1、生活生活垃圾填埋处理垃圾填埋处理技术技术的现状和发展的现状和发展2013年年8月月11日日南京大学环境学院南京大学环境学院 吴军吴军 报告提纲报告提纲 生活生活垃圾填埋处理垃圾填埋处理技术应用现状技术应用现状 生活垃圾填生活垃圾填埋埋技术发展动态技术发展动态 中国中国生活垃圾处理适用技术的思考生活垃圾处理适用技术的思考中国历年垃圾清运量中国历年垃圾清运量0204060801001201401601990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003垃圾清运量（百万吨）垃圾无害化处理量（万吨）2006年我国城市生
2、活垃圾及粪便总清运量年我国城市生活垃圾及粪便总清运量为为1.7亿吨，每年增长约亿吨，每年增长约8%我国主要城市各种生活垃圾处理方式我国主要城市各种生活垃圾处理方式所占比例所占比例欧盟欧盟15国垃圾处理技术构成国垃圾处理技术构成减少进入填埋场可生物降解垃圾量的目标减少进入填埋场可生物降解垃圾量的目标欧盟垃圾填埋导则欧盟垃圾填埋导则(Landfill Directive 1999 EU)(Landfill Directive 1999 EU)小结小结 传统卫生填埋技术在传统卫生填埋技术在中国仍然是生活垃中国仍然是生活垃圾处理的主流方式圾处理的主流方式 欧洲生活垃圾处理技术政策强制削减可欧洲生活垃圾
3、处理技术政策强制削减可降解物质进入填埋场的比例降解物质进入填埋场的比例报告提纲报告提纲 生活生活垃圾填埋处理垃圾填埋处理技术应用现状技术应用现状 生活垃圾填生活垃圾填埋埋技术发展动态技术发展动态 中国中国生活垃圾处理适用技术的思考生活垃圾处理适用技术的思考传统厌氧填埋传统厌氧填埋 目前世界范围内应用最目前世界范围内应用最广泛、最成熟的广泛、最成熟的填填埋技术；埋技术； 指导思想是将垃圾填埋体独立于周围的指导思想是将垃圾填埋体独立于周围的环境，为封闭容器式填环境，为封闭容器式填埋；埋； 其优点是结构简单，建设成本低，其优点是结构简单，建设成本低，LFG可作为能源加以可作为能源加以利用；利用； 缺
4、点是垃圾稳定化周期长，占地大缺点是垃圾稳定化周期长，占地大，污，污染控制难度大；染控制难度大；填埋场类型填埋场类型-1(山谷型填埋场山谷型填埋场)填埋场类型填埋场类型-2(平原型填埋场平原型填埋场)填埋场衬底防渗系统填埋场衬底防渗系统 防渗技术发展日益成熟和完善；防渗技术发展日益成熟和完善； 污染控制效果较好；污染控制效果较好； 对防渗系统施工质量要求极高；对防渗系统施工质量要求极高； 抵御地质灾害能力有限；抵御地质灾害能力有限；4.4 生活垃圾填埋场场址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；石灰岩熔洞发育带；废弃矿区的活动塌陷区；活动沙丘
5、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。填埋场衬垫（底）系统发展过程填埋场衬垫（底）系统发展过程单层压实粘土衬垫系统（美国，单层压实粘土衬垫系统（美国，1982年前）年前）单层土工膜和压实粘土衬垫系统单层土工膜和压实粘土衬垫系统（美国，（美国，1982年）年）填埋场衬垫（底）系统发展过程填埋场衬垫（底）系统发展过程双层土工膜和压实粘土衬垫系统双层土工膜和压实粘土衬垫系统（美国，（美国，1983年）年）双层复合衬垫系统（美国，双层复合衬垫系统（美国，1987年后）年后）填埋场衬垫（底）系统发展过程填埋场衬垫（底）系统发展过程带有土工合成材料膨
6、润土衬垫（带有土工合成材料膨润土衬垫（GCL）的双层复合衬垫系统（美国，的双层复合衬垫系统（美国，90年代年代后）后）已有废弃物上用土工格栅加筋的双层已有废弃物上用土工格栅加筋的双层复合衬垫系统（美国，复合衬垫系统（美国，90年代后）年代后）生活垃圾填埋场污染控制标准生活垃圾填埋场污染控制标准20082008 5.4 如果天然基础层饱和渗透系数小于如果天然基础层饱和渗透系数小于1.01.01010-7-7cm/scm/s，且，且厚度厚度不小于不小于2m2m，可采用天然粘土，可采用天然粘土防渗防渗衬层衬层。 5.5 如果天然基础层饱和渗透系数小于如果天然基础层饱和渗透系数小于1.010-5-5c
