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1、,城市垃圾处理的方法和新技术,要点,城市垃圾现状介绍,垃圾处理的原则,垃圾处理的方法,垃圾卫生填埋处理,准好氧填埋技术,工程实例,一、城市垃圾现状简介,食品垃圾：指人们在买卖、储藏、加工、食用各种食品的过程中所产生的垃圾。这类垃圾腐蚀性强、分解速度快，并会散发恶臭。普通垃圾：包括废弃纸制品、废塑料、破布及各种纺织品、废橡胶、破皮革制品、废木材及木制品、碎玻璃、废金属制品和尘土等。普通垃圾和食品垃圾是城市垃圾中可回收利用的主要对象。建筑垃圾：包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、废木材、废管道及电器废料等。这类垃圾一般由建设单位自行处理，但也有相当数量的建筑垃圾进入城市垃圾中。清扫垃圾：包括公共垃圾箱
2、中的废弃物、公共场所的清扫物、路面损坏后的废物等。危险垃圾：包括干电池、日光灯管、温度计等各种化学和生物危险品，易燃易爆物品以及含放射性物的废物。这类垃圾一般不能混入普通垃圾中。,城市垃圾有哪些？,据统计，中国每年产生垃圾上亿吨，城市人均垃圾年产量达440公斤，全国600座城市堆放80亿吨垃圾。近年来，中国的高速工业化和城镇化进程带来了生活垃圾的迅猛增长，“城内干干净净，城外垃圾成堆”已经成了见怪不怪的现实。,全世界每年生产4.9亿吨垃圾。其中，中国城市垃圾就占到1.3亿吨，并在以每年10的速度增长,仅北京市，日产生活垃圾总量就达2.09万吨，相当于两座半景山的体积。全国垃圾存占地累计达75万
3、亩，我国668座城市中已有三分之二被垃圾带所包围。垃圾无序的胡乱堆放，导致了周围地区生态环境的严重恶化。垃圾灾害是 21世纪的最大公害之一。,我国城市垃圾面临的严峻形势,生活垃圾的危害：城市垃圾不仅污染环境、破坏了城市景观，而且传播疾病，威胁人类的生命安全。-侵占大量土地-污染水体-污染大气-污染土壤及农作物-影响环境卫生-易引起其它灾害,生活垃圾中的主要污染物：-有害微生物：病毒、病菌、寄生虫卵、害虫等。-无机污染物：主要是重金属如汞、铅、隔、锌等，也包括一些金属离子-有机污染物：碳氢化合物、洗涤剂、致癌物等-其它：如氮、磷等营养成分、放射性物质以及产生色、臭的物质等。,城市生活垃圾的危害,
4、饮用水的污染，对以此为生的居民造成极大的伤害，救救孩子！（长期饮用含砷量严重超标的地下水造成砷中毒）,1942年，美国一家电化学公司购买了这条大约1000米长的废弃运河，当作垃圾仓库来倾倒工业废弃物。1953年，这条已被各种有毒废弃物填满的运河被公司填埋覆盖好后转赠给了当地的教育机构。从1977年开始，这里的居民不断发生各种怪病，孕妇流产，儿童夭折，婴儿畸形，癫痫、直肠出血等病症也频频发生。1987年，这里的地面开始渗出一种黑色液体，引起了人们的恐慌。这种黑色污液中含有氯仿（CHCl3）、三氯酚（C6H3Cl3O）、二溴甲烷（CH2Br2）等多种毒物质，对人体健康会产生极大的危害。,1977年
5、美国腊夫运河事件,腊夫运河事件是典型的固体废弃物无控填埋污染事件。固体废弃物可对环境造成多方面的污染，其危害从腊夫运河事件可见一斑。如果把固体废弃物直接倾倒入江河湖诲，会造成对水体的污染；如果露天堆放固体废弃物遇到刮风，其尘粒就会随风飞扬，污染大气；固体废弃物在焚化时也会散发含有二噁英等有毒致癌物的毒气和臭气污染大气环境；堆放或填埋的固体废弃物及其渗出液会污染土壤，并通过土壤和水体在植物机体内积存，进而进入食物链，影响人类健康。,1990年前，全国城市垃圾处理率不足2%，九十年代以后，城市垃圾处理水平不断提高。根据城市建设统计年报的统计资料，1994年全国30个省、自治区、直辖市设622个城市
