第八章固体废物的填埋处置

处理处置预处理物化处理生物处理热处理陆地处置海洋处置固体废物收集、压实、破碎、分选、脱水等收集、运输、压实、破碎、分选、脱水浮选、氧化、化学中和、固化等好氧堆肥、厌氧消化、微生物浸出等干燥、焚烧、热解、焙烧等土地耕作、土地填埋、深井灌注等海洋倾倒、远洋焚烧等最终处置方法海洋处置是利用海洋具有的巨大的稀释能力，在海洋上选择适宜的洋面作为固体废物处置场所的处理方法，主要包括海洋倾倒和远洋焚烧。船用焚烧炉陆地处置根据废物的种类及其处置底层位置，可分为土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋（卫生土地填埋和安全土地填埋）、浅地层埋藏以及深井灌注处置等。土地填埋处置具有工艺简单、成本较低、适于处理多种类型固体废物的优点，已成为固体废物最终处置的主要方法之一。三峡库区巴东县垃圾填埋场主要内容四、垃圾填埋气体的收集与利用三、渗滤液的收集与处理二、填埋场的防渗一、填埋场的规划和设计第一节填埋场的规划与设计一、卫生填埋场概述现代（卫生）填埋法是利用工程手段，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方法。从不同的角度，可将填埋场分为不同的种类：（1）根据结构：可分为衰竭型和封闭型填埋场。（2）根据不同的填埋地形特征：可分为山谷型、坑洼型和平原型填埋场。（3）根据填埋场中废物的降解机理：可分为好氧型、准好氧型和厌氧型填埋场等。目前我国普遍采用的是厌氧型填埋场。现代填埋场的基本构成是填埋单元，它是由一定空间范围内的废物层和覆土层共同组成的单元。具有类似高度的一系列相互衔接的填埋单元构成一个填埋层，填埋场通常就是由若干填埋层所组成。卫生填埋的主要优点：（1）一次性投资较低，运行也较为经济。（2）适应性广，对生活废物的种类、性质和数量均无苛刻的要求。（3）是一种相对完全、彻底的最终处理方式。（4）运行管理相对简单。填埋场规划的主要内容有：填埋场选址、计划填埋容量、计划填埋年限、场址利用计划等。二、填埋场选址1、应服从城市发展总体规划：现代填埋场是城市环卫基础设施的重要组成部分，其建设规模应与城市化的进程和经济发展水平相符。2、场址应有足够的库容量：通常填埋场的合理使用年限应在10年以上，特殊情况下也不应低于8年。3、场址应具有良好的自然条件：（1）场址的地质条件要稳定；（2）场址的竖向标高应不低于城市防排洪标准；（3）场区周围500m范围内应无居民居住点；（4）场址宜位于城市常年主导风的下风向和城市取水水源的下游；（5）场址就近应有相当数量的覆土土源。4、场址运距应尽量缩短：通常认为较经济的废物运输距离不宜超过20km。5、场址应具有较好的外部建设条件：包括方便的外部交通、可靠的供电电源、充足的供水条件等。填埋场场址的科学确定应遵循以下几个步骤：①根据有效的运输距离确定选址区域，然后与当地有关主管部门讨论可能的场址名单，进而排除那些不适宜建场的场址，提出初选场址名单（3~5个）；②确定两个以上的备选场址；③提出首选方案，完成选址报告，提交政府主管部门决策。三、填埋场的环境影响评价1、评价程序开展环境影响评价时，应结合场地的适宜性进行深入的现场调查，在此基础上，确定环境要素及施工和运行时的影响因素，按环保要求和标准逐一进行评价。2、评价目的与内容填埋场环境影响评价旨在论述填埋场建设的环境可行性，重点应回答与项目决策相关的如下问题：（1）填埋场选址的合理性。（2）填埋场设计与清洁生产的符合性。（3）拟定的污染控制方案的经济合理性和技术可行性。（4）填埋场的总量控制指标。对拟建填埋场的环境影响评价具体应包括以下内容：（1）填埋场四周的自然环境和社会环境状况的调查与评价。（2）填埋场潜在影响区内的公众意见调查。（3）填埋场的工程分析。（4）填埋场环境影响预测与分析。（5）结合环境影响预测与分析结果，给出填埋场污染物的总量控制指标。四、计划填埋量与填埋年限拟填埋的废物总量与使用的覆土量之和即为计划填埋量。通常计划填埋量是填埋场的理论容量，比实际填埋量要大10%以上。