固体废物污染控制工程固体废物最终处置技术.ppt

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1、关于固体废物污染控制工程固体废物的最终处置技术第一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月目录一、固体废物的地质处置一、固体废物的地质处置（一）固体废物处置的基本原理和处置原则（一）固体废物处置的基本原理和处置原则（二）地质处置的防护性能（二）地质处置的防护性能（三）陆地处置的基本方法（三）陆地处置的基本方法二、土地填埋场的基本构造和类型二、土地填埋场的基本构造和类型 (一一)自然衰减型填埋场自然衰减型填埋场（二）全封闭型填埋场（二）全封闭型填埋场（三）半封闭型填埋场（三）半封闭型填埋场三、渗滤液的产生及控制三、渗滤液的产生及控制（一）渗滤液的组

2、成及特征（一）渗滤液的组成及特征（二）渗滤液的来源（二）渗滤液的来源（三）控制渗滤液产生量的工程措施（三）控制渗滤液产生量的工程措施第三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（四）渗滤液产生量计算（四）渗滤液产生量计算（五）渗滤液的处理方法（五）渗滤液的处理方法（六）渗滤液处理方法的选择（六）渗滤液处理方法的选择四、填埋场气体的产生与控制四、填埋场气体的产生与控制（一）填埋场气体组成特征（一）填埋场气体组成特征（二）填埋场气体的产生方式（二）填埋场气体的产生方式（三）填埋场气体的运动（三）填埋场气体的运动（四）填埋场气体处理系统（四）填埋场气体处理系统（五）填埋场气体利用技术（五）填埋场气

3、体利用技术第四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月杭州天子岭废弃物处理场杭州天子岭废弃物处理场杭州天子岭废弃物处理场杭州天子岭废弃物处理场 占地占地占地占地4848公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水防污染系统、公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水防污染系统、公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水防污染系统、公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水防污染系统、环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组成。填埋总容量环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组成。填埋总容量环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组成。填埋总

4、容量环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组成。填埋总容量600600万立方万立方万立方万立方米，使用年限米，使用年限米，使用年限米，使用年限1313年，年，年，年，19911991年年年年4 4月投入使用。日平均处理量月投入使用。日平均处理量月投入使用。日平均处理量月投入使用。日平均处理量24502450吨，最高达吨，最高达吨，最高达吨，最高达35003500吨。吨。吨。吨。填埋区填埋区填埋区填埋区第五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月一、固体废物的地质处置一、固体废物的地质处置（一）固体废物处置的基本原理和处置原则1.1.废物处置过程中污染物的释放与迁移废物处置过程中污染物

5、的释放与迁移 固体废物中的污染物具有迟滞性，但在长期的地质处置过程中，因一系列相互关联的物理、化学和生物的作用，导致污染物不断释放出来进入环境。第六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（1）废物在处置过程的反应生物反应：可降解有机物通过生物反应被转化为CO2，CH4、NH3，H2S等化学反应（处置场的主要化学反应包括）A、溶解/沉淀：废物中原有的或经生物转化产生的可溶性物质。因雨水等进入处置场的废物层而溶解，产生高浓度有机物和高盐分浓度的渗滤液。而渗滤液中的某些盐类，固pH值变化等原因又会产生沉淀反应。B、吸附/解吸：处置场产生的某些挥发性和半挥发性有机化合物，以及渗泸液中的有机和无机污

6、染物，会被处置的固体废物和土壤吸附；而在某些条件下，也会发生解吸作用。使污染物进入气体或液体。C、脱卤/降解：有机化合物的脱卤皮、水解、化学降解。D、氧化还原作用：金属和金属盐第七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月物理反应A、蒸发/气化：废物中的水分、挥发性和半挥发性有机化合物通过蒸发、气化转入气体中；B、沉降/悬浮：渗泸液中的胶体物质，因重力的作用沉降或悬浮；C、扩散/迁移：如气体在处置场中的横向扩散和向周围环境的释放；渗泸液的迁移或渗入覆土的下层。第八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（2）污染物释放、迁移途径当降雨和地表水通过渗透进入处置区时，污染物溶解产生渗滤液，而废物

7、在达到稳定化之前，含污染物的气体会不断释放到环境中。从处置场释放到环境中的渗泸液和气体污染物经迁移转化造成水体污染、空气污染和土壤污染。第九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.固体废物的处置原则固体废物的处置原则1）区别对待、分类处置、严格管理的原则。根据固体废物对环境的危害程度和危害时间长短可分为六类：A、对环境无有害影响的惰性固体废物：如建筑垃圾。B、对环境有轻微、暂时影响的SW：如矿业固废、电厂粉煤灰、钢渣。C、在一定的时间内对环境有较大影响的SW：如城市生活垃圾。D、在较长时间内对环境有较大影响的SW：大部分工业固体废物。E、在很长时间内对环境有严重影响的SW：如危险废物

