北京大学环境工程概论第七章固体废物-3课件.ppt

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资源描述

1、l固体废物经过减量化和资源化处理后,剩余下来的无再利用价值的残渣,往往富集了大量的不同种类的污染物质,对生态环境和人体健康具有即时性和长期性的影响,必须妥善加以处置。安全、可靠地处置这些固体废物残渣,是固体废物全过程管理中的最重要环节。l固体废物在长期处置过程中经历的生物、化学和物理变化包括:l这是处置含有机物,特别是可降解有机物时,处置场中发生的最重要反应,其产物是气体、水分和可溶解的有机物,最终结果是使所处置的有机废物逐渐达到稳定化。l生物降解过程通常从好氧生物降解开始,产生的主要气体是CO2,好氧降解只能持续短时间。一旦废物中的氧气被耗尽,降解就变成厌氧过程,有机物质被转变成CO2、CH

2、4、少量的氨和硫化氢。l在处置场中发生的主要化学反应包括:进入处置场的水在废物层中渗透时,会将废物原存在的或生物转化产生的可溶物质溶解出来,产生高浓度有机物和高盐份浓度的渗滤液;渗滤液中的某些盐类,在处置场内的某些区域因pH值变化等原因又会产生沉淀反应。处置场产生的气体中的挥发性和半挥发性有机化合物、渗滤液中的有机和无机污染物质,会被所处置的废物和土壤所吸附;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。有机化合物的脱卤作用和水解、化学降解作用;影响金属和金属盐的可溶性。另外一些重要的化学反应发生在衬层土和某些有机化合物之间,导致衬层结构和渗透性的改变,目前对这些化学反应的相互关系

3、还没有完全弄清。l处置场中发生的最为重要的物理反应包括:废物中的水分、挥发性和半挥发性有机化合物通过蒸发汽化转入处置过程所产生的气体中;渗滤液中的悬浮和胶体物质在液相中所发生的重力作用;气体在处置场中的横向扩散和向周围环境释放;渗滤液在处置场中的迁移和进入覆土的下层;发生在自然界的自发现象,随着时间的推移而益明显。l可根据所处置固体废物对环境危害程度的大小和危害时间的长短,大体上将其分为以下六类:!对环境无有害影响的惰性固体废物:如未受污染的天然松散或坚硬岩石、建筑废物!对环境有轻微的、暂时的影响的固体废物:如矿业固体废物等,废物中所含有的这类污染物质虽可释放,但对水域和周围环境的污染是轻微的

4、、暂时的、是可容忍的。!在一定时间内对环境有较大影响的固体废物:如城市生活垃圾,在废物中的有机组分达到稳定化之前会不断产生渗滤液和释放出有害气体,对环境有较大影响。!在较长时间内对环境有较大影响的固体废物:如大部分工业固体废物,(例如来自烟气脱硫后的石膏)。!在很长时间内对环境有严重影响的固体废物:如危险废物,其废物中所含的特殊化学物质成分、有害程度强或有毒的废物。它可容纳来自手工业和工业的特殊废物,按其物质成分提出特殊要求。!在很长时间内对环境和人体健康有严重影响的废物:如因其有害性质(例如易溶和难分解的物质成分)必须封闭处理的特殊废物、易爆物质或高水平放射性废物。l因此,应根据不同废物的危

5、害程度与特性,区别对待,分类管理,对具有特别严重危害性质的危险废物,处置上比一般废物的污染防治更为严格的特别要求和实行特殊控制。这样,既能有效地控制主要污染危害,又能降低处置费用。l固体废物,特别是危险废物和放射性废物最终处置的基本原则是合理地、最大限度地使其与自然和人类环境隔离,减少有毒有害物质释放进入环境的速率和总量,将其在长期处置过程中对环境的影响减至最小程度。l固体废物污染环境防治法把推行危险废物的集中处置作为防治危险废物污染的重要措施和原则。对危险废物实行集中处置,不仅可以节约人力、物力、财力,利于监督管理,也是有效控制乃至消除危险废物污染危害的重要形式和主要的技术手段。l地质屏障系

