剖面图 2 返回剖面图 1目录第十一章 固体废物最终处置剖面图 2 返回剖面图 1目录本章重点填埋场的设计填埋场的构造类型渗滤液的产生及控制
LFG的产生及控制填埋场密封系统剖面图 2 返回剖面图 1目录最终处置要求
固体废物的最终处置是为了使固体废物最大限度地与生物圈隔离而采取的措施,是解决固体废物的最终归宿问题。
剖面图 2 返回剖面图 1目录处置方法分类
基本方法是通过多重屏障实现有害物质同生物圈的有效隔离。
概括来说可分为海洋处置和陆地处置两大类。
剖面图 2 返回剖面图 1目录海洋处置
分为:
1,海洋倾倒 选择距离和深度适宜的处置场,把废物直接倒入海洋。它的根据是海洋是一个庞大的废弃物接受体,对污染物质能有极大地稀释能力。进行海洋倾倒时,首先要根据有关法律规定,选择处置场地,然后再根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、处置废弃物的种类及倾倒方式进行技术可行性研究和经济分析,最后按照设计的倾倒方案进行投弃。
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伦敦公约根据废物倾倒后能够使海洋遭到损害的程度,将废物分为三类,第一类为绝对禁止投放的废物(黑名单);第二类是经过特别准许后能够倾倒的废物(灰名单);第三类是允许排放的低毒、无毒废物(白名单)。
剖面图 2 返回剖面图 1目录第一类物质
有机卤化物、汞和镉及其化合物,耐久的塑料及其他人造材料,原油、石油产品、
石油蒸馏残渣残液及其混合物,高水平放射性废物,漂浮在海上影响捕鱼、航行及其他活动或危害海洋生物的物质,为生物和化学战争制造的任何形态的物质。
剖面图 2 返回剖面图 1目录第二类物质
砷、铅、铜、锌、铍、铬、镍、钒及其化合物。有机硅化物、氰化物、氟化物。易沉入海底,可能严重影响航行、捕鱼的容器,碎金属及其他大块废料,本身无毒但倾倒过量可能会造成危害或引起环境恶化的物质。
剖面图 2 返回剖面图 1目录海洋处置
2,远洋焚烧 利用焚烧船在远海对固体废物进行处理处置的一种方法。废物焚烧后产生的废气通过净化装置与冷凝器,冷凝液排入海中,气体排入大气,残渣倾入海洋。
这种技术适于处置易燃性废物,如含氯的有机废弃物。
剖面图 2 返回剖面图 1目录陆地处置
陆地处置的方法有多种,包括土地填埋、
土地耕作、深井灌注等。土地填埋是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项处置技术,它是目前处置固体废弃物的主要方法。
剖面图 2 返回剖面图 1目录深井灌注 deep-well injection (of
hazardous wastes)
深井灌注指把液态废物注入到地下与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性的岩层中。
一般废物和有害废物可采用深井灌注方法处置。但主要还是用来处置那些实践证明难于破坏、难于转化、不能采用其它方法处理或采用其它方法费用昂贵的废物。深井灌注处置前,需使废物液化,形成真溶液或乳浊液。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录工作程序
场地选择
1.钻井与施工
2.操作与监测剖面图 2 返回剖面图 1目录土地填埋处置
它是从传统的堆放和填埋处置发展起来的一项最终处置技术。因其工艺简单、成本较低、适于处置多种类型的废物,目前已成为一种处置固体废物的主要方法。
剖面图 2 返回剖面图 1目录土地填埋处置种类
土地填埋处置种类很多,采用的名称也不尽相同。按填埋地形特征可分为山间填埋、
平地填埋、废矿坑填埋;按填埋场的状态可分为厌氧填埋、好氧填埋、准好氧填埋;
按法律可分为卫生填埋和安全填埋等。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录术 语
城市生活垃圾 municipal domestic refuse
在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。
卫生填埋 sanitary landfill
采取防渗、铺平、压实、覆盖对城市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
有害垃圾 harmful refuse
在生活垃圾中含有对人体健康或自然环境可能造成直接危害或潜在危害的废弃物。如废电池、
油漆、灯泡、灯管、过期药品等剖面图 2 返回剖面图 1目录术 语
渗透系数 permeability coefficient
表示防渗材料透水性大小的指标。在数值上等于水力坡度为 1时的地下水的渗流速度。
垃圾坝 refuse dam
建在垃圾填埋作业区前,由块石或建筑材料构成,起到挡阻垃圾或通透垃圾渗沥液作用的堤坝。
截洪沟 Cut-off ditch
在填埋场区外围坡地沿等高线开挖的水沟,
用以拦截及排泄坡面水流。
剖面图 2 返回剖面图 1目录术 语
集液池 leaching pool
在填埋场最低处修筑的汇集渗沥液,并可自流或用提升泵将积液排出的构筑物。
调节池 regulating reservoir
为减少水量和水质变化对污水处理工艺的影响,在污水处理系统前设置的污水预处理或具有调蓄功能的构筑物。
渗沥液(渗滤液) leach ate
填埋过程中垃圾分解产生的液体及渗入的地表水的混合液。
剖面图 2 返回剖面图 1目录术 语
