第八章固体废物的最终处置

vp
q
e
e 为土壤的有效孔隙率，%。
具体计算实例见P257例8-2

例：某填埋场底部粘土厚度为1.0m，渗透 系数Ks=1×10-7cm/s。计算渗滤液穿透防渗 层所需的时间。设防渗层的有效孔隙率为 ηe=6%。
3.4防渗结构
单层衬里系统 单复合衬里系统 双层衬里系统 双复合衬里系统

单层衬里系统
结构：只有一层防渗层，可有黏土或HDPE 膜构成，其上是渗滤液收集系统和保护层， 必要时其下有一个地下水收集系统和保护 层。 适用：场址区地质条件良好，渗透性差、 地下水较贫乏的场区

单复合衬里系统
结构：由两种防渗材料相互紧密贴合而成。 典型的是上层为柔性膜，下层为低渗透性 的黏土矿物，其余结构与单层衬里系统同， 具有很好的防渗效果。 适用：地下水位较高，水量较丰富的场区

工程因素
工程规模（使用年限在10年以上） 场地的力学特性（避开以下区域：破坏性地震及活动
构造区，海啸及涌浪影响区，湿地和低洼汇水处，地 应力高度集中，地面抬升或沉降速率快区，石灰岩溶 洞发育带，废弃矿区或塌陷区，崩塌，岩堆、滑坡区， 山洪、泥石流地区。活动沙丘区，尚未稳定冲积扇及 冲沟地区，高压缩性淤泥、泥炭及软土区以及其它可 能危及填埋场安全的区域。 施工特性 交通道路
1.1固废最终处置原则

目的：使固体废物最大限度地与生物圈隔 离，阻断处置场内废物与生态环境相联系 的通道，以保证其有害物质不对人类及环 境的现在和将来造成不可接受的危害。
原则：

分类管理和处置原则



对环境无有害影响的惰性固废 对环境有轻微、暂时影响的固废 在一定时间内对环境有较大影响的固废 在较长时间内对环境有较大影响的固废 在很长时间内对环境有严重影响的固废 在很长时间内对环境和人体健康有严重影响的固废
②预选场址方案比较 选址人员对2个以上（含2个）的预选场址 方案进行比较，并对预选场址进行地形测 量、初步勘探和初步工艺方案设计，完成 选址报告，并通过审查确定场址。
2.4填埋场库容和规模的确定


场地的面积和容量与城市的人口、垃圾产率、 填埋高度、垃圾与覆盖材料之比和填埋后的压 实密度有关。 每年填埋的固体废物体积：
1. 2.
3.
4. 5. 6.
居民生活垃圾； 商业垃圾； 集市贸易市场垃圾； 街道清扫垃圾； 公共场所垃圾； 机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾。
填埋物严禁包含下列有毒有害物：
1. 有毒工业制品及其残物； 2. 有毒药物； 3. 有化学反应并产生有害物的物质； 4. 有腐蚀性或有放射性的物质； 5. 易燃、易爆等危险品； 6. 生物危险品和医疗垃圾； 7. 其他严重污染环境的物质。
3.填埋场的防渗系统
3.1防渗目的： 阻止渗滤液和填埋气体外泄污染周围土壤 和地下水 防止外来水，包括地下水和降水等大量进 入填埋场，增大渗滤液产生量 有利于填埋气的收集和利用
3.2防渗方式
根据铺设时间，可分为：场区防渗和终场 防渗 场区防渗是填埋场运行作业前施做的主体工 程之一，后者是指当填埋场的填埋容量使 用完毕后，对整个填埋场进行的最终覆盖。
代入既得：
HL q Ks L

通常情况下，要求场内积水厚度H要足够低， 即： H L 1 L 因此，

q Ks


在进行填埋场防渗层设计时，除了需要知道下渗 水量，还需要了解渗滤液穿透防渗层的速度。水 在多孔介质中的流动速度通常用孔隙平均速度(vp) 来表示，即水在单位时间内通过土层或废物层的 直线长度，而不考虑孔隙形态造成的弯曲途径。 对于饱和土壤，孔隙平均速度可以用下式表示：
填埋场的功能
贮存功能 阻断功能 处理功能 土地利用功能

与其他技术相比填埋场的优点：

只需较少的设备与管理费 处理量较具有弹性 操作很容易，维持费用较低 比露天弃置所需的土地少 能够处理各种不同类型的垃圾，减少收集时分类 的需要性 比其他方法施工期较短 填埋后的土地，可以继续开发利用
陆地处置——土地填埋

