2016固廢課程設(shè)計(jì)

1、中國地質(zhì)大學(xué)固體廢物處理與處置課程報(bào)告姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班號(hào) 日期2016年01月15日固廢課程設(shè)計(jì)一、 論述論述堆肥、焚燒、衛(wèi)生填埋三種方法的原理和工藝特點(diǎn)，分析 三者之間的區(qū)別和聯(lián)系，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。1、堆肥堆肥是我國、 印度等國家處理垃圾、 糞便、制取農(nóng)肥的最古老技術(shù)， 也是當(dāng)今世界各國均有研究利用的一種方法。堆肥是使垃圾、糞便中 的有機(jī)物，在微生物作用下，進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，最后形成一種類似 腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì)，用作肥料或改良土壤。該方法主要適用于垃圾中 可腐有機(jī)物含量高以及待處理生活垃圾產(chǎn)品的消納能力強(qiáng)的地區(qū)。堆肥處理是利用微生物分解垃圾有機(jī)成分的生物化學(xué)過程。 在生物 化學(xué)反應(yīng)過程中，有機(jī)

2、物、氧氣和細(xì)菌相互作用，析出二氧化碳、水 和熱，同時(shí)生成腐殖質(zhì)。根據(jù)堆肥原理，可分為厭氧分解與好氧分解 兩種。厭氧分解需在嚴(yán)格缺氧條件下進(jìn)行，厭氧微生物分解生長較慢， 故不多用。好氧分解過程可同時(shí)產(chǎn)生高溫，殺滅病蟲卵、細(xì)菌等，我 國主要采用好氧分解法。主要工藝路線有靜態(tài)高溫好氧工藝及動(dòng)態(tài)高 溫好氧工藝。堆肥處理的優(yōu)點(diǎn)在于： 1）建設(shè)、投資成本適中； 2）技術(shù)簡單； 3） 有機(jī)物分解后可作為肥料再利用。缺點(diǎn)在于： 1）對(duì)垃圾分類要求很高，因可分解的只是有機(jī)成分適 用對(duì)象是廚余垃圾如剩飯剩菜和水果皮等，園林垃圾如樹枝雜草，以 及動(dòng)物糞便等，不能處理不可腐爛的有機(jī)物和無機(jī)物，因此減容、減 量及無害化

3、程度低，僅僅依靠堆肥處理仍然不能徹底解決垃圾問題， 往往與其他處理方法綜合使用。 2）有氧分解過程易產(chǎn)生滲漏液和臭味 污染。12、焚燒焚燒處理是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧化的過 程，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。其實(shí)質(zhì)是碳、氫、硫等元素與氧的 化學(xué)反應(yīng)。垃圾焚燒后，釋放出熱能，同時(shí)產(chǎn)生煙氣和固體殘?jiān)?。?能回收，煙氣凈化，殘?jiān)?，這是焚燒處理必不可少的工藝環(huán)節(jié)。焚燒處理技術(shù)的特點(diǎn)是處理量大，減容性好，無害化徹底，焚燒過 程產(chǎn)生的熱量用來發(fā)電或者供暖可以實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化。幾乎所有的 有機(jī)性廢物都可以用焚燒法處理，對(duì)于無機(jī) -有機(jī)混合性固體廢物，如 果有機(jī)物是有毒有害物質(zhì)，一般也適用焚

4、燒法處理。焚燒處理的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，減容、減量效果好（焚燒后的殘?jiān)?體積減少 90%以上，重量減少 80%以上），處理徹底，同時(shí)焚燒過程產(chǎn) 生的熱量用來發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化。 該方法的不足之處在于： 1） 由于垃圾含有某些金屬，焚燒氣體具有很高的毒性，容易產(chǎn)生二次環(huán) 境污染； 2）建設(shè)投資巨大，經(jīng)濟(jì)效益不夠理想，每處理 100 噸/日垃圾 的建設(shè)成本通常在 4 干萬元以上，而在多數(shù)情況下，焚燒所產(chǎn)生的電 能價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期的銷售額給當(dāng)?shù)卣粝戮揞~虧損；3）運(yùn)行成本高。焚燒處理要求垃圾的熱值大于 3.35MJ/kg,否則，必須添加助燃劑， 這將使運(yùn)行費(fèi)用增高使得一般城市難以承受。3、衛(wèi)生

