1、第八章第八章 固体废物土地处理与处置固体废物土地处理与处置 简易填埋卫生填埋场图图8-1 重庆长生桥垃圾填埋场重庆长生桥垃圾填埋场图图8-2 广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场(施工中施工中)卫生填埋场卫生填埋场图图8-3 深圳下坪深圳下坪垃圾填埋场垃圾填埋场二、填埋处置的基本要素二、填埋处置的基本要素主要包括填埋场、辅助设施主要包括填埋场、辅助设施1、填埋场、填埋场贮存设施贮存设施渗滤液导排设施渗滤液导排设施雨水导排设施雨水导排设施防渗系统设施防渗系统设施生活垃圾生活垃圾渗滤液收集层渗滤液收集层土工膜土工膜保护层保护层地下水收集层地下水收集层地基地基集排气设施集排气设施
2、2、辅助设施、辅助设施进出道路进出道路摊平压实机械摊平压实机械渗滤液储存设施渗滤液储存设施渗滤液处理设施渗滤液处理设施填埋气体处理设施填埋气体处理设施第二节第二节 卫生填埋处置卫生填埋处置 一、卫生填埋场的选址一、卫生填埋场的选址1、选址依据、选址依据选址要符合城市总体规划、环境卫生专业规划、环境规划选址要符合城市总体规划、环境卫生专业规划、环境规划选址要满足以下标准选址要满足以下标准生活垃圾填埋污染物控制标准生活垃圾填埋污染物控制标准生活垃圾卫生填埋技术规范生活垃圾卫生填埋技术规范城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准2、选址遵循的原则、选址遵循的原
3、则 以合理的技术经济方案，尽量少的投资，达到最理想以合理的技术经济方案，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。的经济效益，实现保护环境的目的。 场地位置的选择：应在城市工农业发展规划区、风景场地位置的选择：应在城市工农业发展规划区、风景规划区、自然保护区、供水水源保护区和供水远景规规划区、自然保护区、供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利的交通条件。划区之外；应具备较有利的交通条件。 场地地形地貌：其地形坡度起伏变化小；应有利于填场地地形地貌：其地形坡度起伏变化小；应有利于填埋场施工和其他配套建筑设施的布置；填埋库容足够埋场施工和其他配套建筑设施的布置；填埋库容足够
4、大，满足使用年限要求；应将场地施工土石方量减至大，满足使用年限要求；应将场地施工土石方量减至最小。最小。2、选址遵循的原则、选址遵循的原则 对地表水域的保护：场址区须在百年一遇的地表水域对地表水域的保护：场址区须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。对场地水文地质的要求：场地基础应位于地下水最高对场地水文地质的要求：场地基础应位于地下水最高水位标高水位标高1m以上及地下水主要补给区范围之外；场地以上及地下水主要补给区范围之外；场地应位于地下水强迳流带之外；应位于地下水强迳流带之外；2、选址遵循的原则、选址遵循的原则 对居民区的影响：场址
5、至少应位于居民区对居民区的影响：场址至少应位于居民区500m以外，以外，运输或作业期间的有害废物或恶臭噪声等不应影响居运输或作业期间的有害废物或恶臭噪声等不应影响居民区，并应在建场前做好环评。民区，并应在建场前做好环评。对场地地质条件的要求：场址应选在透水性弱的松散对场地地质条件的要求：场址应选在透水性弱的松散岩层或坚硬岩层的基础上，其岩层或坚硬岩层的基础上，其K10-7cm/s或致密火或致密火成岩为宜），并具有一定厚度。应避开强透水的地带成岩为宜），并具有一定厚度。应避开强透水的地带（断裂带、褶皱带、岩溶发育带废弃矿区及坍陷区）（断裂带、褶皱带、岩溶发育带废弃矿区及坍陷区）或河谷区等。或河谷
