《卫生填埋》PPT课件.ppt

卫生填埋的发展,1950s以前堆放、堆填或简易填埋（dumpinglandfill）。没有多少工程保护措施，处置后的垃圾对环境的污染比较严重。1950s以后卫生填埋（Sanitary Landfill）构筑简单、建设和运行费用低；环境保护措施比较完善，对环境的危害小；可生产填埋气，从垃圾中恢复可再生能源。应用：美国75%，英国88%。1980s 以后我国：大约占垃圾处理量的90%，也是我国未来垃圾的主要处置方法。国外：已开始发展“生物反应器”型垃圾填埋（Bioreactor Landfill）。,卫生填埋场的定义和功能,1.定义 卫生填埋是一种按照工程理论、土工标准和环保要求，对固体废物进行有控管理的综合性工程方法。2.功能贮留垃圾是指利用自然地形或人工构筑形成的空间，将垃圾贮存在其中，待空间充满后封闭，再恢复其原貌。隔断污染卫生填埋场设有完善的防护衬层和渗滤液、填埋气收集处理系统，以避免垃圾及其降解产物对环境的污染。（这也是称其为“卫生”填埋的原因）垃圾处理垃圾被填埋后，在微生物的活动和其他物理化学作用下，垃圾被分解转化，产生渗滤液和填埋气等，最终使填埋场达稳定化。,卫生填埋场的分类,根据有无防渗衬层和渗滤液集排系统：（1）自然衰减型填埋；（2）封闭型填埋根据填埋场建设地点：（1）陆地填埋；（2）海上填埋根据填埋场内部构造和生物学特性：（1）厌氧填埋；（2）好氧填埋；（3）半好氧填埋,卫生填埋场的类型衰减型填埋和封闭型填埋,（1）自然衰减型填埋 依靠天然粘土层进行防渗的填埋方式。1950s以前常用。防渗效果差，污染严重。（2）封闭型填埋 铺设有专门的防渗衬层、渗滤液集排和填埋气收集系统的填埋方式。1950s以后常用。可阻断渗滤液进入粘土和地下水层，对渗滤液和填埋气进行收集和处理，有效防止渗滤液和填埋气对环境的危害。,卫生填埋场的类型陆地填埋和海上填埋,（1）陆地填埋 山谷型填埋利用天然沟壑或山谷形成的贮留空间对垃圾进行无害化处置的一种方式。地坑型填埋利用自然形成的或人工构筑的地坑进行填埋的一种方式。地上型填埋在平地上构筑围堰、把垃圾堆填在其中的一种填埋方式。,卫生填埋场的类型陆地填埋,排水沟 覆盖层,围堰 覆盖层,原始地面,围堰 填埋单元,覆盖层,原始地面,（a）山谷型（b）地坑型（c）地上型,卫生填埋场的类型海上填埋,某些土地资源匮乏而又靠海的国家，如日本、新加坡等国家。处于不得已的考虑，往往将垃圾填埋场建于海上。,卫生填埋场的类型厌氧填埋、好氧填埋和半好氧填埋,（1）厌氧填埋填埋后的垃圾与空气隔绝，垃圾处于厌氧分解状态。（2）好氧填埋填埋后的垃圾被充分供氧，垃圾处于好氧分解状态。（3）半好氧填埋填埋后的垃圾被部分供氧，垃圾处于半好氧分解状态。,卫生填埋场的设计卫生填埋场的构成,卫生填埋场的设计设计内容,场址选择环境影响评价场地的设计（规模大小和结构形式等）场地的建造与施工填埋操作封场环境监测和后期管理等。,卫生填埋场的设计场址选择,（1）选址原则 环境安全原则 经济合理原则（2）选址步骤 预选 初选 定点（3）选址依据（即考虑因素）,卫生填埋场的设计（1）场址选择依据,垃圾特性 垃圾的来源、种类、性质、数量和组成等；以及这些特性随时间可能的变化等。地形土壤条件 应具有较强的泄水能力，有利于填埋场施工和其它配套建筑设施的布置；尽量避开地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处；场地应有足够的可填埋作业的容积，可处置至少10-15年填埋的垃圾量；覆盖土壤容易取得并易于压实，具有较强的防渗能力。,卫生填埋场的设计（1）场址选择依据,气候条件填埋场选址应考虑当地的气候条件，应尽可能避开高 寒区和潮湿区。高寒地区冬天将会影响进出填埋场的道路条件、并影响到覆盖土壤的取得潮湿气候地区，使填埋场的构筑和运行困难。