固体废物土地处理与处置

第八章 固体废物土地处理与处置 简易填埋 卫生填埋场 图8-1 重庆长生桥垃圾填埋场 图8-2 广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场(施工中) 卫生填埋场 卫生填埋场 图8-3 深圳下坪垃圾填埋场 二、填埋处置的基本要素 主要包括填埋场、辅助设施 1、填埋场 贮存设施 渗滤液导排设施 雨水导排设施 防渗系统设施 生活垃圾 渗滤液收集层 土工膜 保护层 地下水收集层 地基 集排气设施 2、辅助设施 进出道路 摊平压实机械 渗滤液储存设施 渗滤液处理设施 填埋气体处理设施 第二节 卫生填埋处置 一、卫生填埋场的选址 1、选址依据 选址要符合城市总体规划、环境卫生专业规划、环境规划 选址要满足以下标准 生活垃圾填埋污染物控制标准 生活垃圾卫生填埋技术规范 城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 2、选址遵循的原则 以合理的技术经济方案，尽量少的投资，达到最理想 的经济效益，实现保护环境的目的。 场地位置的选择：应在城市工农业发展规划区、风景 规划区、自然保护区、供水水源保护区和供水远景规 划区之外；应具备较有利的交通条件。 场地地形地貌：其地形坡度起伏变化小；应有利于填 埋场施工和其他配套建筑设施的布置；填埋库容足够 大，满足使用年限要求；应将场地施工土石方量减至 最小。 2、选址遵循的原则 对地表水域的保护：场址区须在百年一遇的地表水域 的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。 对场地水文地质的要求：场地基础应位于地下水最高 水位标高1m以上及地下水主要补给区范围之外；场地 应位于地下水强迳流带之外； 2、选址遵循的原则 对居民区的影响：场址至少应位于居民区500m以外 ，运输或作业期间的有害废物或恶臭噪声等不应影响 居民区，并应在建场前做好环评。 对场地地质条件的要求：场址应选在透水性弱的松散 岩层或坚硬岩层的基础上，其K10-7cm/s或致密火 成岩为宜），并具有一定厚度。应避开强透水的地带 （断裂带、褶皱带、岩溶发育带废弃矿区及坍陷区） 或河谷区等。 2、选址遵循的原则 对填埋场防渗层和导流层材料的要求：应尽量就地取 材，并应有充足的可采量和较好的质量来保证填埋场 的施工要求。 对场地使用面积的要求：场址应选择具充足的可使用 面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划 的需要。 二、渗滤液的收集与处理 渗滤液：指废物在填埋或堆放过程中因有机物分解 产生的水、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 （一）渗滤液产生特征 渗滤 液特 征 有机污染物浓度高 氨氮含量较高 磷含量偏低 金属离子含量较高 溶解性固体含量较高 色度高，有臭味 水质历时变化大 填埋场渗滤液的主要成分 （二）渗滤液收集系统 1、收集系统功能 是将填埋场产生渗滤液汇聚收集，通过输水管、集水池等 输送至处理设施，避免渗滤液在填埋场内长时间蓄积 渗滤液蓄积带来的问题 使更多废物浸在水中，有害物质浸出加剧 静压力增加，增大水平防渗系统失效风险 废物含水过量，影响填埋场稳定性 （二）渗滤液收集系统 2、收集系统构成 汇流系统（导流层、导流沟和收集管） 输送系统（集水池、提升管、潜水泵、输送管、调节池） (1)导流层 由粗沙砾、卵石组成 坡度大于2% 导流层与废物之间设土工布，避免细颗粒堵塞导流层 (2)导流沟与收集管 导流沟分主沟和支沟，主沟位于场底中轴线上 相应地导流管分干管(250mm)和支管(200mm) ，开 孔率25% 渗滤液收集沟详图 60cm 15c m 60cm 30cm 渗滤液收集管 排水层 衬层 过滤纤维 4cm水洗砾石 60cm 渗滤液收集管 三、 填埋场防渗系统 功能：1）防止渗滤液和填埋气体污染环境； 2）防止地下水、降水、地表水进入填埋区。 