项目六 危险废物安全填埋技术

3、衬层系统分类
• （1）单层衬层防渗系统
垃圾 土工织物保护/分离层 渗滤液收集系统 土工织物保护/分离层 人工合成防渗膜 土工织物保护/分离层 地下水收集系统 地基
单层衬层防渗系统
• （2）单复合衬层防渗系统
垃圾 土工织物保护/分离层 渗滤液收集系统 土工织物保护/分离层 人工合成防渗膜 压实黏土衬层
三、衬层系统
• 1、衬层系统主要功能 • （1）将渗滤液封闭于填埋场之中，使其进 入渗滤液收集系统，防止其渗透流出填埋 场之外污染土壤和地下水； • （2）控制填埋场气体的迁移，使填埋场气 体得到有控释放和收集，防止其侧向或者 向下迁移到填埋场之外； • （3）控制地下水，防止其形成过高的上升 压，防止地下水进入填埋场导致渗滤液量 的大量增加
• • • • • • • • • 种类 1）土工织物材料 2）土工织物网格材料 3）土工膜材料 4）地聚合黏土衬层 5）土工管 6）地混合材料 7）地泡沫材料 8）土工膜单元
• • • • • •
基本功能 1）隔离 2）加固作用 3）过滤作用 4）排水 5）水阻挡层或水控制 6）保护
• 某填埋场防渗结构
• 1)对HDPE膜的性能要求 密度、熔流指数、炭黑含量、HDPE原料、膜 厚度、抗穿能力、拉伸强度和渗透系数等。 2）对HDPE防渗层的铺设要求 3）对HDPE复合衬层下垫层的要求 4）单HDPE复合衬层的结构设计 5）HDPE双衬层构造设计要求 6）HDPE膜的锚固设计
• （3）土工无纺布 土工无纺布是相对较薄、有弹性的一种聚合材料。美国材 料测试中心对这一专门术语有如下定义：“土工无纺布是 一种用于土壤、石块、土或其他材料用一定技术聚合而成 的平面状产品，作为人造工程结构或系统的一部分”。
（1）导流层
导流层的目的就是将全场的渗滤液顺利地导入收集沟内的渗滤 液收集管内（包括主管和支管），导流层铺设在经过清理后的 场基上，厚度不小于300mm，由粒径40～60mm的卵石铺设而成， 卵石也可用碎石代替。
（2）收集沟和多孔收集管
收集沟设置于导流层的最低标高处，并贯穿整个场底，断 面通常采用梯形，铺设于场轴线上的为主沟，在主沟上依间距 30～50m设置支沟，支沟与主沟的夹角宜采用15的倍数。 多孔收集管按照埋设位置分为主管和支管，分别埋设在收 集主沟和支沟中，管道需要进行水力和静力作用测定或计算来 确定管径和材质，其公称直径不小于100mm，最小超度应不小 于2%，材质通常采用高密度聚乙烯（HDPE）。预先制孔，孔径 通常为15～20mm,孔距50～100mm,开孔率2%～5%左右，安装时， 管道开孔部分应朝下。 多孔收集管还包括垂直收集部分。在填埋区按一定间距设立 贯穿危险废物块体的垂直立管，管底部通入导流层或通过短横 管与水平收集管相接，以形成垂直-水平立体收集系统，通常这 种立管同时也用于导出填埋气体，称为排渗导气管。
二、安全填埋场选址
《危险废物安全填埋污染控制标准》（GB18598-2001） 《危险废物安全填埋处置工程建设技术要求》 选址准则： 1、服从城市总体规划及国家和地方危险废物管理规划； 2、场址应满足一定的库容要求； 3、地形、地貌及土壤条件； 4、气象条件； 5、对地表水体的保护； 6、对居民区的影响； 7、对场地地质的要求； 8、交通方便，运距合理
3、填埋场功能
贮留功能 隔水功能 处理功能
基本功能 利用自然地形或人工修 筑形成一定的空间，将 一定量的废物贮留在其 中，待空间充满后封闭， 恢复该地区的原貌。
主要功能 一方面防止废物中水分 及降水进入后产生的渗 滤液进入周围环境；另 一方面防止外部降水、 地表径流、地下水等进 入填埋场。
安全填埋场一般不考虑 一方面由于安全填埋场 本身填埋的主要是无机 物，另一方面运行中一 般尽量避免填埋层中发 生任何反应，尽量避免 水、气等二次污染物。
4、填埋场分类
• 按构造类型分类 衰减型 半封闭型 封闭型←安全填埋场 • 按填埋方式分类 山谷型 平地型（地上式、地下式、半地下式） • 按填埋废物分类 Ⅰ类 一般工业固体废物填埋场 Ⅱ类 一般工业固体废物填埋场、生活垃圾填 埋场、安全填埋场
5、填埋场组成