交通条件应具备便利的交通条件，具有能在各种气候条件下发挥运输功能的全天候道路运输距离要尽可能短，以减少运输费用。,卫生填埋场的设计（1）场址选择依据,环保要求位于城市工农业发展规划区、风景规划区、自然保护区以及城市供水水源保护区和供水远景规划区之外；尽可能远离居民区和重要设施，要求到邻近居民点距离必须在500m以上，距高速公路300m、机场3000m以上。经济因素尽可能充分利用天然地形条件，以减少挖掘土方量、降低场地施工造价；土地要容易征得、价格便宜，并有利于填埋场土地和垃圾的后期开发利用。,卫生填埋场的设计（2）环境影响评价,（1）环评程序结合场地的选择进行广泛深入的调查根据场地的初步规划找出环境要素及土地填埋场施工及操作时的影响因素根据环保标准进行个别和综合评价。（2）环评内容基本建设项目环境保护设计规定所规定的项目场地的选择评价渗滤液影响评价噪声及振动影响评价恶臭及释气影响评价：,卫生填埋场的设计（3）确定填埋场容量,（1）预测垃圾产生量 垃圾日产生量和年产生量；填埋场规划服务年限（至少1015年）；服务年限内预计的垃圾产量变化等。（2）确定填埋场理论容量 在填埋场结构确定之后，将各填埋层的体积，即填埋层的平均面积与填埋高度之积加起来，便可得到填埋场的理论容量。,卫生填埋场的设计（3）确定填埋场容量,（3）确定填埋场实际容量 垃圾的压实密度 考虑垃圾的初始密度、机械压实和负重（上覆压力）作用下导致的最终压实密度（代表值在700800 kg/m3）垃圾本身占用容量（m3/d）=垃圾填埋量（kg/d）/垃圾最终压实密度（kg/m3）覆盖物的体积 包括日覆盖层（15-30cm）、中间覆盖层（大于15-30cm）、最终覆盖层（1-2m）。约占填埋场总容量的1/6-1/5，甚至高达1/3。生物降解作用 生物降解作用使填埋后的垃圾的体积逐渐减少，有利于增加垃圾的填埋量。在填埋场的初步设计阶段可以不考虑生物降解的影响。,卫生填埋场的设计（3）确定填埋场容量,实际填埋容量（m3/d）=理论填埋容量+压实、生物降解和负重减容量-覆盖物体积（日、中间和最终覆盖层）,卫生填埋场的设计（4）衬层系统作用与构成,（1）作 用隔绝填埋场内垃圾与外界的联系，控制渗滤液进入地下水和阻止地下水入渗到垃圾层中；防止填埋气扩散和逃逸。（2）构 成 渗滤液收集管道；防渗层（HDPE或黏土层）；保护层（黏土层）；排水层（渗漏液和地下水收集和排放）。,卫生填埋场的设计（4）衬层系统作用与构成,垃圾滤液收集管道防渗层（HDPE）保护层（黏土层）排水层,卫生填埋场的设计（4）衬层系统类型,单层衬层系统只有一个防渗层的衬层系统。（一般用在防渗要求较低、抗损性低的场合）复合衬层系统由两种防渗材料紧密铺贴在一起而形成的一种防渗层。（防渗效果好，是最常用的一种防渗系统）双层衬层系统由中间设有排水层的两层防渗层组合而成的一种防渗层。（在两层之间设有排水层，用于控制和收集防渗层之间的液体或气体）多层衬层系统由两种以上防渗层组成的衬层系统。（类似于双层衬层，但实际上有三层防渗保护，常用于防渗要求高的场合）,卫生填埋场的设计（4）衬层系统类型,黏土层,HDPE黏土层,黏土层,黏土层,黏土层,HDPE黏土层,卫生填埋场的设计（4）衬层材料,天然粘土材料 如粘土、亚粘土、膨润土等。适于做填埋场防渗材料的粘土应具有低的渗透性，其渗透系数通常为107cm/s或更小。人工改性防渗材料 在填埋场区及其附近没有合适的粘土资源，或者粘土的性能无法达到防渗要求的情况下，可将亚粘土、亚砂土等进行人工改性，使其达到防渗性能要求。如聚合物水泥混凝土（PCC）等；人工合成有机材料 天然粘土和人工改性粘土只能延缓而不能制止渗滤液的渗漏。为了更为有效地防渗，现代填埋场常采用人工合成材料与粘土材料结合防渗。这类材料主要有高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚氯乙烯（PVC）等。