固体废物处理处置工程填埋第二节课

本节课主要内容•填埋场地表水和地下水控制系统•填埋气体的产生与控制•垃圾渗滤液的产生及控制一、填埋场地表水和地下水控制系统：1、地表水控制系统：地表水控制系统排水系统洪水调节池周边排水系统场内排水系统封场区排水系统未填埋区排水系统填埋区排水系统洪水调节池填埋场地表水排洪管路上游流域2、地下水控制系统：1）地下水导排系统设计目的：一、填埋场地表水和地下水控制系统：保持地下水位与废物层有足够的安全距离，以防止地下水受到渗滤液下渗的污染防止地下水向场内的入渗，减少渗滤液的产生量填埋场防渗层地下水位排水管一、填埋场地表水和地下水控制系统：2、地下水控制系统：2）地下水导排系统设计原则：尽量将未被污染地下水导出减少地下水浸入垃圾堆体和对防渗层产生不良的顶托压力排水能力应与地下水产生量相匹配二、填埋气体的产生与控制：1、固体废物在填埋场中的降解过程：适应阶段过渡阶段酸化阶段甲烷发酵阶段稳定化阶段1、固体废物在填埋场中的降解过程：适应阶段废物中可降解有机物的短期好氧分解过程过渡阶段氧气逐渐耗尽，厌氧条件开始形成并逐步发展酸化阶段产生大量有机酸和氢气CO2浓度升高渗滤液pH降至5以下渗滤液中BOD、COD、电导率（含盐量）显著上升渗滤液中重金属含量较高气体特征产物：主要是CO2、少量H2、CH4气体特征产物：主要是CO2，还有水和氨、氢气1111111、固体废物在填埋场中的降解过程：CO2生成量逐渐降低CH4生成量逐渐增加pH升高到6.8~8BOD、COD、电导率（含盐量）下降渗滤液中重金属含量降低气体特征产物：主要是CH4（50~70%）、CO2（30~50%）甲烷发酵阶段--关键阶段稳定化阶段气体特征产物：主要是CH4、CO2渗滤液含腐植酸、富里酸，难生化1、固体废物在填埋场中的降解过程：图8－18（P255）：在填埋场不同阶段产生的填埋气体组分变化规律注意：各阶段主要气体成分，大致百分含量规律2、填埋气体组成主要气体：CH4、CO2、N2、O2、H2S、NH3、H2、CO等微量气体：挥发性微量有机化合物填埋气体（LFG）主要气体微量气体表8-13（P256）：填埋气体典型组成填埋气体的温度：43~49℃表8-15填埋气体产生量估算（L）：CCGg/866.1G—气体产生量（L）Cg—垃圾中可能分解的有机碳量（g）C—有机物中的碳量（g）3、填埋气体的迁移转化LFG向上移动LFG向下移动二氧化碳的密度是空气的1.5倍，甲烷的2.8倍，有向填埋场底部运动的趋势，最终可能在填埋场的底部聚集。增加地下水的硬度和矿化度LFG地下横向移动4、填埋气体的收集与控制被动集气系统主动集气系统通过填埋场内部生成气体的压力和浓度梯度，将气体导排入大气或控制系统被动集气系统填埋的废物砾石层排气管气体收集管封顶覆盖层20cmPVC管被动集气系统典型详图埋深≤5m被动集气系统被动集气系统无需外加动力系统，结构简单，投资少，适于垃圾填量小、填埋深度浅、产气量低的小型垃圾填埋场被动集气系统相比于主动集气系统来说，收集效率低，只解决了部分环境问题，尚不能满足对气体充分回收和利用的要求主动集气系统气体收集支管和干管构成覆盖全场地下的气体导排网络，收集总管和抽风机的负压管接口相连，使填埋区域的气体收集系统全部处于负压状态，从而能将气体收集井所控制的填埋气体不断沿总管抽吸，并输往指定处。