系統(tǒng)一般要求不高，底部一般設(shè)置單密封系統(tǒng)和在密封襯里上設(shè)置滲濾液收排系統(tǒng)；全封閉填埋場頂部安裝滲入水收排系統(tǒng)，底部安裝滲濾液收集主系統(tǒng)（LCRS）和滲漏滲濾液檢測收排系統(tǒng)。第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四三、滲濾液的產(chǎn)生及控制滲濾液的污染控制是填埋場設(shè)計、運(yùn)行和封場的關(guān)鍵性問題。（一）滲濾液的組成及特征1.填埋場滲濾液的主要成分主要成分有四類：1）常見元素和離子：如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、CO32－、SO42－、Cl-等2）微量金屬：如Mn、Cr、Ni、Pb等3）有機(jī)物：以COD、TOC來計量，酚等4）微生物：第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.性質(zhì)1）色、嗅：呈淡茶色或暗褐色，色度在2000～4000之間。有較濃的腐化臭味。2）pH：填埋初期pH為6～7，呈弱酸性。隨時間推移，pH為7～8，呈弱堿性。3）BOD5：隨時間和微生物活動的增加，滲濾液中BOD5也逐漸增加。一般填埋6個月～2.5年，達(dá)到最高峰值，此后BOD5開始下降，6～15年穩(wěn)定。第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四4）COD：填埋初期，COD略低于BOD5，隨時間推移，BOD5快速下降，而COD下降緩慢，使COD略高于BOD5。滲濾液的生物可降解性用BOD/COD表示。當(dāng)BOD/COD≥0.5時，滲濾液易生物降解；當(dāng)BOD/COD＜0.1時，難于降解。5）TOC：其值一般為265～280mg/L。BOD/TOC可反映滲濾液中有機(jī)碳的氧化狀態(tài)。初期：BOD5/TOC較高，隨時間堆移，滲濾液中的有機(jī)碳呈氧化態(tài)，BOD5/TOC降低。6）溶解總固體：填埋初期，溶解性鹽濃度可達(dá)10000mgL－1，同時具有相當(dāng)高的Na+、Ca2+、Cl-、SO42-、Fe3+等，6～24個月達(dá)高峰值，此后隨時間增加，無機(jī)物濃度降低。7）總懸浮固體（SS）：一般多在300mg.L-1以下。8）氮化物：氨氮濃度較高，以氨態(tài)為主，一般為0.4mg/L左右，有時高達(dá)1mg/L，有機(jī)氮占總氮的10%。9）重金屬：生活垃圾單獨填埋時，重金屬含量較低。不會超過環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，但與工業(yè)廢物或污泥混埋時可能超標(biāo)。第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四1.直接降水2.地表徑流3.地表灌溉4.地下水5.廢物中的水分6.覆蓋材料中的水分7.有機(jī)物分解生成水（二）滲濾液的來源第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（三）控制滲濾液產(chǎn)生量的工程措施1.入場廢物含水率的控制城市垃圾衛(wèi)生填埋場一般要求入場填埋的垃圾含水率＜30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）2.控制地表水的入滲量地表水滲入是滲濾液的主要來源。因此對包括降雨、地表經(jīng)流、間歇河和上升泉等的所有地表水進(jìn)行有效控制，可減少填埋場滲濾液的產(chǎn)生量。3.控制地下水的入滲量有關(guān)法規(guī)規(guī)定，填埋場底部距地下水最高水位應(yīng)＞1m。具體有以下控制措施：1）設(shè)置隔離層法；2）設(shè)置地下水排水管法。第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（四）滲濾液產(chǎn)生量計算1.水平衡計算法1）簡單水量衡算法對于運(yùn)行中的填埋場，滲濾液年產(chǎn)量的計算式：L0＝T－E－αW式中L0——填埋場滲濾液年產(chǎn)量，m3/a；

T——進(jìn)入場內(nèi)的總水量（降雨量+地表水流入量+地下水流入量），m3/a；

E——騰發(fā)損失總量（地表水的蒸發(fā)量+植物蒸騰量），m3/a；

α——單位質(zhì)量廢物壓實后產(chǎn)生的瀝濾水量，m3/t；

W——廢物量，t/a。第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）含水率逐層月變化法Q＝0.0001Aa.PERR+WGR式中Q——整個填埋場滲濾液月產(chǎn)生量，m3/月；

