環(huán)境科學課件-固體廢物的最終處置

1、第十一章 固體廢物的資源化、綜合利用與最終處置第五節(jié)第五節(jié) 固體廢物的最終處置固體廢物的最終處置本節(jié)提要：一、最終處置的涵義與處置途徑二、城市垃圾陸地填埋處置三、危險廢物安全填埋場的結構與安全措施 一、最終處置的涵義與處置途徑涵義涵義 固體廢物處置是指將固體廢物焚燒或用其他改變固體廢物的物理、化學、生物特性的方法，達到 減少或者清除其危險成分的活動，或者將固體廢物最終置于符合環(huán)境保護規(guī)定要求的場所或者設施并不再回收的活動。 是解決固體廢物的最終歸屬問題。一、最終處置的涵義與處置途徑處置的基本要求 原則：使固體廢物最大限度地與生物圈隔離，防止其對環(huán)境的擴散污染，確?，F(xiàn)在和將來都不會對人類造成危害

2、或影響甚微。(1)處置場所要安全可靠，通過天然或人工屏障 使固廢被有效隔離，使污染物質不會對附近生態(tài)環(huán)境造成危害。更不能對人類活動造成影響。(2)處置場所要設有必須的環(huán)境保護監(jiān)測設備，要便于管理和維護。(3)被處置的固體廢物中有害組分含量要盡可能少，體積要盡量小，以方便安全處理，并減少處置成本。(4)處置方法要盡量簡便、經濟，既要符合現(xiàn)有的經濟水準和環(huán)保要求，也要考慮長遠的環(huán)境效益。一、最終處置的涵義與處置途徑處置處置途徑途徑 1.陸地處置陸地處置：處置場所在陸地的某處，又可分為土地耕作處置、土地填埋處置等方法。具有方法簡單、 操作方便、投入成本低等優(yōu)點，但是，處置場所總 是和人類活動及生物圈

3、循環(huán)有關，相對來說其安全 感較低，人們總擔心會產生二次污染。 2.海洋處置海洋處置：處置場所在海洋中，又分為海洋傾倒和遠洋焚燒，遠離人群，防止了對生態(tài)環(huán)境可能產生的直接污染，且因海洋面積大，環(huán)境容量也大， 污染組分會被分散或稀釋，不會對環(huán)境造成明顯污染和影響。二、城市垃圾陸地填埋處置土地填埋土地填埋處置含義處置含義填埋處置就是在陸地上選擇合適的天然場所或人工改造出合適的場所，把固體廢物用土層覆蓋起來的技術。衛(wèi)生填衛(wèi)生填埋含義埋含義 用于一般城市垃圾與無害化的工業(yè)廢渣，是基于環(huán)境衛(wèi)生角度而填埋，其操作與結構形式稱為衛(wèi)生填埋。二、城市垃圾陸地填埋處置二、城市垃圾陸地填埋處置（一）（一）填填埋場地的

4、埋場地的選擇選擇 1、確定填埋場的面積根據(jù)垃圾的來源、種類、性質和數(shù)量確定場地的規(guī)模，要有足夠的面積，滿足1020年的服務區(qū)垃圾的填埋。 2、運輸距離其長短對今后處置系統(tǒng)的整體運行有著決定性的意義，既不能太遠又不能對環(huán)境造成影響。同時要交通便利。 3、土質與地形條件底層土壤要求有較好的抗?jié)B能力，場區(qū)有覆蓋的粘土，以降低運輸費用、增加填埋容量（一）填埋場地的選擇（一）填埋場地的選擇二、城市垃圾陸地填埋處置（一）填（一）填埋場地的埋場地的選擇選擇 4、氣象條件一般應選擇蒸發(fā)量大于降水量的環(huán)境， 要避開高寒山區(qū)選址。選擇背風的地點作填埋場， 盡量讓風朝著填埋作業(yè)的方向吹。 5、地質、水文地質條件應全

5、面掌握填埋區(qū)的地質、 水文地質條件，避免或減少浸出液對該地區(qū)地下水源的污染。一般要求地下水位盡量低，距底層填埋 物至少有1.5m。 6、環(huán)境條件填埋場要盡量避開居民區(qū)，要適當遠 離城市，并盡量選建在城市的下風向。 7、場地的最后利用填埋場封場以后，要求有相當面積的土地能作他用。二、城市垃圾陸地填埋處置（二）衛(wèi)生填埋場的一般結構形式場地面積和容量的確定與城市的人口數(shù)量、 垃圾的產率、廢物填埋的高度、垃圾與覆蓋材料 量之比以及填埋后的壓實密度有關。 覆土和垃圾之比為1:4或1:3，填埋后廢物的壓實密度為500700kg/m3，場地的容量至少供使用20年。 注意：實際占地面積確定之后，還要考慮場地周

