07环工《固废》课件07填埋.ppt
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1、第七章 固体废物填埋处置技术 第一节 概 述 一、固体废物处置的定义 1、学术定义 “处理”(treatment)是指通过物理、化学或生物的方法,将废物转化为便于运输、贮存、利用和处置形式的过程。 “处置”(disposal)基本上等同于最终处置。 2、固体法(2005年修订)定义 处置,是指将固体废物焚烧和用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法,达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者消除其危险成分的活动,或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的填埋场的活动。 据此,处置的范围包括了处理与处置的全部内容。,二、固体废物最终处置原则 1、分类管理和处置原则 据对环境
2、危害程度大小和危害时间长短分为以下六类: 对环境无有害影响的惰性固体废物,如建筑废物、相对熔融状态的矿物材料等; 有轻微、暂时影响的固体废物,如矿业固体废物、粉煤灰等,废物对周围环境的污染是轻微的、暂时的; 有较大影响的固体废物,如生活垃圾; 有较大影响的固体废物,如大部分工业固体废物; 在很长时间内对环境有严重影响的固体废物,如危险废物; 在很长时间内对环境和人体健康有严重影响的废物,如特殊废物、高水平放射性废物等。,一,一,废物屏障系统:预处理,如固化或惰性化处理; 密封屏障系统:工程措施,如防渗、隔断、排水等; 地质屏障系统:地质、水文地质、工程地质条件。 3、集中处置原则,多 重 屏
3、障 原 理,地质屏障系统,密封屏障系统,废物屏障系统,2、最大限度与生物圈隔离原则多重屏障原理,三、固体废物最终处置方法(按处置场所分类),固废 处置,陆地处置 海洋处置,土地耕作处置 工程库存 土地填埋处置,海洋倾倒 远洋焚烧,一般工业废物,第二节 土地填埋处置技术 一、填埋处置定义及功能 1、填埋处置定义 是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适的场所,按照工程理论和土工标准把固废用土层包容和屏蔽隔离起来的技术,它是从传统的堆放和填地处理方法发展起来的一项最终处置技术,亦即隔离转化技术。 2、主要功能 贮存功能; 阻断功能; 处理功能; 土地利用功能。 3、特点 优点:工艺简单、成本低
4、,适应性强,可造地等; 弱点:占地、渗沥液控制、选址难、运输费高等。,二、填埋处置技术分类,广义填 埋处置,填埋处置 (狭义) 浅地层埋藏 深地质处置库,惰性填埋 卫生填埋 安全填埋(改进、强化),卫生填埋,自然衰减型填埋(渗液衰减,类工业废物) 半封闭型填埋(顶封毛管截留,底衬、排液) 全封闭型填埋(设防渗层和收集渗液系统),放射性废物,三、卫生填埋技术 (一)定义及类型 1、卫生填埋的定义(sanitary landfill) 是指采取防渗、铺平、压实、覆盖对生活垃圾进行处理和对气体、渗沥液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法市容环境卫生术语标准CJJ/T65-2004。 2、卫生填埋类型 按填
5、埋状态划分 厌氧性填埋:国内采用最多的一种形式,简单、 方便、费用低、回收CH4; 好氧性填埋:复杂、难度大、成本高,难推广; 准好氧性填埋:介于上二者之间,日本普及。,厌氧性填埋 回收填埋气体,集排水出口有水封;,半满,全满,准好氧性填埋 加快稳定,出水口呈半满水流状态。,按场址地形分类 山谷型卫生填埋场 滩涂型卫生填埋场上海老港废弃物填埋场 平原型卫生填埋场北京阿苏卫填埋场 地上式填埋地形、地下水不适合开挖; 地下式填埋存在丰富覆土可挖,地下水位较深的地方。 生活垃圾卫生填埋技术规范(2004)分类: 山谷型、平原型、坡地型卫生填埋场。,平 原 形 填 埋 场,青 岛 市 小 涧 西 垃
