8章固体废物的填埋处置.

第八章固体废物的填埋处置本章要点：1.掌握固体废物处置的概念与基本要求；2.掌握固体废物的卫生填埋法，包括其面积计算、渗沥液控制、气体控制方法以及填埋操作方法与中的工艺程序。3.了解安全土地填埋的分类及监测；4.了解土地耕作、深井灌注的操作程序；5.了解海洋处置的分类及方法。第六章固体废物的最终处置•第一节概述•第二节土地填埋处置•第三节土地耕作处置•第四节海洋处置•第五节深井灌注法第一节概述•一、固体废物处置的概念•固体废物处置是指将固体废物焚烧或用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，达到减少或者清除其危险成分的活动，或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回收的活动。•是解决固体废物的最终归属问题。二、处置的基本要求•原则：使固体废物最大限度地与生物圈隔离，防止其对环境的扩散污染，确保现在和将来都不会对人类造成危害或影响甚微。•(1)处置场所要安全可靠，通过天然或人工屏障使固废被有效隔离，使污染物质不会对附近生态环境造成危害。更不能对人类活动造成影响，•(2)处置场所要设有必须的环境保护监测设备，要便于管理和维护。•(3)被处置的固体废物中有害组分含量要尽可能少，体积要尽量小，以方便安全处理，并减少处置成本。•(4)处置方法要尽量简便、经济，既要符合现有的经济水准和环保要求，也要考虑长远的环境效益。三、处置方法的分类和特点•（一）按照屏障不同分•1.天然屏障隔离处置：利用自然界已有的地质构造和特殊地质环境所形成的屏障，也可以是各种圈层之间本身存在的对污染的阻滞作用。•2.人工屏障隔离处置：隔离的界面由人为设置，如使用废物容器、废物预稳定化、人工防渗工程等。•在实际工作中，二者常常同时被采用，以实现对有毒有害物质的有效隔离。•（二）按照场所的不同分•1.陆地处置：处置场所在陆地的某处，又可分为土地耕作处置、土地填埋处置等方法。具有方法简单、操作方便、投入成本低等优点，但是，处置场所总是和人类活动及生物圈循环有关，相对来说其安全感较低，人们总担心会产生二次污染。•2.海洋处置：处置场所在海洋中，又分为海洋倾倒和远洋焚烧，远离人群，防止了对生态环境可能产生的直接污染，且因海洋面积大，环境容量也大，污染组分会被分散或稀释，不会对环境造成明显污染和影响。第二节土地填埋处置•填埋处置就是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适的场所，把固体废物用土层覆盖起来的技术。卫生填埋和安全填埋。一、卫生土地填埋•（一）概述•用于一般城市垃圾与无害化的工业废渣，是基于环境卫生角度而填埋，其操作与结构形式称为卫生填埋。•卫生填埋是将被处置的固体废物如城市垃圾、炉渣、建筑垃圾等进行土地填埋，以减少对公众健康及环境卫生的影响。•1、基本操作：•（1）填筑单元：40~75cm的废物薄层→压实+15~30cm的土壤层共同构筑成一个单元。•（2）升层：具有同样高度的一系列相互衔接的填筑单元构成。•（3）卫生土地填埋场：是由一个或多个升层组成，当土地填埋达到最终的设计高度之后，再在该填埋层之上覆盖一层90~120cm的土壤，压实后就得到一个完整的卫生土地填埋场。•2、分类：•（1）厌氧填埋：国内采用最多的形式，结构简单、操作方便、施工费用低、还可回收甲烷气体等。•（2）好氧填埋：类似高温堆肥，能够减少渗出液及地下水污染；分解速度快，能有效地实现无害化。但是，处置工程结构复杂，施工难度大，成本很高，较难推广使用。•（3）准好氧填埋：介于厌氧和好氧之间，更类似于好氧，也不宜推广应用。•3、必须考虑的问题：防止浸出液的渗漏、降解气体的释出控制、臭味和病原菌的消除、场地的开发和利用。（二）填埋场地的选择•1、确定填埋场的面积根据垃圾的来源、种类、性质和数量确定场地的规模，要有足够的面积，满足10~20年的服务区垃圾的填埋。