7、m/s，且，且厚度不小于厚度不小于2m，可采用单层人工，可采用单层人工合成合成材料防渗衬层。人材料防渗衬层。人工合成材料衬层下应具有厚度不小于工合成材料衬层下应具有厚度不小于0.75m，且其被压实，且其被压实后的饱和后的饱和渗透数渗透数小于小于1.010-7-7cm/s 的天然粘土防渗衬层，的天然粘土防渗衬层，或具有同等以上隔水效力的其他材料防渗衬层。或具有同等以上隔水效力的其他材料防渗衬层。 5.6 如果如果天然基础层饱和渗透系数不小于天然基础层饱和渗透系数不小于1.010-5-5cm/s，或者天然基础层厚度小于或者天然基础层厚度小于2m，应，应采用采用双层人工合成材料双层人工合成材料防渗衬
8、层。下层人工合成材料防衬层下应具有厚度不小防渗衬层。下层人工合成材料防衬层下应具有厚度不小于于0.75m，且，且其被其被压实后的饱和渗透系数小于压实后的饱和渗透系数小于1.010- -7 7cm/s 的天然粘土衬的天然粘土衬层。两层层。两层人工合成材料衬层之间应布人工合成材料衬层之间应布设导水层及渗漏检测层。设导水层及渗漏检测层。 是填埋技术水污染控制系统的一部分，是填埋技术水污染控制系统的一部分，确保防渗系统确保防渗系统的安全，可控程度较好的安全，可控程度较好； 渗滤液收集管道的防护；渗滤液收集管道的防护； 收集管道敷设需要有足够的设计坡度，不小于收集管道敷设需要有足够的设计坡度，不小于1%
9、1%； 防止渗滤液收集管道使用过程中因结垢造成渗滤液不防止渗滤液收集管道使用过程中因结垢造成渗滤液不能及时排放；能及时排放；渗滤液收集系统渗滤液收集系统5.8 5.8 生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统，该导排系生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统，该导排系统应确保在填埋场的运行期内防渗统应确保在填埋场的运行期内防渗衬层衬层上的渗滤液深度上的渗滤液深度不大于不大于30cm30cm。渗滤液收集渗滤液收集系统示意图系统示意图双层复合衬垫系统渗滤液收集详图双层复合衬垫系统渗滤液收集详图（美国）（美国）渗滤液收集系渗滤液收集系统平面布置统平面布置 难度较大，可控程度较低，主要体现在难度较大，可控程度较低
10、，主要体现在1 1）生活垃圾填）生活垃圾填埋作业现场以及中间覆盖前无法对臭气进行有效控制埋作业现场以及中间覆盖前无法对臭气进行有效控制；2 2）部分）部分LFGLFG释放到大气环境中，温室效应显著；释放到大气环境中，温室效应显著； 中小填埋场气体回收利用的经济效益不明显，主要采中小填埋场气体回收利用的经济效益不明显，主要采用气体导排直接排空的方式；用气体导排直接排空的方式； 大型填埋场气体回收利用系统因为产气的衰减，具有大型填埋场气体回收利用系统因为产气的衰减，具有经济效益递减的特征；经济效益递减的特征；填埋场大气污染控制填埋场大气污染控制5.15 5.15 设计填埋量大于设计填埋量大于250
11、 250 万吨且垃圾填埋厚度超过万吨且垃圾填埋厚度超过20m 20m 生活垃圾填埋场，应建设甲烷生活垃圾填埋场，应建设甲烷利用设施利用设施或火炬燃烧设施或火炬燃烧设施处理含甲烷填埋气体。小于上述规模的生活垃圾填埋场，处理含甲烷填埋气体。小于上述规模的生活垃圾填埋场，应采用能够应采用能够有效有效减少甲烷产生和排放的填埋工艺或采用减少甲烷产生和排放的填埋工艺或采用火炬燃烧设施处理含甲烷填埋气体。火炬燃烧设施处理含甲烷填埋气体。填埋气体收集系统填埋气体收集系统应用垂直排气井的填埋气体回收系统应用垂直排气井的填埋气体回收系统垂直排气井垂直排气井重庆长生桥填埋场竖向石笼设计重庆长生桥填埋场竖向石笼设计填
12、埋场覆盖系统填埋场覆盖系统 日覆盖；日覆盖； 中间覆盖；中间覆盖； 终场覆盖；终场覆盖；填埋场覆盖系统是隔绝固体废弃物与周边环境的主要手段；填埋场覆盖系统是隔绝固体废弃物与周边环境的主要手段；技术比较成熟，控制效果显著；技术比较成熟，控制效果显著；日覆盖和中间覆盖需要大量覆盖材料，且会占用填埋单元日覆盖和中间覆盖需要大量覆盖材料，且会占用填埋单元的有效容积，实际作业过程中应用较少，是造成填埋场作业的有效容积，实际作业过程中应用较少，是造成填埋场作业环境恶劣主要原因；环境恶劣主要原因；终场覆盖系统终场覆盖系统(1) 阻隔式终场覆盖系统（回收利用阻隔式终场覆盖系统（回收利用LFG） 营养土层营养土
