第八章填埋.ppt

第八章第八章 固体废物填埋固体废物填埋处置处置固体废物处置分类固体废物处置分类1.1.海洋处置海洋处置:海洋倾倒海洋倾倒和和远洋焚烧远洋焚烧。2.2.陆地处置陆地处置:土地耕作土地耕作:适用于可生物降解、含盐较低、无毒废物。适用于可生物降解、含盐较低、无毒废物。工程库贮存工程库贮存：如粉煤灰、尾矿；：如粉煤灰、尾矿；浅地层处置浅地层处置:放射性废物；放射性废物；深井灌注深井灌注:处置有毒、有害放射性废物。处置有毒、有害放射性废物。土地填埋土地填埋:卫生土地填埋和安全土地填埋。卫生土地填埋和安全土地填埋。第一节第一节 填埋场的规划和设计填埋场的规划和设计一、卫生填埋场概述（一、卫生填埋场概述（P248)P248)1 1、填埋发展过程、填埋发展过程随意堆放随意堆放简易填埋场简易填埋场受控填埋场受控填埋场卫生填埋场卫生填埋场 2 2、分类、分类按结构：按结构：衰竭型衰竭型和和封闭型封闭型填埋场；填埋场；按地形特征：按地形特征：平原型平原型、坑洼型坑洼型及及山谷型山谷型填埋场；填埋场；按废物降解机理：好氧型、准好氧型、按废物降解机理：好氧型、准好氧型、厌氧型填埋场厌氧型填埋场。3 3、特点、特点投资低，运行、管理简单；投资低，运行、管理简单；适应性广；适应性广；相对完全、相对完全、彻底处置方式；彻底处置方式；采取措施，防止渗滤液及有害采取措施，防止渗滤液及有害气体在填埋作业及废物稳定过气体在填埋作业及废物稳定过程对环境均无害的处置方法。程对环境均无害的处置方法。封闭型封闭型填埋场剖面图填埋场剖面图平原型平原型填埋场填埋场杭州市天子岭杭州市天子岭山谷型山谷型填埋场填埋场 填埋场剖面图填埋场剖面图 二、填埋场选址（二、填埋场选址（P249)1、服从、服从城市发展总体规划城市发展总体规划2 2、足够、足够库容量库容量：使用年限：使用年限1010年，特殊情况不低于年，特殊情况不低于8 8年。年。3、场址有良好的、场址有良好的自然条件自然条件场地场地地质条件稳定地质条件稳定，地基有一定承载力，地基有一定承载力;场址场址竖向标高不低于城市防洪标准竖向标高不低于城市防洪标准；城市城市主导风向下风向主导风向下风向和城市和城市取水水源下游取水水源下游。与居民区距离与居民区距离500m500m；附近有附近有足够的覆土土源足够的覆土土源。4、运输距离短。、运输距离短。5 5、外部条件：如交通条件、电源、水源等。、外部条件：如交通条件、电源、水源等。三、填埋场三、填埋场环境影响评价环境影响评价1 1、填埋场对环境主要影响、填埋场对环境主要影响（1)1)渗滤液未处理或处理不达标渗滤液未处理或处理不达标对地表水的污染；对地表水的污染；(2)(2)填埋场气体填埋场气体对大气的污染，对大气的污染，燃烧及爆炸燃烧及爆炸威胁；威胁；(3)(3)填埋堆体对填埋堆体对地质环境影响地质环境影响；(4)(4)建设及运行期建设及运行期噪声噪声影响；影响；(5)(5)对对周围景观周围景观的影响的影响；(6)(6)填埋场害虫、昆虫和其他动物传染疾病；填埋场害虫、昆虫和其他动物传染疾病；(7)(7)渗滤液泄露对地下水的影响。渗滤液泄露对地下水的影响。2 2、评价目的与内容、评价目的与内容场址场址选址合理性选址合理性。环境质量现状环境质量现状调查与评价调查与评价水环境影响预测与评价水环境影响预测与评价大气环境影响预测与评价大气环境影响预测与评价噪声环境影响预测及评价噪声环境影响预测及评价污染防治措施：渗滤液处理措施、防渗层破裂补救措污染防治措施：渗滤液处理措施、防渗层破裂补救措施；释放气综合利用及防臭措施；减振降噪措施。施；释放气综合利用及防臭措施；减振降噪措施。经济损益分析：污染防治措施投资及经济、社会经济损益分析：污染防治措施投资及经济、社会和环境效益分析。和环境效益分析。(8)(8)其它评价：土地、生态、景观等评价。其它评价：土地、生态、景观等评价。