固體廢物污染控制工程固體廢物的最終處置技術(shù)

關(guān)于固體廢物污染控制工程固體廢物的最終處置技術(shù)第2頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天目錄一、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(chǎng)的基本構(gòu)造和類(lèi)型

(一)自然衰減型填埋場(chǎng)（二）全封閉型填埋場(chǎng)（三）半封閉型填埋場(chǎng)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(lái)源（三）控制滲濾液產(chǎn)生量的工程措施第3頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）滲濾液產(chǎn)生量計(jì)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(chǎng)氣體的產(chǎn)生與控制（一）填埋場(chǎng)氣體組成特征（二）填埋場(chǎng)氣體的產(chǎn)生方式（三）填埋場(chǎng)氣體的運(yùn)動(dòng)（四）填埋場(chǎng)氣體處理系統(tǒng)（五）填埋場(chǎng)氣體利用技術(shù)第4頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天杭州天子嶺廢棄物處理場(chǎng)占地48公頃，全場(chǎng)由垃圾填埋庫(kù)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(cè)站、沼氣發(fā)電廠(chǎng)、地磅計(jì)量系統(tǒng)和生活區(qū)等組成。填埋總?cè)萘?00萬(wàn)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、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(guò)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(zhǎng)期的地質(zhì)處置過(guò)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(lái)進(jìn)入環(huán)境。第6頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）廢物在處置過(guò)程的反應(yīng)生物反應(yīng)：可降解有機(jī)物通過(guò)生物反應(yīng)被轉(zhuǎn)化為CO2，CH4、NH3，H2S等化學(xué)反應(yīng)（處置場(chǎng)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(chǎng)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(lèi)，固pH值變化等原因又會(huì)產(chǎn)生沉淀反應(yīng)。B、吸附/解吸：處置場(chǎng)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(wú)機(jī)污染物，會(huì)被處置的固體廢物和土壤吸附；而在某些條件下，也會(huì)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天物理反應(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(guò)蒸發(fā)、氣化轉(zhuǎn)入氣體中；B、沉降/懸浮：滲瀘液中的膠體物質(zhì)，因重力的作用沉降或懸??；C、擴(kuò)散/遷移：如氣體在處置場(chǎng)中的橫向擴(kuò)散和向周?chē)h(huán)境的釋放；滲瀘液的遷移或滲入覆土的下層。第8頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）污染物釋放、遷移途徑當(dāng)降雨和地表水通過(guò)滲透進(jìn)入處置區(qū)時(shí)，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(huì)不斷釋放到環(huán)境中。從處置場(chǎng)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.固體廢物的處置原則1）區(qū)別對(duì)待、分類(lèi)處置、嚴(yán)格管理的原則。根據(jù)固體廢物對(duì)環(huán)境的危害程度和危害時(shí)間長(zhǎng)短可分為六類(lèi)：A、對(duì)環(huán)境無(wú)有害影響的惰性固體廢物：如建筑垃圾。B、對(duì)環(huán)境有輕微、暫時(shí)影響的SW：如礦業(yè)固廢、電廠(chǎng)粉煤灰、鋼渣。C、在一定的時(shí)間內(nèi)對(duì)環(huán)境有較大影響的SW：如城市生活垃圾。D、在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)環(huán)境有較大影響的SW：大部分工業(yè)固體廢物。E、在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重影響的SW：如危險(xiǎn)廢物，含有特殊化學(xué)物質(zhì)的SW。F、在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)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(duì)待、分類(lèi)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）將危險(xiǎn)廢物與生物圈相隔離的原則3）集中處置原則SW實(shí)行集中處置，既可節(jié)省人力、物力、財(cái)力，利于管理，也是有效控制乃至消除危險(xiǎn)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(duì)不讓環(huán)境中水分等物質(zhì)進(jìn)入處置場(chǎng)，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(chǎng)內(nèi)的水分減至合適的限度。2）盡可能將處置場(chǎng)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(chēng)為天然防護(hù)屏障。采取的工程措施稱(chēng)為工程防護(hù)屏障。第12頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(chǎng)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天良好的地持的地質(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(duì)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(dòng)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(zhǎng)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(duì)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）地質(zhì)處置的防護(hù)性能若要對(duì)地質(zhì)屏障的防護(hù)能力做出評(píng)價(jià)，首先要了解處置場(chǎng)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(guò)土壤的難易程度。滲透性通常用水通量q來(lái)表示，水通量指單位時(shí)間流過(guò)的距離，即水通過(guò)地質(zhì)介質(zhì)的流動(dòng)通量。q＝Ki