8、，含有特殊化学物质的SW。F、在很长时间内对环境和人体健康有严重影响的废物，易溶难分解、易爆、放射性废物。应根据不同废物的危害程度与特性，区别对待、分类管理。如此，既可有效控制主要污染危害，又能降低处置费用。第十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2）将危险废物与生物圈相隔离的原则3）集中处置原则SW实行集中处置，既可节省人力、物力、财力，利于管理，也是有效控制乃至消除危险废物污染危害的重要技术手段。那么如何才能使所处置的废物及产生的污染物与环境相隔离呢？第十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.3.多重屏障原理多重屏障原理要完全做到废物与环境相隔离，阻断废物与环境相联系的通道

9、，绝对不让环境中水分等物质进入处置场，从而产生渗泸液和废气；然后再阻止产生的渗泸液和气体释放到环境中。但是，这是非常困难的，几乎是不可能的。我们所能做的工作只能是：采用各种天然的或工程的措施：1）将联系固体废物与环境的通道数量减至最少，也就是将环境中渗入处置场内的水分减至合适的限度。2）尽可能将处置场内污染物与环境相联系的通道降到最小，使污染物释放的速度减至最少。为此目的，利用天然环境地质条件而采取的措施，称为天然防护屏障。采取的工程措施称为工程防护屏障。第十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1）废物屏障系统根据SW的性质进行处理，包括固化或惰性化处理，以减轻废物的毒性或减少渗泸液中

10、有害物质的浓度。2）密封屏障系统利用人为的工程措施将废物封闭，使废物的渗泸液尽量少地突破密封屏障，而向外溢出。3）地质屏障系统地质屏障系统包括场地的地质基础、外围和区域综合地质技术条件。第十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月良好的地持的地质屏障系统应达到以下要求：（1）土壤和岩层较厚、密度高、均质性好、渗透性低，含有对污染物吸附能力强的矿物成分。（2）与地表水和地下水的动力联系较少，可减少地下水的入浸量和渗泸液进入地下水的渗流量。（3）从长远上讲，能避免或降低污染物的释出速本。如果地质屏障系统优良，对废物有足够强的防护能力，则可减化“废物屏障系统”和“密封屏障系统”的技术措施。第十四

11、张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（二）地质处置的防护性能若要对地质屏障的防护能力做出评价，首先要了解处置场释放出的污染物在地质介中的迁移速度和去除机制。1 1）土壤的渗透性及水通量）土壤的渗透性及水通量土壤的渗透性是指空气或水通过土壤的难易程度。渗透性通常用水通量q来表示，水通量指单位时间流过的距离，即水通过地质介质的流动通量。qKi（1）式（1）称为达西公式，q达西通量或水通量，cm/sK渗透系数，cm/s；地质介质的渗透系数是决定地下水运移速度和污染物迁移速度的重要参数。土壤结构越紧密，K越小。i水力坡度，cm/cm第十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第十六张，PPT

12、共七十一页，创作于2022年6月2 2）水的运移速度）水的运移速度土壤孔隙中水的运动速度与孔隙的大小及数量有关，即 （2）式中:土壤的有效孔隙度，cm3/cm32.2.污染物的迁移及吸附滞留污染物的迁移及吸附滞留1 1）污染物的迁移速度）污染物的迁移速度污染物迁移与地下水的运动速度有关，且其迁移路线与地下水的运移路线基本相同。则污染物的迁移速率v与v的关系为（3）第十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2 2）地质介质对污染物的吸附阻滞作用）地质介质对污染物的吸附阻滞作用土壤中的有机质（腐殖质）和粘土颗粒带负电荷，因而，荷正电离子（阳离子），如铵、铅、钙、锌、铜、汞、铬（）、镁、钾等可

13、被土壤中的腐殖质或粘土吸附滞留；而荷负电的离子（Cr4，NO33，Cl等）则不能被土壤所滞留，即负离子随土壤中的水一起迁移。各种污染物被土壤吸附而阻滞的能力，可用土壤的阳离子交换容量（CEC）表示，CEC越大，腐殖质和粘土含量越高，则滞留荷电废物组分的能力越强。土壤的CEC可用每100土壤的毫克当量数表示，即Meq/100土壤。如纯腐殖质的CEC为200Meq/100。第十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月由以上讨论可知：影响废物组分在土壤中的迁移的主要因素有：(1)土壤的种类或结构；(2)土壤渗透性；(3)土壤阳离子交换容量（CEC）。这三者的关系用图表示为:第十九张，PPT共七十

