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1、固体废物的处理方法综述 目录 绪论 固体废物的收集、贮存及清运 固体废物的预处理 固体废物的物化处理 固体废物的生物处理技术 固体废物的热化学处理 固体废物的填埋处理绪论固体废物的概念与特点1固体废物 的来源与分类2固体废物的危害3固体废物的概念与特点 固体废物的概念 固体废物(solid waste)指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失使用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。固体废物处理(treatment of solid waste):通过物理、化学、生物等不同方法,使固体
2、废物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的另一种形体结构。固体废物处置(disposal of solid waste):是指对已无回收价值或确属不能再利用的固体废物(包括危险废物和放射性废物),采取长期置于与生物圈隔离地带的技术措施,是解决固体废物的最终归宿的手段,故也称最终处置技术,如堆置、填埋、海洋投弃等。固体废物处理按其采用的方式可分为物理处理、化学处理和生物处理等。物理处理包括压实、破碎、分选、沉淀和过滤等;化学处理包括焚烧、焙烧热解及溶出等;生物处理包括好氧分解和厌氧分解等处理方式。固体废物处理按其处理目的的又可分为预处理、资源化处理和最终处置等。固体废物的分类 固体废物有
3、多种分类方法,可以根据其性质、状态和来源进行分类 按化学性质:有机废物和无机废物 按其危害状况:一般废物、危险废物 欧美等许多国家按来源将其分为工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物、农业固体废物和放射性固体废物等五类。工业固体废物主要指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。主要来源于冶金工业、能源工业、石油和化学工业、轻工业、机械电子工业、建筑业和其他行业。矿业固体废物指矿山开采、矿石加工分选等生产过程中产生的废物,主要包括废石和尾矿。尾矿的排放量占到工业固废的40%左右,其中仅煤矸石的 堆存量已达40亿吨。固体废物的危害 固体废物的危害侵占土地资源污染土壤污染水体污染大气污染水体 有害
4、成分随地面径流或随风飘迁落入水体、随渗滤液进入土壤使地下水污染污染大气 垃圾产生的臭气、粉煤灰漂浮在空中固体废物的收集、贮存固体废物收集方式1 固体废物分类贮存2垃圾分类贮存 分类贮存是根据各类城市垃圾的种类、性质、数量以及处理工艺等因素,由垃圾产生者或环卫部门将垃圾分为不同种类进行贮存管理。分类贮存的最大优点是有利于垃圾的资源化利用,可以在一定程度上减少城市垃圾的处理成本,还可以降低某些垃圾对环境存在的潜在危害。预处理技术固体废物预处理是指采用物理、化学或生物方法,将固体废物转变成便于运输、贮存、回收利用和处置的形态。预处理技术概念固体废物的预处理步骤:目的:使形状、大小结构和性质符合处理与
5、处置的要求常见的固定式压实器(1)水平式压实器(2)三向垂直压实器(3)回转式压实器(4)城市垃圾压实器(1)、水平式压实器靠做水平往复运动的压头将废物压到矩形或方形的钢制容器中。适用于压实城市垃圾。先将垃圾加入装料室,启动具有压面的水平压头,使垃圾致密化和定形化,然后将坯块推出。推出过程中,坯块表面的杂乱废物受破碎杆作用而被破碎,不致防碍坯块移出。水平压实器A有效顶阜开口长度;B装料室长度;C压头行程;D压头导轨长度;E装料室宽度;F有效顶部开口宽度;G出料口宽度;H压面高度;I装料室高度;J压头高度;K破碎杆高度;L出料口高度(2)、三向联合式压实器具有三个互相垂直的压头,依次施压。适合于
