第五章+填埋_2.ppt

1、第三節(jié) 滲濾液的產(chǎn)生及控制,3.1 填埋場滲濾液組成及特征 （1）填埋場滲濾液的主要成分 填埋場滲濾液的主要成分有下述四類： 常見元素和離子：如Mg、Fe、Na、NH3、碳酸根、硫酸根和氯根等。 微量金屬： 如Mn、Cr、Ni、Pb、Cd等。 有機物：常以TOC、COD來計量，酚等也可以單獨計量。 微生物。,城市生活垃圾、工業(yè)廢物、以及城市生活垃圾和工業(yè)廢物混合處置填埋場的滲濾液成分比較。,（2）滲濾液濃度變化特征 對于常用的厭氧填埋來說，滲濾液的性質(zhì)一般為： （a）色嗅：呈淡茶色或暗褐色，色度在20004000之間，有較濃的腐化臭味。 （b）pH值：填埋初期pH為67，呈弱酸性，隨時間推移，

2、pH可提高到78，呈弱堿性。 （c）BOD5：隨著時間和微生物活動的增加，滲濾液中的BOD5也逐漸增加。一般填埋6個月至2.5年，達到最高峰值，此時BOD5多以溶解性為主，隨后此項指標開始下降，到615年填埋場安定化為止。,（d）COD：填埋初期COD略低于BOD5，隨著時間的推移，BOD5急速下降，而COD下降緩慢，因而COD略高于BOD5。滲濾液的生物降解性可用BODCOD之比來反映，當(dāng)BODCOD= 0.5時，滲濾液較易生物降解；當(dāng)BOD5COD0.1時，滲濾液難于降解。最初，這一比值將在0.5或者更大一點的量級上；當(dāng)介于0.4到0.6之間時，表明滲濾液中的有機物質(zhì)開始生物降解；對于成熟

3、的填埋場，滲濾液的此項比值通常為0.050.2，其中常含有不被生物降解的腐植酸和富里酸。,（5）TOC：一般為2652800mgL。BOD5TOC可反映滲濾液中有機碳氧化狀態(tài)。填埋初期，BOD5TOC值高；隨著時間推移，填埋場趨于穩(wěn)定化，滲濾液中的有機碳以氧化態(tài)存在，則BOD5TOC值降低。 （6）溶解總固體：滲濾液中溶解固體總量隨填埋時間推移而變化。填埋初期，溶解性鹽的濃度可達10000mgL同時具有相當(dāng)高的鈉、鈣、氯化物、硫酸鹽和鐵。填埋624個月達到峰值，此后隨時間的增長無機物濃度降低。 （7）SS：一般在300 mgL以下。 （8）氮化物：氨氮濃度較高，以氨態(tài)為主，一般為0.4 mgL

4、。左右，有時高達l mgL，有機氮占總氮的10。,（9）重金屬：生活垃圾單獨填埋時，重金屬含量很低，不會超過環(huán)保標準。但與工業(yè)廢物或污泥混埋時，重金屬含量會增加，并可能超標。 3.2 滲濾液的產(chǎn)生及控制 （1）滲濾液來源 （a）直接降水。降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源。 （b）地表徑流。地表徑流是指來自場地表面上坡方向的徑流水，對滲濾液的產(chǎn)生量也有較大的影響。取決于填埋場地周圍的地勢、覆土材料的種類及滲透性能、場地的植被情況及排水設(shè)施的完善程度等。 （c）地表灌溉。與地面的種植情況和土壤類型有關(guān)。,（d）地下水。如果填埋場地的底部在地下水位以下，地下水就可能滲入填埋場內(nèi)，滲濾液的