6、统决定“废物屏障系统”和“密封屏障系统”的基本结构。如果经查明地质屏障系统性质优良,对废物有足够强的防护能力,则可简化这两道屏障系统的技术措施。所以地质屏障系统制约了固体废物处置场工程安全和投资强度。l土壤由具有孔隙的固体物质构成,这些固体物质含有来自磷岩石的矿物质颗粒和动植物腐烂后生成的有机物质。微生物也属于有机物成分之一,上层土壤中的有机物大约占固体物质的1%10%。土壤孔隙中充满了空气、水以及溶解的无机物和有机物。l土壤的结构取决于所含矿物颗粒的大小。表中列出了土壤基本的结构分类以及其他一些常用的参数。根据定义,含砂量70%(wt)的土壤称之为砂质土壤,而粘土含量大于35%的土壤称为粘土

7、。l土壤中颗粒物大小是不会变化的,除非经剧烈的物理或化学方法处理过。故土壤颗粒大小的级配比例(即土质结构)是土壤的基本性质。表中还给出了砾石、砂、淤泥以及粘土的粒径。土壤的结构分类和常用术语结构常用木语渗透率(cm/h)大孔砂质上、砂质壤土5较大孔亚砂土、细亚砂土1.65中等孔非常细亚砂土、沪姆土、淤泥1.65较小孔亚粘土、砂质亚粘土、淤泥砂亚粘土0.51.6小 孔砂质粘土、泥砂粘上、粘上0.10.5l土壤渗透性是指空气和水通过土壤的难易程度。渗透性一般用单位时间所流过的距离来表示(cm/s)。表2列出了通用的渗透性分级。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。通常

8、,土壤结构越紧密,渗透性越小。如表3所示,砂、砾、裂隙岩层含水层是强渗透性岩石,会使渗滤液自处置场流出或地下水流入处置场;只有渗透性非常低的粘土、粘结性松散岩石和裂隙不发育的坚硬岩石有足够的屏障作用。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)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

9、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10-1410-10l土壤水通过地质介质的流动通量通常用达西公式(Darcys Law)来计算:!式中:q=达西通量,cm/s;K=渗透系数,cm/s;i=水力坡度,cm/cm。l土壤孔隙中水的运动和孔隙的性质及数量有关,其运移速度可用下式确定:!式中,e所为土壤的有效空隙度,cm3/cm3。iKqeqvl污染物在地质介质中的迁移是由于地下水的运动速度,污染物与地质介质之间的吸附/解吸、离子交换、化学沉淀/溶解、和机械过滤等多种物理化学反应共同作用所致,

10、其迁移路线与地下水的运移路线基本相同,而迁移速度v则与地下水的运移速度v有下述关系:!式中,Rd为污染物在地质介质中的滞留因子,无量纲。如果污染物在地下水-地质介质中的吸附平衡为线性关系,可用下式确定:!式中:b=土壤堆积容重(干),g/cm3;kd=污染物在土壤-水体系中的吸附平衡分配系数,ml/g。Rdvv debKRd1l土壤中有机质(腐殖质)和粘土颗粒带负电荷,其数量随pH值的升高而增加。由于这种现象,正电荷离子(阳离子),如铵、铅、钙、锌、铜、汞、铬(III)、镁、钾等可被粘土和腐殖质含量高的土壤所吸附滞留;而负电荷(阴离子)则难以被吸附,阴离子金属(Cr4-,As,Se)一般只有在

11、低pH值时才被吸附,而活性很高的硝酸盐和氯化物NO-3和C1-等则不能为土壤所滞留,将随土壤中的水一起迁移。一些有机物,特别是微量有机物,可坚固地被土壤表面吸附,其吸附分配系数与土壤中的有机碳含量成正比。土壤的阳离子交换容量(CEC)越大,则滞留荷电废物组份的能力就越强。l土 壤 的 C E C 可 用 每 1 0 0 g 土 壤 的 毫 克 当 量 数(Meq/100g)来表示,其大小随土壤中粘土的种类和含量以及有机质的含量而变化。纯腐殖质的CEC为200Meq100g,而蒙脱土和高岭土的CEC分别为90Meq100g和80Meq100g。大多数土壤的CEC在1030Meq100g之间。l污