6、区等。2、选址遵循的原则、选址遵循的原则 对填埋场防渗层和导流层材料的要求：应尽量就地取对填埋场防渗层和导流层材料的要求：应尽量就地取材，并应有充足的可采量和较好的质量来保证填埋场材，并应有充足的可采量和较好的质量来保证填埋场的施工要求。的施工要求。 对场地使用面积的要求：场址应选择具充足的可使用对场地使用面积的要求：场址应选择具充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要。的需要。二、渗滤液的收集与处理二、渗滤液的收集与处理渗滤液：渗滤液：指废物在填埋或堆放过程中因有机物分解指废物在填埋或堆放过程中因有机物分解产生的水、废物中
7、的游离水、降水、径流及地下水产生的水、废物中的游离水、降水、径流及地下水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水（一）渗滤液产生特征（一）渗滤液产生特征渗滤渗滤液特液特征征有机污染物浓度高有机污染物浓度高氨氮含量较高氨氮含量较高磷含量偏低磷含量偏低金属离子含量较高金属离子含量较高溶解性固体含量较高溶解性固体含量较高色度高，有臭味色度高，有臭味水质历时变化大水质历时变化大新老填埋场渗滤液成分 （单位 mg/l）新填埋场(小于 2 年)新填埋场(小于 2 年)成 分值范围典型值老填埋场(大于10年)成 分值范围典型值老填埋场(大于 10 年)BOD5
8、2000-3000010000100-200pH4.5-7.566.6-7.5TOC1500-20000600080-160CaCO3硬度300-100003500200-500总悬浮固体200-2000500100-400钙200-30001000100-400有机氮10-80020080-120镁50-150025050-200氨氮10-80020020-40钾200-100030050-400Nitrate5-40255-10钠200-2500500100-200总磷5-100305-10氯200-3000500100-400Ortho 磷4-80204-8硫50-100030020-5
9、0CaCO3碱度1000-100003000200-1000总离子50-12006020-200填埋场渗滤液的主要成分填埋场渗滤液的主要成分（二）渗滤液收集系统（二）渗滤液收集系统1、收集系统功能、收集系统功能是将填埋场产生渗滤液汇聚收集，通过输水管、集水池等是将填埋场产生渗滤液汇聚收集，通过输水管、集水池等输送至处理设施，避免渗滤液在填埋场内长时间蓄积输送至处理设施，避免渗滤液在填埋场内长时间蓄积渗滤液蓄积带来的问题渗滤液蓄积带来的问题使更多废物浸在水中，有害物质浸出加剧使更多废物浸在水中，有害物质浸出加剧静压力增加，增大水平防渗系统失效风险静压力增加，增大水平防渗系统失效风险废物含水过量，
10、影响填埋场稳定性废物含水过量，影响填埋场稳定性（二）渗滤液收集系统（二）渗滤液收集系统2、收集系统构成、收集系统构成汇流系统（汇流系统（导流层、导流沟和收集管导流层、导流沟和收集管）输送系统（输送系统（集水池、提升管、潜水泵、输送管、调节池集水池、提升管、潜水泵、输送管、调节池）(1)导流层导流层由粗沙砾、卵石组成由粗沙砾、卵石组成坡度大于坡度大于2%导流层与废物之间设土工布，避免细颗粒堵塞导流层导流层与废物之间设土工布，避免细颗粒堵塞导流层(2)导流沟与收集管导流沟与收集管导流沟分主沟和支沟，主沟位于场底中轴线上导流沟分主沟和支沟，主沟位于场底中轴线上相应地导流管分干管相应地导流管分干管(2
