固体废弃物的最终处置学.ppt

第五章：固体废弃物的最终处置FinalDisposalofSolidWastes,5-1处置方法概述,一、处置概述1.处置要求A.一般性要求最大限度地使“废物”远离人们正常生活的时、空环境，以防废物对环境造成污染。B.总的目标达到废物中物质的无害化。,2.处置方法分类陆地处置地上：堆放。地表：工程库、贮存池。地下：土地填埋。地层：浅地层填埋。深井灌注。B.海洋处置传统海洋倾倒远洋焚烧,二、海洋处置海洋倾倒是将固体废弃物直接投入海洋的一种处置方法。理论依据海洋是一个庞大的废物接收库，对污染物具有无限的稀释能力。,2.海洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废弃物进行焚烧处理。理论基础燃烧产生的H2O、CO2、HCl、氮氧化物等，冷凝溶于水后，由于海水中的卤水（卤素元素F、Cl、Br、I化合物）较多，认为是无影响的。,三、深井灌注1.深井灌注是指把液状废物注到地下与饮用水层隔开的可渗透层中的方法。2.适合处置的物种难于破坏，难以转化，不能利用其它方法处置或其它方法处置费用高的固、液、气体废弃物。,四、土地填埋处置Landfilling1.概念土地填埋是在堆放、填坑处置等基础上发展起来的一种最终处置技术，是一种综合性的土工处置工程。2.土地填埋的特点A.工艺简单。B.适应种类广。C.处理量特大。D.成本低。,3.方法分类A.按地形分山间填埋峡谷填埋平地填埋废弃矿填埋,B.按填埋场状态分厌氧填埋好氧填埋准好氧填埋C.按有关法规分一般性固体废弃物填埋工业固体废弃物填埋,D.从管理和控制水平方面分a.惰性废弃物填埋把建筑废石等惰性物质简单地埋于地下。b.卫生土地填埋法Sanitarylandfill以处理城市垃圾为主的土地填埋方法。,c.工业废弃物土地填埋法适用于一般无害工业固体废弃物的填埋。d.安全土地填埋法Securelandfill以处理有害废弃物的土地填埋方法（技术参考系数相对要求高）。e.浅地层填埋法以处理低放射性物质为主的填埋方法。,4.Solidwastesfordisposal（应该进入填埋场的废物）notrecycledthatremainafterprocessingataMRFthatremainafterrecoveryofconversionproductsand/orenergy,5.有关概念卫生土地填埋是针对生活垃圾，在传统的堆放基础上，从保护环境免受二次污染和有益人类健康的角度出发，发展起来的一种较好的垃圾处理土工工程。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B.填筑单元Cell以每一天（一个工作日）为计算单位，内容包括垃圾铺散成40-75cm的溥层，压实，上铺15-30cm的土壤盖层再压实。,C.Dailycover（日覆土）:consistof6to12inchesofnativesoiloralternativematerialssuchascompostthatareappliedtotheworkingfacesofthelandfillattheendofeachoperatingperiod.Thecoverfunctions:controlblowingdebrispreventvectorscontrolwaterseepage,D.升层Lift由填埋场内同一层中的一系列相互衔接的填筑单元组成。E.Bench(terrace)平台:iscommonlyusedwheretheheightofthelandfillwillexceed50to75ft.Benchesareusedtomaintaintheslopestabilityofthelandfill,fortheplacementofsurfacewaterdrainagechannels,andforthelocationoflandfillgasrecoverypiping.,F.Finalcoverlayer（最终覆土）:isappliedtotheentirelandfillsurfaceafteralllandfillingoperationsarecomplete.Itusuallyconsistsofmultiplelayersofsoiland/orgeomembranematerialsdesignedtoenhancesurfacedrainage,interceptpercolatingwater,andsupportsurfacevegetation.,G.Landfillliners（衬里）:usuallyconsistoflayersofcompactedclayand/orgeomembranematerialdesignedtopreventmigrationoflandfillleachateandlandfillgas.H.卫生土地填埋场由达到填埋最终设计高度的一个或多个升层及上覆90-120cm的土壤压实后构成。