13、层(15 cm) 保护层保护层(61cm) 土工织物反滤层土工织物反滤层 土工网排水层土工网排水层 土工膜土工膜(1.02 mm) 压实粘土层压实粘土层(46cm) 透水层（透水层（30cm)终场覆盖系统终场覆盖系统(2) 植物覆盖系统（不回收利用植物覆盖系统（不回收利用LFG） 主要原理是允许适量降水下渗，加速主要原理是允许适量降水下渗，加速垃圾稳定化过程垃圾稳定化过程 覆盖土层厚度由降水下渗、径流、植覆盖土层厚度由降水下渗、径流、植物吸收、表面蒸发和植物蒸腾作用的物吸收、表面蒸发和植物蒸腾作用的水量平衡模型确定水量平衡模型确定 LFG则由覆盖土层中微生物氧化作用则由覆盖土层中微生物氧化作用
14、有效削减有效削减好氧填好氧填埋技术埋技术 好氧填埋是通过向填埋垃圾体中鼓风，加速生好氧填埋是通过向填埋垃圾体中鼓风，加速生活垃圾稳定化进程活垃圾稳定化进程 其优点是可以缩短垃圾达到稳定化的时间，降其优点是可以缩短垃圾达到稳定化的时间，降低垃圾渗滤液的浓度低垃圾渗滤液的浓度 缺点是向填埋垃圾体中鼓风的动力消耗大，工缺点是向填埋垃圾体中鼓风的动力消耗大，工艺设备复杂，运行管理费用高，同时鼓风会带艺设备复杂，运行管理费用高，同时鼓风会带来空气污染问题来空气污染问题 中国没有工程应用的实例中国没有工程应用的实例 美国的工程实例美国的工程实例(部分部分)： Rio Nuevo Landfill Stab
15、ilization Project(为了填埋为了填埋场土地利用场土地利用) Albuquerque, New Mexico Landfill (影响周边公园影响周边公园和地下水和地下水) Harrison Landfill (影响周边私人地产和影响周边私人地产和VOCs的污的污染源染源) Silverbell and Broadway Landfills (已封场但没有防已封场但没有防渗渗)准好氧填准好氧填埋技术埋技术(1) 最著名的准好氧填埋方式为日本福岗大学花岛最著名的准好氧填埋方式为日本福岗大学花岛正孝教授上世纪八十年代中期研究的循环式准正孝教授上世纪八十年代中期研究的循环式准好氧填埋（
16、被称为好氧填埋（被称为Fukuoka method) 增加渗滤液的循环回灌。增加渗滤液的循环回灌。 实验中证明：三年时间垃圾中有机污染物约实验中证明：三年时间垃圾中有机污染物约90%转入气相的转入气相的CO2和和N2，相比之下厌氧填相比之下厌氧填埋有埋有90%的有机污染物转入液相。的有机污染物转入液相。 适用于无机物含量较高的中、小规模垃圾填适用于无机物含量较高的中、小规模垃圾填埋场。埋场。准好氧填准好氧填埋技术埋技术(2)-基本原理基本原理 准好氧填埋是利用渗滤液收集管道的不准好氧填埋是利用渗滤液收集管道的不满流设计，使空气自然通入，在垃圾体满流设计，使空气自然通入，在垃圾体发酵产热的温差推
17、动下，使垃圾体部分发酵产热的温差推动下，使垃圾体部分形成好氧区，加速稳定化进程，降低渗形成好氧区，加速稳定化进程，降低渗滤液的污染强度。滤液的污染强度。准好氧填埋准好氧填埋(3) 准好氧填埋应用实例分析（马来西亚）准好氧填埋应用实例分析（马来西亚） 500,000人口城市，使用期限人口城市，使用期限20年的填埋场年的填埋场需处理的垃圾量为需处理的垃圾量为1,556,279吨吨厌氧填埋场和准好氧填埋场渗滤厌氧填埋场和准好氧填埋场渗滤液水质对比液水质对比准好氧填埋场平面流程图准好氧填埋场平面流程图好氧填埋，准好氧填埋及厌氧填埋比较好氧填埋，准好氧填埋及厌氧填埋比较三种填埋方式稳定化进程的比较三种填
18、埋方式稳定化进程的比较山东维坊示范工程山东维坊示范工程(2003年，填埋年，填埋容积容积110万万m3)生物反应器填生物反应器填埋技术埋技术(1) 将填埋场视为生物反应器，通过渗滤液回灌或将填埋场视为生物反应器，通过渗滤液回灌或其他方式创造有利的生物反应条件，加速生物其他方式创造有利的生物反应条件，加速生物稳定、产气、沉降的过程稳定、产气、沉降的过程 ； 可以提高填埋场有效容积的利用率；可以提高填埋场有效容积的利用率； 可以接纳其他类型的污水进行处理，形成商业可以接纳其他类型的污水进行处理，形成商业收益；收益；生物反应器填生物反应器填埋技术埋技术(2) 生物反应器填埋的效益生物反应器填埋的效益
19、 填埋场加速沉降及稳定后垃圾的开采可以增填埋场加速沉降及稳定后垃圾的开采可以增加收益加收益 渗滤液浓度和总量均得以削减渗滤液浓度和总量均得以削减 加速甲烷气体的产生加速甲烷气体的产生 降低了封场和封场后管理的费用降低了封场和封场后管理的费用原理示意原理示意生物反应器填埋开拓者：生物反应器填埋开拓者：Dr. FREDERICK G. POHLANDDepartment of Civil and Environmental Engineering, University of Pittsburgh重点研究的生物反应器填埋场类型重点研究的生物反应器填埋场类型 1）回灌型生物反应器填埋场；）回灌型生物
