1、固废污染控制工程固废污染控制工程 教师：盛广宏教师：盛广宏 第7章固体废物的填埋处理技术 v填埋的概念与分类 v填埋场总体规划及场址选择 v填埋工艺 v防渗系统 v填埋气体的产生、处理与收集 v渗滤液的产生、处理与收集 安徽工业大学建筑工程学院 7.1 填埋的概念与分类 v卫生填埋处置技术的概念 v填埋场的分类 安徽工业大学建筑工程学院 7.1.1 卫生填埋处置技术的概念 v卫生填埋 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。在每天操作结束或每隔 一定时间用土覆盖。使整个过程对公共卫生安全及环境均 无危害的一种土地处
2、理垃圾方法。 安徽工业大学建筑工程学院 v判断填埋场是否为卫生填埋场的依据 是否落实了卫生填埋工艺，如推平、压实、覆盖等； 是否达到了国家标准规定的防渗要求 污水是否处理达标排放； 填埋气体是否得到有效的治理； 蚊蝇是否得到有效控制； 是否考虑终场回用 安徽工业大学建筑工程学院 填埋处理技术特点 v优点 如有适当的土地资源可以利用，一般以此法处理最为经 济； 与其他处理方法相比，其一次性投资较低； 卫生填埋是一种完全的、最终的处理方法； 可以接受各种类型的生活垃圾而不需要对其进行分类收 集； 有充分的适应性，能处理因人口和卫生设施增多而加大 产量的生活垃圾； 边缘土地可重新用作停车处、游乐场、
3、高尔夫球场、航 空站等 安徽工业大学建筑工程学院 v缺点： 渗沥液水质、水量波动较大，处理难度大； 渗沥液污染强度高，二次污染严重； 封场后维护监管期长、风险大、费用高、不利于场地及 时复用； 产气期滞后且历时较长，产气量小，资源化率低。 占用大量土地 安徽工业大学建筑工程学院 安徽工业大学建筑工程学院 垃圾填埋场图片 安徽工业大学建筑工程学院 v垃圾填埋场的功能 安徽工业大学建筑工程学院 防止垃圾渗防止垃圾渗 滤液对地表滤液对地表 水和地下水水和地下水 、土壤产生、土壤产生 污染污染 防止外界水防止外界水 进入填埋场进入填埋场 利用自然地形或利用自然地形或 人工修筑形成一人工修筑形成一 定的
4、空间，将一定的空间，将一 定年限内产生的定年限内产生的 垃圾贮留在内，垃圾贮留在内， 待空间充满后封待空间充满后封 闭，恢复这一地闭，恢复这一地 区的原貌区的原貌 对垃圾的稳对垃圾的稳 定化作用定化作用 对产生的渗对产生的渗 滤液和填埋滤液和填埋 气进行处理气进行处理 贮存贮存隔断隔断处理处理 7.1.2 填埋场的分类 v按地形分类 平地型填埋场 例：济南垃圾卫生填埋场 山谷型填埋场 例：深圳下坪垃圾卫生填埋场 滩涂型填埋场 例：上海老港垃圾填埋场 v按反应机制分类 好氧填埋场：在垃圾体内布设通风管道，用鼓风机向垃 圾体内送入空气，使其保持好氧状态，使好氧分解加速 ，垃圾稳定化速度较快，且垃圾
5、体的温度较高有利于杀 灭病菌，同时使渗滤液的产生量大大减少。 安徽工业大学建筑工程学院 准好氧填埋：集水井的末端敞开，利用自然通风，使空 气进入垃圾体，在集水管的四周形成好氧区域，而在远 离集水管的区域则仍为厌氧区域。这样可以利用好氧区 域垃圾降解速度快，而在厌氧区域可以截留部分重金属 。其处理效果与好氧填埋场相当，而费用与厌氧填埋场 差别不大，因而得到广泛的发展。 厌氧填埋场：在垃圾体内无需供氧，基本上处于厌氧状 态。由于没有供氧系统因而投资与运行费用低，但其垃 圾稳定化时间非常长 安徽工业大学建筑工程学院 7.2 填埋场总体规划及场址选择 v填埋场选址 v计划填埋量与填埋年限 v终场利用规
