固体废物之填埋.ppt

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1、固体废物的填埋,11资环 王元康,主要内容,填埋概述填埋技术原理填埋场选址填埋气渗滤液填埋场封场填埋场的防渗填埋场工程实列,概述,填埋（disposal）填埋是进行固体废物最终处置的较为理想的方法之一，它是由传统的废物堆放和填地技术发展起来的一种处置技术。主要是利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体、大气和土壤环境的污染，使整个填埋作业及废物稳定过程对公共卫生安全及环境均无危害的一种土地处置废物的方法。,填埋技术原理,一:填埋场处置原则 1.区别对待、分类处置、严格管制危险废物和放射性废物原则 2.最大限度将危险废物、放射性废物固体废物与生物圈相隔离 3.集中处置原则,填埋

2、技术原理,二：填埋场构造 1.自然衰减型填埋场：允许部分渗透液由填埋场底部渗透，利用下部包气带土层和含水层的自净能力，降低渗滤液中污染物浓度，使其达到能接受的水平 适用：无害固体废物或会发生生物降解、化学降解 物理衰变的废物,填埋技术原理,二：填埋场构造 2.全封式型填埋场 将废物和渗透液与环境隔绝，将废物安全贮存上十年甚至上百年 3.半封闭式填埋场 介于自然衰减型填埋场和全封闭式填埋场之间注：处置城市生活垃圾的卫生填埋场属衰减型或半封闭 型填埋场，处置危险废物属全封闭型填埋场,填埋技术原理,三：填埋方法土地填埋方法主要有三种：一是沟槽法 二是地面法 三是斜坡法（混合法）,填埋技术原理,、沟槽

3、法：,长度为3040m，深.18m，宽4575m,B、面积法,在采石场、露天矿、峡谷、盆地或其他类型的洼地采用。该法适于处置大量的固体废物。,填埋技术原理,、斜坡法,斜坡法是把废物直接铺撒在斜坡上，压实后用工作面前直接得到的土壤加以覆盖，然后再压实。,填埋技术原理,优点：进行少量的挖掘工作，即可满足第二天覆盖废物对土壤的需要，由于不需要从场外运进覆盖材料，而且废物堆积在原始表面下，因此斜坡法比地面法能更有效地利用处置场地。,填埋技术原理,将垃圾在填埋场内分区分层进行填埋。每天的垃圾，在限定范围铺散为40-75cm的薄层，然后压实。垃圾层厚度应为2.5-3m。一次性填埋处理垃圾层最大厚度为9m。

4、每层垃圾压实后覆土20-30 cm。废物层和土壤覆盖层共同构成一个单元，即填埋单元(cell)。当天的垃圾，当天压实覆土，成为一个填埋单元。,垃圾填埋的具体方法,具有同样高度的一系列相互衔接的填埋单元构成一个填埋层。按上述工序完成的卫生填埋场由一个或几个填埋层组成。当填埋到最终的设计高度以后，再在该填埋层上层盖一层90120cm的土壤，压实后就成为一个比较标准的卫生填埋场。,垃圾填埋的具体方法,填埋方法,构筑单元,升层,填埋场剖面图,填埋技术原理,四:填埋场运行 1.布局规划（1）进出场地的道路、设备房、办公区（2）填埋库区、围档、绿化带、填埋库区的占地面积宜为总面积的70%-90%，不得小于

5、60%（3）特殊废物存放场地、废物处理回收场地（如堆肥化场地、固化、稳定化场地等）（4）覆盖层物质堆放场地、填埋场地气体收集利用设施场地、渗滤液处理设施场地,填埋技术原理,四:填埋场运行 1.布局规划（5)地下水和渗滤液监控设施（包括本底监测 井和污染监测井等）、雨污分流系统(6)应急设施（包括垃圾临时存放、紧急照明等设施）（7）填埋场配套工程及辅助设施和设备,平坦地区，土地填埋操作可以由下向上进行垂直填埋，也可以从一端向另端进行水平填埋,填埋技术原理,2.填埋作业方式,斜坡或峡谷地区填埋可以从上到下或从下往上进行。一般采用从上到下的顺流填埋方法，因为这样既不会积蓄地表水，又可减少浸出液。,填