四、四、计划填埋量计划填埋量和和填埋年限填埋年限填埋场总容量填埋场总容量式中：式中：V Vt t填埋场总容量，填埋场总容量，m m3 3；m m垃圾产率，垃圾产率，kg/(kg/(人人d)d)；P P人口数，人；人口数，人；t t填埋年限填埋年限，a a；废物压实密度，废物压实密度，kg/mkg/m3 3；VsVs覆土量覆土量，m m3 3。如填埋场高度为如填埋场高度为H H，所需土地面积：，所需土地面积：A=A=V Vt t/H/H。废物填埋量废物填埋量+覆土量覆土量=计划填埋量。计划填埋量。例例8-18-1：一个：一个P=10P=10万人口的城市，万人口的城市，m=2.0kg/(m=2.0kg/(人人d)d)。采。采用卫生填埋法处置，覆土与垃圾体积之比为用卫生填埋法处置，覆土与垃圾体积之比为1 1：4 4，填埋，填埋后废物后废物=600kg/m=600kg/m3 3，试求每年需要的填埋场体积？如填，试求每年需要的填埋场体积？如填埋高度为埋高度为7.5m7.5m，一个服务期为，一个服务期为20a20a的填埋场占地面积为多的填埋场占地面积为多少？总容量是多少？（少？总容量是多少？（P252P252）运行运行2020年所需库容：年所需库容：如如H=7.5mH=7.5m，填埋场面积：，填埋场面积：解：解：1 1年填埋年填埋场体积：场体积：第二节第二节填埋场防渗填埋场防渗一、防渗方式一、防渗方式（1 1）水平防渗：防渗层水平方向铺设，防止渗滤液向周）水平防渗：防渗层水平方向铺设，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透。按防渗材料分围及垂直方向渗透。按防渗材料分自然防渗自然防渗和和人工防渗人工防渗。（2 2）垂直防渗：防渗层竖向布置，防止渗滤液横向渗）垂直防渗：防渗层竖向布置，防止渗滤液横向渗透迁移。透迁移。二、防渗材料二、防渗材料（1 1）天然防渗材料：如黏土、亚黏土、膨润土等。）天然防渗材料：如黏土、亚黏土、膨润土等。优点：造价低，施工简单。优点：造价低，施工简单。1 1、按防渗设施、按防渗设施铺设时间铺设时间：场区防渗场区防渗和和终场防渗终场防渗。2 2、按防渗设施、按防渗设施设置方向设置方向 渗透系数渗透系数110110-7-7cm/scm/s，厚度，厚度2m2m。（2）改良型改良型衬里衬里黏土黏土膨润土膨润土衬里衬里黏土黏土石灰、水泥石灰、水泥衬里衬里（3）人工合成膜防渗：）人工合成膜防渗：密度聚乙烯膜密度聚乙烯膜（HDPEHDPE，渗透系，渗透系数数10101212cm/scm/s）和）和低密度聚乙烯膜低密度聚乙烯膜（LDPELDPE）（4 4）衬里结构安全性）衬里结构安全性 渗滤液泄漏量：渗滤液泄漏量：式中：式中：Q Q浸出液量，浸出液量，m m3 3/d/d；K KZ Z渗透系数，渗透系数，m/dm/d；A A渗滤液泄露面积渗滤液泄露面积,m,m2 2；-水力梯度，水力梯度，H H为衬层上部浸出液高度，为衬层上部浸出液高度，m m；L-L-衬层厚度衬层厚度,m,m。解：渗滤液排水系统有效作用时解：渗滤液排水系统有效作用时渗滤液迁移速度渗滤液迁移速度vp例例8-2 8-2 某填埋场底部黏土衬层厚度为某填埋场底部黏土衬层厚度为1.0m1.0m，渗透系数，渗透系数，计算渗滤液穿透防渗层所需的时间。，计算渗滤液穿透防渗层所需的时间。设防渗层的有效孔隙率设防渗层的有效孔隙率穿透时间穿透时间t t e e-衬层孔隙率。衬层孔隙率。穿透时间穿透时间（1 1）单层衬里系统（防渗膜或粘土）单层衬里系统（防渗膜或粘土）排水管排水管废物层废物层排水层排水层防渗膜防渗膜或或黏土黏土基础层基础层图图8-1 8-1 单层衬里系统单层衬里系统三、防渗结构三、防渗结构(P257)(P257)（一）水平防渗结构（一）水平防渗结构1、结构类型、结构类型（2 2）单复合衬里单复合衬里系统：防渗膜系统：防渗膜+粘土层粘土层图图8-2 8-2 单复合衬里系统单复合衬里系统（3)3)双层衬里双层衬里系统系统（4）双复合双复合衬里系统衬里系统图图8-3 8-3 双层衬里系统双层衬里系统采用采用两层单复合两层单复合衬里。衬里。