它是从传统的堆放和填埋处置发展起来的 一项最终处置技术。因其工艺简单、成本 较低、适于处置多种类型的废物，目前已 成为一种处置固体废物的主要方法。
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土地填埋处置种类

土地填埋处置种类很多，采用的名称也不 尽相同。按填埋地形特征可分为山间填埋、 平地填埋、废矿坑填埋；按填埋场的状态 可分为厌氧填埋、好氧填埋、准好氧填埋； 按法律可分为卫生填埋和安全填埋等。
人工合成膜
通常要满足以下要求： 与废物浸出液的相容性 渗透系数<10-12 cm／s 具有合适的强度和厚度（>0.5mm） 能够抗臭氧、紫外线以及土壤细菌的侵蚀 有适当的耐候性，能承受急剧的冷热变化 有足够的机械强度，能够经得起填埋体的压力和 填埋机械与设备的压力 厚度均匀、无薄点、裂缝磨损、气泡和外来的颗 粒。 便于施工、维护，性能价格比合理
WP V 365 C D W 垃圾产率，kg（人 d） / P 城市人口 D - 填埋后废物的压实密度 kg / m 3 ， C 覆土体积
填埋场规模：通常以填埋场的总面积为 准

如果填埋高度为H，则每年所需土地面积为： A=（1.05~1.20）Vt/H 1.05~1.20为修正系数，决定于两个因素，即填埋 场地面下的方形度与周边设施用地大小。 实际占地面积确定后，还要考虑场地周围土地的 使用，要注意保留适当的缓冲区。
人工改性防渗材料


在填埋场区及其附近没有合适的粘土资源或者粘 土的性能无法达到防渗要求情况下,将亚黏土、亚 砂土等进行人工改性，使其达到防渗性能要求而 成的防渗材料。 人工添加剂分为有机和无机两种。 有机添加剂包括一些有机单体如甲基脲等聚合物。 无机添加剂包括石灰、水泥、粉煤灰和膨润土等。 相对而言，无机添加剂费用低、效果好，适合在 我国推广。
填埋场缺点：
需要大量的土地 填埋场的渗滤液处理费极高 填埋场运输费用高 冬天或不良气候操作困难 每日需要覆土，覆土不当会产生污染 良质覆土材料不易取得

2.填埋场的总体规划和设计
填埋场总体规划 选址依据、原则和要求 选址步骤 填埋场库容和规模的确定

2.1填埋场总体规划
海洋处置——远洋焚烧

利用焚烧船在远海对固体废物进行处理处 置的一种方法。废物焚烧后产生的废气通 过净化装置与冷凝器，冷凝液排入海中， 气体排入大气，残渣倾入海洋。这种技术 适于处置易燃性废物，如含氯的有机废弃 物。
陆地处置

陆地处置的方法有多种，包括土地填埋、 土地耕作、深井灌注等。土地填埋是从传 统的堆放和填地处置发展起来的一项处置 技术，它是目前处置固体废弃物的主要方 法。
陆地处置——深井灌注

深井灌注指把液态废物注入到地下与饮 用水和矿脉层隔开的不可渗透性的岩层 中。主要还是用来处置那些实践证明难 于破坏、难于转化、不能采用其它方法 处理或采用其它方法费用昂贵的废物。 深井灌注处置前，需使废物液化，形成 真溶液或乳浊液。
陆地处置——土地耕作

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。

3.5防渗系统的选择

根据环境要求、场址的地质、水文地质、 工程地质条件、衬里材料来源、填埋废物 性质及其与衬里兼容性、施工条件、经济 可行性等因素综合考虑。
3.6终场防渗系统
①功能： 削减渗滤液的产生量 控制填埋场气体从填埋场上部无序释放 避免废物的扩散 抑制病原菌的繁殖 提供一个可供景观美化和土地再用的表面
应考虑以下基本问题： 相关的环境法规 城市总体规划 场址周围环境 水文和气象条件 入场废物性质 工程地质条件 封场后景观恢复及土地利用规划
2.2选址依据、原则和要求
①选址依据 采用综合评定方法。由不同学科的专业人员组成选 址小组。 符合城市总体规划、环境卫生专业规划以及环境规 划的要求，并满足国家标准《生活垃圾填埋污染 控制标准》（GB16889）、《生活垃圾卫生填埋 技术规范》（CJJ117）、《城市生活垃圾卫生填 埋处理工程项目建设标准》的要求。
第八章固体废物的最 终处置
本章重点
最终处置分类，各自定义 填埋场选址以及填埋容积规划 防渗系统（组成，材料，类型结构） 渗滤液系统（产生量估计，特征，收集， 处理） 填埋气系统（产生量预测，收集，利用）

