環(huán)境巖土工程學(xué)之五城市固體廢物的傳統(tǒng)處置方法

第5章

城市固體廢物的

傳統(tǒng)處置方法上節(jié)課要點(diǎn)5.1概述20世紀(jì)60年代以前隨意排放、堆存、傾倒環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)安全處置。固體廢物處置總的目標(biāo)是:廢物中的有害物質(zhì)現(xiàn)在和將來對(duì)于人類均不發(fā)生危害?；痉椒ㄊ峭ㄟ^多重屏障實(shí)現(xiàn)有效隔離天然屏障人工屏障天然屏障地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)環(huán)境對(duì)有害物質(zhì)的阻滯作用。人工屏障①使固體廢物轉(zhuǎn)化為具有低浸出性和適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度的穩(wěn)定的物理化學(xué)形態(tài)；②廢物容器化；③處置場(chǎng)所內(nèi)各種輔助性工程屏障。海洋處置海洋處置是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家早期采用的途徑，特別是對(duì)有毒有害廢物，至今仍有一些國(guó)家采用。由于海洋保護(hù)法的制定，以及在國(guó)際上對(duì)海洋處置有很大爭(zhēng)議，其使用已受到越來越多的限制。海洋處置海洋處置主要分為海洋傾倒與遠(yuǎn)洋焚燒兩種方法。海洋傾倒海洋傾倒是將固體廢棄物直接投入海洋的一種處置方法。海洋是一個(gè)龐大的廢棄物接受體，對(duì)污染物質(zhì)能有極大地稀釋能力。但納污容量、能力是有個(gè)界限的，并且海洋傾倒長(zhǎng)期影響必須作深入研究。開底駁海上違法傾廢，造成海洋污染遠(yuǎn)洋焚燒是利用焚燒船將固體廢棄物進(jìn)行船上焚燒的處置方法。廢物焚燒后產(chǎn)生的廢氣通過凈化裝置與冷凝器，冷凝液排入海中，氣體排入大氣，殘?jiān)鼉A入海洋。這種技術(shù)適于處置易燃性廢物，如含氯的有機(jī)廢棄物。陸地處置陸地處置陸地處置的方法有多種土地填埋土地耕作深井灌注。土地填埋是從傳統(tǒng)的堆放和填地處置發(fā)展起來的一項(xiàng)處置技術(shù),是目前處置固體廢棄物的主要方法。土地填埋處置種類很多，采用的名稱也不盡相同。按填埋地形特征可分為山間填埋、平地填埋、廢礦坑填埋；按填埋場(chǎng)的狀態(tài)可分為厭氧填埋、好氧填埋、準(zhǔn)好氧填埋；按法律可分為衛(wèi)生填埋和安全填埋等。隨填埋種類的不同其填埋場(chǎng)構(gòu)造和性能也有所不同。土地耕作即利用表層土壤的離子交換、吸附、微生物降解以及滲濾水浸出、降解產(chǎn)物的揮發(fā)等綜合作用機(jī)制處置固體廢物的一種方法。該技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用適宜、設(shè)備易于維護(hù)、對(duì)環(huán)境影響很小、能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)肥效等優(yōu)點(diǎn)，主要用于處置含鹽量低、不含毒物、可生物降解的固體廢物。5.2深井灌注深井灌注處置是將固體廢物液體化，用強(qiáng)制措施注入到地下與飲用水和礦脈層隔開。主要還是用來處置那些實(shí)踐證明難于破壞、難于轉(zhuǎn)化、不能采用其它方法處理或采用其它方法費(fèi)用昂貴的廢物。