6、划 安徽工业大学建筑工程学院 7.2.1 填埋场选址 v垃圾卫生填埋场选址依据 城市总体规划和环境卫生专业规划的要求，并满足国家 标准生活垃圾填埋污染控制标准(GB6889-2008)、 城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJl7-2004)、 城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 (CJJ122-2001)中关于垃圾填埋场选址规定 v选址原则 环境保护原则 经济原则 法律及社会支持原则 工程学及安全生产原则 安徽工业大学建筑工程学院 v基本要求 场址选择服从总体规划 场址满足一定库容要求，通常要求其合理使用年限不能 少于10年，特殊情况下不少于8年 地形、地貌及地质条件 生活垃圾填埋场场址
7、的选择应避开下列区域：破坏性地震 及活动构造区；活动中的坍塌、滑坡和隆起地带；活动中 的断裂带；石灰岩溶洞发育带；废弃矿区的活动塌陷区； 活动沙丘区；海啸及涌浪影响区；湿地；尚未稳定的冲积 扇及冲沟地区；泥炭以及其他可能危及填埋场安全的区域 气象条件。应避开高寒区，不应设在龙卷风和台风经过 的区域，宜设在暴风雨发生率较低的地区等 安徽工业大学建筑工程学院 对地表水的保护 生活垃圾填埋场选址的标高应位于重现期不小于50 年一 遇的洪水位之上，并建设在长远规划中的水库等人工蓄水 设施的淹没区和保护区之外 填埋场不能建在专用水源蓄水层与地下水补给区、洪泛区 、淤泥区、距居民区或人畜供水点500m以内
8、的地区、填 埋区直接与河流和湖泊相距50m以内的地区。填埋场场址 离开河岸、湖泊、沼泽的距离宜大于1000m，与河流相距 至少600m。 位于夏季主导风下风向，距人畜居栖点500m以外 安徽工业大学建筑工程学院 7.2.2 计划填埋量与填埋年限 v场地的面积和容量 填埋库区的占地面积宜为总面积的7090%，不得小于 60% 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，目前覆盖用 土的体积占总库容的1025% 填埋后废物的压实密度为6001000kg/m3 场地的使用年限按
9、1020年 安徽工业大学建筑工程学院 计算 每年填埋的废物体积： C D WP V 365 式中：V为一年填埋的垃圾体积m3；W为垃圾产率kg/人d ，通常为0.81.2kg/人d；P为城市人口数；D为填埋后废 物压实密度kg/m3，一般为0.61.0t/m3，但要考虑垃圾降解 后密度的增加 每年所需土地面积 H V A 安徽工业大学建筑工程学院 7.2.3 终场利用规划 v 填埋场的终场规划是填埋最初设计的一部分，而不是填埋 完成后再去考虑。 填埋场终场后通常作绿地、休闲用地、高尔夫球场、园林等，亦可 用作建材预制件、无机物堆放场等。 通常场址的开发利用应具备下列基本条件： 场地下沉量逐渐变
10、小，直至停止； 场地具有一定的承载力； 无坡面下滑破坏的可能。 无可燃气体、恶臭产生或影响非常小； 没有对土壤和地下水的污染； 不会对建筑物基础造成不良影响； 适于植物生长 安徽工业大学建筑工程学院 7.3 填埋工艺 v填埋工艺的确定 v填埋作业 安徽工业大学建筑工程学院 7.3.1 填埋工艺的确定 v填埋工艺确定原则 分区作业减少垃圾裸露面，降低作业成本。并可 减少渗滤液的产生量 压实多填延长填埋场使用年限 控制源头落实环保措施，防止二次污染 超前规划采取合理的填埋方式，缩短稳定期 安徽工业大学建筑工程学院 v垃圾的填埋工艺 卸料采用填坑作业法卸料时，往往设置过渡平台和 卸料平台，而采用倾斜