6、压实松散金属废物。它具有三个互相垂直的压头,金属等类废物被置于容器单元内,而后依次启动1、2、3三个压头,逐渐使固体废物的空间体积缩小,容重增大,最终达到一定的尺寸。压后尺寸一般在2001000mm之间。一般用作金属类废物压实器。(3)、回转式压实器具具有有两两个个压压头头和和一一个个旋旋动动式式压压头头。适适于于体体积积小小质质量量小小的的废废物物。废废物物装装入入容容器器单单元元后后,先先按按水水平平式式压压头头11的的方方向向压压缩缩,然然后后按按箭箭头头的的运运动动方方向向驱驱动动旋旋动动式式压压头头2,2,使废物致密化,最后使废物致密化,最后按水平压头按水平压头33的运的运动方向将废
7、物庄至动方向将废物庄至一定尺寸排出。一定尺寸排出。(4)(4)、城市垃圾压实器、城市垃圾压实器a、高层住宅垃圾滑道下的压实器(a)为压缩循环开始,从滑道中落下的垃圾进入料斗。(b)为压缩臂全部缩回处于起始状态,压缩室内充入垃圾。当压臂全部伸展,垃圾被压入容器中,如(c)图,当垃圾不断充人最后在容器中压实。可以将压实的垃圾装入袋内。b、城市垃圾压实器 城市垃圾压实器与金属类废物压实器构造相似。常采用的有三向联合式压实器及水平式压实器。为了防止垃圾中有机物腐败,要求在压实器的四周涂敷沥青。城市垃圾压缩处理工艺流程垃圾先装入四周垫有铁丝网的容器中,然后送入压缩机压缩,压力为160200kgf/cm2
8、(1 kgf9.8N),压缩为1/5。压块由上向推动活塞推出压缩腔,送入180200沥青浸渍池10秒涂浸沥青防漏,冷却后经运输皮带装入汽车运往垃圾填埋场。压缩污水经油水分离器入活性污泥处理系统,处理水灭菌后排放。破碎技术为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形减小,必须预先对固体废弃物进行破碎处理,经过破碎处理的废物,由于消除了大的空隙,不仅尺寸大小均匀,而且质地也均匀,在填埋过程中另令压实。固体废弃物的破碎方法很多,主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等此外还有专有的低温破碎和混式破碎等。应用最多也最有效的固废垃圾破碎机是剪切式破碎机,对于填埋垃圾和堆肥垃圾,则应用螺旋辊粉碎
9、机更为有效。通常用作运输、贮存、资源化和最终处置的预处理 破碎方法1、干式破碎(1)机械能破碎:利用破碎工具对固废施力而将其破碎的方法。破碎作用分为挤压、劈碎、剪切、磨剥、冲击破碎等。(2)非机械破碎:利用电能、热能等对固废进行破碎的新方法。如低温、热力、减压及超声波破碎等。2、湿式破碎 利用特制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程。3、半湿式破碎 破碎和分选同时进行。利用不同物质在一定均匀湿度下其强度、脆性(耐冲击性、耐压缩性、耐剪切力)不同而破碎成不同粒度。破碎流程破碎的基本工艺流程图 破碎的基本工艺流程图(a)(a)单纯破碎;单纯破碎;(b)(b)带预先
10、筛分破碎工艺;带预先筛分破碎工艺;(c)(c)带检查筛分 带检查筛分破碎工艺;破碎工艺;(d)(d)带预先筛分和检查筛分破碎工艺 带预先筛分和检查筛分破碎工艺 固体废物破碎设备处理固体废物的破碎机通常有颚式、锤式、剪切式、冲击式、辊式破碎机和粉磨机、球磨机。(一)颚式破碎机挤压形破碎机械,适于坚硬和中硬废物。挤压形破碎机械,适于坚硬和中硬废物。主要部件:固定鄂板、可动鄂板、连动于传动轴的偏心转动轮。主要部件:固定鄂板、可动鄂板、连动于传动轴的偏心转动轮。两块鄂板构成破碎腔。两块鄂板构成破碎腔。根据可动鄂板分:简单摆动、复杂摆动颚式破碎机。根据可动鄂板分:简单摆动、复杂摆动颚式破碎机。颚式破碎机