目前，美國(guó)每年大約有3×104t流體廢物采用深井灌注方法處置，其中11％為危險(xiǎn)廢物。5.2.1深井灌注的程序廢物的預(yù)處理場(chǎng)地的選擇井的鉆探與施工環(huán)境監(jiān)測(cè)等。預(yù)處理深井灌注處置前，需使廢物液化，形成真溶液或乳濁液。預(yù)處理防止灌注后堵塞巖層孔隙，減少處置容量。廢物中一些組分，與巖層中的流體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀，最后可能會(huì)堵塞巖層。一般采用化學(xué)處理或固液分離的預(yù)處理方法，將上述組分去除或中和。例如，難溶的堿土金屬碳酸鹽、硫酸鹽及氫氧化物沉淀，難溶的重金屬碳酸鹽，氫氧化物沉淀以及氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀等。防止沉淀的另一種方法是先向井中注入緩沖劑，把廢液和巖層液體隔離開來。如一定濃度的鹽水等。1.場(chǎng)地選擇(1)處置區(qū)必須位于地下飲用水源之下。(2)有不透水巖層把注入廢物的地層隔開，使廢物不致流到有用的地下水源和礦藏中。(3)有足夠的容量，面積較大，厚度適宜，孔隙率高。(4)有足夠的滲透性，且壓力低，能以理想的速率和壓力接受廢液。(5)地層結(jié)構(gòu)及其原來含有的流體與注入的廢物相融，或者花少量的費(fèi)用就可以把廢物處理到相融的程度。2.鉆探與施工深井灌注處置井的結(jié)構(gòu)要比石油井復(fù)雜而嚴(yán)密。套管，止水1-三井蓋三；2-三充滿三生物三殺傷三劑和三緩蝕三液的三環(huán)形三通道三;3-三表面三孔；4、三7-三水泥三；5-三表面三套管三；6-三保護(hù)三套管三；8-三注入三通道三；9-三密封三環(huán)；10三-保三護(hù)套三管安三裝深三度；11三-石三灰石三或白三云巖三處置三區(qū)；12三、1三4-三油頁(yè)三巖；13三、1三6-三石灰三石；15三-可三飲用三水層三(砂三)；17三-可三飲用三水層三(礫三石)三。凡與三廢物三接觸三的器三材，三都應(yīng)三與廢三物的三相融三。井內(nèi)三灌注三管道三與保三護(hù)套三管之三間的三環(huán)形三空間三須采三用殺菌三劑和緩蝕三劑進(jìn)入三可滲三透性三的巖三層中地層三條件三要求適宜三的地三層主三要有三石灰三巖層三、白三云巖三層和三砂巖三層。在石三灰?guī)r三或白三云巖三層處三置廢三物，三容納三廢液三的主三要依三據(jù)是三巖層三溶隙三，以三及斷三裂層三和裂三縫（三巖溶三含水三層、三裂隙三含水三層）三。對(duì)于三在砂三巖層三處置三，廢三液的三容納三主要三依靠三孔隙三。深井三灌注三處置三系統(tǒng)三還要三求廢三物與三建筑三材料三、巖三層問三的液三體以三及巖三層本三身具三有相三融性三。深井三灌注三處置三方法三已有三40三多年三的發(fā)三展歷三史，三是對(duì)三環(huán)境三影響三較小三、適三用范三圍較三廣的三一種三處置三方法三。但也三有人三持不三同意三見，三認(rèn)為三這種三方法三缺乏三遠(yuǎn)見三，擔(dān)三心深三井一三旦泄三露，三將導(dǎo)三致蓄三水層三的污三染。5.三2.三2適三于深三井灌三注廢三物的三種類深井三灌注三處置三方法三的適三用范三圍較三廣，三不論三是一三般廢三物還三是危三險(xiǎn)廢三物都三可采三用此三法。一般三將適三于深三井灌三注處三置廢三物分三為無機(jī)三廢物和有機(jī)三廢物兩大三類。深井三灌注三方法三主要三是用三來處三置那三些經(jīng)三過實(shí)三踐證三明難于三破壞三、難三于轉(zhuǎn)三化、三不能三采用三其他三方法三處理三或者三采用三其他三方法三費(fèi)用三昂貴三的廢三物，如三高放三射性三廢物三。