2、水平防渗系统选择、水平防渗系统选择根据环境标准、场址地质、水文地质与工程地质条件、根据环境标准、场址地质、水文地质与工程地质条件、废物性质及衬里兼容性、施工条件、废物性质及衬里兼容性、施工条件、经济性经济性等综合考虑。等综合考虑。（二）（二）终场防渗系统终场防渗系统1 1、系统功能、系统功能 消减渗滤液产生量；控制填埋气体的无序排放；避免消减渗滤液产生量；控制填埋气体的无序排放；避免废物扩散，抑制病原菌繁殖；改善景观。废物扩散，抑制病原菌繁殖；改善景观。2、系统构成与设计、系统构成与设计第一部分：表土层；第一部分：表土层；第二部分：密封层。第二部分：密封层。由保护层、排水层由保护层、排水层（可选）、防渗层和（可选）、防渗层和调整层（或基础层）调整层（或基础层）组成。组成。图图8-5终场防渗系统构成终场防渗系统构成保护层保护层表土层表土层排水层排水层防渗层防渗层调整层调整层第三节第三节 渗滤液的收集与处理渗滤液的收集与处理一、一、渗滤液渗滤液的产生及特征（的产生及特征（P262P262）降水：降雨、降雪，主要来源；降水：降雨、降雪，主要来源；地表径流：对渗滤液产生有较大的影响。地表径流：对渗滤液产生有较大的影响。渗滤液指废物在填埋或堆放过程中产生的和渗滤液指废物在填埋或堆放过程中产生的和降水、径降水、径流及地下水入渗流及地下水入渗淋溶废物形成的高浓度有机废水。淋溶废物形成的高浓度有机废水。地下水入渗、废物含水、有机物分解生成水。地下水入渗、废物含水、有机物分解生成水。1 1、来源、来源表表8-4 8-4 深圳和上海垃圾填埋场渗滤液水质深圳和上海垃圾填埋场渗滤液水质2、渗滤液特征（、渗滤液特征（P262)有机物浓度高：特别是有机物浓度高：特别是“年轻年轻”填埋场填埋场渗滤液。渗滤液。氨氨氮浓度高氮浓度高：“中老年中老年”填埋场填埋场渗滤液突出。渗滤液突出。磷含量低；磷含量低；金属离子含量高，金属离子含量高，含量与废物组分及填埋时间有关含量与废物组分及填埋时间有关；溶解性固体含量高。溶解性固体含量高。色度高。色度高。水质历时变化大。水质历时变化大。二、渗滤液产量估算二、渗滤液产量估算 （一）经验公式法：（一）经验公式法：式中：式中：Q-Q-渗滤液产量，渗滤液产量，m m3 3/d/d；C C1 1、C C2 2分别为分别为正在填埋区正在填埋区和和填埋完成区填埋完成区渗出系数渗出系数，C C1 1CC2 2。A A1 1、A A2 2-正在填埋区面积正在填埋区面积和和填埋区完成区面积填埋区完成区面积，m m2 2;II填埋场所在区域填埋场所在区域最大年或月降雨量的日换算值最大年或月降雨量的日换算值，mm/dmm/d（二）水量均衡法（二）水量均衡法 以填埋场为主体，根据以填埋场为主体，根据进出水量平衡进出水量平衡，计算渗滤液量：，计算渗滤液量：式中：式中：Q-Q-渗滤液产生量；渗滤液产生量；P-P-填埋场填埋场平均日降水量平均日降水量；WW废物含水量；废物含水量；Q Q1 1-地下水入渗量；地下水入渗量；Q Q2 2-地表径流流入量；地表径流流入量；E E1 1-填埋场地表蒸发量；填埋场地表蒸发量；E E2 2-填埋场地表植被蒸发量；填埋场地表植被蒸发量；H-H-填埋场持水量。填埋场持水量。Q Q3 3-填埋场地表流出量；填埋场地表流出量；Q Q4 4-作业单元底部衬层渗出量；作业单元底部衬层渗出量；当废物含水量和填埋场持水量相对于降雨量和蒸发量很当废物含水量和填埋场持水量相对于降雨量和蒸发量很小时，可进一步简化：小时，可进一步简化：（二）收集系统构成（二）收集系统构成1 1、导流（排、导流（排水）层水）层2、导流（盲）、导流（盲）沟与导流管沟与导流管3、集液池及提升系统、集液池及提升系统排水层排水层导流沟导流沟排水管排水管废物层废物层粘土层粘土层三、渗滤液收集系统三、渗滤液收集系统收集收集填埋场内渗滤液并填埋场内渗滤液并输送输送至场外指定地点，避免渗至场外指定地点，避免渗滤液在填埋场内的滤液在填埋场内的长时间蓄积长时间蓄积。（一）收集系统功能（一）收集系统功能4 4、调节池、调节池 调节渗滤液水质和水量。