11、面作业法时，则可直接卸料 推铺卸下的垃圾的推铺由推土机完成。层垃圾摊铺 厚度应根据填埋作业设备的压实性能、压实次数及垃圾 的可压缩性确定，厚度不宜超过60cm，且宜从作业单 元的边坡底部到顶部摊铺 压实垃圾压实密度应大于600kg/m3。推土机压实 时不少于0.6t/m3，专用压实机压实时不少于0.8t/m3 覆土一般分为日覆盖、中间覆盖和终场覆盖。 安徽工业大学建筑工程学院 v垃圾的填埋工艺 安徽工业大学建筑工程学院 7.3.2 填埋作业 v填埋作业 即填埋垃圾按单元从压实表面开始，向外向上堆放。某 一作业期（通常是一天）构成一个填埋单元（隔室） 由收集和运输车辆运来的垃圾按3060cm厚为
12、一层放置 ，然后压实 一个单元的垃圾高度宜为24m，最高不得超过6m 单元作业宽度按填埋作业设备的宽度及高峰期同时进行 作业的车辆数确定，最小宽度不宜小于6m 单元的坡度不宜大于1 3 安徽工业大学建筑工程学院 7.4防渗系统 v防渗方式 v防渗材料 v水平防渗系统 安徽工业大学建筑工程学院 v防渗系统的设计要满足生活垃圾卫生填埋场防渗 系统工程技术规范（CJJ113-2007）和生活垃 圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008)的要 求。 v场底防渗系统的功能 将垃圾渗滤液封闭于填埋场之中，使其进入渗滤液收集 系统，防止其渗透流出填埋场之外污染土壤和水体 控制填埋场气体的迁移，使填埋场
13、气体得到有控释放和 收集，防止其侧向或者向下迁移到填埋场之外 控制地下水防止其入填埋场导致渗滤液量的大量增加。 安徽工业大学建筑工程学院 7.4.1 防渗方式 v防渗方式 人工防渗：水平防渗和垂直防渗 水平防渗 指防渗层向水平方向铺设，包括场底及其周 边，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透而污染土壤和地下 水。 垂直防渗 指防渗层竖向布置，防止废物渗滤液横向渗 透迁移，污染周围土壤和地下水。 安徽工业大学建筑工程学院 7.4.2防渗材料 v防渗材料 天然无机防渗材料、无机与有机复合防渗材料和人工合 成防渗材料 要求防渗材料的渗透系数1.010-7cm/s（城市 生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17
14、-2004） v天然无机防渗材料 主要有粘土、亚粘土、膨润土等。 因为来源广泛、经济，过去被视为唯一的防渗材料，目前 仍在许多国家使用。 天然粘土类衬层及改性粘土类衬层的渗透系数不应大于 1.0107cm/s，且场底及四壁衬里厚度不应小于2m 安徽工业大学建筑工程学院 天然粘土防渗材料的技术要求 在最佳湿度条件下，当压实度达到9095%时，渗透性很 低的粘土可以作为填埋场的衬层材料。 满足下列条件的粘土适宜作为衬层材料 液限在2530%，塑限1015%； 小于0.074mm的颗粒占4050%； 粒径小于0.002mm的粘土含量在1825%。 人工改性防渗材料 主要是在当填埋场附近没有合适的粘土
15、资源或粘土的性能 达不到防渗要求时，将亚粘土、亚砂土等进行人工改性。 改性添加剂主要分为有机和无机两种，有机添加剂包括一 些有机单体（如甲基脲等）的聚合物；无机添加剂主要有 水泥、石灰、粉煤灰和膨润土等。 安徽工业大学建筑工程学院 v无机与有机复合防渗材料 主要是指聚合物水泥混凝土（PCC）防渗材料，沥青水 泥混凝土也属于该类材料。它是将聚合物掺入水泥混凝 土中提高其抗渗性能和抗碳化性能，其渗透系数可以低 于10-9cm/s。 v人工合成有机防渗材料 主要有塑料卷材、橡胶、沥青涂层等，常称为柔性膜。 常用的柔性膜有HDPE（高密度聚乙烯）、LDPE等（ 详见教材表8-2），应用最普遍的是HDP
