环境岩土工程学之五城市固体废物的传统处置方法（PPT80）

第5章城城市固固体废物物的传传统处置置方法上节课要要点5.1概概述20世纪纪60年年代以前前随意排放放、堆存存、倾倒倒环境保护护意识的的增强安全处置置。固体废物物处置总总的目标标是:废物中的的有害物物质现在在和将来来对于人人类均不不发生危危害。基本方法法是通过过多重屏屏障实现现有效隔隔离天然屏障障人工屏障障天然屏障障地质构造造地质环境境对有害物物质的阻阻滞作用用。人工屏障障①使固体体废物转转化为具具有低浸浸出性和和适当机机械强度度的稳定定的物理理化学形形态；②废物容容器化；③处置场场所内各各种辅助助性工程程屏障。。海洋处置置海洋处置置是工业业发达国国家早期期采用的的途径，，特别是是对有毒毒有害废废物，至至今仍有有一些国国家采用用。由于海洋洋保护法法的制定定，以及及在国际际上对海海洋处置置有很大大争议，，其使用用已受到越越来越多多的限制制。海洋处置置海洋处处置主要要分为海洋倾倒倒与远洋焚烧烧两种方法法。海洋倾倒倒海洋倾倒倒是将固固体废弃弃物直接接投入海海洋的一一种处置置方法。。海洋是一一个庞大大的废弃弃物接受受体，对对污染物物质能有有极大地地稀释能能力。但纳污容容量、能能力是有有个界限限的，并并且海洋洋倾倒长长期影响响必须作作深入研研究。开底驳海海上违法法倾废，，造成海海洋污染染远洋焚烧烧是利用焚焚烧船将将固体废废弃物进进行船上上焚烧的的处置方方法。废物焚烧烧后产生生的废气气通过净净化装置置与冷凝凝器，冷冷凝液排排入海中中，气体体排入大大气，残残渣倾入入海洋。。这种技术术适于处处置易燃燃性废物物，如含含氯的有有机废弃弃物。陆地处置置陆地处置置陆地处处置的方方法有多多种土地填埋埋土地耕作作深井灌注注。土地填埋埋是从传统统的堆放放和填地地处置发发展起来来的一项项处置技技术,是是目前处处置固体体废弃物物的主要要方法。。土地填埋埋处置种种类很多多，采用用的名称称也不尽尽相同。。按填埋地形特征征可分为山间填埋埋、平地填填埋、废废矿坑填填埋；按填埋场场的状态可分为厌厌氧填埋埋、好氧氧填埋、、准好氧氧填埋；；按法律可分为卫卫生填埋埋和安全全填埋等等。随填埋种种类的不不同其填填埋场构构造和性性能也有有所不同同。土地耕作作即利用表表层土壤壤的离子子交换、、吸附、、微生物物降解以以及渗滤滤水浸出出、降解解产物的的挥发等等综合作作用机制制处置固固体废物物的一种种方法。。该技术具具有工艺艺简单、、费用适适宜、设设备易于于维护、、对环境境影响很很小、能能够改善善土壤结结构、增增长肥效效等优点点，主要要用于处处置含盐盐量低、、不含毒毒物、可可生物降降解的固固体废物物。5.2深深井灌注注深井灌注注处置是是将固体体废物液液体化，，用强制制措施注注入到地地下与饮饮用水和和矿脉层层隔开。。主要还是是用来处处置那些些实践证证明难于破坏坏、难于于转化、、不能采采用其它它方法处处理或采采用其它它方法费费用昂贵贵的废物物。目前，美美国每年年大约有有3×104t流体废物物采用深深井灌注注方法处处置，其其中11％为危危险废物物。5.2.1深井井灌注的的程序废物的预预处理场地的选选择井的钻探探与施工工环境监测等。预处理深井灌注处置置前，需使废废物液化，形形成真溶液或或乳浊液。预处理防止灌注后堵堵塞岩层孔隙隙，减少处置置容量。废物中一些组组分，与岩层层中的流体发发生化学反应应生成沉淀，，最后可能会会堵塞岩层。一般采用化学处理或固液分离的预处理方法法，将上述组组分去除或中中和。例如，难溶的的碱土金属碳碳酸盐、硫酸酸盐及氢氧化化物沉淀，难难溶的重金属属碳酸盐，氢氢氧化物沉淀淀以及氧化还还原反应产生生的沉淀等。。