生活垃圾卫生填埋场课件

第八章生活垃圾卫生填埋场概念填埋场选址垃圾填埋场设计填埋工艺渗滤液收集系统填埋场气体收集系统终场覆盖、封场与土地利用

可持续生活垃圾填埋技术1-1概念一、生活垃圾一般指城市生活垃圾，是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。二、卫生填埋技术

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和大气的污染，并将垃圾压实减容至最小，填埋占地面积也最小。卫生填埋优点垃圾处理最为经济的方法一次性投资额较低一种完全的，最终的处理方法不需要对其进行垃圾分类收集对垃圾变化适应性强填埋场垃圾若干年后即可形成矿化垃圾，可以开采和利用。卫生填埋场地设计规划程序主要包括：场地的选择与勘察、环境影响评价、场地的设计、场地的建造与施工、土地填埋操作、封场，场地的维护及监测等。1-2填埋场选址场地的选择是卫生土地填埋场全面规划的第一步防止污染原则经济合理原则遵循两个原则填埋场选址原则要求原则基本要求环境保护原则1、填埋场防洪标准应符合：大型填埋场（库容大于500万m3）按50年一遇设计，100年一遇校核；其余按20年一遇设计，50年一遇校核；2、离居民住宅区500m以外；3、不应设在国家自然保护区、风景区、文物古迹区、国防设施用低区；4、水源保护区下游，夏季主导风向下风向工程学及安全生产原则1、库容足够、使用年限宜10年以上，特殊不低于8年；2、运距合理，交通方便；3、防渗处理容易；4、有较丰富的土源；5、尽可能利用天然地形条件，减少土方工程量经济原则1、尽量利用荒地、山谷；2、尽量提高单位面积上的填埋量，即填埋场的空间利用系数E；3、尽量减少工程量；4、运行管理经济合理；5、封场后综合开发利用法律及社会支持原则1、必须符合城市用地规划、区域环境规划，城市总体规划以及环境卫生专项规划；2、符合国家以及当地的有关法律、法规；3、注意公众舆论和社会影响；4、尽量符合城市给水排水设施规划需要考虑的因素

废物：依据废物的来源、种类、性质和数量确定场地的规模；地形：要便于施工操作，避开洼地，泄水能力强，可处置至少20年填埋的废物量；

土壤：要容易取得覆盖土壤，土壤容易压实，防溶能力强；水文：地下水位应尽量低，距最下层填埋物至少1.5m；气候：要蒸发量大于降雨量，避开高寒区；噪声：要使运输及操作设备噪声不影响附近居民的工作和休息；交通：要方便，具有能够在各种气候下运输的全天候公路；土地征用：要容易征得，且比较经济；开发：要便于开发利用。一、场地的容量和面积

卫生土地填埋场地的面积和容量与城市的人口数量、垃圾的产率、填埋场的高度、垃圾与覆盖材料量之比，以及填埋后的压实密度有关。通常，覆土和填埋垃圾之比为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。

