1、,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,环境工程本科课程,武汉理工大学资源与环境工程学院 WHUT Faculty of Environmental Science and Engineering,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物的最终处置,Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,【概念】渗滤液 填埋气 渗透系数 【理论和方法】 固体废物的最终处置方法; 填埋场选
2、址原则； 填埋场的系统结构; 防渗结构; 渗滤液的特征及处理; 填埋气体产生过程及产生量预测; 填埋气的净化和利用; 填埋场设计相关计算。,本章重点,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,最终处置方法,进行无害化处理与处置,进行综合利用或回收利用,少产生或不产生,Point of directional change,it is decided by Technological, economical and cultural condition,固 废,准入、消费观念结构 改进设计、环评、采用 精料、延长使用寿命,消毒 稳定化 焚烧
3、固化处理填埋,循环利用 翻新 逆向物流 综合利用,”3R”原则,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,最终处置方法,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,土地填埋处置方法,根据对象种类控制水平分类,4,2,1,3,安全土地填埋,工业废物土地填埋,惰性废物填埋,卫生土地填埋,处置一般固体废物
4、城市生活垃圾 110-7cm/s,最简单方法 惰性废物 建筑废土石,处置工业无害废物,改进的卫生土地填埋 有害固体废物 110-8cm/s,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,卫生填埋场初步,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,CO2,CH4,H2S等,渗滤液 （脂肪酸、腐殖质、胶粒、NH3-N等）,降水、 地表渗透水,有机物质分解,无机物、金属迁移转化,填埋场 生 物反应器,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体
5、废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,1、防渗系统； 2、渗滤液收
6、集系统； 3、渗滤液处理系统； 4、填埋气体收集系统： 5、填埋气体利用系统： 6、封场系统： 7、生态修复系统： 8、垃圾坝： 9、道路系统： 10、截洪、导洪系统： 11、其它辅助工程：供水、排水、供电等。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,防渗及渗滤液处理,填埋场 管理,填埋气 及利用,1,2,3,4,卫生填埋场类型 填埋场选址 容量及年限计划,填埋气的产生 填埋气产量预测 填埋气体收集 填埋气净化 填埋气利用,填埋工艺,防渗结构 渗滤液产生及性质 渗滤液收集及处理,卫生填埋场进阶,规划设计,固体废物处理与处置 Treatme
7、nt and Disposal of Solid Waste,1,填埋场的规划设计,填埋场的类型 及特点,按场址地形分: 山谷型：深圳下坪、杭州天子岭、柳州立冲沟；对环境影响小、征地费低、水平防渗难 、雨水截流难、地下水易受污染染 平地型：济南市及保定西康庄，厚土层吸污水、覆土多、施工方便、易水平防渗、征地费用高、对周围环境易造成影响。 坡地型：上海老港、海口颜春岭、北海白水塘；渗滤液易收集和导排、土方量小、征地费低、易水平防渗、易实现雨污分流、污水量小、有利于保护地下水。 滩涂型：不会污染城市污水、污水处理费用低、易水平防渗、易实现雨污分流、不利防止地下水污染、需对地进行加固,填埋场中废物的
8、降解机理分: 好氧、准好氧和厌氧型填埋场。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,1,填埋场的规划设计,填埋场选址 原则要求,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,1,填埋场的规划设计,填埋场设计计算,库区用地面积：,覆盖土用量：,填埋场库容：,填埋场使用年限：,规 划 计 算,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2,防渗与渗滤液处理,渗滤液性质,1）有机污染物浓度高，尤以5年内的“年轻”填埋场的渗滤液为最; 2）氨氮含