14、一页，创作于2022年6月3.3.污染物在土壤中的降解污染物在土壤中的降解1 1）生物降解作用）生物降解作用土壤中的有机污染物可被微生物分解而转化。有机物污染物被生物降解后，浓度衰减的表达式为：C（）C0exp（）反应速度常数，S1：C0初始浓度C()时刻的浓度2 2）地质介质的屏障作用）地质介质的屏障作用地质介质的阻滞能力，包括污染物在地质介质中的物理衰变、化学反应和生物降解作用。第二十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月设地质介质的厚度为L（），则污染物通过所需的时间（迁移时间）为v-污染物的迁移速率；v-水的运动速度；Rd污染物在地质介质中的滞留因子。则污染物通过某些地质介质层后，

15、其浓度衰减可示为 CC0exp（*）C0污染物进入地质介质前的浓度，C污染物穿透地质介质后的浓度（穿透过后地下水的浓度）k污染物降解或衰变速度常数。因此，对于在地质介质中既被吸附，又会发生衰变或降解的污染物，只要污染物在此地质层内有足够的停留时间，就可使污染物浓度降到所要求的浓度。第二十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 题题1 1 一填埋场中污染物的一填埋场中污染物的COD为为 10000 mg.L-1，该污染物的迁移速度为，该污染物的迁移速度为 3*10-2 cm.s-1，降解速率常数为降解速率常数为 6.4*10-4s-1。试求当污染物的浓。试求当污染物的浓度降到度降到1 00

16、0 mg.L-1时，地质层介质的厚度至少时，地质层介质的厚度至少应为多少？应为多少？第二十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（三）SW陆地处置的基本方法陆地处置可分为土地耕作、永久贮存和土地填埋三大类。应用最多的是土地埋填处置技术。1.1.土地填埋处置的特点土地填埋处置的特点1）一种按照工程理论和土工标准，对固作废物进行有控管理的综合性的科学工程技术，而不是传统意义上的堆放、埋填。2）处置方式上，已从堆、填、覆盖向包容、屏蔽隔离的工程贮存方向发展。3）填埋处置工艺简单，成本较低，适于处置多种类型的SW。第二十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.分类分类按填埋场地地形形

17、特特征征分为：（1）山间填埋；（2）峡谷填埋；（3）干地填埋；（4）废矿坑填埋。按填埋场地水水文文气气象象条条件件分为：（1）干式填埋；（2）湿式填埋；（3）干、湿式混合填埋。按状状态态可分为：（1）厌氧性填埋；（2）好氧性填埋；（3）准好氧性填埋；（4）保管性填埋。按SW污染防治法规防治法规分为：（1）一般性SW填埋；（2）工业SW填埋。比较科学的方法，是根据废物的种类，以及有害物释放所需控制水平进行分类：1）一级填埋场：主要填埋惰性废物，是最简单的一种方法；2）二级填埋场：主要填埋矿业废物（矿业处置）、粉煤灰等；第二十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3）三级填埋场：主要填埋在一

18、段时间对公众健康造成危害的SW。主要处置城市垃圾，称为城市垃圾卫生填埋场。4）四级填埋场：主要填埋工业有害废物（工业废物处置场），场地下部土壤渗透率要求106 cm.s15）五级填埋场：也称危险废物土地安全填埋场，处置危险废物。对选择、工程设计、建筑施工、营运管理和封场后管理都有特殊的严格要求。K108.16）六级填埋场：也称为特殊废物深地质处置库，或深井灌注，处置时，必须封闭处理液体、易燃废气、易爆废物、中高水平的放射性废物。第二十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.3.选址选址必须以场地详细调查，工程设计和费用研究，环境影响评价为基础。1 1）选址准则）选址准则总原则是：以合理

19、的技术、经济的方案、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。考虑的因素：（1）运输距离运输距离：越短越好，但要综合考虑其它各个因素。其实目前长距离运输越来越多。（2）场址限制条件场址限制条件：场址位于居民区1公里以上（德国标准）（3）可用土地面积可用土地面积：一个场地至少要运行5年。时间越长单位废物处置费用就越高。（4）出入场地道路出入场地道路（5）地地形形、地地貌貌及及土土壤壤条条件件：原则上地形的自然坡度不应大于5%，尽量利用现有自然地形空间，将场地施工土方减至最少。第二十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（6）气候条件气候条件：风的强度和风向等（7）地表水文地表