11、50mm)和支管和支管(200mm) ，开，开孔率孔率25%渗滤液收集沟详图60cm15cm60cm30cm渗滤液收集管排水层衬层过滤纤维4cm水洗砾石60cm渗滤液收集管三、三、 填埋场防渗系统填埋场防渗系统功能：功能：1）防止渗滤液和填埋气体污染环境；）防止渗滤液和填埋气体污染环境； 2）防止地下水、降水、地表水进入填埋区。）防止地下水、降水、地表水进入填埋区。类型：类型：1）水平防渗系统；）水平防渗系统； 2）垂直防渗系统。）垂直防渗系统。（一）概述（一）概述1. 衬层材料衬层材料v类型：类型：1）无机材料）无机材料粘土、粘土粘土、粘土-水泥膨润土改良型等。水泥膨润土改良型等。 2）有机
12、材料）有机材料沥青、橡胶、聚乙烯等。沥青、橡胶、聚乙烯等。v天然粘土作防渗衬层分析天然粘土作防渗衬层分析 优点：经济、易得、施工方便；优点：经济、易得、施工方便； 弱点：其含水率和压实度对渗透性影响大；压实粘弱点：其含水率和压实度对渗透性影响大；压实粘土易因干燥、冻融使渗透性提高；易受垃圾中化学物土易因干燥、冻融使渗透性提高；易受垃圾中化学物质（酸碱成分、极性分子）影响而增大渗透性。质（酸碱成分、极性分子）影响而增大渗透性。 表 2 渗透性分级 表 3 地质介质的典型渗透系数值分级渗透系数（cm/s）岩性渗透系数(m/s)非常快7l0-3砾石10-3100快3.5l0-37l0-3砂(分选性好
13、)10-510-2稍快1.7l0-33.5l0-3淤泥状砂10-710-3中速0.6l0-31.7l0-3亚粘土(淤泥)10-910-6稍慢1.4l0-46l0-4未风化的粘土10-1210-6慢3.5l0-514.10-5碳酸岩10-910-2非常慢3.5l0-5砂岩10-1010-6粘土岩10-1210-6页岩10-1310-9裂隙火成岩10-810-2无裂隙火成岩10-1410-10C 特点：特点：防渗性能强（防渗性能强（K10K10-12-12cm/scm/s）；化学稳定性好，）；化学稳定性好，抗腐蚀性能强；机械强度高；技术成熟，便于施工；抗腐蚀性能强；机械强度高；技术成熟，便于施工；
14、气候适应性强、耐低温；与粘土有很强的互补性；气候适应性强、耐低温；与粘土有很强的互补性；性能价格相对合理。性能价格相对合理。 铺设基本要求：铺设基本要求：填埋场底距地下水位填埋场底距地下水位2m2m以上；至少场底基以上；至少场底基础层标高高于地下水位。础层标高高于地下水位。 柔性膜：有多种材料（详见柔性膜：有多种材料（详见P256 表表8-2）2. 水平防渗系统设计水平防渗系统设计生活垃圾卫生填埋场防渗衬层结构图2. 水平防渗系统设计水平防渗系统设计水平防渗系统的构成：水平防渗系统的构成：1）过滤层过滤层 作用是保护排水层，防止垃圾在其中积聚，作用是保护排水层，防止垃圾在其中积聚， 造成排水系
15、统阻塞；造成排水系统阻塞；2）排水层）排水层作用是及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对作用是及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对防渗层的压力；防渗层的压力；3）保护层）保护层功能是防止防渗层受到外界影响而破坏；功能是防止防渗层受到外界影响而破坏；4）防渗层）防渗层功能是防止渗滤液外迁及地下水流入。功能是防止渗滤液外迁及地下水流入。铺设防渗膜土工布土工布（涤纶土工布，无纺土工布）（涤纶土工布，无纺土工布）图8-7 广东省从化市垃圾卫生填埋场图8-8 建设中青岛市小润西生活垃圾卫生填埋场四、四、 填埋过程及管理填埋过程及管理1 1）卸料：可通过过渡）卸料：可通过过渡/ /卸料平台（填坑法），也可直接卸卸料