12、染物在地质介质中的去除作用大小取决于地质介质对它的阻滞能力和该污染物在地质介质中的物理衰变、化学或生物降解作用。当污染物通过厚度为L(m)的地质介质层时,其所需要迁移时间(t*)为:dRvLvLt*l所以污染物穿透此地质介质层时地下水中的浓度为:!式中,c0和c分别为污染物进入和穿透此地质介质层前后的浓度,k为污染物的降解或衰变速率常数。l地质介质的屏障作用可分为三种不同类型:在不透水的深地层岩石层内处置的废物,地质介质的屏障作用可以将所处置废物与环境隔断。对于在地质介质中只被吸附的污染物质,虽然其在此地质介质中的迁移速度小于地下水的运移速度,所需的迁移时间比地下水的运移时间长,但此地质介质层

13、的作用仅只是使该污染物进入环境的时间延长,所处置废物中的污染物质,最终会大量进入到环境中来。)exp(*0ktCC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质,只要该污染物在此地质介质层内有足够的停留时间,就可以使其穿透此介质后的浓度达到所要求的低浓度。l一般来说,在含水层中的地质介质对有害物质具有一定的阻滞作用,但由于这些矿物质的表面吸附能力因吸附量的增大而减弱。此外、地下水径流量的变化,对有害物质的阻滞作用不可能长时间存在,。l地填埋处置是从传统的堆放和土地处置发展起来的一项最终处置技术,不是单纯的堆、填、埋,而是一种按照工程理论和土工标准,对固体废物进行有控管理的一种综合性科学

14、工程方法。l土地填埋处置具有工艺简单、成本较低、适于处置多种类型固体废物的优点。土地填埋处置的主要问题是渗滤液的收集控制问题。实践表明,以往的某些衬里系统是不适宜的,衬里一旦破坏很难维修。另一个问题是由于各项法律的颁布和污染控制标准的制定,对土地填埋的要求更加严格,致使处置费用不断增加。因此,对土地填埋处置方法尚需进一步改进臻于完善。l土地填埋处置的种类很多,采用的名称也不尽相同。、;可分为、和:可分为、和,可分为。在日本,工业固体废物填埋又分为遮断型、管理型和安定型三种。l一个固体废物填埋场场址的选择和最终选择确定是一个复杂而漫长的过程,必须以场地详细调查、工程设计和费用研究、及环境影响评价

15、为基础。大多数城市和地区在实施固体废物管理计划时,最困难的任务是选择一个合适的填埋场场址,它制约了填埋场工程安全和投资程度。在此将对填埋场选址的要求、必须考虑的因素及选址过程进行讨论。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。l在规划一新的填埋场时,首先应对适宜处置废物的填埋场场址进行,并根据所能收集到的当地地理、地质、水文地质和气象资料,出若干可供建设城市垃圾卫生填埋场的地区。再根据选址基本准则,对这些可供选择的场址进行。在评价一个用于长期处置固体废物的填埋场场址的适宜性时,必须加以考虑的因素主要有以下几个方面。l尽管运输距离以越短为越好,但也要综合考虑

16、其他各个因素。因为填埋场选址通常由环境和政治因素决定,因此,长距离运输现在已为常见。场址至少应位于居民区1km(参照德国标准)以外或更远。运输或作业期间有害废物飘尘或气味应在当地气象扩散条件下不影响居民区,并在建场前应做好这方面的环境影响评价。l填埋场在作业期间,应符合居民区的噪声标准。l填埋场能否对居民区造成影响,关键是场地距居民区的,目前在国内很少有实践经验,参照国外的有关规范是很有必要的。充足的可使用面积,满足废物综合处理的长远发展规划;应有利于二期工程或其他后续工程的兴建使用;应为城市工业废物和生活垃圾的集中收集、管理及综合治理打下良好的基础。要有足够的使用面积,包括一个适当大小的缓冲