16、E膜 柔性膜有极低的渗透系数，通常可达10-11cm/s 安徽工业大学建筑工程学院 技术指标 必须与渗滤液相容； 具有适合的强度和厚度，对于HDPE膜要求厚度不少于 1.5mm。 抗环境性能优良，如能够抵抗UV、臭氧、细菌等的侵蚀 具有适当的耐候性能；厚薄均匀，无破裂等； 具有足够的抗拉强度和抗穿刺强度； 土工聚合粘土材料(GCL) GCL是一种薄预制粘土铺盖，它是将膨润土夹在土工织物 中间或连接在土工膜上混合制成的，国内又称为钠基膨润 土垫 安徽工业大学建筑工程学院 土工布 一种非织造土工用织物，称为土工布或无纺布。根据粘合 方式分为：热粘合、化学粘合和机械粘合 作用：保护土工膜 安徽工业大
17、学建筑工程学院 7.4.3水平防渗系统 v水平防渗系统 按其结构可分为单层防渗结构和双层防渗结构 v单层防渗结构 从上到下依次为：渗滤液收集导排系统、防渗层（含防 渗材料及保护材料）、基础层、地下水收集导排系统。 单层防渗结构的设计结构 HDPE膜压实土壤复合防渗结构 HDPE膜GCL复合防渗结构 HDPE膜单层防渗结构 压实土壤单层防渗结构 安徽工业大学建筑工程学院 HDPE膜+压实土壤的复 合防渗结构 1）HDPE膜上应采用 非织造土工布作为保护 层，规格不小于 600g/m2； 2）HDPE膜的厚度不 小于1.5mm； 3）压实土壤渗透系数 不得大于110-9m/s， 厚度不得小于750
18、mm 。 安徽工业大学建筑工程学院 HDPE膜+GCL复合防渗结构 HDPE膜上应采用非织造土 工布作为保护层，规格不小 于600g/m2； HDPE膜的厚度不小于 1.5mm； GCL的渗透系数不得大于 1.510-11m/s，规格不得小 于4800g/ m2； GCL下应采用一定厚度的压 实土壤作为保护层，压实土 壤渗透系数不得大于110- 7m/s。 安徽工业大学建筑工程学院 HDPE膜单层防渗结构 HDPE膜上应采用非织 造土工布作为保护层， 规格不小于600g/m2； HDPE膜的厚度不小于 1.5mm； 压实土壤渗透系数不得 大于110-7m/s，厚度 不得小于750mm。 安徽工
19、业大学建筑工程学院 压实土壤单层防渗结构 1）压实土壤渗透系数 不得大于110-9m/s 2）厚度不得小于2m 安徽工业大学建筑工程学院 v双层防渗结构 从上到下为：渗滤液收集导排系统、主防渗层（含防渗材料 及保护材料）、渗漏检测层、次防渗层（含防渗材料及保护 材料）、基础层、地下水收集导排系统 技术要求 主防渗层和次防渗层均应采用HDPE膜作为防渗材料，HDPE膜厚度 不应小于1.5mm 2)主防渗层HDPE膜上和膜下应采用非织造土工布作为保护层，规格 不得小于600g/m2 3）次防渗层HDPE膜上宜采用非织造土工布作为保护层，HDPE膜 下应采用压实土壤作为保护层，压实土壤渗透系数不得大
20、于110- 7m/s，厚度不得小于750mm。 4）主防渗层和次防渗层之间的排水层宜采用复合土工排水网 安徽工业大学建筑工程学院 安徽工业大学建筑工程学院 7.4.4垂直防渗系统 v填埋场的垂直防渗系统 根据填埋场的工程、水文地质特征，利用填埋基础下方 存在的独立水文地质单元、不透水或弱透水层等，在填 埋场一边或周边设置垂直的防渗工程（如防渗墙、防渗 板、注浆帷幕等），将垃圾渗滤液封闭于填埋场中进行 有控的导出，防止渗滤液向周围渗透污染地下水和填埋 场气体无控释放，同时也有阻止周围地下水流入填埋场 的功能。 垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多 常见垂直防渗工程：土层改性法防渗墙、打入法防渗墙