5、填埋填埋處理是大量消納城市生活垃圾的有效方法， 也是所有垃圾處理 工藝剩余物的最終處理方法。根據(jù)工程措施是否齊全、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)能否 滿足來判斷，可分為簡易填埋場(chǎng)（ IV 級(jí)填埋場(chǎng)）、受控填埋場(chǎng)（ III 級(jí) 填埋場(chǎng)）和衛(wèi)生填埋場(chǎng)（ I 、II 級(jí)填埋場(chǎng)）三個(gè)等級(jí)。填埋處理工藝主要采取場(chǎng)底防滲、分層壓實(shí)、每天覆蓋土、填埋氣 導(dǎo)排、滲漏水處理、填埋氣體用于發(fā)電等措施，進(jìn)行垃圾的填埋處理。相比其他處理方式，填埋處理具有建設(shè)和運(yùn)營成本低、 產(chǎn)生的有害 物質(zhì)少及操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)為：1）浪費(fèi)土地資源。垃圾填埋需要 極大的空間，因?yàn)楸惶盥竦睦w積不會(huì)隨著時(shí)間而減小。填埋過的 土地可以恢復(fù)植被，但這塊土地的

6、使用受到很大的限制，原因是填埋 區(qū)會(huì)產(chǎn)生氣體和填埋體的不穩(wěn)定性；2）技術(shù)的難點(diǎn)。垃圾填埋后在相 當(dāng)長時(shí)間內(nèi)還產(chǎn)生很多危險(xiǎn)因素。因?yàn)槔牟痪恍允鞘怪谔盥?后發(fā)展不固定。因此技術(shù)上很難準(zhǔn)確的操作，填埋體內(nèi)物質(zhì)的不可及 性也給有害物質(zhì)的確定和處理帶來很大的困難；3）副產(chǎn)品處理成本高。 填埋區(qū)滲漏液的收集和處理成本非常高，并且需要很多能源。同樣很 多老填埋區(qū)散發(fā)的氣體也必須收集和處理，這種氣體不僅發(fā)出強(qiáng)烈的 臭味，而且給環(huán)境帶來負(fù)擔(dān)。對(duì)于填埋區(qū)附近居民而言，填埋區(qū)里的 灰塵，氣體和噪聲（垃圾運(yùn)輸車和推土機(jī)的聲音）都是很大的問題；4） 后續(xù)管理問題。基于以上的問題填埋區(qū)必須要有一個(gè)長期的后續(xù)管理。

7、 有些填埋區(qū)的后續(xù)管理甚至長達(dá) 500年。三種填埋方式比較如下:內(nèi)容填埋焚燒堆肥操作安全性較好，注意防火好好技術(shù)可靠性可靠可靠可靠占地大小中等選址較困難，要考慮地形，地質(zhì)條件，防止地表 水、地下水污染，一 般遠(yuǎn)離市區(qū)，運(yùn)輸距 離較遠(yuǎn)容易，可靠近市區(qū)建設(shè)，較易，僅需避開居民密 集區(qū)，氣味影響半徑小 于200m,運(yùn)輸距離適中使用條件無機(jī)物60%垃圾低位熱從無害化角度，垃圾中含水量<30%密度 >0.5t/d值 >3300kJ/kg 時(shí)不需添加輔助燃料。可生物降解有機(jī)物10%從肥效出發(fā)應(yīng) >40%最終處理無僅殘?jiān)枳魈盥裉幚矸嵌逊市枳魈盥裉幚?，為初始量?025%產(chǎn)品市場(chǎng)可回