5、數(shù)量和性質(zhì)與地下水同垃圾的接觸情況、接觸時間及流動方向有關(guān)。 （e）廢物中水分。隨固體廢物進入填埋場中的水分，包括固體廢物本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附（當(dāng)貯水池密封不好時）量。 （f）覆蓋材料中的水分。隨覆蓋層材料進入填埋場中的水量與覆蓋層物質(zhì)的類型、來源以及季節(jié)。覆蓋層物質(zhì)的最大含水量可以用田間持水量（FC）來定義，即克服重力作用之后能在介質(zhì)孔隙中保持的水量。典型田間持水量：對于砂而言為6%12%，對于粘土質(zhì)的土壤為23%31%。,（g）有機物分解生成水。垃圾中的有機組分在填埋場內(nèi)經(jīng)厭氧分解會產(chǎn)生水分，其產(chǎn)生量與垃圾的組成、pH值、溫度和菌種等因素有關(guān)。 （2）影響滲濾液產(chǎn)生量的因

6、素 填埋場滲濾液的產(chǎn)生量通常由：獲水能力；場地地表條件；固體廢物條件；填埋場構(gòu)造，及操作條件等五個相互有關(guān)的因素決定，并受其他一些因素制約，其關(guān)系示于“圖6-2-11”中。,1,（a）填埋場構(gòu)造 填埋場的水運移及水平衡示于“圖6-2-12”。大氣降水到達填埋場表面后，一部分變成地面徑流流出填埋場，另一部分通過表面蒸發(fā)離開，只有少部分滲入覆蓋層。,在覆蓋層中部分被植物吸收并蒸騰入大氣，其余則通過覆蓋層頂層土壤的擴散、遷移進入覆蓋層內(nèi)的襯層-排水層入滲水收排系統(tǒng)，大部分水沿底坡流入收集管網(wǎng)而排出填埋場，僅有小部分水能下滲到廢物層而形成滲濾液，這時的滲濾液主要來源于廢物本身帶入的水分。,（b）降雨

7、影響滲濾液產(chǎn)生的降雨特征有四個：降雨量、降雨強度、降雨頻率和降雨周期。降雨量通常用以表示在一給定地區(qū)、于某一時段（如月或年）內(nèi)到達地表的雨水總量，此數(shù)可以是一次或多次降雨的結(jié)果。 許多估算滲濾液產(chǎn)生量的方法常以月平均降雨量為基礎(chǔ)，往往忽略了降雨強度、頻率和時間周期對地表土壤顆粒的影響。而這些影響可能會改變?nèi)霛B速率并進而使?jié)B濾液的產(chǎn)生量發(fā)生一定程度的變化。 （c）地表徑流 地表徑流包括入流和出流。入流是指來自場地表面上坡方向的徑流水，稱為區(qū)域地表徑流。出流是指填埋場場地范圍內(nèi)產(chǎn)生并自填埋場流出的地表水，稱為填埋場地表徑流。,地表徑流一般使用經(jīng)驗公式來確定。Chow(1964)提出的下述經(jīng)驗公式，

8、是目前應(yīng)用較為廣泛的經(jīng)驗公式之一，即：R=CPA，式中，R為地表最大徑流量；P為降雨強度的平均速率；A為填埋場的面積；C為地表徑流系數(shù)，它表示離開該區(qū)域的地表流動的水量所占總降水量的百分數(shù)。,（d）貯水量 滲入土層的水分，只有部分會下滲進入廢物層，另一部分則滯留在土層內(nèi)。假如降水的入滲恰好使固體廢物上面的覆蓋土層飽和，則土層中超過填埋場田間持水量的水量迅速下排變?yōu)樘盥駡鰸B濾液量。此后，由于蒸發(fā)蒸騰作用，含水率還會漸漸降低。如在土層內(nèi)有植物根系，則土壤含水率還會下降至凋萎系數(shù)（即土壤在植物不在能吸收水分條件下的含水量，在達到此值時土壤水張力的值大約是15atm），然后基本保持不變；如在土層內(nèi)無植

