13固体废物的填埋处理2015(12环科)学生版

第十三章 固体废物的土地填埋处置
一 土地填埋处置的概述
二 卫生土地填埋的概述
三 填埋工艺 四 场底防渗系统 五 渗滤液的产生与控制 六 填埋气体的产生与控制 七 填埋场的封场
一 土地填埋处置的概述
1 概念
土地填埋（landfill）：
从传统的堆放和填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综合性科学工程方法。 优点：工艺简单，成本低，适用多种固体废弃物。
2）对HDPE膜铺设要求：
平坦、无皱折、搭接尽量减少焊缝、边坡与底部交界处 布设焊缝、接缝平行于斜坡面，基础底部膜避开垂直穿孔管 道、边坡膜要锚固（矩形槽覆土锚固法）。 3）对HDPE复合衬层下垫层（保护层）的要求： 采用天人防渗材料（黏土），黏土层厚度0.6～1.0m， 黏土层压实度不低于90％，下垫层不含直径大于0.5cm的颗 粒物、不脱水、开裂，施放化学除莠剂。
4）单HDPE复合衬层的结构设计：
边坡黏土层厚度比底层大10％（边坡防渗比底层难）， 底部黏土层（保护层）厚度0.6～1.0m，排水层（砂/砾石） 厚度大于30cm，边坡坡度1：3，底部坡度2～4％。
5）HDPE双衬层的结构设计： 上层HDPE膜0.6～2.0mm，基底HDPE膜1.0～1.5mm， 底部黏土层（保护层）小于等于100cm（边坡100cm），排 水层30cm，过滤层15cm，边坡1:3,底坡2～4％。
卫生土地填埋剖面图
（1）好氧式填埋：高温堆肥 减少填埋过程中垃圾降解所产生的水分，进而 减少渗滤液的污染。 高温，灭菌。 结构复杂，施工困难，造价高。
（2）准好氧式填埋
（3）厌氧式填埋 结构简单、操作方便、施工费用低，同时可回收 沼气。
2 场地的选择
选择原则：1）防止污染的环境安全原则；
2）经济合理原则；
1）覆土和填埋垃圾之比为1：4或1：3。
2）填埋后废物的压实密度为500-700kg/m3。 3）场地的容量： 一般填埋场应满足10年垃圾填埋容量的 要求；而大型填埋场应不少于20年。
一年中需要进行卫生填埋的固体废物体积可按下式计算：
4 填埋操作 操作步骤 将卸车后的垃圾摊开、撒匀 主要设备
推土机
（5）调节池
对渗滤液进行水质和水量的调节。
五 渗滤液的产生与控制
1 渗滤液的产生
（1）降水 渗滤液 的主要 来源
（2）地表径流
（3）垃圾含水 （4）地下水
渗滤液产生量的预测
（1）水量平衡法（理论计算法）ຫໍສະໝຸດ 卫 生 土 地 填 埋 场
渗滤液年产生量的数学表达式：
Q=P+D+G+W-E
P D G
E
Q W
5 渗滤液收集系统
包括：导流层、收集沟、多孔收集管、集水池、提升多孔 管、潜水泵和调节池。
（1） 导流层
指填埋场底一系列坡度的阶地，厚度不小于300mm， 由卵石（无，用碎石）铺设而成。目的是将全场的渗滤 液顺利地导入收集沟内地渗滤液收集管内。
（2）收集沟 设置于导流层的最低标高处，并贯穿整个场底，尽量 设置成直管，中间不出现弯折点。位于场底中轴线上的 为主沟，在主沟上依间距30－50m设置支沟。收集沟中填 充卵石或碎石 。
（4）根据垃圾产生量进行类比分析 渗滤液产生量与垃圾量之间存在一定的比 例关系，一般在0.2～1.1之间。 垃圾量小，降雨大的地区，取高值。 垃圾量大，降雨小的地区，取低值。
2 渗滤液的组成及特征
常见元素和离子：Cd、Mg、Fe、Na、
NH3、CO32-、SO42-、Cl-等
组 微量金属：Mn、Cr、Pb等 成 有机物：以COD、BOD来计量 微生物：细菌、大肠杆菌
缺点：
（1）容量限制：一般以20年为设计标准，可以通过分选延 长使用寿命。 （2）二次污染：浸出液污染地下水，有机物产生气体。
2 分类
山间填埋 填埋 地形 特征 峡谷填埋 填埋场地 水文气象 条件 干式填埋 湿式填埋
平地填埋
废矿坑填埋 厌氧性填埋 好氧性填埋 准好氧性填埋
干式、湿式混合填埋
填埋场 的状态
双复合衬层防渗系统：综合了单复合和双层防渗系统的优 点，具有抗损坏能力强、坚固性好、防渗效果好等优点， 但造价较高。用于危险废物安全填埋场。
人工防渗衬层的设计：
1）对HDPE 膜性能要求：
密度0.95g/cm3,熔流指数0.05～0.3g/10min，碳黑添加量 2～3％，膜厚0.5～2.5mm，渗透系数小于10-12 cm/s。
压实机
压实垃圾
挖掘机
铲运机
摊平并压实每日覆盖土和中间覆盖土 目前采用可重复利用的塑 料膜替代日覆盖土
封场，复育
三 填埋工艺（以生活垃圾为例）
四
场底防渗系统—固废填埋场最重要组成部分
通过在填埋场底部和周边铺设低渗透性材料建立衬 层系统以阻隔填埋气体和渗滤液进入周围的土壤和水体 产生污染，并防止地下水和地表水进入填埋场，有效控 制渗滤液产生量。