防止沉淀的另另一种方法是是先向井中注注入缓冲剂，，把废液和岩岩层液体隔离离开来。如一一定浓度的盐盐水等。1.场地选择择(1)处置区区必须位于地下饮用水源源之下。(2)有不透水岩层把注入废物的的地层隔开，，使废物不致致流到有用的的地下水源和和矿藏中。(3)有足够够的容量，面积较大，，厚度适宜，，孔隙率高。。(4)有足够够的渗透性，且压力低，，能以理想的的速率和压力力接受废液。。(5)地层结结构及其原来来含有的流体体与注入的废废物相融，或者花少量量的费用就可可以把废物处处理到相融的的程度。2.钻探与施施工深井灌注处置置井的结构要要比石油井复复杂而严密。。套管，止水1-井盖；2-充满生物物杀伤剂和缓缓蚀液的环形形通道;3-表面孔；；4、7-水泥泥；5-表面套管管；6-保护套管管；8-注入通道道；9-密封环；；10-保护套套管安装深度度；11-石灰石石或白云岩处处置区；12、14-油页岩；13、16-石灰石；15-可饮用用水层(砂)；17-可饮用用水层(砾石石)。凡与废物接触触的器材，都都应与废物的的相融。井内灌注管道道与保护套管管之间的环形形空间须采用用杀菌剂和缓蚀剂进入可渗透性性的岩层中地层条件要求求适宜的地层主主要有石灰岩岩层、白云岩岩层和砂岩层层。在石灰岩或白白云岩层处置置废物，容纳纳废液的主要要依据是岩层层溶隙，以及及断裂层和裂裂缝（岩溶含含水层、裂隙隙含水层）。。对于在砂岩层层处置，废液液的容纳主要要依靠孔隙。。深井灌注处置置系统还要求求废物与建筑筑材料、岩层层问的液体以以及岩层本身身具有相融性性。深井灌注处置置方法已有40多年的发发展历史，是是对环境影响响较小、适用用范围较广的的一种处置方方法。但也有人持不不同意见，认认为这种方法法缺乏远见，，担心深井一一旦泄露，将将导致蓄水层层的污染。5.2.2适适于深井灌注注废物的种类类深井灌注处置置方法的适用用范围较广，，不论是一般般废物还是危危险废物都可可采用此法。。一般将适于深深井灌注处置置废物分为无机废物和有机废物两大类。深井灌注方法法主要是用来来处置那些经经过实践证明明难于破坏、难难于转化、不不能采用其他他方法处理或或者采用其他他方法费用昂昂贵的废物，如高放射性性废物。深井灌注的最最大使用者是是化学、石油化化工和制药工业，，它们所拥有有的井数占现现有井数的50％，其次是炼油厂厂和天然气厂厂金属工业居第第三位。此外，食品加加工、造纸也也占有一定的的比例。深井灌注方法法具有广泛的的适应性。5.2.3操操作与监测深井灌注处置置操作可分为为两步：一是预处理二是灌注。在控制的压力力下进行，灌灌注速率一般般为0.3～～4m3／min。深井灌注系统统需配置有连连续记录监测装置。在深井井灌注管道和和保护套管处处设置有压力力监测器，以以检验管道和和套管是否发发生泄漏，如如出现故障，，应立即停止止操作。深井灌注处置置的费用与生生物处理的费费用相近。5.3土地填填埋5.3.1概概述固体废物的土土地填埋技术术在大多数国国家已成为固固体废物最终终处置的一种种主要方法。。它是从传统的的堆放和填埋埋处置发展起起来的一项最最终处置技术术。早在公元前1000～3000年古古希腊米诺亚(米诺斯)文明时期，克里特岛的的首府康诺索索斯就曾把垃垃圾分层覆土土，埋人大坑坑之中。土地填埋处置置的种类地形特征可分为：山间间填埋、峡谷谷填埋、平地地填埋、废矿矿坑填埋；状态：厌氧性填埋、、好氧性填埋埋、准好氧性性填埋和保管管型填埋；水文、气象条条件：干式填埋、湿湿式填埋和干干湿混合填埋埋；固体废物污染染防治法规：一般固体废废物填埋和工工业固体废物物填埋。