子项目3 固体废物的其他最终处置技术

子项目3

固体废物的其他最终处置技术任务1：土地耕作处置任务2：海洋处置任务3：深井灌注法任务1：土地耕作处置

一、概述概念：利用现有的耕作土地，将固体废物分散在其中，在耕作过程中由生物降解、植物吸收及风化作用等使固体废物污染指数逐渐达到背景程度的方法。处置对象：通常用于处置含较多可生物降解有机物的废物。对含重金属等有毒有害物质绝不可使用以防进入生物循环系统。优点：工艺简单、操作方便、投资少、对环境影响小等，并能改善某些土壤的结构和增加肥力。二、土地耕作的机理利用巨大的且污染指标较低的土壤循环系统，借助系统中大量微生物的代谢作用来分散和降解固体废物，并促进这一循环的进行。进入土壤中的可降解废物，一般经过微生物分解、浸出、沥滤、挥发、生物吸收等复杂的生物化学过程被分解后，其一部分组分结合到了土壤底质之中，一部分转化为二氧化碳。残余的碳在有机氮和磷酸盐的共同作用下被微生物的细胞群吸收，最终像天然有机物一样被保留在土壤中，并等待植物来“取用”；废物中不能生物降解的组分，则永久地贮存在耕作土中。因此，土地耕作处置实际上是对有机物消化、对无机物贮存的综合性处置方法。三、影响因素

1、废物成分:有机成分→提高肥效；一些无机组分→改良土壤的结构；而过高的盐量和重金属离子→难于得到有效的处置。废物处置总量主要取决于土壤的CEC和废物中有害金属离子的总量。2、土地耕作深度：土壤的表层最好；一般选择耕作处置的土层深度为15～20cm。3、废物的破碎程度：废物的比表面积越大→降解速度就越快、越彻底。对固体废物进行破碎预处理或采用多次连续耕作的方法，可加快微生物降解。4、气温条件：最佳气温条件一般在20～30℃之间。要避开寒冷冬季，春夏季节最适宜。5、土地的地形：要求耕作的土地平整，坡度小于5%，以防止表土过量流失。还有土壤pH值、土壤的孔隙率、土壤的水分含量等。pH值应为中性或偏碱性，一般维持在7~9之间；土壤中必须保持适量空气；适宜的含水量为6~22%。四、场地选择（一）选择原则

1、安全：要求选作耕作处置的土地不会受到污染，农作物、地下水、空气等都不会受污染，对人类只有益而无害。2、经济合理：要求运输距离近，倒撒废物方便，并将对土壤具有提高肥效、改良土壤结构的作用。（二）场地应具有的基本条件1、应避开断层、塌陷区，防止下渗水直接污染地下水和地表水源。

2、处置场地要远离饮用水源150m以上，耕作处置层距地下水位应在1．5m以上。3、耕作处置土层应为细粒土壤，即土壤自然颗粒大多应小于73urn。

4、贫脊土壤适于处置高有机物成分含量的废物，结构密实的粘土适于处置孔隙率高的，结构疏松的无机废物和废渣等。五、操作方法（一）场地的准备1.场地应远离居民区。2.土地要求首先进行平整处理，表面坡度应小于5％。3.耕作区之内或30m以内的井眼、洞穴都要予以堵塞，以防止污染水源。4.土壤的pH值应大于6.5，最好保持在7～9之间。5.为安全起见，处置场四周应设置篱笆予以隔离。为了防止污染，耕作区还可设置人工地表引流工程。6.施放废物之前，应对土壤进行耕作。以便更好地进行降解。（二）废物铺撒和混合1、不得使混合处置区变为厌氧环境，对有机物饱和的土壤不宜处置高有机物成分的废物。2、不在气温小于等于零时施用有机废物。3、废物混合后，土壤的pH值仍应在6.5以上。4、辅助氮和磷的添加量不应超过推荐的施用量。5、废物铺撒混合要均匀，一般需使用圆盘耙或旋转碎土器反复耕翻6次。（三）后期管理加强后期管理是确保土地耕作处置安全有效的关键1、为了促进生物降解，处置土地要定期进行翻耕，并定期进行取样分析。2、要掌握不同环境条件下微生物的降解速度，并科学的决定下次施用废物的时间。3、处置层以下的土壤也要定期采样分析，监测废物浸出液对地下水污染的行为特征。任务2：海洋处置