16、平台（填坑法），也可直接卸料（倾斜面作业法）；料（倾斜面作业法）；2 2）推铺：垃圾推铺厚度）推铺：垃圾推铺厚度30-60cm30-60cm，再行压实；，再行压实；3 3）压实压实：填埋作业的一道重要工序。作用是增加有效库：填埋作业的一道重要工序。作用是增加有效库容，延长填埋场使用年限；防止垃圾坍塌，减少或阻容，延长填埋场使用年限；防止垃圾坍塌，减少或阻止填埋场的不均匀沉陷；减少垃圾空隙率，有利厌氧止填埋场的不均匀沉陷；减少垃圾空隙率，有利厌氧环境形成，降低外水入渗及蝇蛆孳生；有利填埋机械环境形成，降低外水入渗及蝇蛆孳生；有利填埋机械在垃圾层上的移动作业。在垃圾层上的移动作业。4 4）覆土：分
17、日覆土、中间覆土和最终覆土，其功能各异，）覆土：分日覆土、中间覆土和最终覆土，其功能各异，对覆盖材料的要求也不尽相同。对覆盖材料的要求也不尽相同。无论何种填埋方法，均主要由以下四步构成无论何种填埋方法，均主要由以下四步构成: :一、填埋工艺一、填埋工艺、填埋操作：填埋废物按单元从压实表面开始向外填埋操作：填埋废物按单元从压实表面开始向外（0.3-0.6m后为一层）向上堆放的过程。一个作业期后为一层）向上堆放的过程。一个作业期构成一个填埋单元构成一个填埋单元(filling cell)，其高度，其高度2-3米，面积米，面积5-1010-20m2。每日填埋操作终了时，需铺。每日填埋操作终了时，需铺
18、0.15-0.3m后的天然土或其他覆盖材料（日覆土层）。后的天然土或其他覆盖材料（日覆土层）。 填埋方法填埋方法构筑单元构筑单元升层升层填埋场剖面图填埋场剖面图 BACKBACK图6-2 卫生填埋场封场示意图组成：土地恢复层（表层）和密封层（包括保护层、排水组成：土地恢复层（表层）和密封层（包括保护层、排水层、防渗层、排气层，见图层、防渗层、排气层，见图6-26-2 终场覆盖终场覆盖二、二、危险废物的填埋处置技术危险废物的填埋处置技术 1、共处置（与生活垃圾混合填埋，、共处置（与生活垃圾混合填埋，已被禁止已被禁止）2、单组分处置（采用填埋场处置物理、化学形态相同的危、单组分处置（采用填埋场处置
19、物理、化学形态相同的危险废物）险废物）3、多组分处置（混合处置，、多组分处置（混合处置，废物之间不发生反应废物之间不发生反应）4、预处理后再处置（不适合直接填埋，需预处理，固化、预处理后再处置（不适合直接填埋，需预处理，固化/稳定化）稳定化）三、危险废物入场要求三、危险废物入场要求 1、可直接入场填埋的废物（按表可直接入场填埋的废物（按表9-1要求）要求）2、需经预处理后方能入场填埋的废物需经预处理后方能入场填埋的废物 a.按表按表9-1要求要求 b.具有反应性、易燃性废物具有反应性、易燃性废物 c.含水率高于含水率高于85%的废物；液体废物的废物；液体废物3、禁止填埋的废物禁止填埋的废物 a
20、.医疗废物医疗废物 b.与衬层具有不相容性反应的废物与衬层具有不相容性反应的废物五、五、 填埋气体的收集与利用填埋气体的收集与利用1、填埋气体的产生过程、填埋气体的产生过程填埋垃圾孔隙中含大量空气，使垃圾首先进填埋垃圾孔隙中含大量空气，使垃圾首先进行好氧分解，时间长短取决于好氧分解速度行好氧分解，时间长短取决于好氧分解速度好氧分解阶段好氧分解阶段厌氧分解不产甲烷阶段厌氧分解不产甲烷阶段（产酸阶段）（产酸阶段）厌氧分解产甲烷阶段厌氧分解产甲烷阶段填埋场稳定阶段填埋场稳定阶段复杂有机物在胞外酶作用下水解生成简单复杂有机物在胞外酶作用下水解生成简单有机物有机物,并由胞内酶分解为乙酸、丙酸、并由胞内酶
