2016固废课程设计

1、中国地质大学固体废物处理与处置课程报告姓名学号专业班号 日期2016年01月15日固废课程设计一、 论述论述堆肥、焚烧、卫生填埋三种方法的原理和工艺特点，分析 三者之间的区别和联系，以及各自的优缺点。1、堆肥堆肥是我国、 印度等国家处理垃圾、 粪便、制取农肥的最古老技术， 也是当今世界各国均有研究利用的一种方法。堆肥是使垃圾、粪便中 的有机物，在微生物作用下，进行生物化学反应，最后形成一种类似 腐殖质土壤的物质，用作肥料或改良土壤。该方法主要适用于垃圾中 可腐有机物含量高以及待处理生活垃圾产品的消纳能力强的地区。堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。 在生物 化学反应过程中，有机

2、物、氧气和细菌相互作用，析出二氧化碳、水 和热，同时生成腐殖质。根据堆肥原理，可分为厌氧分解与好氧分解 两种。厌氧分解需在严格缺氧条件下进行，厌氧微生物分解生长较慢， 故不多用。好氧分解过程可同时产生高温，杀灭病虫卵、细菌等，我 国主要采用好氧分解法。主要工艺路线有静态高温好氧工艺及动态高 温好氧工艺。堆肥处理的优点在于： 1）建设、投资成本适中； 2）技术简单； 3） 有机物分解后可作为肥料再利用。缺点在于： 1）对垃圾分类要求很高，因可分解的只是有机成分适 用对象是厨余垃圾如剩饭剩菜和水果皮等，园林垃圾如树枝杂草，以 及动物粪便等，不能处理不可腐烂的有机物和无机物，因此减容、减 量及无害化

3、程度低，仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题， 往往与其他处理方法综合使用。 2）有氧分解过程易产生渗漏液和臭味 污染。12、焚烧焚烧处理是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的过 程，产生的热量用于发电和供暖。其实质是碳、氢、硫等元素与氧的 化学反应。垃圾焚烧后，释放出热能，同时产生烟气和固体残渣。热 能回收，烟气净化，残渣消化，这是焚烧处理必不可少的工艺环节。焚烧处理技术的特点是处理量大，减容性好，无害化彻底，焚烧过 程产生的热量用来发电或者供暖可以实现垃圾的能源化。几乎所有的 有机性废物都可以用焚烧法处理，对于无机 -有机混合性固体废物，如 果有机物是有毒有害物质，一般也适用焚

4、烧法处理。焚烧处理的优点是占地面积小，减容、减量效果好（焚烧后的残渣 体积减少 90%以上，重量减少 80%以上），处理彻底，同时焚烧过程产 生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。 该方法的不足之处在于： 1） 由于垃圾含有某些金属，焚烧气体具有很高的毒性，容易产生二次环 境污染； 2）建设投资巨大，经济效益不够理想，每处理 100 吨/日垃圾 的建设成本通常在 4 干万元以上，而在多数情况下，焚烧所产生的电 能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额亏损；3）运行成本高。焚烧处理要求垃圾的热值大于 3.35MJ/kg,否则，必须添加助燃剂， 这将使运行费用增高使得一般城市难以承受。3、卫生

5、填埋填埋处理是大量消纳城市生活垃圾的有效方法， 也是所有垃圾处理 工艺剩余物的最终处理方法。根据工程措施是否齐全、环保标准能否 满足来判断，可分为简易填埋场（ IV 级填埋场）、受控填埋场（ III 级 填埋场）和卫生填埋场（ I 、II 级填埋场）三个等级。填埋处理工艺主要采取场底防渗、分层压实、每天覆盖土、填埋气 导排、渗漏水处理、填埋气体用于发电等措施，进行垃圾的填埋处理。相比其他处理方式，填埋处理具有建设和运营成本低、 产生的有害 物质少及操作简单等优点。缺点为：1）浪费土地资源。垃圾填埋需要 极大的空间，因为被填埋的垃圾体积不会随着时间而减小。填埋过的 土地可以恢复植被，但这块土地的