粘土类衬里 clay liners
渗透系数小的自然形成粘土或改性土经压实铺设的填埋场防渗层。
人工衬里 artificial liners
利用人工合成材料等铺设的填埋场防渗层。
如高密度聚乙烯、土工织物、土工膜、土工复合材料等。
复合衬里 composite liners
采用粘土类衬里或人工衬里等复合铺设的防渗层。
剖面图 2 返回剖面图 1目录术 语
盲沟 underground ditch
采用高滤过性能材料铺设于防渗层上,用于导排渗沥液或气体迁移的地下暗床(管)。
填埋场封场 seal of landfill site
填埋垃圾作业至设计封顶标高或填埋场停止使用后,对填埋库区表面进行覆上或铺设防渗材料等进行防渗处理、地表水导流、填埋气体导排、
场区绿化等工程的实施过程。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋物
填埋物应是下列城市生活垃圾:
1,居民生活垃圾;
2,商业垃圾;
3,集市贸易市场垃圾;
4,街道清扫垃圾;
5,公共场所垃圾;
6,机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾。
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填埋物严禁包含下列有毒有害物:
1,有毒工业制品及其残物;
2,有毒药物;
3,有化学反应并产生有害物的物质;
4,有腐蚀性或有放射性的物质;
5,易燃、易爆等危险品;
6,生物危险品和医疗垃圾;
7,其他严重污染环境的物质。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场的场址选择
1,填埋场场址设置应符合当地城市建设总体规划要求:符合当地城市区域环境总体规划要求;
符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。
2,填埋场对周围环境不应产生影响或对周围环境影响不超过国家相关现行标准的规定。
3,填埋场应与当地的大气防护。水土资源保护。
大自然保护及生态平衡要求相一致。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
4,填埋场应具备相应的库容,填埋场使用年限宜 10年以上;特殊情况下,不应低于 8
年。
5,选择场址应由建设、规划、环保、设计、
国士管理、地质勘察等部门有关人员参加。
6,填埋场宜选在地下水贫乏地区 。
7,填埋场防洪应符合规定 。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
8,填埋场选址顺序
① 场址初选根据城市总体规划、区域地形、地质资料在图纸上确定 3个以上候选场址;
② 候选场址现场踏勘选址人员对候选场址进行实地考察,并通过对场地的地形、地貌、
植被、水义、气象、交通运输和人口分布等对比分析确定预选场址;
剖面图 2 返回剖面图 1目录
③ 预选场址方案比较选址人员对 2个以上(含 2个)的预选场址方案进行比较,并对预选场址进行地形测量、初步勘探和初步工艺方案设计,完成选址报告,并通过审查确定场址。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场不应设在下列地区
1,地下水集中供水水源的补给区;
2,洪泛区;
3,淤泥区;
4,填埋区距居民居住区或人畜供水点 500m
以内的地区;
5,填埋区直接与河流和湖泊相距 50m以内地区;
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场不应设在下列地区
6,活动的坍塌地带、地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区;
7,珍贵动植物保护区和国家自然保护区;
8,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;
9,军事要地、基地,军工基地和国家保密地区。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场选址基础资料的收集
1,城市用地规划、区域环境规划、场址周围人群活动分布与城区的关系;
2,城市环境卫生规划及垃圾处理规划;
3,地形、地貌及相关地形图;
4,地层结构、岩石及地质构造等工程地质条件;
5,地下水水位深度、流向等场址水文地质资料及利用情况;
6,夏季主导风向及风速;
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场选址基础资料的收集
7,降水量、蒸发量等气象背景资料;
8,周围水系流向及用水状况;
9,洪泛周期(年);
10.待填埋处理的垃圾总量和日填埋量;
11.垃圾类型、性质、组成成分;
12.土石料条件,包括取土石料难易、远近和存储总量;
13.交通运输及供水供电条件。
剖面图 2 返回剖面图 1目录场地的设计
卫生土地填埋的场地设计包括场地的面积和容量的确定、地下水的保护措施及降解气体的控制等。
剖面图 2 返回剖面图 1目录场地的面积和容量
场地的面积和容量与城市的人口、垃圾产率、
填埋高度、垃圾与覆盖材料之比和填埋后的压实密度有关。
每年填埋的固体废物体积:
覆土体积
,填埋后废物的压实密度城市人口
)(人垃圾产率,


C
m/kg-D
P
d/kg
3 6 5
3
W
C
D
WP
V