,Sectionalviewthroughasanitarylandfill,Developmentandcompletionoflandfill:(a)Excavationandinstallationoflandfillliner(b)placementofsolidwasteinlandfill(c)cutawaythroughcompletedlandfill,填埋操作,ApplyFoamasDailyCoverMaterial,CompactionofPlacedWaste,CompactionofDailyCover,Environmentalmonitoring（环境监测系统）involvestheactivities,associatedwithcollectionandanalysisofwaterandairsamples,thatareusedtomonitorthemovementoflandfillgasesandleachateatlandfillsite.Landfillclosure（封场）:isthetermusedtodescribethestepsthatmustbetakentocloseandsecurealandfillsiteoncethefillingoperationhasbeencompleted.Postclosurecare（封场后管理）:referstotheactivitiesassociatedwiththelong-termmonitoringandmaintenanceofthecompletedlandfill(typically30to50years).,FinalCover,6.卫生填埋的具体方法好氧法可产生高温（达60），能灭菌，减少浸出液，但需要不断通风加氧。B.准好氧法类同好氧法，只是结构简单，费用相对低。C.厌氧法结构简单（就是一层层地埋），操作方便，施工费用低，有条件可回收甲烷。最常用，应用广。,7.ConcernswiththeLandfillingofSoldWaste（填埋场的环境问题）,landfillgasescauseodorlandfillgasescausegreenhouseeffectleachatepollutethegroundwaterorsurfacewaterbreedingofdiseasevectorshealthandenvironmentalimpactsassociatedwiththetracegases,8、填埋方法（1）沟槽法ExcavatedCell/TrenchMethod采用在预先挖掘的沟槽内填埋。一般，长：30-40m深：0.9-1.8m宽：4.5-25m,（2）.地面法AreaMethod(Abovegroundmethod)一般利用平地筑坝方式。一定注意周边地形不要积水。,（3）峡谷法Canyon/depressionmethod直接利用天然斜坡，利用采石场、露天矿、峡谷、盆地或其它类型洼地,9、填埋操作（填埋结构）（1）平坦地区A.水平填埋B.垂直填埋,（2）丘陵、峡谷地区A.顺流填埋B.逆流填埋C.垂直填埋,5-2卫生填埋场的选址,一、填埋场的选址1.原则A.能够满足防止环境污染的基本要求。B.经济合理。2.步骤预选初选定点3.具体影响因素,A.垃圾属性依据垃圾的来源、种类、性质、数量等确定场地的规模。B.距离与方位应位于城市的下风向，距住宅建筑500m，距公路500m。C.使用年限一般为15-20年D.交通要求全天候公路,E.土地征用比较经济，易征得。F.地形减少土方量，泄水能力强（不要洼地），易施工。G.土壤要用大量层间土，取土要方便。H.水文条件地下水位要尽量低，一般要求最下层垃圾要位于地下水面的上方1.5m以上。,二、场地的设计1.场地的容量计算,V一年填埋的体积；W垃圾产率kg/人.天；P服务人口数（人）；D填埋后废弃物的压实密度；C覆土体积m3。,注：a.考虑周围土地的使用。b.保留适当的缓冲区保险系数。,5-3渗滤液的收集与处理,1.地下水保护系统,WaterBalanceWaterenteringasprecipitationWaterenteringinsolidwaste-typicallyMSWis20%moistureWaterenteringincovermaterial.FieldCapacity(FC):6-12%forsands,23-31forclayloams.Waterconsumedintheformationofgas.waterleavingfrombelow(leachate)waterlostaswatervapor,2.浸出液（渗滤液）概述A.浸出液Leachate是一种高浓度的有机废水。B.浸出液成分a.低分子量的脂肪酸b.腐殖质类、高分子量的碳水化合物类c.中分子量的灰黄酸类,C.浸出液的性质a.色、味茶色、暗褐色，有较浓的腐败臭味。b.pH填埋初期6-7，逐步变为7-8。c.BOD5逐步上升，一般6个月2.5年可达到高峰期；6-15年可转入安定期。,d.COD初期低于BOD5，随后由于BOD5下降的快，所以COD大于BOD5。一般认为BOD5/COD=0.5，浸出液易被生物降解。BOD5/COD0.3，浸出液难被生物降解。e.TOC一般认为265-2800mg/l；初期BOD5/TOC值高，随后下降而趋于稳定。f.溶解总固体初期可达10000mg/l，一般6-24个月可达高峰，随后趋于平稳。,3.浸出液的控制a.分离分隔措施人工衬垫法,Single-compositeliner,Double-compositeliner,衬里材料1.无机材料天然粘土、水泥等2.有机材料沥青、橡胶、聚乙稀、聚氯乙稀等3.衬里施工设计垃圾过滤层主衬里辅助衬里粘土天然土壤。,WeldingSheetsofHDPEGeomembraneforLandfillLiner,b.