20、水文：所选场地须位于100年一遇洪水区之外。（8）地地质质条条件件：场地应选在渗透性弱的地区，K值最好达到108.S1以下，并有一定厚度。（9）当当地地环环境境条条件件：A、应位于城市工农业发展规划区、风景规划区、自然保护区以外；B、应位于供水水源保护区和供水远景区以外；C、应备具较有利的交通条件。（10）地方公众地方公众：减少对公众的影响。2 2）选址方法（设计中讲）选址方法（设计中讲）3 3）综合技术条件评价）综合技术条件评价第二十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月4.4.填埋场设计运行的环境法规要求填埋场设计运行的环境法规要求1 1）城市垃圾卫生填埋场）城市垃圾卫生填埋场我国建

21、设部1991年颁布的城市垃圾卫生填埋技术标准中，对场址限制、运行、设计、地下监测及保护、封场保护、封场及封场后的管理等，均确定了最小标准。例如：要求填埋底部粘土衬层的厚度须1M，且其渗透系数必须107cm.s-1。对封场后的填埋场必须细心照管30年。2 2）危险废物安全填埋厂）危险废物安全填埋厂第二十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月5.5.场地的设计场地的设计选址后，就可按法规和标准性进行设计设计内容：设计内容一般包括场地面积和场地容积大小的确定，防渗措施，地下水保护以及逸出气体的控制等。1）场地面积和容积的确定填埋场面积和容积的大小，与城市的人口数量、垃圾的产率、SW填埋的高度、

22、废物与覆盖材料的比值以及填埋后的压实密度有关。常用的设计参数为：（1）覆土与填埋垃圾这比为1：4或1：3；（2）SW的压实密度为50700kg/m3；（3）场地的容积至少使用20年。一年中需要填埋的SW体积按下式计算：V=365WP/D+C（m3/）式中 W城市垃圾和无害废物的产率（kg/人.d）；P服务区内的人口总数，人；D填埋后垃圾的压实密度，kg/m3；C覆土体积，m3。第二十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月若填埋高度为H，则每年所需的场地面积为：AV/H（m2）题题2 2 一一个个5 5万万人人口口的的城城市市，平平均均每每人人每每天天产产生生垃垃圾圾2.02.0公公斤斤，

23、若若用用填填埋埋法法处处置置，覆覆土土与与垃垃圾圾之之比比为为1 1：4 4，填填埋埋后后废废物物的的压压实实密密度度为为600kg/m600kg/m3 3，试试求求一一年年填填埋埋废废物物多多少少立立方方米米？占占地地面面积积为为多多少少？（填填埋埋高高度度为为7.5m7.5m）解：V60833+15208=76401（m3）每年占地面积为：(m2)如果运营20年，则填埋面积为A2010138.8*20202776（m3）运营20年的总体积为V2076041*201.5*106（m3）第三十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月二、土地填埋场的基本构造和类型二、土地填埋场的基本构造和类型

24、按填埋废物的类别和填埋场污染防治原理，填埋场的造构分为衰减型填埋场和封闭型填埋场。城市垃圾的卫生埋场属衰减型。处置危险废物的安全填埋场属封闭型。(一一)自然衰减型填埋场自然衰减型填埋场1.1.构造（剖面）：构造（剖面）：一个理想的自然衰减型填埋结构图为第三十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第三十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.渗滤液的衰减过程（可分为两阶段渗滤液的衰减过程（可分为两阶段）（1 1）粘土层中的衰减）粘土层中的衰减渗滤液在此层内发生的降解作用有：1）吸附/解吸；2）离子交换；3）沉淀/溶解；4）过滤；5）生物降解发生以上作用（渗泸液与粘土层），渗泸液

25、中有些污染物浓度降低，有些也可能升高。A、使渗泸液降低的因素主要有：1吸附；2离子交换；3沉淀；4过滤。它们使污染物迁移速度变慢，使浓度降低。B、使污染物浓度升高的因素有：1解吸；2离子交换；3溶解。它们使污染物的迁移速度加快。C、生物降解，化学降解和物理衰变，会使地下水中的污染物消失，但也存在产生新物质的问题。第三十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（2 2）含水层中的衰减）含水层中的衰减穿过粘土层入含水层的渗滤液发生以下过程：1）首先发生混合、扩散（弥散）作用被地下水稀释2）随水迁移过程中，与水层介质发生吸附、离子交换、过滤、沉淀等反应而衰减。3.3.影响污染物自然衰减的因素影响

26、污染物自然衰减的因素（1 1）介质层类型、厚度及水运移参数）介质层类型、厚度及水运移参数1）填埋场场地土壤类型（如砂土、粘土等）厚度及其成层排列对渗滤液的自然衰减有重要影响；2）渗滤液进入地下水的流速、含水层中的厚度以及地下水本身的流速，均影响渗滤液组分在含水层中的稀释。第三十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月最合适于自然衰减的土壤地质层介质的离子交换容量为3040Meq/100，渗透率为11041105 cm.s-1纯腐殖质CEC：200 Meq/100蒙脱土CEC：90 Meq/100高岭土CEC：80 Meq/100多数土壤CEC：1030 Meq/100（2 2）渗滤液流速）