深井三灌注三的最三大使三用者三是化學(xué)三、石三油化三工和制三藥工三業(yè)，三它們?nèi)鶕砣械娜當(dāng)?shù)三占現(xiàn)三有井三數(shù)的三50三％，其次三是煉三油廠三和天三然氣三廠金屬三工業(yè)三居第三三位三。此外三，食三品加三工、三造紙三也占三有一三定的三比例三。深井三灌注三方法三具有三廣泛三的適三應(yīng)性三。5.三2.三3操三作與三監(jiān)測(cè)深井三灌注三處置三操作三可分三為兩三步：一是三預(yù)處三理二是三灌注三。在控三制的三壓力三下進(jìn)三行，三灌注三速率三一般三為0三.3三～4m3／m三in三。深井三灌注三系統(tǒng)三需配三置有三連續(xù)三記錄監(jiān)測(cè)裝置三。在三深井三灌注三管道三和保三護(hù)套三管處三設(shè)置三有壓三力監(jiān)三測(cè)器三，以三檢驗(yàn)三管道三和套三管是三否發(fā)三生泄三漏，三如出三現(xiàn)故三障，三應(yīng)立三即停三止操作三。深井三灌注三處置三的費(fèi)三用與三生物三處理三的費(fèi)三用相三近。5.三3土三地填三埋5.三3.三1概三述固體三廢物三的土三地填三埋技三術(shù)在三大多三數(shù)國(guó)三家已三成為三固體三廢物三最終三處置三的一三種主三要方三法。它是三從傳三統(tǒng)的三堆放三和填三埋處三置發(fā)三展起三來的三一項(xiàng)三最終三處置三技術(shù)三。早在三公元三前1三00三0～三30三00三年古三希臘米諾亞三(米諾三斯)文明三時(shí)期，克三里特三島的三首府三康諾三索斯三就曾三把垃三圾分三層覆三土，三埋人三大坑三之中三。土地三填埋三處置三的種三類地形三特征可分三為：三山間三填埋三、峽三谷填三埋、三平地三填埋三、廢三礦坑三填埋三；狀態(tài)三：厭氧三性填三埋、三好氧三性填三埋、三準(zhǔn)好三氧性三填埋三和保三管型三填埋三；水文三、氣三象條三件：干式三填埋三、濕三式填三埋和三干濕三混合三填埋三；固體三廢物三污染三防治法規(guī)：一三般固三體廢三物填三埋和三工業(yè)三固體三廢物三填埋三。通常三把土三地填三埋處三置方三法及三場(chǎng)地三也相三應(yīng)分三為四三類。惰性三廢物三填埋衛(wèi)生三土地三填埋工業(yè)三廢物三土地三填埋安全三土地三填埋1.三惰性三廢物三填埋惰性三廢物三填埋三是土三地填三埋處三置一三種最三簡(jiǎn)單三的方三法。它實(shí)三際上三是把三建筑三廢石三等惰三性廢三物直三接埋三入地三下。填埋三方法三分淺三埋和三深埋三兩種三。2.三衛(wèi)生三土地三填埋衛(wèi)生三土地三填埋三是處三置一三般固三體廢三物，三而不三會(huì)對(duì)三公眾三健康三及環(huán)三境安三全造三成危三害的三一種三方法三，主三要用三來處三置城三市垃三圾；3.三工業(yè)三廢物三土地三填埋工業(yè)三廢物三土地三填埋三適于三處置三工業(yè)三無害三廢物三，因三此，三場(chǎng)地三的設(shè)三計(jì)操三作原三則不三如安三全土三地填三埋嚴(yán)三格，三下部三土壤三的滲三透率三僅要三求為三10-5cm三／s三。4.三安全三土地三填埋安全三土地三填埋三是一三種改三進(jìn)的三衛(wèi)生三土地三填埋三方法三，還三稱為三化學(xué)三土地三填埋三和安三全化三學(xué)土三地填三埋。安全三土地三填埋三主要三用來三處置有害三廢物，因三此，三對(duì)場(chǎng)三地的三建造三技術(shù)三要求三更為三嚴(yán)格三。如三襯里三的滲三透系三數(shù)要三小于三10-8cm三／s三，浸出三液要三加以三收集三和處三理，三地表三徑流三要加三以控三制等三。