生活垃圾填埋技术

生活垃圾填埋技术前言随着国民经济的发展，国家对环保的要求与重视程度越来越高，针对垃圾填埋场的设计与运行管理的标准与规范渐趋完善，这对我们环卫行业来说是一大幸事，将极大的促进我们这个行业提升与发展。很高兴受陕西省住房和城乡建设厅的邀请来这里和同仁们相互学习与交流，为提高垃圾无害化处理及垃圾填埋场的运行管理水平共同努力。1.生活垃圾卫生填埋场执行规范1.1《填埋场用高密度聚乙烯土工膜》CJ/T234-20061.2《生活垃圾卫生填埋场污染物控制标准》GB16889-20081.3《生活垃圾卫生填埋场封场技术规范》CJJ112-20071.4《生活垃圾卫生填埋场防渗工程技术规范》CJJ113-20071.5《生活垃圾卫生填埋场无害化评价标准》CJJ/T103-2005生活垃圾卫生填埋场执行规范1.6《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》2001.7.11.7《生活垃圾卫生填埋场环境监测技术要求》GBT18772-20021.8《生活垃圾卫生填埋场技术规范》CJJ17-20041.9《生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规范》CJJ93-20031.10《生活垃圾综合处理与资源利用技术要求》GB/T25180-2010生活垃圾卫生填埋场执行规范1.11《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》GB/T25179-20101.12《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》CJJ133-20091.13《生活垃圾渗滤液处理技术规范》CJJ150-20101.14《生活垃圾卫生填埋场岩土技术规范》CJJ176-20121.15《城市生活垃圾分类及其评价标准》CJJ/T102-20042.生活垃圾处理现状2.1生活垃圾的定义及危害生活垃圾是指人们在生活、娱乐、消费过程中产生的废弃物以及法律、行政法规规定为城市生活垃圾的固体废弃物。生活垃圾是固体废弃物的一种，一般具有如下特性：生活垃圾的特性无主性，即丢弃后不易找到具体负责者分散性，丢弃、分散在各处，需要收集危害性，对人们的生产和生活产生不便，危害人类健康。错位性，在一个时空领域可能是废物，而在另一个时空领域可能是宝贵的资源。如果垃圾不做任何无害化处理，露天集中堆放对环境危害很大，主要表现在：侵占大量土地，对农田破坏严重严重空气污染，臭气冲天，老鼠成灾，蚊蝇滋生，大量填埋气向大气排放破坏臭氧层。严重污染水体、土体，是有机物、重金属和病源微生物三体一体的污染源。“白色垃圾”成灾2.2生活垃圾的来源与构成城市生活垃圾主要成分包括：厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖瓦渣土、废旧电池、废旧家用电器等。影响城市生活垃圾成分的主要因素有居民生活水平、质量、习惯、季节、气候等。西安市2010年生活垃圾成分表西安市环科所实验室提供种类可分解有机物有机物类无机物类名称纸类木、竹、草厨房垃圾小计纤维塑料小计玻璃陶瓷砖石水泥灰土金属橡胶其它总重量重量(%)9.053.6537.8250.514.4710.7715.232.850.7530.300.36100.002.3城市生活垃圾特性2.3.1产量1.0-1.1kg/人、天2.3.2容重0.6-0.8T/m32.3.3空隙率是垃圾中物料之间的容积占垃圾堆积的比例，它是垃圾通风能力的表征参数。2.3.4含水率水分是垃圾处理过程中所关心的一个重要参数，其值的高低直接影响着垃圾填埋、垃圾堆肥和垃圾焚烧过程的正常运行。2.3.5化学特性采用化学元素分析法测定垃圾化学成分大致为：C10%-20%；H1%-3%；O10%-20%；N0.5%-1%；灰分10%-25%；水分40%-60%；热值2930-5020KJ/kg。2.4生活垃圾处理2.4.1填埋技术填埋技术作为生活垃圾的最终处理方法，目前是我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法。发达国家普遍采用的生活垃圾填埋技术，既有完善的环保措施，又能满足环保标准。