•2、运输距离其长短对今后处置系统的整体运行有着决定性的意义，既不能太远又不能对环境造成影响。同时要交通便利。•3、土质与地形条件底层土壤要求有较好的抗渗能力，防止渗出液污染地下水。场区有覆盖的粘土，以降低运输费用、增加填埋容量。土质应且易于压实，防渗能力强。地形：要有较强的泄水能力便于施工操作及各项管理。天然泄水漏斗及溶沟、溶槽等洼地不宜选作填埋场。•4、气象条件一般应选择蒸发量大于降水量的环境，要避开高寒山区选址。选择背风的地点作填埋场，尽量让风朝着填埋作业的方向吹。•5、地质、水文地质条件应全面掌握填埋区的地质、水文地质条件，避免或减少浸出液对该地区地下水源的污染。一般要求地下水位尽量低，距底层填埋物至少有1．5m。•6、环境条件填埋场要尽量避开居民区，要适当远离城市，并尽量选建在城市的下风向。•7、场地的最后利用填埋场封场以后，要求有相当面积的土地能作他用，（三）场地的设计•1、场地面积和容量的确定与城市的人口数量、垃圾的产率、废物填埋的高度、垃圾与覆盖材料量之比以及填埋后的压实密度有关。•覆土和垃圾之比为1:4或1:3，填埋后废物的压实密度为500~700kg/m3，场地的容量至少供使用20年。•注意：实际占地面积确定之后，还要考虑场地周围土地的使用，要注意保留适当的缓冲区，并注意根据有关标准确定场地的边界。填埋场地的容量也要根据当地的发展规划，留有充分的余地。2、地下水保护系统设计•（1）浸出液的生成•降水；地表径流；地下水；垃圾含水→与填埋操作方式有关。产生量可根据填埋场水的收支平衡关系来确定。（2）浸出液的成分与性质•pH值：6mg/L；•BOD5：200~4000mg/L；COD：3000mg/L；•溶解总固体：6000mg/L；•氨氮：500mg/L；•氯化物：2000mg/L；•总铁：500mg/L；•锌与铅分别为50mg/L和2mg/L。（3）卫生填埋防渗系统的设置①设置防渗衬里：就是在填埋垃圾和土体之间设置一不透水层。衬里分人造（沥青、橡胶和塑料薄膜）和天然（粘土：渗透系数小于10-7cm/s，厚度至少为1m）两种。②设置渗滤水的集排水设施：使渗滤水迅速地导向处理设施并通过集水管向填埋层内供给空气，以使填埋物早期稳定化。另外，还需设置导流渠或导流坝，减少地表径流进入场地。选择合适的覆盖材料，防止雨水渗入。③渗滤液收集系统的设置原则：尽可能收集渗出的所有渗滤液，并能从填埋场中导排出来。浸出液产生量的简便计算公式为：Q=C·I·A/1000式中：Q——日平均浸出液量，m3/d；C——流出系数，%；I——平均降雨量，mm/d；A——填埋场集水面积，m2流出系数（C）与填埋场表面特性、植被、坡度等因素有关，一般为0.2~0.8。④渗滤水的集排工程：•收集系统可由300mm厚层流层、盲沟（或穿孔管）铺设而成，管道或沟道以≥1%的坡度坡向集水井或污水调节池。•集水井的尺寸应满足水泵的安装要求并保证5min以上的给水量。•收集系统必须在封场后10~15年内保持有效。还应具有抗化学腐蚀的功能。•渗滤水在处理前先进污水调节池，其容量应保证足够容纳渗滤水量并能承受暴雨的冲击负荷。•渗滤水的处理尽量与城市污水处理相结合。如需单独处理，其规模和工艺应本着经济可行的原则确定。3、气体的产生及控制•（1）气体的生成：•不同阶段气体组成不同：气体的主要成分由CO2、H2O和NH3→CH4、CO2、NH3和H2O及少量的H2S，并趋于稳定。•气体的产生量和产生速度与处置的垃圾种类有关，主要与有机物中可能分解的有机碳成比例。即•G=1.866*Cg/CG—气体产生量，L；Cg—可能分解（气化）的有机碳量，g；C—有机物中的碳量，g。好氧分解→厌氧分解；(1)生化好氧分解阶段(2)过程转移阶段(3)酸性阶段(4)产甲烷阶段(5)稳定化阶段时间•（2）填埋场沼气的利用•沼气→气体抽吸井→气体收集支管→总管→真空泵→气体加工厂。•气体抽吸井：井内装有一条防腐性较强的有孔套管（孔径15~30mm）；井直径60~90cm；井深为填埋场深的三分之二；每个井装有控制阀，井与井之间用管相连。井距45~90m。