1、環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法第5章城市固體廢物的傳統處置方法上節課要點環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.1概述q 20世紀60年代以前v 隨意排放、堆存、傾倒q 環境保護意識的增強v 安全處置。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 固體廢物處置總的目標是:廢物中的有害物質現在和將來對于人類均不發生危害。q 基本方法是通過多重屏障實現有效隔離v 天然屏障v 人工屏障環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法天然屏障q 地質構造q 地質環

2、境v 對有害物質的阻滯作用。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法人工屏障q 使固體廢物轉化為具有低浸出性和適當機械強度的穩定的物理化學形態；q 廢物容器化；q 處置場所內各種輔助性工程屏障。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法海洋處置海洋處置是工業發達國家早期采用的途徑，特別是對有毒有害廢物，至今仍有一些國家采用。由于海洋保護法的制定，以及在國際上對海洋處置有很大爭議，其使用已受到越來越多的限制。海洋處置海洋處置主要分為海洋傾倒與遠洋焚燒兩種方法。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方

3、法海洋傾倒q 海洋傾倒是將固體廢棄物直接投入海洋的一種處置方法。q 海洋是一個龐大的廢棄物接受體，對污染物質能有極大地稀釋能力。q 但納污容量、能力是有個界限的，并且海洋傾倒長期影響必須作深入研究。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法開底駁海上違法傾廢，造成海洋污染環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法遠洋焚燒q 是利用焚燒船將固體廢棄物進行船上焚燒的處置方法。q 廢物焚燒后產生的廢氣通過凈化裝置與冷凝器，冷凝液排入海中，氣體排入大氣，殘渣傾入海洋。q 這種技術適于處置易燃性廢物，如含氯的有機廢棄物。環境巖土工程學東南大

4、學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法陸地處置q 陸地處置陸地處置的方法有多種v 土地填埋v 土地耕作v 深井灌注。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法土地填埋q 是從傳統的堆放和填地處置發展起來的一項處置技術,是目前處置固體廢棄物的主要方法。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 土地填埋處置種類很多，采用的名稱也不盡相同。v 按填埋地形特征可分為山間填埋、平地填埋、廢礦坑填埋；v 按填埋場的狀態可分為厭氧填埋、好氧填埋、準好氧填埋；v 按法律可分為衛生填埋和安全填埋等。q 隨填埋種類的不同其填埋場構

5、造和性能也有所不同。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法土地耕作q 即利用表層土壤的離子交換、吸附、微生物降解以及滲濾水浸出、降解產物的揮發等綜合作用機制處置固體廢物的一種方法。q 該技術具有工藝簡單、費用適宜、設備易于維護、對環境影響很小、能夠改善土壤結構、增長肥效等優點，主要用于處置含鹽量低、不含毒物、可生物降解的固體廢物。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.2深井灌注q 深井灌注處置是將固體廢物液體化，用強制措施注入到地下與飲用水和礦脈層隔開。q 主要還是用來處置那些實踐證明難于破壞、難于轉化、不能采用其它方

6、法處理或采用其它方法費用昂貴的廢物。q 目前，美國每年大約有3104t流體廢物采用深井灌注方法處置，其中11為危險廢物。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.2.1深井灌注的程序q 廢物的預處理q 場地的選擇q 井的鉆探與施工q 環境監測等。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法預處理深井灌注處置前，需使廢物液化，形成真溶液或乳濁液。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法預處理q 防止灌注后堵塞巖層孔隙，減少處置容量。q 廢物中一些組分，與巖層中的流體發生化學反應生成沉淀，最后可能會

7、堵塞巖層。v 一般采用化學處理或固液分離的預處理方法，將上述組分去除或中和。v 例如，難溶的堿土金屬碳酸鹽、硫酸鹽及氫氧化物沉淀，難溶的重金屬碳酸鹽，氫氧化物沉淀以及氧化還原反應產生的沉淀等。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 防止沉淀的另一種方法是先向井中注入緩沖劑，把廢液和巖層液體隔離開來。如一定濃度的鹽水等。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法1.場地選擇q (1)處置區必須位于地下飲用水源之下。q (2)有不透水巖層把注入廢物的地層隔開，使廢物不致流到有用的地下水源和礦藏中。q (3)有足夠的容量，面積較大