采用垂直气体收集井的填埋气体回收系统主动集气系统抽气井：也叫气体抽吸井、竖向石笼一般按三角形（最常用）或正六角形布置集气输送管：通常采用直径15~25cm的PVC或HDPE抽风机：标高略高于收集管网末端，以便于冷凝液回滴填埋气体边缘收集系统：回收填埋气体，控制填埋气体横向迁移周边抽气井：常用于深度大于8m，与附近开发区相对较近的填埋场周边抽气沟渠：常用于深度小于8m，周边为天然土壤填埋气体收集井垂直抽气井：（最普遍）图8-22P265水平集气管：抽气井影响半径：应现场实验确定，在缺少实验的情况下，影响半径通常采用45m抽气井间距：按抽气井影响半径相互重叠原则选定深度大，有人工膜覆盖层的填埋场：45~60m粘土或天然土壤为覆盖层的填埋场：间距小于前者抽气井深度：抽气井应穿过80~90%的垃圾厚度至少48h抽气一次水平集气管：土工布上覆盖人工压实粘土焚烧处理直接做燃料回收有用组分5、填埋气体的处理与利用回收利用发电清洁发展机制（CDM）典型案例天津--双口垃圾填埋场2001年投入使用，为天津市最大的垃圾填埋场，日填埋量约1100吨。经填埋气预处理系统、填埋气燃烧发电系统最终转化为电能，一年可减少二氧化碳当量排放约13.29万吨。深圳--“中国水业集团旗下下坪填埋气制取天然气项目”于今年3月9日投产，这是国内最大填埋气制取天然气项目。投产后，预期天然气年产量4500万立方米，年产值1.2亿元，年碳减排量达到80万吨。1、垃圾渗滤液的产生填埋场水平衡示意图：填埋场降水地表径流地下水渗入废物含水或分解产生水蒸发蒸腾地表径流地下渗出渗滤液三、垃圾渗滤液的产生及控制1、垃圾渗滤液的产生主要来源：降水入渗废物含水量废物分解产生的水量影响最大！2、垃圾渗滤液的特性影响渗滤液成分的因素：废物种类降水量填埋时间填埋构造2、垃圾渗滤液的特性垃圾渗滤液的水量特点垃圾渗滤液的水质特点水量变化大且呈非周期性渗滤液的化学组成是随时间变化的：√随填埋场使用年限的增加，渗滤液中各成分的浓度会发生变化√即使新建的填埋场在不同的时间段，渗滤液的成分也是变化的水质水量呈现：短期波动、长期变化的复杂性垃圾渗滤液的水质变化特点（图8-27p270）色味：淡茶色或暗褐色有较浓的腐败臭味pH:填埋初期：6～7；后期：7～8BOD5:6个月～2.5年6～15年稳定COD:BOD5/COD≥0.5时，较易生物降解BOD5/COD﹤0.1时，难于降解垃圾渗滤液的水质特点总溶解性固体（无机盐）：氮化物:金属离子:含多种重金属离子，特别在厌氧产酸阶段含量往往较高填埋初期：溶解性盐的浓度可达10000mg/L，同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁。填埋6~24个月：达到峰值，此后随时间的增长无机物浓度降低。主要以氨态形式存在进入产甲烷阶段后，氨氮浓度持续升高，直至最后封场垃圾渗滤液的水质特点低磷:磷含量很低，生物处理时需额外补充高碱度:由于进入酸化阶段后会有大量CO2生成，在弱酸性或弱碱性环境中CO2会溶于渗滤液中以HCO3-形式存在，导致碱度升高图8-27：不同阶段各指标变化趋势及原因由此图知道不同降解过程产生的渗滤液组成变化表8-17：了解渗滤液中哪些是主要成分及其大致浓度填埋场渗滤液产生量（m3/d）：)(100012211ACACIQI—降水量，mm/dC1—填埋区浸出系数C2—封场区浸出系数A1—填埋区面积A2—封场区面积3、垃圾渗滤液的处理技术渗滤液回灌处理技术渗滤液的生物处理渗滤液的物化处理3.2渗滤液回灌工艺渗滤液回灌工艺流程图(进行填埋)污泥降雨渗滤液布水系统填埋场调蓄池布水泵房提升泵房余水(尾水)（进行后续处理）渗滤液回灌处理技术优点：♣有比其他处理方案更为节省的经济效益♣加速垃圾的稳定化进程♣减少渗滤液的场外处理量，降低渗滤液的污染物浓度，对水质水量有稳定化作用，利于废水处理系统的运行。