固体废物的卫生填埋处置Word文件下载.docx
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填埋场的功能主要有两个方面，即贮留固体废物、隔断固体废物污染和对固体废物进行处置。
通常一个完整的卫生填埋场地主要由填埋场、辅助设施和未利用的空地组成。
填埋场建设程序主要包括：
场址的选择、环境影响评价、地质灾害评估、可行性研究、土地征用、工程初步设计、施工图设计、工程施工、竣工验收等环节。
填埋工程的项目应包括：
填埋场场地平整，基底处理，填埋单元划分，周边和单元之间的通道，衬垫系统，渗滤液收集系统，封顶级配，封顶剖面，雨水管理系统，地下水监测系统和填埋气体监测系统。
图1.3表示固体废弃物的堆填过程和封闭后的情况。
在现代卫生填埋场设计中最重要的关键部位包括衬垫系统，渗滤液收集系统，气体收集系统和最终覆盖（封顶）系统。
衬垫系统位于填埋场底部和四侧，它是一种水力屏障，用来隔离固体废弃物以免对填埋场的地下水和四周的土产生物染。
衬垫系统是填埋场最重要的组成部分，填埋场渗滤液是由于降水经过废弃物过滤和对废弃物压榨产生的，是一种典型的污染液，若不加处理排入周边土体及地下水中，将对土体和地下水产生严重的污染，渗滤液收集系统用来收集填埋场中产生的渗滤液并将其排放至废水处理站或集水池集中进行处理。
气体收集系统用于收集废物中有机成分分解时产生的气体，收集后的气体可用来发电或有控制地进行燃烧。
对填埋场进行封顶的目的是减少封闭后降水对填埋场的渗入以减少渗滤液的产生。
不同填埋单元之间的相互联系和填埋的次序在填埋场设计中十分重要，根据这些单元如何组合，从几何外形来看，一般可将填埋场的型式分成四类
（1）平地堆填:
填埋过程只有很小的开挖或不开挖，通常适用于比较平坦且地下水埋藏较浅的地区。
（2）地上和地下堆填:
填埋场由同时开挖的大单元双向布置组成，一旦两个相邻单元填满了，它们之间的面积也就填满了，通常用于比较平坦但地下水埋藏较深的地区。
（3）谷地堆填:
堆填的地区位于天然坡度之间，它可能包括少许地下开挖。
（4）挖沟堆填:
与地上和地下堆填相类似，但其填埋单元是狭窄的和平行的。
通常仅用于比较小的废物沟。
第二章填埋场的选址
2.1场址的选择
这是卫生填埋的第一步也是最重要的一步。
2.2选址的要考虑的因素
1.城市总体规划、区域环境规划、城市环境卫生专业规划及相关规划；
2.土地利用价值及征地费用，场址周围人群居住情况与公众反映，填埋气体利用的可能性；
3.地形、地貌及相关地形图，土石料条件，包括取土石料难易、远近和存储总量；
4.工程地质与水文地质；
5.洪泛周期（年），降水量，蒸发量，夏季主导风向及风速，基本风压值；
6.道路、交通，给排水及供电条件；
7.拟填埋处理的垃圾量和性质，服务范围、垃圾收集运输情况；
8.城市污水处理现状及规划资料；
9.城市电力和燃气现状及规划资料。
除此以外,还要考虑与项目建设相关的各个环节。
2.3选址顺序
根据2004年建设部《城市生活垃圾填埋技术规范》的规定，垃圾卫生填埋场场址的选择如下：
填埋场场址设置应符合当地城市建设总体规划要求，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。
填埋场对周围环境不应产生污染或对周围环境影响不超过国家相关现行标准的规定。
填埋场应具备相应的库容，填埋场使用年限宜10年以上，特殊情况下，不应低于8年。
填埋场应与当地的大气防护、水资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致。
选址应由建设、规划、环保、设计、国土管理、地质勘察等部门有关人员参加。
填埋场不应设在下列地区：
1.地下水集中供水水源地及补给区；
2.洪泛区和泄洪道；
3.填埋库区与污水处理区边界：
距居民居住区或人畜供水点500m以内的地区；
距河流和湖泊50m以内的地区；
距民用机场3km以内的地区；
4.活动的坍塌地带，尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区；
5.珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区；
6.公园，风景、游览区，文物古迹区，考古学、历史学、生物学研究考察区；