1-3垃圾填埋场设计每年填埋的废物体积可按下式计算：

A＝V/HV：垃圾的年填埋的体积，m3；W:垃圾产率，kg/人·天；P:城市人口数量，人；D:填埋后废物压实密度，Kg/m3；C:覆土体积，m3;A:每年需要的填埋面积，m2;H：填埋高度，m设计实例一个10万人口的城市，平均每人每天产生垃圾1kg，采用卫生土地填埋法处置，覆土与垃圾之比为1：4，填埋后废物压实密度为600kg/m3，填埋高度为7.5m，填埋场设计运营20年。解：垃圾的年填埋体积为：Va=365WP/D+C=365×1×100000/600×(1+0.25)=76041m320年的总填埋容量为：V20=76041×20=1520820m3所需的垃圾填埋面积为：A=V20/H=1520820/7.5=202776m2垃圾卫生填埋场防渗系统示意图二、防渗系统设计1、场地处理为避免填埋场库区地基在垃圾堆积后产生不均匀沉降，保护复合防渗层中的防渗膜，在铺设防渗膜前必须对场底、上坡等区域进行处理，包括场地平整和石块等坚硬物体的清除等。2、场底防渗系统一个完整的复合防渗系统应包含以下几个层次：过滤层渗滤液排水层保护层防渗层地下水排水层地基边坡上的防渗层锚固沟3、填埋场防渗材料防渗层是由透水性小的防渗材料铺设而成的，渗透系数K小，稳定性好，价格便宜是防渗材料选择的依据。目前，常用的主要有4种:粘土、膨润土、土工膜、土工织物膨润土垫(GCL)。(1)普通粘土:一个合格的粘土衬垫其透水率必须很低(K≤1×10-7cm/s)并有足够的抗剪强度和最小的收缩势，以防脱水开裂。有人研究表明，透水率、抗剪强度、最小收缩势分别与粘土的干密度和含水量有关。通过叠加法可找出同时满足三个设计标准的区域，因此只要控制合适的填筑含水量和干密度，就可以将某种粘质土压实成低透水性、又有足够强度，在干燥时又具有最小收缩势和不开裂的隔离衬垫材料。(2)膨润土:是一种优良的天然粘土，其主要成份是蒙脱石矿物，膨润土的渗透系数K<10-7cm/s，具有极强的防水性，这主要是由于该土壤吸水后，体积会迅速膨胀，形成一层连续不透水柔性隔离层，而且可以自动修补土层中的缝隙，阻止水分子通过。随时间的推移，膨润土还会吸收周围环境的细小颗粒，特别是重金属，吸收后抗渗性能还会增加，膨润土这种优良特性已被广泛应用于国内外各种卫生填埋场的防渗结构中。(3)土工膜:是一种薄的、柔韧的、连续的、不透水的合成材料，具有长期化学稳定性及良好的机械性能，多用于填埋场之底及边坡防渗透系统中，也可用于填埋场封场系统。最常用的是高密度聚乙烯(HDPE)膜。聚乙烯是聚合物中分子结构最简单的一种，它的比重为0.92，耐酸碱，抗化学腐蚀能力强，吸湿性低，低湿时仍是柔性，电绝缘极好。高密度聚乙烯材料，比重可达到0.94，其机械强度、熔点和硬度等都比低密度的为优。（4）土工织物膨润土垫(GCL):是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末以针刺(缝合或粘接)而成的一种复合材料，可以替代一般粘土密封层。国外大量用于垃圾卫生填埋场的防渗结构，它可单独使用，也可与土工膜组合使用。GCL的主要组成部分是膨润土粉末层，它具有高膨胀性和高吸水能力，湿润时透水率很低，裹在膨润土外面的土工合成材料一般为无纺土工织物，也有采用机织土工织物或土工膜的，主要起保护和加固作用，使GCL具有一定的整体抗剪强度。4、防渗构录造4.圣1单层葡防渗召层单层魄防渗窜透层取是指刮单独丘使用贿压实罚粘土交、膨攻润土朵或HD相PE膜等铺礼设而成唉的防渗伟层，北条京阿苏廊里和天闪津双口磁垃圾填探埋场均美采用了见这种结耗构。单察层防渗冬层的主块要优点跌是造价队低廉，孟施工快旋捷。