,卫生填埋场的设计（4）衬层材料HDPE的要求,人工合成有机材料（HDPE）作为防渗材料应满足的标准 低渗透性，渗透系数1012cm/s；具有适宜厚度，一般不小于0.5mm；能抵抗臭氧、紫外线、土壤细菌和真菌的侵蚀；具有适当的耐候性，经得起急剧的冷热变化；具有足够的机械强度，能经得起整个设施的压力和填埋机械与设备的压力具有足够的韧性，能经受垃圾中各种物质的刺破、划破和磨损；厚度均匀，无薄点、裂缝、磨损、气泡和外来颗粒；便于施工和维护，可铺设在稳定的基础之上；价廉易得。,卫生填埋场的设计（4）黏土衬层设计,无纺布,排水层（石砾）,渗滤液收集管,黏土层,填埋的垃圾,原土层,卫生填埋场的设计（4）黏土衬层设计,（1）衬层的厚度 单层衬层：大于1m 复合、双层或多层衬层系统：大于0.6m（2）渗透性黏土衬层的渗透性常用渗透系数的大小来衡量，渗透数可通过实验确定黏土衬层厚度可根据推荐设计值确定（3）含水率与密实度土壤要有一定的含水率和密实度，才能达到渗透性低和强度高的目的当土壤含水率高于土的最佳含水率时，可获得最佳渗透性。,卫生填埋场的设计（4）黏土衬层设计,（4）土块大小与级配土块越小，水分分布越均匀，压实效果越好。一般推荐土块的最大尺寸为2cm。土壤颗粒的级配影响土壤透水性，级配良好的土壤透水率小。（5）坡度与排水层推荐粘土衬层的设计坡度为2%-4%推荐排水层厚度为30-120cm，集水管最小直径为15cm，管道间距为15-30m。（6）基础设计要求基础能限制不均匀沉降、控制地下水、符合防渗要求（保证基底顶部的渗滤液水头不超过50cm）、坡度要求大于2%,卫生填埋场的设计（4）HDPE防渗膜铺设和垫层设计,卫生填埋场的设计（4）HDPE防渗膜铺设和垫层设计,（1）铺设设计防渗膜的铺设必须平坦、无褶皱膜的搭接必须考虑使其焊缝尽量减少在斜坡上铺设防渗膜，其接缝应从上到下，不允许出现斜坡上有水平方向接缝的情况基础底部的防渗膜应尽量避免埋设垂直穿孔的管道或其他构筑物边坡必须锚固，推荐采用矩形槽覆土锚固法 边坡与底面交界处不能设焊缝，焊缝不在跨过交界处之内。（2）垫层设计HDPE防渗膜不能铺设在一般的天然地基上，一般是以天然粘土或改性粘土材料为主的人工防渗层设计内容及要求与粘土衬层的情况类似,卫生填埋场的设计（4）HDPE防渗膜结构设计,底层压实粘土层厚度：一般取0.6-1m边坡压实粘土层厚度：边坡压实粘土层厚度通常大于底层的厚度（一般大10%）排水层渗透性与厚度：推荐使用清洁砾石或者砂，厚度在30cm以上边坡坡度：推荐坡度为1:3底部坡度：底部坡度的选择既要满足集水排水的需要，推荐底部坡度为2%。特殊情况下，底部坡度可达到3%-4%。,卫生填埋场的设计（4）HDPE防渗膜锚固设计,卫生填埋场的设计（5）渗滤液集排系统,1、作用 将填埋场内产生的渗滤液及时收集起来，并从填埋场内导出和排向处理设施，以防止其对环境的污染。2、设计 见后面,卫生填埋场的设计（6）填埋气控制系统,1、作用控制填埋气的迁移和释放，减少填埋气的环境污染回收利用甲烷气体 2、设计 见后面,卫生填埋场的设计（7）地表径流控制系统,1、作用将可能进入场地地表上的水引走防止场地排水进入填埋区内接收来自填埋区的排水 2、控制方式（1）导流渠：环绕整个场地挖掘导流沟渠，使地表径流汇集到导流渠中，并经填埋场地下坡方向的天然水道排走。（2）导流坝：是在场地四周修筑堤坝，以拦截地表径流，将其从场地引出流入排水口。导流坝一般用土壤修筑，并经过机械压实处理。（3）地表稳态化：用密实的细粒土壤覆盖填埋场表面，以减少天然降水的入渗和冲刷侵蚀。（4）地下排水：在填埋物之上、覆盖层之下铺设一层排水层或一系列多孔管，使已经渗透过表面覆盖层的雨水通过排水层进入收集系统排走,卫生填埋场的设计（8）表面密封系统,（1）表面密封系统指填埋作业完成后，在填埋场的顶部铺设的覆盖层。其过程称作“封场”。