7.军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。
2.4环境影响评价与检查场址
在进行场址选择时要对备选的场地进行综合的环境影响评估，即环境影响评价。
建设项目环境影响评价报告书必须在项目的可行性研究阶段完成；
在进行可行性研究的同时，必须对建设项目的环境影响作出评价。
环境影响评价的目的是：
填埋场建造前、建造过程中以及建成后评估、确定它对环境的潜在影响；
指出如何减少或排除对环境的影响；
确定环境背景值以便监督检查可能发生的环境问题。
2.4.1全面科学的环境影响评价
对垃圾卫生填埋场建设进行环境影响评价，可分为三个阶段。
1）准备阶段。
通告，告知所有关系人；
确认作出环境影响评价的必要性；
确认作出环境影响评价的规模；
环境影响评价工作有关各个方面的组织；
确认环境影响评价工作范围。
2）研究阶段。
项目对环境影响的确认；
项目对环境影响的描述；
项目对环境影
响的检验；
备选场址现况检查；
两种决策（选中与否）比较；
考虑采取补偿措施；
起草环境影响评价报告。
3）后期评价阶段。
审查环境影响评价报告；
决定项目可以进行或项目只能靠补偿措施进行或项目不可进行。
2.4.2场址的检查
备选场址现况检查在环境影响评价研究阶段进行。
地质与水文方面的检查作为重点。
检查的结果应列入环境影响评价报告书中。
检查内容应包括：
地质结构、渗透性、离地下水的距离、场址的天然坡与人工坡的稳定性、低层土的承载能力与变形特性、自然灾害（地震、暴风雨、洪灾等）风险。
同时要进行其它相关的调查及检验：
附近居民点的情况；
道路与其它交通情况；
当地的气象条件；
处理渗滤液与利用沼气的可能性；
对当地生态环境的影响（包括风景）；
对现有水文条件（水域）的影响；
对文化、宗教场所与疗养胜地（旅游）的影响；
描述费用的情况。
另外，在场址调查中要积累照片资料。
这些资料可能被用于：
今后对场址的情况作更好的总体评估；
描述场址的细节问题（观察现场）；
为以后的分析作原始资料。
第四章填埋场的地基与防渗
4.1填埋区基底工程
《城市生活垃圾卫生填埋技规范》规定，场底地基是具有承载能力的自然土层或经过碾压、夯实的平稳层，且不应因填埋垃圾的沉陷而使场底变形、断裂，场底基础表面经碾压后，方可在其上贴铺人工衬里。
场底应有纵、横向坡度。
纵横坡度宜在2%以上，以利于渗滤液的导流。
实际设计建设中，长宽一般为300～400m或更大，如按2%坡度进行设计，则场区两端高差在6～8m或更多。
受地下水埋深土方平衡及整体设计的影响，场区两端高差过大会造成较大的困难。
根据北京填埋场（安定、北神树）建设经验，垃圾卫生填埋场场底纵向主要坡度为1%～1.3%时可以保证渗滤液排顺畅[1]。
为确保填埋场安全，考虑到填埋场土体条件较差，需要对其整形，坑底及周围进行平整，取土同时作为坑四壁局部填土、每日覆盖用土和最终覆盖用土。
填埋区底部按设计高程完成基底工程以后，底部要求平整，以利于防渗膜的铺设。
4.2填埋场的防渗系统
填埋场防渗系统，不仅要能防止渗滤液渗出污染地下水，还要防止地下水涌
入填埋场。
通常的防渗方法有水平防渗和垂直防渗。
垂直防渗指山谷型填埋场，地质条件较好，场底为无裂缝基岩，一般在地下水出口处建筑防渗帷幕，使填埋场底部的渗滤液阻积于帷幕前的水池中，不向下游及邻近地区渗透。
我国典型的山谷型垂直防渗填埋场有杭州天子岭填埋场等。
在特殊地质条件的平原也可采用垂直防渗技术。
水平防渗指平原性地貌的填埋场，在水平方向设置防渗系统，在填埋场的底部和周边形成隔离层，可实现渗滤液和地表水、地下水的分流处理、排放，如北京安定填埋场和深圳下坪垃圾填埋场等[2]。
防渗层的建设方法多种多样,采用何种工艺方法建设防渗层是设计中的重要内容，不管使用什么方法、什么材料，最终达到的目的是渗透系数Kf小于规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。
[1]同时要考虑：
1）使用寿命。
填埋场的使用寿命，封场后要求的防渗层的寿命，以及本身的可靠性。
2）与填埋场的相容性。
选用的材料不能被填埋物侵蚀，由于渗滤液的性质不稳定，所以选择的材料要适应渗滤液的各种性质，如抗酸、抗碱等。
3）场地条件及气候条件。
4）建设费用。