1.概述
绝大多数著作认为 处理（treatment）：指通过物理、化学或 生物的方法，将废物转化为便于运输、贮 存、利用和处置形式的过程。 处置（disposal）：最终处置

最大限度与生物圈相隔离原则 集中处置原则最大限度与生物圈相隔离原则 集中处置原则
1.2分类：

概括来说可分为海洋处置和陆地处置两大 类。
海洋处置——海洋倾倒
选择距离和深度适宜的处置场，把废物直 接倒入海洋。它的根据是海洋是一个庞大 的废弃物接受体，对污染物质能有极大地 稀释能力。进行海洋倾倒时，首先要根据 有关法律规定，选择处置场地，然后再根 据处置区的海洋学特性、海洋保护水质标 准、处置废弃物的种类及倾倒方式进行技 术可行性研究和经济分析，最后按照设计 的倾倒方案进行投弃。
卫生填埋：指将一般废物（如城市生活垃 圾）填埋于不透水材质或低渗透性土壤内， 并设有渗滤液、填埋气体收集或处理设施 及地下水监测装置的填埋场处理方法。 安全填埋：指将危险废物填埋于抗压及双 层不透水材质所构筑并设有阻止污染物外 泄及地下水监测装置的填埋场处理方法。

1.3卫生填埋物应是下列城市生活垃 圾：
②选址原则：
环境保护原则：应确保其周边生态环境、 水环境、大气环境以及人类的生存环境等 的安全 经济原则：达到降低工程造价、提高资金 使用效率的目的。 法律及社会支持原则 工程学及安全生产原则

③选址基本要求

社会因素
立法/法规 公众/政治 文化/生态

环境因素
地表水/地下水 空气/噪声 土地处置

经济因素
运输费用 施工费用 运行费用 征地费用
2.3填埋场选址步骤：
①
场址初选 根据城市总体规划、区域地形、地质资料 在图纸上确定3个以上候选场址； 候选场址现场踏勘选址人员对候选场址进 行实地考察，并通过对场地的地形、地貌、 植被、水义、气象、交通运输和人口分布 等对比分析确定预选场址；

双层衬里系统
结构：两层防渗衬里，上衬里之上为渗滤 液收集系统，下衬里之下为地下水收集系 统，中间为排水层，以控制并收集通过上 衬里渗漏下来的渗滤液或填埋气。 适用：可靠性优于单衬里系统，但在施工 和衬里的坚固性及防渗效果等方面不如单 复合衬里系统。余与单复合衬里系统同。

双复合衬里系统
结构：与双衬里类似，不同的是上下衬里 都采用单复合衬里。 适用：抗损害能力强，坚固性好，防渗可 靠性高，但造价高。一般用于废物危险性 大，对环境质量要求很高的场区。
填埋场中水运移

水在填埋场中的运移可以看做在多孔介质中的运 移，其行为可以用达西定律描述。
dH q Ks dZ
q为通过多孔介质的水通量 Ks为饱和渗透系数 dh/dZ为水力梯度
当填埋场采用粘土（或改性粘土)作为防渗层时，设 填埋场内积水厚度为H，防渗层厚度为L,则：
dH H L dZ L

根据防渗设施设置方向又可分为：水平防渗 和垂直防渗 水平防渗：防渗层向水平方向铺设，防止 渗滤液向周围及垂直方向渗透而污染土壤 和地下水。 垂直防渗：防渗层垂直布向，防止废物渗 滤液横向渗透迁移，污染周围土壤和地下 水。
3.3防渗材料

天然防渗材料：主要有黏土、亚黏土、膨润土等 （渗透系数小于1*10-7cm/s） 天然和有机复合防渗材料：主要指聚合物水泥混 凝土（PCC）防渗材料，沥青水泥 混凝土 人工合成有机材料：主要是塑料卷材、橡胶、沥 青涂层等。现在广泛使用的是高密度聚乙烯 （HDPE）防渗卷材。