填埋场的理论容量可根据加和各个填埋层体积进行估算。填埋场的总填埋容量（Vt，单位m3）可按以下公式计算：式中，P为填埋场服务区域内的预测人口；m为人均每天废物产量，kg；t为填埋年限，a；ρ为废物最终压实密度，kg/m3；Vs为覆土量，m3。通常我国人均每天城市固体废物产量可按0.8~1.2kg/（人·d）考虑。一般情况下，填埋年限以10~20年为宜。通常填埋场的覆土量约占填埋容积的10%~25%。365tsmPtVV覆土是卫生填埋作业的必要步骤，虽不可避免地会占用有效的填埋容积，但有助于改善景观、减少气味和风扬碎片、防止疾病传播等。覆土可分为日覆土、中间覆土和最终覆土，其中日覆土的用土量最多。通常填埋场的覆土量约占填埋容积的10%~25%.五、场址开发利用计划在填埋场运行结束后的长期维护监管中，事先制定一个周密而清晰的场址开发利用规划（含封场规划）是十分必要的。在废物填埋场服务期结束后，需对整个填埋场进行最终覆盖。通常场址的开发利用应具备以下基本条件：（1）场地下沉量逐渐变小，直至停止。（2）场地具有一定的承载力。（3）无坡面下滑破坏的可能。（4）无可燃气体、恶臭产生或影响非常小。（5）没有对土壤和地下水的污染。（6）不会对建筑物基础造成不良影响。（7）适于植物生长。第二节填埋场的防渗填埋场防渗的主要目的是阻止渗滤液和填埋气体外泄污染周围的土壤和地下水，同时还要防止外来水，包括地下水、地表水和降水等大量进入填埋场，增大渗滤液产生量。一、防渗方式按照填埋场防渗设施铺设时间的不同，防渗方式可分为场区防渗和终场防渗。后者是指当填埋场的填埋容量使用完毕后，对整个填埋场进行的最终覆盖，故亦称其为终场覆盖；前者是填埋场运行作业前施作的主体工程之一，根据防渗设施设置方向的不同，又可分为水平防渗和垂直防渗。（1）水平防渗：指防渗层向水平方向铺设，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透而污染土壤和地下水。（2）垂直防渗：指防渗层竖向布置，防止废物渗滤液横向渗透迁移，污染周围土壤和地下水。二、防渗材料（1）天然防渗：天然防渗材料主要有黏土、亚黏土、膨润土等。天然防渗衬里的主要优点是造价低廉、施工简单。由于土地资源的日益紧缺和防渗要求的不断提高，天然衬里的使用受到了很大限制。膨润土黏土（2）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改善其性能，以达到防渗要求的衬里。人工改性的添加剂分为有机、无机两种。无机添加剂相对费用较低、效果好，比较适合发展中国家推广应用。常用的两种改良型衬里如下：①黏土－膨润土改良型衬里：在天然黏土中添加适量膨润土矿物，使改良后的黏土达到防渗材料的要求。②黏土－石灰、水泥改良型衬里：在天然黏土中添加适量的石灰、水泥以改善黏土性质，从而大大提高黏土的吸附能力和酸碱缓冲能力。（3）人工合成膜防渗人工衬里材料通常要满足以下要求：①必须与渗滤液相容，不因与渗滤液的接触而使其结构完整性和渗透性发生变化。②渗透系数小于1×10-7cm/s。③具有适宜的强度和厚度，可铺设在稳定的基础之上。④抗臭氧、紫外线、土壤细菌及真菌的侵蚀。⑤具有适当的耐候性，能承受急剧的冷热变化。⑥具有足够的抗拉强度，能经得起填埋体的压力和填埋机械与设备的压力。⑦有一定的抗尖锐物质的刺破、刺划和磨损力。⑧厚薄均匀，无薄点、气泡及裂痕。⑨便于施工及维护。高密度聚乙烯（HDPE）因耐化学腐蚀能力强，制造工艺成熟，易于现场焊接，工程施工经验比较成熟，而被广泛应用于填埋场的水平防渗中。高密度聚乙烯膜三、防渗结构（一）水平防渗系统1、结构类型（1）单层衬里系统：只有一层防渗层，可由黏土或HDPE膜构成，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保护层。该系统适用于抗损性低、场址区地质条件良好、渗透性差、地下水较贫乏的条件。（2）单复合衬里系统：防渗层由两种防渗材料相互紧密贴合而成，提供综合防渗效力。