20、反应器填埋场； 通过渗滤液回灌，提高垃圾层的含水率通过渗滤液回灌，提高垃圾层的含水率(由由20%25%提高到提高到60%70%), 增强垃圾中的增强垃圾中的微生物活性微生物活性,加速了垃圾产甲烷速率以及垃加速了垃圾产甲烷速率以及垃圾中污染物的溶出和有机物的分解。圾中污染物的溶出和有机物的分解。a full-scale landfill site, which islocated in Nepean, Ontario, Canada. 2）两相型生物反应器填埋场；）两相型生物反应器填埋场； 由两个厌氧反应器串联组成：填埋垃圾中的由两个厌氧反应器串联组成：填埋垃圾中的有机物质首先在第一级填埋场中水
21、解产酸，有机物质首先在第一级填埋场中水解产酸，所形成的产物通过渗滤液进入第二级作为产所形成的产物通过渗滤液进入第二级作为产甲烷的填埋场并转化为甲烷气为主的填埋场甲烷的填埋场并转化为甲烷气为主的填埋场气体，第二级的出水再回灌到第一级填埋场。气体，第二级的出水再回灌到第一级填埋场。重点研究的生物反应器填埋场类型重点研究的生物反应器填埋场类型 3）脱氮型生物反应器填埋场；）脱氮型生物反应器填埋场； 利用自然及人为供氧将整个填埋场分成好氧区、缺利用自然及人为供氧将整个填埋场分成好氧区、缺氧区和厌氧区氧区和厌氧区3个区域个区域 。在好氧区氨在自养型硝化。在好氧区氨在自养型硝化细菌的作用下被氧化成细菌的作
22、用下被氧化成NO3-N；在缺氧区由反硝化；在缺氧区由反硝化细菌以有机物作为电子供体，使细菌以有机物作为电子供体，使NO3-N还原为还原为N2而而从液相中释放，实现从液相中释放，实现NH4+-N的转化和去除的转化和去除,而厌氧而厌氧区则用于有机物的降解产甲烷区则用于有机物的降解产甲烷 。重点研究的生物反应器填埋场类型重点研究的生物反应器填埋场类型脱氮型填埋场动力学参数脱氮型填埋场动力学参数Civil and Environmental Engineering Department, University of Central Florida，2006 符合符合 Monod kinetics （接
23、种和不接种）（接种和不接种） ： 比降解速率：比降解速率： 0.196 and 0.117 mg N/day-g dry waste 半饱和常数：半饱和常数： 59.6 and 147 mg N/L 4）序批式生物反应器填埋场；）序批式生物反应器填埋场； 由由新填埋区、成熟填埋区和老填埋区新填埋区、成熟填埋区和老填埋区三个部分组成三个部分组成。 在在新、老填埋区间新、老填埋区间,渗滤液通过交叉循环连为一体，渗滤液通过交叉循环连为一体，也即把新垃也即把新垃圾填埋区产生的渗滤液回灌到老的稳定化的填埋区，而把稳定圾填埋区产生的渗滤液回灌到老的稳定化的填埋区，而把稳定化的填埋区所排出的渗滤液回灌到新填
24、入的垃圾区化的填埋区所排出的渗滤液回灌到新填入的垃圾区。 当当新填埋区垃圾降解微生物种群达到平衡新填埋区垃圾降解微生物种群达到平衡,并且垃圾层形成适宜并且垃圾层形成适宜微生物种群生长环境微生物种群生长环境(成熟填埋区成熟填埋区)时，渗滤液再直接回灌时，渗滤液再直接回灌,随着随着成熟填埋区垃圾的降解及稳定化成熟填埋区垃圾的降解及稳定化,填埋区成为老填埋区填埋区成为老填埋区,再与新填再与新填埋区相联埋区相联,这样使每一个填埋区均成为经历新、成熟和老三个阶这样使每一个填埋区均成为经历新、成熟和老三个阶段的序批式生物反应器。段的序批式生物反应器。 重点研究的生物反应器填埋场类型重点研究的生物反应器填埋
25、场类型浙江大学浙江大学 沈东升教授：沈东升教授：An innovative combined on-site process for the remote rural solid waste treatment采用序批式生物反应器填采用序批式生物反应器填埋：埋：batch reactor, which was comprised of waste column R2 (loaded with fresh refuse) and R3 (loaded with 1 year aged refuse).The leachate generated from column R2 and R3 was