剖面图 2 返回剖面图 1目录
如果填埋高度为 H,则每年所需土地面积为:
A=V/H
实际占地面积确定后,还要考虑场地周围土地的使用,要注意保留适当的缓冲区。
剖面图 2 返回剖面图 1目录表面水控制
填埋场设计时必须考虑直接落入填埋体的降雨量和场外流入场内的径流量。径流量通常用环绕填埋体的沟渠引走,沟渠尺寸、
结构及建材由填埋场的具体情况决定。为了防止冲刷,沿陡坡下来的径流必须用铺砌好的沟渠、岩石渠道或闭合断面沟渠引走。所有表面径流原则上不能让其进入填埋场,常用 25年或 50年一遇的最大雨量来设计渠道大小。
剖面图 2 返回剖面图 1目录地下水保护
防止表面水进入填埋体有助于保护地下水。
通过适当的选址、控制和引开表面径流,
禁止过分潮湿的废物放置,利用覆盖材料如土壤、植被等可以达到保护地下水的目的。另外,还可以利用防渗层达到保护地下水的目的。在填埋场的底部和侧面,要求使用防渗层,防渗层有几种:天然固有的防渗层、粘土人工筑成的防渗层和合成膜防渗层。合成膜只能在天然层支撑的情况下使用。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录排气及防爆
填埋场必须控制填埋物产生的气体,严禁填埋气体爆炸,并应符合下列规定:
1,填埋场应设气体导排设施。
2,气体导排应按地形分别设竖向、横向或横竖相连的排气道。各填埋层间可用穿孔管或石笼集气,
可用卵石等粒状物及土工布掩护,应保证其透气性。在填埋深度较大时宜设置多层导流排气系统。
应考虑消化过程中的体积变化对气体导排系统的影响。
剖面图 2 返回剖面图 1目录排气及防爆
3,采取自然排气法应在地平面的水平方向上设置间距不大于 50m的垂直导气管,管口应高出场地表面 100cm以上。采用火炬法点燃时,应高空处理。
4,有条件回收利用填埋气体的填埋场,应设置填埋气体集中收集设施,并监测填埋气体成分及量的变化。
剖面图 2 返回剖面图 1目录排气及防爆
5,在填埋区应设消防贮水池和消防给水系统等灭火设施。
6,填埋区应设防火隔离带,其宽度宜为 8m
7,填埋场区中,甲烷气体的含量不得超过 5
%;建(构)筑物内,甲烷气体含量不得超过回 1.25%。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋工艺
1,填埋场道路应能全天候通行,并应符合现行国家标准,厂矿道路设计规范,( GBJ
22)的规定。填埋作业区道路宜有防民、
防陷设施。
2,填埋作业应按地形、地质情况采用一种或两种以上的作业法,包括平面作业法、斜坡作业法、沟填法等。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
3,填埋应实行单元、分层作业,每一单元及作业平台的大小应按设计及现场设备、垃圾量、运输等实际条件而定。填埋作业应定点倾卸、摊铺、压实。应以一日为一小单元或每班次为一小单元,宜每日一覆盖。
4,作业单元应采用分层压实方法,垃圾压实密度应大于 600kg/ m3。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
5,单元每层垃圾厚度依填埋作业设备的压实性能及垃圾的可压缩性确定,宜为 2~ 3m,
最厚不得超过 6m。
6,每层垃圾压实后,应采用粘土或人工衬层材料进行覆盖,粘土覆盖层厚度应为 20~
30cm。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场的构造类型
1,自然衰减型填埋场
2,封闭型填埋场
3,半封闭型填埋场剖面图 2 返回剖面图 1目录自然衰减型填埋场
允许部分渗滤液由填埋场基部渗透,利用下伏包气带土层和含水层的自净功能来降低渗滤液中污染物的浓度,使其达到能接受的水平。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录
适用性
显然,包气带土壤不可能将所有污染物质全部降解,只有那些无害固体废物或会发生生物降解、化学降解或物理衰变的废物采用自然衰减型填埋场来处置。
剖面图 2 返回剖面图 1目录全封闭型填埋城
设计概念是将废物和渗滤液与环境隔绝开,
将废物安全保存相当一段时间(数十甚至上百年)。
顶部安装入渗水收排系统( SLCR),底部安装渗滤液收集主系统( LCRS)和渗滤液检测收排系统( LDCR)。衰减过程是在废物中进行的。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录半封闭型填埋场
介于自然衰减型填埋场和全封闭型填埋场之间。
顶部密封系统要求不高,大气降水会部分进入填埋场;底部一般设单层密封系统,
渗滤液也可能部分泄露进入下包气带和地下含水层。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场类型的选择
对于废物处置率低的场合(只限无害废物)
可以设计成自然衰型填埋场。
自然衰型填埋场不可必免会影响地下水,
不适用于处置大规模的废物;封闭型填埋场是大规模处置废物的唯一选择。
因此,小规模废物适合用自然衰型填埋场处置,封闭型填埋场适合处置大规模处置废物。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋方式
固体废物填埋场的构筑方式和填埋方式与地形地貌有关。可分为:
1,山谷型填埋
2,平地型填埋
① 地上式:适用于地下水位高的平原。
② 地下式:要求地下水位深,有良好的天然密封层。