8、，厚度適宜，孔隙率高。q (4)有足夠的滲透性，且壓力低，能以理想的速率和壓力接受廢液。q (5)地層結構及其原來含有的流體與注入的廢物相融，或者花少量的費用就可以把廢物處理到相融的程度。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法2.鉆探與施工q深井灌注處置井的結構要比石油井復雜而嚴密。q套管，止水環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法1-井蓋；2-充滿生物殺傷劑和緩蝕液的環形通道;3-表面孔；4、7-水泥；5-表面套管；6-保護套管；8-注入通道；9-密封環；10-保護套管安裝深度；11-石灰石或白云巖處置區；12、14-油

9、頁巖；13、16-石灰石；15-可飲用水層(砂)；17-可飲用水層(礫石)。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q凡與廢物接觸的器材，都應與廢物的相融。q井內灌注管道與保護套管之間的環形空間須采用殺菌劑和緩蝕劑進入可滲透性的巖層中環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法地層條件要求q 適宜的地層主要有石灰巖層、白云巖層和砂巖層。v 在石灰巖或白云巖層處置廢物，容納廢液的主要依據是巖層溶隙，以及斷裂層和裂縫（巖溶含水層、裂隙含水層）。v 對于在砂巖層處置，廢液的容納主要依靠孔隙。q 深井灌注處置系統還要求廢物與建筑材料、巖層

10、問的液體以及巖層本身具有相融性。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 深井灌注處置方法已有40多年的發展歷史，是對環境影響較小、適用范圍較廣的一種處置方法。q 但也有人持不同意見，認為這種方法缺乏遠見，擔心深井一旦泄露，將導致蓄水層的污染。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.2.2適于深井灌注廢物的種類q 深井灌注處置方法的適用范圍較廣，不論是一般廢物還是危險廢物都可采用此法。q 一般將適于深井灌注處置廢物分為無機廢物和有機廢物兩大類。q 深井灌注方法主要是用來處置那些經過實踐證明難于破壞、難于轉化、不能采用其他

11、方法處理或者采用其他方法費用昂貴的廢物，如高放射性廢物。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法表 5.1 美國工業廢物深井灌注處置情況 工業工業 井數井數 () 工業工業 井數井數 () 礦業(9.4) 石油煉制 51 19.1 金屬 2 0.7 石料及混凝土 1 0.4 煤 1 0.4 金屬加工 16 6.0 石油和天然氣提煉 17 6.4 金屬冶煉 3 1.1 非金屬物質 5 1.9 機械業 1 0.4 制造業(80.5) 6 2.2 照相業 3 1.1 食品 3 1.1 其他(10.1) 27 1.1 化學及有關產品 131 49.1 環境巖土工程學東

12、南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 深井灌注的最大使用者是化學、石油化工和制藥工業，它們所擁有的井數占現有井數的50，q 其次是煉油廠和天然氣廠q 金屬工業居第三位。q 此外，食品加工、造紙也占有一定的比例。q 深井灌注方法具有廣泛的適應性。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.2.3操作與監測q 深井灌注處置操作可分為兩步：v 一是預處理v 二是灌注。o 在控制的壓力下進行，灌注速率一般為0.34m3min。q 深井灌注系統需配置有連續記錄監測裝置。在深井灌注管道和保護套管處設置有壓力監測器，以檢驗管道和套管是否發生泄漏，如出

13、現故障，應立即停止操作。q 深井灌注處置的費用與生物處理的費用相近。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.3土地填埋環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.3.1概述q 固體廢物的土地填埋技術在大多數國家已成為固體廢物最終處置的一種主要方法。v 它是從傳統的堆放和填埋處置發展起來的一項最終處置技術。q 早在公元前10003000年古希臘米諾亞 (米諾斯)文明時期，克里特島的首府康諾索斯就曾把垃圾分層覆土，埋人大坑之中。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法土地填埋處置的種類q 地形

14、特征可分為：山間填埋、峽谷填埋、平地填埋、廢礦坑填埋；q 狀態：厭氧性填埋、好氧性填埋、準好氧性填埋和保管型填埋；q 水文、氣象條件：干式填埋、濕式填埋和干濕混合填埋；q 固體廢物污染防治法規：一般固體廢物填埋和工業固體廢物填埋。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 通常把土地填埋處置方法及場地也相應分為四類。v 惰性廢物填埋v 衛生土地填埋v 工業廢物土地填埋v 安全土地填埋環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法表 5.2 土地填埋處置的分類 分類分類 處置廢物的種類處置廢物的種類 安全土地填埋 A 組：有害廢物，還