6、埋技术原理,填埋技术原理,五：填埋场设备（1）履带式和轮胎式推土机、铲运机、压实机、挖土机、破碎机、吊车和抓土机等（2）专门的压实设备，如滚子、夯实机或振动机等，以增加填埋物的密实性，提高场利用率,填埋技术原理,六、在填埋场内发生的反应 1、生物反应 2、化学反应：溶解沉淀、吸附解吸、脱卤降解、氧化还原等其他反应 3、物理反应：蒸发气化、沉降悬浮、扩散迁移、物理衰变。,填埋技术原理,七、生活垃圾卫生填埋 卫生填埋是在土地处置场内，按工程技术规范和卫生要求处置固体废物，即经过充填、推平、压实、覆土和再压实等操作过程，使废物得到最终处置，同时使废物对环境的危害降至最低限度，填埋场封后可作别用。,对

7、象：城市垃圾、建筑垃圾、炉渣等,主要有厌氧、好氧和半好氧三种。,填埋技术原理,七、生活垃圾卫生填埋,填埋技术原理,七、生活垃圾卫生填埋考虑重点1、场址的选择 2、防止渗滤液对地下水的污染 3、填埋气的控制和利用 4、臭味和病原菌的消除 5、填埋作业时噪声和扬尘的控制 6、防治滋养动物的影响 7、防渗衬层渗漏检测系统 8、场地的监测和利用,两项原则：一、是场地能满足防止污染的需要二、是经济合理,要考虑以下方面的因素,(2)气候；要蒸发大于降水，避开高寒区,(1)土质条件和地形特点：防渗能力强,便于施工，避开洼地，泄水能力强,背风,(3)水文地质条件：地下水位距最下层埋藏物至少1.5m；,填埋场选

8、址,(4)环境条件:避开居民区,远离城市,在城市的下风向,(5)运输距离:尽量缩短运输距离,减少运营成本,(6)迹地的开发利用:考虑填埋场填满后的开发利用,(7)填埋面积:至少满足10年以上的使用时间,另外还要考虑交通、距离与方位、土地征用、开发等方面,填埋场选址,垃圾填埋后，由于微生物的生化降解作用会产生好氧与厌氧分解。填埋初期，由于废物中空气较多，垃圾中有机物开始进行好氧分解，产生二氧化碳、水、氨气，这一阶段可持续数天；但当填埋区氧被耗尽时，垃圾中有机物转入厌氧分解，产生甲烷、二氧化碳、氨气、水以及硫化氢等。,填埋气,填埋气体组成,填埋气体产生量估算,理论计算法化学计量法：假如在填埋废物中

9、除废塑料外的所有有机组分可用一般化的分子式CaHbOcNd来表示，假设可生化降解有机废物完全转化为CO2和CH4，则可用下式来计算气体产生总量。CaHbOcNd+（4a-b-2c-3d）/4H2O（4a-b-2c-3d）/8CH4+（4a-b+2c+3d）/8CO2+dNH3COD计量法：1gCOD有机物0.25gCH4 1gCOD有机物0.35L CH4 经验公式法典型的垃圾填埋场，即含水率为25且填埋后不变，每年的近似产气量为0.06m3/kg。如果是干旱或半干旱气候条件，又没有添加水，填埋废物干燥，则产气量会降低到0.030.045 m3/kg。相反，如果填埋后湿度条件很合适，产气量可能