浸出液的收集汇流系统（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）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,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%集水池及提升系统集水池位于坝前最低洼处，用沙砾、卵石堆填支撑废物荷载提升系统包括提升管和潜水泵，提升管采用斜管，潜水泵安放在贴近池底部位,调节池既起到对渗滤液初步处理作用，又起到调节渗滤液水质、水量作用多采用地下式、半地下式,4.渗出液的处理处置,属于水处理范畴。合并处理将渗滤液直接或预处理后引入城市污水处理厂处理前提条件：距离、渗滤液量单独处理土地法、生物法、物化法,单独处理,土地处理主要是利用土壤中微生物的降解作用使渗滤液中的有机物和氨氮转化，通过土壤中有机物和无机胶体的吸附、络合等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分，通过蒸发作用减少渗滤液量填埋场回灌处理系统、土壤植物处理系统,生物处理好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧与好氧相结合,物化处理用于处理老龄渗滤液混凝沉淀、化学氧化、吸附、膜分离、氨氮吹脱、过滤,ManagementOptions（渗滤液的处理）LeachateRecyclingLeachateEvaporatingLeachateTreatmentBiological:Anaerobic,Aerobic,ActivatedSludgeChemical:Coagulation,OxidationDischargetowastewatertreatmentplant,VerticalWellsforLeachateIntroduction,5-4气体的收集与处理,1.气体的生成初期（数天后）就会产生：CO2、H2O、NH3；稍晚就会产生CH4等。其中后期CH4占30-70，CO2占15-30。产气公式为：,G气体产生量（L）；Cg可能分解（气化）的有机炭量（g）；C有机物中的炭量（g）。,Composition（填埋气组成）typicalconstituentsfoundinlandfillgas,GenerationofPrincipalGases（填埋的五个阶段）PhaseI-InitialAdjustment（初始期）-aerobicphasePhaseIITransition（过渡期）-goinganaerobic,pHofleachatewilldrop.PhaseIIIAcid（酸化期）hydrolysisacidogenesisPhaseIV-MethaneFermentation（甲烷发酵期）PhaseVMaturation（熟化期）,被动集气系统,2.气体的收集及利用,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。,主动集气系统,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。,2、主动集气系统,3.填埋气体净化技术,Flaresystem,Flaresystem,5-5封场后的管理,1.ClosureandPostclosurecare（封场及封场后的管理,Closure（封场）DevelopmentofLong-TermClosurePlanCoverandlandscapedesignControloflandfillgasesCollectionandtreatmentofleachateEnvironmentalmonitoringsystems,PostclosureCare（封场后的管理）RoutineinspectionsIntra-structuremaintenanceEnvironmentalmonitoringsystems,2、EnvironmentalQualityMonitoring（环境监测）,1.VadoseZone(渗流区)Monitoringliquidmonitoring-detectanyleakageofleachatefromthebottomofalandfillgasmonitoring-detectthelateralmovementofgas.2.GroundwaterMonitoringNH3-N,COD,Cl-,SO4-2,HM(Cu,Pb),pH3.AirQualityMonitoringAmbientAirQuality-gasesleakingfromthelandfillintothesurroundingair.ExtractedLandfillGases-lookingfortraceconstituentsOffGasesfromTreatmentandProcessingFacilities,1、填埋场,贮存设施,渗滤液导排设施,雨水导排设施,集排气设施,其它附属设施摊平压实机械,2、辅助设施,进出道路,渗滤液处理设施,渗滤液处理设施,填埋气体处理设施,5-6危险废物的安全处置,一、安全填埋场的基本要求,1、根据估算的废物处理量，构筑适当大小的填埋空间，并筑挡土墙,2、在入口处竖立标示牌，标示废物种类、使用年限及管理人,3、在填埋场周围设障碍物,4、填埋场需构筑防止地层下陷的设施,5、需根据场址地下水流向在填埋场上下游设置监测井,6、除填埋物属不可燃者外，