6、使用受到很大的限制，原因是填埋 区会产生气体和填埋体的不稳定性；2）技术的难点。垃圾填埋后在相 当长时间内还产生很多危险因素。因为垃圾的不均一性是使之在填埋 后发展不固定。因此技术上很难准确的操作，填埋体内物质的不可及 性也给有害物质的确定和处理带来很大的困难；3）副产品处理成本高。 填埋区渗漏液的收集和处理成本非常高，并且需要很多能源。同样很 多老填埋区散发的气体也必须收集和处理，这种气体不仅发出强烈的 臭味，而且给环境带来负担。对于填埋区附近居民而言，填埋区里的 灰尘，气体和噪声（垃圾运输车和推土机的声音）都是很大的问题；4） 后续管理问题。基于以上的问题填埋区必须要有一个长期的后续管理。

7、 有些填埋区的后续管理甚至长达 500年。三种填埋方式比较如下:内容填埋焚烧堆肥操作安全性较好，注意防火好好技术可靠性可靠可靠可靠占地大小中等选址较困难，要考虑地形，地质条件，防止地表 水、地下水污染，一 般远离市区，运输距 离较远容易，可靠近市区建设，较易，仅需避开居民密 集区，气味影响半径小 于200m,运输距离适中使用条件无机物60%垃圾低位热从无害化角度，垃圾中含水量<30%密度 >0.5t/d值 >3300kJ/kg 时不需添加辅助燃料。可生物降解有机物10%从肥效出发应 >40%最终处理无仅残渣需作填埋处理非堆肥需作填埋处理，为初始量的2025%产品市场可回

8、收沼气发电能产生热能或电能建立稳定的堆肥市场较困难建设投资较低较咼适中资源回收无现场分选回收实例，但有潜在可能前处理可回收部分原料，取决于可利用物的比例同左地表水污染有可能，但可米取措施减少可能性在处理厂区无，在炉 灰填埋时，其对地表 水污染的可能性比 填埋小在非堆肥填埋时与卫生填埋相仿地下水污染有可能，虽可采取防渗措施，但仍然可能发生渗漏。灰渣中没有有机质 等污染物，仅需填埋 时采取固化等措施 可防止污染。重金属等可能随堆肥制品污染地下水大气污染有，但可用覆盖压实等措施控制可以控制，但二垩英（Doxlin ）等微量剧毒物需采取措施控制。有轻微气味，污染指标可能性不大。土壤污染限于填埋场区。无

9、需控制堆肥制品中重金属含量。课程设计1、概况本人家乡位于武汉市东西湖区：全区39家重点环境统计年报单位工业固体废物产生量为5.97万吨，居民生活垃圾产生量为2081t/a (按 照某小区居民人数4758人计算)，东西湖区总人口为261867人(2011 年)。则每日东西湖区生产的固体垃圾为 477吨，每年生产17.5万吨。 所以卫生填埋场的规格为第川类2、确定防渗结构和防渗材料及工艺地层从上至下的构成及其特征列表描述如下:地层 编号岩土名称年代 成因层顶 埋深(m)层厚(m)颜色状态湿度压缩性包含物及特征1-1杂填土cT0.00.33.7杂松散稍湿高分布整个场地，表层以砼及砖块等 建筑垃圾为主

10、，下部由一般粘性土 混少量草根、碎石、砂组成，结构 杂乱，均匀性差。1-2素填土cT0.6 2.10.5 1.8灰-灰褐松散稍湿 -湿高主要由粘性土、植物根茎组成，含 少量的碎石和砖渣渣等。局部分布。1-3淤泥Q0.5 2.10.6 1.7黑流塑饱和高含有机质、腐植物，有臭味。局部 分布。2-1粉土夹 粉质粘土Qal0.33.70.74.5褐灰中密、 软塑 流塑饱和中中密状粉土为主，夹软塑流塑状 粉质粘土。局部夹松散状粉砂薄层， 含白云母。大部分场地均有分布。2-1a粘土alQ0.4 2.20.9 2.1褐灰'可塑 软塑饱和高 中含铁锰质氧化物、白云母。局部分 布。2-2粘土Qal1.