③ 半地下式剖面图 2 返回剖面图 1目录废物土地填埋过程及管理填埋场规划和设计填埋场布局规划确定填埋场构造及填埋方式确定填埋场容量地表水排水设施环境监测设施厂区环境考虑场地基础设施剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场的开发建设填埋场场地准备填埋场衬层铺设有关的土方工程剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场的运行管理填埋操作填埋场运行规划所需机械设备及使用要求分区计划废物的覆盖防火措施碎片控制扬尘控制道路维护渗滤液收集系统的维护剖面图 2 返回剖面图 1目录渗滤液的产生和控制
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的渗滤液所造成的。渗滤液的污染控制是填埋场设计、运行和封场的关键性问题。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场渗滤液组成及特征
(一)渗滤液的主要成分
垃圾渗滤液是由垃圾分解后产生的内源水与外来水分 (包括大气降水、地表水、地下水入侵 )所形成的液体,其中含有大量的有机物、无机离子、以及离子 -有机化合物。垃圾渗滤液水质的变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响,尤其是降雨量和填埋时间的影响。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
主要成份可分为下列四类:
1,常见元素和离子,如 Cd,Mg、硫酸根和碳酸根等;
2,微量金属,如 Mn,Ni,Pb等;
3,有机物,常以 TOC,COD来计量,酚等也可以单独计量;
4,微生物剖面图 2 返回剖面图 1目录
(二)渗滤液浓度变化特征在填埋初期,渗滤液中的有机酸浓度较高,
而挥发性有机酸占有量不到 1%;随着时间的推移,挥发性有机酸的比例将增加。渗滤液中有机物浓度降低的速度,好氧填埋要比厌氧填埋快些。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
对于普遍采用的厌氧填埋,渗滤液的性质一般为,
1,色嗅 淡茶色或暗褐色,色度在 2000~4000之间,
有较浓的腐化臭味。
2,pH值 填埋初期 6~7,弱酸性,随着时间的推移,
可提高到 7~8。
3,BOD5 随着时间和微生物的增加,BOD5也随着增加。一般填埋 6个月至 2.5年达到最高峰,此时
BOD5多以溶解性为主,随后开始下降。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
4,COD 初期 COD略低于 BOD5,随着时间推移,BOD5急速下降,COD下降缓慢。
5,TOC 浓度一般为 265~2800mg/L。
BOD5/ TOC可反映有机碳氧化状态。
6,溶解总固体 随时间而变化。填埋初期溶解性盐的浓度可达 10000mg/L。填埋 6~24
个月达到峰值。
7,SS 一般在 300mg/L以下。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
8,氮化物 氨氮浓度较高,以氨态为主,一般为 0.4mg/L,有时高达 1mg/L。
9,重金属 生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,一般不会超标;但与工业废物或污泥混埋时,可能超标。
剖面图 2 返回剖面图 1目录渗滤液的产生及控制
(一)渗滤液的来源
1,直接降水
2,地表径流
3,地表灌溉
4,地下水
5,废物中的水分
6,覆盖材料中的水分
7,有机物分解生成水剖面图 2 返回剖面图 1目录
(二)渗滤液的产生量
渗滤液的产生量通常由下列因素决定:
1,填埋场构造 对渗滤液产生量有很大影响
2,降雨 影响渗滤液产生的降雨特征:降雨强度、
降雨量、降雨频率和降雨周期
3,地表径流 包括入流和出流,入流是指来自场地表面上坡方向的径流水,称为区域地表径流,对渗滤液的产生量有较大影响。出流是指填埋场场地范围内产生并流出的地表水,称为填埋场地表径流。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
4,贮水量 渗入土层的水分,只有部分会下渗进入废物层,另一部分则滞留在土层内。土层的贮水量与土层厚度,实际土壤含水率和田间持水量有关。
5,腾发量 地表蒸发和植物蒸腾作用
6,其他因素
① 形成填埋场气体所消耗的水分 有机物的厌氧分解要消耗水分。
② 形成水蒸气所消耗的水分 填埋场中的气体通常是水蒸气饱和态的。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
(三) 控制渗滤液产生量的工程措施
1,入场废物含水率的控制 随填埋废物带入的水分,
相当部分会在废物压实过程中沥滤 出来,在渗滤液产生量中占相当大的比例。为此,城市生活垃圾填埋一般要求含水率 <30%(质量分数)
2,控制地表水的入渗量 由于地表水渗入是渗滤液的主要来源,因此消除或减少地表水的渗入量是填埋场设计的最为重要的方面。
地表水管理的目的是不让区域地表径流进入填埋场区,不让填埋场内径流通过废物,对外界造成污染。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
