固體廢物的最終處置PPT幻燈片課件

1、固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 第七章 固體廢物的最終處置Disposal of Solid Waste 1固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 【概念】滲濾液 填埋氣 滲透系數(shù) 【理論和方法】 固體廢物的最終處置方法; 填埋場選址原則； 填埋場的系統(tǒng)結(jié)構(gòu); 防滲結(jié)構(gòu); 滲濾液的特征及處理; 填埋氣體產(chǎn)生過程及產(chǎn)生量預(yù)測; 填埋氣的凈化和利用; 填埋場設(shè)計相關(guān)計算。本章重點2固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 進行

2、無害化處理與處置消毒 穩(wěn)定化 焚燒 固化處理填埋進行綜合利用或回收利用少產(chǎn)生或不產(chǎn)生Point of directional change, it is decided by Technological, economical and cultural condition 固 廢準入、消費觀念結(jié)構(gòu) 改進設(shè)計、環(huán)評、采用 精料、延長使用壽命循環(huán)利用 翻新 逆向物流 綜合利用“3R”原則3固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 危害特性的廢物人工屏障天然屏障生物圈地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)環(huán)境;處置場到生物圈各種路徑的阻滯轉(zhuǎn)化為具有低浸出和穩(wěn)定化學形態(tài);

3、廢物容器;輔助性工程屏障和設(shè)施4固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 處理處置預(yù)處理物化處理生物處理熱處理陸地處置海洋處置固體廢物收集、壓實、破碎、分選、脫水等收集、運輸、壓實、破碎、分選、脫水浮選、氧化、化學中和、固化等好氧堆肥、厭氧消化、微生物浸出等干燥、焚燒、熱解、焙燒等土地耕作、土地填埋、深井灌注 等海洋傾倒、遠洋焚燒 等最終處置方法5固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste KUST Faculty of Environmental Science and Engineer

4、ing海洋傾倒利用船舶、航空器、平臺及其他載運工具，向海洋傾倒廢物或其他有害物質(zhì)的行為。特點處置成本低，用于處置多種廢物 (禁止、特許、普通許可) 存在爭議其他國際協(xié)議 美國1972年海洋保護、研究和保護區(qū)法 我國中華人民共和國海洋傾廢管理條例處置申請程序、地點選擇、廢物種類、處置區(qū)封閉海洋處置以高溫破壞為目的而在海洋焚燒設(shè)施上有意焚燒廢物或其他物質(zhì)的行為。 含氯有機物遠洋焚燒6固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 土地填埋處置方法根據(jù)對象種類控制水平分類4213安全土地填埋工業(yè)廢物土地填埋惰性廢物填埋衛(wèi)生土地填埋處置一般固體廢物 城市

5、生活垃圾 110-7cm/s最簡單方法 惰性廢物 建筑廢土石處置工業(yè)無害廢物改進的衛(wèi)生土地填埋 有害固體廢物 110-8cm/s7固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 衛(wèi)生填埋場概況武漢生活垃圾填埋場8固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 填埋場 生 物反應(yīng)器9固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste CO2,CH4,H2S等滲濾液 （脂肪酸、腐殖質(zhì)、膠粒、NH3-N等）降水、 地表滲透水有機物質(zhì)分解無機物、金屬遷移轉(zhuǎn)化填埋場

6、 生 物反應(yīng)器10固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 廣州大田山垃圾填埋區(qū)全景填埋區(qū)11固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 封場后的大田山填埋場12固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 云南土地衛(wèi)生填埋場13廣州市興豐垃圾填埋場鳥瞰圖填滲濾液填埋氣處理區(qū)辦公區(qū)入口埋區(qū)觀景臺14固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 廣州市興豐垃圾填埋場全貌15壓實作業(yè)區(qū)16固體廢

7、物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 防滲及滲濾液處理填埋場 管理填埋氣 及利用1234衛(wèi)生填埋場類型 填埋場選址 容量及年限計劃填埋氣的產(chǎn)生 填埋氣產(chǎn)量預(yù)測 填埋氣體收集 填埋氣凈化 填埋氣利用 填埋工藝 填埋場封場 防滲結(jié)構(gòu) 滲濾液產(chǎn)生及性質(zhì) 滲濾液收集及處理 衛(wèi)生填埋場進階規(guī)劃設(shè)計17固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1填埋場的規(guī)劃設(shè)計填埋場的類型 及特點 按場址地形分: 山谷型：深圳下坪、杭州天子嶺、柳州立沖溝；對環(huán)境影響小、征地費低、水平防滲難 、雨水截流難、地下水易受污