6、圾 填 埋 场,山 谷 型 填 埋 场,洛 阳 市 盘 龙 冢 垃 圾 卫 生 填 埋 场,(二)卫生填埋工艺及判据,垃圾流程 覆盖流程 雨水径流 沼气流程 渗沥液流程,填 埋 工 艺 流 程,1、工艺组成,运输工具,计量,调节池,卸车,摊平压实,挖装设备,运输工具,截洪沟,燃烧、利用或排放,覆盖,渗沥液预处理,沼气,洒 药,覆盖材料,生活垃圾,渗沥液,水体,污水处理厂,(二)填 埋 工 艺 流 程 图,填 埋 工 艺 流 程 图,运输工具,计量,调节池,卸车,摊平压实,挖装设备,运输工具,截洪沟,燃烧、利用或排放,覆盖,渗沥液预处理,沼气,洒 药,覆盖材料,渗沥液,水体,污水处理厂,生活垃圾
7、,2、卫生填埋场的主要判据 (6条) 是否达标防渗; 是否按规范作业,如推平、压实、覆盖; 渗沥液是否处理达标排放; 气体是否有效治理或利用; 排水措施健全与否(库区雨污分流,场外截留导排,封场表面排水); 蝇蚊等是否得到有效控制。,生活垃圾填埋场无害化评价标准 CJJ/T107-2005 2005年12月1日实施,(三)场址选择 场址选择是处置工程设计的第一步。通常认为,选择到一个好的场址,填埋场建设就成功了一半。大多数城市和地区在实施固废填埋管理计划时,最难之事就是场址的选择,因为它制约着填埋场工程安全和投资强度。 填埋场建设与管理工作的5个阶段: 选址工程设计工程建设投产运行封场利用。
8、1、基本原则 符合城市总体规划、环境卫生专业规划,以及现行国家标准(GB16889)和规范(CJJ17-2004)要求; 技术可行、经济合理。,2、步骤卫生填埋技术规范建设标准规定: 场址初选:1/5万地形图上初定3个以上候选场址;,昆山市生活垃圾填埋场选址图, 场址推荐: 踏勘、对比、分析推荐2个以上(含2个)预选场址;, 场址确定:对预选场址进行技术、经济和环境的综合比较,推荐拟定场址。并进行地形测量、初步勘察和初步工艺设计,完成可研报告,通过审查确定场址,控制距离,绿化带,边界,填埋场,进路,场址范围圈定、用地规模确定,3、主要考虑的方面及因素 满足日处理规模、设计库容、使用年限的要求;
9、 卫生填埋处理工程项目建设标准-2009规定:合理使用年限应在10年以上,特殊情况不低于8年。一般正常使用年限1020年,日处理大的10年左右,小的1520年。,总容量应与日处理规模有机结合,二者悬殊均会造成投资浪费。,按总库容量分类 类型 总容量(万m3) 1200 5001200 200500 200,按日处理能力分类 类型 处理量(t/d) 1200 5001200 200500 200,填埋场用地指标 建标2005157号, 符合技术规范控制标准中的强制性规定 填埋场不应设在下列地区(9条) 、地下水集中供水水源地及补给区; 、洪泛区和泄洪道; 、距居民居住区或人畜供水点500m以内的
10、地区; 、距河流和湖泊50m以内的地区; 、距民用机场3km以内的地区: 、活动坍塌地带、地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区; 、珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区; 、公园、风景、游览区、文物古迹区、考古学、历史学、生物学研究考察区; 、军事要地、基地,军工基地和国家保密地区。,活动的断裂带 GB16889-08,洪泛区、淤泥区 GB16889-08, 运输距离要适中 由于通常适合用作填埋场的土地不在城市已建道路附近,因此,道路和运输成为填埋场选址的重要因素,对整体运行有着决定性意义。不妨考虑铁路运输,可在附近选址;既廉价又全天候运行。 工程地质条件 地形地貌及覆土条件:避开岩溶地貌,土源丰富
11、; 地质构造、地层岩性:避开活断层,寻求粘土层 水文地质条件:一般要求地下水位尽量低,距基底层至少1.5m。美国2.0m;CJJ17-2004:暂无规定; 物理地质现象避开滑坡、泥石流、崩塌等。,填埋场污染控制标准 GB16889-2008“基础层底部应高出地下水年最高水位1m以上”, 气候条件 场址应避开风口,应设在当地夏季主导风向的下风向(GB16889) 与城市规划建成区的距离 大、中城市大于5km,小城市大于2km; 城市环境卫生设施规划规范(GB503372003) 考虑迹地的开发利用 迹地指完成填埋作业后的地盘。,(四)填埋场设计 1、技术标准、规范 生活垃圾卫生填埋处理工程建设标