21、 和工程开挖法防渗墙等 安徽工业大学建筑工程学院 7.4.5终场防渗系统 v终场防渗系统 是指当填埋场的填埋容量使用完、运行终止后，对整个 填埋场进行的最终覆盖，故又称终场覆盖系统。其主要 功能是：削减渗滤液的产生量，控制填埋场气体从填埋 场上部无序释放，避免废物的扩散，抑制病原菌的繁殖 以及提供一个可供景观美化和填埋土地再利用的表面等 v构成 五个部分：表土层、保护层、排水层、防渗层和调整层 其中：表土层、保护层、防渗层是基本组成 安徽工业大学建筑工程学院 安徽工业大学建筑工程学院 提供植物生长的场所，要求厚度提供植物生长的场所，要求厚度 30cm 防止上部植物根系以及挖洞动物防止上部植物根
22、系以及挖洞动物 对下层的破坏，保护防渗层和排对下层的破坏，保护防渗层和排 水层的稳定水层的稳定 排泄通过保护层的降雨下渗水等，排泄通过保护层的降雨下渗水等， 排水层设计的最小渗透系数为排水层设计的最小渗透系数为10- 3cm/s，坡度一般 ，坡度一般3% 阻止入渗水进入填埋废物中，防止阻止入渗水进入填埋废物中，防止 LFG逸出填埋场，要求渗透系数为逸出填埋场，要求渗透系数为 10-7cm/s，坡度一般，坡度一般2% 控制控制LFG，将其导入收集设施，将其导入收集设施， 同时起到支撑上述各层的作用同时起到支撑上述各层的作用 7.5渗滤液的产生、处理与收集 安徽工业大学建筑工程学院 v产生及特征
23、v渗滤液产量的估算 v收集系统 v渗滤液的处理 7.5.1产生及特征 v渗滤液 指垃圾在填埋和堆放过程中，由于垃圾中有机物质分解 产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水通 过淋溶作用形成的污水。 安徽工业大学建筑工程学院 v渗滤液的来源 降水入渗 外部地表水入渗 地下水入渗 垃圾自身的水分 有机物分解产生的水分 覆盖材料的水分 渗滤液产生量的控制方法 安徽工业大学建筑工程学院 合理选择填埋场场址 设置截洪沟，实现雨水 、污水分流 进行防渗处理，控制地 下水的渗入 填埋作业规范化，及时 进行覆盖，并控制填埋 作业面 v渗滤液的特征 有机污染物浓度高，特别是5年内的“年轻”填埋场的 渗滤液
24、。渗滤液中的有机物主要有三类：低分子量脂肪 酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物和中等分子量的黄 腐酸类物质。 BOD5：随着时间和微生物活动的增加，浸出液中的 BOD5也逐渐增加。一般填埋6个月至2.5年，达到最高峰 值，此时BOD5多以溶解性为主，随后BOD5开始下降， 到615年填埋场稳定化为止。 安徽工业大学建筑工程学院 COD：填埋初期COD略高于BOD5，随着时间的推移 ，BOD5急速下降，而COD下降缓慢，从而COD远高于 BOD5。 氨氮浓度较高：氨氮的平均浓度为700(mg/l)以上，占总 氮的85%90%。特别是中老年填埋场的氨氮含量非常 高，导致渗滤液非常难以处理。 磷含量偏