8、染；平地型：濟南市及保定西康莊；厚土層吸污水、覆土多、施工方便、易水平防滲、征地費用高、對周圍環(huán)境易造成影響；坡地型：?？陬伌簬X、北海白水塘；滲濾液易收集和導排、土方量小、征地費低、易水平防滲、易實現(xiàn)雨污分流、污水量小、利于保護地下水灘涂型：上海老港；不會污染城市污水、污水處理費用低、易水平防滲、易實現(xiàn)雨污分流、不利防止地下水污染、需對地進行加固。填埋場按廢物的降解機理分: 好氧、準好氧和厭氧型填埋場。18固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1填埋場的規(guī)劃設(shè)計填埋場選址 原則要求 原 則基 本 要 求環(huán)境保護原則1、填埋場防洪標準應(yīng)符

9、合：大型填埋場（庫容大于500萬m3）按50年一遇設(shè)計，100年一遇校核；其余按20年一遇設(shè)計，50年一遇校核；2、離居民住宅區(qū)500m以外；3、不應(yīng)設(shè)在國家自然保護區(qū)、風景區(qū)、文物古跡區(qū)、國防設(shè)施用地區(qū)；4、水源保護區(qū)下游，夏季主導風向下風向；5、地下水位盡量低，距底層填埋物至少有1.5m工程學及安全生產(chǎn)原則1、庫容足夠、使用年限宜10年以上，特殊不低于8年；2、運距合理，交通方便；3、防滲處理容易；4、有較豐富的土源；5、盡可能利用天然地形條件，減少土方工程量經(jīng)濟原則1、盡量利用荒地、山谷；2、盡量提高單位面積上的填埋量，即填埋場的空間利用系數(shù)E；3、盡量減少工程量；4、運行管理經(jīng)濟合理；

10、5、封場后綜合開發(fā)利用；法律及社會支持原則1、必須符合城市用地規(guī)劃、區(qū)域環(huán)境規(guī)劃，城市總體規(guī)劃以及環(huán)境衛(wèi)生專項規(guī)劃；2、符合國家以及當?shù)氐挠嘘P(guān)法律、法規(guī)；3、注意公眾輿論和社會影響；4、盡量符合城市給水排水設(shè)施規(guī)劃19填埋場的總體設(shè)計思路填埋場的主要構(gòu)成20固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 1填埋場的規(guī)劃設(shè)計填埋場設(shè)計計算 庫區(qū)用地面積：覆蓋土用量：填埋場庫容：填埋場使用年限：規(guī) 劃 計 算 Q1日處理垃圾量，t/d； R1垃圾平均密度，t/m3； Q2日覆蓋土，t/d； R2覆土的平均密度，t/m3；H填埋場預(yù)計填埋平均高度，m；

11、 C垃圾壓實沉降系數(shù)，C1.01.8；R5堆積系數(shù)與作業(yè)方式，0.350.70；R6填埋場的土地利用系數(shù)，0.750.95。（8a）21固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液性質(zhì) 1）滲濾液的化學成分復雜：有機、無機、重金屬2）滲濾液污染成分濃度很高： COD：104mg/L NH3-N：700mg/L 硬度：7000mg/L3）有機物含量高，成分復雜： 超過100種，主要是低分子的脂肪酸、腐殖酸類物質(zhì)。4）無機污染成分復雜，其種類和濃度在很大程度上受垃圾成分和 淋濾時間的影響，其中氨氮含量較高，在“中老年”填埋

12、場滲濾 液中尤為突出； 5）存在重金屬：Cu、Fe、Pb、Zn、Cd、Mn、Mg等6）滲濾液中的細菌、大腸桿菌含量很高。 細菌：25.6萬個/克 大腸桿菌總數(shù)：25.8萬個/克 7）色度高，以淡茶色、暗褐色或黑色為主，具較濃的腐敗臭味； 22固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液水質(zhì)影響因素 23固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液計算 （1）經(jīng)驗公式法24固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of S

13、olid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液計算 實測相鄰地區(qū)已建填埋場滲濾液的產(chǎn)生量，推算出待測填埋場單位面積滲濾液的產(chǎn)生量。數(shù)學表達式如下：Q = q A10-4Q 滲濾液產(chǎn)生量，m3/dq 單位面積滲濾液產(chǎn)生量， m3/（had）A 填埋面積，ha，包括作業(yè)區(qū)和完成區(qū)（2）經(jīng)驗統(tǒng)計法類比法25衛(wèi)生土地填埋場（3）水量平衡法（理論計算法）填埋場水量平衡示意圖Q = P + D + G + W - EQ26固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理防滲方式按鋪設(shè)時間不同可分為場區(qū)防滲和終場防滲。場區(qū)防滲可分為水平防滲和