（1）式（1）稱(chēng)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第16頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）水的運(yùn)移速度土壤孔隙中水的運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度有關(guān)，且其遷移路線(xiàn)與地下水的運(yùn)移路線(xiàn)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）地質(zhì)介質(zhì)對(duì)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(yáng)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(yáng)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天由以上討論可知：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(lèi)或結(jié)構(gòu)；(2)土壤滲透性；(3)土壤陽(yáng)離子交換容量（CEC）。這三者的關(guān)系用圖表示為:第19頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(shí)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天設(shè)地質(zhì)介質(zhì)的厚度為L(zhǎng)（ｍ），則污染物通過(guò)所需的時(shí)間（遷移時(shí)間）為v‘-------污染物的遷移速率；v-------水的運(yùn)動(dòng)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(guò)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(guò)后地下水的濃度）k’——污染物降解或衰變速度常數(shù)。因此，對(duì)于在地質(zhì)介質(zhì)中既被吸附，又會(huì)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(shí)間，就可使污染物濃度降到所要求的濃度。第21頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天[題1]一填埋場(chǎng)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(shí)，地質(zhì)層介質(zhì)的厚度至少應(yīng)為多少？第22頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(lèi)。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(diǎn)1）一種按照工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(jiǎn)單，成本較低，適于處置多種類(lèi)型的SW。第23頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.分類(lèi)按填埋場(chǎng)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(chǎng)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(lèi)，以及有害物釋放所需控制水平進(jìn)行分類(lèi)：1）一級(jí)填埋場(chǎng)：主要填埋惰性廢物，是最簡(jiǎn)單的一種方法；2）二級(jí)填埋場(chǎng)：主要填埋礦業(yè)廢物（礦業(yè)處置）、粉煤灰等；第24頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天3）三級(jí)填埋場(chǎng)：主要填埋在一段時(shí)間對(duì)公眾健康造成危害的SW。主要處置城市垃圾，稱(chēng)為城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)。4）四級(jí)填埋場(chǎng)：主要填埋工業(yè)有害廢物（工業(yè)廢物處置場(chǎng)），場(chǎng)地下部土壤滲透率要求<10－6cm.s－15）五級(jí)填埋場(chǎng)：也稱(chēng)危險(xiǎn)廢物土地安全填埋場(chǎng)，處置危險(xiǎn)廢物。對(duì)選擇、工程設(shè)計(jì)、建筑施工、營(yíng)運(yùn)管理和封場(chǎng)后管理都有特殊的嚴(yán)格要求。K<10－8ｃｍ.ｓ－16）六級(jí)填埋場(chǎng)：也稱(chēng)為特殊廢物深地質(zhì)處置庫(kù)，或深井灌注，處置時(shí)，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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.選址必須以場(chǎng)地詳細(xì)調(diào)查，工程設(shè)計(jì)和費(fèi)用研究，環(huán)境影響評(píng)價(jià)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(shí)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(gè)因素。其實(shí)目前長(zhǎng)距離運(yùn)輸越來(lái)越多。（2）場(chǎng)址限制條件：場(chǎng)址位于居民區(qū)1公里以上（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）（3）可用土地面積：一個(gè)場(chǎng)地至少要運(yùn)行5年。時(shí)間越長(zhǎng)單位廢物處置費(fèi)用就越高。（4）出入場(chǎng)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(chǎng)地施工土方減至最少。第26頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（6）氣候條件：風(fēng)的強(qiáng)度和風(fēng)向等（7）地表水文：所選場(chǎng)地須位于100年一遇洪水區(qū)之外。（8）地質(zhì)條件：場(chǎng)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(duì)公眾的影響。2）選址方法（設(shè)計(jì)中講）3）綜合技術(shù)條件評(píng)價(jià)第27頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)運(yùn)行的環(huán)境法規(guī)要求1）城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)我國(guó)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(duì)場(chǎng)址限制、運(yùn)行、設(shè)計(jì)、地下監(jiān)測(cè)及保護(hù)、封場(chǎng)保護(hù)、封場(chǎng)及封場(chǎng)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(duì)封場(chǎng)后的填埋場(chǎng)必須細(xì)心照管30年。2）危險(xiǎn)廢物安全填埋廠(chǎng)第28頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.場(chǎng)地的設(shè)計(jì)選址后，就可按法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)性進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括場(chǎng)地面積和場(chǎng)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(chǎng)地面積和容積的確定填埋場(chǎng)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(shí)密度有關(guān)。常用的設(shè)計(jì)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(shí)密度為50～700kg/m3；（3）場(chǎng)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(jì)算：V=365·WP/D+C（m3/ａ）式中W——城市垃圾和無(wú)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(shí)密度，kg/m3；