9、物的根系，則土壤含水率最終要比其凋萎系數(shù)大。因此，填埋場植物根部區(qū)土壤的貯水容量S可表示為：,對于無植被的的覆土層或固體廢物層，其貯水容量只與該層的厚度、實際土壤含水率和田間持水量有關(guān)，即： 式中，Hr為覆蓋土層或固體廢物層的厚度，為土壤實際含水率。,（e）騰發(fā)量 騰發(fā)量的大小主要取決于兩方面的因素：一是受輻射、氣溫、濕度和風(fēng)速等氣象因素的影響；二是受土壤中含水率的大小、分布及植物的影響。當(dāng)土壤供水能力強時，由大氣蒸散能力決定的最大可能蒸散強度稱為潛在蒸散強度，實際的騰發(fā)強度一般要比潛在的騰發(fā)強度小。 用于估算騰發(fā)強度的理論公式或經(jīng)驗公式很多，但通常都是以氣候（溫度、濕度）和植物耗水量為基礎(chǔ)。

10、一般使用Thornthuaite經(jīng)驗公式（1948），即： Ei是潛在的月騰發(fā)量(cm)；Ti是第i個月的平均氣溫其()；Ii是第i個月的月熱指數(shù)。,在知道每個月的月熱指數(shù)后，相應(yīng)的年熱指數(shù)可由下式求出： ai為經(jīng)驗常數(shù)，由下式確定： Ki為第i月的實際天數(shù)Di和該月平均日照時數(shù)的修正系數(shù)，由下式確定： （3）控制滲濾液產(chǎn)生量的工程措施 （a）入場廢物含水率的控制 隨填埋廢物帶入的水分中，很大一部分會在廢物壓實過程中瀝濾出來。因此必須控制入場填埋廢物的含水率，對于城市垃圾衛(wèi)生填埋場一般要求入場填埋的城市垃圾含水率30%(重量)。,（b）控制地表水的入滲量 對包括降雨、暴雨地表徑流、間歇河和上升

11、泉等的所有地表水進行有效控制，可以減少填埋場滲濾液的產(chǎn)生量。 設(shè)計雨水流路 設(shè)置雨水溝、涵洞 雨水貯存塘 增加覆蓋層的貯排水作用,（c）控制地下水的入滲量 對地下水進行管理的目的在于防止地下水進入填埋區(qū)與廢物接觸。其主要方法是控制淺層地下水的橫向流動，使之不進入填埋區(qū)。成功的地下水管理可以減少滲濾液的產(chǎn)生量，此外還可為改善場區(qū)操作創(chuàng)造條件。具體而言，有如下各種控制方法。 設(shè)置隔離層法 通過低滲透率材料的隔離作用、防止地下水進入填埋區(qū)是一種常用的被動型控制方式。實用的方法有：使用合成材料柔性膜、帷幕灌漿、打入鋼板樁等。為取得更可靠的效果，這種隔離層需要嵌入現(xiàn)場的地下某一低滲透層。,設(shè)置地下水排水

12、管法 可在場區(qū)邊界位置開挖溝渠，例如排水管，并用高滲透性材料回填。當(dāng)?shù)叵滤簧邥r，即會流入排水管排走。為防止排水管阻塞，應(yīng)在管外用無紡布包裹。,抽取地下水法 使用水泵抽水法控制地下水位時，應(yīng)在處置區(qū)附近開鑿一系列的井眼。經(jīng)過抽取地下水將在填埋區(qū)下面形成一個漏斗，可使地下水位降至填埋區(qū)的底部以下。抽出的水可以排往地表水系統(tǒng)，該法雖然有效，但顯然會增加運行費用。 3.3 滲濾液產(chǎn)生量估算方法 （1）年平均日降水量法 這是一種根據(jù)多年的氣象觀測結(jié)果，把年平均日降水量作為填埋場平均日滲濾液產(chǎn)生量的計算依據(jù)、預(yù)測滲濾液產(chǎn)生量的簡單近似方法，其計算公式為：,式中，Q為滲濾液平均日產(chǎn)生量，m3/d；I為年