27、渗滤液流速无论何种衰减机理均与渗滤液流速有关。（3 3）渗滤液中的污染物）渗滤液中的污染物污染物不同，其降解速度当然不同。（4 4）含水层的渗透性及厚度）含水层的渗透性及厚度对渗滤液中不能被土壤吸附降解的污染物，较合适的渗透率为：110-3 cm/s；厚度：厚度大。第三十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 （二）全封闭型填埋场（二）全封闭型填埋场将废物和渗滤液与环境隔绝，将废物安全保存数十年甚至上百年。利用地层结构的低渗透性或工程密封系统，将地下水的污染降到最低限度。（三）半封闭型填埋场（三）半封闭型填埋场半封闭型填埋场的顶部密封系统一般要求不高，底部一般设置单密封系统和在密封衬里上

28、设置渗滤液收排系统；全封闭填埋场顶部安装渗入水收排系统，底部安装渗滤液收集主系统（LCRS）和渗漏渗滤液检测收排系统。第三十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月三、渗滤液的产生及控制三、渗滤液的产生及控制渗滤液的污染控制是填埋场设计、运行和封场的关键性问题。（一）渗滤液的组成及特征（一）渗滤液的组成及特征1.1.填埋场渗滤液的主要成分填埋场渗滤液的主要成分主要成分有四类：1）常见元素和离子：如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、CO32、SO42、Cl-等2）微量金属：如Mn、Cr、Ni、Pb等3）有机物：以COD、TOC来计量，酚等4）微生物：第三十七张，PPT共七十一页，创作于2022

29、年6月2.2.性质性质1 1）色、嗅）色、嗅：呈淡茶色或暗褐色，色度在20004000之间。有较浓的腐化臭味。2 2）pHpH：填埋初期pH为67，呈弱酸性。随时间推移，pH为78，呈弱碱性。3 3）BODBOD5 5：随时间和微生物活动的增加，渗滤液中BOD5也逐渐增加。一般填埋6个月2.5年，达到最高峰值，此后BOD5开始下降，615年稳定。第三十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月4 4）CODCOD：填埋初期，COD略低于BOD5，随时间推移，BOD5快速下降，而COD下降缓慢，使COD略高于BOD5。渗滤液的生物可降解性用BOD/COD表示。当BOD/COD0.5时，渗滤液易

30、生物降解；当BOD/COD0.1时，难于降解。5 5）TOCTOC：其值一般为265280 mg/L。BOD/TOC可反映渗滤液中有机碳的氧化状态。初期：BOD5/TOC较高，随时间堆移，渗滤液中的有机碳呈氧化态，BOD5/TOC降低。6 6）溶溶解解总总固固体体：填埋初期，溶解性盐浓度可达10000mg L1，同时具有相当高的Na+、Ca2+、Cl-、SO42-、Fe3+等，624个月达高峰值，此后随时间增加，无机物浓度降低。7 7）总悬浮固体（）总悬浮固体（SSSS）：）：一般多在300mg.L-1以下。8 8）氮氮化化物物：氨氮浓度较高，以氨态为主，一般为0.4mg/L左右，有时高达1m

31、g/L，有机氮占总氮的10%。9 9）重重金金属属：生活垃圾单独填埋时，重金属含量较低。不会超过环保标准，但与工业废物或污泥混埋时可能超标。第三十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1.1.直接降水直接降水2.2.地表径流地表径流3.3.地表灌溉地表灌溉4.4.地下水地下水5.5.废物中的水分废物中的水分6.6.覆盖材料中的水分覆盖材料中的水分7.7.有机物分解生成水有机物分解生成水（二）渗滤液的来源（二）渗滤液的来源第四十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（三）控制渗滤液产生量的工程措施（三）控制渗滤液产生量的工程措施1.1.入场废物含水率的控制入场废物含水率的控制城市垃圾卫

32、生填埋场一般要求入场填埋的垃圾含水率30%（质量分数）2.2.控制地表水的入渗量控制地表水的入渗量地表水渗入是渗滤液的主要来源。因此对包括降雨、地表经流、间歇河和上升泉等的所有地表水进行有效控制，可减少填埋场渗滤液的产生量。3.3.控制地下水的入渗量控制地下水的入渗量有关法规规定，填埋场底部距地下水最高水位应1m。具体有以下控制措施：1）设置隔离层法；2）设置地下水排水管法。第四十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（四）渗滤液产生量计算（四）渗滤液产生量计算1.1.水平衡计算法水平衡计算法1 1）简单水量衡算法）简单水量衡算法对于运行中的填埋场，渗滤液年产量的计算式：L0TEW式中