12、准(2009) 生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJ17-2004) 生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008) 生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范 (CJJ113-2007) 生活垃圾卫生填埋场封场技术规程(CJJ112-2007) 生活垃圾填埋场环境监测技术要求(GB/T-2008) 土工合成材料应用技术规范(GB 50290-98) 填埋场用高密度聚乙烯土工膜(CJ/T234-2006) 填埋场用线性低密度聚乙烯土工膜(CJ/T 276-2008) 生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程(CJJ-2003),垃圾填埋场压实机技术要求(CJ/T 301-2008) 生活垃圾填埋场渗滤
13、液处理工程技术规范(试行)HJ564-2010。02-03发布,04-01实行。 防洪标准(GB50201-94) 建筑设计防火规范(GBJ 16) 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001) 厂矿道路设计规范(GBJ22-87) 2、填埋场建设项目和内容 生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 (2009)第十三条规定:,建设项目构成,主体工程与设备 配套工程 生产管理与生活服务设施, 主体工程与设备 主要包括:场区道路,场地整平,防渗工程,坝体工程,雨洪水及地下水导排,衍生物收集、导排、处理及利用,水土保持,计量,绿化隔离带,防飞散设施,封场工程,污染控制与环境监测设施,填埋作业机械设备。
14、 配套工程 主要包括:进场道路(码头)、机修、供配电、给排水、消防、通信、加油、冲洗、洒水等设施 生产管理与生活服务设施 主要包括:办公、食宿、浴室等设施。 明确规定建设项目的构成和建设内容,是为避免漏建或多列工程项目致使填埋场无法运行或人为造成浪费。,填 埋 场 总 体 布 置,青岛市小涧西垃圾填埋场,3、主要设计内容(主体工程项目) 规模确定填埋库容(容量)和填埋区面积 填埋库容 填埋容量f(服务区垃圾人均日产量、人口变化、 服务年限、覆土与垃圾比值、压实密度)。 容量计算参数: 服务区人口数(预测系列、均值); 人均日产垃圾量及变化预测; 覆土和垃圾体积之比为1517或18 。 固体废物
15、的压实密度0.6t/m3 服务年限10a,特殊情况下,不应低于8年。,专家提出=0.8 t/m3才是真正的卫生填埋。 有压实机的可达0.8 t/m3,推土机只能达到0.6 t/m3 垃圾填埋容量(m3/d) 垃圾填埋量(t/d)/垃圾压实密度(t/m3) 填埋库容垃圾填埋容量覆土体积 设计填埋容量年填埋容量填埋年限。 年填埋容量(m3/a) 日垃圾填埋容量(m3/d) 365(d/a) (1+k) 式中,k=1/41/7;k=覆土/填埋垃圾 填埋高度(也称填埋效率)填埋容量/填埋面积,V填埋容量PCE/DC m3/a 环境工程导论 式中,P服务区人口数,人; C人均年产垃圾,kg/人.a; D
16、C压实密度,kg/m3; E(VSW+VC)/ VSW ,E=1+k,E1; k=VC /VSW,k1 VC覆土体积,m3;VSW垃圾体积,m3 考虑垃圾降解减量的库容计算公式:,式中,W每日填埋垃圾量;f体积减少率,0.150.25 覆土体积占废物体积的比率,0.150.25,式中, Vt填埋总容量,m3; H场址最大深度,m; 1.051.20修正系数。 【例题】:一个5万人口的城市,平均每人每天产生垃圾为2.0kg,如果用卫生填埋法处置,覆土与垃圾之比为14,填埋后废物压实密度为600kg/m3,试求年填埋处置容量和运营20年的设计填埋容量。, 填埋场规模 通常表示一座填埋场的规模(sc