6、，全国垃圾产生量为9952万吨，有垃圾处理厂（场）609座，垃圾处理率为35.8%，东部地区城市垃圾处理率高于全国平均水平约10个百分点。2000年全国31个省、自治区、直辖市设663个城市，有660座垃圾厂（场），垃圾处理率为60.23%。而浙江的垃圾处理率除杭州、宁波等少数城市外，低于东部地区平均74.8%垃圾处理率。,我国城市生活垃圾的处理状况,1985年2000年中国城市垃圾清运量及处理率,二、城市生活垃圾处理原则,二、城市生活垃圾处理原则,垃圾处理的基本原则是“三化”:(1)无害化：通过一定的技术对垃圾进行处理，使其不产生污染，不致对人体健康产生影响。(2)减量化 减少固体废物的排出
7、量；建设固体废物容量(3)资源化 从固体废物中回收有用的物质和能源,要消除垃圾和垃圾对环境及人的危害，就必须:源头减量，分类回收，综合处理，重复使用。在源头减少垃圾的产生量。对垃圾中可回收的废物分类回收，剩下的垃圾进行综合处理：可堆肥的用于堆肥；把有毒有害的废物检出后，可焚烧的焚烧；剩下的渣土填埋。这时，填埋的垃圾量已经大大地减少了。,三 化,垃圾处理的原则,1、以人为本原则。从生活垃圾的收集、运输到最终处理实施全过程管理，防止对环境造成二次污染，切实保障人民群众的身体健康。2、可持续发展原则。以建设生态城市为目标，大力推进生活垃圾的减量化、资源化、无害化，最大限度地降低垃圾填埋数量，实现保护
8、生态环境、合理利用资源和防治环境污染的统一。,3、城乡一体化原则。改变城乡结合部、乡镇村垃圾处理的无序状态，有计划地将其纳入环境卫生管理体系，实现城乡统一规划、协调发展。4、社会参与原则。鼓励境内外各类资本参与垃圾处理设施的建设和运营，实现投资主体多元化、运营主体企业化和垃圾处理产业化。加快建立社会参与机制和监督机制。,垃圾的分类与回收1、垃圾回收的重要意义,垃圾分类：是指按照垃圾的不同成分，属性，利用价值以及对环境的影响。并根据不同处置方式的要求，分成属性不同的若干种类。垃圾分类收集：是指垃圾按其可处置的性能或可利用的价值而分别收集的方式，其目的是为资源回收和后续处置带来便利。,什么是垃圾分
9、类,2、垃圾分类的方法及其类型,六个粗分的一级类别八个细分的二级类别,无害化减量化资源化,你真的做到分类扔垃圾吗？我们国家真的实现分类处理垃圾了吗？,三、城市生活垃圾处理方法,三、城市生活垃圾处理方法,(1)卫生填埋(2)堆肥(3)焚烧法,垃圾的“四化”：,资源再生化，能源化，无害化，减量化,生活垃圾处理,可回收材料,有机物,可燃物,其余废物,分捡回收,堆肥,（发电）焚烧,安全填埋,余烬,垃圾的资源化,分类处理,全组分处理,垃圾处理的总原则：无害化、减量化、资源化,城市垃圾的处理的主要流程,垃圾处理方法及其比较,国 别 填埋 堆肥 焚烧美 国 60 5 25日 本 32 9.2 65德 国 7
10、2 3 25英 国 85-15法 国 50 20 30荷 兰 50 20 30瑞 士 15 14 70瑞 典 75 2 33,国外垃圾处理方法（%）,垃圾处理方法的优缺点,利用自然界的微生物对垃圾中的有机物进行分解，使之形成肥料，作为农作物的营养，从而达到垃圾处理，净化城市环境，又提高土壤肥力的目的。堆肥技术的缺点：不能处理不可腐烂的有机物和无机物，减容、减量及无害化程度低，而且堆肥中的重金属有可能对土壤造成污染。因此仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。,堆肥法,堆肥处理：将生活垃圾堆积成堆，保温至70储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。,垃圾堆肥技术按生物发
11、酵方式，可分为厌氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所处的状态分，可分为静态堆肥和动态堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥和敞开式堆肥。,城市垃圾厌氧发酵工艺流程,厌氧消化处理与沼气回收,配料制浆,预处理,垃圾生产沼气,沼气池,堆肥系统流程图,焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后，释放出热能，同时产生烟气和固体残渣。热能要回收，烟气要净化，残渣要消化，这是焚烧处理必不可少的工艺过程。垃圾焚烧法是一种比较有效的垃圾处理方法，它的减量化、资源化和无害化效果都比较理想。垃圾焚烧技术经过几十年的发展现在已经比较成熟，机械炉排焚烧炉的类型已经基本定型。制
