【正文】 稱危險廢物土地安全填埋場（有時亦稱低放射性廢物淺地層埋場法），用于處置危險廢物。電廠的粉煤灰、類似于熔融狀態(tài)的廢物，其中的污染物質(zhì)可導(dǎo)致水域有輕微的、暫時的影響的廢物處置； ? 三級填埋場：用于處置一段時間內(nèi)會對公眾健康及環(huán)境安全造成危害的一般固體廢物（城市垃圾） 城市垃圾衛(wèi)生填埋場。 ? 遠(yuǎn)洋焚燒投棄。如美國僅 1968年就在墨西哥灣等海域投棄工業(yè)廢物450萬噸，包括 58%的廢酸， 12%的廢油， 7%的廢農(nóng)藥，還包括廢堿、鹵代烴類、造紙黑液、酚和氰化物等 。地質(zhì)屏障的防護作用大小，取決于地質(zhì)介質(zhì)對污染物質(zhì)的阻滯性能和污染物質(zhì)在地質(zhì)介質(zhì)中的降解性能。 ? 2 密封屏障系統(tǒng) ? 密閉屏障系統(tǒng)主要由表面密封系統(tǒng)和基礎(chǔ)密封系統(tǒng)組成，是利用人為的工程措施將廢物封閉，使廢物滲濾液盡量少地突破密封屏障，向外滲出?？梢怨?jié)約人、財、物力，并有利于監(jiān)督管理；同時可降低風(fēng)險和危害。包括管理處置、回收處置、排放處置和永久性隔離處置。 Disposal of Solid Wastes 環(huán)境工程系 楊治廣 Tel:15093757322 202 9— 202 12 第八章 固體廢物的最終處置 ? 原則：使固體廢棄物最大限度地與生物圈隔離，使之永遠(yuǎn)不致對人類以及環(huán)境造成不可接受的危害。 ? 第一節(jié) 概述 ? 第二節(jié) 固體廢物的常用處置方法 ? 第三節(jié) 填埋場的防滲技術(shù) ? 第四節(jié) 滲濾液的產(chǎn)生和處理 ? 第五節(jié) 終場覆蓋與封場 ? 第六節(jié) 生物反應(yīng)器填埋場技術(shù) ? 第一節(jié) 概述 ? 一 處理和處置的區(qū)別 ? ⑴ 固體廢物的處理 ? 固體廢物的處理（ Treatment）通常是指通過物理、化學(xué)、生物、物化及生化方法把固體廢物轉(zhuǎn)化為適于運輸、貯存、利用或處置的過程。 ? 二 固體廢物的處置原則 ? 1 分類管理、區(qū)別對待 ? 根據(jù)固體廢物對人類所處環(huán)境危害程度的大小及危害時間的長短，可分為六類： ? ⑴ 無有害影響的固體廢物：未受污染的天然廢礦石，建筑廢物，煉焦?fàn)t的爐渣等熔融狀態(tài)的廢礦體 ? ⑵ 有輕度暫時影響的廢物：礦業(yè)故態(tài)廢物、電廠粉煤灰、鋼渣等 ? ⑶ 在一段時間內(nèi)有較大影響的廢物：城市生活垃圾 ? ⑷ 在較長時間內(nèi)有較大影響的廢物：大部分工業(yè)固體廢物，如煙氣脫硫石膏廢物 ? ⑸ 在很長時間內(nèi)有嚴(yán)重影響的廢物：危險廢物 ? ⑹ 在極長時間內(nèi)有極其嚴(yán)重影響的廢物：易爆物、高強度放射性廢物 ? 按照廢物類別，分別采取處理或處置措施，既可有效地對廢物進行管理，又在一定程度上可以降低所需開支的費用。 ? 我國規(guī)劃了 30個危險廢物處置場（四川兩個，一個在成都附近，一個在攀西地區(qū)）， 300個醫(yī)療垃圾處理處置場。其密封效果取決于密封材料品質(zhì)、設(shè)計水平和施工質(zhì)量保證。良好的地質(zhì)屏障應(yīng)達到下述要求： ? ⑴ 土壤和巖層較厚、密度高、均質(zhì)性好、滲透性低，含有對污染物吸附能力強的礦物成分； ? ⑵ 與地表水和地下水的水動力聯(lián)系較少，可減少地下水的入浸量和滲濾液進入地下水的滲流量； ? ⑶ 從長遠(yuǎn)上看，能避免或降低污染物質(zhì)的釋出速度。 ? 海洋處置費用低。 ? 2 地表處置（堆存法 、土地填埋法、土地耕作法、地面貯液塘 ） ? ⑴ 堆存法 ? 土地堆存法：不溶解、不揚塵、不腐爛變質(zhì)的固體廢物 ? 筑壩堆存法：粉煤灰、尾礦粉（攀鋼礦山公司尾礦場） ? ⑵ 土地填埋法 ? ① 土地填埋處置是從傳統(tǒng)的堆放和土地處置發(fā)展起來的一項最終處置技術(shù)，是一種按照工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn)，對固體廢物進行有控管理的綜合性科學(xué)工程方法。