8、收沼氣發(fā)電能產(chǎn)生熱能或電能建立穩(wěn)定的堆肥市場(chǎng)較困難建設(shè)投資較低較咼適中資源回收無現(xiàn)場(chǎng)分選回收實(shí)例，但有潛在可能前處理可回收部分原料，取決于可利用物的比例同左地表水污染有可能，但可米取措施減少可能性在處理廠區(qū)無，在爐 灰填埋時(shí)，其對(duì)地表 水污染的可能性比 填埋小在非堆肥填埋時(shí)與衛(wèi)生填埋相仿地下水污染有可能，雖可采取防滲措施，但仍然可能發(fā)生滲漏?；以袥]有有機(jī)質(zhì) 等污染物，僅需填埋 時(shí)采取固化等措施 可防止污染。重金屬等可能隨堆肥制品污染地下水大氣污染有，但可用覆蓋壓實(shí)等措施控制可以控制，但二堊英（Doxlin ）等微量劇毒物需采取措施控制。有輕微氣味，污染指標(biāo)可能性不大。土壤污染限于填埋場(chǎng)區(qū)。無

9、需控制堆肥制品中重金屬含量。課程設(shè)計(jì)1、概況本人家鄉(xiāng)位于武漢市東西湖區(qū)：全區(qū)39家重點(diǎn)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)單位工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為5.97萬噸，居民生活垃圾產(chǎn)生量為2081t/a (按 照某小區(qū)居民人數(shù)4758人計(jì)算)，東西湖區(qū)總?cè)丝跒?61867人(2011 年)。則每日東西湖區(qū)生產(chǎn)的固體垃圾為 477噸，每年生產(chǎn)17.5萬噸。 所以衛(wèi)生填埋場(chǎng)的規(guī)格為第川類2、確定防滲結(jié)構(gòu)和防滲材料及工藝地層從上至下的構(gòu)成及其特征列表描述如下:地層 編號(hào)巖土名稱年代 成因?qū)禹?埋深(m)層厚(m)顏色狀態(tài)濕度壓縮性包含物及特征1-1雜填土cT0.00.33.7雜松散稍濕高分布整個(gè)場(chǎng)地，表層以砼及磚塊等 建筑垃圾為主

10、，下部由一般粘性土 混少量草根、碎石、砂組成，結(jié)構(gòu) 雜亂，均勻性差。1-2素填土cT0.6 2.10.5 1.8灰-灰褐松散稍濕 -濕高主要由粘性土、植物根莖組成，含 少量的碎石和磚渣渣等。局部分布。1-3淤泥Q0.5 2.10.6 1.7黑流塑飽和高含有機(jī)質(zhì)、腐植物，有臭味。局部 分布。2-1粉土夾 粉質(zhì)粘土Qal0.33.70.74.5褐灰中密、 軟塑 流塑飽和中中密狀粉土為主，夾軟塑流塑狀 粉質(zhì)粘土。局部夾松散狀粉砂薄層， 含白云母。大部分場(chǎng)地均有分布。2-1a粘土alQ0.4 2.20.9 2.1褐灰'可塑 軟塑飽和高 中含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母。局部分 布。2-2粘土Qal1.

11、25.60.4 3.9褐灰 黃褐可塑 軟塑飽和高含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母。局部含 少量粉土、粉砂。部分場(chǎng)地分布。2-2a淤泥質(zhì)粘土Qal3 3.70.5 1.0褐灰黃褐流塑飽和高含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母。局部分 布。2-3粘土Qal1.16.31.08.2黃褐 褐黃可塑飽和中含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母。局部含 少量薄層粉土、粉砂。全場(chǎng)分布。2-3a粘土alQ2.97.80.4 3.7黃褐 褐黃可塑飽和高含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母。局部含 少量粉土、粉砂，以透鏡體的形式 存在于(2-3)層中。大部分場(chǎng)地分 布。2-4粉質(zhì)粘土Qal4.211.20.5 8.7褐黃 褐灰可塑 軟塑飽和高含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母，