17、ale)均以填埋区的总面积为准。其值可由下式估算:,解:年填埋容量 V(m3/a)的计算: V2.05104/600(1+1/4)36576041 m3/a 运营20年的设计填埋容量(总库容): V20=7604120=1.521106m3; 若填埋高度为7.5m,则运营20年的填埋面积为: A20=(1.521106)/7.5=202800 m2 填埋区面积关系到防渗、收集工程及征地面积和工程造价等。技术规范规定:填埋库区的占地面积宜为场区总面积的70%90%,不得小于60%。 建设标准填埋库区每m2应填埋垃圾10m3以上., 场地总平面布置, 场地整平与坝体工程,垃圾坝,阻挡垃圾形成填埋场
18、初始库容的堤坝, 防渗工程与渗沥液导排 渗沥液的主要来源(5个方面) 降水主要来源,服务期填埋过程中入渗补给; 径流入渗补给主要来源(防渗严密可不计); 地下水侧向入渗沟壑两侧(防渗严密可不计); 垃圾水分(含的和带入的水、生物降解水分); 覆土水分。 由此可见,防洪、隔断地下水、覆盖、减少垃圾水分含量均能控制渗沥液的产生数量。, 渗沥液产生量估算公式 .日均降水量经验式 QCIA/1000 (m3/d ) 式中,Q日平均浸出液量,m3/d,水文分析值: Q 的作用 排水管径、处理能力; C流出系数,一般取0.20.8; I日平均降雨量,mm/d,I/1000(m); A填埋场集水面积 m2
19、,A=f(t)。 日本废弃物最终处置场指南解说中的合理式 Q1/1000IC1A1(作业区) C2A2 (终场区) 目前有最大月日平均降水量和年平均日降水量法。,生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)HJ564-2010 分作业C1、中间覆盖C2、终场覆盖C3 等3个单元; C1取0.50.8;C2取(0.40.6)C1 C3取0.10.2;,最大月降水量法准最大渗沥液量,决定调节池大小 年均降水量法日平均渗沥液量,决定处理规模。 .水量均衡计算式 L P(1)ES 式中,L垃圾渗沥液量; P填埋场区域的降水量; 地表径流系数,RP, RP ; E地表及植物蒸发水量; S垃圾层及覆土层的
20、含水量(蓄水量)变化值; S0,吸收降水;S0,给出水量转化为渗沥液。,渗沥液产生量经验参考值: .前西德 平均为7.4 m3/had ;疏松表面为10 m3/had ,最高为30 m3/had ,一般压实为5 m3/had ,较低压实为10 m3/had ;欧洲广大地区降水量为5001000mm; .前苏联 大部分地区为08.2 m3/had ,莫斯科降水量600mm; .上海地区 中间覆盖后有填埋区域年平均产生量为50 m3/had ,年平均降水量1000mm左右。 . 北京地区 一般为垃圾处理量的10%15%。年平均雨量600多毫米, 渗滤液成分特征 渗沥液污染物浓度变化范围表 mgL,
21、注:TS总硫;TCr总铬;VFA一挥发性脂肪酸,渗滤液主要特征: 水量水质变化大。 BOD5/ COD比值变化大,二者浓度高; NH4+-N浓度高; 成分复杂、金属离子多,无机盐含量高; 磷不足,微生物营养元素比例失调等; 色度高、臭度大。 兰州市城关区芦家大沟填埋场渗滤液成分 嗅味 色度(度) CODcr(mg/L)PH 总残渣(mg/L) 恶臭 24279 10751 9.0 21334,结论:渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害有机废水,溶解性盐含量可达10g/L以上,高NH3-N浓度是其重要特征之一,也是生物技术难以处理的重要原因。 一般规律:新老衰减过程中,特征值均出现峰值; pH值
22、由弱酸弱碱。 防渗工程 防渗方式天然防渗和人工防渗 人工防渗水平防渗和垂直防渗 、防渗层(衬里)为构筑渗沥液防渗屏障,用以包封填埋体的由各种材料组合成的不透水层。 功能隔断场内外水力联系,阻止渗滤水进入地下水和外部水进入填埋体内,防止填埋气体外泄。,、防渗材料,土工合成材料 天然粘土、改性土,常用土工合成材料:高密度聚乙烯(HDPE)土工膜,线性低密度聚乙烯(LLDPE)土工膜; 规格:0.75、1.0、1.25、1.53.5mm等厚度。 是高分子聚乙烯经平板挤压机压制而成。 具有抗-7085脆化老化性、化学稳定性、低渗透性、紫外光稳定性等特征和优点。 k1.010-13g.cm/(cm2.s
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