防渗材料的选择既要达到防渗要求，又要考虑经济合理，厚的土工膜具有更好的防渗性能，但必将提高建设费用。
4.3防渗材料
防渗层是由透水性小的防渗材料铺设而成的，渗透系数Kf小，稳定性好，价
格便宜是防渗材料选择的依据。
目前，常用的主要有4种:
粘土、膨润土、土工膜、土工织物膨润土垫（GCL）。
（1）普通粘土:
一个合格的粘土衬垫其透水率必须很低（K≤1-10-7cm/s）并有足够的抗剪强度和最小的收缩势，以防脱水开裂。
（2）膨润土:
是一种优良的天然粘土，其主要成份是蒙脱石矿物，膨润土的渗透系数K≤-10-7cm/s，具有极强的防水性，这主要是由于该土壤吸水后，体积会迅速膨胀，形成一层连续不透水柔性隔离层，而且可以自动修补土层中的缝隙，阻止水分子通过。
（3）土工膜:
是一种溥的、柔韧的、连续的、不透水的合成材料，具有长期比学稳定性及良好的机械性能，多用于填埋场之底及边坡防渗透系统中，也可用于填埋场封场系统。
最常用的是高密度聚乙烯（HDPE）膜。
（4）土工织物膨润土垫（GCL）:
是由两层或多层土工织物（或土工膜）中间夹一层膨润土粉末以针刺（缝合或粘接）而成的一种复合材料，可以替代一般粘土密封层。
国外大量用于垃圾卫生填埋场的防渗结构，它可单独使用，也可与土工膜组合使用。
4.4防渗系统的构造
单层防渗层是指单独使用压实粘土、膨润土或HDPE膜等铺设而成的防渗层，其造价低，施工快，但安全系数低，只有地下水污染风险极低的情况下（如地下水位低、土质防渗性好）才推荐使用。
复合防渗层是多层结构的防渗系统，各层次具有一定的功能，提高了防渗系统的安全性。
由于各国国情不同，目前复合防渗层的结构还没有统一的标准，即使同一国家不同地区的填埋场由于垃圾性质、场地地形地质的不同，防渗透层结构也不尽相同，但总的说来一个完整的复合防渗系统应包含以下几个层次：
（1）渗滤液排水层
该层上部直接与垃圾接触，起着收集和排出渗滤液的作用。
该层常规做法是400mm厚粗砂层，粗砂层内按一定间距设置排水盲沟，盲沟内设穿孔管，汇集垃圾填埋体中流出的渗滤液并排出填埋坑外。
（2）保护层
保护层是用来保护防渗层的安全的，如在HDPE膜上下覆盖无纺土工布可防止膜被尖锐的东西刺穿和减轻地基变形对膜的拉力；
土工膜上部铺设的500mm厚粘土层，也是保护层，目的是使土工膜在数十米高的垃圾堆体的压力下受力均匀。
（3）防渗层
该层主要由防渗材料构成，从国内外工程实例来看，该层的结构千差万别，有两层土工膜中间夹一层膨润土的，也有一层土工膜上铺一层膨润土的，还有土工膜与压实粘土组成复合衬垫的以及重复使用单层土工膜防渗层组成双层复合衬垫的。
总的来讲，该层至少应设一层土工膜，防渗层层数越多，安全性能越强，但造价也相应提高。
考虑到填埋场的土质以粉沙土为主，层与层之间渗透能力较好，因此选择在沙坑内满铺双层复合防渗层已保证垃圾产生的渗滤液不会对地下水造成二次污染。
库区（包括盲沟、泵站、预处理池）水平和垂直方向均采用人工防渗技术，防渗材料为HDPE黑膜，膜厚1.5毫米。
（4）地下水排水层
如果设计地区地下水水位较高，为了防止防渗层受到地下水浮力和渗透的影响，应设地下水排水层，具体结构类似于渗滤液排水层，一般在防渗层下铺设400mm厚粗砂层，并设排水盲沟，以将地下水单独排出场外。
（5）地基
地基在整理时必须夯实、平整、碾压，筑成符合要求的坡度。
地基的处理必须符合整个填埋场渗滤液收集系统的要求。
设计上还应验算地基承载力和不均匀沉降。
（6）边坡上的防渗层
与填埋场坑底防渗层的结构不同，边坡上防渗层不必设渗滤液排水层和地下水排水层，只是在土工膜上下各加无纺上工织物，上层无纺土工织物上设一层废弃的汽车轮胎，以防机械碾压边坡垃圾时，破坏防渗层，表面再铺设500mm厚粘土保护层。
（7）锚固沟
为了固定土工膜和无纺土工布，在填埋坑周边须开挖锚固沟，边渗层在填埋坑底部和边坡铺设完后，将边坡埋入锚固沟，用原土填平、整实
4.7填埋场密封方式
填埋场防渗系统中密封层的建设方式多种多样，常见的有黏土-膨润土、单层HDPE、双层HDPE、单层HDPE与黏土-膨润土复合、HDPE与GCL复合等。
黏土-膨润土及单层HDPE膜都有防渗材料单一、存在渗漏风险的缺点，逐渐被复合密封方式取代。
由于单一的密封层不能完全保证安全需要,我国个别单一密封层的填埋场发现有渗漏迹象。