控制地表水的入渗量措施
( 1)雨水流路
在填埋场周围设置场外排洪沟,防止场外周边地域的地表径流进入。
施工或生产运行期间,宜采用分区施工、
分区填埋、分区封顶的操作方式,以控制开放性作业面面积,同时可以减少降水产生的渗滤液量。
剖面图 2 返回剖面图 1目录排水路线典型安排截洪沟道路 排水干沟剖面图 2 返回剖面图 1目录
( 2)雨水沟
也叫排水浅槽,流过或绕过填埋场,承载填埋区域的全部径流。(见前图)
( 3)涵洞
用于排除道路下面的水,涵洞进出口处应有平缓的过渡,以减少进出口处的侵蚀。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
( 4)雨水储存塘
在许多情况下,需要建造暴雨储存塘来储存改道后的暴雨地表径流。
在地表水进入天然流域之前,需要使之通过一座专设的沉淀塘,减少排入水体中的总溶解固体( TDS)量。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
( 5)增加覆盖层的贮排水作用
中间覆盖层和最终覆盖层可以防止地表水进入填埋场。
在中间覆盖层上铺设第二层废物时,先把土层除去,堆放在一边,然后填埋,再把土壤盖上。
最终覆盖层可设置衬层 -排水层。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
3.控制地下水入渗量措施
有关的法规规定填埋场地底部距离地下水最高水位应 >1m,但在所有季节都要求符合这项原则是很难的。若不采取工程措施来降低地下水位,防止场外水进入填埋场,
则由于地下水的入浸势必导致填埋场的渗滤液剧增。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
( 1)设置隔离层
通过低渗透率材料的隔离作用防止地下水进入填埋区,是一种常用的被动控制型方式。
使用的方法有:使用合成材料柔性膜、帷幕灌浆、打入钢板桩等。为取得更可靠的效果,这种隔离层需要潜入现场的地下某一低渗透层。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
采用灌浆帷幕防渗是水利水电工程常用的防渗手段,其机理是通过灌浆手段,将灌浆材料压入岩层的孔隙或裂隙,堵塞地下水通道,起到防渗作用。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
( 2)设置地下排水管法
采用补射排水管的方法来控制浅层水,在农业上已经应用了多年。可在场区边界开挖沟渠,放入排水管,并用高渗透性材料回填,当地下水位升高时,就会流入排水渠 排走,为防止排水管被堵,
应在管外用无纺布包裹。
( 3)抽取地下水法
在处置区附近开凿一系列的井眼,经过抽取地下水,在填埋区下面形成一个漏斗。该方法有效但会增加运行费用。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录渗滤液收排系统
(一)收排系统的作用
保证在填埋场预设寿命内正常运行,收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地点,避免渗滤液在填埋场底部蓄积。渗滤液蓄积会引起以下问题:
1,填埋场内水位升高导致更强烈的浸出,使渗滤液的污染物浓度增大;
2,底部衬层上的静水压增加,导致更多的渗漏;
3,填埋场的稳定性受到影响;
4,渗滤液可能扩散到填埋场外。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
(二)收排系统的构造
由收集系统和输送系统组成。
收集系统主要部分是一个位于底部防渗层上面的由砂或砾石构成排水层,在排水层内设有穿孔管网。
输送系统由渗滤液贮存罐、泵和输送管道组成,有条件时可利用地形以重力流形式让渗滤液自流到处理设施。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
典型的填埋场收排系统由以下几个部分组成:
1.排水层 通常由粗砂粒砾铺设厚 30cm以上构成,水平渗透系数大于 10-2cm/s,坡度不小于 2%。排水层和废物之间应设置天然或人工过滤层,避免小颗粒土壤和其他物质堵塞排水层。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.管道系统
一般在填埋场内平行铺设,位于衬层的最低处。管道上开有许多小孔。管间距要合适,还应具有一定的纵向坡度。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
3.隔水衬层
由粘土或人工合成材料构筑,具有一定的厚度,能阻碍渗滤液的下渗,并具有一定坡度(通常 2%~5% ),以利于渗滤液流向排水管道。
4.集水井、泵、检修设施以及监测和控制装置等。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
(三)收排系统的类型剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录
(四)收排系统的数学模型
。的渗透系数,是横向排水层水平方向水通量,是进入填埋场废物层的最大积水深度为:
scmks
scme
KseC
Ctg
C
tg
C
tg
CLh
/;/;/
)1(m a x
2
2


剖面图 2 返回剖面图 1目录渗滤液收排模型
e
hmax
a
L
剖面图 2 返回剖面图 1目录衬层有效空隙率。衬层的渗透系数,