25、低：P含量非常低，尤其是溶解性的磷酸盐含 量更低，因此在生物处理时，必须添加与BOD5相当的 磷。 色度高：呈淡茶色或暗褐色，色度在20004000之间 ，有较浓的腐败臭味。 安徽工业大学建筑工程学院 pH值：填埋初期pH值为67，呈弱酸性，随着时间的 推移，可提高到78，呈弱碱性。 溶解总固体含量高：浸出液中溶解固体总量随填埋时间 推移而变化。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。 SS值较高：一般多在800mg/L以下。 重金属深度较高：生活垃圾单独填埋时，重金属含量较 低；
26、但与工业废物或污泥混埋时，重金属含量会增加， 可能超标。 安徽工业大学建筑工程学院 水质随填埋时间的变化较大：早期的渗滤液可生化性较 好，但在填埋时间达5年以后形成的渗滤液其 BOD5/COD值较低，可生化性差。 安徽工业大学建筑工程学院 7.5.2渗滤液产量的估算 v水量平衡法 填埋场水的收支平衡关系 进填埋场的水量出填埋场的水量 安徽工业大学建筑工程学院 HQQEEQQWPQ 432121 HEEWPQ 21 简化简化1： EPQ简化简化2： v经验公式法 只考虑降水的影响 安徽工业大学建筑工程学院 )( 1000 1 2211 ACACIQ Q日平均浸出液量，日平均浸出液量，m3/d;
27、I平均降雨量，平均降雨量，mm/d； C1，C2正在填埋区和已完成填埋区的渗出系数，一般为正在填埋区和已完成填埋区的渗出系数，一般为0.20.8。 A1，A2正在填埋区和已完成填埋区的集水面积，正在填埋区和已完成填埋区的集水面积，m2。 7.5.3收集系统 v主要功能 是将填埋场内产生的渗滤液迅速收集起来，并通过输水 管、调节池等输送至渗滤液处理系统进行处理。同时还 起到向垃圾填埋堆体供给空气加快垃圾体的稳定化。 保证使衬垫或场底以上渗滤液的水头不超过30cm v收集系统的组成 通常由导流层、收集沟、多孔收集管、集水池、提升管 、潜水泵和调节池等组成。 安徽工业大学建筑工程学院 导流（排水）层
28、 导流层的目的就是将全场的渗滤液顺利地导入收集沟内的 渗滤液收集管内。 导流层的厚度应不小于30cm，主要由粒径4060mm的卵 石组成，覆盖整个填埋场底衬里上，其水平渗透系数应大 于103cm/s 渗滤液在垂直方向上进入导流层的最小底面坡度不小于 2%。导流层与废物之间宜设土工织物等人工过滤层，以 免细粒物堵塞导流层。 安徽工业大学建筑工程学院 安徽工业大学建筑工程学院 导流（盲）沟与导流管 导流盲沟设置在导流层的最低标高处，并贯穿整个场底， 断面通常采用等腰梯形或菱形 铺设于场底中轴线上的为主沟，在主沟上依间距3050m 设置支沟，支沟与主沟的夹角宜采用15的倍数，通常采用 60 收集沟内
29、填充卵石或碎石，按粒径上大下小形成反滤，一 般上部采用4060mm卵石，下部采用2540mm卵石。 导流管按敷设位置分为干管（主沟内）和支管（支沟内） ，主管管径不应小于250mm，支管管径不小于200mm， 采用HDPE材质。导流管预先制孔，孔径1520mm，孔 距50100mm，开孔率一般为25%。 安徽工业大学建筑工程学院 安徽工业大学建筑工程学院 渗滤液收集管网布置 集水池及提升系统 平原型填埋场因渗滤液无法借助于重力从场内导出，需采 用集水池和提升系统。山谷型填埋场，可以利用自然地形 将渗滤液收集管直接穿过垃圾主坝的方式 集水池位于垃圾主坝前的最低洼处，以砾石堆填以支承上 覆废物等。