33、L0填埋场渗滤液年产量，m3/a；T进入场内的总水量（降雨量+地表水流入量+地下水流入量），m3/a；E腾发损失总量（地表水的蒸发量+植物蒸腾量），m3/a；单位质量废物压实后产生的沥滤水量，m3/t；W废物量，t/a。第四十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2 2）含水率逐层月变化法）含水率逐层月变化法Q0.0001Aa.PERR+WGR式中 Q整个填埋场渗滤液月产生量，m3/月；Aa填埋场的面积，m2；PERR通过固体废物层的水渗透率，mm/月；WGR地下水的月入浸量，m3/月。2.2.经验公式法经验公式法1 1）年平均日降水量法）年平均日降水量法Q 10001CIA式中 Q渗滤

34、液平均日产生量，m3/d；I年平均日降雨量，mm/d；A填埋场面积，m2；第四十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月C渗出系数。表示埋填场内降雨量中成为渗滤液的分数，其值随填埋场覆盖土性质、坡度而变化。一般，其值为0.20.8，封顶的填埋场则以0.30.4居多。Ehrig对德国15个填埋场的观察结果，高压实填埋场（压实密度0.8/m3）的渗出系数为0.250.4；低压实填埋场（压实密度0.8/m3）的渗出系数0.150.25。第四十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2 2）n n 年概率降水量法年概率降水量法Q10In(WAs+A a)Kr(1-)As/D/N式中 Inn年概

35、率的年日平均降水量，mm/d；W流入填埋场场地的地表径流流入率；由填埋场流入的地表经流流出率，0.20.8；A场地周围汇水面积，104m2；Aa填埋场场地面积，104m2；1/N降水概率;D水从积水区中心到集水管的平均运移时间，d；K流出系数，K0.01（0.002I2+0.16I+21）。第四十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（五）渗滤液的处理方法（五）渗滤液的处理方法城市垃圾填埋渗滤液处理的基本方法有：1)渗滤液再循环；2）渗滤液蒸发；3）处理后处置；4）排往城市废水处理系统。1.1.渗滤液再循环处理渗滤液再循环处理该法是将渗滤液收集后再回灌到填埋场。作用过程：1）将填埋场初期

36、阶段渗滤液中存在的TDS、BOD、COD、氮和金属，通过填埋场内的生物作用和其它物理化学反应被稀释。2）渗滤液中的简单有机酸将转换为二氧化碳和CH4，CH4的产生，使渗滤液的pH上升，金属将发生沉淀被保留在填埋场。3）渗滤液循环有利于含CH4的填埋场气体的恢复利用。第四十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.渗滤液的蒸发处理渗滤液的蒸发处理是将渗滤液直接浇洒到地面而蒸发。3.3.排往城市污水处理厂处理排往城市污水处理厂处理在排往收集系统前，须进行预处理。否则渗滤液量太多，使城市污水厂出现污泥澎胀、铁沉淀等一系列问题。4.4.渗滤液现场处理渗滤液现场处理处理填埋场渗滤液的方法与普通

37、废水（污水）的处理方法相同，有：生物法；化学法；物理法和物理化学法。第四十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1)1)生物法：生物法：根据微生物的呼吸特性，生物处理可分为好氧处理和厌氧处理两大类。根据微生物的生长状态，废水生物处理可分为悬浮生长法（活性污泥法）和附着生长法（生物膜法）。（1）好氧生物处理A A、悬浮生长型（主要为活性污泥法）悬浮生长型（主要为活性污泥法）a.普通活性污泥法b.完全混合式表面曝气法c.吸附再生法等 B B、附着生长处理（生物膜法）附着生长处理（生物膜法）a.生物滤池b.生物转盘c.生物接触氧化法（在爆气池中放置填料作为载体）。如：生物液化床等第四十八张，P

38、PT共七十一页，创作于2022年6月（2）厌氧生物处理A、厌氧悬浮生长系统处理技术厌氧悬浮生长系统处理技术a.厌气活性污泥法（消化池，搅拌悬浮）b.升流式臭气污泥床（UASB）B、厌氧附着生长系统处理技术厌氧附着生长系统处理技术a.厌氧生物滤池b.厌氧澎胀床（澎胀率1020%）c.厌氧流化床d.厌氧生物转盘（转盘完全淹没水中）（3）自然生物处理法第四十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2 2）化学法）化学法A A、化学沉淀法；、化学沉淀法；B B、混凝法；、混凝法；C C、中和法；、中和法；D D、氧化还原法、氧化还原法3 3）物理法）物理法A A、格栅、筛网法；、格栅、筛网法；B