13、平均日降雨量，mm/d；A為填埋場面積，m2；C為滲出系數(shù)，即填埋場內(nèi)降雨量中成為滲濾液的分數(shù)，其值隨填埋場覆蓋土性質(zhì)、坡度而有不同，一般在0.20.8之間，封頂?shù)奶盥駡鰟t以0.30.4居多。據(jù)Ehrig對德國15個填埋場的觀測結(jié)果，高壓實填埋場（壓實密度0.8t/m3）的滲出系數(shù)為0.250.40，低壓實填埋場（壓實密度0.8t/m3）的滲出系數(shù)為0.150.25。,另外，日本全國都市清掃協(xié)會認為以下式估算填埋場滲濾液產(chǎn)生量較為合理，即： （6-2-27） （6-2-28） 式中，Q為填埋場滲濾液產(chǎn)生量，m3/d；A為填埋場總面積，m2；A1為填埋場操作面積，A1=A-A2-A3，m2；A2

14、為填埋場封閉區(qū)面積，m2；A3為未填埋區(qū)面積，m2；C1為填埋操作區(qū)A1的滲出系數(shù)；其值為0.40.7，標準值為0.5；C2為填埋場封閉區(qū)A2的滲出系數(shù)，其值為0.20.4，標準值為0.3；I為最大月平均降雨量的日換算值，mm/d。,3.4 滲濾液收排系統(tǒng) （1）收排系統(tǒng)的作用 滲濾液收排系統(tǒng)應(yīng)保證在填埋場預(yù)設(shè)壽命期限內(nèi)正常運行，收集并將填埋場內(nèi)滲濾液排至場外指定地點，避免滲濾液在填埋場底部蓄積。 （2）收排系統(tǒng)的構(gòu)造 滲濾液收排系統(tǒng)由收集系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)組成。收集系統(tǒng)的主要部分是一個位于底部防滲層上面的、由砂或礫石構(gòu)成的排水層。在排水層內(nèi)設(shè)有穿孔管網(wǎng)，以及為防止阻塞鋪設(shè)在排水層表面和包在管外的

15、無紡布。在大多數(shù)情況下，滲濾液的輸送系統(tǒng)由滲濾液貯存罐、泵、和輸送管道組成。,典型的填埋場液體收排系統(tǒng)由以下幾個部分組成： （a）排水層：排水層通常由粗砂礫鋪設(shè)厚30cm以上構(gòu)成，要求必須覆蓋整個填埋場底部襯層上，其水平滲透系數(shù)應(yīng)大于10-2cm/s，坡度不小于2%。，但也可使用人工排水網(wǎng)格。 （b）管道系統(tǒng)： 一般在填埋場內(nèi)平行鋪設(shè)，位于襯層的最低處。管道上開有許多小口。管間距要合適、以便能及時迅速地收集滲濾液。此外、應(yīng)具有一定的縱向坡度(通常在千分之幾)，使管道內(nèi)的流動呈重力流態(tài)。 （c）隔水襯層： 由粘土或人工合成材料構(gòu)筑，具有一定厚度，能阻礙滲濾液的下滲，并具有一定坡度 (通常2%5%

16、)，以利于滲濾液流向排水管道； （d）集水井、泵、檢修設(shè)施、以及監(jiān)測和控制裝置等：畚以接納貯存排水管道所排出的滲濾液，測量并記錄積水坑中的液量。,（3）收排系統(tǒng)的類型,（4）收排系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 （a）襯層排水層收集數(shù)學(xué)模型 最大積水深度為： 式中，e是進入填埋場廢物層 的水通量（如圖6-2-19），cm/s；KS是橫向排水層（砂礫石層）的水平方向的滲透系數(shù)，cm/s；C e/KS，故hmax 是e/KS 的函數(shù)。 （b）滲濾液通過底部襯層的運移速度和穿透時間 滲水通量： 滲濾液泄漏量：,運移速度： 穿透時間： 式中：h為滲濾液在襯層上的積水高度，d為襯層的厚度，cm；Ks為襯層的滲透系數(shù)，cm/