15、可處置 B、C、D 組廢物 工業土地填埋 B 組：工業廢物，還可處置 C、D 組廢物 衛生土地填埋 C 組：城市廢物，還可處置 D 組廢物 惰性填埋 D 組：惰性廢物 環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法1.惰性廢物填埋q 惰性廢物填埋是土地填埋處置一種最簡單的方法。v 它實際上是把建筑廢石等惰性廢物直接埋入地下。v 填埋方法分淺埋和深埋兩種。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法2.衛生土地填埋q 衛生土地填埋是處置一般固體廢物，而不會對公眾健康及環境安全造成危害的一種方法，主要用來處置城市垃圾；環境巖土工程學東南大學

16、潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法3.工業廢物土地填埋q 工業廢物土地填埋適于處置工業無害廢物，因此，場地的設計操作原則不如安全土地填埋嚴格，下部土壤的滲透率僅要求為10-5cms。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法4.安全土地填埋q 安全土地填埋是一種改進的衛生土地填埋方法，還稱為化學土地填埋和安全化學土地填埋。q 安全土地填埋主要用來處置有害廢物，因此，對場地的建造技術要求更為嚴格。如襯里的滲透系數要小于10-8cms，浸出液要加以收集和處理，地表徑流要加以控制等。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處

17、置方法q 此外，還有一種土地填埋處置的方法，即淺地層埋藏方法，這種方法主要用來處置低放廢物。q 土地填埋處置具有工藝簡單，成本較低，適于處置多種類型固體廢物的優點。q 目前，采用較多的土地填埋方法是衛生土地填埋、安全土地填埋和淺地層處置法。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.3.2衛生土地填埋環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法1.概述q 衛生土地填埋是處置垃圾而不會對公眾健康及環境造成危害的一種方法。v 通常是每天把運到土地填埋場的廢物在限定的區域內鋪散成4075cm的薄層，然后壓實以減少廢物的體積，并在每天操作

18、之后用一層厚1530cm的土壤覆蓋、壓實，廢物層和土壤覆蓋層共同構成一個單元，即填筑單元。具有同樣高度的一系列相互銜接的填筑單元構成一個升層。完成的衛生土地填埋場是由一個或多個升層組成的。當土地填埋場達到最終的設計高度之后，再在該填埋層之上覆蓋一層90120cm的土壤，壓實后就得到一個完整的衛生土地填埋場。衛生土地填埋場剖面圖示于圖5.2。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 衛生土地填埋主要分為v 厭氧填埋v 好氧填埋v 準好氧填埋環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5

19、城市固體廢物的傳統處置方法q 好氧填埋實際上類似于高溫堆肥，其主要優點v 能夠減少降解水分；v 分解的速度快，產生高溫。好氧填埋比厭氧填埋在體積上縮小近50，提高填埋場的使用壽命。v 分解溫度高，可達60以上(厭氧27)，對消滅大腸桿菌等致病微生物是十分有利的。v 結構比較復雜，配備供氧設備，增加了施工難度，造價高環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 目前，世界上已經建成或正在建成的大型衛生土地填埋場，廣泛應用的是厭氧填埋，它的優點是結構簡單、操作方便，施工費用低，同時還可回收甲烷氣體。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處

20、置方法2. 填埋場設計規劃程序q 包括v 場地的選擇v 環境影響評價v 場地的設計、建造與施工v 填埋操作v 封場場地的維護及監測等。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.3.3衛生土地填埋方法q 衛生土地填埋方法主要有v 平面法v 溝壑法v 斜坡法q 三種類型。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法1.平面法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法2.溝壑法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固

21、體廢物的傳統處置方法3.斜坡法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 國外預壓緊固體廢物的填埋方法。v 方法是先將固體廢物壓實，然后按填埋方法進行填埋。v 這種填埋法不需每日用土壤覆蓋，在分級多層的填埋作業中，較下一層可在其上卸滿經過壓實的廢物而脫離裸露狀態，在達到最后的填埋高度后再鋪上土壤覆蓋層，準備場地作其他應用。這種作業可以不考慮氣味和碎片的吹揚問題q 據報道，這種填埋方法的最終密度要比未經處理的大35。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法