26、 first drained torecirculation tank J2 and J3, respectively, and in the meantime, R2and R3 was fed with the leachate in tank J3 and J2, respectively, bypump for nearly 16 h every week.土壤渗滤系统处理渗滤液剩余污土壤渗滤系统处理渗滤液剩余污染物染物同济大学何品晶教授：同济大学何品晶教授：Leachate pretreatment for enhancing organic matterconversion in
27、landfill bioreactoruThe leachate pretreated with an anaerobic UFB ：reduced COD by 90%, the whole refuse column entering methanogenetic phase since week 11. upretreated with a well-decomposed waste layer： entire column entering methanogenetic phase on week 20 with higher methane yield when compared w
28、ith that with UFB reactor. uwith an aerobic SBR ：the COD of the leachate could be reduced to 1000 mg l1. However, this pretreatmentwould lead to a late, fully developed methanogenesisphase.MBT+卫生填埋卫生填埋 是欧盟最新填埋场管理导则的产物；是欧盟最新填埋场管理导则的产物； 是传统堆肥技术应用于处理混合收集生是传统堆肥技术应用于处理混合收集生活垃圾领域的新理念；活垃圾领域的新理念； 可以大幅度降低填埋场
29、温室气体的排放；可以大幅度降低填埋场温室气体的排放； 大大简化填埋场污染物控制技术；大大简化填埋场污染物控制技术；Baling-wrapping Technology(1) 三种填埋技术特点的对比：三种填埋技术特点的对比：Baling-wrapping Technology(2) 打包材料：打包材料：25-35m 厚厚LDPE膜膜 ,多层包覆多层包覆 LDPE膜用量：膜用量：1.5-2.5 kg/吨吨MSW 选用选用LDPE膜的优点：膜的优点：欧盟国家生活垃圾填埋处理费用比较欧盟国家生活垃圾填埋处理费用比较生态填生态填埋埋技术技术同济大学何品晶教授同济大学何品晶教授u填埋层内微生态不平衡的代谢
30、过程 渗滤液渗滤液污染负荷高污染负荷高 LFG利用率低利用率低u层内充分代谢后的剩余污染物可在水文独立的 土壤土壤/植被生态植被生态中利用 填埋场最终覆盖层填埋场最终覆盖层认 识易腐有机物挥发性有机酸(VFA)CH4+CO2积累当k1k2时k1k2甲烷化抑制抑制立 论 创 新 液 化VFAu主动调控和利用主动调控和利用填埋层填埋层的的微生物生态微生物生态 加速转化易腐有机物加速转化易腐有机物 极大部分资源化（可利用的LFG）u利用利用最终覆盖层最终覆盖层的植被的植被/土壤生态土壤生态 转化转化/固定化填埋层内难以代谢的污染物固定化填埋层内难以代谢的污染物 消纳腐殖化的有机物 、氨氮提 出立 论
31、 创 新生态转化和固定化填埋场的主要宏量污染物生态转化和固定化填埋场的主要宏量污染物填埋层和最终覆盖层生态填埋生态填埋技术原理技术原理调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径 技术原理技术原理通过通过替代方法替代方法在填埋层内甲烷化代谢稳定在填埋层内甲烷化代谢稳定之前之前控制控制VFA积累积累技术技术方法方法 渗滤液渗滤液 层层 外外 层内循环层内循环 向向层层 内内 供给氧气供给氧气厌氧代谢厌氧代谢好氧代谢好氧代谢强化自然通风强化自然通风间歇强制通风间歇强制通风关 键 进 展原理证实与技术参数发展原理证实与技术参数发展加速首台阶（单元）甲烷化过程加速首台阶（单元）甲烷化过程渗滤液厌氧生物处理后