14、垂直防滲。垂直防滲：利用填埋場基礎(chǔ)下方存在的獨立水文地質(zhì)單元、不透水或弱透水層等，在填埋場一邊或周邊設(shè)置垂直的防滲工程（入防滲墻、防滲板等），將垃圾滲濾液封閉于填埋場中進行有控導出，防止?jié)B濾液向周圍滲透污染地下水和填埋氣體無控釋放，同時也阻止周圍地下水流入填埋場。272防滲與滲濾液處理防滲材料 天然防滲：粘土、亞粘土和膨潤土等。 改良型襯里防滲：有機、無機人工添加劑，粘土膨潤土改 良型襯里；粘土石灰、水泥改良型； 人工合成膜防滲：高密度聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯等。城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范(CJJl72004)中規(guī)定:天然粘土類防滲襯里，其場底及四壁襯里厚度要大于2m，滲透系 數(shù)小于11

15、07 cms；改良土襯里的防滲性能應(yīng)達到粘土類防滲性能;人工合成膜防滲材料膜厚0.5-2.5mm，滲透系數(shù)小于10-12 cm/s；28固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 水平防滲系統(tǒng)： （從上到下）過濾層保護排水層，過濾掉滲濾液中的懸浮物和其他故態(tài)、半固態(tài)物質(zhì)；排水層（包括滲濾液收集系統(tǒng)）及時將滲濾液排出，減輕防滲層壓力，減少滲濾液外滲的可能性；保護層保護防滲層，防止其受外界影響而被破壞；防滲層通過鋪設(shè)滲透性低的材料（改性黏土、柔性膜等），將滲濾液阻隔于填埋場中，同時也防止外部的地下水和地表水進入填埋場中。2防滲結(jié)構(gòu) 防滲與滲濾液處

16、理29復合襯層防滲結(jié)構(gòu)示意圖 400mm砂層施工形成的地基400mm沙層（其中鋪設(shè)地下水收集管道高密度聚乙烯（HDPE）防滲膜，該膜上下分別鋪上白色土工布保護500mm粘土層（其中鋪設(shè)滲濾液收集管道）保護層防滲層過濾層排水層保護層排水層30固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 水平防滲系統(tǒng)類型： 單層襯里系統(tǒng)：粘土或HDPE膜構(gòu)成，只能用在抗損 壞性低的條件下； 單復合襯里系統(tǒng)：典型結(jié)構(gòu)為柔性膜（上層）黏 土礦物層（下層），防滲效果優(yōu)于雙層襯層；雙層襯里系統(tǒng)：施工和襯里的堅固性及防滲效果不 如單復合襯里； 雙復合襯里系統(tǒng)：其上襯里采用的

17、是單復合襯里， 用于危險廢物安全填埋場。 2防滲結(jié)構(gòu) 防滲與滲濾液處理31固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 32廣州市興豐生活垃圾填埋場底部防滲系統(tǒng)33保護HDPE膜的白色土工布關(guān)鍵防滲材料HDPE膜滲濾液收集管道34固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液的 收排目的：保證在填埋場預(yù)設(shè)壽命期限內(nèi)正常運行，收集并將滲濾液排至場外指定地點，避免滲濾液在填埋場底部蓄積。滲濾液蓄積引起的問題1）填埋場內(nèi)的水位升高，導致更強烈的滲出，使?jié)B濾液的污染物濃度增大。2

18、）底部襯層之上的靜水壓增加，導致滲濾液更多地泄漏到地下水土壤系統(tǒng)中。3）填埋場的穩(wěn)定性受到影響。4）滲濾液有可能擴散到填埋場外。35固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液的 收排滲濾液收排系統(tǒng)主要由匯流系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)兩部分組成。 匯流系統(tǒng)：礫卵石或碎（渣）石導流層，導流溝、穿孔收集管等。 輸送系統(tǒng)：集水槽（池）、提升多孔管、潛水泵、輸送管道和調(diào)節(jié)池構(gòu)成。 36固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液的 收排37（1） 導流層 指填埋場

19、底一系列坡度的階地，厚度不小于300mm，由卵石（無，用碎石）鋪設(shè)而成。目的是將全場的滲濾液順利地導入收集溝內(nèi)地滲濾液收集管內(nèi)。（2）收集溝 （導流溝） 設(shè)置于導流層的最低標高處，并貫穿整個場底，盡量設(shè)置成直管，中間不出現(xiàn)彎折點。位于場底中軸線上的為主溝，在主溝上依間距3050m設(shè)置支溝。收集溝中填充卵石或碎石 。38（3）多孔收集管 分為主管和支管，分別埋設(shè)在收集溝的主溝和支溝中，管材選擇HDPE，開孔率25，公稱直徑不小于100mm，管的周圍以卵石/碎石填充。具備足夠的剛度和強度，不允許在集水管上直接停放機械（第一次鋪放垃圾）。滲濾液收集管分為垂直水平兩部分，形成垂直水平立體收集系統(tǒng)。水平