17、带,一个场地至少要能运行五年。在进行填埋场潜在处置能力的最初评价时,很重要的是要考虑将来可能的废物转移范围,并决定这种转移对要处置的残渣数量和条件的影响。l由于通常适合用作填埋场的土地不在城市已建道路的附近,因此,建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车辆成为填埋场选址的重要因素。如果有铁道线路可以利用时,即使是距离较远,也可选择铁路附近的场地作为填埋场,而以铁路作为长距离远送固体废物的运输工具。l一个与较陡斜坡相连的水平场地,会聚集大量的地表径流和潜层水流。地表水和潜层水文条件的研究将有助于这种情况的评价,也有助于评价地表水导流系统的必要性和类型。l场地地形,其坡度应有利于填埋场施工和其它配

18、套建筑设施的布置。不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处。原则上地形的自然坡度不应大于5,场地内有利地形范围应满足使用年限内可预测的固体废物产生量,应有足够的可填埋作业的容积,并留有余地。应利用现有自然地形空间,将场地施工土方量减至最小。l作为防渗层使用的粘土密封层材料和作为排水层的滤料材料因用量大,为了节省投资,应尽量就地取材,并应有充足的可采量的质量来保证填埋场的施工要求。l所选场地必须在、或、或是应在可预见的未来(长远规划中)建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场新场址的选择必须考虑其位置应该在湖泊、河流、河弯的地表径流区。最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域区内,这对地下水资

19、源造成危害的风险最小。,并须是在春潮区、泥炭沉积超过1m 的沼泽地区之外。还应建在地下水水位之上;l场址应选在渗透性弱的松散岩层或坚硬岩层的基础上,并具有一定厚度。场地基础岩性应对有害物质的运移、扩散有一定的阴滞能力。场地基础的岩性最好为粘性土、砂质粘土以及页岩、粘土岩或致密的火成岩。场地应避开断层活动带、构造破坏带、褶皱变化带、地震活动带、石灰岩溶洞发育带、废弃矿区或坍陷区、含矿带或矿产分布区,以及地表为强透水层的河谷区或其他沟谷分布区。l填埋场场地位置选择,应在城市工农业发展规划区、风景规划区、自然保护区之外;应在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。到邻近居民点距离

20、必须大于500m(在开阔填埋场地必须大于1000m);填埋场在其运营期间应尽可能减少对周围景观的破坏,并且不要对周围主要的有价值的地貌、地形造成不必要的损坏。在填埋前必须制定一个计划,避免产生不利的景观影响,并确保在封场后尽快加以复原。填埋场可用树木或灌木或借助自然地形将填埋场与周围公众活动场所隔开,以改变视野。封场后,应尽快使填埋场同周围环境融为一体。l公众抱怨的根源:由于填埋场的建造所引起额外的交通问题;过多的卡车运输造成了噪声、振动、废气排放、灰尘、污物以及其他可察觉的侵害。l为争取同当地公众保持良好的关系和表明具有自行解决问题的能力,经营者应对公众的抱怨给出及时的和表示同情的反应。通过

21、迅速地解决这些问题,来表明填埋场经营者能有效地操作管理其填埋场,并且一定要保护周围公众和环境的安全。l(1)现存部分l(2)规划中产生部分 定界并地形测量 填埋场及附近地区基础草图准备:定界、地貌调查,地貌和坡度,地表水系,公共设施,道路,建筑物,土地利用 收集水文地质学资料,准备勘定地界图:土壤(深度、构造、密度、孔隙度、渗透性、湿度、挖掘难度、稳定度、pH和离子交换容量);基岩(深度、种类、断面的存在、地表露岩位置);地下水(平均深度、季节性涨落、水力、梯度、流向、流度、水质、利用方式)收集气象数据 降雨量,蒸发量,温度,冰冻期天数,风向制定法规和设计标准 负荷率,覆盖频率,距居民点、道路