11、的特点及应用 特点:结构简单、坚固、维护方便、高度小、工作可靠等。应用:破碎强度及韧性高、腐蚀性强的废物(二)锤式破碎机主体破碎部件包括多排重锤和破碎板。锤头以铰链方式装在各圆盘之间的销轴上,可以在销轴上摆动。电动机带动主轴、圆盘、销轴及锤头(合成转子)高速旋转。(1)BJD型普通锤式破碎机(2)BJD型破碎金属切屑锤式破碎机(3)Hammer Mills型锤式破碎机(4)Novorotor型双转子锤式破碎机3、目前专用于破碎固体废物的锤式破碎机类型:锤式破碎机(三)冲击式破碎机 工作原理:利用冲击作用进行破碎。给入破碎机空间的物料块,被绕中心轴高速旋转的转子猛烈冲击后,受到第一次破碎,然后从
12、转子获得能量高速飞向机壁,受到第二次破碎。在冲击过程中弹回的物料再次被转子击碎,难于破碎的物料被转子和固定板挟持而剪断。破碎产品由下部排出。特点和应用:特点:破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点。应用:中等硬度、软质、脆性、韧性以及纤维状等多种固体废物。冲击式破碎机 冲击式破碎机(四)剪切式破碎机 原理:通过固定刀和可动刀之间的啮合作用,将固体废物切开或割裂成适宜的形状和尺寸,特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。辊式破碎机(六)粉磨机粉磨一般有三个目的:对废物进行最后一段粉碎,使其中各种成分单体分离,为下一步分选创造条件;对多种废物原料进行粉磨,同时起到把它们混
13、合均匀的作用;制造废物粉末,增加物料比表面积,加速物料化学反应的速度。粉磨广泛应用于煤矸石生产水泥、制砖、矸石棉、提取化工原料等;电石渣和钢渣生产水泥、制砖、提取化工原料;铁硫矿烧渣炼铁制造球团、回收金属、制造铁粉和化工原料等作业。常用的粉磨机主要有球磨机和自磨机。(五)辊式破碎机1、又称对辊破碎机,主要靠剪切和挤压作用破碎废物。2、类型:(1)光辊破碎机:挤压与研磨作用,较硬物。(2)齿辊破碎机:单齿辊和双齿辊,劈裂作用,干脆性和黏性较大废物。3、特点:结构简单、紧凑、轻便、工作可靠、价格低廉、能耗低、产品过度粉碎程度小等优点,广泛用于处理脆性物料和含泥粘性物料,作为中、细碎之用。1、球磨机
14、 构造和工作原理:构造:主要由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体内装有直径为25150mm的钢球。筒体内壁敷设有衬板。工作原理:磨擦力、离心力和重力;冲击和研磨作用。当筒体回转时,在摩擦力、离心力和突起于筒壁的衬板共同作用下,介质自由泻落和抛落,从而对筒内底脚区内的物料产生冲击、研磨和碾碎,当物料粒径达到粉磨要求后排出。球磨机结构示意图1、筒体;2、端盖;3、轴承;4、大齿轮 自磨机亦称无介质磨机,分为干磨和湿磨两种。干式自 自磨机亦称无介质磨机,分为干磨和湿磨两种。干式自磨机的给料块度一般为 磨机的给料块度一般为300 300 400mm 400mm,一次磨细到,一
15、次磨细到0.1mm 0.1mm以 以下,粉碎比可达 下,粉碎比可达3000 3000 4000 4000,比球磨机等有介质磨机大,比球磨机等有介质磨机大数十倍。干式自磨机工作原理如下图所示。该机由给料 数十倍。干式自磨机工作原理如下图所示。该机由给料斗、短 斗、短筒体、传动部分和排料斗等组成。2、自磨机固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段,通过分选将有用的充分选出来加以利用,将有害的充分分离出来;另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离,分选的基本原理是利用物料的某些性方面的差异,将其分离开。例如,利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离;利用粒径尺寸差别进行分离;利用比重差别进行分