Aa——填埋場的面積，m2；

PERR——通過固體廢物層的水滲透率，mm/月；

WGR——地下水的月入浸量，m3/月。2.經(jīng)驗公式法1）年平均日降水量法Q＝1000－1CIA式中Q——滲濾液平均日產(chǎn)生量，m3/d；

I——年平均日降雨量，mm/d；

A——填埋場面積，m2；第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四C——滲出系數(shù)。表示埋填場內(nèi)降雨量中成為滲濾液的分?jǐn)?shù)，其值隨填埋場覆蓋土性質(zhì)、坡度而變化。一般，其值為0.2～0.8，封頂?shù)奶盥駡鰟t以0.3～0.4居多。Ehrig對德國15個填埋場的觀察結(jié)果，高壓實填埋場（壓實密度≥0.8ｔ/m3）的滲出系數(shù)為0.25～0.4；低壓實填埋場（壓實密度≤0.8ｔ/m3）的滲出系數(shù)0.15～0.25。第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）n年概率降水量法Q＝10In[(WｓｒλAs+Aa)Kr(1-λ)As/D]/N式中In——n年概率的年日平均降水量，mm/d；

Wｓｒ——流入填埋場場地的地表徑流流入率；

λ——由填埋場流入的地表經(jīng)流流出率，0.2～0.8；

Aｓ——場地周圍匯水面積，104m2；

Aa——填埋場場地面積，104m2；

1/N——降水概率;D——水從積水區(qū)中心到集水管的平均運(yùn)移時間，d；

Kｒ——流出系數(shù)，Kｒ＝0.01（0.002Iｎ2+0.16Iｎ+21）。第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（五）滲濾液的處理方法城市垃圾填埋滲濾液處理的基本方法有：1)滲濾液再循環(huán)；2）滲濾液蒸發(fā)；3）處理后處置；4）排往城市廢水處理系統(tǒng)。1.滲濾液再循環(huán)處理該法是將滲濾液收集后再回灌到填埋場。作用過程：1）將填埋場初期階段滲濾液中存在的TDS、BOD、COD、氮和金屬，通過填埋場內(nèi)的生物作用和其它物理化學(xué)反應(yīng)被稀釋。2）滲濾液中的簡單有機(jī)酸將轉(zhuǎn)換為二氧化碳和CH4，CH4的產(chǎn)生，使?jié)B濾液的pH上升，金屬將發(fā)生沉淀被保留在填埋場。3）滲濾液循環(huán)有利于含CH4的填埋場氣體的恢復(fù)利用。第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.滲濾液的蒸發(fā)處理是將滲濾液直接澆灑到地面而蒸發(fā)。3.排往城市污水處理廠處理在排往收集系統(tǒng)前，須進(jìn)行預(yù)處理。否則滲濾液量太多，使城市污水廠出現(xiàn)污泥澎脹、鐵沉淀等一系列問題。4.滲濾液現(xiàn)場處理處理填埋場滲濾液的方法與普通廢水（污水）的處理方法相同，有：生物法；化學(xué)法；物理法和物理化學(xué)法。第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四1)生物法：根據(jù)微生物的呼吸特性，生物處理可分為好氧處理和厭氧處理兩大類。根據(jù)微生物的生長狀態(tài)，廢水生物處理可分為懸浮生長法（活性污泥法）和附著生長法（生物膜法）。（1）好氧生物處理A、懸浮生長型（主要為活性污泥法）a.普通活性污泥法b.完全混合式表面曝氣法c.吸附再生法等B、附著生長處理（生物膜法）a.生物濾池b.生物轉(zhuǎn)盤c.生物接觸氧化法（在爆氣池中放置填料作為載體）。如：生物液化床等第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（2）厭氧生物處理A、厭氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)a.厭氣活性污泥法（消化池，攪拌懸?。゜.升流式臭氣污泥床（UASB）B、厭氧附著生長系統(tǒng)處理技術(shù)a.厭氧生物濾池b.厭氧澎脹床（澎脹率10－20%）c.厭氧流化床d.厭氧生物轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)盤完全淹沒水中）（3）自然生物處理法第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）化學(xué)法A、化學(xué)沉淀法；B、混凝法；C、中和法；D、氧化還原法3）物理法A、格柵、篩網(wǎng)法；B、重力分離法；C、氣浮法；D、離心分離法；E、砂濾池法4）物理化學(xué)法A、萃取法；B、吸附法；C、離子交換法；D、電滲析法；E、反滲透法；F、超濾法第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（六）滲濾液處理方法的選擇滲濾液處理方法的選擇，取決于滲濾液的特性和填埋場當(dāng)?shù)氐牡乩砗妥匀粭l件。1.滲濾液特性：主要考慮的因素有：COD、TDS、SO42－，是金屬和非特殊有毒組分。例如：1）若滲濾液的TDS＞500000ｍｇ.L－1，就不能用生物法處理；2）若COD很高，不利好氧處理，應(yīng)選擇厭氧處理。3）若滲濾液中硫的濃度很高，會限制厭氧處理過程，因為生物降解含硫滲濾液會產(chǎn)生惡臭氣體。4）重金屬的毒理性質(zhì)也是生物處理過程要考慮的問題。2.處理設(shè)施的大?。喝Q于填埋場的大小和填埋場的使用年限。第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四四、填埋場氣體的產(chǎn)生與控制（一）填埋場氣體組成特征1.主要氣體組成有：NH3、CO2、CO、H2，H2S、CH4、N2、O2