衬层厚度,积水高度,
穿透时间:
运移速度:
渗滤液泄漏量:
渗水通量:


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(五)排水层
设计排水层时应尽量选用水平渗透系数大的粒状介质,渗滤液收排主系统排水层应采用 5~10mm
的卵石或砾石,厚度不小于 30cm,渗透系数大于
0.1cm/s。
考虑到在长期使用过程中渗透系数会降低,设计时选用介质的渗透系数应比理论值大一个数量级,
并应在排水层上铺设过滤层,以避免细小的颗粒物质进入排水层造成堵塞。
渗滤液渗漏监测收排系统排水层一般选用粗砂。
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排水层应优先选用大小均匀的砂粒,整个一层全是砾石是不能做为排水层的。如果这样的话,废物中的细粒物会迁移并堵塞排水层。所以,若为砾石排水层,则应在其上部设计一个分级过滤器。
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(六)渗滤液收集沟(管)
渗滤液收集管一般安放在渗滤液沟中,用砾石将其四周加以填塞,再衬以纤维织物,
以减少细粒物进入沟内。
在收集沟下方的衬层应有更大的深度,以保证在沟底也能达到同样的最小设计厚度。
剖面图 2 返回剖面图 1目录衬层
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剖面图 2 返回剖面图 1目录
(七)避免系统失效的措施
1.管道堵塞及清除造成管道堵塞的原因:
① 细颗粒的结垢
② 微生物增长
③ 化学物质沉淀清洗机械:通条机、缆绳机、爬斗。
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2.避免管道破裂渗滤液收集管最好选用具有一定柔韧性的塑料管,为了防止破裂,渗滤液管应该小心施工,只有当渗滤液沟准备就绪后,才能将渗滤液管搬到现场施工,避免重型机械压过。
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3.避免设计缺陷
一般来说,渗滤液的流量非常小,但有的填埋场可能由于分流结构的失效,使得流量增大,收集管的尺寸可能不足。
收集管还可能由于不均衡的沉降而失效。
集管与二级管的联结不应使用 T型接头,应采用较小的弯头,以便于清理工作的进行。
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(八)渗滤液处理
基本方法有,
1,渗滤液循环
2,渗滤液蒸发
3,处理后处置
4,排往城市污水处理系统剖面图 2 返回剖面图 1目录渗滤液循环
渗滤液循环就是将渗滤液回灌或回注到填埋场中。通过回注可以提高垃圾层的含水率,增加垃圾的湿度,增强垃圾中微生物的活性 ;可加速甲烷的产生速率和垃圾中污染物溶出及有机物的分解。
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其次,通过回注不仅可以降低渗滤液污染物的浓度,还可以因喷洒过程中挥发等作用减少渗滤液的产生量。在杭州市天子岭垃圾填埋场进行的为期 1年的渗滤液回注现场实验结果表明,可基本实现渗滤液产生与蒸发量的平衡,渗滤液的水质也得到净化,COD从
10400mg/L降至 142mg/L,总 N由 899mg/L降至 18mg/L。
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但渗滤液的喷洒会带来空气污染及多层中间覆土使填埋体透水性降低等问题,这些因素一定程度上限制了渗滤液循环处理方法的应用。
剖面图 2 返回剖面图 1目录渗滤液与污水处理厂合并处理
渗滤液与污水处理厂合并处理是最为简单的处理方案,其原理是利用污水对渗滤液的缓冲、稀释作用达到渗滤液与城市污水的合并处理。这种方法不仅可以节省单独建设渗滤液处理系统的大额费用,还可以降低处理成本,但应引起注意的是,渗滤液的水质及其变化特点会给城市污水处理厂带来较大的冲击负荷,影响甚至破坏城市污水厂的正常运行。若该城市污水厂设计中未考虑接纳附近垃圾填埋场的渗滤液,那么其所能接纳而不对其运行构成威胁的渗滤液比例是很有限的。
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纳而不对其运行构成威胁的渗滤液比例是很有限的。国外的研究结果表明,进入污水厂的渗滤液的量达到污水厂本身处理量的 0.5%时,就可使污水厂的活性污泥负荷增加一倍。但是,一般认为城市污水处理厂在超过本身负荷 10%的情况下运转对处理系统本身不会造成太大的影响,这就意味着污水厂在超负荷的条件下,利用其潜在的能力完全可以接纳渗滤液产生的冲击负荷。对于设计中已考虑接纳垃圾填埋场渗滤液的城市污水处理厂,设计时应主要考虑脱氮。
剖面图 2 返回剖面图 1目录现场污水处理设施
对于大型填埋场,建立现场污水处理设施是很有必要的。
早期渗滤液可生化性高,可以依靠一系列生物处理方法处理,但到了后期还得采用化学 — 物理的处理方法来处理。如:
pH值调节 — 吹脱 — 加氯消毒工艺
pH值调节 — 吹脱 — 吸附混凝工艺剖面图 2 返回剖面图 1目录
我国垃圾填埋厂渗滤液处理工艺,多数选用厌氧加好氧的生物处理方法。例如,北京的阿苏卫垃圾卫生填埋场采用“厌氧 + 氧化沟”的方法处理垃圾渗滤液 ;杭州天子岭垃圾填埋场,建设初期主体工艺采用