常采用地下式或半地下式。调节渗滤液水质和水量。常采用地下式或半地下式。调节池容积按以下步骤确定：调节池容积按以下步骤确定：求每月渗滤液产量：求每月渗滤液产量：式中：式中：Q Qm m渗滤液月产量渗滤液月产量,m,m3 3/月；月；I Ii i多年（一般多年（一般2020年）逐月平均降雨量，年）逐月平均降雨量，mmmm；C C渗出系数；渗出系数；A A填埋场汇水面积，填埋场汇水面积，m m2 2；求每月渗滤液剩余量：求每月渗滤液剩余量：Q Q每月剩余量每月剩余量,m,m3 3/月；月；Q Qt t月处理量月处理量,m,m3 3/月；月；求需调节的渗滤液体积求需调节的渗滤液体积VaVa：将每月渗滤液将每月渗滤液剩余量为正值者剩余量为正值者求和求和例例8-38-3：某填埋场总面积：某填埋场总面积3.0hm3.0hm2 2，分三个区域进行填埋。，分三个区域进行填埋。已有两个区填埋完毕，总面积为已有两个区填埋完毕，总面积为A A2 2=2.0hm=2.0hm2 2，浸出系数，浸出系数C C2 2=0.2=0.2。另有一个区正在进行填埋，填埋面积。另有一个区正在进行填埋，填埋面积A A1 1=1.0hm=1.0hm2 2，C C1 1=0.5=0.5。当地年平均降雨量。当地年平均降雨量3.3mm/d3.3mm/d，最大月降雨量换算，最大月降雨量换算值值6.5mm/d6.5mm/d。求污水处理设施的处理能力。求污水处理设施的处理能力。解：水处理能力确定：解：水处理能力确定：因此，水处理能力在因此，水处理能力在303060m60m3 3/d/d选取。选取。平均渗滤液量平均渗滤液量最大渗滤液量最大渗滤液量四、渗滤液处理四、渗滤液处理（一）合并处理（一）合并处理（二）单独处理（二）单独处理1、土地处理、土地处理填埋场回灌填埋场回灌处理系统、处理系统、土壤植物土壤植物处理系统。处理系统。2、生物处理法、生物处理法渗滤液主要处理方式。包括好氧生物处理、厌氧生物渗滤液主要处理方式。包括好氧生物处理、厌氧生物处理及两者的结合。处理及两者的结合。3、物理化学法、物理化学法 将渗滤液将渗滤液预处理后预处理后送入填埋场送入填埋场附近附近污水处理厂处理。污水处理厂处理。第四节第四节垃圾填埋气体的收集与利用垃圾填埋气体的收集与利用一、填埋气产生过程及环境影响一、填埋气产生过程及环境影响（一）填埋气产生过程及组成（一）填埋气产生过程及组成1、产生过程、产生过程CH4图图8-8好氧分好氧分解解阶段阶段酸发酵酸发酵阶段阶段产气产气阶段阶段稳定稳定阶段阶段过渡过渡阶段阶段（二）填埋气对环境的影响（二）填埋气对环境的影响1 1、爆炸爆炸和火灾和火灾2、对水环境影响、对水环境影响3、对大气环境影响、对大气环境影响二、填埋气收集（二、填埋气收集（P274)被动收集：被动收集：依靠填埋气体自身压力依靠填埋气体自身压力进行收集。进行收集。适用于填适用于填埋量小、产气量低的填埋场。埋量小、产气量低的填埋场。主动收集：主动收集：利用动力利用动力进行收集。进行收集。COCO2 2溶于水使地下水溶于水使地下水pHpH值降低，含盐量升高。值降低，含盐量升高。2 2、填埋气组成、填埋气组成 主要成分主要成分：CHCH4 4（45456060）、）、COCO2 2（40405050）。）。微量气体微量气体：N N2 2、O O2 2、H H2 2S S、NHNH3 3及其它挥发性有机物。及其它挥发性有机物。图图8-9集气系统示意图集气系统示意图（一）集气系统（一）集气系统 竖井竖井集气系统、集气系统、水平水平集气系统。集气系统。（二）输送系统（二）输送系统三、填埋气净化技术三、填埋气净化技术（一）吸收分离（一）吸收分离（二）吸附分离（二）吸附分离（三）膜分离（三）膜分离四、填埋气利用四、填埋气利用 发电、作为燃料等。发电、作为燃料等。采用碱性吸收剂去除采用碱性吸收剂去除COCO2 2 。变温吸附变温吸附和和变压吸附变压吸附。思考题：思考题：P2841、5、6、7、8、9、10、13、16、17