4.2单复合托防渗层单复忧合防株渗层桃是多乓层结凑构的终防渗讽系统趁，各姻层次单具有照一定尿的功稼能，酬提高少了防叛渗系速统的闷安全旱性。沙复合者防渗嘴层在宽国外焦应用抽相当厅广泛怖，但乏由于注各国扰国情猾不同欧，目箱前复吵合防油渗层肉的结蕉构还猾没有纳统一净的标葱准，阅即使汇同一仇国家围不同低地区裤的填杏埋场猾由于施垃圾拼性质垦、场箭地地论形地月质的现不同蜡，防替渗透溉层结野构也乡丰不尽曲相同咐。常见复勾合防渗泪层构造4.3双层衬会层防渗珠层此种防年渗系统英有两层瓶防渗层显，两层驼之间是料排水层浊，以控俩制和收毙集防渗签层之间响的液体控和气体敏。4.宾4双复捎合衬验层防盟渗层此系碰统综午合了经单复悔合衬屿层防拉渗系甩统和这双层扯衬层富防渗单系统箱的优康点，土具有著抗损奥坏能句力强识、坚呆固性宗好、债防渗溜效果胜好等纵优点组，但报其造装价比烈较高跪。5、防渗肃系统元选择填埋仁场场退底防冰渗系违统的楼选择赠应根耀据环示境标控准要景求，励场区现地质贝，水册文、绩工程雷地质缩慧条件库，衬剩层系羽统材欲料来讯源，市废物变性质扬及衬丸层材亚料的贯兼容祝性，去施工庸条件律，经溜济可挨行性史等因眠素进饼行综霉合考也虑。一般数来说哲，垂网直防网渗系馅统的雹造价向比水圣平防悄渗系宽统要发低，仰自然赖防渗右系统镰的造役价比凶人工童防渗府系统坝要低导，单五层衬药层防架渗系捎统、繁单复垫合衬牢层防工渗系板统、竹双层漆衬层喝防渗狂系统奖和双锤复合献衬层勺防渗躬系统考的造册价依减次增拥大。渗滤液把通过防俱渗层系霸统的渗采透流量叨，计算国公式：Q=闻AK啊J=配AK截H/轮D式中Q—穿过防吸渗层的平渗滤液锹流量，m3/dA—面积奥，m2K—防渗层蹄的渗透昂系数，m/dJ—水力梯参度H—渗滤导液深定度，mD—防渗层慎的厚度炭，m1-4填埋工艺生活垃多圾卫生杜填埋典羽型工艺壮流程图1-5渗滤液收集系统1、渗滤沙液收集则系统组象成部分导流象层：举为了嘉防止撞渗滤锹液在支填埋多库区志场底练积蓄岔，填泥埋场典底应爆形成殿一系魄列坡令度的渗阶地悦。目住的是缩慧将全乌场的挖渗滤质液顺她利的件导入悦收集川沟内尺的渗稍滤液加收集给管内哥。厚劳度不街小于300佩mm，上挂层粒炎径40—两60m旱m，下层夏粒径25落—4权0m揪m的卵石阔铺设。收集迎沟：叙设置慨于导唉流层会的最钢低标屑高处保，并兔贯穿宇全场介，断右面通淘常采削用等谅腰梯孝形或浙菱形立，铺伟设于才场底胶中轴猫线上每为主似沟，红在主讲沟上哈依间薯距30—雪50m设置笋支沟炊。多孔收裤集管：作分为主枕管和支桶管，位个于主沟馋和支沟井中，通召常采用纹高密度刃聚乙烯布（HDP广E），华预先赵制孔笼，孔吊径通纠常为15—胶20m桶m，孔距50予—1晃00散mm，开份孔率2%钱--述5%左右选。集水池激：全场染的垃圾喘渗滤液凭汇集到员此，然软后通过里提升系钳统越过厨垃圾主宁坝进入厅调节池砌。调节绵池：暑主要右作用济是对泥渗滤妨液进恒行水供质和扒水量择的调丽节，残平衡费丰水股期和犁枯水易期的贤差异腰，为竟渗滤节液系栋统提鹿供恒熄定的挑水量隶，同压时可概对渗设滤液短水质临起到朗预处胶理作辞用。卫生土请地填埋源场内会坊产生一逗定数量逃的浸出封液，其碌数量和惊性质与减许多因排素有关终。渗滤廉液的主筐要来源绢如下：(a片)降水(b搂)地表荣径流(c)地下卷水(d妹)垃圾含周水2、渗滤瓦液产生渗滤液含产生量奖计算公出式Q=翅C×塑I×窜A/初10中00式中Q—渗滤众液水底量，m3/dC—浸出席系数袜，填重埋区0.岩4—觉0.孟6，封场肾区0.麦2—较0.击4I—降雨弦量，mm武/dA—填埋埋面积幅，m23、渗滤做液性质(a爸)色味粉；呈仆淡茶扩色或徒暗褐登色，吨色度区在20幸00～40争00之间，宿有较浓舍的腐败漠臭味。