第九章固体废物填埋案例.ppt

1、第八章 固体废物的填埋处置技术,固体废物的最终处置：,固体废物的最终处置目的是为了使固体废物最大限度的与生物圈隔离，阻断处置场内废物与外界生态环境相联系的通道，以确保废物中的有毒有害物质无论现在、将来都不致对人类和环境造成不可接受的危害。,固体废物的最终处置解决的是固体废物的最终归宿问题,固体废物的处置原则：,分类管理和处置原则,最大限度与生物圈相隔离原则,集中处置原则,分类管理和处置原则,对环境无有害影响的惰性固体废物,对环境有轻微、暂时影响的固体废物,在一定时间内对环境有较大影响的固体废物,在较长时间内对环境有较大影响的固体废物,在很长时间内对环境有严重影响的固体废物,在很长时间内对环境和

2、人体健康有严重影响 的固体废物,固体废物的处置方法分类：,海洋处置,陆 地 处 置,海洋倾倒,远洋焚烧,土地耕作,工程库或贮留池,土地填埋,深井灌注,大亚湾倾倒区作业的航浚10号,土 地 填 埋,一、填埋工艺的分类,惰性填埋,卫生填埋：,安全填埋：,将本质属稳定的废物（如玻璃、陶瓷、建筑废料等），置于填埋场，表面覆以土壤的处理方法,将一般废物填埋于不透水材质或低渗水性土壤内，并设有渗滤液、填埋气体收集或处理设施及地下水监测装置的填埋场的处理方法,将危险废物填埋于抗压及双层不透水材质所构筑并设有阻止污染物外泄及地下水监测装置场所的处理方法,1、若按处置对象分类：,城市垃圾及一般固体废物,危险废物

3、,厌氧填埋,好氧填埋,准好氧填埋,目前应用最多的,最有普及前景的,一、填埋工艺的分类,2、按填埋状态分类：,三、填埋场的库容和规模,一般情况下，城市生活垃圾填埋场的使用年限以1020年为宜，特殊情况下不应低于8年,二、填埋场选址,P240,1、填埋总容量Vt（m3）,Vn第n年垃圾填埋容量，m3/a,n规划填埋场使用年数，a,f体积减少率，0.150.25,W每日计划填埋废物量，Kg/d,填埋时覆土体积占废物的比率，约0.150.25,废物的平均体密度，kg/m3,2、填埋场的规模,通常以填埋场的总面积为准,A场址总面积，m2,H场址最大深度，m,1.051.20修正系数，取决于填埋场下的方形

4、度 和周边设施占地大小,基本术语：,土工布：又称土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。成品为布状， 土工布分为有纺土工布和无纺土工布。土工布具有优秀的过滤、隔离、加固防护作用、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。,无纺土工布：是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。,土工织物膨润土（GCL）：是在两层土工合成材料之间夹封膨润土，通过针刺、缝合或粘合而成的一种复合材料。GCL具有与无缺陷土工膜几乎相当的低渗透性，但是具有土工膜所不具备的穿透自愈性，因此具有更大的

5、防污染安全性。,三、填埋场防渗系统,复合衬层：包括一层人工合成材料衬层和一层天然材料衬层的防渗层,基本术语：,三、填埋场防渗系统,三、填埋场防渗系统,天然防渗,填埋场的防渗,防渗材料：,无机天然材料：黏土、亚粘土、膨润土,人工合成有机材料：高密度聚乙烯膜（HDPE）,人工与天然复合材料：聚合物水泥混凝土（PCC）,防渗类型：,填埋场防渗层结构设计：,P246 图88,天然防渗, 压实后粘土防渗衬层的饱和渗透系数应小于 1.010-7cm/s， 粘土防渗衬层的厚度不应小于2m,人工防渗,防渗结构宜采用单复合衬层防渗结构，当不满足防渗性能时，应采用双复合衬层防渗结构,铺防渗层时，衬层应覆盖底面及坑

6、壁,卫生填埋场的防渗结构要求：,高密度聚乙烯土工膜厚度不应小于1.5mm，并应具有较大延展性。膜的焊接（粘）出应通过试验和检验,四、填埋的基本工艺流程,终场利用,计量称重,运至填埋场,进场垃圾,垃圾渗滤液的收集处理,填埋气体的收集利用,填埋操作：,垃圾填埋场作业面,填埋工艺设计：,填埋作业应按地形、地质情况采用一种或两 种以上的作业法，包括平面作业法、斜坡作 业法及沟填法,填埋应实行单元、分层作业。每一单元及作 业平台的大小应按设计及现场设备、垃圾 量、运输等实际条件而定。,填埋作业应定点倾卸、推铺、压实。应以一 日为一小单元或每班为一小单元，宜每日一 覆盖。,填埋工艺设计：,填埋作业应采用分

7、层压实法，每层厚度 0.81m，垃圾压实后密度不少于600kg/m3， 单元层厚2.53m,每日填埋作业结束时应进行每日覆盖， 覆盖层厚度2030cm,一般单元层坡面的坡度以1:3为宜,五、主要作业设备选型：,常用的垃圾填埋操作设备：,铲运和挖掘类机械设备,压实机械和设备,装载、运送机械和设备,推土机,挖掘机,松土器,铲运机,铲运和挖掘类机械设备,压实机械和设备,滚动式压实机,装载、运送机械和设备,装载机,六、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,2、地下水控制

8、系统：,1）地下水导排系统设计目的：,六、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,六、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,七、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

9、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,1、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6.88 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 （5070%）、 CO2（3050%）,甲烷发酵阶段,稳定化阶段,气体特征产物：主要是CH4 、 CO2 渗滤液含腐植酸、

10、富里酸，难生化,1、固体废物在填埋场中的降解过程：,图818（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,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,表8-13（P256）：填埋气体典型组成 填埋气体的温度：4349，为水蒸汽所饱和,表8-15,填埋气体产生量估算（L）：,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

11、埋场底部运动的趋势，最终可能在场埋场的底部聚集。对于采用天然土壤衬层的填埋场二氧化碳可能通过扩散作用通过衬层，从填埋场底部向下运动，并通过下伏地层最终扩散进入并溶于地下水，与水反应生成碳酸结果使地下水pH值降低，并通过溶解作用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,被动集气系统典型详图,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

12、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1525cm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，并与附近开发区相

13、 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 周边注气井系统：适于深度大于6m,需有防护措施的地方,填埋气体收集井,垂直抽气井：（最普遍） 图8-22 P265,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：4560m 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8090%的垃圾厚度 至少48h抽气一次,水平集气管：,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,1、垃圾渗滤液的产生,填埋场

14、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,八、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

15、滤液的水质变化特点（图8-27 p270）,色味：,淡茶色或暗褐色 有较浓的腐败臭味,pH:,填埋初期：67；后期：78,BOD5:,COD:,BOD5/COD0.5时，较易生物降解 BOD5/COD0.1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624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

16、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）：,I降水量，mm/d C1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,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

17、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：,不能完全消除渗滤液，仍有大部分渗滤液 需外排处理,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,九、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3050年才能完全稳定，达到无害化,1、终场覆盖：,粘土覆盖系统,人工材料覆盖系统,九、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

18、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,十、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3050m处 污染扩