對選址、工程設(shè)計、建造施工、運營管理、封場后監(jiān)管等有嚴(yán)格要求，如要求防滲層 k107cm/s。對選址、工程設(shè)計、建造施工、運營管理、封場后監(jiān)管等有特殊的嚴(yán)格要求，如防滲層k108cm/s。 ? ⑥ 土地填埋處置主要問題： ? 滲濾液的收集、控制； ? 因法律頒布和污染控制標(biāo)準(zhǔn)的制定，填埋要求更嚴(yán)格，故使處理費用不斷增加 。 ? B 隔水功能：是填埋場的主要功能。 （ 3）土地耕作法（土地處理法） ? 土地耕作處置是指利用現(xiàn)有的耕作土地，將固體廢物分散在其中，通過生物降解、植物吸收及風(fēng)化作用，使固體廢物污染指數(shù)逐漸達到背景程度的方法。 ? 3 地下處置 ? ⑴ 廢液深井灌注 ? 深井灌注處置是指把液狀廢物注入到地下與飲用水和礦脈隔開的可滲透性的巖層中的處置方法。 ? 場址要求：處置區(qū)必須位于地下飲用水源之下；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；有足夠的容量，面積較大，厚度適宜，空隙率高，飽和度適宜；有足夠的滲透性，且壓力低，能以理想的速度和壓力接受廢液；地層結(jié)構(gòu)及其原來含有的流體與注入的廢物相容。 ? 2 填埋場環(huán)境影響評價工作內(nèi)容 ? ⑴ 場址選擇評價 ? ⑵ 自然、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價 ? ⑶ 工程污染因素分析：污染源種類、數(shù)量、排放方式 ? ⑷ 施工期影響評價：生活污水、噪聲、振動、揚塵以及對生態(tài)的影響 ? ⑸ 水環(huán)境影響預(yù)測與評價：正常排放對地表水的影響；非正常滲漏以及滲濾液處理系統(tǒng)故障的影響。 ? 其中， HDPE是應(yīng)用最為廣泛的填埋場防滲柔性材料。 322ndk ?? 粘土防滲層對土料的要求包括：粒徑小于 mm的粘粒含量大于 10%；塑性指數(shù)大于 10%，但不宜過大（因為塑性指數(shù)大于 30或 40時施工會非常困難，這種土干燥時很硬，潮濕時又非常粘）；礫石（不能通過孔徑 mm篩孔的粒料）含量最好不超過 10%；不能含有直徑大于 25~50 mm的石塊；土壤級配需合理。為避免防滲層壓實時過干而導(dǎo)致過高的滲透性，考慮含水量的防滲層正確設(shè)計程序為： a 在實驗室中分別將修正、標(biāo)準(zhǔn)和降低的擊實力按普氏擊實程序作出ρd—— ω?fù)魧嵡€，每一種擊實力應(yīng)取 5~6個不同含水量的樣本進行擊實； b 對壓實土樣進行滲透試驗以確定每一壓實土樣的滲透能力，分別對不同擊實力形成的土樣的滲透系數(shù)以含水量為橫軸作 k— ω圖； c 將 k值符合要求的實驗點重新表示在 ρd—— ω圖上構(gòu)成防滲層防滲可接受區(qū)； d 在可接受區(qū)域內(nèi)再參考剪切強度、可施工性、當(dāng)?shù)亓?xí)慣等因素進行修正，最終形成防滲層可施工區(qū) 。另外為避免不同土層界面間形成高透水率地帶而出現(xiàn)界面水流，前一土層壓實表面應(yīng)先扒松后再施工下一層土層。 ? ④ 防范環(huán)境要素影響 ? 在設(shè)計防滲層時必須考慮填埋場當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳎朔赡艿臍夂蚋稍?、霜凍、晝夜及季?jié)溫差變化等的影響，預(yù)防已竣工的或正在施工的防滲層干裂而增大滲透系數(shù)。 ? ⑵ 攤鋪 ? 由推土機完成，每次垃圾攤鋪厚度為60cm左右。 ? 中間覆蓋用于填埋場部分區(qū)域需要長期維持開放（ 2年以上）的情況，作用是：防止氣體的無序排放；防止雨水下滲；將降雨排出場外。 10613 59284 711分區(qū)填埋作業(yè)示意圖 注： 1～ 11表示填埋順序 ? 3 填埋設(shè)備 ? 推土機、壓實機、挖掘機、裝載機、起重機、破碎和篩分等預(yù)處理設(shè)備（需要時）、殺蟲劑噴灑設(shè)備。 ? ③ 滲濾液控制措施 ? 入場垃圾含水量的控制 ? 控制地表水的滲入量 ? 控制地下水的滲入量 ? ⑵ 滲濾液的產(chǎn)量估算 ? ① 平衡估算法 ? L=P+W+Q1+Q2E1E2Q3Q4H ? 