渗滤液回灌处理技术缺点：X不能完全消除渗滤液，仍有大部分渗滤液需外排处理X回灌后的渗滤液仍需进行处理后方能排放，特别是氨氮浓度，远高于非循环渗滤液中的浓度渗滤液回灌处理技术回灌处理技术关键：回灌方式回灌量渗滤液的物化处理化学氧化法化学沉淀法吸附混凝吹脱膜分离生物法物化法回灌法处理效果由于渗滤液水质、水量变化大，不稳定，需要进行预处理和后续处理可适应渗滤液水质和水量变化特点，BOD5/COD较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果能适应水质、水量的变化，可实现对渗滤液的净化和减量化。可在后续处理中结合生化处理工艺技术水平技术应用较广泛且成熟有些新技术尚处于理论探索阶段，还不成熟，更多用于预处理和深度处理技术、工艺在国内尚处于研究探索阶段成本经济性好费用昂贵，其投资及运行费用比生物处理要多5~20倍和3~10倍。投资省，运行费用低渗滤液处理方法之比较四、填埋场终场覆盖与场址修复一般封闭性垃圾填埋场在封场后30~50年才能完全稳定，达到无害化1、终场覆盖：植被层（≥15cm）排水层（20~30cm）防渗粘土层（20~30cm）排气层（≥30cm）垃圾植被层（≥15cm）排水层（20~30cm）膜上保护层（20~30cm）排气层（≥30cm）垃圾膜下保护层（20~30cm）HDPE土工膜粘土覆盖系统人工材料覆盖系统四、填埋场终场覆盖与场址修复2、雨水的收集与导排：3、填埋气体导排与处理：4、渗滤液收集与处理：5、气体与渗滤液监测井：6、填埋场终场后土地利用：6、填埋场终场后土地利用：高度利用：建住宅、工厂等生活或工作场所中等利用：建仓库、运动场所等低度利用：进行植被恢复或建造公园等主要依据：填埋场的稳定程度土地利用方式：判断填埋场稳定程度的主要指标：填埋场表面沉降速度；渗滤液水质；填埋气体释放组分；垃圾堆体温度；填埋垃圾的矿化度等五、填埋场的主要检测项目和检测点的布置：1、填埋场的主要检测项目：1）、大气污染物排放控制项目：控制项目及限制：《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）控制值：《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)2）、渗滤液排放控制项目：主要控制项目：TSP、氨、硫化氢、甲硫醇、臭气2、填埋场的主要监测点布置：1）、大气监测：TSP采样点数目和位置按照《大气污染物综合排放标准》附录C规定执行恶臭污染物的采样点和采样频率按《恶臭污染物排放标准》中6.2规定执行本底井一眼：设在填埋场地下水流向上游30~50m处污染扩散井两眼：设在填埋场两旁各30~50m处污染监视井两眼：设在填埋场地下水流向下游30处、50m处各一眼井2）、地下水监测：2、填埋场的主要监测点布置：3）、垃圾渗滤液排放监测：采样点设在垃圾填埋场渗滤液处理设施排放口swUW1UW4UW5GS4Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=Y=X=Y=X=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=3197X=Y=swUW1UW2UW4UW5UW3GS1GS2GS3GS4X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=Y=X=Y=X=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=X=Y=3197X=Y=•答疑时间：下周一（6月15日）；•考试时间：6月22-26日。