30、其容积视对应的填埋单元面积而定，一般采用 5m5m1.5m，池坡1:2。池内填充砾石的孔隙率为 3040%。 安徽工业大学建筑工程学院 调节池 调节池通常采用地下式或半地下式，其池底及池壁多用 HDPE膜进行防渗，池上采用预制混凝土板保护 调节池的容积计算（计算实例参：李颖编城市生活垃圾 卫生填埋场设计指南） 每月渗滤液产量 安徽工业大学建筑工程学院 )( 1000 1 2211 ACACIQ im 每月渗滤液剩余量每月渗滤液剩余量 tmr QQQ 调节的渗滤液体积Va 安徽工业大学建筑工程学院 , ra QV 7.5.4渗滤液的处理 v处理方案的确定 直接排入城市污水处理厂进行合并处理； 经
31、必要预处理后汇入城市污水处理厂合并处理； 渗滤液回灌处理； 在填埋场内建设污水处理站进行独立处理。 v常用处理技术 物理化学方法：活性炭吸附、化学沉淀、氧化、膜等 生物法：好氧法、厌氧法、曝气稳定塘 土地处理法：渗滤液回灌 组合工艺 安徽工业大学建筑工程学院 7.6填埋气体的产生、处理与收集 v填埋场气体的组成与性质 v垃圾填埋气体的产生过程 vLFG产生量的估算 vLFG收集系统 vLFG净化与利用 安徽工业大学建筑工程学院 7.6.1填埋场气体的组成与性质 v填埋气(LFG) 指在填埋垃圾中可生物降解有机物在微生物作用下的产 物。 填埋气的主要组成 NH3、CO2、CO、H2、H2S、CH
32、4、Cl2和O2等。 特征：温度4349C，相对密度1.021.06，高位热值 1563019537kJ/m3。 安徽工业大学建筑工程学院 填埋场气体的特性 安徽工业大学建筑工程学院 温室效应 产生令人讨厌的气味 产生毒害影响和健康问题 产生爆炸的可能性 对植物生长不利 有较高的利用价值 7.6.2垃圾填埋气体的产生过程 v第一阶段初始调整阶段（好氧分解阶段） 垃圾刚填埋即进入初始调整阶段，此阶段中垃圾中易降 解组分迅速与填埋时所夹带的氧气发生好氧生物降解反 应，生成CO2和H2O，同时释放热量，垃圾温度可升高 1015C。 本阶段渗滤液水量较少，O2明显下降，无CH4生成。 本阶段持续时间较
33、短 安徽工业大学建筑工程学院 v第二阶段过渡阶段 氧气耗尽，开始形成厌氧条件，进入兼性厌氧降解阶段 。复杂有机化合物如多糖、蛋白质等在微生物作用下水 解、发酵，由不溶性物质变为可溶性物质，并迅速生成 挥发性脂肪酸、CO2和少量H2。 特征 由于水解、发酵作用生成挥发性有机物，气体成分复杂 ，但仍以CO2为主，含少量N2、H2、VOCs，但基本没 有CH4； 渗滤液的pH值开始下降，COD升高，渗滤液含有较高浓 度的脂肪酸、钙、铁、重金属。 安徽工业大学建筑工程学院 v第三阶段酸化阶段（产酸阶段） 非甲烷菌(主要是兼性厌氧菌和专性厌氧菌)活动显著， 将第二阶段的有机物降解生成大量的有机酸（主要是
34、乙 酸）、CO2和少量H2。 特征 CO2占主要，到后阶段逐渐减少，同时会产生少量H2； 由于大量有机酸的累积，pH值下降显著，导致重金属溶 出增加，COD和BOD急剧升高； 渗滤液含有大量的可产气的有机物和营养物质。 安徽工业大学建筑工程学院 v第四阶段甲烷发酵阶段 厌氧阶段，甲烷菌成为优势种群，将产酸阶段的乙酸和 H2转化成CH4和CO2。 主要特征 CH4产生率稳定，浓度保持在5065%； 脂肪酸浓度下降，渗滤液的BOD、COD下降， BOD5/COD为0.10.01，可生化性差，属于后期的渗滤液 ，也称为“老化”的垃圾渗滤液 pH值开始升高，保持在6.58，重金属离子浓度开始下降 安徽
35、工业大学建筑工程学院 v第五阶段成熟阶段（填埋场稳定阶段） 当废物中大部分可降解有机物转化成CH4和CO2后，垃 圾中的易降解组分基本分解完全，LFG的释放速率显著 减少，填埋场处于稳定阶段或成熟阶段。 特征 几乎没有气体产生，开始复氧； 渗滤液及废物的性质稳定，渗滤液中常含有富里酸和腐殖 酸，很难用生化方法处理； 填埋场中微生物量极贫乏 安徽工业大学建筑工程学院 安徽工业大学建筑工程学院 7.6.3LFG产生量的估算 v动力学模型化学需氧量法 1gCOD有机物0.25gCH4 换算成体积：1gCOD有机物0.35LCH4 vIPCC的统计模型 安徽工业大学建筑工程学院 5 . 0 12 16
