第八章固体废物的填埋处理Word格式.docx

1、应将场地施工土石方量减至最小。 对地表水域的保护：场址区须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或历史最大洪泛区之外。对居民区的影响：场址至少应位于居民区500m以外，运输或作业期间的有害废物或恶臭噪声等不应影响居民区，并应在建场前做好环评。对场地地质条件的要求：场址应选在透水性弱的松散岩层或坚硬岩层的基础上，其K0.4 ），氨氮浓度逐渐升高。CO2仍是该阶段的主要气体，先升后趋缓，有少量H2。第四阶段产甲烷阶段。前几阶段的产物（乙酸、H2 ）在产甲烷菌的作用下，转化为CH4和CO2。为能源回用的黄金期一般持续数年。脂肪酸浓度降低，渗滤液的BOD、COD逐渐下降，可生化性变差，氨氮浓度高，pH值

2、升高（6.88），重金属离子降低。甲烷产生率稳定，甲烷浓度保持在506 5% 第五阶段填埋场稳定阶段。其主要特征是：填埋垃圾及渗滤液的性质趋于稳定；填埋场中的微生物量极度贫乏。填埋场的沉降停止。上述5个阶段并非绝对孤立，他们相互作用、相互依托，有时会发生交叉。各阶段的持续时间因废物、填埋场条件不同而异。由于垃圾是在不同时期进行填埋的，在填埋场的不同部位，各个阶段的反应都在同时进行。干填埋气主要有甲烷、二氧化碳、氮气、氧气、硫化物、按期、氢气、一氧化碳及其他为两化合物组成。甲烷45%-60%;二氧化碳：40%50%。1.2、垃圾填埋气体对环境的影响1.2.1爆炸和火灾1.2.2对水环境的影响1.

3、2.3对大气环境的影响二、填埋气产生量的预测根据产气模型建立的基础不同，可以把产气模型分为三类：动力学模型、统计学模型、经验学模型。2.1IPCC的统计模型 政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change） 运用该模型计算产气量方便快捷，只要知道生活垃圾的总量以及填埋率可以估计出产气量，但统计模型无法给出在垃圾产气周期中甲烷排放量的分布，此外，由于没有考虑垃圾产气规模及其影响因素，计算往往过于粗略，仅适合与估算较大规模的产气量。2.2生物降解理论最大产气量模型 该模型是一个基于垃圾组分降解的半经验模型，形式为：该方法利用了有机物的可

4、生物降解特性，能较之准确地反映出垃圾中产生甲烷气体的主要成分。2.3Marticorena经验模型 该模型是针对具体的垃圾填埋场提出的，其前提结社垃圾是按年份分层填埋的。该模型认为个处理填埋气体的产生具有等同性和可累加刑，在以年为单位的时间尺度上，一个地区的垃圾也可认为是分层分块填埋于不同处，所以将该预测模型应用于区域填埋气体产生量的预测是可行的。三、填埋气的收集为了控制填埋气对环境的不利影响并对其进行资源化利用，需要改变填埋气的散排状态并加以人为收集，填埋气体的收集系统分为被动收集系统和主动收集系统。填埋气体的被动收集系统适用于垃圾填埋量不大、填埋深度浅、产气量较低的小型尘世垃圾填埋场，被动

5、收集系统包括被动排放井和管道、水泥墙和截流管等。在大型填埋场中往往采用主动收集系统来收集填埋气体，系统包括抽气井、集气/输送管道、抽风机、冷凝液收集装置、气体净化神杯加填埋气利用系统。3.1集气系统填埋气收集系统有两类：竖井系统合水平集气系统图8-9表示了利用竖井集气的填埋气回收系统。从竖井的集气效果来看，厚度大的垃圾填埋层垃圾集气效果好，一般垃圾厚度大于3米，竖井间距为30-70m，一般选择50m。竖井分为边井和中部井两大类，边井间距小，而中部井间距要大些。从纵面上，中部井也分为浅层和深层井。 为了优化竖井的布置和确定有效的产气范围，抽气井按照等边三角形的形式来布置，井间距离要根据抽气井的影

6、响半径按照相互重叠的原则设计；影响半径与填埋垃圾的类型、压实程度、填埋深度和覆盖层类型等因素有关，应该通过现场试验来确定，缺少试验数据情况下，影响半径可以采用45m。对于深度达并有人工薄膜的混合覆盖层填埋场，常用45-60m；对于适用粘土和天然土壤作为覆盖层材料的填埋场，可以采用较小的井间距，如30m。水平集气系统主要适用于新建的和正在运行的垃圾填埋场，其特点是填埋垃圾的同时收集沼气。适用于垃圾的有机物是以易降解成分为主的填埋场，水平集气系统是竖井的5-35倍。3.2输送系统 为了使填埋气收集系统达到稳定运行装态，管道布置通常采用干路和支路的形式，干路互相联系形成一个闭合回路，从而可以得到一个