C——覆土體積，m3。第29頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天若填埋高度為H，則每年所需的場(chǎng)地面積為：A＝V/H（m2）[題2]一個(gè)5萬(wàn)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(shí)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(yíng)20年，則填埋面積為A20＝10138.8*20＝202776（m3）運(yùn)營(yíng)20年的總體積為V20＝76041*20＝1.5*106（m3）第30頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、土地填埋場(chǎng)的基本構(gòu)造和類(lèi)型按填埋廢物的類(lèi)別和填埋場(chǎng)污染防治原理，填埋場(chǎng)的造構(gòu)分為衰減型填埋場(chǎng)和封閉型填埋場(chǎng)。城市垃圾的衛(wèi)生埋場(chǎng)屬衰減型。處置危險(xiǎn)廢物的安全填埋場(chǎng)屬封閉型。(一)自然衰減型填埋場(chǎng)1.構(gòu)造（剖面）：一個(gè)理想的自然衰減型填埋結(jié)構(gòu)圖為第31頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第32頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.滲濾液的衰減過(guò)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(guò)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(guò)濾。它們使污染物遷移速度變慢，使?jié)舛冉档?。B、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(huì)使地下水中的污染物消失，但也存在產(chǎn)生新物質(zhì)的問(wèn)題。第33頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）含水層中的衰減穿過(guò)粘土層入含水層的滲濾液發(fā)生以下過(guò)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(guò)程中，與水層介質(zhì)發(fā)生吸附、離子交換、過(guò)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(lèi)型、厚度及水運(yùn)移參數(shù)1）填埋場(chǎng)場(chǎng)地土壤類(lèi)型（如砂土、粘土等）厚度及其成層排列對(duì)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(wú)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(duì)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（二）全封閉型填埋場(chǎng)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(chǎng)