10、达到0.15m3/kg或更高。实测法,填埋气体收集,控制填埋气体污染并进行资源化利用，对填埋气体进行收集主动和被动导排方式前者利用抽真空的方法收集气体；后者填埋气体自身压力沿这几管道流动进行收集,填埋气体的导排主动导排系统,主动导排是在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将填埋场内的填埋气体抽出来。由抽气井、集气管、冷凝水收集井和泵站，真空源、气体处理站（回收或焚烧）以及检测设备等,被动导排,被动导排系统：被动导排就是不用机械抽气设备，填埋气体依靠自身的压力沿导排井和盲沟排向填埋场外。,填埋气体的净化,脱水与除尘一般

11、采用冷凝器、沉降器、旋风分离器或过滤器等物理单元来除掉气体中的水分和颗粒。H2S去除脱硫技术主要有湿式净化工艺和吸附工艺两大类，包括催化净化法、链烷醇烷选择净化法、碱液净化法、碳吸附和海绵铁吸附法等 二氧化碳的去除二氧化碳的去除方法较多，采用最多的是水或化学溶剂的吸收法。现在所用的溶剂处理系统包括甲基乙醇胺二乙醇胺、二甘醇胺、热硫酸钾、碳酸丙烯等。也可根据分子大小和极性选择合适的分子筛，通过选择吸附去除比甲烷更易吸附的CO2、H2O、H2S。,填埋气体贮存与利用,贮存高压与低压两种，将填埋气体贮存在气柜中，也可采用钢瓶高压贮存利用用作锅炉燃料或发电；用于民用或工业燃气；用作汽车燃料；,渗滤液,

12、垃圾渗滤液概念 垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。主要污染成分有：有机物、氨氮和重金属等。,渗滤液,垃圾渗滤液为高浓有机废水BOD和COD浓度高，金属含量、氨氮含量高，有毒有害物质多，水质水量变化大，且变化无规律性，化学性质不稳定，微生物营养比例失调等特点。渗滤液水质随垃圾填埋时间而变化，一般的，新填埋场渗滤液PH较低,BOD和COD浓度高,BOD/COD值较高BOD/COD值为，可生化性较好，5年以上的老填埋场渗滤液PH中性,BOD和COD的浓度低

13、,BOD/COD值较低，可生化性较差,10年后BOD/COD值将降至0.1,渗滤液的处理方法,(1)利用城市污水厂进行合并处理。将垃圾渗滤液直接排入城市污水处理厂与城市污水进行合并处理，利用城市污水对渗滤液的缓冲稀释作用和城市污水中的营养物质实现渗滤液和城市污水的同时处理是最为简单的渗滤液处理方案，可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用，降低成本。但此法要求填埋场与城市污水处理厂相距不能太远，这在我国大多数大中城市都难以办到，否则渗滤液的输送将造成较大的经济负担；另一方面由于垃圾渗滤液含有较高浓度的BOD5，COD，NH3-N，易造成对城市污水处理厂的冲击负荷，如不加控制会影响甚至破坏城市污

14、水处理厂的正常运行。,(2)渗滤液单独处理 活性污泥法对易降解的有机物有较高的去除率，对新鲜的垃圾渗滤液有较好的处理效果。生物膜法中微生物的种类数量较多，具有较强的抗冲击负荷能力，而且由于硝化菌可以生长，有利于提高对NH3-N的去除率。厌氧处理的污泥生长量小、有机负荷高、占地面积小、对无机营养元素的要求远低于好氧处理，适于含磷量比较低的垃圾渗滤液，但是厌氧处理出水中COD浓度和NH3-N浓度仍然较高，DO含量很低，不宜直接排放到河流或湖泊中，一般需要进行后续的好氧处理或物化处理。在pH值低于7时产甲烷菌受到抑制甚至死亡，不利于厌氧处理，而且厌氧处理的最适温度为35益，低于这个温度，处理效率迅速