式中， L為滲濾液產(chǎn)生量； P為填埋場作業(yè)區(qū)的降水量； W為垃圾中的含水量；Q1為作業(yè)區(qū)域的地下水入滲量； Q2為地表水徑流流入量； E1為填埋場地表自然蒸發(fā)量； E2為填埋場地表植被葉面蒸發(fā)量； Q3為填埋場地表流失量； Q4為作業(yè)單元底部防滲層滲透量； H為填埋垃圾持水量。 ? 實際上，受進場垃圾含水率特點、降雨季節(jié)差異等影響，滲濾液水量波動較大。 ? 有機污染物濃度高：滲濾液 COD濃度可能高達 10萬 mg/L。 ? 固態(tài)水 在寒冷地區(qū)的冬季，當(dāng)填埋場局部溫度低于滲濾液的冰點時，儲存于垃圾孔隙中的滲濾液便凍結(jié)成冰。 ? 薄膜水 在緊靠吸附水的外面，還有很多水分子也受到垃圾顆粒表面靜電引力的影響，吸附著第二層水膜，即為薄膜水。 ? 毛管水 毛管水是指垃圾孔隙中籍助于表面張力而保持的液態(tài)水。 ? 支持毛管水是指飽水帶滲濾液沿著垃圾毛管孔隙系統(tǒng)，上升至一定高度并保持在垃圾中的毛管水。在非飽和帶的非毛管孔隙中形成能自由向下流動的水就叫重力水。從某種意義上講，在垃圾含水率達到田間持水率后，毛管水達最大值，此時加入填埋場的水量將導(dǎo)致等量的滲濾液流出。 固體 液體 氣體 可利用的持水能力 ? 城市垃圾田間持水率值 ? Zeiss和 Major（ 1993）將填埋場開始產(chǎn)生滲濾液時的垃圾含水率定義為實際持水率（ Practical Field Capacity），而將填埋場進入水分與排出水分?jǐn)?shù)量達到平衡時的垃圾含水率定義為有效貯水率（ Effective Storage）。不同研究者獲得的城市垃圾的田間持水率值變化較大，而城市垃圾實際持水率的變化相對較小，介于～ ，城市垃圾的有效貯水率則介于 ～ 。降水或回灌 P(t)后，除部分滲濾液以基質(zhì)流 I1(t)的形式滲入垃圾體外，其余滲濾液以通道流 S1(t)的形式通過填埋垃圾間的大空隙下滲，若降水（回灌）速率超過基質(zhì)流和通道流輸送能力，還會形成局部的橫向徑流 R(t)和向上的溢流 O(t)（在垃圾體中進行回灌時）?；|(zhì)流 I4(t)較充分利用了填埋垃圾體中細(xì)小空隙對滲濾液的吸持作用，基質(zhì)流盡管流速較小，但衰減較慢，在實施低降水（回灌）頻率的填埋場中特別是降水（回灌）較長時間后占據(jù)主要地位，同時基質(zhì)流 I4(t)對填埋垃圾體含水率的貢獻也較大。 ? Ahmed等（ 1992）和 Khanbilvardi等（ 1995）在一維非飽和流的基礎(chǔ)上建立了反應(yīng)填埋場滲濾液流動特征的二維模型 — FILL（ Flow Investigation for Landfill Leachate）模型，模型中滲濾液運移方程為 式中 x和 z分別代表水平和垂直方向坐標(biāo)。 ? ② 基于非均質(zhì)各向異性特征的滲濾液運移研究 ? 由于傳統(tǒng)填埋場只需掌握滲濾液產(chǎn)量以便更好地進行滲濾液處理系統(tǒng)的設(shè)計和管理，通過合理的參數(shù)確定后，那些基于非飽和達西流建立的滲濾液流動模型基本能滿足該要求。 ? Zeiss和 Uguccioni（ 1995）利用 3個垃圾柱就兩種不同的注水速率對垃圾中水分流動的機理和模式進行了研究，結(jié)果表明低速注水同樣不能避免滲濾液快速流動通道的形成，盡管溝流仍是主要的水分運移機制，多數(shù)垃圾吸力隨注水時間降低表明達西流也事實上存在，流動穩(wěn)定時滲濾液快速流動通道占有 45%的面積，盡管實驗垃圾的實際持水率僅 ，但實驗后期其最終貯水率達到了 。 ? Mccreanor和 Reinhart（ 2021）（ 1998）在研究中同時考慮了垃圾滲透性能的各向異性并首次用概率分布函數(shù)的形式來表示垃圾體滲透系數(shù)的非均勻分布，作者在研究過程中發(fā)現(xiàn)溝流是回灌滲濾液的主要流動方式，同時垃圾孔隙中的非飽和達西流也不容忽視。 ? 3 滲濾液的收集 ? A滲濾液的蓄積會引起如下問題： ? 場內(nèi)水位升高會使更多廢物浸在水中，導(dǎo)致有害物質(zhì)更多的浸出，從而增加滲濾液的處理難度； ? 場內(nèi)積水會使底部襯里的靜水壓力增大，增加了水平防滲系統(tǒng)失效