2.微量氣體組成主要是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VCCs）第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（二）、填埋場氣體的產(chǎn)生方式1.主要氣體的產(chǎn)生方式填埋場主要氣體的產(chǎn)生方式分5個階段：1）第一階段：初始調(diào)整階段主要是廢物中可降解有機(jī)物組分，在被放置到填埋場后，很快被生物分解而產(chǎn)生的。2）第二階段：過程轉(zhuǎn)移階段（好氧向臭氧階段轉(zhuǎn)化）此階段的特點是氧氣逐漸被消耗，厭氧條件開始形成并發(fā)展。3）第三階段：酸性階段（產(chǎn)酸階段）

pH54）第四階段：產(chǎn)甲烷階段（產(chǎn)甲烷菌）

pH≈6.8～85）第五階段：穩(wěn)定化階段（成熟階段）第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.主要氣體產(chǎn)生量的估算1）經(jīng)驗估算典型的垃圾填埋場，每年的氣體產(chǎn)生量約為0.06m3.kg-1。若比較干旱，則產(chǎn)氣量可降到0.03～0.045m3.kg-1；若比較濕，產(chǎn)氣量可上升到0.15m3.kg-1。2）化學(xué)計量法若用CaHbOcNd

表示除塑料以外的所有有機(jī)組分，則可采用下式來計算氣體產(chǎn)生量第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四3.化學(xué)需氧量法LO＝W（1－ω）ηCCODVCOD

式中LO——產(chǎn)生量，m3，

W——廢物質(zhì)量；

η——垃圾中的有機(jī)物含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%（干基）；

ω——垃圾的含水率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%；

CCOD——單位質(zhì)量廢物的COD，kg/kg；我國垃圾的CCOD＝1.2kg/kg。

VCOD——與單位COD相當(dāng)?shù)奶盥駡霎a(chǎn)生量，m3/kg。第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（三）填埋場氣體的運(yùn)動1.主要氣體的運(yùn)動填埋場主要氣體的運(yùn)動與填埋場的構(gòu)造及環(huán)境地質(zhì)條件有關(guān)，其運(yùn)動方向可分為：1）向上遷移擴(kuò)散；2）向下遷移運(yùn)動；3）地下橫向遷移運(yùn)動。1）埋場氣體的向上遷移例如：填埋場中的CO2和CH4可通過對流和擴(kuò)散釋放到大氣圈中。氣體通過覆蓋層的擴(kuò)散，可用Fick定律描述：第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四假設(shè)濃度梯度是線性的，總孔隙度為ηt，覆蓋層厚度為L。則填埋場主要氣體向上遷移的氣體通量為：第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2）氣體的向下遷移A、CO2的密度是空氣的1.5倍，是CH4的2.8倍，有向填埋場底部運(yùn)動的趨勢，最終在填埋場的底部聚集。B、CO2可通過擴(kuò)散作用經(jīng)襯里（層）向下運(yùn)動，最后擴(kuò)散進(jìn)入并溶于地下水，與水反應(yīng)生成碳酸H2CO3，使地下水的pH下降，進(jìn)而增加地下水的硬度和礦化度。3）氣體的地下遷移主要指橫向遷移，主要氣體的橫向遷移會在離填埋場較遠(yuǎn)的地方釋出氣體，或通過樹根造成的裂痕，人造或風(fēng)化造成的洞穴、疏松層，人工線路造成的人工管道，地下公共管道造成的地表裂縫等途徑釋出，