（2）作 用封闭已填埋的废物控制水分进入填埋场，以减少或防止渗滤液产生控制填埋场气体释放防止侵蚀，绿化和填埋场土地恢复利用等。（3）构成土地恢复层（即表层）密封工程系统 由保护层、排水层（可选）、防渗层等组成。,卫生填埋场的设计（8）表面密封系统作用与构成,密封工程系统,土地恢复层,（可选）,（可选）,卫生填埋场的设计（8）表面密封系统设计,表 层取决于填埋场封场后的土地利用规划，通常要能生长植物。表层材料主要选用可生长植物的腐殖土以及其它土壤。表层的最小厚度通常应在50cm以上。表层应具有一定的倾斜度，一般为3%5%。保护层防止植物根系、穴居动物破坏下层，一般选用天然土壤或者砾石等材料，有时也和表层合并使用一种材料。排水层材料主要有砂、砾石、土工网格、土工合成材料等（可选）。防渗层设计与衬层系统中防渗层设计类似。排气层导排填埋气，常用材料为砂、砾石和土工网格等（可选）。,卫生填埋场的设计（8）表面密封系统作用与构成,表 层排水层防渗层保护层（黏土垫层）垃 圾,卫生填埋场的设计（8）表面密封系统设计要求,低渗透性 减缓渗透速率。耐候性 能够经受气候的极端变化，如冷热、湿干、冻结解冻等；并能够抵抗天然风化力如水和风的侵蚀等。稳定性 如要具有抗塌陷、抗滑动，抵抗地震、地表植物根系以及穴居动物、蚯蚓、昆虫等的破坏。,卫生填埋场的设计（9）辅助设施,道路机械维修计量设施给水电力通讯办公室,卫生填埋场的运行填埋操作过程,卫生填埋场的运行填埋操作方式,图109 平坦地区的填埋作业方式,图1010 丘陵峡谷地区的填埋作业方式,c.垂直填埋,卫生填埋场的运行填埋操作工序,图1011 多层填埋分区计划图,卫生填埋场的运行填埋操作机械,履带拖拉机推土机压实机挖土机破碎机吊车抓土机,城市生活垃圾卫生填埋场LFG的典型组成,1 以干体积为基准,填埋气产生经历的过程,好氧微生物,兼,氧微生物,厌,氧微生物,厌,氧微生物,厌,氧微生物,被动填埋气控制系统(1)水平收集管,被动填埋气控制系统(2)垂直收集井,被动填埋气控制系统(3)周边拦截沟渠和拦截墙（主要用于没有防渗层的旧填埋场的填埋气控制）,墙,主动填埋气控制系统(1)水平收集管,主动填埋气控制系统(2)垂直收集井,主动填埋气控制系统(3)周边抽气井或沟渠,主动填埋气控制系统(3)抽气井的结构,导气管,填埋气的处理与利用直接焚烧,典型垃圾卫生填埋场渗滤液的组成（单位：mg/L）,新老填埋场渗滤液成分比较（单位：mg/L）,填埋场渗滤液化学组成随时间的变化趋势,BOD5,渗滤液收集管道系统详图,黏土层,渗滤液提升站,渗滤液集排系统布置方式,渗滤液处理工艺典型流程图,饱和区和充气区地下水监测系统,未饱和区,饱 和 区,饱 和 区,（充气区）,地下水监测井结构示意图,已关闭填埋场例行检查项目,作 业,什么是垃圾的卫生填埋？它有哪些作用？卫生填埋场的功能有哪些？卫生填埋场分哪些类型？卫生填埋场的选址原则是什么？选址时需要考虑哪些因素？确定垃圾填埋场容量时需要考虑哪些因素？衬层系统的作用是什么？它有哪些类型？衬层材料有哪些类型？各有何特点？填埋场表面密封系统的作用有哪些？它是由哪些部分构成的？垃圾填埋的日覆盖、中间覆盖和最终覆盖各有何作用？填埋场气体 主要有哪些气体成分组成？填埋气的产生过程分为哪几个阶段？各阶段起主要作用的微生物是哪些？填埋气产生量的计算方法有哪些？其中理论需氧量法是如何计算填埋气产生量的？填埋气控制系统的作用是什么？被动控制系统和主动控制系统各有何特点？它们分别包括哪些控制方式？填埋气的利用途径有哪些？,作业,填埋场渗滤液主要包括哪些污染成分？渗滤液的性质有何特点？渗滤液来源于哪些方面？如何控制渗滤液的产生量？渗滤液的估算方法有哪些？渗滤液集排系统的作用是什么？它由哪些部分构成？渗滤液的处理方法有哪些？试列出一种渗滤液处理工艺？并对各工序的作用进行说明。卫生填埋场环境监测的作用是什么？它包括哪些监测内容？卫生填埋场封场后有哪些管理内容？,