32、循环效果最优 控制VFA积累和和接种甲烷化菌群层内甲烷化代谢过程建立时间 60d1 无渗滤液循环2 渗滤液不处理循环3 渗滤液好氧生物处理后循环4 渗滤液厌氧生物处理后循环5 填埋层间歇强制通风渗滤液循环6 填埋层自然通风渗滤液循环调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径 关 键 进 展 60d降解容量控制因素降解容量控制因素l 填埋层对渗滤液的填埋层对渗滤液的pH缓冲能力缓冲能力pH 6.5 降解负荷不受影响降解负荷不受影响pH 6.0 降解负荷下降降解负荷下降50%pH 6.0 降解负荷几乎为零降解负荷几乎为零 关 键 进 展调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径甲烷化填埋层渗滤液循环加速垃
33、圾稳定化的效果甲烷化填埋层渗滤液循环加速垃圾稳定化的效果调控填埋层对污染物的降解机制和净化途径液相液相气相气相渗滤液循环渗滤液循环加速填埋垃圾中有机碳的代谢加速填埋垃圾中有机碳的代谢 时 间 初始 24周 58周 纤维素/木质素 2.73 1.29 0.23关 键 进 展LFG产生率有机物溶出率纤维素/木质素垃圾中易腐有机物垃圾中易腐有机物基本稳定化基本稳定化关键创新点u有效调控有效调控易腐有机物富集的生活垃圾在填埋易腐有机物富集的生活垃圾在填埋层内的层内的降解机制和净化途径降解机制和净化途径 解决了解决了发展中国家应用填埋层内代谢发展中国家应用填埋层内代谢 过程降解有机污染中的过程降解有机污
34、染中的关键应用问题关键应用问题关 键 进 展填埋层内微量通风硝化/反硝化脱氮原理原理 填埋层内微量通风填埋层内微量通风关 键 进 展形成形成混合混合代谢代谢空间空间好氧好氧 兼氧兼氧 Org C + NO-/NO2- CO2 + N2 厌氧厌氧 Org C CH4 + CO2 Org C CO2NH4+ NO-/NO2- 证实证实微量通风填埋层中循环渗滤液氮的形态变化微量通风填埋层中循环渗滤液氮的形态变化时序性交替时序性交替的好氧的好氧/兼性兼性/厌氧环境厌氧环境 更完全的层内同步硝化更完全的层内同步硝化/反硝化反硝化间歇强制通风间歇强制通风 强化自然通风强化自然通风填埋层内微量通风硝化/反硝
35、化脱氮氮成份浓度(mg/L)氮成份浓度(mg/L)关键创新点u揭示了揭示了利用填埋层内同步硝化利用填埋层内同步硝化/反硝化脱除氮污染反硝化脱除氮污染的过程机理的过程机理 发展了发展了利用填埋层内代谢过程同时控制渗滤利用填埋层内代谢过程同时控制渗滤液有机碳和氨氮污染的技术液有机碳和氨氮污染的技术关 键 进 展 循环渗滤液出水的特性表征循环渗滤液出水的特性表征NH4+，Cl-，中、大分子，中、大分子DOM为主为主 污染物与植被土壤生态具有相容性 NH4+、Cl-可能构成主要的胁迫因素关 键 进 展利用最终覆盖层植被/土壤生态耐受性物种筛选与净化方法 渗滤液回灌出水对植物的胁迫表征渗滤液回灌出水对植
36、物的胁迫表征丙二醛含量丙二醛含量植物物质增量植物物质增量关 键 进 展H2O2含量含量SOD含量含量回灌出水对植物的胁迫症状回灌出水对植物的胁迫症状明显明显控制灌溉负荷控制灌溉负荷与与筛选耐受性强的植物筛选耐受性强的植物 保证回灌出水灌溉条件下植物的生长保证回灌出水灌溉条件下植物的生长经实验室与现场试验确定的适宜物种经实验室与现场试验确定的适宜物种 夹竹桃夹竹桃 高羊茅高羊茅 狗牙根狗牙根可构成灌木、草混播植被可构成灌木、草混播植被 保证全年生长（亚热带保证全年生长（亚热带/温带）温带）关 键 进 展耐受性物种筛选与净化方法 u覆盖层土壤植被覆盖层土壤植被 有效有效净化净化与与减量减量渗滤液回
37、灌出水渗滤液回灌出水 植物植物 水量减量负荷水量减量负荷CODCOD去除率去除率 NHNH4 4+ +-N-N去除率去除率 夹竹桃夹竹桃 5.5 mm/d5.5 mm/d 90% 90% 95% 95% 高羊茅高羊茅 4.5 mm/d4.5 mm/d 80% 80% 95% 95% 狗牙根狗牙根 4.8 mm/d4.8 mm/d 85% 85% 95% 95%水量减量负荷 当地降雨（江南地区） 填埋场渗滤液可望达到零排放(最终覆盖面积与垃圾日填埋量比值大于一定限值)耐受性物种筛选与净化方法关 键 进 展关键创新点u发展了发展了利用填埋场覆盖植被层净化循环渗滤利用填埋场覆盖植被层净化循环渗滤液出