半封閉型填埋場(chǎng)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(chǎng)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(cè)收排系統(tǒng)。第36頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、滲濾液的產(chǎn)生及控制滲濾液的污染控制是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和封場(chǎng)的關(guān)鍵性問(wèn)題。（一）滲濾液的組成及特征1.填埋場(chǎng)滲濾液的主要成分主要成分有四類(lèi)：1）常見(jiàn)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(lái)計(jì)量，酚等4）微生物：第37頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(shí)間推移，pH為7～8，呈弱堿性。3）BOD5：隨時(shí)間和微生物活動(dòng)的增加，滲濾液中BOD5也逐漸增加。一般填埋6個(gè)月～2.5年，達(dá)到最高峰值，此后BOD5開(kāi)始下降，6～15年穩(wěn)定。第38頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天4）COD：填埋初期，COD略低于BOD5，隨時(shí)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(shí)，滲濾液易生物降解；當(dāng)BOD/COD＜0.1時(shí)，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(shí)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(shí)具有相當(dāng)高的Na+、Ca2+、Cl-、SO42-、Fe3+等，6～24個(gè)月達(dá)高峰值，此后隨時(shí)間增加，無(wú)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(shí)高達(dá)1mg/L，有機(jī)氮占總氮的10%。9）重金屬：生活垃圾單獨(dú)填埋時(shí)，重金屬含量較低。不會(huì)超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，但與工業(yè)廢物或污泥混埋時(shí)可能超標(biāo)。第39頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(lái)源第40頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）控制滲濾液產(chǎn)生量的工程措施1.入場(chǎng)廢物含水率的控制城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)一般要求入場(chǎng)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(lái)源。因此對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）滲濾液產(chǎn)生量計(jì)算1.水平衡計(jì)算法1）簡(jiǎn)單水量衡算法對(duì)于運(yùn)行中的填埋場(chǎng)，滲濾液年產(chǎn)量的計(jì)算式：L0＝T－E－αW式中L0——填埋場(chǎng)滲濾液年產(chǎn)量，m3/a；

T——進(jìn)入場(chǎng)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(shí)后產(chǎn)生的瀝濾水量，m3/t；

W——廢物量，t/a。第42頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2）含水率逐層月變化法Q＝0.0001Aa.PERR+WGR式中Q——整個(gè)填埋場(chǎng)滲濾液月產(chǎn)生量，m3/月；

Aa——填埋場(chǎng)的面積，m2；

PERR——通過(guò)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(yàn)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(chǎng)面積，m2；第43頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天C——滲出系數(shù)。表示埋填場(chǎng)內(nèi)降雨量中成為滲濾液的分?jǐn)?shù)，其值隨填埋場(chǎng)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?chǎng)則以0.3～0.4居多。Ehrig對(duì)德國(guó)15個(gè)填埋場(chǎng)的觀(guān)察結(jié)果，高壓實(shí)填埋場(chǎng)（壓實(shí)密度≥0.8ｔ/m3）的滲出系數(shù)為0.25～0.4；低壓實(shí)填埋場(chǎng)（壓實(shí)密度≤0.8ｔ/m3）的滲出系數(shù)0.15～0.25。第44頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(chǎng)場(chǎng)地的地表徑流流入率；

λ——由填埋場(chǎng)流入的地表經(jīng)流流出率，0.2～0.8；

Aｓ——場(chǎng)地周?chē)鷧R水面積，104m2；

Aa——填埋場(chǎng)場(chǎng)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(shí)間，d；

Kｒ——流出系數(shù)，Kｒ＝0.01（0.002Iｎ2+0.16Iｎ+21）。第45頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(chǎng)。作用過(guò)程：1）將填埋場(chǎng)初期階段滲濾液中存在的TDS、BOD、COD、氮和金屬，通過(guò)填埋場(chǎng)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(jiǎn)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(chǎng)。3）滲濾液循環(huán)有利于含CH4的填埋場(chǎng)氣體的恢復(fù)利用。第46頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(chǎng)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(chǎng)出現(xiàn)污泥澎脹、鐵沉淀等一系列問(wèn)題。4.滲濾液現(xiàn)場(chǎng)處理處理填埋場(chǎng)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(lèi)。根據(jù)微生物的生長(zhǎng)狀態(tài)，廢水生物處理可分為懸浮生長(zhǎng)法（活性污泥法）和附著生長(zhǎng)法（生物膜法）。（1）好氧生物處理A、懸浮生長(zhǎng)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(zhǎng)處理（生物膜法）a.生物濾池b.生物轉(zhuǎn)盤(pán)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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）厭氧生物處理A、厭氧懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)處理技術(shù)a.厭氣活性污泥法（消化池，攪拌懸浮）b.升流式臭氣污泥床（UASB）B、厭氧附著生長(zhǎng)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(pán)（轉(zhuǎn)盤(pán)完全淹沒(méi)水中）（3）自然生物處理法第49頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（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(chǎng)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(huì)限制厭氧處理過(guò)程，因?yàn)樯锝到夂驖B濾液會(huì)產(chǎn)生惡臭氣體。4）重金屬的毒理性質(zhì)也是生物處理過(guò)程要考慮的問(wèn)題。2.處理設(shè)施的大?。喝Q于填埋場(chǎng)的大小和填埋場(chǎng)的使用年限。第51頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、填埋場(chǎng)氣體的產(chǎn)生與控制（一）填埋場(chǎng)氣體組成特征1.主要?dú)怏w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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）、填埋場(chǎng)氣體的產(chǎn)生方式1.主要?dú)怏w的產(chǎn)生方式填埋場(chǎng)主要?dú)怏w的產(chǎn)生方式分5個(gè)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(chǎng)后，很快被生物分解而產(chǎn)生的。2）第二階段：過(guò)程轉(zhuǎn)移階段（好氧向臭氧階段轉(zhuǎn)化）此階段的特點(diǎn)是氧氣逐漸被消耗，厭氧條件開(kāi)始形成并發(fā)展。3）第三階段：酸性階段（產(chǎn)酸階段）