39、B、重力分离法；、重力分离法；C C、气浮法；、气浮法；D D、离心分离法；、离心分离法；E E、砂滤池法、砂滤池法4 4）物理化学法）物理化学法A A、萃取法；、萃取法；B B、吸附法；、吸附法；C C、离子交换法；、离子交换法；D D、电渗析法；、电渗析法；E E、反渗透法；、反渗透法；F F、超滤法、超滤法第五十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（六）渗滤液处理方法的选择（六）渗滤液处理方法的选择渗滤液处理方法的选择，取决于渗滤液的特性和填埋场当地的地理和自然条件。1.1.渗滤液特性：渗滤液特性：主要考虑的因素有：主要考虑的因素有：CODCOD、TDSTDS、SOSO4 4 2

40、2，是金属和非特殊有毒组分。，是金属和非特殊有毒组分。例如：1 1）若渗滤液的）若渗滤液的TDSTDS500 000500 000.L.L1 1，就不能用生物法处理；，就不能用生物法处理；2 2）若）若CODCOD很高，不利好氧处理，应选择厌氧处理。很高，不利好氧处理，应选择厌氧处理。3 3）若若渗渗滤滤液液中中硫硫的的浓浓度度很很高高，会会限限制制厌厌氧氧处处理理过过程程，因因为为生生物物降降解解含含硫硫渗渗滤滤液液会会产产生恶臭气体。生恶臭气体。4 4）重金属的毒理性质也是生物处理过程要考虑的问题。）重金属的毒理性质也是生物处理过程要考虑的问题。2.2.处理设施的大小处理设施的大小：取决于

41、填埋场的大小和填埋场的使用年限。取决于填埋场的大小和填埋场的使用年限。第五十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月四、填埋场气体的产生与控制四、填埋场气体的产生与控制（一）填埋场气体组成特征（一）填埋场气体组成特征1.1.主要气体组成主要气体组成有：NH3、CO2、CO、H2，H2S、CH4、N2、O22.2.微量气体组成微量气体组成主要是挥发性有机化合物（VCCs）第五十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（二）、填埋场气体的产生方式（二）、填埋场气体的产生方式1.1.主要气体的产生方式主要气体的产生方式填埋场主要气体的产生方式分5个阶段：1 1）第一阶段：初始调整阶段）第一阶

42、段：初始调整阶段主要是废物中可降解有机物组分，在被放置到填埋场后，很快被生物分解而产生的。主要是废物中可降解有机物组分，在被放置到填埋场后，很快被生物分解而产生的。2 2）第二阶段：过程转移阶段（好氧向臭氧阶段转化）第二阶段：过程转移阶段（好氧向臭氧阶段转化）此阶段的特点是氧气逐渐被消耗，厌氧条件开始形成并发展。此阶段的特点是氧气逐渐被消耗，厌氧条件开始形成并发展。3 3）第三阶段：酸性阶段（产酸阶段）第三阶段：酸性阶段（产酸阶段）pH 54 4）第四阶段：产甲烷阶段（产甲烷菌）第四阶段：产甲烷阶段（产甲烷菌）pH6.885 5）第五阶段：稳定化阶段（成熟阶段）第五阶段：稳定化阶段（成熟阶段）

43、第五十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.主要气体产生量的估算主要气体产生量的估算1 1）经验估算）经验估算典型的垃圾填埋场，每年的气体产生量约为0.06 m3.kg-1。若比较干旱，则产气量可降到0.030.045 m3.kg-1；若比较湿，产气量可上升到0.15 m3.kg-1。2 2）化学计量法）化学计量法若用CaHbOcNd 表示除塑料以外的所有有机组分，则可采用下式来计算气体产生量第五十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.3.化学需氧量法化学需氧量法LOW（1）CCODVCOD式中 LO产生量，m3，W废物质量；垃圾中的有机物含量（质量分数），%（干基）；

44、垃圾的含水率（质量分数），%；CCOD单位质量废物的COD，kg/kg；我国垃圾的CCOD1.2kg/kg。VCOD与单位COD相当的填埋场产生量，m3/kg。第五十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（三）填埋场气体的运动（三）填埋场气体的运动1.1.主要气体的运动主要气体的运动填埋场主要气体的运动与填埋场的构造及环境地质条件有关，其运动方向可分为：1）向上迁移扩散；2）向下迁移运动；3）地下横向迁移运动。1 1）埋场气体的向上迁移）埋场气体的向上迁移例如：填埋场中的CO2和CH4可通过对流和扩散释放到大气圈中。气体通过覆盖层的扩散，可用气体通过覆盖层的扩散，可用FickFick定律