填埋是大量消纳城市生活垃圾的最有效也是最终处理方法。以其处理量大、方便、处理费用低等特点，在世界范围内被广泛应用。据统计英国垃圾填埋比例占90%，美国67%，加拿大80%，德国46%，我国城市垃圾的90%以上为填埋处理。垃圾填埋技术的缺点可燃物得不到利用渗出液处理难度大或处理成本很高占有大量土地大气污染因此，近年来，发达国家垃圾填埋量逐年下降。填埋有可能发展为其它处理工艺的辅助方法，成为以前不能再利用物质的最终消纳场。2.4.2堆肥技术垃圾堆肥技术发展很快。自20世纪80年代起，我国应用“二次发酵工艺”，堆肥生产趋向于工厂化。但是这种技术以垃圾分类为前提。因为从垃圾利用好处理的角度看，未经分类的垃圾成分相当复杂，仅仅靠机械分类，许多有害物质就会随着堆肥产品进入土壤，造成二次污染。目前垃圾堆肥技术主要分为两类：简易高温堆肥技术：机械化堆肥技术：简易高温堆肥技术这类技术的特征是：工程规模较小，机械化程度低。采用静态发酵工艺，环保措施不全面，投资和运行费用较低。此技术在中、小城市应用较多。机械化高温堆肥技术这类技术的特征是：工程规模相对较大，机械化程度较高，一般采用间歇式动态好氧发酵工艺，有较齐全环保措施，投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。此技术在我国曾有辉煌时期，从20世纪80年代初期到90年代中期，北京、上海、天津、武汉、杭州、无锡、常州等城市均建有这类堆肥厂。但由于堆肥质量不高、产品销路不佳、收不抵支等原因，到1995年大多数已关闭。2.4.3焚烧技术焚烧技术是发达国家普遍采用的一种垃圾处理方法，是一种建立在政府向居民高额收费、政府大量补贴、垃圾源头严格分类、垃圾热值较高的情况下的一种较为理想的处理方式。从整体上看，我国采用焚烧技术尚出于起步阶段。焚烧技术的设备工艺和技术复杂严格，一次性投资巨大，而且如果解决不好排烟净化问题，很容易使得垃圾这种固体污染转化成其它污染。从20世纪70年代到90年代中期的20多年间，是垃圾焚烧发展最快的时期几乎所有的工业发达国家、中等发达国家都建有不同规模、不同数量的焚烧设施，另外，在发展中国家，除有部分国家已建有垃圾焚烧厂外，目前还有一些国家的城市正在积极筹建垃圾焚烧厂，或规划建设垃圾焚烧厂，垃圾焚烧事业方兴未艾。比较项目技术可靠性技术特点缺点主要风险卫生填埋可靠，属传统方法。1、处理量大，运行费用低。2、可接纳处理各种废弃物，而且是其它处理方法残渣的最终消纳场。3、工艺相对较简单。4、大型填埋场产生的沼气有利用价值。1、场址受地理、地质和水文条件限制较多，选址较困难。2、减量化、资源化程度最低。3、场地使用年限短。4、远离城市增加垃圾运输费用。1、沼气聚集引起爆炸。2、场底渗漏或渗沥液处理不达标。焚烧可靠，国外成熟技术，国内发展较快。1、减量化、无害化程度最高。2、资源化程度最高。3、占地面积小，使用年限长1、投资大，运行费用高2、工艺、设备复杂，要求垃圾热值达到3767kJ/kg。1、垃圾燃烧不稳定。2、烟气治理难达标。高温堆肥较可靠，国内有实践经验。1、投资适中，使用年限较长。2、资源化程度较高。3、产品有农用价值。1、只能处理垃圾中的可腐有机物，对可腐有机物的含量要求大于40%。2、运行费用较高。3、产品销售易受限制。堆肥质量不佳或成本过高造成滞销。3.生活垃圾填埋技术3.1填埋场分类按场址地形分为山谷型、平原型、滩涂型三种。3.2填埋场选址填埋场选址应符合现行国家标准《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889)和相关标准的规定，并应符合下列要求：3.2.1当地城市总体规划、区域环境规划及城市环境卫生专业规划等专业规划要求；3.2.2与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致；3.2.3库容应保证填埋场使用年限在10年以上，特殊情况下不应低于8年；3.2.4交通方便，运距合理；3.2.5人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；3.2.6位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向；3.2.7选址应由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫、国土资源、水利、卫生监督等有关部门和专业设计单位的有关专业技术人员参加。