类型：1）水平防渗系统； 2）垂直防渗系统。 （一）概述 1. 衬层材料 v类型：1）无机材料粘土、粘土-水泥膨润土改良型等 。 2）有机材料沥青、橡胶、聚乙烯等。 v天然粘土作防渗衬层分析 优点：经济、易得、施工方便； 弱点：其含水率和压实度对渗透性影响大；压实粘 土易因干燥、冻融使渗透性提高；易受垃圾中化学物 质（酸碱成分、极性分子）影响而增大渗透性。 C 特点：防渗性能强（K10-12cm/s）；化学稳定性好， 抗腐蚀性能强；机械强度高；技术成熟，便于施工； 气候适应性强、耐低温；与粘土有很强的互补性； 性能价格相对合理。 铺设基本要求：填埋场底距地下水位2m以上；至少场底基 础层标高高于地下水位。 柔性膜：有多种材料（详见P256 表8-2） 2. 水平防渗系统设计 生活垃圾卫生填埋场防渗衬层 结构图 2. 水平防渗系统设计 水平防渗系统的构成： 1）过滤层 作用是保护排水层，防止垃圾在其中积聚， 造成排水系统阻塞； 2）排水层作用是及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对 防渗层的压力； 3）保护层功能是防止防渗层受到外界影响而破坏； 4）防渗层功能是防止渗滤液外迁及地下水流入。 铺设防渗膜 土工布（涤纶土工布，无纺土工布） 图8-7 广东省从化市垃圾卫生填埋场 图8-8 建设中青岛市小润西生活垃圾卫生填埋场 四、 填埋过程及管理 1）卸料：可通过过渡/卸料平台（填坑法），也可直接卸 料（倾斜面作业法）； 2）推铺：垃圾推铺厚度30-60cm，再行压实； 3）压实：填埋作业的一道重要工序。作用是增加有效库 容，延长填埋场使用年限；防止垃圾坍塌，减少或阻 止填埋场的不均匀沉陷；减少垃圾空隙率，有利厌氧 环境形成，降低外水入渗及蝇蛆孳生；有利填埋机械 在垃圾层上的移动作业。 4）覆土：分日覆土、中间覆土和最终覆土，其功能各异， 对覆盖材料的要求也不尽相同。 无论何种填埋方法，均主要由以下四步构成: 一、填埋工艺 、填埋操作：填埋废物按单元从压实表面开始向外（ 0.3-0.6m后为一层）向上堆放的过程。一个作业期构 成一个填埋单元(filling cell)，其高度2-3米，面积5- 1010-20m2。每日填埋操作终了时，需铺0.15- 0.3m后的天然土或其他覆盖材料（日覆土层）。 填埋方法 构筑单元 升层 填埋场剖面图 BACK 图6-2 卫生填埋场封场示意图 组成：土地恢复层（表层）和密封层（包括保护层、排水 层、防渗层、排气层，见图6-2 终场覆盖 二、危险废物的填埋处置技术 1、共处置（与生活垃圾混合填埋，已被禁止） 2、单组分处置（采用填埋场处置物理、化学形态相同的危 险废物） 3、多组分处置（混合处置，废物之间不发生反应） 4、预处理后再处置（不适合直接填埋，需预处理，固化/ 稳定化） 三、危险废物入场要求 1、可直接入场填埋的废物（按表9-1要求） 2、需经预处理后方能入场填埋的废物 a.按表9-1要求 b.具有反应性、易燃性废物 c.含水率高于85%的废物；液体废物 3、禁止填埋的废物 a.医疗废物 b.