此外三，還三有一三種土三地填三埋處三置的三方法三，即淺地三層埋三藏方三法，這三種方三法主三要用三來處三置低三放廢三物。土地三填埋三處置三具有三工藝三簡(jiǎn)單三，成三本較三低，三適于三處置三多種三類型三固體三廢物三的優(yōu)三點(diǎn)。目前三，采三用較三多的三土地三填埋三方法三是衛(wèi)生三土地三填埋、安全三土地三填埋和淺地三層處三置法。5.三3.三2衛(wèi)三生土三地填三埋1.三概述衛(wèi)生三土地三填埋三是處三置垃三圾而三不會(huì)三對(duì)公三眾健三康及三環(huán)境三造成三危害三的一三種方三法。通常三是每三天把三運(yùn)到三土地三填埋三場(chǎng)的三廢物三在限三定的三區(qū)域三內(nèi)鋪散成4三0～三75cm的薄三層，三然后壓實(shí)以減三少?gòu)U三物的三體積三，并三在每三天操三作之三后用三一層三厚1三5～三30cm的土三壤覆蓋、壓實(shí)，廢三物層三和土三壤覆三蓋層三共同三構(gòu)成三一個(gè)三單元三，即填筑三單元。具三有同三樣高三度的三一系三列相三互銜三接的三填筑三單元三構(gòu)成三一個(gè)升層。完三成的三衛(wèi)生三土地三填埋三場(chǎng)是三由一三個(gè)或三多個(gè)三升層三組成三的。三當(dāng)土三地填三埋場(chǎng)三達(dá)到三最終三的設(shè)三計(jì)高三度之三后，三再在三該填三埋層三之上三覆蓋三一層三90三～1三20cm的土三壤，三壓實(shí)三后就三得到三一個(gè)三完整三的衛(wèi)三生土三地填三埋場(chǎng)三。衛(wèi)三生土三地填三埋場(chǎng)三剖面三圖示三于圖三5.三2。衛(wèi)生三土地三填埋三主要三分為厭氧三填埋好氧三填埋準(zhǔn)好三氧填三埋好氧三填埋三實(shí)際三上類三似于三高溫三堆肥三，其三主要三優(yōu)點(diǎn)能夠三減少三降解三水分三；分解三的速三度快三，產(chǎn)三生高三溫。三好氧三填埋三比厭三氧填三埋在三體積三上縮三小近三50三％，三提高三填埋三場(chǎng)的三使用三壽命三。分解三溫度三高，三可達(dá)三60三℃以三上(三厭氧三27三℃)三，對(duì)三消滅三大腸三桿菌三等致三病微三生物三是十三分有三利的三。結(jié)構(gòu)三比較三復(fù)雜三，配三備供三氧設(shè)三備，三增加三了施三工難三度，三造價(jià)三高目前三，世三界上三已經(jīng)三建成三或正三在建三成的三大型三衛(wèi)生三土地三填埋三場(chǎng)，三廣泛三應(yīng)用三的是三厭氧三填埋三，它三的優(yōu)三點(diǎn)是三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)單三、操三作方三便，三施工三費(fèi)用三低，三同時(shí)三還可三回收三甲烷三氣體三。2.三填三埋場(chǎng)三設(shè)計(jì)三規(guī)劃三程序包括場(chǎng)地三的選三擇環(huán)境三影響三評(píng)價(jià)場(chǎng)地三的設(shè)三計(jì)、三建造三與施三工填埋三操作封場(chǎng)三場(chǎng)地三的維三護(hù)及三監(jiān)測(cè)三等。5.三3.三3衛(wèi)三生土三地填三埋方三法衛(wèi)生三土地三填埋三方法三主要三有平面三法溝壑三法斜坡三法三種三類型三。1.三平面三法2.三溝壑三法3.三斜坡三法國(guó)外預(yù)壓三緊固三體廢三物的填三埋方三法。方法三是先三將固三體廢三物壓三實(shí)，三然后三按填三埋方三法進(jìn)三行填三埋。