17、s；A為填埋場底部襯層面積；e為襯層的有效空隙率。 為使透過襯層的滲漏速率降低，提高收排效率，可結(jié)合實際條件采取下述措施：增大排水層的橫向飽和導(dǎo)水系數(shù)Ks1；降低襯層的飽和導(dǎo)水系數(shù)Ks2；適當(dāng)增大襯層的坡度 tg；減小襯層水平排水距離L；適當(dāng)增大襯層的厚度d。,（5）系統(tǒng)布置 各個填埋場的滲濾液收排系統(tǒng)的布置均不相同，主要取決于填埋廢物類型、場地地形條件、填埋場大小、氣候條件、設(shè)計者的偏好和技術(shù)法規(guī)的要求等。 （a）滲濾液收集系統(tǒng) 滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成能加速滲濾液在襯層上流動和自系統(tǒng)流出。自廢物層流出的滲濾液，通過收集管道、匯集于落水井，然后用泵送往滲濾液處理系統(tǒng)。滲濾液收集系統(tǒng)的布局應(yīng)能提

18、供滲濾液有不同路線流至落水井，并設(shè)有檢查和排水層發(fā)生沉陷的維修條件。,（b）可供選擇的滲濾液流動路線,（6）排水層 設(shè)計排水層時應(yīng)盡量選用水平滲透系數(shù)大的粒狀介質(zhì)，滲濾液收排主系統(tǒng)排水層應(yīng)采用5-10mm的卵石或礫石，層厚不小于30cm，滲透系數(shù)大于0.1cm/s。 （7）滲濾液收集溝（管） （a）滲濾液收集管 滲濾液收集管一般安放在滲濾液溝中，用礫石將其四周加以填塞，再襯以纖維織物，以減少細粒物進入溝內(nèi)，滲濾液通過上述各層、最后進入收集管。,（b）滲濾液收集溝 滲濾液收集溝中的礫石應(yīng)按如圖所示的那樣堆成，以便分散壓實時的機械負荷，從而更好地保護滲濾液收集管，防止其破碎。如用土工織物作為過濾層

19、，則應(yīng)將其包覆在礫石層的上面。也可以用分級沙濾層來防止廢棄物中的細粒滲入滲濾液收集溝內(nèi)。,（c）土工織物過濾層 過濾織物的設(shè)計方法主要是將土壤粒徑特征與織物的表觀開口尺寸（AOS）進行比較，由柯勒推薦的簡單程序如下： 對于50%的顆粒能通過0.074mm篩的土壤，過濾織物的AOS應(yīng)0.59mm。 對于50%的顆粒能通過0.074mm篩的土壤，過濾織物的AOS應(yīng)0.297mm。 （8）避免系統(tǒng)失效的措施 （a）管道堵塞及清除方法 造成管道堵塞的原因有： 細顆粒的結(jié)垢：滲濾液中細顆?；蛴捎谑占瘻现袔С龅恼惩恋某练e會引起管道結(jié)垢。, 微生物增長：生物堵塞是因為滲濾液中存在微生物。與生物堵塞有關(guān)的因素

20、有滲濾液中的碳氮比、營養(yǎng)供給、聚尿酸胺、溫度和土壤溫度； 化學(xué)物質(zhì)沉淀：化學(xué)沉淀導(dǎo)致的堵塞，可能是由化學(xué)或生物化學(xué)過程引起的。 （b）避免管道破裂 （c）避免設(shè)計缺陷 3.5 滲濾液處理 滲濾液的處理方法和工藝取決于其數(shù)量和特性。而滲濾液的特性決定于所埋廢物的性質(zhì)和填埋場使用的年限。城市垃圾填埋場滲濾液處理的基本方法包括：（a）滲濾液循環(huán)，（b）滲濾液蒸發(fā)，（c）處理后處置，（d）排往城市廢水處理系統(tǒng)。,（1）滲濾液再循環(huán) 在填埋場的初期階段，滲濾液中包含有相當(dāng)量的TDS，BOD，COD，氮和重金屬。通過循環(huán)，這些組份通過發(fā)生在填埋場內(nèi)的生物作用和其他物理化學(xué)反應(yīng)被稀釋。例如，滲濾液中的簡單有