22、、地表水体间的距离,监测,道路,建筑规范,申请许可证内容 选择填埋方法可根据以下几个方面:l场址的地形和坡度,场址土壤性质,场址基岩,场址地下水 设计数据洋备说明 导沟宽度、深度、长度,填埋单元大小,单元结构,导沟布局,填埋深度,中间复土厚度,最终覆盖土层厚度 操作特征说明 覆盖土使用,覆盖方式,填埋土质要求,设施要求,人员素质要求l(1)渗滤液控制;(2)气体控制;(3)地表水控制;(4)进出道路;(5)专门作业区;(6)建筑物;(7)公共设施;(8)围栏;(9)照明;(10)清洗器械台;(11)监测并;(12)景观。拟定填埋区域预选场地计划 提出填埋概况计划 挖掘计划,填埋次序,整体填埋计

23、划,火种、废纸、带菌体、气味和噪声控制估算固体废物贮存容量。覆盖土需求量和场址寿命最终场地规划发展远景 正常填埋面积,具体操作区,渗滤液控制,气体控制,地表水控制,进出道路,建筑物,公共设施,围栏,照明,清洗器械台,监测井,景观准备断面高程图 挖掘填埋,整体填埋,阶段进展计划建造细则准备 渗滤液控制,气体控制,地表水控制,进口道路,建筑物,监测井拟定最终土地利用计划准备费用估算准备设计报告提交申请并获取相关许可证制定操作及运行指南l固体废物填埋场对环境的影响,主要是废物在填埋处置过程中产生的含有大量污染物的渗滤液所造成的。渗滤液的污染控制乃是填埋场设计、运行和封场的关键性问题。l填埋场渗滤液的

24、主要成分如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、碳酸根、硫酸根和氯根等。如Mn、Cr、Ni、Pb、Cd等。常以TOC、COD来计量,酚等也可以单独计量。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)BOD52000-3000010000100-200pH4.5-7.566.6-7.5TOC1500-20000600080-160CaCO3硬度300-100003500200-500总悬浮固体200-2000500100-400钙200-30001000100-400有机氮10

25、-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50-100030020-50CaCO3碱度1000-100003000200-1000总离子50-12006020-2002%收集管6m3:130mAA平面图2%坡度边破合成排水网格人造过滤层30cm排水层A-A截面收集管人 孔竖 板渗滤液收集沟详图60cm15cm60cm30cm渗滤液收集管排水层

26、衬层过滤纤维4cm水洗砾石60cml当未使用渗滤液循环或者蒸发法、而又不可能排往污水处理厂时,就需要加以一定的预处理或者完全处理。由于渗滤液成份变化很大,因此有多种处理方法。采用何种处理过程主要取决于要除去的污染物的范围和程度。用于渗滤液处理的生物、化学和物理过程及应用说明处理过程应用说明生物过程生物过程活性污泥法除去有机物可能需要去泡沫填加剂,需要分离净化剂顺序分批反应器法除去有机物类似于活性污泥法,但不需要分离净化剂曝气稳定塘除去有机物需要占用较大的土地面积生物膜法除去有机物常用于类似于渗滤液的工业废水,填埋场中使用还在实践中好氧生物塘/厌氧生物塘 除去有机物厌氧法比好氧法低能耗低污泥,需

27、加热,稳定性不如好氧法,时间比好氧法长硝化作用/去消化作用除去有机物硝化作用和去消化作用可以同时完成化学过程化学过程化学中和法控制 pH在渗滤液的处理应用上有限化学沉淀法除去金属和一些离子产生污泥,可能需要按危险废物进行处置化学氧化法除去有机物,还原一些无机成分用于稀释废物流效果最好,用氯可以形成氯消毒碳化氢湿式氧化法除去有机物费用高,对顽固有机物效果好物理方法物理方法物理沉淀法/漂浮法除去悬浮物很少单独使用,可以和其它处理方法合用过滤法除去悬浮物仅在三级净化阶段使用空气提除去氨和挥发有机物可能需要空气污染控制设备蒸汽提除去挥发有机物高能耗,需要冷凝水需要进一步处理物理吸附除去有机物被证实的有