16、离等。根据不同性质,可设计制造各种机械对固体废弃物进行分选,分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段,通过分选可提高回收物资的纯度和价值,有利于后续加工处理。分选技术固体废物的脱水凡含水率超过90%的固体废物,必须先脱水减容,以便于包装、运输与资源化利用。常用的方法:一、浓缩脱水:主要脱出间隙水二、机械过滤脱水:主要脱出毛细结合水和表面吸附水。三、泥浆自然干化脱水:利用自然蒸发和底部滤料、土壤进行过滤脱水。固体废物的物化处理 物理处理:物理处理是通过浓缩或相变化改变固体废物的结构,使之成为便于运输、贮存、利用和处置的
17、形态。物理处理方法包括压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取等。物理处理也往往作为回收固体废物中有用物质的重要手段加以采用。浮选一、浮选原理 1、定义 浮选是在固体废物与水调制的料浆中,加入浮选药剂,并通入空气形成无数细小气泡,使欲选物质颗粒粘附在气泡上,随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层,然后刮出回收;不浮的颗粒仍留在料浆内,适当处理后废弃。2、表面润湿性在浮选过程中,物质表面的湿润性影响固废各组分对气泡粘附的选择性。亲水性(hydrophilicity):如果颗粒易被水润湿,则称该颗粒为亲水性的。疏水性(hydrophobicity):如颗粒不易被水润湿,则是疏水性的。固体废物中有些物质表面的疏水
18、性较强,容易粘附在气泡上,而另一些物质表面亲水不易粘附在气泡上。亲、疏水性影响固废物质的可浮性。物质表面的亲水、疏水性能,可以通过浮选药剂的作用而加强。二、浮选药剂 颗粒是否与气泡粘附及粘附的牢固程度,与污染物的疏水性强弱有关。有时污染物的疏水性较弱,用浮选法处理时效率很低。为了增加废水中悬浮颗粒的疏水性,以提高浮选效果,需向废水中投加化学药剂,这些化学药剂称为浮选剂(flotation reagent)。浮选剂根据其作用的不同可分为捕收剂、起泡剂和调整剂。(一)捕收剂(collector)捕收剂能够选择性地吸附在欲选的物质颗粒表面,使其疏水性增强,提高可浮性,并牢固地粘附在气泡上而上浮。良好
19、的捕收剂应具备:捕收作用强,具有足够的活性;有较高的选择性,最好只对一种物质颗粒具有捕收作用;易溶于水、无毒、无臭、成分稳定、不易变质:价廉易得。(二)起泡剂(frother)起泡剂是一种表面活性物质,主要作用在水气界面上,使其界面张力降低,促使空气在料浆中弥散,形成小气泡,防止气泡兼并,增大分选界面,提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性,以保证气泡上浮形成泡沫层。常用的起泡剂有松油、松醇油、脂肪醇等。(三)调整剂 按其作用不同可分为活化剂、抑制剂、介质的调整剂、分散与混凝剂四种类型。活化剂(activator):能促进捕收剂与欲选物质的作用,从而提高欲选物质颗粒可浮性。常用的活化剂多为无