21、機酸將轉(zhuǎn)換為CH4和CO2。當(dāng)CH4產(chǎn)生時，滲濾液的pH值升高，金屬成分將發(fā)生沉淀被保留在填埋場中。滲濾液循環(huán)的另一個好處是含有CH4的填埋場氣體的恢復(fù)利用。通常滲濾液回灌系統(tǒng)將是填埋場氣體的產(chǎn)生量增加。為了防止?jié)B濾液循環(huán)造成填埋場氣體無控釋放，填埋場內(nèi)要安裝氣體回收系統(tǒng)。最終，必須收集、處理和處置剩余的滲濾液。,（2）滲濾液蒸發(fā) 滲濾液管理系統(tǒng)的最簡單方法是蒸發(fā)，修建一個底部密封了的滲濾液容納池，讓滲濾液蒸發(fā)掉。剩余的滲濾液噴灑在完工的填埋場上。 （3）滲濾液處理 當(dāng)未使用滲濾液循環(huán)或者蒸發(fā)法、而又不可能排往污水處理廠時，就需要加以一定的預(yù)處理或者完全處理。由于滲濾液成份變化很大，因此有多種

22、處理方法。主要的生物和物理化學(xué)處理方法列于下表中。采用何種處理過程主要取決于要除去的污染物的范圍和程度。,用于滲濾液處理的生物、化學(xué)和物理過程及應(yīng)用說明：,（4）排往城市污水處理廠 如果填埋場建造在污水收集系統(tǒng)附近、或者可以將滲濾液收集系統(tǒng)連向城市污水收集系統(tǒng)時，通常是將其排往污水處理系統(tǒng)中。通常在排往該收集系統(tǒng)之前要進行預(yù)處理以減少所含有機成分的含量。對于不能排向污水收集系統(tǒng)、而蒸發(fā)或者回灌又不可行的填埋場滲濾液，則要進行徹底處理、然后排入地表水體。,第四節(jié) 填埋氣體的產(chǎn)生與控制,為阻止填埋場氣體（LFG）的直接向上或是通過填埋場周圍土壤的側(cè)向和豎向遷移，進而通過擴散進入大氣層，在填埋場內(nèi)一

23、般設(shè)有氣體控制系統(tǒng)，用以收集場中填埋廢物所產(chǎn)生的氣體，并將其用于生產(chǎn)能量或是在有控條件下放空或火化，其目的在于減少對大氣的污染。,4.1 填埋氣體的組成特征 填埋場的主要氣體是填埋廢物中的有機組分通過生化分解所產(chǎn)生，其中主要含有氨、二氧化碳、一氧化碳、氫、硫化氫、甲烷、氮和氧等。它的典型特征為：溫度達4349，相對密度約1.021.06，為水蒸氣所飽和，高位熱值在1563019537kJ/m3。,以干體積為基準,填埋場產(chǎn)氣階段,初始調(diào)整 過程轉(zhuǎn)移 酸性階段 產(chǎn)甲烷階段 穩(wěn)定化階段,4.2 填埋氣體的產(chǎn)生及速率 （1）第一階段=初始調(diào)整階段 廢物中的可降解有機組分在被放置到填埋場后很快就會發(fā)生微