28、效技术,费用依渗滤液而定离子交换除去溶解无机物仅在三级净化阶段使用极端过滤除去细菌和高分子有机物在渗滤液处理上应用有限反渗透稀释无机溶液高费用,需要广泛的预处理蒸发适用于渗滤液不许排放处形成污泥可能是危险废物,高费用除非干燥区l为阻止填埋场气体(LFG)的直接向上或是通过填埋场周围土壤的侧向和竖向迁移,进而通过扩散进入大气层,在填埋场内一般设有气体控制系统,用以收集场中填埋废物所产生的气体,并将其用于生产能量或是在有控条件下放空或火化,其目的在于减少对大气的污染。l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

29、特征为:温度达4349,相对密度约1.021.06,为水蒸气所饱和,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 0.6l五个阶段:!初始调整!过程转移!酸性阶段!产甲烷阶段!稳定化阶段填埋场气体产气阶段(挥发性脂肪酸)产气阶段渗滤液特征时间气体组成,体积%CO2CH2N2N2O2H4O2CODpHFe,Zn100806040200l废物中有机物的生物降解不断产生气体,使垃圾内部压力增加并且通常会超过大气压。一旦填埋场内部压力和大气压力相同时,

30、将发生LFG迁移和排放。影响LFG迁移和排放的主要因素包括:低渗透性的覆盖层可阻止气体向大气的排放,但如覆盖物渗透性低并且垃圾未垫封或垫层材料是可渗透性的,将主要产主横向迁移;周围的地质条件会影响地下迁移,LFG可以绕过非渗透性障碍进行迁移,例如粘土层,或通过疏松层或沙砾层进行迁移;地下水位可以影响LFG迁移和排放,通常春天从地表径流或融雪释放的地下水会使地下水位上升,水位的上升和垃圾压力产生的影响,能够增加LFG地下迁移和排放;日大气压变化影响LFG迁移和排放,通常情况下,当大气压低时LFG排放和迁移将增加,由于这个原因,地下迁移取样器通常应在大气压最低的下午进行测量。l控制有主动和被动之分

31、。对于被动控制系统,填埋场中产生气体的压力是气体运动的动力。对于主动控制系统,采用抽真空的方法来控制气体的运动。对于填埋场主要气体和微量气体,被动控制是在主要气体大量产生时,为其提供高渗透性的通道,使气体沿设计的方向运动。l在选择采用主动系统还是被动系统时,考虑以下问题:从自然衰减型填埋场逸出气体的机会比从封闭型填埋场的大;气体通过砂土比通过粘土更容易迁移;填埋产气可以迁移150m以上,任何距填埋场300m以内的有用封闭空间,都应监测甲烷气体浓度;填埋城市垃圾的填埋场会产生大量气体,但危险废物填埋场产生的气体量要少得多,现代危险废物填埋场的气体主要是挥发产生的。填埋场气体抽排井详图砾石细长孔

32、PVC 管PVC 管滑动联结膨润土砾石填充气体流量测量口膨润土变化变化井深变化取样口柔性联结阀门阀门回填土1/4 英寸锥型阀3ft6in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隔离气体排气口典型详图废物20cmPVC 管最小 1m封顶覆盖层30cm 混凝土1m 砂和膨润土混合物在无纺布上铺设 30cm 粗砂41.25cm 孔径,间隔 15cm20cmPVC 管1.2m在无纺布有穿孔管联结起来被动排气系统典型详图1m 砂和膨润土混合物30cm 混凝土在无纺布上铺设 30