20、机盐,如硫化钠、硫酸铜等。抑制剂(depressor):削弱非选物质颗粒与捕收剂之间的作用,增大其与欲选物质颗粒之间的可浮性差异,提高分选过程的选择性。常用的抑制剂有各种无机盐(如水玻璃)和有机物(如淀粉等)。介质调整剂(regulator):调整浆料的性质,改变浮选的介质环境。例如用它调整料浆的离子组成,改变料浆的pH,调整可溶性盐的浓度等。常用的介质调整剂是酸类和碱类。浮选法处理量大,效率较高,是固体废物资源化的一种重要技术。我国已应用于从粉煤灰 中回收炭,从煤矸石中回收黄铁矿,从焚烧炉灰渣中回收金属等。浮选法的主要缺点是:固体废物浮选前需要破碎到一定的细度。浮选时要消耗一定数量的浮选药剂
21、且易造成环境污染或增加相配套的净化设施。另外,还需要一些辅助工序如浓缩、过滤、脱水、干燥等。因此,在生产实践中应根据固体废物的性质,经综合比较后,确定分选方法。三、浮选的应用危险固体废物的固化 一、概述1.目的:是使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来,减小废物的毒性和可迁移性,同时改善被处理对象的工程性质,以便运输、利用和处置。2.途径:将污染物通过化学转变,引入到某种稳定固体物质的晶格中去;通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。4.方法水泥固化;石灰固化;塑性材料固化;有机聚合物固化;自胶结固化无机废物,尤其是一些含阳离子的废物。熔融固化(玻璃固化)和陶瓷固化。(一)水泥
22、固化:1.水泥固化基材(无机胶结材料)水化加入添加剂坚硬水泥石块 水泥固化基材:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、矾土水泥、沸石水泥 石灰饱和度等指标 添加剂:无机添加剂有蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、无机速凝刘和骨料等。有机添加剂有硬脂肪酸丁酯、柠檬酸等。(二)石灰固化 材料:基材:石灰添加剂:粉煤灰、水泥窑灰 适用:专用于含硫酸盐或亚硫酸盐类泥渣 特点:便宜、简单、无尾气问题;易于被侵蚀涂覆;不如水泥固化产物坚固不单独使用(三)塑性材料固化法 热固性材料、热塑性有机性固化/固定化处理技术。热固性塑料:在加热时会从液体变成固体并硬化的材料,以后再加热不会重新液
23、化或软化。适合:低水平有机放射性废物;非蒸发性的、液体状态的有机危险废物。由于操作中有机物的挥发,容易引起燃烧起火,所以通常不能在现场大规模应用。可以认为该法只能处理小量、高危害性废物,如剧毒废物、医院或研究单位产生的小量放射性废物特点:操作过程复杂,热固性材料自身价格高昂(四)熔融固化玻璃化 该技术是将待处理的危险废物与细小的玻璃质,如玻璃屑、玻璃粉混合,经混合造粒成型后,在10001100 高温熔融下形或玻璃固化体,借助玻璃体的致密结晶结构,确保固化体的永久稳定。缺点:能耗大 优点:可得到高质量建材(注意强度、耐腐蚀性和外观等)(五)自胶结固化技术 自胶结固化是利用废物自身的胶结特性来达到
24、固化目的的方法。该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物,如磷石膏、烟道气脱硫废渣等。在废物中的二水合石膏的含量最好高于80。优点是工艺简单,不需要加入大量添加剂,已经大规模应用 缺点:应用面窄,操作要求熟练、有一定能量设备消耗固体废物的生物处理技术生物处理基本概念堆肥化沼气化其他生物转换技术等生物处理基本概念(一)固体废物生物转换及其重要意义 生态系统中分解者有机物的分解和矿化 人类通过各种手段,借助于微生物的生物能,对固体废物进行生物处理,实现固体废物(主要是有机固体废物)的稳定化、无害化与资源化的技术就统称为固体废物的生物转换技术。这种生物转换技术应用的重要意义在于:对城市固体废