12、约垃圾焚烧技术发展的主要因素是二次污染（燃烧放出二噁英）防治技术特别是废气处理技术的成败。,焚烧法,占地少，能大大减少排放量，使垃圾体积缩小50%95%；焚烧温度高；能彻底消灭病原体；对垃圾进行焚烧处理减容、减量及无害化都很高，焚烧过程产生的热量用来发电，可以实现垃圾的能源化，是一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染，设备投资巨大，而且烧掉了可回收的资源，并释放出有毒气体,如二噁英、电池中的汞蒸汽等,并产生有毒有害炉渣和灰尘。另一方面，垃圾焚烧电厂的发电装机容量都很小，而且由于腐蚀问题，目前垃圾焚烧发电的效率一般不超过，远低于燃煤发电的水平。,垃圾焚烧的特点,焚烧处理 焚烧
13、法是将垃圾置于高温炉中,使其中可 燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。,垃圾焚烧流程,垃圾焚烧厂布置图,垃圾焚烧厂（发电）,垃圾发电厂,卫生填埋是目前世界上处理垃圾量最大的方法之一,也是垃圾处理的最终手段。因为对垃圾不管采用哪种处理方法,最终都将产生不可回收和处理的物质,这些废物只能通过填埋的方法进行处理。填埋技术的特点是操作简单，可以处理所有种类的垃圾。投资费用相对较低，是目前国内普遍采用的方法。,卫生填埋法,卫生填埋法要求：,填埋物的含水量小于2030，无机成分大于60，密度大于0.5 tm-3。,含水量过大会产生渗透液，污染地下水。,防止产生大量的甲烷及其它有机物。,三种
14、垃圾处理方式比较,三种方式的影响比较,国内三种方式的投资比较,四、垃圾卫生填埋处理,卫生填埋处理的优点,一次性投资较低，运行较为经济；适应性广，对生活废物的种类、性质和数量均无苛刻要求；是一种相对完全、彻底的最终处理方式；运行管理相对简单。,垃圾卫生填埋的发展,第一个城市填埋于1904年在美国伊利诺伊斯州的香潘市建成；20世纪30年代，美国加利福利亚洲首次提出“卫生填埋”技术，到80年代发展成为成熟技术；1985年立项，1988年建设、1991年运行的杭州天子岭垃圾处理总厂填补了国内正规垃圾卫生填埋的空缺。垃圾卫生填埋优点：a、科学选址;b、建设符合环保要求的工程措施;c、按技术规范填埋作业;
15、d、饱和后要进行封场和封场后的维护管理;,四、垃圾卫生填埋,填埋是进行固体废物最终处置的较为理想的方法之一。它是由传统的废物堆放和填地技术发展起来的一种城市固体废物处置技术。经过长期的改良，废物填埋已演变成一种系统而成熟的科学工程方法，即现代卫生填埋法。定义：卫生填埋法是利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体、大气和土壤的污染，使整个填埋作业及废物稳定过程对公共卫生安全及环境均无危害的一种土地处置废物的方法。,填埋场分类,根据结构：自然衰减型和封闭型；（1）自然衰减型未设置防渗衬层和渗滤液收集处理设施，新建填埋场不允许用衰减型。（2）封闭型是我国通行的填埋类型。限制渗滤液渗
16、入 地下水层中，应铺设一到两层防渗衬层，安装渗滤 液收集系统，设置雨水和地下水排水系统。按不同填埋的地形：山谷型、坑洼型和平原型；按废物的降解机理：好氧型、准好氧型和厌氧型；我国普遍采用的是厌氧型填埋场。,卫生填埋场地设计规划程序：（1）场地的选择与勘察；（2）环境影响评价；（3）场地的设计；（4）场地的建造与施工；（5）土地填埋操作；（6）封场，场地的维护及监测等。,场地的选择是卫生土地填埋场全面规划的第一步。,防止污染原则,经济合理原则,遵循两个原则,填埋场选址,填埋场选址 原则要求,需要考虑的因素,废物：依据废物的来源、种类、性质和数量确定场地的规模；地形：要便于施工操作，避开洼地，泄水