22、q 衛生土地填埋法工藝簡單，操作方便，處置量大，費用較低，它既消納處置了垃圾，又可根據城市地形地貌特點將填埋場開發利用。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.4安全土地填埋q 5.4.1概述q 安全土地填埋是在衛生土地填埋技術基礎上發展起采的，是一種改進了的衛生土地填埋。q 安全土地填埋場的結構與安全措施比衛生土地填埋場更為嚴格。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 地址遠離城市和居民q 必須有嚴密的人造或天然襯墊v 土壤、襯墊滲透席殊小于10-8cms；q 配備嚴格的淋洗液收集、處理及監測系統；q 設置完善的氣體

23、排放和監測系統；q 廢物在處置前進行穩態化預處理，填埋后更為安全。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法 2.安全土地填埋的廢物種類q 危險廢物q 不應處置易燃性廢物、反應性廢物、揮發性廢物和大多數液體、半固體及污泥；q 不應處置互不相融的廢物，以免混合以后發生爆炸，產生或釋出有毒、有害氣體或煙霧。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法3.安全土地填埋場地設計原則及注意問題q (1)處置場的容量應足夠大 q (2)處置系統能滿足全天候操作要求；q (

24、3)處置場地所在地區的地質條件、環境適宜，可長期使用；q (4)符合相關規定以及危險廢物土地填埋處置標準。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 安全土地填埋場地設計時應注意的主要問題是v 廢物處置前的預處理；v 由天然或人造襯墊或淋洗液收集及監測設施所構成的地下水保護系統；v 場地及其周圍地表水的控制管理。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法4.安全土地填埋場的基本設施環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法5.4.2填埋方案q 根據場地的地形、水文、地質等條件以及填埋的特點，土地填

25、埋方案主要分為以下三種：v 1.人造托盤式v 2.天然洼地式v 3.斜坡法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法1.人造托盤式環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法2.天然洼地式q 天然洼地式填埋場地是利用天然的地形條件，如天然峽谷、采石場坑、露天礦坑、山谷、凹地等構成盆地狀容器的三個邊，在其中處置固體廢物。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法3.斜坡法環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物

26、的傳統處置方法5.4.3地下水保護系統q 1.淋洗液的來源和產生量v 安全土地填埋，淋洗液主要來自廢物本身含水、地下水、降水及地表徑流。v 通常廢物本身含水很少，特別是在處置前進行脫水或穩態化預處理，則廢物本身含水可以忽略；v 如果場地的選址合理，填埋場底部遠在地下水位之上，同時設置防滲襯墊，則地下水滲入問題也可忽略。v 因此淋洗液的主要來源是降水和地表徑流水。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法q 淋洗液的產生量可根據填埋場水的收支平衡關系來確定。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法2.地下水保護系統q 保護地下水可

27、以從兩個方面實現：一個方面是在選擇場地時，應按照場地選擇標準合理選址；另一方面是從設計、施工方案以及填埋方法上來實現。采用防滲的襯里，建立淋洗液收集監測處理系統等。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法(1)襯墊材料的選擇q 適于作土地填埋場的襯墊材料主要分為：v 無機材料-有黏土、水泥等；v 有機材料-有瀝青、橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯等；v 混合襯墊材料-有水泥瀝青混凝土、土混凝土等環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法(2)襯墊系統的設計原則q 襯墊系統是地下水保護系統的重要組成部分，它除具有防止淋洗液泄漏外，還具有包容

28、廢物、收集淋洗液、監測淋洗液的作用，因此必須精心設計環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法3.襯墊系統結構q 襯墊系統的結構主要有3種：v 無淋洗液收集系統的天然襯墊系統；v 具有淋洗液收集系統的單襯墊系統；v 具有淋洗液收集系統的雙襯墊系統。環境巖土工程學東南大學潘華良環境巖土工程學概論5城市固體廢物的傳統處置方法(1)無淋洗液收集系統的天然襯墊系統q 天然襯墊系統只有在場地的土壤、水文地質條件均滿足土地填埋場選擇標準的條件下，并且自然蒸發量要超過降水量50cm的情況下，才能使用。對于天然襯墊系統，一旦淋洗液大量增加無法抽出，將會污染地下水。因此目前已很少采用此種方