25、物进行处理消纳,实现稳定化、无害化,可以避免对环境造成的恶劣影响;可促进上述自然界物质循环与人类社会化物质循环的统一,可以把固体废物中的适用组分尽快地重新纳入自然循环(例如生产堆肥用以施肥、改造土壤,可回归农田生态系统中去);可以将大量有机固体废物通过各种工艺转换成有用的物质和能源(例如产生沼气,生产葡萄糖、微生物蛋白质等)。堆肥化堆肥化定义、堆肥作用与用途 1堆肥化定义 依靠自然界广泛分布的细菌、放线茵、真菌等微生物,人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程叫做堆肥化。堆肥化的产物称作堆肥。2堆肥作用 堆肥化是可降解的有机废物人为地发酵成为腐殖质的过程,也可以说堆肥即
26、人工腐殖质。但其中常常残留一部分可降解的有机物。使用堆肥后,能够增加土壤中稳定的腐殖质,形成土壤的团粒结构作用。3堆肥用途 堆肥的用途很广,既可以用作农田、绿地、果园、菜园、苗圃、畜牧场、庭院绿化、风景区绿化、农业等的种植肥料,也可以作蘑菇盖面、过滤材料、隔音板及制作纤维板等。堆肥化的原理固体废物堆肥分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化。前者是在通风条件下,有游离氧存在时进行的分解发酵过程,由于堆肥堆温高,一般在5565 有时高达80,故亦称高温堆肥化。后者是利用厌氧微生物发酵造肥。堆肥化过程好氧堆肥化从废物堆积到腐熟的微生物生化过程比较复杂,但大致可分为以下三个阶段。(1)中温阶段(亦称产热阶段)嗜温
27、性微生物可溶性有机物热能温度不断上升。微生物:以中温、需氧型为主,通常是一些无芽胞细菌。细菌水溶性单糖类 放线菌和真菌纤维素和半纤维素(2)高温阶段 45 以上:高温阶段 嗜温性微生物受到抑制甚至死亡,嗜热性微生物逐渐代替了嗜温性微生物的活动 复杂有机化合物如半纤维素、纤维素和蛋白质等开始被强烈分解。50 左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌;60 时,真菌几乎完全停止活动,仅有嗜热性放线茵与细菌在活动;70 以上微生物大量死亡或进入休眠状态。(3)腐熟阶段 在内源呼吸后期,只剩下部分较难分解及难分解的有机物和新形成的腐殖质,此时微生物活性下降,发热量减少,温度下降。嗜温微生物又占优势,对残
28、余较难分解的有机物作进一步分解,腐殖质不断增多且稳定化,此时堆肥即进人腐熟阶段。降温后,需氧量大大减少含水量也降低,堆肥物孔隙增大,氧扩散能力增强,此时只须自然通风。好氧堆肥化的基本工艺和分类 一、好氧堆肥化方式分类分类与发展趋势:厌氧堆肥化好氧堆肥化 露天堆积(敞开式)封闭式 无发酵装置有发酵装置 人工土法机械化 慢速半快速快速 静态发酵动态发酵 其中还有各种过渡形式好氧堆肥化工艺过程 前(预)处理 主发酵(一次发酵、一级发酵或初级发酵)后发酵(二次发酵、二级发酵或次级发酵)后处理 脱臭 贮存影响堆肥化的几种因素 通风供氧量 含水率 温度 其他:有机质含量;C/N;C/P;pH等固体废物的热
29、化学处理 通过对固体废物进行高温分解和深度氧化,改变其物理、化学、生物特性或组成的处理方法。热化学处理技术包括:焚烧 热解 湿式氧化 熔融焚烧技术 利用高温燃烧、热分解的方法,经氧化使固体废物变成体积较小、毒性较小的物质的过程。应用对象:含有有机物成份的固体废物焚烧技术同时实现减量化,无害化和资源化的目的。主要焚烧设备:a 多段焚烧炉b 回转窑焚烧炉c 流化床焚烧炉a 多段焚烧炉b 回转窑焚烧炉c 流化床焚烧炉热解技术 是指在缺氧条件下,使可燃性固体废物在高温下分解,最终成为可燃气、油、固形炭的形式的过程。原理:利用了多数有机物的热不稳定性的特征。当这些有机物在高温(5001000)缺氧条件下
