环境岩土工程学课件东南大学潘华良环境岩土工程学概论5城市固体

金属
2 0.7 石料及混凝土 1 0.4
煤
1 0.4 金属加工
16 6.0
石油和天然气提炼 17 6.4 金属冶炼
3 1.1
非金属物质
5 1.9 机械业
1 0.4
制造业(80.5％)
6 2.2 照相业
3 1.1
食品
3 1.1 其他(10.1％) 27 1.1
化学及有关产品 131 49.1
深井灌注的最大使用者是化学、石油化 工和制药工业，它们所拥有的井数占现 有井数的50％，
目前，美国每年大约有3×104t流体废物采 用深井灌注方法处置，其中11％为危险 废物。
5.2.1深井灌注的程序
废物的预处理 场地的选择 井的钻探与施工 环境监测等。
预处理
深井灌注处置前，需使废物液化，形成真 溶液或乳浊液。
预处理
防止灌注后堵塞岩层孔隙，减少处置容 量。
废物中一些组分，与岩层中的流体发生 化学反应生成沉淀，最后可能会堵塞岩 层。
套管，止水
1-井盖； 2-充满生物杀伤剂和缓蚀液的
环形通道; 3-表面孔； 4、7-水泥； 5-表面套管； 6-保护套管； 8-注入通道； 9-密封环； 10-保护套管安装深度； 11-石灰石或白云岩处置区； 12、14-油页岩； 13、16-石灰石； 15-可饮用水层(砂)； 17-可饮用水层(砾石)。
人工屏障
①使固体废物转化为具有低浸出性和适 当机械强度的稳定的物理化学形态；
②废物容器化；
③处置场所内各种辅助性工程屏障。
海洋处置
海洋处置是工业发达国家早期采用的途径， 特别是对有毒有害废物，至今仍有一些 国家采用。
由于海洋保护法的制定，以及在国际上对 海洋处置有很大争议，其使用已受到越 来越多的限制。
海洋处置海洋处置主要分为海洋倾倒与远 洋焚烧两种方法。
海洋倾倒
海洋倾倒是将固体废弃物直接投入海洋 的一种处置方法。
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。
但纳污容量、能力是有个界限的，并且 海洋倾倒长期影响必须作深入研究。
开底驳海上违法倾废，造成海洋污染
远洋焚烧
是利用焚烧船将固体废弃物进行船上焚 烧的处置方法。
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。
随填埋种类的不同其填埋场构造和性能 也有所不同。
土地耕作
即利用表层土壤的离子交换、吸附、微 生物降解以及渗滤水浸出、降解产物的 挥发等综合作用机制处置固体废物的一 种方法。
该技术具有工艺简单、费用适宜、设备 易于维护、对环境影响很小、能够改善 土壤结构、增长肥效等优点，主要用于 处置含盐量低、不含毒物、可生物降解 的固体废物。
5.2深井灌注
深井灌注处置是将固体废物液体化，用 强制措施注入到地下与饮用水和矿脉层 隔开。
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。
一般将适于深井灌注处置废物分为无机 废物和有机废物两大类。
深井灌注方法主要是用来处置那些经过 实践证明难于破坏、难于转化、不能采 用其他方法处理或者采用其他方法费用 昂贵的废物，如高放射性废物。
表 5.1 美国工业废物深井灌注处置情况
工业
井数 (％) 工业 井数 (％)
矿业(9.4％)
石油炼制
51 19.1
上节课要点
第5章 城市固体废物的 传统处置方法
5.1概述
20世纪60年代以前
❖ 随意排放、堆存、倾倒
环境保护意识的增强
❖ 安全处置。
固体废物处置总的目标是:废物中的有害 物质现在和将来对于人类均不发生危害。
基本方法是通过多重屏障实现有效隔离
❖天然屏障 ❖人工屏障
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
天然屏障
地质构造 地质环境
❖对有害物质的阻滞作用。
其次是炼油厂和天然气厂
金属工业居第三位。
此外，食品加工、造纸也占有一定的比 例。
深井灌注方法具有广泛的适应性。
5.2.3操作与监测
深井灌注处置操作可分为两步：
❖一是预处理 ❖二是灌注。
o 在控制的压力下进行，灌注速率一般为0.3～4m3／min。
深井灌注系统需配置有连续记录监测装置。在 深井灌注管道和保护套管处设置有压力监测器， 以检验管道和套管是否发生泄漏，如出现故障， 应立即停止操作。
物不致流到有用的地下水源和矿藏中。 (3)有足够的容量，面积较大，厚度适宜，孔隙
率高。 (4)有足够的渗透性，且压力低，能以理想的速
率和压力接受废液。 (5)地层结构及其原来含有的流体与注入的废物
相融，或者花少量的费用就可以把废物处理到 相融的程度。
2.钻探与施工
深井灌注处置井的结构要比石油井 复杂而严密。
凡与废物接触的器材，都应与废物 的相融。
井内灌注管道与保护套管之间的环 形空间须采用杀菌剂和缓蚀剂进入 可渗透性的岩层中
地层条件要求
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置废物，容纳废液的 主要依据是岩层溶隙，以及断裂层和裂缝 （岩溶含水层、裂隙含水层）。
❖对于在砂岩层处置，废液的容纳主要依靠孔 隙。
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
陆地处置陆地处置的方法有多种
❖土地填埋 ❖土地耕作 ❖深井灌注。
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,是目前处置固体废弃物的 主要方法。
❖一般采用化学处理或固液分离的预处理方法， 将上述组分去除或中和。
❖例如，难溶的碱土金属碳酸盐、硫酸盐及氢 氧化物沉淀，难溶的重金属碳酸盐，氢氧化 物沉淀以及氧化还原反应产生的沉淀等。
防止沉淀的另一种方法是先向井中注入 缓冲剂，把废液和岩层液体隔离开来。 如一定浓度的盐水等。
1.场地选择
(1)处置区必须位于地下饮用水源之下。 (2)有不透水岩层把注入废物的地层隔开，使废
深井灌注处置系统还要求废物与建筑材 料、岩层问的液体以及岩层本身具有相 融性。
深井灌注处置方法已有40多年的发展历 史，是对环境影响较小、适用范围较广 的一种处置方法。
但也有人持不同意见，认为这种方法缺 乏远见，担心深井一旦泄露，将导致蓄 水层的污染。
5.2.2适于深井灌注废物的种类
深井灌注处置方法的适用范围较广，不 论是一般废物还是危险废物都可采用此 法。