安全填埋场
填 埋 气 体 控 制 系 统
土ห้องสมุดไป่ตู้织物保护/分离层 地下水收集系统 地基
单复合衬层防渗系统
• （3）双层衬层防渗系统
垃圾 土工织物保护/分离层 首次渗滤液收集系统 土工织物保护/分离层 第一层人工合成防渗膜 土工织物保护/分离层 二次渗滤液收集系统 土工织物保护/分离层 第二层人工合成防渗膜 土工织物保护/分离层 地下水收集系统 地基
• 2、必须预处理后入场填埋的废物 （1）根据《固体废物浸出毒性浸出方法》（GB5086） 和《固体废物浸出毒性测定方法》（GB/T15555.1～ 12）测得的废物浸出液中有害成分浓度超过表6-1中 的允许进入填埋区控制限值的废物； （2）根据《固体废物浸出毒性浸出方法》（GB5086） 和《固体废物浸出毒性测定方法》（GB/T15555.1～ 12）测得的废物浸出液pH值≤7.0和≥12.0的废物； （3）本身具有反应性、易燃性的废物； （4）含水率高于85%的废物； （5）液体废物 • 3、禁止填埋的废物 （1）医疗废物； （2）与衬层具有不相容性反应的废物。
双层衬层防渗系统
• （4）双复合衬层防渗系统
垃圾 土工织物保护/分离层 首次渗滤液收集系统 土工织物保护/分离层 第一层人工合成防渗膜 第一层压实黏土衬层 土工织物保护/分离层 二次渗滤液收集系统 土工织物保护/分离层 第二层人工合成防渗膜 第二层压实黏土衬层 土工织物保护/分离层 地下水收集系统 地基
• 调节池防渗结构
四、渗滤液控制系统
• 1、来源 （1）降水入渗 主要来源 （2）外部地表水入渗 （3）地下水入渗 （4）废物水含水率 （5）覆盖材料中的水分 （6）有机物分解生成水 • 2、产生量影响因素 区域降水及气候状况；场地地形地貌及水文地质条件； 填埋废物性质与组分；填埋场构造；操作条件等
（5）雨水集排系统
雨水集排水系统应从场内场外两个角考虑，主要有以下措施： ①山谷型填埋场上游应设置雨水排水沟，且应根据地形设立，绕过 填埋场排入下游； ②周边雨水集排水沟渠可设在填埋场四周、道路外侧、四周斜壁或 与上游雨水沟建在一起。 ③根据清污分流的原则，填埋区宜设立分区独立排水系统，将填埋 区的渗滤液和未填埋区的未污染雨水分别排出； ④在较深的填埋场中，可在坡面上设置排水渠； ⑤填埋场作业单元应设置临时防雨设施
通过低渗透性材料 （如HDPE、PVC等高 分子聚合材料和压实 黏土）和一定厚度的 组合来完成这一作用
通过渗滤液控制系统的适当 设计、施工和维护来控制水 量与水头，方法有两个：
一是防止雨水、地下水 进入填埋场（雨水、地 下水集排水系统）；二 是及时顺畅地排出场内 渗滤液（渗滤液集排水 系统）。
渗滤液控制系统包括：渗滤液集排水系统 （即渗滤液收集系统，通常由导流层、收集沟、 多孔收集管、集水池、提升多孔管、潜水泵和 调节池等组成）、雨水集排水系统、地下水集 排水系统、渗滤液处理系统
（3）集水池及提升系统
集水池位于垃圾主坝前的最低洼处，以砾石堆填以支撑上覆废 物荷载，全场的垃圾渗滤液汇集到此并通过提升系统越过垃圾 主坝进入调节池。提升系统包括提升多孔管和提升泵，提升管 多采用高密度聚乙烯（HDPE）管，典型尺寸是DN800mm，通常 使用斜管提升方式。
（4）调节池
主要作用是对渗滤液进行水质和水量的调节，平衡丰水期和枯 水期的差异，为渗滤液处理系统提供恒定的水量，同时也可对 渗滤液水质起到预处理作用。 调节池通常采用地下式或半地下式，如条件允许体积应尽可能 大，一般情况下应可贮存3个月以上的渗滤液。
• （2）经验公式法 Q=1/1000×C×I×A C——浸出系数，一般在0.2～0.8之间； A——填埋面积，㎡； I——降雨量，mm/d；
6、渗滤液控制系统
• 达西定律 q=K×H/L×A q——渗透量； K——渗透系数； H——水头损失； L——水力流程； A——渗透面积； 降低q的三种方法： ①选用渗透系数低的衬垫（降低K 值）； ②减少水头（降低H值）； ③增加衬层厚度（加大L值）。
地质屏障系统 包括场地的地 质基础、外围 和区域综合地 质技术条件。 地质屏障防护 作用大小，取 决于地质介质 对污染物质的 阻滞性能和污 染物在地质介 质中的降解性 能。