30、时会发生裂解,转化为分子量较小的组分。热解与焚烧的区别焚烧 热解热效应 放热、氧化 吸热、还原反应产物 CO2、H2O 可燃的低分子化合物释能方式及应用产生的热能只能就近利用(发电、加热水或产生蒸汽)产生燃料油气,可贮存和远距离输送固体废物的填埋处理 填埋处置就是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适的场所,把固体废物用土层覆盖起来的技术。卫生填埋和安全填埋。一、卫生土地填埋(一)概述 用于一般城市垃圾与无害化的工业废渣,是基于环境卫生角度而填埋,其操作与结构形式称为卫生填埋。卫生填埋是将被处置的固体废物如城市垃圾、炉渣、建筑垃圾等进行土地填埋,以减少对公众健康及环境卫生的影响。分类:(1
31、)厌氧填埋:国内采用最多的形式,结构简单、操作方便、施工费用低、还可回收甲烷气体等。(2)好氧填埋:类似高温堆肥,能够减少渗出液及地下水污染;分解速度快,能有效地实现无害化。但是,处置工程结构复杂,施工难度大,成本很高,较难推广使用。(3)准好氧填埋:介于厌氧和好氧之间,更类似于好氧,也不宜推广应用。3、必须考虑的问题:防止浸出液的渗漏、降解气体的释出控制、臭味和病原菌的消除、场地的开发和利用。1、确定填埋场的面积 根据垃圾的来源、种类、性质和数量确定场地的规模,要有足够的面积,满足1020年的服务区垃圾的填埋。2、运输距离 其长短对今后处置系统的整体运行有着决定性的意义,既不能太远又不能对环
32、境造成影响。同时要交通便利。3、土质与地形条件 底层土壤要求有较好的抗渗能力,防止渗出液污染地下水。场区有覆盖的粘土,以降低运输费用、增加填埋容量。土质应且易于压实,防渗能力强。地形:要有较强的泄水能力便于施工操作及各项管理。天然泄水漏斗及溶沟、溶槽等洼地不宜选作填埋场。填埋场地的选择 4、气象条件 一般应选择蒸发量大于降水量的环境,要避开高寒山区选址。选择背风的地点作填埋场,尽量让风朝着填埋作业的方向吹。5、地质、水文地质条件 应全面掌握填埋区的地质、水文地质条件,避免或减少浸出液对该地区地下水源的污染。一般要求地下水位尽量低,距底层填埋物至少有15m。6、环境条件 填埋场要尽量避开居民区,
33、要适当远离城市,并尽量选建在城市的下风向。7、场地的最后利用 填埋场封场以后,要求有相当面积的土地能作他用,填埋方法 1、沟槽法 把废物铺撒在预先挖掘的沟槽内,然后压实,把挖出的土作为覆盖材料铺撒在废物之上并压实,即构成基础的填筑单元结构。适宜于地下水位较低,且有充分厚度的覆盖材料可取。沟槽大小需根据场地大小、日填埋量及水文地质条件决定,通常长度为30120m,深12m,宽4.57.5m。优点:覆盖材料就地可取,每天剩余的挖掘材料,可作为最终表面覆盖材料。2、地面法 把废物直接铺撒在天然的土地表面上,按设计厚度分层压实并用薄层粘土覆盖,然后再整体压实。可在坡度平缓的土地上采用,适用于处置大量的
34、固体废物。但开始要建造一个人工土坝,倚着土坝将废物铺成薄层,然后压实。最好选择峡谷、山沟、盆地、采石场或各种人工或天然的低洼区作填埋场,但要保证不渗漏。优点:不需开挖沟壑或基坑,但要另寻覆盖材料。3、斜坡法 它是把废物直接铺撒在斜坡上,压实后用工作面前直接得到的土壤加以覆盖,然后再压实。主要是利用山坡地带的地形,实际是沟槽法和地面法的结合。特点是占地少,填埋量大,挖掘量小。填埋操作 1、制定土地填埋操作计划 2、选择设备:常用的填埋设备有履带式和轮胎式推土机、产运机、压实机。3、操作:把垃圾从卡车上直接卸到工作面上,沿自然坡面铺撒压实。厚度以每层2m为宜。每天操作后以大于15cm厚的土壤覆盖,