9、量较高，在“中老年”填埋场渗滤液中尤为突出； 3）磷含量普遍偏低，尤其是溶解性的磷酸盐含量更低； 4）金属离子含量较高，其含量与所填埋的废物组分及时间密切相关； 5）溶解性固体含量较高，在填埋初期（0.52.5年）呈上升趋势，直至达到峰值，然后随填埋时间增加逐年下降直至最终稳定； 6）色度高，以淡茶色、暗褐色或黑色为主，具较浓的腐败臭味； 7）水质历时变化大，废物填埋初期，其渗滤液的pH值较低，而COD、BOD5、TOC、SS、硬度、金属离子含量较高；而后期，上述组分浓度则明显下降。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2,防渗与渗滤
10、液处理,渗滤液水质因素,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2,防渗与渗滤液处理,渗滤液计算,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2,防渗与渗滤液处理,水量平衡法：,简化的计算模型：,渗滤液计算,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,2,防渗与渗滤液处理,防渗方式及防渗材料,按铺设时间不同可分为场区防渗和终场防渗。场区防渗可分为水平防渗和垂直防渗。,天然防渗：粘土、亚粘土和膨润土等。 改良型衬里防渗：有机、无机人工添加
11、剂，粘土膨润土改良型衬里；粘土石灰、水泥改良型； 人工合成膜防渗：高密度聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、异丁橡胶、氯磺化聚乙烯、乙丙橡胶、氯丁橡胶、热塑性合成橡胶、氯醇橡胶。,城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJl72004)中规定，天然粘土类防渗衬里，其场底及四壁衬里厚度要大于2m，渗透系数小于1107 cms；改良土衬里的防渗性能应达到粘土类防渗性能。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,水平防渗系统： 单层衬里系统：粘土或HDPE膜构成，其上是保护层 和渗滤液收集系统，其下是保护层和地下水保 护层； 单复合衬里系统：典型的上为柔性
12、膜，下为低渗透 性的粘土矿物； 双层衬里系统：施工和衬里的坚固性及防渗效果不 如单复合衬里； 双复合衬里系统：其上衬里采用的是单复合衬里。 终场防渗系统：表土层、保护层、排水层、防渗层、调整层,2,防渗结构,防渗与渗滤液处理,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid W
13、aste,2,防渗与渗滤液处理,渗滤液的 收集和 处理,单独处理：回灌法；好氧生物处理；厌氧和好氧处理结合的方法；物化法；土地处理法；氨吹脱法；,渗滤液收集系统主要由汇流系统和输送系统两部分组成。 汇流系统：砾卵石或碎（渣）石导流层，导流沟、穿孔收集管等构成的。 输送系统：集水槽（池）、提升多孔管、潜水泵、输送管道和调节池构成。 合并处理：渗滤液与城市污水合并；,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋场的管理,填 埋 工 艺,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋
14、气的产生及利用,填埋气的产生过程,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋气产量预测,ECH4 = MSW HDOCr（16/12）0.5,IPCC统计模型：,生物降解理论最大产气量模型：,Marticorena模型：,理论计算法：,实测法,粗估法,模型法,Scholl Canyon模型,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋气的收集,被动收集系统适用于垃圾填埋量不大、填埋深度浅、产气量较低的小型城市垃圾填埋场（40000m3
15、），被动收集系统包括被动排放井和管道、水泥墙和截留管等。 主动收集系统适用于大型填埋场系统包括抽气井、集气/输送管道、抽风机、冷凝液收集装置、气体净化设备及填埋气利用系统（如发电系统）。 竖井集气和水平集气两种。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋气净化,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋气利用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填