2、三道屏障系统
废物屏障系统 对危险废物进行预 处理如固化/稳定化， 降低废物的毒性或 减少渗滤液中的有 害物质
密封控制系统 也称人工屏障系统，是指利用人工 措施将废物封闭，使废物渗滤液通 过屏障的概率最小化，其效果取决 于密封材料的品质、设计水平、施 工质量以及运行中的控制
双复合衬层防渗系统
4、衬层材料
用于填埋场作防渗衬层的材料可分为人工合成有机材料、 无机天然防渗材料、天然与有机复合防渗材料三大类。 • （1）黏土 塑性指数Ip大于10的土被称为黏土。 黏土衬层应包括两类：
自然黏土衬层 具有低渗透率、富含黏土的自然形物，
其渗透率应小于或等于1×10-6～1×10-7cm/s。 人工压实黏土衬层 基本上是由自然黏土材料经过人工 压实而成。压实的目的是将松散不均匀的黏土压实成均匀 分布、低透水性的黏土层。广泛应用于衬层与覆盖层系统。
• 3、水质特性
（1）受废物组成、性质影响大 （2）总溶解固体含量高，特别是含盐量高 （3）重金属离子浓度高 • 4、影响因素 （1）废物组成 （2）填埋场结构 （3）废物预处理 （4）入渗水量的影响
5、渗滤液产生量计算
• （1）水量平衡法
Q=P+W+D+G-E
Q——年产量，m3/年； W——垃圾分解产生的渗滤液量， m3/年（由垃圾量、垃 圾成分确定）； P——降雨产生的渗滤液量， m3/年（由集雨面积和日降 雨量确定）； D——地表水渗入量， m3/年（根据覆盖材料、地面地形 来确定）； G——地下水浸入量（通过地质勘探确定） E——蒸发蒸腾量（可通过植物水分消耗量确定）
接 收 与 贮 存 系 统
分 析 与 鉴 别 系 统
预 处 理 系 统
防 渗 系 统
渗 滤 液 控 制 系 统
监 测 系 统
应 急 系 统
公 用 工 程
渗滤液收集与排出系统
渗滤液处理系统
雨水集排水系统
地下水集排水系统
6、进场废物要求
• 1、直接入场填埋的废物 （1）根据《固体废物浸出毒性浸出方法》 （GB5086）和《固体废物浸出毒性测定方 法》（GB/T15555.1～12）测得的废物浸出 液中有害成分浓度低于表6-1中的允许进入 填埋区控制限值的废物； （2）根据《固体废物浸出毒性浸出方法》 （GB5086）和《固体废物浸出毒性测定方 法》（GB/T15555.1～12）测得的废物浸出 液pH值在7.0～12.0之间的废物。
项目六 危险废物安全填埋技术
任务一 安全填埋技术分析
一、基本知识
• 1、填埋目的 （1）使废物与生态环境尽可能隔离开来，阻断 填埋场内废物及其产物与环境的联系通道； （2）不使外部环境中水分等物质进入填埋场， 引发处置废物产生化学、生物、物理等变化， 导致产生渗滤液以及填埋气体； （3）避免产生的渗滤液与填埋气体释放到环境 中
2、衬层系统组成
过滤层
排水层 保护层 防渗层
保护排水层，过滤掉渗滤液中的悬浮物 和其他固态和半固态物质 及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对 防渗层的压力，减少渗滤液的外渗可 能性 对防渗层提供合适的保护，防止防渗 层受外侦办影响而被破坏
通过铺设渗透性低的材料来阻隔渗滤液于填埋场 中，防止其迁移到填埋场之外的环境中，同时也 可以防止外部的地表水进入填埋场中
• （2）人工合成材料 • 目前已经应用的聚合物防渗膜有很多种，主要有 高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、 氯化聚乙烯（CPE）、异丁橡胶（EDPM）、氯 磺 化 聚 乙 烯 （ CSPE ） 、 乙 烯 丙 烯 橡 胶 （EPDM）、氯丁橡胶（CDR）、热塑性合成橡 胶、氯醇橡胶等。其中HDPE是目前适应废物范 围最广、应用最为广泛的防渗膜，具有良好的防 渗性能、对大部分化学物质具有抗腐蚀能力、具 有良好的机械和焊接特性、低温下具有良好的工 作特性、可制成各种厚度、 0.5 ～ 3.0mm 、不易 老化等特点，广泛应用于填埋场衬热地、最终覆 盖、污水池衬垫、废物处理设施、沟渠衬垫等。