33、cm 粗砂3m 水洗砾石60cm41.25cm 孔径,间隔 15cm废物封顶覆盖层20cmPVC 管最小 1ml从垃圾场回收的甲烷气体的利用与当地或周围地区对能源的需求及使用条件有关。lLFG常被转换成能源。对于小的装机容量而言(到5MW),常使用内燃发电机或者使用气轮机。对于大的装机容量而言,常常使用蒸汽涡轮机。当使用内燃发电机时,要尽量除去LFG中的水分以防损坏柱头。如LFG含H2S,必须控制焚烧温度以防产生腐蚀。也可以先除去LFG中含有的H2S,然后再燃烧。lLFG中的二氧化碳和甲烷可通过物理、化学吸附方法和膜分离法加以分离。但只能吸附某些组分,而使用弱渗透薄膜分离法可从甲烷中分离出二氧

34、化碳。l最简单的利用方法是用管道将回收的LFG从采集点输送到临近的使用地。在输送给使用者前,LFG必须经干燥和(或)过滤,去除冷凝液和粉尘,使之变为达一定清洁度的甲烷浓度为35%50的气体。l如果找不到当地的使用者,管道输送是一种适宜的选择。若附近有输送中等质量LFG的管道,将气体处理,干燥并除去腐蚀杂质,加压到管道压力便可注入LFG的输送管道。中等质量的LFG甲烷浓度为50,具有明显的能源价值。为得到高质量的LFG,需要回收气体中的二氯化碳并去除微量杂质,该处理过程较为困难,费用更贵。l防止填埋场气体和渗滤液对环境的污染是填埋场中最为重要的部分,对它们的周密考虑需要贯穿于填埋场从设计、施工、

35、运行、直到封场和封场后管理的整个生命周期之中。l填埋场密封系统是防止填埋场气体和渗滤液污染环境并防止地下水和地表水进入填埋场中而建设的填埋场设施。填埋场密封技术基本上可分为基础密封、垂直密封和表面密封三种方法。l基础密封是在填埋场底部和周边设立衬层系统;垂直密封技术则是在填埋场的周边利用基础下方存在的不透水或弱透水层,在其中建设垂直密封墙(也叫防渗帷幕)。对于山谷型填埋场而言,截污坝也是垂直密封建筑。l填埋场基础密封主要通过在填埋场的底部和周边建立衬层系统来达到密封的目的。填埋场衬层系统通常包括渗滤液收排系统、防渗系统(层)和保护层、过滤层等。如果渗滤液收排系统中没有渗滤液收集管道等设施而仅为

36、一层排水层时,又称为排水层。防渗系统有时也称为防渗层。l防渗系统的功能是通过在填埋场中铺设低渗透性材料来阻隔渗滤液于填埋场中,防止其迁移到填埋场之外的环境中;防渗层还可以阻隔地表水和地下水进入填埋场中。防渗层的主要材料有天然粘土矿物如改性粘土、膨润土,人工合成材料如柔性膜,天然与有机复合材料如聚合物水泥混凝土PCC)等。l必须对防渗层提供合适的保护。粘土等矿物质衬层容易受侵蚀以及受到天气变化、干涸和渗滤液收集系统砾料对其上表面的刺穿等因素的影响。柔性膜容易被刺穿,同时,其它点状集中应力也会造成膜的破损。必须对排水系统提供保护,过滤渗滤液中的悬浮物和其它固态和半固态物质,否则,这些物质将在排水层

37、中累集,造成排水系统的堵塞,使排水系统效率降低或者完全失效。l根据填埋场渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合,组合成不同的衬层系统结构,有单层衬层系统、复合衬层系统、双层衬层系统和多层衬层系统等,如下图所示。废物渗滤液收集系统分离/保护层首层格栅分离/保护层地下水收集系统基础(a)单层衬层系统废物渗滤液收集系统分离/保护层首层格栅第二层格栅分离/保护层地下水收集系统基础(b)复合衬层系统废物渗滤液收集系统分离/保护层首层格栅分离/保护层排水层/系统分离/保护层第二层格栅分离/保护层地下水收集系统基础(c)双层衬层系统废物渗滤液收集系统分离/保护层首层格栅第二层格栅分离/保护层排水层/系统分离/保护层第三层格栅分离/保护层地下水收集系统基础(d)多层衬层系统

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