這種三填埋三法不三需每三日用三土壤三覆蓋三，在三分級(jí)三多層三的填三埋作三業(yè)中三，較三下一三層可三在其三上卸三滿經(jīng)三過壓三實(shí)的三廢物三而脫三離裸三露狀三態(tài)，三在達(dá)三到最三后的三填埋三高度三后再三鋪上三土壤三覆蓋三層，三準(zhǔn)備三場(chǎng)地三作其三他應(yīng)三用。三這種三作業(yè)三可以三不考三慮氣三味和三碎片三的吹三揚(yáng)問三題據(jù)報(bào)三道，三這種三填埋三方法三的最終三密度三要比三未經(jīng)三處理三的大三35三％。衛(wèi)生三土地三填埋三法工三藝簡(jiǎn)三單，三操作三方便三，處三置量三大，三費(fèi)用三較低三，它三既消三納處三置了三垃圾三，又三可根三據(jù)城三市地三形地三貌特三點(diǎn)將三填埋三場(chǎng)開三發(fā)利三用。5.三4安三全土三地填三埋5.三4.三1概三述安全三土地三填埋三是在三衛(wèi)生三土地三填埋三技術(shù)三基礎(chǔ)三上發(fā)三展起三采的三，是三一種三改進(jìn)三了的三衛(wèi)生三土地三填埋三。安全三土地三填埋三場(chǎng)的三結(jié)構(gòu)三與安三全措三施比三衛(wèi)生三土地三填埋三場(chǎng)更三為嚴(yán)三格。地址三遠(yuǎn)離三城市三和居三民必須三有嚴(yán)三密的三人造三或天三然襯三墊土壤、襯墊三滲透席殊小于三10-8cm三／s三；配備三嚴(yán)格三的淋三洗液三收集三、處三理及三監(jiān)測(cè)三系統(tǒng)三；設(shè)置三完善三的氣三體排三放和三監(jiān)測(cè)三系統(tǒng)三；廢物三在處三置前三進(jìn)行三穩(wěn)態(tài)三化預(yù)三處理三，填三埋后三更為三安全三。2.三安全三土地三填埋三的廢三物種三類危險(xiǎn)三廢物不應(yīng)三處置三易燃三性廢三物、三反應(yīng)三性廢三物、三揮發(fā)三性廢三物和三大多三數(shù)液三體、三半固三體及三污泥三；不應(yīng)三處置三互不三相融三的廢三物，三以免三混合三以后三發(fā)生三爆炸三，產(chǎn)三生或三釋出三有毒三、有三害氣三體或三煙霧三。3.三安全三土地三填埋三場(chǎng)地三設(shè)計(jì)三原則三及注三意問三題(1三)處三置場(chǎng)三的容三量應(yīng)三足夠三大(2三)處置三系統(tǒng)三能滿三足全三天候三操作三要求三；(3三)處置三場(chǎng)地三所在三地區(qū)三的地三質(zhì)條三件、三環(huán)境三適宜三，可三長(zhǎng)期三使用三；(4三)符三合相三關(guān)規(guī)三定以三及危三險(xiǎn)廢三物土三地填三埋處三置標(biāo)三準(zhǔn)。安全三土地三填埋三場(chǎng)地三設(shè)計(jì)三時(shí)應(yīng)三注意三的主三要問三題是廢物三處置三前的三預(yù)處三理；由天三然或三人造三襯墊三或淋三洗液三收集三及監(jiān)三測(cè)設(shè)三施所三構(gòu)成三的地三下水三保護(hù)三系統(tǒng)三；場(chǎng)地三及其三周圍三地表三水的三控制三管理三。4.三安全三土地三填埋三場(chǎng)的三基本三設(shè)施5.三4.三2填三埋方三案根據(jù)三場(chǎng)地三的地三形、三水文三、地三質(zhì)等三條件三以及三填埋三的特三點(diǎn)，三土地三填埋三方案三主要三分為三以下三三種三：1.三人造三托盤三式2.三天然三洼地三式3.三斜坡三法1.三人造三托盤三式2.三天然三洼地三式天然三洼地三式填三埋場(chǎng)三地是三利用三天然三的地三形條三件，三如天三然峽三谷、三采石三場(chǎng)坑三、露三天礦三坑、三山谷三、凹三地等三構(gòu)成三盆地三狀容三器的三三個(gè)三邊，三在其三中處三置固三體廢三物。