与衬层具有不相容性反应的废物 五、 填埋气体的收集与利用 1、填埋气体的产生过程 填埋垃圾孔隙中含大量空气，使垃圾首先进 行好氧分解，时间长短取决于好氧分解速度 好氧分解阶段 厌氧分解不产甲烷阶段 （产酸阶段） 厌氧分解产甲烷阶段 填埋场稳定阶段 复杂有机物在胞外酶作用下水解生成简单 有机物,并由胞内酶分解为乙酸、丙酸、 丁酸、乳酸等,并产生氢气和二氧化碳， 进一步在产氢产乙酸菌作用下生成乙酸 产甲烷菌将乙酸转化为甲烷，甲烷:二 氧化碳=1. 21. 5 多数有机物已降解，填埋气体产生速率下降 好氧至厌氧过渡阶段 硝酸盐、硫酸盐作为电子受体被还原为氮气 、硫化氢 填埋场气体的组成 填埋场的主要气体是填埋废物中的有机组分通过生化 分解所产生，其中主要含有氨、二氧化碳、一氧化碳 、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等。它的典型特征为： 温度达1652，相对密度约1.021.06，为水蒸 气所饱和，高位热值在1563019537kJ/m3。 2、填埋气体对环境的影响 爆炸和火灾，甲烷爆炸极限5%15% 影响水环境，二氧化碳进入地下水使pH下降 影响大气环境，甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21 倍，城市垃圾产生的甲烷量占618% 1、化学计量法 （二）填埋气体产气量计算理论产气量、实际产气量 可由废物的有机组分在厌氧条件下完全分解的反应方程 式计算理论产甲烷量 CaHbOcNd+(a-0.25b-0.5c+0.75d)H2O (0.5a+0.125b-0.25c-0.375d)CH4+(0.5a- 0.125b+0.25c+0.375d)CO2+dNH3 计算过程举例详见第五章 1、被动集气系统 （三）填埋气体的收集 特点：无需外加动力系统，结构简单，投资少；适于垃圾 填埋量小、填埋深度浅、产气量低的小型垃圾填埋场。 被动集气系统包括排气井、水平管道等设施。 排气井 水平集气管 2、主动集气系统 （三）填埋气体的收集 特点：需要配备抽气动力系统，结构相对复杂，投资较大 ；适于大、中型垃圾填埋场气体的收集。 主动集气系统包括抽气井、集气输送管道、抽风机、冷凝 液收集装置组成。 抽气井 集气输送管道 抽风机及冷凝 液收集装置 3、主动集气系统 （四）填埋气体净化技术 填埋气体 收集系统 计 量 阀 加 压 缓 冲 罐 脱 水 器 脱 硫 器 脱 水 器 储 气 罐 稳 压 罐 计 量 阀 安 全 阀 回收利用 气体燃烧 器 六、 填埋场封场管理 封场管理维护封场后的填埋场安全运行 1、制定并开展视察填埋场的方案。以便能够对填埋场封场后 的综合条件进行定期巡察，尽早发现问题、解决问题，确保 场地安全。 2、做好基础设施维护。包括地表水排放设施、填埋气和 渗滤液收集处理设施、填埋场地表梯度。还要对填埋场 常用机械设备进行定期检修，以免出现突发事故时设备 无法正常使用 3、对垃圾场内及周边环境进行环境监测，直至填埋堆体稳 定。监测范围包括： （1）填埋气监测。主要监测集气井口CH4浓度 （2）渗滤液监测。监测项目有 SS、CODcr、BOD5、大肠 菌值，每季度监测1次 （3）地下水监测。地下水监测位置有本底监测井、污染扩 散监测井和污染监测井。监测项目有pH、嗅味、总硬度、 硫酸盐、氯化物、挥发酚、砷、汞、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮 、铜、锌、铅、铬、细菌总数、大肠菌值等。每季度监测1 次 4、填埋堆体达到稳定安全期，可进行土地再利用，使用前 应做出场地鉴定和使用规划 思考题 1.填埋场选址总的原则是什么？