36、 4 rDOCHMSWVCH 仅适用于估算较大规模的产气量 式中：VCH4为垃圾填埋场的甲烷排放量，m3；MSW为城市固体废物量 ，t；H为城市垃圾填埋率；DOC为垃圾中可降解机碳的质量分数， IPCC的推荐值为：发展中国家为15%，发达国家为22%；r为垃圾中可降 解有机碳的分解率，IPCC推荐为77%。16/12为CH4和C之间的换算系数 ；0.5为甲烷中碳与总碳的比率。 v Marticorena经验模型 )exp( 1 0 n i dd i t t t MP mF 式中，MP0为新鲜垃圾的特定产甲烷潜能，m3/t；t为时间 ，a；td为垃圾生命持续时间，a；mi为第i层中废物的质量 ，
37、t；F为整个填埋场的甲烷产率，m3/a )exp( 0 dd t t t MP D 7.6.4LFG导排系统 v导排分类 被动式收集系统 利用填埋气体的压力进行收 集，适用于：填埋面积不 大，产气较小，填埋深度 浅的填埋场 主动式收集系统 利用抽真空的方式进行收集 水平收集系统 竖井收集系统 安徽工业大学建筑工程学院 主动收集系统 v竖井收集系统 垂直集气井 安徽工业大学建筑工程学院 v收集竖井管网布置收集竖井管网布置 一般采用正三角形布局一般采用正三角形布局 X=2Rcos30 常用井间距常用井间距4560m，如果，如果 覆盖层使用粘土，一般井覆盖层使用粘土，一般井 间距为间距为30m。 安
38、徽工业大学建筑工程学院 v主动式收集系统 水平收集系统 安徽工业大学建筑工程学院 填埋场水平抽气管填埋场水平抽气管(沟沟)示意图示意图 安徽工业大学建筑工程学院 7.6.5LFG净化与利用 安徽工业大学建筑工程学院 vLFG的利用 燃料 发电、产热 民用燃气 化工原料 合成 vLFG的净化 脱水 脱CO2 脱H2S 脱O2 脱N2 v阅读作业 生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（ CJJ113-2007） 生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008) 城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJl7-2004) 城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 (CJJ122-2001)中关于垃
39、圾填埋场选址规定 渗滤液的处理 LFG的净化与利用 v 市政施工视频 备考13年一二级建造师 市政 必备参考资料 http:/ 十一月主讲 首先讲一下我的整个讲解过程方式： 总体而言从现在开始复习就算是从零开始，时间上面来说还是够的， 市政一门课应该保证100小时以上的学习，如果现场经验不足，可能要 需要200小时甚至更多的时间。 之前说的三部曲呢，主要是 入门把书读厚阶段：理解全书，各类施工方式80分 详细分析：理解考点、用真题捕捉考点。记忆。背诵。读薄阶段。90 分 全书融会贯通，就是闭上眼睛。整书有个概念。 最后就是针对太极拳的题目,我们尽量去用无赖的技巧去多拿分. http:/ 十一月 收集整理 2013年5月 5日 http:/ 及时收藏