3 渗滤液的控制对策 （1）渗滤液产生量的控制 （2）渗滤液的收集排放系统设置 （3）渗滤液的处理与最终处置
（1）渗滤液产生量的控制
1）入场垃圾含水率的控制
垃圾含水率<30％ 降低垃圾中有机物含量（分离作堆肥）
雨水流路
雨水沟
2）地表水渗入的控制
涵洞
雨水储存塘
增加覆盖层的贮排水作用
3）地下水浸入的控制
封场后有相当面积的土地可以开发利用
3 场地的设计
（1）填埋总体设计思路
（2） 场地设计主要考虑因素： 1）场地的面积和容量 2）地下水保护系统 3）气体的产生及控制
场地的面积和容量： 卫生土地填埋场地的面积和容量与城市的人口数量、 垃圾的产率、固体废物填埋的高度、垃圾与覆盖材料量之 比以及填埋后的压实密度有关。 常用的设计参数：
1 场地处理
铺设防渗膜前进行场地平整和石块等坚硬物的清除 。
其中：山坡开挖与平整宜与膜的分期铺设同步，边 坡坡度一般取1:3,平整开挖顺序为先上后下。
2 填埋场防渗材料
（1）天然防渗材料：黏土、亚黏土、彭润土等 ——天然防渗层 （2）人工合成有机材料（柔性膜）：塑料卷材、橡
胶、沥青涂层等，最重要的是高密度聚乙烯
膜等），将渗滤液阻隔于填埋场中，同时液防止外部的地 下水和地表水进入填埋场中。 不同组合形成单层、双层、单复合、双复合防渗系统
单层衬层防渗系统：只能用在抗损坏性低的条件下；
单复合衬层防渗系统：典型结构为柔性膜（上层）＋黏土 矿物层（下层），防渗效果优于双层衬层；
双层衬层防渗系统：用于混合型填埋场，即生活垃圾与危 险废物共同处置的填埋场；
天然防渗 人工防渗：复合衬层防渗
（2）渗滤液的收排系统设置 作用：保证在填埋场预设寿命期限内正常运行，收集并 将渗滤液排至场外指定地点，避免渗滤液在填埋场底部蓄积。
渗滤 液蓄 积引 起的 问题
（HDPE)。 ——人工单/双层防渗层
3 场底防渗系统（从上到下）
过滤层——保护排水层，过滤掉渗滤液中的悬浮物和其
他故态、半固态物质；
排水层（包括渗滤液收集系统）——及时将渗滤液排出，
减轻防渗层压力，减少渗滤液外渗的可能性；
保护层——保护防渗层，防止其受外界影响而被破坏；
防渗层——通过铺设渗透性低的材料（改性黏土、柔性
污染物
代表浓度X 30,000 20,000 500 2,000
范围 (0.01～3)X (0.01～2)X (0.01～1.5)X (0.05～1.5)X
渗滤液水质 填埋场中废物的分解过程 阶段Ⅰ：好氧分解阶段； 阶段Ⅱ：液化及产酸阶段； 阶段Ⅲ：甲烷增长阶段；
COD BOD NH4+-N Cl-
（4）气候条件
蒸发量大于降水量的环境，避免高寒区
（5）环境条件
尽量避开居民区，适当远离城市，尽量选建在城市的下风向。
（6）运输距离要适中
一般要求在保证其它条件不受影响的情况下，运输距离尽量短， 以减少处置的成本。 交通方便，具有能够在各种条件下运输的全天候公路。
（7）考虑迹地的开发利用
迹地——完成填埋作业后的地盘。
卫生土地填埋（城市生活垃圾） 对 象
安全土地填埋（危险废物）
二 卫生土地填埋(Sanitary Landfill)的概述 1 概念
Sanitary landfills are sites where waste is isolated from the environment until it is safe 卫生土地填埋： “利用工程手段，采取有效技术措施，防止 渗滤液及有害气体对水体和大气的污染，并将垃圾 压实减容最小，填埋占地面积最小。在每天操作结 束或每隔一定时间用土覆盖，使整个过程对公共卫 生安全及环境均无危害”的一种土地处理技术。
3）工程合理原则 ； 4）政策法规原则（符合城市发展规划）
选择步骤：预选——初选——定点。
考虑的因素： （1）合理确定有效填埋面积 满足10年以上服务区内垃圾的填埋量
一般生活垃圾填埋场的使用年限以15-25年为宜
（2）土质条件与地形特点
底层土壤的防渗能力强
覆盖土壤易取，易压实，防渗能力强 地形要便于施工，避开洼地，泄水能力强 （3）水文地质条件 地下水位尽量低，距底层填埋物至少有1.5m 最佳场址选在封闭的流域内
每天将运到填埋场的固体废物在限定的区域内铺散成4075cm的薄层，然后压实以减少废物的体积，并在每天操作之后用 一层厚15-30cm的土壤覆盖、压实。
固体废物层和土壤覆盖层共同构成一个单元，即填筑单元 （cell）。具有同样高度的一系列相互衔接的填筑单元构成一个 升层（lift）。 完整的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的。当土地 填埋达到最终的设计高度之后，再在该填埋层之上覆盖一层90120cm的土壤，压实后得到一个完整的卫生土地填埋场。