38、水中难降解污染物的方法液出水中难降解污染物的方法 耐受性物种筛选与灌溉方法耐受性物种筛选与灌溉方法 渗滤液全量利用渗滤液全量利用 渗滤液零排放渗滤液零排放关 键 进 展矿化垃圾生物滤床处理矿化垃圾生物滤床处理渗滤液技术渗滤液技术同济大学赵由才教授同济大学赵由才教授矿化垃圾性质表征矿化垃圾性质表征 可可用作处理渗滤液生物滤床填料用作处理渗滤液生物滤床填料 为生态填埋后的矿化垃圾提供为生态填埋后的矿化垃圾提供资源化资源化途径途径矿化垃圾生物滤床处理渗滤液关 键 进 展适宜的适宜的吸附吸附水力渗水力渗透透生物活生物活性性 矿化垃圾生物滤床处理渗滤液的工程示范运行结果矿化垃圾生物滤床处理渗滤液的工程示
39、范运行结果关 键 进 展矿化垃圾生物滤床处理渗滤液三级矿化垃圾生物滤床 同时处理渗滤液中的有机污染和氮污染滤床对渗滤液负荷变化的适应性强 适合渗滤液水质时变性的特征提供了未配置渗滤液处理设施填埋场技术改造的适宜技术(mg/L)关键创新点u定量化表征了定量化表征了矿化垃圾性质矿化垃圾性质u发展了发展了高效、低成本的矿化垃圾生物滤床高效、低成本的矿化垃圾生物滤床渗滤液处理技术渗滤液处理技术u开拓了开拓了矿化垃圾资源化利用的途径矿化垃圾资源化利用的途径关 键 进 展u生态填埋生态填埋创新工艺的技术集成21首填埋台阶首填埋台阶/单元单元渗滤液预处理循环渗滤液预处理循环或间歇强制通风或间歇强制通风加速甲
40、烷化加速甲烷化低浓度、高碱度含甲烷化菌群渗滤液低浓度、高碱度含甲烷化菌群渗滤液后续填埋台阶后续填埋台阶/单元单元循环回灌循环回灌循环回灌循环回灌剩余难降解渗滤液剩余难降解渗滤液LFG发电利用发电利用物化处理达标物化处理达标灌溉减量灌溉减量最终覆盖层逐步形成最终覆盖层逐步形成关 键 进 展创新工艺的技术集成u矿化垃圾生物滤床处理渗滤液矿化垃圾生物滤床处理渗滤液调节池调节池厌氧池厌氧池一级反应床一级反应床集水池集水池二级反应床二级反应床集水池集水池三级反应床三级反应床原水原水出水出水/消毒消毒降低有机负荷降低有机负荷调节水质水量调节水质水量关 键 进 展成果集成工程示范 生态填埋示范工程，浙江杭州
41、生态填埋示范工程，浙江杭州生态填埋杭州天子岭工程示范，生态填埋杭州天子岭工程示范，11万万 m3，投资，投资1400万元万元成 果 影 响成果集成工程示范 矿化垃圾生物滤床工程示范，山东即墨矿化垃圾生物滤床工程示范，山东即墨日处理量日处理量100 m3，已建成投入运行，已建成投入运行成 果 影 响成果集成工程示范 渗滤液亚表面灌溉工程试验，浙江杭州渗滤液亚表面灌溉工程试验，浙江杭州1500 m2，已建成投入运行，已建成投入运行成 果 影 响成果效益验证u生态填埋生态填埋（全生命周期）（全生命周期） 渗滤液总量减少渗滤液总量减少 50% 有机负荷减量有机负荷减量 85% LFG可利用率增加可利用
42、率增加 20% 库容利用率增加库容利用率增加 20%u矿化垃圾生物滤床处理渗滤液矿化垃圾生物滤床处理渗滤液 渗滤液处理后渗滤液处理后COD和和NH4+-N去除率去除率 90% 成本成本 2 元元/m3成 果 影 响集成成果推广 生态填埋成套化技术用于新建填埋场生态填埋成套化技术用于新建填埋场中山市中山市 700 万万m3 杭州市杭州市 2200 万万m3 生态填埋关键单元技术用于封场填埋场生态修复生态填埋关键单元技术用于封场填埋场生态修复杭州市杭州市 12 万万m2 中山市中山市 15 万万m2 矿化垃圾生物滤床处理渗滤液矿化垃圾生物滤床处理渗滤液已建成已建成 130 m3/d 处理容量处理容
43、量在建在建 500 m3/d 处理容量处理容量 成 果 影 响生活垃圾填埋场污染控制标准生活垃圾填埋场污染控制标准GB16889-1997 表1 生活垃圾渗滤液排放限值 生活垃圾填埋场污染控制新标准生活垃圾填埋场污染控制新标准GB 168892008 取消垃圾渗滤液处理排放标准的分级制取消垃圾渗滤液处理排放标准的分级制,新的排新的排放限值放限值等同于原来的一级标准等同于原来的一级标准； 污染物浓度排放限值增加污染物浓度排放限值增加TN40 mg/L； 生态环境脆弱地区排放限值生态环境脆弱地区排放限值基本接近一级基本接近一级A的的标准标准； 除了除了RO工艺工艺，原有工艺路线均无法达到排放，原有
44、工艺路线均无法达到排放标准；标准； 2011年年7月月1日起所有填埋场垃圾渗滤液均要求日起所有填埋场垃圾渗滤液均要求场内处理场内处理，不能进入城市污水处理厂，不能进入城市污水处理厂合并处理合并处理？垃圾渗滤液处理方法垃圾渗滤液处理方法渗滤液处理技术，按原理主要可分为：渗滤液处理技术，按原理主要可分为：v物理化学处理技术物理化学处理技术v生物化学处理技术生物化学处理技术v自然处理技术自然处理技术v组合处理工艺组合处理工艺 物理化学处理法物理化学处理法v吹脱、吸附、混凝沉淀吹脱、吸附、混凝沉淀v高级氧化法高级氧化法（Fenton法、光激发氧化法、活性炭法、光激发氧化法、活性炭H2O2催化氧化法、光