24、生物分解反應(yīng)。此階段是在生化分解好氧條件下發(fā)生的，因為有一定數(shù)量的空氣隨廢物夾帶進入填埋場內(nèi)。使廢物分解的好氧和厭氧微生物主要來源于日覆蓋層和最終覆蓋層土壤，填埋場接納的廢水處理消化污泥，以及再循環(huán)的滲濾液等。,（2）第二階段=過程轉(zhuǎn)移階段 此階段的特點是氧氣逐漸被消耗，而厭氧條件開始形成并發(fā)展。當(dāng)填埋場變?yōu)閰捬醐h(huán)境時，可作為電子接受體的硝酸鹽和硫酸鹽常被還原為氮氣和硫化氫氣體。測量廢物的氧化還原電位可監(jiān)測厭氧條件的突變點。 （3）第三階段=酸性階段 在此階段，微生物活動明顯加快，產(chǎn)生大量的有機酸和少量氫氣。由于有機酸的出現(xiàn)及場內(nèi)二氧化碳濃度升高，滲濾液的pH值常會下降到5.0以下，其BOD5

25、、COD和電導(dǎo)在此階段會顯著上升，一些無機組分（主要是重金屬）在此階段將會溶解進入滲濾液。假如滲濾液不循環(huán)使用，系統(tǒng)將會損失基本的營養(yǎng)物質(zhì)；但如在此階段滲濾液沒有形成，則轉(zhuǎn)化產(chǎn)物將濃集于廢物所含水分中和被廢物吸著，從而保存在填埋場內(nèi)。,（4）第四階段=產(chǎn)甲烷階段 由于產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的有機酸和氫氣被轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，填埋場中的pH值將會升高到6.88的中性值范圍內(nèi)。因此，如有滲濾液產(chǎn)生，則其pH值將上升，而BOD5、COD及其電導(dǎo)將下降。在較高的pH值時，很少有無機組分能保持在溶液中，故滲濾液中重金屬濃度也將降低。 （5）第五階段=穩(wěn)定化階段 在廢物中的可降解有機物被轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳之后，填

26、埋廢物進入成熟階段，或稱為穩(wěn)定化階段。,4.3 填埋氣體產(chǎn)量估算 （1）經(jīng)驗估算 需要數(shù)據(jù)：填埋場地尺寸，填埋平均深度，廢物組成，降解速度，垃圾填埋量和該場地的最大容量等有效數(shù)據(jù)。通過地形勘察和數(shù)據(jù)分析，先判斷記錄數(shù)據(jù)的準確性。然后就可以得到填埋場目前和遠期產(chǎn)氣較為簡單的估算。根據(jù)垃圾填埋量和填埋場含水率進行的初步估算是初步設(shè)計中的有用工具。典型的垃圾填埋場（25%的含水率，填埋以后不改變）。每年的近似產(chǎn)生量為0.06m3/kg。如果是干旱或半干旱的氣候條件，又沒有添加水，填埋廢物干燥，則產(chǎn)氣量會降低到0.030.045 m3/kg。相反，如果填埋后有很合適的濕度條件，產(chǎn)氣量可能達到0.15

27、m3/kg或更高。為了在一個給定的填埋場中得到可靠的估算，估算者必須依靠自己的經(jīng)驗和其他類似的填埋場數(shù)據(jù)。,（2）化學(xué)計算法：根據(jù)垃圾的“分子式”進行計算。 （3）化學(xué)需氧量法： 假設(shè)：填埋釋放氣體產(chǎn)生過程中無能量損失；有機物全部分解，生成CH4和CO2。則據(jù)能量守恒定理，有機物所含能量均轉(zhuǎn)化為CH4所含能量，即： 有機物所含能量CH4所含能量 而物質(zhì)所含能量與該物質(zhì)完全燃燒所需氧氣量（即COD）成特定比例，因而有： 據(jù)甲烷燃燒化學(xué)計量式：CH4+2O2=CO2+2H2O，可導(dǎo)出,為便于實際測量和應(yīng)用，將CH4的衡量單位轉(zhuǎn)化為體積（L），得到： 1gCOD有機物0.35L CH4（0，1大氣壓