pH

54）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(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.主要?dú)怏w產(chǎn)生量的估算1）經(jīng)驗(yàn)估算典型的垃圾填埋場(chǎng)，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(jì)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(lái)計(jì)算氣體產(chǎn)生量第54頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(guó)垃圾的CCOD＝1.2kg/kg。

VCOD——與單位COD相當(dāng)?shù)奶盥駡?chǎng)產(chǎn)生量，m3/kg。第55頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）填埋場(chǎng)氣體的運(yùn)動(dòng)1.主要?dú)怏w的運(yùn)動(dòng)填埋場(chǎng)主要?dú)怏w的運(yùn)動(dòng)與填埋場(chǎng)的構(gòu)造及環(huán)境地質(zhì)條件有關(guān)，其運(yùn)動(dòng)方向可分為：1）向上遷移擴(kuò)散；2）向下遷移運(yùn)動(dòng)；3）地下橫向遷移運(yùn)動(dòng)。1）埋場(chǎng)氣體的向上遷移例如：填埋場(chǎng)中的CO2和CH4可通過(guò)對(duì)流和擴(kuò)散釋放到大氣圈中。氣體通過(guò)覆蓋層的擴(kuò)散，可用Fick定律描述：第56頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天假設(shè)濃度梯度是線(xiàn)性的，總孔隙度為ηt，覆蓋層厚度為L(zhǎng)。則填埋場(chǎng)主要?dú)怏w向上遷移的氣體通量為：第57頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天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(chǎng)底部運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，最終在填埋場(chǎng)的底部聚集。B、CO2可通過(guò)擴(kuò)散作用經(jīng)襯里（層）向下運(yùn)動(dòng)，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?dú)怏w的橫向遷移會(huì)在離填埋場(chǎng)較遠(yuǎn)的地方釋出氣體，或通過(guò)樹(shù)根造成的裂痕，人造或風(fēng)化造成的洞穴、疏松層，人工線(xiàn)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，也有可能進(jìn)入建筑物。例如：在未封襯的填埋場(chǎng)以外400m處，仍發(fā)現(xiàn)甲烷和二氧化碳濃度高達(dá)40%。第58頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.微量氣體的運(yùn)動(dòng)

同樣可據(jù)Fick定律得到第59頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）填埋場(chǎng)氣體處理系統(tǒng)采用燃燒系統(tǒng)燃燒，燃燒爐主要有兩種形式：1）蠟炬式燃燒器2）封閉式地面燃燒器第60頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（五）填埋場(chǎng)氣體利用技術(shù)1.填埋氣體的能源回收系統(tǒng)將填埋氣體轉(zhuǎn)換成能源：（1）對(duì)于小裝機(jī)容量：一般使用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)或氣輪機(jī)；（2）對(duì)于大裝機(jī)容量：常使用蒸汽渦輪機(jī)。2.氣體凈化和回收CO2、CH4可以通過(guò)物理、化學(xué)吸附和膜分離法予以分離