3.三斜坡三法5.三4.三3地三下水三保護(hù)三系統(tǒng)1.三淋洗三液的三來源三和產(chǎn)三生量安全三土地三填埋三，淋三洗液三主要三來自三廢物三本身三含水三、地三下水三、降三水及三地表三徑流三。通常三廢物三本身三含水三很少三，特三別是三在處三置前三進(jìn)行三脫水三或穩(wěn)三態(tài)化三預(yù)處三理，三則廢三物本三身含三水可三以忽三略；如果三場(chǎng)地三的選三址合三理，三填埋三場(chǎng)底三部遠(yuǎn)三在地三下水三位之三上，三同時(shí)三設(shè)置三防滲三襯墊三，則三地下三水滲三入問三題也三可忽三略。因此三淋洗三液的主要三來源三是降三水和三地表三徑流三水。淋洗三液的三產(chǎn)生三量可三根據(jù)三填埋三場(chǎng)水三的收三支平三衡關(guān)三系來三確定三。2.三地下三水保三護(hù)系三統(tǒng)保護(hù)三地下三水可三以從三兩個(gè)三方面三實(shí)現(xiàn)三：一三個(gè)方三面是三在選三擇場(chǎng)三地時(shí)三，應(yīng)三按照三場(chǎng)地三選擇三標(biāo)準(zhǔn)三合理三選址三；另三一方三面是三從設(shè)三計(jì)、三施工三方案三以及三填埋三方法三上來三實(shí)現(xiàn)三。采三用防三滲的三襯里三，建三立淋三洗液三收集三監(jiān)測(cè)三處理三系統(tǒng)三等。(1三)襯三墊材三料的三選擇適于三作土三地填三埋場(chǎng)三的襯三墊材三料主三要分三為：無機(jī)三材料三--三-有三黏土三、水三泥等三；有機(jī)三材料三--三-有三瀝青三、橡三膠、三聚乙三烯、三聚氯三乙烯三等；混合三襯墊三材料三--三-有三水泥三瀝青三混凝三土、三土混三凝土三等(2三)襯三墊系三統(tǒng)的三設(shè)計(jì)三原則襯墊三系統(tǒng)三是地三下水三保護(hù)三系統(tǒng)三的重三要組三成部三分，三它除三具有三防止三淋洗三液泄三漏外三，還三具有三包容三廢物三、收三集淋三洗液三、監(jiān)三測(cè)淋三洗液三的作三用，三因此三必須三精心三設(shè)計(jì)3.三襯墊三系統(tǒng)三結(jié)構(gòu)襯墊三系統(tǒng)三的結(jié)三構(gòu)主三要有三3種三：①無三淋洗三液收三集系三統(tǒng)的三天然三襯墊三系統(tǒng)三；②具三有淋三洗液三收集三系統(tǒng)三的單三襯墊三系統(tǒng)三；③具三有淋三洗液三收集三系統(tǒng)三的雙三襯墊三系統(tǒng)三。(1三)無三淋洗三液收三集系三統(tǒng)的三天然三襯墊三系統(tǒng)天然三襯墊三系統(tǒng)三只有三在場(chǎng)三地的三土壤三、水三文地三質(zhì)條三件均三滿足三土地三填埋三場(chǎng)選三擇標(biāo)三準(zhǔn)的三條件三下，三并且三自然三蒸發(fā)三量要三超過三降水三量5三0cm的情三況下三，才三能使三用。三對(duì)于三天然三襯墊三系統(tǒng)三，一三旦淋三洗液三大量三增加三無法三抽出三，將三會(huì)污三染地三下水三。因三此目三前已三很少三采用三此種三方法三。(2三)具三有淋三洗液三收集三系統(tǒng)三的單三襯墊三系統(tǒng)(3三)有三淋洗三液收三集系三統(tǒng)的三雙襯三墊系三統(tǒng)5.三4.三4地三表徑三流水三的控三制地表三徑流三水的三控制三是防三止地三下水三污染三的又三一條三途徑三。其三目的三是把三可能三進(jìn)入三場(chǎng)地三的水三引走三，防三止場(chǎng)三地排三水進(jìn)三人