45、描述：定律描述：第五十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月假设浓度梯度是线性的，总孔隙度为假设浓度梯度是线性的，总孔隙度为t t，覆盖层厚度为，覆盖层厚度为L L。则填埋场主要。则填埋场主要气体向上迁移的气体通量为：气体向上迁移的气体通量为：第五十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2 2）气体的向下迁移）气体的向下迁移A、CO2的密度是空气的1.5倍，是CH4的2.8倍，有向填埋场底部运动的趋势，最终在填埋场的底部聚集。B、CO2可通过扩散作用经衬里（层）向下运动，最后扩散进入并溶于地下水，与水反应生成碳酸H2CO3，使地下水的pH下降，进而增加地下水的硬度和矿化度。3 3）

46、气体的地下迁移）气体的地下迁移主要指横向迁移，主要气体的横向迁移会在离填埋场较远的地方释出气体，或通过树根造成的裂痕，人造或风化造成的洞穴、疏松层，人工线路造成的人工管道，地下公共管道造成的地表裂缝等途径释出，也有可能进入建筑物。例如：在未封衬的填埋场以外400m处，仍发现甲烷和二氧化碳浓度高达40%。第五十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.微量气体的运动微量气体的运动同样可据Fick定律得到第五十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（四）填埋场气体处理系统（四）填埋场气体处理系统采用燃烧系统燃烧，燃烧炉主要有两种形式：1）蜡炬式燃烧器2）封闭式地面燃烧器第六十张，P

47、PT共七十一页，创作于2022年6月（五）填埋场气体利用技术（五）填埋场气体利用技术1.1.填埋气体的能源回收系统填埋气体的能源回收系统将填埋气体转换成能源：（1 1）对于小装机容量）对于小装机容量：一般使用内燃发电机或气轮机；（2 2）对于大装机容量）对于大装机容量：常使用蒸汽涡轮机。2.2.气体净化和回收气体净化和回收CO2、CH4可以通过物理、化学吸附和膜分离法予以分离。3.3.就地使用就地使用采用管道回收填埋废气，从采集点输送到临近的使用地。注意：在输送前必须进行干燥或过滤，去除冷凝液和粉尘，得到浓度约3550%的洁净甲烷气体。第六十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月4.4.

48、发电发电采用内燃机或气轮机除去气体中的杂质。5.5.管道注气管道注气若无临近的使用者就采用管道输送。（五）山谷型填埋场简介（五）山谷型填埋场简介第六十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月小结小结一、地质处置一、地质处置（一）地质处置的基本原理和原则1.1.废物在处置过程的反应废物在处置过程的反应1 1）生物的生物的2 2）化学的化学的3 3）物理的物理的2.2.处置原则处置原则1 1）区别对待，分类处置，严格管制区别对待，分类处置，严格管制2 2）将危险物与生物圈隔离将危险物与生物圈隔离3 3）集中处置集中处置第六十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.3.多重屏障原理多重屏

49、障原理1 1）废物屏障系统）废物屏障系统2 2）密封屏障系统）密封屏障系统3 3）地质屏障系统）地质屏障系统要求：1）；2）；3）（二）地质处置的防护性能（二）地质处置的防护性能1.1.水的运移速度水的运移速度：K、q、v2.2.污染物迁移及滞留污染物迁移及滞留：v、CEC3.3.污染物在土壤中的降解污染物在土壤中的降解 C=C0exp(-kt)第六十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（三）处置的基本方法（三）处置的基本方法1.1.特点（特点（1212页）页）2.2.分类分类3.3.选址准则选址准则 1010条（条（1414到到1515页）页）4.4.法规要求法规要求5.5.场地设计

50、：场地设计：V V、A A 的确定的确定第六十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月二、土地填埋场的基本构造和类型二、土地填埋场的基本构造和类型(一一)自然衰减型填埋场自然衰减型填埋场1.1.构造构造2.2.渗滤液的衰减过程渗滤液的衰减过程（1）粘土层中的衰减（2）含水层中的衰减3.3.影响污染物自然衰减的因素影响污染物自然衰减的因素（1 1）介质层类型、厚度及水运移参数）介质层类型、厚度及水运移参数（2 2）渗滤液流速）渗滤液流速（3 3）渗滤液中的污染物）渗滤液中的污染物（4 4）含水层的渗透性及厚度）含水层的渗透性及厚度（二）全封闭型填埋场（二）全封闭型填埋场（三）半封闭型填埋场（