6、圍土地的使用，要注意保留適當?shù)木彌_區(qū)，并注 意根據(jù)有關標準確定場地的邊界。填埋場地的容 量也要根據(jù)當?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃，留有充分的余地。（二）衛(wèi)生填埋場的一般結構形式二、城市垃圾陸地填埋處置（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法 1地面堆埋法：這種方法主要應用于地形、地質條件不宜開挖溝槽的平原區(qū)，操作方式見圖3所示。填埋場起始端先建土壩作為外屏障。在壩內沿壩長方向 堆卸廢物，使其形成每層厚約0.4-0.8米連續(xù)疊堆 的條形堆，并逐層壓實。每天完成條堆高度1.83.0米之間，最后用15-30厘米土覆蓋，形成地面 堆埋單元。覆蓋土由鄰近地區(qū)與坑底采集。一個單元的長度視場地條件與操作規(guī)模而定，寬度一般為2.4-6.

7、0米不等。如此堆埋操作直至完成填埋 場的最終高度封場為止。（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法二、城市垃圾陸地填埋處置（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法 1地面堆埋法：若處置場地內有部分土壤可以利用，按地面 堆埋法適當改變條堆邊坡，日覆蓋土部分或全部由坡下地面上挖采，封場覆蓋土由鄰近地區(qū)運入。 操作方式見圖4。（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法二、城市垃圾陸地填埋處置（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法 2開槽填埋法開槽填埋法： 這種方法適用于地面有足夠深度的可采土壤， 且地下水位較深的地區(qū)。其操作方式與結構特點見圖5所示。填埋初期，先挖掘一段足夠一日填 埋且的條形槽，將開挖土于槽上筑成條形土堤作 為儲備覆蓋土。于槽中卸

8、人固體廢物，展成薄層 壓實，連續(xù)操作至預期的高度。每日開挖的槽長 需滿足日填埋量。日覆蓋土由相鄰溝槽開挖的土 方獲得。典型填埋場溝槽開挖長度為30-120米， 深度為1-2米，寬為4.5-7.5米。（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法二、城市垃圾陸地填埋處置（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法 3谷地谷地(溝壑溝壑)填埋法填埋法： 有天然或人為谷地與溝壑可利用的地區(qū)，可 以采用此填埋法。固體廢物的卸料位置與壓實方 式視地形、覆蓋土性質、水文地質條件與通路而 定。圖6為一典型峽谷填埋場的操作示意圖。若 谷底較為平整時，第一層填埋可采用開槽式操作， 上面各層則用地面堆埋法操作。填埋場完成時， 封場高度應稍高于谷口

9、上沿，以免積水。（三）干燥地區(qū)填埋場操作方法二、城市垃圾陸地填埋處置（四）潮濕地區(qū)衛(wèi)生填埋場結構與操作特點 沼澤與潮汐洼地、水塘與采土、采石場，都可作為濕地衛(wèi)生填埋場。這類填埋場在設計時應特別注意防止地下水的污染及填埋結構的穩(wěn)定性等問題，因此，需要設置地下水抽提、排泄系統(tǒng)與氣體收集系統(tǒng)。濕地 填埋場通常分隔成若干單元或儲留槽，每一單元或儲留槽滿足一年的填埋量。在高地下水位區(qū)，常將固體廢物直接卸人水中，水下底層先填充較為清潔的廢物， 直至高出水面，再填埋垃圾。為使填埋結構有足夠的 穩(wěn)定性，通常這類填埋單元或儲留槽用木條、石塊或 城市廢建筑砌塊襯砌，再用清潔填料填充。為防止污 染的滲瀝液與臭氣擴散

10、，常用粘土類鋪襯底部。二、城市垃圾陸地填埋處置（五）衛(wèi)生填埋場中氣體的產生與遷移 1衛(wèi)生填埋場中固體廢物的分解與氣體的產生，當城市垃圾一旦填埋人場后，其中的可生物降解的有機組 分即開始微生物的分解作用。初始階段由于廢物中吸 收與夾帶的空氣，在短時間內處于好氣分解條件。當 內部空氣耗盡，將長時間的處于空氣條件下的分解。 可生物降解的有機物主要包括纖維素、蛋白質、碳水 化合物與脂肪類，這些物質厭氣分解的最終產物是比 較穩(wěn)定的有機物，可揮發(fā)性有機酸與由甲烷、二氧化 碳、一氧化碳、氨、硫化氫與氮所組成的氣體。上述 分解反應的速率取決子有機物的性質與含水率，一般 情況下，以氣體產率為指標的反應速率在封場