11、25.60.4 3.9褐灰 黄褐可塑 软塑饱和高含铁锰质氧化物、白云母。局部含 少量粉土、粉砂。部分场地分布。2-2a淤泥质粘土Qal3 3.70.5 1.0褐灰黄褐流塑饱和高含铁锰质氧化物、白云母。局部分 布。2-3粘土Qal1.16.31.08.2黄褐 褐黄可塑饱和中含铁锰质氧化物、白云母。局部含 少量薄层粉土、粉砂。全场分布。2-3a粘土alQ2.97.80.4 3.7黄褐 褐黄可塑饱和高含铁锰质氧化物、白云母。局部含 少量粉土、粉砂，以透镜体的形式 存在于(2-3)层中。大部分场地分 布。2-4粉质粘土Qal4.211.20.5 8.7褐黄 褐灰可塑 软塑饱和高含铁锰质氧化物、白云母，

12、局部夹 薄层粉土、粉砂。大部分场地分布。2-5粉质粘土Qal9.9 11.31.25.8褐黄 褐灰软塑饱和中含铁锰质氧化物、白云母。局部分 布。依据室内渗透试验、抽水试验同时结合武汉地区经验数据， 提供的基坑侧壁土体及其下土(砂)层渗透系数综合建议值列于下表:地层编号及名称渗透系数K (cm/s)影响半径R (m)(1-1)杂填土8.0E-4(1-2)素填土5.0E-5(1-3) 淤泥2.0E-6(2-1 )粉土夹粉质粘土3.0E-4(2-1a) 粘土5.0E-8(2-2) 粘土5.0E-8(2-2a)淤泥质粘土5.0E-6(2-3) 粘土2.9E-8(2-3a) 粘土2.0E-8(2-4)粉

13、质粘土8.8E-8(2-5)粉质粘土2.0E-7(3)、(4)砂土及粉土1.09E-2249由上可得出结论，采用单层人工合成材料防渗衬层。 人工合成材料防渗衬层应采用满足CJ/T 234中规定技术要求的高密度聚乙烯或者其 他具有同等效力的人工合成材料。工艺流程图如下：排气层应采用粒径为2550mm,导排性能好，抗腐蚀的粗粒多孔 材料，渗透系数应大于1 x 10-2cm/s,厚度不应小于30cm。气体导排层 宜用与导排性能等效的土工复合排水网。由土工膜、压实粘性土和土工聚合粘土衬垫(GCL)组成复合防渗层，复合防渗层的压实粘性土层厚度应为 20cm30cm，渗透系数应小于1 xi0-5cm/s。

14、土工膜选择厚度不应小于1mm的高密度聚乙烯（HDPE），渗透系数应小于1X 10-7cm/s。土工膜上下表面应设置土工 布。土工聚合粘土衬垫（GCL）厚度要求应大于5mm,渗透系数应小 于 1 X 10-7cm/s。排水层顶坡应采用粗粒或土工排水材料，边坡应采用土工复合排 水网，粗粒材料厚度不应小于 30cm,渗透系数大于1xi0-2m/s。材料 应有足够的导水性能，保证施加于下层衬垫的水头小于排水层厚度。 排水层应与填埋库区四周的环场截洪沟相连。植被层应由营养植被层和覆盖支持土层组成。营养植被层的土质材料应利于植被生长，厚度应大于15cm （根据植被调整）。营养植被层应压实。覆盖支持土层由压实土层构成，渗透 系数应大于1X 10-4cm/s,厚度应大于450cm （根据利用情况调整）。除此之外，在终场覆盖系统之下还应设置基础层，基础层对整个 终场覆盖系统起支撑、稳定作用。该层覆盖材料可为土壤、砂砾、甚 至可为一些坚硬的固体垃圾、如建筑渣土等。基础层的厚度与填埋专 区操作规范有关，由于填埋场终场以后已经用覆盖土对垃圾进行了一 定程度的压实覆盖，所以在终场覆盖时，可根据现场实际情况对其厚 度进行增减。参考文献：城市垃圾填埋、焚烧和堆肥处理技术东西湖区循环经济