从上表中可以看出，黏土-膨润土、单层HDPE膜、双层HDPE膜存在渗漏风险，国外发达国家现已很少采用；
单层HDPE膜与黏土-膨润土复合、HDPE膜与GCL复合是国外发达国家目前普遍采用的方法。
由于HDPE膜与GCL复合密封层防渗性能好，价格高，易于施工，可能出现的漏水点会因膨润土的迁移而自动愈合，同时可增加垃圾填埋容量。
第五章渗滤液的产生及收集处理
5.1垃圾渗滤液概念
垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。
渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。
垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，渗滤液中含有大量的有机物、大量的病菌、病毒、寄生虫等以及一些有毒有害的物质[9]。
不仅水质成分复杂，而且其水量及污染物的浓度随垃圾组成、填埋方式、以及不同的季节和气候而有明显的变化，是一种处理难度较大的废水[3]。
因此，国内外一直非常重视对垃圾渗滤液进行有效的控制和处理。
但由于受到资金的限制以及渗滤液水质和水量的剧烈变化，目前我国真正对垃圾渗滤液进行达标处理的填埋场并不多。
如何充分利用现有的条件，在尽可能减少渗滤液产生量的前提下，对收集后的渗滤液妥善处理，就成为我国垃圾处理的当务之急。
5.2垃圾渗滤液的来源
城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。
主要来源有：
（1）降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；
（2）外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；
（3）地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；
当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；
（4）垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；
（5）覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；
（6）垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。
5.3垃圾渗滤液的产生量
渗滤液的产生量是受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地面流失、地下水渗入、垃圾的特性、地下层结构、表层覆土和下层排水设施的设置情况等。
（1）降雨量和蒸发量是影响渗滤液产生的重要因素，这可以从当地的气象资料来获得。
（2）填埋场表面的斜坡很重要，在平缓的斜坡上，水易于集结，因而大量渗滤，而在较陡的斜坡上，水容易流掉，从而减少了到达垃圾中的水量。
垃圾填埋场的最终覆土层一般做成中心高、四周低的拱型，保持1%～2%的坡度，这样可使部分降雨沿地表流走。
但当表面斜坡大于8%左右时，表面径流就有可能侵蚀垃圾堆的顶部覆盖物，使填埋场暴露，因此，表面斜坡应小得足以预防表面侵蚀。
（3）填埋最终覆土后，表面上长有植物，可以通过根系吸收水分，并通过叶面蒸发作用减少渗滤液发生量。
（4）地下水的渗透，要根据场内渗滤液水位和场外地下水来定，对于防渗情况良好的填埋场，可以不考虑渗滤液的渗出和外部地下水的渗入。
5.5减少渗滤液产生量的方法
为减少渗滤液的产量，除按照场地选择标准合理选址外，还必须在设计、施
工方案和填埋方式上采取必要的措施，主要包括：
（1）把填埋场分成几个区段，平时只敞开正在工作的那段表面，这样可以尽量
避免雨水的侵入。
（2）设置与渗滤液收集主管道并联的雨水收集系统，根据场底横向坡度、高程
不同，在渗滤液或雨水进入渗滤液主收集管前设置阀门，使未填埋垃圾区域的清洁雨水可通过雨水系统排出。
（3）设置清污分流设施，在填埋场四周设置排水沟、导流渠、导流坝，收集降
在填埋场上的雨水，减少地表径流进入场地，并排往洪水调节池，防止其流入填埋场区域。
在场外设置截洪沟和疏导渠，截留和疏导填埋区上游地表径流和部分潜水。