(b踪蝶)抢pH值：填愈埋初期pH值为6～7，呈室弱酸涉性，洒随着马时间段的推殿移，爬可提振高到7～8，呈弱庆碱性。(c)终BOD串5：随着幼时间和链微生物石活动的物增加，吴浸出液再中的BO柱D5也逐压渐增极加。亏一般泼填埋6个月至2.卸5年，达盲到最高篇峰值，浴此时BO耽D5多以溶众解性为解主，随款后BOD悔5开始下笼降，到6～15年填埋存场稳定室化为止烦。(d)傻CO芳D：填机埋初剂期CO俘D略低唇于BOD慢5，随着稀时间的占推移，BO饶D5急速下估降，而COD下降棕缓慢寺，从冷而CO怪D略高桶于BOD嚷5。浸出怎液中生侮化反应或的能力担可用BO劲D5膊/C碑OD之比丧来反梯映。学当BO屋D5芒/C推OD草=0羽.5时，筹则认仆为浸凤出液野较易跳生物障降解和；当BO命D5粒/C库OD悉<0商.1时，则橡认为浸侄出液难缎于降解胁。(e桃)别TO培C：浓度龄一般为265～280鉴0mg抚/L。BOD弓5/T抢OC可反映藏浸出液孔中有机获物氧化读状态。院填埋初辞期，BO朗D5枯/T美OC值高绞；随队着时悬间推屡移，箩填埋圈场趟雷于稳骗定化应，浸患出液夏中的旅有机筒碳以申氧化纸态存姨在，养则BO定D5东/T未OC值降低脱。(f)溶解缝总固争体：宰浸出松液中逮溶解昂固体碍总量尝随填防埋时欣间推泻移而柴变化乖。填忙埋初崖期，止溶解草性盐捡的浓晓度可撤达10骑00数0m宵g/量L，同时偶具有相声当高的升钠、钙司、氯化仍物、硫膊酸盐和舱铁。填拿埋6～24个月达茄到峰值规，此后借随时间婆的增长单无机物肤浓度降跑低。(g栽)叉SS：一般倚多在80鸭0m斗g/仗L以下糖。(h)氮化珠物：瞧氨氨芽浓度殖较高援，以垮氨态酿为主由，一剩般为0.4凳mg/什L左右，陆有时高坝达lmg/L，有忆机氨拜占总拨氮的10%。(i)公P：浸让出液键中几皆乎不缓含磷赠，但碎生物送处理悄时，帽必须热添加工与BOD础5相当班的磷腔。(j持)重金属海：生活哨垃圾单本独填埋杏时，重删金属含泼量很低辞，不会腐超过环兽保标准笑。但与逃工业废股物或污茎泥混埋拘时，重呢金属含轰量会增泽加，可并能超标抬。渗滤剂液特归征随烂填埋惯场年傲龄的竿变化4、渗技滤液页处理公方法垃圾渗汪滤液的张处理现碎状渗滤液理性质的漆复杂多倒变性给免渗滤液灿的处理柔处置带军了极大葡的困难,到目前剂国内外晓尚未发旧展出完旬善的适毙合垃圾极渗滤液庸处理的劲工艺。惑对渗滤困液的处命理处置主目前的览途径主厘要有以印下几个闻方面:(1遇)将渗氧滤液瞎输送内到城访市污练水处驶理厂逢与城陷市生止活污器水合报并处洞理;(仅2)采用迷渗滤殿液回千灌技屠术处亮理;(3去)现场腹建造锹渗滤敌液处洞理厂利处理糠。1-6填埋场气体收集系统设置气展体收集市与排放饮系统的恐目的是般为了有恶控制地改疏导填鲜埋气体其，避免左填埋气有体在场差内的淤枝积或向尸场外发由生横向同迁移，戴以免发仗生沼气锻爆炸危辩险；而蛙且，可鄙以利用屡回收的梳沼气进字行发电沙，实现豆填埋气散体的资直源化利取用，在展避免有宴害成分耍向空气悼中释放坊的同时脾，提高枪填埋场暴的经济胸效益。微生物种分解有永机物过刷程大致起分四个随阶段第一构阶段:好氧生锁物分解姜，消耗育大量氧素气，产昨生大量使的热，接历时凤几天到歪几星期肌。第二阶绒段:厌氧果分解粉，氧会气耗倒尽后炒进入荐厌氧英分解射阶段想，历爸时两啦个月第到一枪年，博填埋停气体霞的主卷要成委分为CO方2词,亦N2及少步量的H2林,赞CO疑,摧O2蹄,滴H尾2S伍,激NH治3等。第三咸阶段:甲烷发刷酵不稳步定期，饼历时约2年左厕右，置填埋度气体根的主迟要成祖分为CO负2夫,朋CH消4。第四跳阶段:甲烷圆发酵脉稳定算期，虽历时20年以上挑，填埋呼气体的填主要成狠分为CH夫4,惹C普O2。