17、能力强，可处置至少20年填埋的 废物量；土壤：要容易取得覆盖土壤，土壤容易压实，防溶能力强；水文：地下水位应尽量低，距最下层填埋物至少1.5m；气候：要蒸发量大于降雨量，避开高寒区；噪声：要使运输及操作设备噪声不影响附近居民的工作和休息；交通：要方便，具有能够在各种气候下运输的全天候公路；土地征用：要容易征得，且比较经济；开发：要便于开发利用。,填埋场选址山谷,卫生土地填埋场地的面积和容量与城市的人口数量、垃圾的产率、填埋场的高度、垃圾与覆盖材料量之比，以及填埋后的压实密度有关。通常，覆土和填埋垃圾之比为1：4或1：3，填埋后废物的压实密度为500700kg/m3，场地的容量至少供使用20年。
18、,垃圾填埋场设计,五、准好氧填埋技术,封闭型垃圾填埋技术,1、好氧填埋技术好样分解过程一般在有氧和有水的情况下发生。有机物质+好氧菌+氧气+水 二氧化碳+水+硝酸盐+硫酸盐+氧化物2、厌氧填埋技术厌氧过程一般在缺氧状态下产生。有机物质+厌氧菌+二氧化碳+水 气态甲烷（沼气）+氨+最后产物3、准好氧填埋技术局部厌氧状态下有机物分解，产生硫化氢气体。,封闭型垃圾填埋技术,主要有厌氧、好氧和准好氧三种。,准好氧卫生填埋技术特点：,1)有效利用自然界本身的净化能力，使废弃物加速趋于稳定，优化渗沥液水质；2)局部厌氧状态下有机物分解，产生H2S气体，与废弃物中重 金属反应生成重金属硫化物沉积留存在填埋层
19、中，起到稳 定重金属作用；3)抑制沼气的产生，有利于降低地球温室效应4)加速填埋场地的稳定，使填埋地的后期利用成为可能,准好氧填埋工艺,准好氧填埋技术又称“福冈方式”，是日本福冈大学针对厌氧性填埋投资高和好氧型填埋运行成本高的缺点，早在70年代就开始进行研究的新型卫生填埋技术，该技术现已成为日本国内垃圾填埋场设计的标准模式，并成功应用在多个国家填埋场的设计中。准好氧填埋技术是在厌氧填埋的基础上，把渗滤液收集管末端直接敞开，在填埋场内外温度差的作用下，外界空气可以进入垃圾层，使垃圾降解速度加快，达到垃圾快速降解的作用。准好氧填埋技术在费用上与厌氧性填埋没有大的差别，而在有机物分解方面又不比好氧性
20、填埋逊色，因而得到普及。,循环式准好氧填埋技术在国内的广泛推广，即减轻了现有国情条件下中小型填埋场的二次污染问题，也大大缓解了填埋场温室气体排放的压力。经初步的对比测试，与厌氧型填埋场相比，准好氧填埋场所产生渗沥液中COD浓度可降低20%-50%，甲烷单位时间排放量可减少30-80%。同时由于填埋场在准好氧条件下可实现快速稳定化，封场4-6年后即可开展土地再利用的开发。,排水沟,表土覆盖层,表面隔断层,基础隔断层,地基基础,垃圾渗水,和地下水的距离,渗水导管,气体导管,竖井,地质屏障,经处理的地质屏障,地下水,气体收集,渗水收集,垃 圾 体,垃圾填埋体的主要构成,100 cm,30 cm,50
21、 cm,30 cm,50 cm,植被,表土覆盖层,排水层,人工材料密封层,矿物质阻隔层,排气层,补偿和排水层,垃圾体,组合阻隔层,垃圾体表面隔断层,填埋场表面隔断层的构成,底面,30 cm,75 cm,300 cm,排水层,人工材料密封层,矿物质阻隔层(至少三层),垃圾体,排水管,保护层(如沙和土工织物等),地基基础,组合阻隔层,排水系统,垃圾基础隔断层,填埋场基础隔断层的构成,1:3,边坝,排水管,2.2%,集水井,人工地质阻隔层,填埋场公路,垃圾体,1%,矿物质密封层,渗水收集管,2%,填埋场的边坝及其构造示例,3%,1:3,排水管,焊接在一起的 人工材料防水片,排水管,表土覆盖层排水层人
22、工材料防水片矿物质密封层排气层,排水层保护层人工材料防水片矿物质密封层,地质阻隔层,边坝,表面隔断层和基础隔断层连接示例,渗水收集系统,排水层,排水管,集水井,排水廊洞,A8m2,基础封闭系统,回填粘土,人工防水片,排水管(300),2%,填埋场渗水收集系统,填埋场水平沼气收集系统,集气管250,气体收集系统,封闭管,有孔管,集水器(1m1m),集气井,排水层封闭层,排水体,20m,5%,表面隔断层排气层(含排气管)封顶层补偿层,5%,0.8 m,1.2 m,集气花管 PE-HD 250,排气体(水洗砾石等),垃圾体,A,A,A-A 剖面,渗滤液池,渗滤液处理后进氧化塘养鱼,填埋场的防渗,主要