15、下降。,渗滤液的处理方法,(3)填埋场内循环喷洒处理 通过循环喷洒可以提高垃圾层中的水分含量，使垃圾渗滤液中微生物的营养成分回到填埋场中，增强微生物的活性，降低垃圾渗滤液中有害物质的浓度，加速产甲烷的速率，缩短垃圾渗滤液水量及水质的稳定化进程。,渗滤液的处理方法,垃圾填埋场渗滤液的处理工艺,UASB反应池的全称为升流式厌氧污泥床反应池，主要特点是气、液、固三相分离系统和颗粒污泥，具有高效的厌氧反应效果。A段曝气池是起到预吹脱上一部分未阻隔完全的氨氮、硫化氢等厌氧性气体的构筑物。AO段，主要通过硝化、反硝化反应，达到生物脱氮的过程。主要包括缺氧段和好氧段，通过控制曝气量的大小来达到效果。物化池是

16、最后部分的处理工艺，起到沉淀水中颗粒，并杀灭大肠杆菌的作用,渗滤液处理现状存在的问题,1）高浓度氨氮 一方面，由于高浓度的氨氮对生物处理系统有一定的抑制作用；另一方面，由于高浓度的氨氮造成渗滤液中的C/N 比失调，生物脱氮难以进行，导致最终出水难以达标排放。2）可生化性差 渗滤液可生化性差主要体现在，光靠生物处理也很难将之处理至二级甚至一级标准以下。,渗滤液处理现状存在的问题,3）渗滤液处理厂的运行管理水平低 我国有些渗滤液处理厂缺乏相应的专业人员，致使管理不到位，管理水平低下。4）渗滤液处理投入不足 垃圾渗滤液是高浓度、高污染有机污水，要达到相应的处理标准，所对应的投资成本和运行费用均较高，

17、渗滤液处理厂资金无法保证致使设施、设备闲置，造成浪费，垃圾渗滤液亦也得不到有效治理，严重污染环境。,填埋场的封场,填埋场的封场,现代化填埋场的表面密封系统有多层构成，主要分为两部分：第一部分是土地恢复层，即为表层；第二部分是密封工程系统，由保护层（可选）、排水层（包括底土层）、防渗层和排气层组成。,填埋场的防渗系统,填埋场防渗系统，不仅要能防止渗滤液渗出污染地下水，还要防止地下水涌入填埋场。场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将

18、垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。,填埋场的防渗系统,填埋场的水平防渗系统可以分为单层衬里、单复合衬里、双层衬里、双复合衬里系统。,单层衬里：有一个防渗层，其上是渗滤液收集系统和保护层，必要时其下有一个地下水收集系统和一个保护层。这类衬层只能用于抗损性低和防渗要求低的材料,填埋场的防渗,双层衬层系统：包含两层防渗层，两层之间是排水层，以控制和收集防渗层之间的液体。下部排水层一般只在防渗层渗漏监测中使用，或用于排除地下水。双层衬层系统广泛应用于生活垃圾卫生填埋场,填埋场的防渗,复合衬层系统：由两种防渗材料相组合形成的

19、防渗层，比较典型的是上层为柔性膜、下层是渗透性低的粘土层。关键是使柔性膜紧密接触粘土层,填埋场的防渗,多层衬层系统：综合了复合衬层系统和双层衬层系统的优点，具有抗损坏能力强、坚固性好、防渗效果好的特点,填埋场的防渗,防渗材料,天然防渗 天然防渗材料主要有黏土、亚黏土、膨润土等。改良型衬里 改良型衬里是指将性能不达标的亚黏土、亚沙土等天然地质材料通过人工添加物质改善其性质，以达到防渗要求的衬里。人工合成膜防渗,防渗材料,防渗材料标准：天然黏土类防渗衬里，其场底及四壁衬里厚度要大于2m，渗透系数小于10-7cm/s；改良土衬里的防渗性能应达到黏土类防渗性能。天然防渗材料：黏土、亚黏土、膨润土等 改良型衬里：黏土-膨润土改良型、黏土-石灰等 人工合成膜防渗,