21、分解为乙酸、丙酸、丁酸、乳酸等丁酸、乳酸等,并产生氢气和二氧化碳，并产生氢气和二氧化碳，进一步在产氢产乙酸菌作用下生成乙酸进一步在产氢产乙酸菌作用下生成乙酸产甲烷菌将乙酸转化为甲烷，甲烷产甲烷菌将乙酸转化为甲烷，甲烷:二二氧化碳氧化碳=1. 21. 5多数有机物已降解，填埋气体产生速率下降多数有机物已降解，填埋气体产生速率下降好氧至厌氧过渡阶段好氧至厌氧过渡阶段硝酸盐、硫酸盐作为电子受体被还原为氮气、硝酸盐、硫酸盐作为电子受体被还原为氮气、硫化氢硫化氢填埋场气体的组成填埋场气体的组成填埋场的主要气体是填埋废物中的有机组分通过生化填埋场的主要气体是填埋废物中的有机组分通过生化分解所产生，其中主要
22、含有氨、二氧化碳、一氧化碳、分解所产生，其中主要含有氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等。它的典型特征为：温氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等。它的典型特征为：温度达度达1652，相对密度约，相对密度约1.021.06，为水蒸气，为水蒸气所饱和，高位热值在所饱和，高位热值在1563019537kJ/m3。组份甲烷二氧化碳氮氧硫化物氨氢一氧化碳 微量组分体积百分数，% 45 5040 602 50.1 1.00 1.00.1 1.00 0.20 0.20.01 0.62、填埋气体对环境的影响、填埋气体对环境的影响爆炸和火灾，甲烷爆炸极限爆炸和火灾，甲烷爆炸极限5%15%影响水环境，二氧化碳
23、进入地下水使影响水环境，二氧化碳进入地下水使pH下降下降影响大气环境，甲烷造成的温室效应是二氧化碳的影响大气环境，甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍，城市垃圾产生的甲烷量占倍，城市垃圾产生的甲烷量占618%1、化学计量法化学计量法（二）填埋气体产气量计算（二）填埋气体产气量计算理论产气量、实际产气量理论产气量、实际产气量可由废物的有机组分在厌氧条件下完全分解的反应方程可由废物的有机组分在厌氧条件下完全分解的反应方程式计算理论产甲烷量式计算理论产甲烷量CaHbOcNd+(a-0.25b-0.5c+0.75d)H2O(0.5a+0.125b-0.25c-0.375d)CH4+(0.5a-0.12
24、5b+0.25c+0.375d)CO2+dNH3计算过程举例详见第五章计算过程举例详见第五章1、被动集气系统、被动集气系统 （三）填埋气体的收集（三）填埋气体的收集特点：无需外加动力系统，结构简单，投资少；适于垃圾特点：无需外加动力系统，结构简单，投资少；适于垃圾填埋量小、填埋深度浅、产气量低的小型垃圾填埋场。填埋量小、填埋深度浅、产气量低的小型垃圾填埋场。被动集气系统包括排气井、水平管道等设施。被动集气系统包括排气井、水平管道等设施。排气井水平集气管2、主动集气系统、主动集气系统 （三）填埋气体的收集（三）填埋气体的收集特点：需要配备抽气动力系统，结构相对复杂，投资较大；特点：需要配备抽气动
25、力系统，结构相对复杂，投资较大；适于大、中型垃圾填埋场气体的收集。适于大、中型垃圾填埋场气体的收集。主动集气系统包括抽气井、集气输送管道、抽风机、冷凝主动集气系统包括抽气井、集气输送管道、抽风机、冷凝液收集装置组成。液收集装置组成。抽气井抽气井集气输送管道集气输送管道抽风机及冷凝抽风机及冷凝液收集装置液收集装置采用垂直井的填埋场气体回收系统完成的填埋场或隔室气体收集主管不透水覆盖层穿孔管粘土填充砾石填充气井压实垃圾不透水衬层气体净化设备和发电机组电能输送到电网或用户风机变电站3、主动集气系统、主动集气系统 （四）填埋气体净化技术（四）填埋气体净化技术填 埋 气填 埋 气体 收 集体 收 集系统