•设计关键：井口一定要密封，上部覆土厚要求4m以上，地面出口再加混凝土密封；集气管开孔要适度，防止堵塞或进泥，可在集气管外围加保护尼龙网或钢丝网。（3）气体控制•必要性：防止甲烷爆炸和二氧化碳对地下水的影响。•①可渗透性排气•控制气体按水平方向运移，在填埋时用砂石建造出了排气孔道，气体会自动沿通道水平运动进入收集井。排气孔道的间隔与填筑单元的宽度有关，一般为20m以上，砾石层的厚度为30-40cm。②不可渗透阻挡层排气•在不透气的顶部覆盖层中安装收集井和排气管，收集井则与浅层砾石排气道或设置在填埋场废物顶部的多孔集气支管相连接。•（4）填埋场地规划•合理的总体规划要考虑：进出口道路；设备保养站；供特种废物使用的贮存场；表层土壤堆放场；填埋区；绿化带。（四）填埋方法•1、沟槽法•把废物铺撒在预先挖掘的沟槽内，然后压实，把挖出的土作为覆盖材料铺撒在废物之上并压实，即构成基础的填筑单元结构。•适宜于地下水位较低，且有充分厚度的覆盖材料可取。沟槽大小需根据场地大小、日填埋量及水文地质条件决定，通常长度为30~120m，深1~2m，宽4.5~7.5m。优点：覆盖材料就地可取，每天剩余的挖掘材料，可作为最终表面覆盖材料。2、地面法•把废物直接铺撒在天然的土地表面上，按设计厚度分层压实并用薄层粘土覆盖，然后再整体压实。•可在坡度平缓的土地上采用，适用于处置大量的固体废物。但开始要建造一个人工土坝，倚着土坝将废物铺成薄层，然后压实。最好选择峡谷、山沟、盆地、采石场或各种人工或天然的低洼区作填埋场，但要保证不渗漏。优点：不需开挖沟壑或基坑，但要另寻覆盖材料。3、斜坡法•它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。主要是利用山坡地带的地形，实际是沟槽法和地面法的结合。特点是占地少，填埋量大，挖掘量小。（五）填埋操作•1、制定土地填埋操作计划•2、选择设备：常用的填埋设备有履带式和轮胎式推土机、产运机、压实机。•3、操作：把垃圾从卡车上直接卸到工作面上，沿自然坡面铺撒压实。厚度以每层2m为宜。每天操作后以大于15cm厚的土壤覆盖，防垃圾飞扬和火灾。•4、作业方式：•对于平坦地区，垂直填埋和水平填埋；•对于地处斜坡和峡谷地区可从上往下或从下往上进行。一般采用从上到下的顺流填埋方法。•5、优点：工艺简单，操作方便，处置量大，费用较低。二、安全土地填埋•（一）概述•安全填埋主要是处理有毒有害固体废物的处置，从填埋场结构上更强调了对地下水的保护、渗出液的处理和填埋场的安全监测。•1、安全填埋的要求：•（1）必须设置人造或天然衬里，下层土壤或同衬里相结合处渗透率小于10-8cm/s；•（2）最下层的土地填埋场要位于地下水位之上；•（3）要采取适当的措施控制和引出地表水；•（4）要配备浸出液收集、处理及监测系统；•（5）如果需要，还要采用覆盖材料或衬里以防止气体释出；•（6）要记录所处置废物的来源、性质及数量，把不相容的废物分开处置。2、安全填埋处置的废物•（1）对于易燃性废物、反应性废物、挥发性废物和大多数液体、半固体和污泥，一般不采用；•（2）也不应处置互不相容的废物，以免混合后发生爆炸，产生或释出有毒、有害气体或烟雾。•（3）最好是经固化处理的废物。3、安全土地填埋场地设计原则（3）系统要满足全天候操作要求；（4）处置场地所在地区的地质结构合理，环境适宜，可以长期使用；（5）处置系统符合现行法律和制度上的规定，满足有害废物土地填埋处置标准。（1）处置场的容量应足够大，至少能容纳一个工厂（或地区）产生的全部废物，并应考虑到将来场地的发展和利用；（2）要有适应工厂生产和工艺变化所造成的废物性质及数量变化而可能影响填埋操作的相应措施。4、安全土地填埋场的基本构成•功能：接收、处理和处置有害废物。•组成：填埋场、辅助设施和未利用的空地。•场地的设计和规划应注意的主要问题：废物处置前的预处理；浸出液的收集和处理；地下水保护；场地及其周围地表径流水的控制管理等。5、安全土地填埋场地设计规划和管理程序•主要包括场地的选择与勘