16、埋气利用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋气利用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋气利用,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,3,填埋气的产生及利用,填埋技术的发展趋势,卫生填埋需要科学选址、建设符合环保要求的工程措施、需按技术规范填埋作业并进行封场和封场后的维护管理。,卫生填埋需要科学选址、建设符合环保要求的工程措施、需按技术规范填埋作业并进行封场和封
17、场后的维护管理。,国外： 生态填埋技术；对原有填埋场改造封场和重复利用技术；加速稳定化技术。,国内： 土地高效利用；合理规划，发展规模化填埋技术；防渗系数安全化；部分实现资源化；全方位环保；运行管理现代化、市场化。生态填埋技术；综合处理技术；对老填埋场的改造和封场技术。,固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste,谢谢,QUESTION？,第八章 固体废物的最终处置-习题与思考,1. 填理场选址总的原则是什么，选址时主要考虑哪些因素； 2. 现代填埋场的建造及运行包括哪些具体步骤； 3. 简述填埋场的类型与基本构造； 4. 绘出生活垃圾卫生填
18、埋场的典型工艺流程； 5. 简述填埋场水平防渗系统的类型及其特点； 6. 简述填埋场终场防渗系统结构的组成及各层的作用； 7. 填埋场库容的确定需要考虑哪些因素？ 8. 渗滤液水质特征主要受哪些因素影响？ 9. 控制渗滤液产生的工程措施有哪些，其作用如何？ 10. 处理渗滤液的基本方法有哪些，各自的特点是什么？ 11. 试述卫生填埋法在我国城市垃圾处理处置中的应用前景； 12. 试述现代填埋场的处理功能及其机理； 13. 试析填埋场渗滤液收集系统的主要功能及其控制因素； 14. 试述厌氧生物填埋场的不足及其发展方向； 15. 根据达西公式并结合图示，说明单复合防渗系统与双层防渗系统的异同点；
19、16. 试述固体废物管理“三化”原则对城市生活垃圾处置技术发展的影响,17 一个100000人口的城市,平均每人每天产生垃圾2.0kg，如果采用卫生土地填埋处置，覆土与垃圾之比为1:4填埋后废物压实密度为600kg/m3，试求1年填埋废物的体积。如果填埋高度为7.5m, 一个服务期为20年的填埋场占地面积为多少？总容量为多少？ 18. 一个10万人口的城市，平均每人每天生产垃圾0.9kg，若采用卫生填埋法处置，覆土与垃圾之比取1:5，填埋后垃圾压实密度取700kg/m3， 试求： 1） 填埋体的体积; 2） 埋场总容量（假定填埋场运营12年）； 3） 填埋场总容量一定（填埋面积及高度不变），要
20、扩大垃圾的填埋量，可采取哪些措施? 19. 某填埋场总面积为3.0 hm2，分三个区进行填埋。目前已有两个区填埋完毕，其面积为A2=2.0 hm2，浸出系数C2=0.2。另有一个区正在进行填埋施工，填埋面积为A1=1.0hm2，浸出系数C1=0.5。当地的年平均降雨量为3.3mm/d，最大月降雨量的日换算值为6.5mm/d。求污水处理设施的处理能力。 20. 某卫生填埋场设置有功能完善的排水设施。填埋场总面积为3105m2，其中已封顶的填埋区面积2.0105m2，填埋操作区面积为5.0104m2。假定填埋场所在地的年平均降雨量为1200mm，降雨量成为渗滤液的份额在已封顶填埋区和填埋操作区分别
21、占30%和50%，问（1）该填埋场渗滤液的产生量有多少；（2）可能的渗滤液处理方案有哪些？你认为何种方案最佳，为什么？ 21. 对人口为5万人的某服务区的垃圾进行可燃垃圾和不可燃垃圾分类收集，可燃垃圾用60t/d的焚烧设施焚烧，不可燃垃圾用20t/d的破碎设施处理；焚烧残渣(可燃垃圾的10)和破碎不可燃垃圾(不可燃垃圾的40)填埋；用破碎分选出30的可燃垃圾和30%的资源垃圾。(已知每人每天的平均排出量为800 g/(人.d)，其中可燃垃圾600 g/(人.d)，不可燃垃圾200 g/(人.d)；直接运入垃圾量为4t/d，其中的可燃垃圾3t/d，不可燃垃圾1t/d。求使用15年的垃圾填埋场的容量。) 22 某填埋场底部黏土衬层厚度为1.0m ，Ks=110-7cm/s。计算渗滤液穿透防渗层所需的时间。若采用膨润土改性黏土防渗，设防渗层的有空隙率he=6%，防渗层上渗滤液积水厚度不超过1m，膨润土改性黏土Ks=510-9cm/s。 23. 一填埋场中污染物的COD为l0000mg/L，该污染物的迁移速度为310-2cm/s，降解速度常数为6.4l0-4s-1。试求当污染物的浓度降到1000 mg/L时，地质层介质的厚度应为多少？污染物通过该介质层所需的时间为多少?,