7、比较均匀的真空分布，使系统运行更加容易、灵活。通常用PVC管将抽气井与引风机连接起来。管道铺设应有沉降，在填埋场的沉降比应该大于1：40，以适用不同的沉降变化。应控制管道大小以保证填埋气速度小于6m/s。可防止冷凝水被带走，允许冷凝水沿管道回流，返回井里，此外还减少管内摩擦损失，降低对风机功率的要求，以节约能源。 由于垃圾填埋场内部的填埋气的温度通常在16-52摄氏度。集气管道的温度为室温。输送过程中气体会发生冷凝，因此冷凝液的收集和排放是填埋气输送系统设计时考虑的重点，为了排除冷凝液，集气管道最低处安装冷凝液收集排放装置。输送管道的末端需要安装风机来保证集气系统和输送系统压力的相对稳定和填埋

8、气流量的相对恒定。选择风机时，首先根据预期的最坏的操作条件来确定系统需要的总压力差。风机功率大小需要根据总的负压头和填埋气体体积来设计。目前填埋场中离心式引风机最常采用。在运行过程中，要求风机具有良好的密封性能，尤其是风机的轴，如果密封类型不适当或者效果不佳，填埋气会泄露到空气中从而引起异味，并产生安隐患。四、填埋气净化技术自由排放的填埋气会对环境和人类健康造成危害，若能加以收集可以作为能源来利用。填埋气的热值与城市煤气的热值接近，每1立方米填埋气的能量相当于0.45升柴油或0.6升汽油的能量，然而填埋场所收集的填埋气组分复杂，在利用之前需要进行净化处理。填埋气中主要成分为甲烷、二氧化碳等。在

9、对填埋气利用之前尽量提高甲烷气体含量，增加气体的热值，并降低微量气体比例以防止危害，近年来气体分离技术发展很快，尤其是吸收、吸附和膜分离 技术越来越得到广泛应用。对实际填埋气而言，由于填埋场气体温度较高，水蒸气接近饱和，原来略高于大气压。因此，当气体被抽吸到收集站收，在填埋气输送和利用前必须进行脱水处理。一般采用冷凝器、沉降器、旋风分离器或过滤器等物理单元来除掉气体中的水分和颗粒物。也可通过分子筛吸附、低温冷冻、脱水剂二甘醇等进行脱水，使填埋气中水分含量小于后续操作条件的露点以下。实际操作中，低温冷冻比较常用，脱水后填埋气热值提高10%左右。填埋气海含少量的硫化氢，容易引起工程设备腐蚀，因此需

10、要去处填埋气中硫化氢，尤其当垃圾含有石膏板之类的建筑材料和硫酸盐污泥时，填埋气体中的硫化氢会大量增加。脱硫技术主要有湿式吸收工艺和吸附工艺两大类，包括催化吸收法，链烷醇胺选择吸收法、碱液 吸收法，活性碳吸附和海绵铁吸附法，其中活性碳吸附法常用。甲烷和二氧化碳是填埋气中最主要的气体，因此甲烷和二氧化碳气体分离时气体分离的关键，主要分离方法有：吸收分离、吸附分离和膜分离。4.1吸收分离 甲烷、二氧化碳、氮气、氧气四种主要组分中，二氧化碳是弱酸性气体，采用碱性溶液为吸收剂的吸收分离可以除去填埋气体中的大部分二氧化碳，但是氮气和氧气在溶液中溶解度很小。甲烷与二氧化碳吸收分离中，采用甲乙醇胺或N-甲基二

11、乙醇胺溶液作二氧化碳的吸收剂，当气液比为1:3时，二氧化碳去除率大于95%，甲烷回收率为90%-95%，产品气中甲烷含量大于80% ，二氧化碳大于5%。4.2吸附分离 根据吸附后吸附剂再生方法的不同，吸附分离可以分为变温吸附和变压吸附。利用PSA对填埋气进行二氧化碳和甲烷的分离操作过程如8-15。填埋气加压到0.8兆帕后进入 PSA系统，填埋气自下而上通过碳分子筛为主要吸附剂组成的吸附床。水分被下层活性氧化铝吸附，二氧化碳被分子筛吸附，甲烷在压力下被输出储气罐。操作如图8-15p2804.3膜分离气体膜分离时利用特殊制造的膜与原料气接触，在膜的两侧压力差驱动下，气体分子透过膜的现象。由于不同的

12、气体分子通过膜的速率不同，渗透速率快的气体在渗透侧富集，而渗透率慢的气体则在原料侧富集。气体膜分离正是利用分子的渗透速率差使不同气体在膜两侧富集而实现分离。膜分离的主要特点是能耗低，装置规模可以根据处理量要求调整大小，设备简单，操作方便，运行可靠。膜组件可以分为中空纤维膜，卷式膜、平板膜。从材料来看见，醋酸纤维素膜、聚酰亚胺膜用于二氧化碳和甲烷的分离，气体在膜中的渗透系数见表8-6，p281。五、填埋气的利用 对填埋气进行收集控制和资源化利用，已经成为城市垃圾填埋处置的重要部分。1977年世界第一个垃圾填埋气回收系统在美国加里福尼亚南部建立，填埋气作为燃料用于锅炉燃烧。目前填埋气主要利用方式包括：直接燃烧产生蒸汽，用于生活或工业供热；通过内燃机燃烧发电；作为运输工具的动力燃料；经脱水净化后用作城市民用管道燃气；燃料电池；用作二氧化碳和甲醇工业的原料。5.1发电5.2作为汽车燃料5.3作为城市民用燃气5.4作为燃料电池的燃料