20、收集管：只在填埋場底層鋪設(shè)，坡度應(yīng)不小于2；垂直收集管：一般按50m間距梅花形交錯布置，收集管隨著垃圾層的增加而逐段增高。（衛(wèi)生填埋場一般分層填埋，各層垃圾壓實后，覆蓋一定厚度的黏土層，可減少固廢污染和雨水下滲，但也造成上部滲濾液不能流到底部導流層，因此需要布設(shè)垂直滲濾液收集系統(tǒng)）39立管（垂直收集管）同時也用于導出填埋氣體，稱為排滲導氣管40（4）集水池和提升系統(tǒng) 滲濾液集水池位于垃圾主壩前的最低洼處，以礫石堆填，全場的滲濾液匯集于此并通過提升系統(tǒng)越過垃圾主壩進入調(diào)節(jié)池。 若滲濾液收集主管直接穿過垃圾主壩（穿壩管不開孔） ，滲濾液利用重力流從垃圾堆體內(nèi)導出，進入導流層的滲濾液通過穿壩管導出。

21、提升系統(tǒng)：通常采用HDPE斜管提升。41（5）調(diào)節(jié)池 對滲濾液進行水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié)。42興豐垃圾填埋場結(jié)構(gòu)圖43固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液的 處理 單獨處理：回灌法；好氧生物處理；厭氧和好氧處理 結(jié)合的方法；物化法；土地處理法；氨吹脫法；合并處理：滲濾液與城市污水合并；44興豐垃圾填埋場的滲濾液處理工藝流程圖45興豐填埋場的污水處理46污水處理的反滲微濾系統(tǒng)微濾裝置CMF反滲透裝置RO47垃圾滲漏液處理前后的變化廣州市興豐垃圾填埋場處理前處理后48固體廢物處理與處置 Treatment and Dis

22、posal of Solid Waste 2防滲與滲濾液處理滲濾液產(chǎn)生量的 控制 1）入場垃圾含水率的控制垃圾含水率5m）58固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 4填埋氣的產(chǎn)生及利用填埋氣的收集 （1）被動型控制：通過填埋場內(nèi)部產(chǎn)生氣體的壓力和濃度梯度，將氣體導排入大氣或控制系統(tǒng)。 適合于廢物填埋場量不大、填埋深度淺、產(chǎn)氣量小的小型城市垃圾填埋場（小于40000m3）和非城市垃圾型填埋場。59固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 4填埋氣的產(chǎn)生及利用填埋氣的收集 （2）主動型控

23、制填埋氣集排系統(tǒng)垂直導氣井：在填埋場內(nèi)部或周邊用直徑1m的勻鉆鉆至填埋場底部以上3米以內(nèi)或碰到滲濾液液面（取高者）。管徑150mm，PVC，上部1/3無孔，下部2/3有孔，周邊回填2550mm的礫石，鉆孔口用細黏土和彭潤土封閉。豎井應(yīng)先在填埋場中打孔。水平盲溝：沿填埋場縱向逐層橫向布置水平收集管，直至兩端設(shè)立的導氣井將氣體引出場面。溝寬0.60.9m，深1.2m。水平暗溝須與填埋場的垃圾層一樣成層布置（垃圾鋪放同步）。該法工程量大、材料用量多、投資高。適用于小面積、窄形、平地建造的填埋場（量?。?。60無孔有孔61固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid

24、 Waste 4填埋氣的產(chǎn)生及利用填埋氣利用1）就地利用2）沼氣發(fā)電沼氣 凈化裝置 貯氣罐 內(nèi)燃發(fā)動機 發(fā)電機 供電3）并入城市燃氣網(wǎng)4）凈化提純作為化工原料用管道將回收的填埋氣從采集點輸送到臨近的使用地甲烷濃度：3550需凈化濃縮組分變化不大目前，中國已成為國際CDM市場上最大賣家。截至2007年7月13日，國家發(fā)展改革委批準的CDM項目共有601個，包括新能源和可再生能源項目、節(jié)能和提高能效項目、甲烷回收利用項目等。 廣州市興豐垃圾填埋場5MCDM項目于2009年正式并網(wǎng)發(fā)電，年發(fā)電量0.5億度，可供3萬人用電，年節(jié)約標煤1.5萬噸，全國最大。62興豐垃圾填埋場沼氣發(fā)電63固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 5填埋場的封場填埋場封場要求 封場：對達到壽命的填埋場進行表面覆蓋處理。封場后至少3年內(nèi)（即不穩(wěn)定期）不得進行任何方式的使用，并進行封場監(jiān)測，注意防火防爆。有資料表明，沼氣的產(chǎn)生期可長達50年，后期產(chǎn)量較少。64固體廢物處理與處置 Treatment and Disposal of Solid Waste 5填埋場的封場終