通常把土地填填埋处置方法法及场地也相相应分为四类类。惰性废物填埋埋卫生土地填埋埋工业废物土地地填埋安全土地填埋埋1.惰性废物物填埋惰性废物填埋埋是土地填埋埋处置一种最最简单的方法法。它实际上是把把建筑废石等等惰性废物直直接埋入地下下。填埋方法分浅浅埋和深埋两两种。2.卫生土地地填埋卫生土地填埋埋是处置一般般固体废物，，而不会对公公众健康及环环境安全造成成危害的一种种方法，主要要用来处置城城市垃圾；3.工业废物物土地填埋工业废物土地地填埋适于处处置工业无害害废物，因此此，场地的设设计操作原则则不如安全土土地填埋严格格，下部土壤壤的渗透率仅仅要求为10-5cm／s。4.安全土地地填埋安全土地填埋埋是一种改进进的卫生土地地填埋方法，，还称为化学学土地填埋和和安全化学土土地填埋。安全土地填埋埋主要用来处处置有害废物，因此，对场场地的建造技技术要求更为为严格。如衬衬里的渗透系系数要小于10-8cm／s，浸出液要加以以收集和处理理，地表径流流要加以控制制等。此外，还有一一种土地填埋埋处置的方法法，即浅地层埋藏方方法，这种方法主主要用来处置置低放废物。。土地填埋处置置具有工艺简简单，成本较较低，适于处处置多种类型型固体废物的的优点。目前，采用较较多的土地填填埋方法是卫生土地填埋埋、安全土地填埋埋和浅地层处置法法。5.3.2卫卫生土地填埋埋1.概述卫生土地填埋埋是处置垃圾圾而不会对公公众健康及环环境造成危害害的一种方法法。通常是每天把把运到土地填填埋场的废物物在限定的区区域内铺散成40～75cm的薄层，然后后压实以减少废物的的体积，并在在每天操作之之后用一层厚厚15～30cm的土壤覆盖、压实，废物层和土土壤覆盖层共共同构成一个个单元，即填筑单元。具有同样高高度的一系列列相互衔接的的填筑单元构构成一个升层。完成的卫生生土地填埋场场是由一个或或多个升层组组成的。当土土地填埋场达达到最终的设设计高度之后后，再在该填填埋层之上覆覆盖一层90～120cm的土壤，压实实后就得到一一个完整的卫卫生土地填埋埋场。卫生土土地填埋场剖剖面图示于图图5.2。卫生土地填埋埋主要分为厌氧填埋好氧填埋准好氧填埋好氧填埋实际际上类似于高高温堆肥，其其主要优点能够减少降解解水分；分解的速度快快，产生高温温。好氧填埋埋比厌氧填埋埋在体积上缩缩小近50％％，提高填埋埋场的使用寿寿命。分解温度高，，可达60℃℃以上(厌氧氧27℃)，，对消灭大肠肠杆菌等致病病微生物是十十分有利的。。结构比较复杂杂，配备供氧氧设备，增加加了施工难度度，造价高目前，世界上上已经建成或或正在建成的的大型卫生土土地填埋场，，广泛应用的的是厌氧填埋埋，它的优点点是结构简单单、操作方便便，施工费用用低，同时还还可回收甲烷烷气体。2.填埋场场设计规划程程序包括场地的选择环境影响评价价场地的设计、、建造与施工工填埋操作封场场地的维维护及监测等等。5.3.3卫卫生土地填埋埋方法卫生土地填埋埋方法主要有有平面法沟壑法斜坡法三种类型。1.平面法2.沟壑法3.斜坡法国外预压紧固体废废物的填埋方法。。方法是先将固固体废物压实实，然后按填填埋方法进行行填埋。这种填埋法不不需每日用土土壤覆盖，在在分级多层的的填埋作业中中，较下一层层可在其上卸卸满经过压实实的废物而脱脱离裸露状态态，在达到最最后的填埋高高度后再铺上上土壤覆盖层层，准备场地地作其他应用用。这种作业业可以不考虑虑气味和碎片片的吹扬问题题据报道，这种种填埋方法的的最终密度要比比未经处理的的大35％。