23、目的：阻止渗滤液和填埋气体外泄污染周围的土壤和地下水，还要防止外来水，包括地下水。地表水和降水等大量进入填埋场，增大渗滤液的产生。防渗方式：,（1）水平防渗水平防渗指防渗层向水平方向铺设，防止渗滤液向周围及垂直方向渗透而污染土壤和地下水。根据所用防渗材料的来源不同又可将该类防渗方式分为自然防渗和人工防渗,（2）垂直防渗垂直防渗指防渗层竖向布置，防止废物渗滤液横向渗透迁移，污染周围土壤和地下水。因垂直防渗单独应用能力相对有限，通常作为辅助防渗措施。,防渗结构,水平防渗系统结构分为：,防渗结构,防渗结构,防渗结构,垃圾卫生填埋场防渗系统示意图,填埋场防渗材料,防渗层是由透水性小的防渗材料铺设而成的
24、，目前，常用的主要有4种:粘土、膨润土、土工膜、土工织物膨润土垫(GCL)。(1)普通粘土:一个合格的粘土衬垫其透水率必须很低(K110-7cm/s)，并有足够的抗剪强度和最小的收缩势，以防脱水开裂。,(2)膨润土:是一种优良的天然粘土，其主要成份是蒙脱石矿物，膨润土的渗透系数K 10-7cm/s，具有极强的防水性，,(3)土工膜:是一种薄的、柔韧的、连续的、不透水的合成材料，具有长期化学稳定性及良好的机械性能，多用于填埋场之底及边坡防渗透系统中，也可用于填埋场封场系统。最常用的是高密度聚乙烯(HDPE)膜。,（4）土工织物膨润土垫(GCL):是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土
25、粉末以针刺(缝合或粘接)而成的一种复合材料，可以替代一般粘土密封层。,渗滤液处理,水质特征：（1）有机污染物浓度高（2）氨氮含量高（3）磷含量普遍低，尤其是溶解性的磷酸盐含量更低（4）金属离子含量较高（5）溶解性固体含量较高（6）色度高，以淡茶色、暗褐色或黑色为主，具较浓的腐败臭味（7）水质历时变化大，废物填埋初期，pH较低，而COD，BOD5，TOC，SS，硬度，金属离子含量较高，后期，相应有所降低。,渗滤液收集系统组成部分,渗滤液处理方法,垃圾渗滤液的处理现状 渗滤液性质的复杂多变性给渗滤液的处理处置带了极大的困难,到目前国内外尚未发展出完善的适合垃圾渗滤液处理的工艺。对渗滤液的处理处置目
26、前的途径主要有以下几个方面:(1)将渗滤液输送到城市污水处理厂与城市生活污水合并处理;(2)采用渗滤液回灌技术处理;(3)现场建造渗滤液处理厂处理。,导气系统,填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。1.填埋气体导排设施宜采用竖井（管），也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。2.竖井可采用穿孔管居中的石笼，石笼宜用级配石料等粒状物填充。竖井宜按填埋作业层的升高分段设置和连接；竖井设置的水平间距不应大于50m；管口应高出场地1m以上。应考虑垃圾分解和沉降过程中堆体的变化对气体导排设施的影响，防止设施阻塞、断裂而失去导排功能。3.填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。4.有条件进行填埋气体回收利用时，宜设置填埋气体利用设施。填埋库区除应按生产的火灾危险性分类中戊类防火区采取防火措施外，还应在填埋场设消防贮水池，配备洒水车，储备灭火干粉剂和灭火沙土。应配置填埋气体监测及安全报警仪器。,城市垃圾处理工艺流程,从废物到资源-生活垃圾资源化,处理垃圾的代价是高昂的，处理1t垃圾的费用相当于1g黄金的售价。我国年产黄金180t，每年却需要在垃圾处理上消耗相当于190t黄金价格的费用。因此，如果我们减少垃圾的产生，便可为国家节省开支；如果能充分利用垃圾中的资源，则又为国家创造了财富,感谢您的聆听！,