26、系统计计量量阀阀加加压压缓缓冲冲罐罐脱脱水水器器脱脱硫硫器器脱脱水水器器储储气气罐罐稳稳压压罐罐计计量量阀阀安安全全阀阀回 收 利回 收 利用用气 体 燃 烧气 体 燃 烧器器六、六、 填埋场封场管理填埋场封场管理封场管理封场管理维护封场后的填埋场安全运行维护封场后的填埋场安全运行 1、制定并开展视察填埋场的方案。以便能够对填埋场封场后、制定并开展视察填埋场的方案。以便能够对填埋场封场后的综合条件进行定期巡察，尽早发现问题、解决问题，确保的综合条件进行定期巡察，尽早发现问题、解决问题，确保场地安全。场地安全。 2、做好基础设施维护。包括地表水排放设施、填埋气、做好基础设施维护。包括地表水排放设
27、施、填埋气和渗滤液收集处理设施、填埋场地表梯度。还要对填埋和渗滤液收集处理设施、填埋场地表梯度。还要对填埋场常用机械设备进行定期检修，以免出现突发事故时设场常用机械设备进行定期检修，以免出现突发事故时设备无法正常使用备无法正常使用3、对垃圾场内及周边环境进行环境监测，直至填埋堆体稳、对垃圾场内及周边环境进行环境监测，直至填埋堆体稳定。监测范围包括：定。监测范围包括：（1）填埋气监测。主要监测集气井口）填埋气监测。主要监测集气井口CH4浓度浓度（2）渗滤液监测。监测项目有）渗滤液监测。监测项目有 SS、CODcr、BOD5、大肠、大肠菌值，每季度监测菌值，每季度监测1次次（3）地下水监测。地下水
28、监测位置有本底监测井、污染扩）地下水监测。地下水监测位置有本底监测井、污染扩散监测井和污染监测井。监测项目有散监测井和污染监测井。监测项目有pH、嗅味、总硬度、嗅味、总硬度、硫酸盐、氯化物、挥发酚、砷、汞、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、硫酸盐、氯化物、挥发酚、砷、汞、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、铜、锌、铅、铬、细菌总数、大肠菌值等。每季度监测铜、锌、铅、铬、细菌总数、大肠菌值等。每季度监测1次次4、填埋堆体达到稳定安全期，可进行土地再利用，使用、填埋堆体达到稳定安全期，可进行土地再利用，使用前应做出场地鉴定和使用规划前应做出场地鉴定和使用规划 思考题思考题 1.1.填埋场选址总的原则是什么？填埋场选址总的原
29、则是什么？ 2.2.现代填埋场的建造及运行包括哪些具体步骤？现代填埋场的建造及运行包括哪些具体步骤？ 3.3.简述填埋场水平防渗系统的类型和特点？简述填埋场水平防渗系统的类型和特点？ 4. 4.填埋场库容的确定需要考虑哪些因素？填埋场库容的确定需要考虑哪些因素？ 5. 5.简述危险废物的入场要求。简述危险废物的入场要求。 6. 6.试述现代填埋场的处理功能及其机理。试述现代填埋场的处理功能及其机理。 土工布土工布（涤纶土工布，无纺土工布）又称土工织物，它是由合成（涤纶土工布，无纺土工布）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，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，一般宽度为一般宽度为4-6米，长度为米，长度为50-100米。具有优秀的过滤、隔离、米。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。化、耐腐蚀。