卫生土地填埋埋法工艺简单单，操作方便便，处置量大大，费用较低低，它既消纳纳处置了垃圾圾，又可根据据城市地形地地貌特点将填填埋场开发利利用。5.4安全土土地填埋5.4.1概概述安全土地填埋埋是在卫生土土地填埋技术术基础上发展展起采的，是是一种改进了了的卫生土地地填埋。安全土地填埋埋场的结构与与安全措施比比卫生土地填填埋场更为严严格。地址远离城市市和居民必须有严密的的人造或天然然衬垫土壤、衬垫渗透席殊小于10-8cm／s；配备严格的淋淋洗液收集、、处理及监测测系统；设置完善的气气体排放和监监测系统；废物在处置前前进行稳态化化预处理，填填埋后更为安安全。2.安全土地地填埋的废物物种类危险废物不应处置易燃燃性废物、反反应性废物、、挥发性废物物和大多数液液体、半固体体及污泥；不应处置互不不相融的废物物，以免混合合以后发生爆爆炸，产生或或释出有毒、、有害气体或或烟雾。3.安全土地地填埋场地设设计原则及注注意问题(1)处置场场的容量应足足够大(2)处置系统能满满足全天候操操作要求；(3)处置场地所在在地区的地质质条件、环境境适宜，可长长期使用；(4)符合相相关规定以及及危险废物土土地填埋处置置标准。安全土地填埋埋场地设计时时应注意的主主要问题是废物处置前的的预处理；由天然或人造造衬垫或淋洗洗液收集及监监测设施所构构成的地下水水保护系统；；场地及其周围围地表水的控控制管理。4.安全土地地填埋场的基基本设施5.4.2填填埋方案根据场地的地地形、水文、、地质等条件件以及填埋的的特点，土地地填埋方案主主要分为以下下三种：1.人造托盘盘式2.天然洼地地式3.斜坡法1.人造托盘盘式2.天然洼地地式天然洼地式填填埋场地是利利用天然的地地形条件，如如天然峡谷、、采石场坑、、露天矿坑、、山谷、凹地地等构成盆地地状容器的三三个边，在其其中处置固体体废物。3.斜坡法5.4.3地地下水保护系系统1.淋洗液的的来源和产生生量安全土地填埋埋，淋洗液主主要来自废物物本身含水、、地下水、降降水及地表径径流。通常废物本身身含水很少，，特别是在处处置前进行脱脱水或稳态化化预处理，则则废物本身含含水可以忽略略；如果场地的选选址合理，填填埋场底部远远在地下水位位之上，同时时设置防渗衬衬垫，则地下下水渗入问题题也可忽略。。因此淋洗液的的主要来源是降降水和地表径径流水。淋洗液的产生生量可根据填填埋场水的收收支平衡关系系来确定。2.地下水保保护系统保护地下水可可以从两个方方面实现：一一个方面是在在选择场地时时，应按照场场地选择标准准合理选址；；另一方面是是从设计、施施工方案以及及填埋方法上上来实现。采采用防渗的衬衬里，建立淋淋洗液收集监监测处理系统统等。(1)衬垫材材料的选择适于作土地填填埋场的衬垫垫材料主要分分为：无机材料---有黏土、、水泥等；有机材料---有沥青、、橡胶、聚乙乙烯、聚氯乙乙烯等；混合衬垫材料料---有水水泥沥青混凝凝土、土混凝凝土等(2)衬垫系系统的设计原原则衬垫系统是地地下水保护系系统的重要组组成部分，它它除具有防止止淋洗液泄漏漏外，还具有有包容废物、、收集淋洗液液、监测淋洗洗液的作用，，因此必须精精心设计3.衬垫系统统结构衬垫系统的结结构主要有3种：①无淋洗液收收集系统的天天然衬垫系统统；②具有淋洗液液收集系统的的单衬垫系统统；③具有淋洗液液收集系统的的双衬垫系统统。(1)无淋洗洗液收集系统统的天然衬垫垫系统天然衬垫系统统只有在场地地的土壤、水水文地质条件件均满足土地地填埋场选择择标准的条件件下，并且自自然蒸发量要要超过降水量量50cm的情况下，才才能使用。对对于天然衬垫垫系统，一旦旦淋洗液大量量增加无法抽抽出，将会污污染地下水。。因此目前已已很少采用此