“缺氧 + 好氧两段活性污泥法”进行垃圾渗滤液的处理。
剖面图 2 返回剖面图 1目录填埋场气体的产生与控制
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,用以收集场内产生的气体,并将其用于生产能量或是在有控制的条件下放空或火化,其目的在于减少对大气的污染。
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(一)填埋场气体的组成特征
从广义上讲,填埋场气体可分为两类:
一类是生活垃圾中的有机组分经过厌氧微生物的分解,产生以甲烷和二氧化碳为主的气体;
另一类是垃圾中挥发性液体的挥发作用,,
或由于生物分解而产生的有毒、有害气体。
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主要含有:氨、一氧化碳、二氧化碳、氢、
硫化氢、甲烷、氮和氧等主要气体。其特征为,温度达 43~49℃,相对密度约
1.02~1.06,为水蒸气所饱和。
此外气体中还含有种类繁多的挥发性有机化合物( VOCs)。
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(二) LFG的产生剖面图 2 返回剖面图 1目录
1.产气过程
第一阶段 —— 初始调整阶段 此阶段是在好氧条件下发生
第二阶段 —— 过程转移阶段 氧气被消耗,
厌氧条件开始形成并发展
第三阶段 —— 酸性阶段
第四阶段 —— 产甲烷阶段
第五阶段 —— 稳定化阶段剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.LFG产生量
影响废弃物产生气体的因素有废弃物的成份、含水量、颗粒尺寸、填埋时间,pH值和温度等。目前还没有填埋气体产生量的明确标准,只能应用现有资料进行估算。
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1.经验估算典型的垃圾填埋场,每年的近似产气量为
0.06m3/kg,如果是干旱或半干旱的气候条件,
又没有添加水,产气量会降到
0.03~0.045m3/kg。相反,如果填埋后有很合适的湿度条件,产气量可能达到
0.15m3/kg或更高。
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2.化学计量计算法
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剖面图 2 返回剖面图 1目录
3.化学需氧量法根据单位质量城市垃圾的 COD和总填埋废物量,可以估算出理论产气量。
1gCOD(有机物) =0.35LCH4
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(三) LFG的运动
填埋场气体的运动与填埋场的构造及环境地质条件有关,其运动方向除向上迁移扩散外,还可能向下或在地下横向运动。
1.LFG向上迁移
气体流通量覆盖层厚度的浓度面的气体分别为覆盖层表面和底总孔隙率扩散系数,


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剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.LFG向下迁移
二氧化碳的密度是空气的 1.5倍,甲烷的 2.8
倍,有向填埋场底部运动的趋势,最终可能在填埋场底部聚集。会使地下水 pH值降低,并通过溶解作用增加地下水的硬度和矿化度。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
LFG的横向迁移剖面图 2 返回剖面图 1目录
3.LFG的横向迁移
LFG可通过渗透性地质介质水平迁移,或通过树根造成的裂痕、洞穴、地下的管道等迁移到远离填埋场的地方才释放到大气中,
有时会进入建筑物。在未封衬的填埋场外
400m仍能发现甲烷和二氧化碳的浓度高达
40%。如果对甲烷不加以控制,则可能在填埋场附近的建筑物或其它封闭空间中聚集。
剖面图 2 返回剖面图 1目录影响 LFG迁移和释放的因素
① 覆盖和垫层材料
② 地质条件
③ 水文条件 — 水位的上升和垃圾压力的增加,
能够增加 LFG地下迁移和释放。
④ 大气压 — 当大气压低时 LFG排放和迁移将增加。
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(四)填埋场气体的控制系统
填埋场气体的控制系统的作用是减少填埋气体向大气的排放量和在地下的迁移,并回收利用甲烷气体。
控制有主动和被动之分。对于被动系统,
填埋场中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。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
1.LFG收集器(主动控制)
LFG收集器有三种类型:
① 垂直井
② 水平沟
③ 地表收集器剖面图 2 返回剖面图 1目录
① 垂直抽气井
气体抽吸井是填埋场最普遍采用的 LFG收集器,既可设置在垃圾填埋处,也可设置在填埋范围外面的土壤里。
井深:为避免渗滤液污染地下水,井孔绝不能穿透填埋场底部。井深一般不超过填埋场深度的 90%,用于回收能量的井,通常深入垃圾的 80%深度,此时抽气井的影响半径会达到底部。