45、催化氧化法、湿式氧化、电催化氧化法、光催化氧化法、湿式氧化、电解氧化法、臭氧氧化法）、解氧化法、臭氧氧化法）、v蒸发和膜分离蒸发和膜分离（微滤、超滤、纳滤和反渗透）、（微滤、超滤、纳滤和反渗透）、v亚滤、辐射和超声波、高压脉冲放电等离子体亚滤、辐射和超声波、高压脉冲放电等离子体等。等。物化法的主要作用和应用范围物化法的主要作用和应用范围v主要作用：主要作用：用于去除渗滤液中的用于去除渗滤液中的COD、氨氮、重、氨氮、重金属、金属、SS以及色度、浊度等以及色度、浊度等v应用范围：应用范围：可作为渗滤液预处理和深度处理可作为渗滤液预处理和深度处理物化法的优缺点物化法的优缺点v 吹脱法吹脱法：先将渗
46、滤液的：先将渗滤液的pH值调至碱性，然后再以曝气的值调至碱性，然后再以曝气的方式使游离氨从水中逸出，以降低渗滤液中的方式使游离氨从水中逸出，以降低渗滤液中的NH3-N。 v 优点优点：对氨氮具有较高的去除效率，：对氨氮具有较高的去除效率，v 缺点缺点：但投资运行成本高，脱氨尾气难以治理；：但投资运行成本高，脱氨尾气难以治理；v 混凝法混凝法：混凝剂多为：混凝剂多为Al2(SO4)3、AlCl3、FeSO4、FeCl3及聚铁、聚铝等。及聚铁、聚铝等。 v 优点优点：可有效地去除渗滤液的浊度、色度和重金属离子，：可有效地去除渗滤液的浊度、色度和重金属离子，对对COD也有一定的去除效果（去除率也有一
47、定的去除效果（去除率30%60%），），v 缺点缺点：伴有大量的化学污泥产生，出水的：伴有大量的化学污泥产生，出水的pH值较低，含值较低，含盐量高；盐量高；物化法的优缺点物化法的优缺点v吸附法吸附法：多利用活性炭、沸石、高岭土、粉煤灰：多利用活性炭、沸石、高岭土、粉煤灰、焦炭、和蒙脱石等吸附材料、焦炭、和蒙脱石等吸附材料 v优点优点：可去除渗滤液中难降解的有机物：可去除渗滤液中难降解的有机物(酚、多氯酚、多氯联苯、胺类等联苯、胺类等)、金属离子、金属离子(汞、铅、铬等汞、铅、铬等)和色度和色度v缺点缺点：吸附材料价格较贵、再生困难；：吸附材料价格较贵、再生困难；v蒸发法蒸发法v优点优点：效果明
48、显：效果明显v缺点缺点：存在着诸如高浓度有机物引起的泡沫、结：存在着诸如高浓度有机物引起的泡沫、结垢与腐蚀，蒸发表面分层，原渗滤液蒸发处理的垢与腐蚀，蒸发表面分层，原渗滤液蒸发处理的高能消耗等问题；高能消耗等问题；物化法的优缺点物化法的优缺点v反渗透技术反渗透技术：机理主要是膜的筛分作用：机理主要是膜的筛分作用 vCJ/T 279-2008生活垃圾渗滤液碟管式反渗透处理设备_v优点优点：工艺简单、占地小、处理效果好等，：工艺简单、占地小、处理效果好等，v北京市丰台区马家楼、阿苏卫和六里屯等处的几北京市丰台区马家楼、阿苏卫和六里屯等处的几座垃圾渗滤液处理设施主要工艺是中温厌氧膜座垃圾渗滤液处理设
49、施主要工艺是中温厌氧膜生物反应器生物反应器(MBR)纳滤纳滤(NF)/反渗透反渗透(RO)。 v缺点缺点：存在膜表面污染、结垢及受损，成本较高：存在膜表面污染、结垢及受损，成本较高等问题。国外引进的反渗透工艺水土不服。等问题。国外引进的反渗透工艺水土不服。RO浓浓缩液处理目前没解决（回灌、高级氧化、蒸发、缩液处理目前没解决（回灌、高级氧化、蒸发、膜蒸馏等）。膜蒸馏等）。 渗滤液的生物化学处理渗滤液的生物化学处理 v1、好氧生物处理好氧生物处理v主要类型：活性污泥法（氧化沟、主要类型：活性污泥法（氧化沟、AB法、法、CASS、PACT等）、生物膜法（生物转盘、生物接触等）、生物膜法（生物转盘、生
50、物接触氧化法、生物活性炭流化床）、氧化法、生物活性炭流化床）、膜生物反应器膜生物反应器。 v主要作用主要作用：可有效地降低：可有效地降低COD、BOD5和和NH3N，还可去除铁、锰等金属。，还可去除铁、锰等金属。 好氧生物处理的优缺点好氧生物处理的优缺点v传统活性污泥法传统活性污泥法v优点优点：费用低、效率高：费用低、效率高,而得到广泛应用。而得到广泛应用。v缺点缺点：但该法受温度影响较大、条件控制复杂，：但该法受温度影响较大、条件控制复杂，耐冲击负荷和脱氮效果较差；耐冲击负荷和脱氮效果较差；v与活性污泥法相比，与活性污泥法相比，生物膜法生物膜法抗水质水量冲击，抗水质水量冲击，处理稳定性好，而