28、） 據(jù)此，可以計算填埋場的理論產(chǎn)CH4量（即最大CH4產(chǎn)生量）。 由于填埋場氣體中CH4的濃度約為50%，可近似地認為總氣體產(chǎn)生量為CH4產(chǎn)生量的2倍，于是可得： 1 kg COD有機物0.7 m3填埋氣體 （0，1大氣壓）,因此如果知道單位質(zhì)量城市垃圾的COD以及總填埋廢物量，就可以估算出填埋場理論產(chǎn)氣量： 式中：W=廢物質(zhì)量，kg；CCOD=單位質(zhì)量廢物的COD，kg/kg，我國垃圾中的有機物主要為植物性廚房廢物，其CCOD=1.2 kg/kg；VCOD=單位COD相當(dāng)?shù)奶盥駡霎a(chǎn)氣量，m3 /kg；L0 = 填埋廢物的理論產(chǎn)氣量，m3；=垃圾的含水率質(zhì)量分數(shù)，%；有機物=垃圾中的有機物含量

29、質(zhì)量分數(shù)，%（干基)。,4.4 填埋場產(chǎn)氣持續(xù)時間,在一個剛封場的已完工的填埋場內(nèi)部，其氣體成分分布是時間的函數(shù)。填埋場產(chǎn)氣階段的持續(xù)時間，將隨填埋廢物降解難易、溫度、濕度、初始壓實程度以及是否可以得到營養(yǎng)物質(zhì)而變化。例如，某幾種不同的廢物被壓實在一起，碳/氮比和營養(yǎng)平衡可能會不利于產(chǎn)生LFG。同樣，假如填埋場內(nèi)的廢物不能獲得足夠的水分，則LFG的產(chǎn)生將受到抑制。,增加放置于填埋場內(nèi)廢物的密度，將會減少水分到達填埋廢物層各部分位置的可能性，從而降低生物轉(zhuǎn)化和氣體產(chǎn)生速率，使產(chǎn)氣時間變長。已發(fā)現(xiàn)缺乏足夠水分含量的填埋場處于一種“皺縮”狀態(tài)，填埋幾十年的新聞紙在此狀態(tài)下仍保持較好。因此，雖然從城市

30、垃圾中會產(chǎn)生出的氣體總量可嚴格地從化學(xué)反應(yīng)計量方程通過計算來確定，但填埋場所處場址的實際水文條件會明顯地影響到氣體產(chǎn)生的速率和產(chǎn)氣周期的長短。,通常，易降解、產(chǎn)氣速率高的有機廢物，其產(chǎn)氣持續(xù)時間較短。城市垃圾中的有機物質(zhì)按產(chǎn)氣持續(xù)時間長短可分為三類： 被迅速分解（3個月到5年）的有機物； 緩慢分解（5年以上，直到50年或更長時間）的有機物； 不可生化分解的有機物。城市垃圾中可迅速分解的有機物包括食品廢物、新聞紙、辦公紙、紙板、樹葉和草；緩慢分解的有機物有紡織品、橡膠、皮革、木頭和樹枝、雜物等；塑料通常被認為是不可生化分解的。有機城市垃圾中可生化降解的成分，在很大程度上與廢物中的木質(zhì)素含量直接有關(guān)。,4.5 影響填埋氣體遷移和釋放的因素,廢物中有機物的生物降解不斷產(chǎn)生氣體，使垃圾內(nèi)部壓力增加并且通常會超過大氣壓。一旦填埋場內(nèi)部壓力和大氣壓力相同時，將發(fā)生LFG遷移和排放。影響LFG遷移和排放的主要因素包括： （1) 覆蓋和墊層材料 低滲透性的覆蓋層可阻止氣體向大氣的排放，但如覆蓋物滲透性低并且垃圾未墊封或墊層材料是可滲透性的，將主要產(chǎn)主橫向遷移；,（2) 地質(zhì)條件 周圍的地質(zhì)條件會影響地下