3.3填埋场组成3.3.1排洪管道3.3.2清水盲沟3.3.3防渗工程（核心部分）填埋场必须进行防渗处理，防止对地下水和地表水的污染，同时还应防止地下水进入填埋区。天然粘土类衬里及改性粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0×10－7cm/s，且场底及四壁衬里厚度不应小于2m。在填埋库区底部及四壁铺设高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作为防渗衬里时，膜厚度不应小于1.5mm，并应符合填埋场防渗的材料性能和现行国家相关标准的要求。人工防渗系统应符合下列要求：人工合成衬里的防渗系统应采用复合衬里防渗系统，位于地下水贫乏地区的防渗系统也可采用单层衬里防渗系统，在特殊地质和环境要求非常高的地区，库区底部应采用双层衬里防渗系统。3.3.4排污排气工程生活垃圾倾倒入填埋场后，主要在微生物的作用下，进行有机垃圾的生物降解。并释放出气体和大量含有机物的渗滤液。垃圾填埋场中垃圾的生物降解是一个复杂的过程，它包括多种连续式的、并行的生化反应途径。垃圾填埋场从垃圾分区填埋、覆土、封场直到稳定的整个过程，垃圾的可降解有机物在微生物的作用下经历四个阶段。垃圾降解的四个阶段1.好氧分解阶段2.厌氧分解不产生甲烷阶段3.厌氧分解产甲烷阶段4.稳定产气阶段第三阶段为持续一年左右的不稳定产气阶段第四阶段持续七年左右的厌氧分解半衰期或稳定阶段3.3.4.1渗滤液导排填埋库区防渗系统应铺设渗沥液收集系统，并宜设置疏通设施。3.3.4.2填埋气体导排垃圾填埋场可以概化为一个生态系统，其主要输入项为垃圾和水，主要输出项为渗滤液和填埋气体，二者的产生是填埋场内生物、化学和物理过程共同作用的结果。西安市江村沟垃圾填埋气体成分成分甲烷二氧化碳氧气氮气氨气硫化氢氢气一氧化碳其他气体体积含量(%)603015110.20.21.6填埋气体的典型特征填埋场气体中的主要组成成分是甲烷和二氧化碳。这种气体不仅是影响环境的温室气体，而且是易燃易爆气体。浓度达到5~15%时，会发生爆炸和火灾事故。填埋气体中的甲烷会增加全球温室效应，其温室效应的作用是二氧化碳的22倍。填埋气体的典型特征因此，填埋气体对周围环境的安全始终存在着威胁，必须对填埋气体进行有效控制。填埋气体的热值很高，具有很高的利用价值。国内外已经对填埋气体开展了广泛的回收利用，将其收集、储存和净化后利用于气体发电、提供燃气、供热等。填埋气的导排方式设计总填埋容量大于或等于100万吨，垃圾填埋厚度大于或等于10m的生活垃圾填埋场，必须设置填埋气体的主动导排处理设施。设计总填埋容量大于或等于250万吨，垃圾场填埋厚度大于或等于20m的生活垃圾填埋场，应配套填埋气体利用设施。填埋气的导排方式设计总填埋容量小于100万吨的生活垃圾填埋场宜采用被动导排处理设施。主动导排设施及气体处理(利用)设施建设应于垃圾填埋场投运三年内实施，并望分期实施。垃圾填埋场运行及封场后维护过程中，应保持填埋气体导排处理设施的完好与有效。主动导排主动导排是在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟。用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将填埋场内产生的气体抽出来。主动导排系统包括：抽气井、集气管、冷凝水收集井和泵站、真空泵、气体处理站（回收或焚烧）以及检测设备等组成被动导排被动导排就是不用机械抽气设备，填埋场气体依靠自身的压力沿导管井和盲沟排向填埋场外。被动导排适用于小型填埋场和深度较小的填埋场。被动导排示意图填埋气体的利用填埋场释放气体会对环境和人类造成严重的危害，但填埋气中甲烷气体占60%，而甲烷气体是一种宝贵的清洁能源，具有很高的热值。填埋场气体与其他燃料发热量表燃料种类纯甲烷填埋气煤气汽油柴油发热量kJ./m-335916939567443055739276填埋气体的利用用于锅炉燃料用于民用或工业燃气用作汽车燃料填埋气体用于发电3.3.5塬坡截洪沟3.3.6