35、防垃圾飞扬和火灾。4、作业方式:对于平坦地区,垂直填埋和水平填埋;对于地处斜坡和峡谷地区可从上往下或从下往上进行。一般采用从上到下的顺流填埋方法。5、优点:工艺简单,操作方便,处置量大,费用较低。二、安全土地填埋 概述 安全填埋主要是处理有毒有害固体废物的处置,从填埋场结构上更强调了对地下水的保护、渗出液的处理和填埋场的安全监测。1、安全填埋的要求:(1)必须设置人造或天然衬里,下层土壤或同衬里相结合处渗透率小于10-8cm/s;(2)最下层的土地填埋场要位于地下水位之上;(3)要采取适当的措施控制和引出地表水;(4)要配备浸出液收集、处理及监测系统;(5)如果需要,还要采用覆盖材料或衬里以防
36、止气体释出;(6)要记录所处置废物的来源、性质及数量,把不相容的废物分开处置。2、安全填埋处置的废物(1)对于易燃性废物、反应性废物、挥发性废物和大多数液体、半固体和污泥,一般不采用;(2)也不应处置互不相容的废物,以免混合后发生爆炸,产生或释出有毒、有害气体或烟雾。(3)最好是经固化处理的废物。3、安全土地填埋场地设计原则(3)系统要满足全天候操作要求;(4)处置场地所在地区的地质结构合理,环境适宜,可以长期使用;(5)处置系统符合现行法律和制度上的规定,满足有害废物土地填埋处置标准。(1)处置场的容量应足够大,至少能容纳一个工厂(或地区)产生的全部废物,并应考虑到将来场地的发展和利用;(2
37、)要有适应工厂生产和工艺变化所造成的废物性质及数量变化而可能影响填埋操作的相应措施。4、安全土地填埋场的基本构成 功能:接收、处理和处置有害废物。组成:填埋场、辅助设施和未利用的空地。场地的设计和规划应注意的主要问题:废物处置前的预处理;浸出液的收集和处理;地下水保护;场地及其周围地表径流水的控制管理等。5、安全土地填埋场地设计规划和管理程序 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。填埋场的结构 1、人造托盘式 特点:场地位于平原地区,表层土壤较厚,具有天壤粘土衬里或人造有机合成衬里,衬里垂直地嵌入天然存在的不透水的地层,形
38、成托盘形的壳体结构,从而防止了废物同地下水接触。2、天然洼地式 利用天然的洼地来构筑安全填埋场称之为洼地式 特点:利用天然峡谷构成盆状的三个自然边。3、斜坡式 特点:依山建场,山坡为容器结构的一个边。减少了工作量,且方便废物倾倒。填埋场地面积的确定 实际占地面积的计算方法同卫生土地填埋。要考虑场地周围土地的使用,注意保留适当的缓冲区,以便确定场地边界。确定边界的原则:1.边界距饮水井的距离必须大于150m;2.场地同边界至少保留15m;3.除边界缓冲区外,还要保留510%的辅助操作面积;4.确定所需面积的同时,还要考虑废物现场暂存的容量。(四)填埋操作 操作计划、设备的选择及填埋操作的程序和卫
39、生土地填埋操作大体相同。操作应严格按照操作计划实施,以防污染环境。对有毒有害废物必须进行稳定化预处理,用桶装好的有害废物,要有规律地放置,桶口朝上,桶的四周要填满足够的吸附剂,以吸收容器可能渗漏出来的有害物质。地下水保护系统1、衬里材料的选择选择衬里材料时,必须预先进行与废物相容性试验、渗透性试验、抗压强度试验及密度试验等。(1)天然衬里的选择标准(2)人工合成有机衬里的选择标准2、衬里系统的设计设计原则:具有浸出液收集系统的双衬里结构场地监测1、浸出液监测包括浸出液位、性质及处理后排放的监测。2、地下水监测:对衬里的安全性做出判断。充气区监测:及时发现有害污染物质的浸出。饱和区监测:了解填埋场运营前后地下水水质的变化情况3、地表水监测:监控浸出液对水体的污染情况。4、气体监测:了解填埋废物释放出气体的特点和填埋场附近的大气质量。5、监测项目及次数监测分析项目:关键性因素分析;全分析 监测次数:关键性因素分析每三个月取样一次;全分析每六个月至一年一次;填埋前及填埋操作期间,本底井每一个月全分析一次,封场后本底井一年全分析一次;饱和区关键性因素分析取样次数根据地下水的流速来确定;饱和区全分析一年一次。
限制150内