较典型的单复合结构是上层为柔性膜，其下为低渗透性的黏土矿物，其余部分与单层衬里系统相同。该系统适用于抗损性较高、地下水位高、水量较丰富的条件。（3）双层衬里系统：有两层防渗衬里，上衬里之上为渗滤液收集系统，下衬里之下为地下水收集系统。两衬里之间是排水层，以控制并收集通过上衬里渗漏下来的渗滤液或填埋气体。该系统在防渗的可靠性上优于单衬里系统，但在施工和衬里的坚固性及防渗效果等方面不如单复合衬里系统，其适用条件类同于单复合衬里系统。（4）双复合衬里系统：与双层衬里系统的结构类似，不同之处是双复合衬里系统的上下衬里分别采用的是单复合衬里。该系统综合了单复合衬里系统和双层衬里系统的优点，具有抗损害能力强、坚固性好、防渗可靠性高等特点，但其造价很高。双复合衬里系统适用于废物危险性大、对环境质量要求很高的条件。填埋场基础衬层系统结构的两个典型示例：2、水平防渗系统的选择填埋场场区水平防渗系统的选择应根据环境标准要求、场址的地质、水文地质与工程地质条件、衬里材料来源、填埋废物性质及其与衬里兼容性、施工条件、经济可行性等因素进行综合考虑。一般而言，天然防渗系统造价较人工防渗系统的低，单层衬里、单复合衬里、双层衬里、双复合衬里防渗系统的造价依次递增。目前，我国大部分地区的城市固体废物卫生填埋场多采用单层衬里和单复合衬里防渗系统。（二）终场防渗系统1、系统的功能：削减渗滤液的产生量，控制填埋场气体从填埋场上部无序释放，避免废物的扩散，抑制病原菌的繁殖以及提供一个可供景观美化和填埋土地再用的表面等。2、系统的构成与设计：由多层组成，可分为两大部分：第一部分是土地恢复层，即为表土层；第二部分是密封层，从上至下由保护层、排水层、防渗层和调整层（或基础层）组成。终场防渗系统的构成填埋场终场防渗系统第三节渗滤液的收集与处理一、渗滤液的产生及其特征废物渗滤液是指废物在填埋或堆放过程中因其分解产生的水或废物中的游离水、降水、径流及地下水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水。大量资料表明，降水、地表径流和地下水入渗是废物渗滤液产生的主要原因。垃圾渗滤液从黑色的防渗膜边缘流出，随雨水一起流到垃圾场外。深圳和上海垃圾填埋场渗滤液主要污染指标浓度渗滤液具有以下基本特征：（1）有机污染物浓度高，特别是5年内的“年轻”填埋场的渗滤液。（2）氨氮含量较高，在“中老年”填埋场渗滤液中尤为突出。（3）磷含量普遍偏低，尤其是溶解性的磷酸盐含量更低。（4）金属离子含量较高。（5）溶解性固体含量较高。（6）色度高，具较浓的腐败臭味。（7）水质历时变化大。组分生活垃圾英国Pitsea(43%为工业废物)英国Rainham*（工业废物）挪威Granmo(66%)为工业废物）美国CedarHills(工业/生活)pH5.8～7.58.0～8.56.9～8.06.85.4COD100～62400850～135047038800BOD2～3800080～25032024500TOC20～19000200～65077～10000100挥发酸（C1～C8）ND～370020600～10000107100氨-N5～1000200～60090～1700120有机一NND～7705～2062硝酸盐-N0.5～50.04亚硝酸盐-N0.2～20.10～108.0有机磷0.02～30.200.6（总）11.3(总）氯化物100～30003400400～1300680硫酸盐80～460340150～110030Na40～280021852000462K20～205088850～125200Mg10～48021466Ca1.0～16588188Cr0.05～1.00.050.50.021.05Mn0.3～2500.5Fe0.1～2050100.6～100070810Ni0.05～1.700.040.50.11.20CO0.01～1.150.090.50.091.30Zn0.05～1300.161.0～100.06155Cd0.005～0.010.020.00050