（4）在场内适当位置设置雨水引流沟和引流管，利用引流设施减少进入填埋场
的雨水和潜水量，将雨水在尚未与填埋垃圾接触之前迅速排出场外。
（5）在场地四周及场底设置防渗衬里，还可以利用垃圾中的惰性物质构造一道
隔离有害物质的屏障。
（6）控制地下水，保持地下水水位与垃圾层有足够的安全距离以防止渗滤液污
染地下水，防止地下水渗入填埋场，设置地下水导排系统，在场底基础上铺设导流层，导流层底部铺设排水盲沟，盲沟中放置多孔导流管，将渗滤液收集后进行处理。
（7）把装填完毕的表面先临时密封，以待将来最终密封。
表面水沿着坡道流入
干净水管道。
（8）设置封场区排水系统，排除降到封场表面的雨水，减少其向垃圾层的渗入
量。
地表稳态化，即把表面用压实机压密实，选择合适的覆盖材料，并在填埋场主体下沉消失以后，栽培植物加以绿化。
5.6垃圾渗滤液的水质特征
垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生的水。
垃圾渗滤液的主要污染成分有：
有机物、氨氮和重金属等。
其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和气候等密切相关[7]，其水质主要呈现以下特征：
（1）CODCr和BOD5浓度高。
在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存在可能会产生高的CODCr和BOD5；
（2）BOD5与CODCr比值变化大。
BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工艺方法的选择密切相关。
渗滤液BOD5/CODCr值与垃圾填埋场的使用年限有关，对年轻填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理可行性，可采用生物方法加以处理。
而对于年老填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性随时间的变化；
（3）金属含量高
垃圾渗滤液中含有10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们的去除；
（4）营养元素比例失调，氨氮的含量高
随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4+浓度不断上升。
另外，渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。
渗滤液的化学特性还取决于以下几个方面：
（1）垃圾的组成成分垃圾的组成成分直接影响到渗滤液的化学特性。
（2）垃圾的预加工填埋前将垃圾破碎能增大垃圾的表面积，增加填埋场的密度，降低垃圾对水的渗透性，增大垃圾的持水能力，从而增长了垃圾与水的接触时间，加速垃圾的降解，使渗滤液中污染物的浓度增加。
（3）填埋时间垃圾填埋后，其填埋年龄不同，降解速率及持水能力和水的渗透性能均不相同，产生渗滤液的组成及其各组成浓度均不相同。
通常，填埋时间越长，渗滤液的浓度越低。
（4）填埋场的供水填埋场的供水速率的大小直接决定了填埋场内垃圾的湿度。
当供水率很小时，垃圾场内垃圾的湿度小于60％，垃圾的降解速率不能达到最大值。
当供水率很大时，渗滤液就会被供水所稀释。
（5）填埋场的深度当垃圾的透水性能相同时，填埋场越深，渗滤液在填埋场内滞留时间越长，渗滤液的强度越大（所含组分浓度越高）
5.7.2渗滤液的处理方法
作为填埋场的副产品，垃圾渗滤液是高浓度的有机污水，受季节影响变化大，处理难度大，是目前我国垃圾卫生填埋场运行管理中的一个很大的难题。
同时，渗滤液中含有大量的C、N和P等营养元素，因此，将渗滤液作为液体肥料得到了许多研究者的青睐，根据兰吉武的研究,渗滤液经过一定的预处理后对植物进行浇灌是可行的，特别是填埋6年后，垃圾产生的渗滤液经过一定程度的稀释后，对植物的生长有明显的促进作用渗滤液的组成成分是随时间而发生变化的，对于填埋时间少于5年的渗滤液，其中的有机物浓度高，pH值较低，低分子脂肪酸多，BOD5及COD浓度较高，BOD5/CODCr值在0.5～0.6，同时各类重金属离子的浓度也
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