海洋处置是利用海洋具有的巨大的稀释能力，在海洋上选择适宜的洋面作为固体废物处置场所的处理方法，主要包括海洋倾倒和远洋焚烧。船用焚烧炉一、概述（一）定义海洋处置就是利用海洋巨大的环境容量和自净能力，将固体废物投入海洋。奥斯陆协定和伦敦协定就是两部海洋处置的国际公约。①海洋倾倒：操作很简单，直接倾倒或先将废物进行预处理后再沉入海底，要求选择合适的深海海域，运输距离不是太远，又不会对人类生态环境造成影响。②远洋焚烧能有效保护人类周围的大气环境，凡不能在陆地上焚烧的废物，采用远洋焚烧是一个较好的办法。（二）分类（三）海洋处置必须注意的问题(1)处置之前，应通过小型试验来研究可能对生态环境的影响。(2)对废物进行全面分析测试，参照有关国际公约和国内的管理条约，确定废物海洋处置的可能性和可行性。(3)可以用其它方法处置的废物，要通过经济比较来决定是否采用海洋处置，当然也必须进行社会效益和环境效益的分析。二、海洋倾倒（一）理论依据及处置对象海洋倾倒是指利用船舶、航空器、平台及其他载运工具，向海洋倾倒废物或其他有害物质的行为。理论依据：海洋是一个庞大的废物接受体，对污染物质有极大的稀释能力。处置对象分为三类：禁止倾倒的废物；需要获得特别许可证才能倾倒的废物；获得普通许可证即可倾倒的废物。根据有关法律规定选择处置场地；根据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标准、废物的种类选择倾倒方式，进行技术可行性和经济分析；最后按设计的倾倒方案进行投弃。（二）海洋倾倒操作程序一般应根据距离陆地的远近、海水的深度、洋流的流向以及对鱼场的影响等因素来确定，场址要符合有关的海洋法规，不影响海洋性质标准，不破坏海洋生态平衡。选择远离陆地的海沟处且洋流向深海的地方一般比较可靠，但是要考虑运输的费用，安全的海洋处置地点一般都要花费高额运输费用。海洋倾倒区由海洋主管部门会同有关机构，按科学合理、安全和经济的原则划定，公海倾倒则以国际公约为标准；需要向海洋倾倒废物的单位，应事先向主管部门提出申请，要在获得倾倒许可证以后，并经有关部门核准废物的种类、性质及数量才能进入指定区域倾倒。（三）倾倒海域的选择三、远洋焚烧（一）定义其法律定义系指以高温破坏有毒有害废物为目的，而在远离人群的海洋焚烧设施上有意地焚烧废物或其他物质的行为。海洋焚烧设施包括用于此目的的船舶、平台或其他人工构筑物。主要用于处置各种含氯有机废物。（二）特点主要优点：在大洋中焚烧时所产生的氯化氢气体经冷凝后可直接排入海中稀释，焚烧后的残渣也可直接倾入大海。含氯有机物完全燃烧产生的水、CO2、HCl及氢氧化物排入海中后，不会对海水中氯的平衡发生破坏，因其中碳酸盐的缓冲作用，HCl进入海洋后，不会影响其酸度。另一优点：处置的费用比陆地便宜，因为它对空气净化的要求低，工艺相对简单。据报道，每吨废物焚烧处置的费用为50～80美元。（三）远洋焚烧的操作要求(1)焚烧器要有供给空气和液体的液、气雾化功能，一般用同心管制成输送管；(2)焚烧温度要控制在1250℃以上。

(3)焚烧器的燃烧效率(Yr)应达到99.9%以上，

Yr=（CCO2-CCO)/CCO2*100%(4)焚烧器的炉台上不应有黑烟或火焰延露。(5)配有现代化通讯设备，焚烧过程随时对无线电呼叫作出反应。

(6)焚烧有机废物，应用双层结构的船舱贮运废物，并将废物盛在甲板下的船舱中(底层装水或其它)，以防止因触礁泄漏而造成海洋污染。（四）远洋焚烧管理实施远洋焚烧，一般应由处置单位首先向海洋主管部门、环境保护部门等提出申请，待海洋焚烧设施和被焚烧废物通过检查鉴定后，获得有关部门发放的焚烧许可证之后才能在指定海域进行焚烧。对固体废物进行海洋处置，必须严格按照国际公约实施，海洋处置对环境的影响还有待我们进一步研究。任务3：深井灌注法一、概述深井灌注是将固体废物液化，形成真溶液或乳浊液，用强制性措施注人到地下与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性岩层中，从而达到固体废物的最终处置。在某些情况下它是对有害废物的安全处置方法。但也有人认为这种处置缺乏远见，一旦产生裂隙可能导致蓄水层的污染。一、概述深井灌注处置系统要求适宜的地层条件，并要求废物同岩层间的液体、建筑材料及岩层本身具有相容性。适宜的地层主要有石灰岩层、白云岩层和砂岩层。在石灰岩或白云岩层处废物，容纳废液的主要依据是岩层具有空穴型孔隙，以及断裂层和裂缝。砂岩层处置废液的容纳主要依靠存在于穿过密实砂床的内部相连的间隙。深井灌注方法主要是用来处置那些难于破坏、难于转化，不能采用其他方法处置或采用其他方法费用昂贵的废物，例如高放射性废物。二、操作程序深井灌注的程序主要包括地层的选择、井的钻探与施工、操作与监测等。1、地层选择深井灌注处理的关键是选择适宜的地层，其应满足以下条件。

a.处置区必须位于地下饮用水层之下。

b.岩层的空隙率高，有足够的容量，面积较大，厚度适宜，能在一定的压力下将灌注液以适宜速度注人。

c.有不透水岩层或土层与含水层相隔，以保护地下水层和矿藏。

d.岩层结构与原含有的液体能和注人的废物相容。供深井灌注的地层一般有石灰岩或砂岩，不透水的地层可以是粘土、页岩、泥灰岩、结晶石灰岩、粉砂岩等。2、钻探与施工深井灌注处置井的钻探与施工和石油十天然气井的钻探技术相似。其目的是探明地层结构，寻找适宜的地层结构及适宜的灌注岩层。在钻探过程中，要采集岩芯样品经分析后确定处置区对废物的容纳能力。位于石灰岩或白云岩层的处置区的深井示意图。

3、操作与监测处置操作分地上处理和地下灌注两步。地上处理的目的是为了防止处理区岩层堵塞，减少处置容量或损坏设备。某些情形下废物组分可能会与岩层中的流体起反应，形成沉淀导致岩层堵塞。因此需采用相应的措施(化学处理或液固分离)消除其影响。有时也可向井内灌注缓冲剂，将废