11、后的兩 年內達到峰值，之后逐漸減慢，可持續(xù)25年之久。二、城市垃圾陸地填埋處置（五）衛(wèi)生填埋場中氣體的產生與遷移 2衛(wèi)生填埋場中氣體的遷移與控制： 填埋場中產生的氣體隨時日的延續(xù)不斷增加，并沿土壤向各個方向擴散。據(jù)美國對一典型填埋場測定之結果， 距邊沿120米的側向土壤中，CO2 與CH4 占孔隙氣體含量 的40%。由于CH4 密度小于空氣，易向大氣逸散；而CO2 密度大于空氣，易向下部土壤擴散。直達地下水位，并 溶于地下水，導致水PH值下降，硬度與礦化度升高。其反應方程為： 對于上述氣體的遷移，甲烷易于控制，而二氧化碳比較困難。二、城市垃圾陸地填埋處置（五）衛(wèi)生填埋場中氣體的產生與遷移 控制

12、填埋場氣體遷移擴散的幾種方法 (1)透氣通道控制法，用透氣性良好的材料在填埋場不同部位設排氣通道，其結構有三種形式； 見圖79。圖7為單元型排氣通道，根據(jù)填埋單元寬度設置可透性氣體通道。采用砂礫為透氣 材料，寬度一般為18-60米，厚度建議為0.30.45米。通道在不均勻沉降的條件下保持上下 貫通。圖8為柵欄型排氣通道，透氣通道設于填埋場之四周。圖9為井點型排氣通道，這種排氣井點常與埋人坡下的砂礫溝道聯(lián)合使用。 一般情況下，排出的氣體在井口燃燒，若有回收價值時，則各井點管口用水平管連接，由抽氣加壓機將氣體輸入凈化裝置，收集后的氣體 可作為發(fā)電燃料。集氣系統(tǒng)見圖11所示。集氣 系統(tǒng)同時將填埋場內

13、的浸瀝液抽提出來，通過 裝于排液槽中的孔管回注填埋場內。向底部遷 移氣體的控制，一般采取底部設砂礫層與水平 孔管氣體收集系統(tǒng)。二、城市垃圾陸地填埋處置（五）衛(wèi)生填埋場中氣體的產生與遷移 (2)密封法控制氣體遷移：利用不進氣性材料在填埋場四周鋪村全封閉型防滲層，控制氣體的 遷移，其結構形式如圖1213。圖12適用于無 氣體回收系統(tǒng)，圖13適于建有氣體氣回收系統(tǒng) 的填埋場。防滲材料多采用壓實粘土，厚度在 0.15-1.20米內選擇。也可以采用其他種類不透 性材料襯層，如聚氯乙烯、丁醋橡膠、氫硫酰 化乙烯橡膠等薄膜材料，適用有氣體回收系統(tǒng) 的填埋場防滲層。改良性瀝青或瀝青混凝土以 及壓實土噴射混凝土

14、等都可以作為防滲層材料。二、城市垃圾陸地填埋處置（六）衛(wèi)生填埋場中浸瀝液的產生與 遷移控制 1浸瀝液的產生與性質：衛(wèi)生填埋場浸瀝液是通過填埋的固體廢物層，攜帶廢物可中溶性 與懸浮性污染物而下滲的液體，這些液體來源 于固體廢物生物降解的產物與外部的地面徑流 水和地下水。浸瀝液的性質十分復雜且有些污 染成分濃度甚高，如不加以控創(chuàng)，勢必嚴重污 染地下水。浸瀝液成分列于表2中。二、城市垃圾陸地填埋處置（六）衛(wèi)生填埋場中浸瀝液的產生與 遷移控制 2浸瀝液的遷移與控制，一般情況，浸瀝液在填埋場底部集聚，由此透過底部遷移，側向擴散有可能發(fā)生。 縱向遷移是污染地下水的主要途徑。浸瀝液縱向遷移 的滲透率可用達西(Darcys)定律估算：二、城市垃圾陸地填埋處置（六）衛(wèi)生填埋場中浸瀝液的產生與 遷移控制（六）衛(wèi)生填埋場中浸瀝液的產生與 遷移控制 由上式可知，單位面積的滲透率瀝液對地下水的污染，底部與側向防滲層采用滲透系數(shù)小的 粘土或膠質粘土為宜 (滲透系數(shù)分別為910-5 與910-7m/d)。三、危險廢物安全填埋場的結構與安全措施 有毒有害固體廢物安全填埋場的結構與安全措施比衛(wèi)生填埋場更為嚴格。其選址