12、局部夾 薄層粉土、粉砂。大部分場(chǎng)地分布。2-5粉質(zhì)粘土Qal9.9 11.31.25.8褐黃 褐灰軟塑飽和中含鐵錳質(zhì)氧化物、白云母。局部分 布。依據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)同時(shí)結(jié)合武漢地區(qū)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 提供的基坑側(cè)壁土體及其下土(砂)層滲透系數(shù)綜合建議值列于下表:地層編號(hào)及名稱滲透系數(shù)K (cm/s)影響半徑R (m)(1-1)雜填土8.0E-4(1-2)素填土5.0E-5(1-3) 淤泥2.0E-6(2-1 )粉土夾粉質(zhì)粘土3.0E-4(2-1a) 粘土5.0E-8(2-2) 粘土5.0E-8(2-2a)淤泥質(zhì)粘土5.0E-6(2-3) 粘土2.9E-8(2-3a) 粘土2.0E-8(2-4)粉

13、質(zhì)粘土8.8E-8(2-5)粉質(zhì)粘土2.0E-7(3)、(4)砂土及粉土1.09E-2249由上可得出結(jié)論，采用單層人工合成材料防滲襯層。 人工合成材料防滲襯層應(yīng)采用滿足CJ/T 234中規(guī)定技術(shù)要求的高密度聚乙烯或者其 他具有同等效力的人工合成材料。工藝流程圖如下：排氣層應(yīng)采用粒徑為2550mm,導(dǎo)排性能好，抗腐蝕的粗粒多孔 材料，滲透系數(shù)應(yīng)大于1 x 10-2cm/s,厚度不應(yīng)小于30cm。氣體導(dǎo)排層 宜用與導(dǎo)排性能等效的土工復(fù)合排水網(wǎng)。由土工膜、壓實(shí)粘性土和土工聚合粘土襯墊(GCL)組成復(fù)合防滲層，復(fù)合防滲層的壓實(shí)粘性土層厚度應(yīng)為 20cm30cm，滲透系數(shù)應(yīng)小于1 xi0-5cm/s。

14、土工膜選擇厚度不應(yīng)小于1mm的高密度聚乙烯（HDPE），滲透系數(shù)應(yīng)小于1X 10-7cm/s。土工膜上下表面應(yīng)設(shè)置土工 布。土工聚合粘土襯墊（GCL）厚度要求應(yīng)大于5mm,滲透系數(shù)應(yīng)小 于 1 X 10-7cm/s。排水層頂坡應(yīng)采用粗粒或土工排水材料，邊坡應(yīng)采用土工復(fù)合排 水網(wǎng)，粗粒材料厚度不應(yīng)小于 30cm,滲透系數(shù)大于1xi0-2m/s。材料 應(yīng)有足夠的導(dǎo)水性能，保證施加于下層襯墊的水頭小于排水層厚度。 排水層應(yīng)與填埋庫區(qū)四周的環(huán)場(chǎng)截洪溝相連。植被層應(yīng)由營養(yǎng)植被層和覆蓋支持土層組成。營養(yǎng)植被層的土質(zhì)材料應(yīng)利于植被生長，厚度應(yīng)大于15cm （根據(jù)植被調(diào)整）。營養(yǎng)植被層應(yīng)壓實(shí)。覆蓋支持土層由壓實(shí)土層構(gòu)成，滲透 系數(shù)應(yīng)大于1X 10-4cm/s,厚度應(yīng)大于450cm （根據(jù)利用情況調(diào)整）。除此之外，在終場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)之下還應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)層，基礎(chǔ)層對(duì)整個(gè) 終場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)起支撐、穩(wěn)定作用。該層覆蓋材料可為土壤、砂礫、甚 至可為一些堅(jiān)硬的固體垃圾、如建筑渣土等?；A(chǔ)層的厚度與填埋專 區(qū)操作規(guī)范有關(guān)，由于填埋場(chǎng)終場(chǎng)以后已經(jīng)用覆蓋土對(duì)垃圾進(jìn)行了一 定程度的壓實(shí)覆蓋，所以在終場(chǎng)覆蓋時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)其厚 度進(jìn)行增減。參考文獻(xiàn)：城市垃圾填埋、焚燒和堆肥處理技術(shù)東西湖區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)