剖面图 2 返回剖面图 1目录布置于填埋场内的抽气井剖面图 2 返回剖面图 1目录布置于填埋场外的抽气井剖面图 2 返回剖面图 1目录井距离及影响半径
应根据抽气井的影响半径( R)按相互重叠原则设计,如图所示。
等边三角形布局是最常用的布局形式,其井间距离 =2Rcos30o
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录
井间距离是主动控制系统设计中的一个关键问题。
通常采用的井间距离约 30m,然而,对于一个具体的场地而言,合适的井间距离要取决于填埋深度、
抽吸井的真空度大小以及抽气速率。当抽吸井被设置在填埋物质内部时,还需另外考虑废弃物类型
(固体、污泥、生活垃圾、工业垃圾 )、废弃物含水量以及废弃物的压实度。如果抽吸井被设置在填埋物质外围的土壤里,那么还得考虑土壤颗粒大小的分布、土壤含水量、地层学以及土壤的可渗透性。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
② 水平收集器
水平气体抽排沟(管),一般由带孔管道连接而成,沟宽 0.6~0.9m,深 1.2m。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录排气沟平面布置剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.填埋场气体被动控制
① 压力释放孔 /燃烧器 — 在最终覆盖层上安装排气孔
② 周边拦截沟渠 — 由砾石充填的沟渠和埋在砾石中的穿孔塑料管组成,沟渠外侧要铺设防渗衬层。
③ 周边屏障沟渠 — 充填有相对渗透性较差的膨润土或粘土的阻截沟渠。
④ 填埋场内的不可渗透屏障
⑤ 微量气体吸收屏障 — 使用吸附物质如堆肥产品延缓微量气体的逸出剖面图 2 返回剖面图 1目录
(六)密封系统的设计
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。
填埋场密封系统基本上可分为基础密封、
垂直密封和表面密封三种方法。
基础密封是在填埋场底部和周边设立衬层系统:垂直密封是在填埋场周边利用基础下方存在的不透水层,在其中建设垂直密封墙(防渗帷幕);表面密封指填埋场表面的覆盖层。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
1.密封系统作用
① 尽量封闭渗滤液于填埋场中,使其进入渗滤液收排系统,防止污染环境;
② 控制填埋场气体的迁移;
③ 控制地下水,防止其形成过高的上升压;
防止地下水进入填埋场造成渗滤液产生量的增加。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.1衬层系统的构成
填埋场基础密封主要通过在填埋场底部和周边建立衬层系统来达到密封的目的。
衬层系统通常包括渗滤液收排系统,防渗系统(层)、保护层和过滤层等。
必须对防渗层提供合适的保护,粘土等矿物质防渗层容易受到腐蚀,柔性膜容易被刺穿,同时,点状集中应力也会造成膜的破损。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.2衬层材料
防渗层是由透水性较小的防渗材料铺设而成的。渗透系数小、稳定性好、价格便宜是防渗材料选择的依据。目前通用的主要有两种,粘土和人工合成材料。粘土除天然粘土外,还有改良土 (如改良膨润土 ),而人工合成材料虽然有许多种,但目前最常用的是
HDPE(高密度聚乙烯 )。实际上,在大部分填埋场建设中所选用的衬层系统是复合衬层,
即用粘土 (人工或天然 )层和人工合成材料层复合而成一个完整的衬层系统。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
2.3衬层系统的设计
① 确定填埋场类型
② 确定场区地下水功能和保护等级
③ 确定衬层材料及衬层结构
④ 在现场水文地质勘察的基础上,确定衬层的有关设计参数
⑤ 考虑衬层的施工及其对衬层质量的影响。
剖面图 2 返回剖面图 1目录典型填埋场衬层设计剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录
3.垂直防渗系统
防止渗滤液和气体向周围渗透,同时也阻止周围地下水流入填埋场。
垂直防渗系统包括:
① 打入法施工的密封墙;
② 工程开挖法施工的密封墙;
③ 土层改造法施工的密封墙。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
4.填埋场表面密封
功能:
① 减少雨水和溶化雪水等渗入填埋场;
② 控制填埋场气体从上部的释放;
③ 抑制病原菌的繁殖;
④ 避免地表径流水的污染,避免危险废物的扩散;
⑤ 避免危险废物与人和动物的直接接触;
⑥ 提供一个可以进行景观美化的表面;
⑦ 便于填埋土地的再利用。
剖面图 2 返回剖面图 1目录
4.1表面密封系统的结构设计
表面密封系统通常由多层组成。主要分为两部分:
① 土地恢复层,即表层;
② 密封工程系统,由保护层、排水层(可选)、防渗层(包括底土层)和排气层组成。
剖面图 2 返回剖面图 1目录剖面图 2 返回剖面图 1目录
(七)填埋场环境监测
监测的目的:
① 检查填埋场是否按设计要求正常运行;
② 确保填埋场符合所有管理标准。
监测项目:填埋场内渗滤液水位、排水系统内水位、渗滤液渗漏情况、场址周围地下水水质、填埋场及其周围土壤和大气中的气体浓度、最终覆盖的稳定性。