1、填埋贩场气体朗的组成在填埋收场中，盏城市固构体废弃信物中的像有机物篇在微生痒物的作邪用下发神生分解昼，产生限大量气存体，主纷要成分纳是二氧壮化碳(C券02罚)和甲烷(CH灿4)，还豆有一掀些微走量气卡体。逢微量采气体疲虽然或数量芹很少央，但透有的辫有剧股毒，搂会对写公众来健康组带来纺危害齐。城市堡固体齐废弃枣物填刘埋场诱气体苍成分茂典型次值2、影响乞填埋场芒气体生慢产因素废弃档物的予组成含水量pH值有效营益养成分温度生物种弄群氧化还脂原电位硫酸盐撤浓度3、产气诵量的预纷测理论计脸算法:Ca唯Hb词Oc峰Nd挡+[导(4汤a-悼b-夺2c茅+3什d)遵/4冈]H沿2O夜→[盘(4灭a+任b-亦2c邻-3膜d)药/8柏]C颤H4+钉[(际4a盈-b第+2届c+格3d货)/两8]CO2胜+dN汉H3经验公包式计算隐法：Q=狭K’屋(L就-R甘)式中Q—t时间内韵的总产蔽气量,m3谣/kg景;R蒜—当年录填埋倾垃圾翅量，tK’—产气速垮率常数,a-1;L—最大燥可能壁产气露量,m凯3/采kg实测瞎法：据研究界表明，劲实际产乌气量大覆约为理费论产气妨量的1/24、填籍埋场斯气体姥收集庙方式4.框1被动气惯体收集阵系统被动损型气允体控本制是欧利用惠填埋唇场内任部产席生气假体的陷压力执和浓见度梯悠度，海将气气体导征排入建大气紫或控缩慧制系颜统。鉴对于竞填埋达场主柳要气徐体和桂微量顶气体献，被尽动控成制是经在主篇要气但体大必量产预生时闻，为影其提般高渗输透性砖的通烦道，凶使气巨体沿闻设计转的方涂向运预动。4.护2主动气担体收集纸系统主动控杠制系统榨，即在旧填埋场微内铺设秃一些垂究直的导毅气井或壳水平的企盲沟，范用管道颗将这些令导气井慨和盲沟蛛连接至粱抽气设苹备，利仇用抽气辣设备对码导气井保和盲沟专抽气。填埋号气体法主动双控制旗系统喂主要胶由抽杨气井庸、集毁气管量、冷雁凝水千收集值井、扒泵站响、真欺空源痒、气伶体处晃理站掠以及弃气体滚监测蚕设备淋等组笑成。5、填阳埋场罪气体魂的利歌用对填夜埋气企利用债方式江的确僻定，坚需要棒综合权考虑万多方阳面的漆因素絮，包攻括：非填埋括气的棉产生众量与椒产气央速率诵，利秩用方牙式的烟经济咏可行伤性，发填埋粘场内冬部及青周边届地区钉的能津源需它求及欺使用管条件跑等。国内华外利余用现遍状，湿目前荒主要割有以挂下几部种利耕用方冶式：①作找燃气动使用一种摊是作岸为燃遇气本秤地使伞用，改要求瓜甲烷疏最低蒜浓度令为35％，策场内俯使用读适于厉有较迟大能就源需狭求的监填埋甲场，醋特别外是已厚经使具用天木然气错的填必埋场立。另杯一种矿是输珍入燃扫气管完道，餐经过队干燥砌和过食滤等防净化璃处理姓过程童，使顺甲烷耳浓度窗达到95％以兆上，事要求叠燃气烈管道脉距填以埋场塞较近齿，并翅有接历收气俘体的卵能力催。②发劲电LFG可用于诊内燃机自或气轮猫机发电奔，要求姥甲烷浓被度在40％以渗上，眼且必滚须去蜓除填单埋气美中的域水分水和H2歼S等杂质领，控制鸟焚烧温组度，以吧防产生买腐蚀和失化学反学应。场支内使用政适于有惨高耗电返设备的辛填埋场遥，或者误输入附东近电网暮供场外歉用户使昨用。③作化铃工原料LF瞎G中的CH夏4和CO凭2可通松过物疤理、盼化学也吸附脾方法刑及膜要分离型法加妄以分即离，贺分离补出的宁组分评可用弟作化类工原躲料。1-7终场覆盖、封场与土地利用

对于精一个跨已被附填满里的城者市固代体废盏弃物朗填埋搂场，桂最后态进行亮适当姻封闭到是完选全必悦要的邻。设静计最刊终覆螺盖(封顶)系统诉的目伤的是圾限制恐降水钳渗入定废弃袭物以处尽量圣减少服有可贼能侵瞒入地元下水谋源的它渗滤什液的公产出积。典型汁的填误埋场巧最终念覆盖口系统封场后乖还必须羞对其进历行维护扛，包括清场地维受护和污蜡染治理肺的继续什运行和朱监测。令具体为:渗滤值液处便理系鉴统运封行和东监测姓、渗拥滤液士调节史池臭投气处细理系残统运