第六章 固体废物的卫生填埋处理

第一节 固体废物的填埋方式
3．高放射性废物的深部地质处理 深部地质处理是目前国际上公认的、在安全上可接受的高放射性 废物处置方法，是将高放射性废物预处理后封装在坚固耐久的容器内并 置于深层地质构筑物中，再用人工和天然屏障进行多层屏蔽，使之与外 界隔离。这种处理方法可以实现高放射性废物与生物圈的隔绝，减小对 生物的危害。 深部地质处理的多重防护屏障主要由四部分构成，首先是废物本 身的固化，是将放射性固体废物固化在相对稳定的固化体中；其次是包 装容器，也称为包装体，多为金属制成，可以起到阻止外部水穿透进入 的作用；再次是粘土矿物材料，如膨润土，将粘土矿物材料充填在包装 体与围岩之间，一方面可以缓冲围岩的压力，另一方面还起到限制核素 迁出的作用；最后是天然屏障，主要指周围围岩的性质及地质环境。对 围岩的要求为水渗透系数较小，岩石孔隙度小，节理、裂隙不发育，且 有阻止放射性核素迁移的地球化学和矿物学特征，具有良好的导热、抗 辐射性能。
第二节 城市固体废物填埋场的选址
二. 填埋场选址程序、方法及适宜性评价
（一）填埋场选址程序 1 收集资料 选址首先要充分收集掌握当地的地形、地貌、土壤条件、区域地 质、水文地质、工程地质以及气象等方面的资料。 2 野外踏勘 通过野外踏勘可以直观地掌握预选场地的土地利用情况、交通条 件、周围居民点分布情况、水文网分布情况和场地的地质、水文地质 和工程地质条件等相关的信息资料。根据野外踏勘所获得的资料对所 选地点进行对比分析，分别列出每个可选地点的优点和弊端。 3 预选场地的社会、经济和法律条件调查 对预选场址周围的社会、经济条件，以及公众对填埋场的反应和 社会影响等进行进一步调查，确定其是否有碍于城市整体或工农业发 展规划，是否影响城市景观。根据有关的法律、法规和政策，特别是 环境保护法、水域和水资源保护法等，排除跟法律、法规相冲突、相 抵触的预选地点。
第二节 城市固体废物填埋场的选址
现代城市固体废物填埋场的规划、设计和运行涉及环境工程、地质 学、水文地质学、水文水资源、以及社会、经济等多学科的交叉应用。 城市固体废物填埋场从设计、建设到封闭后的管理流程见图7-5。
填埋场选址 场地勘察 环境影响评价 填埋场设计 填埋场建设、运行
填埋场封闭、监测
图7-5 城市垃圾填埋场工作流程
Z Zi
i 1 n
式中，Z为填埋场适宜性总分； i为第一层制约因素的第i项影响因素，i=1,2,…,n； n为填埋场第一层制约因素的个数； Zi为第一层制约因素的第i项影响因素的总分。
第三节 固体废物填埋场场地勘察
固体废物填埋场场地勘察工作主要包括前期资料收集、野外现 场调查、取样分析和必要的勘探工作。勘察的主要内容有： 1.拟建填埋场地区的一般情况，如人口、工农业生产、经济发展 规划等； 2.气象、水文和自然灾害情况；地形、地貌条件；地质、水文地 质条件； 3.固体废物基本情况，如固体废物的特性、产量、场地的容量和 使用年限等； 4.拟建填埋场地区生态环境方面的情况，包括生态脆弱性、污染 防护能力、稳定性等方面。
第六章 城市固体废物的卫生填埋处理
Chap. 6 The Landfill Treatment of Municipal Solid Waste
第一节 固体废物的填埋方式
一. 卫生填埋
卫生填埋是利用工程手段，采取有效的技术措施，防止垃圾渗 滤液及有害填埋气体对水体、土壤和大气等造成污染；将固体废物 分层、压实减容，使填埋占地面积最小化；并且设置土壤或其它适 当替代材料的日覆盖层或周期性盖层；使整个过程对公共卫生安全 及环境均无危害的一种土地处理方法。 图7-1为固体废物卫生填埋场的剖面示意图。填埋单元是指一个 操作期（通常为1天）内填埋的固体废物，它包括填埋的固体废物及 其周围的日覆盖层。日覆盖层可以采用回填土和其它适当的物质， 其厚度一般为15～30cm。日覆盖层的作用主要是防止废物吹扬、老 鼠和苍蝇滋生以及疾病传播等问题，同时也可以防止在填埋操作期 内外部的降水、地表水等进入填埋场。当填埋高度超过15～25m时， 为了保证填埋场边坡的稳定性，需要设置一定宽度的台阶，同时设 置地表水排泄通道和气体收集管道。
第四节 固体废物填埋场环境影响评价
（二）渗滤液渗漏对土壤的污染预测 渗滤液与土壤的作用包括：物理过滤、物理吸附、化学反应和 化学沉淀和微生物代谢等。 1.渗滤液污染组分截留容量 污染物质i在土壤中的累积残留量Wi (mg/kg)可以用下式估算： 其中，φi：污染物在土壤中的背景值，mg/kg； Xi：单位重量土壤每年接纳该污染物的量，mg/kg•a； Ki：污染物i在土壤中的年残留率,可以通过实验获得； n：污染年限。 Xi可用下面的公式计算： Q
Xi
1 K in Wi i X i K i 1 Ki
式中，Q：渗滤液渗漏水量（m3/a） M：土壤重量（kg） Ci：污染质i的浓度（mg/L）
图7-3 地上填埋方法
第一节 固体废物的填埋方式
3．山谷或洼地填埋方法 山谷、洼地填埋方法类似于沟槽方法，只是本方法不需要开挖 （有时需要局部修整原地表面，如图7-4所示），充分利用天然的地形 和地貌，如山谷、洼地、采石（土）坑等。我国大部分填埋场属于这种 类型。这种方法的最大优点是填埋库容较大。建设这种类型的填埋场时， 设置地表排水控制系统非常关键，严格控制地表水进入填埋场。在有些 情况下，可能缺乏日覆盖层和最终顶部盖层材料。Biblioteka 图7-2 开挖沟槽单元填埋法
第一节 固体废物的填埋方式
2．地上填埋方法 地上填埋方法(图7-3)通常适用于不适合开挖地下单元或沟槽的 地区或地下水水位较高的地区。这种填埋方法是地下水水位较高的平 原地区唯一可采用的方法，填埋场要求建在较厚的粘土层之上，而且 最好是处置有害成分较少的惰性废物。由于表面积/质量系数较高， 这就增加了空气的渗透和表面释放气体进入大气的可能性。另外，填 埋堆体的高度和坡度都要适当，避免对景观产生不利影响。
第二节 城市固体废物填埋场的选址
4.预选场地可行性研究报告 提交预选场地的可行性研究报告，充分利用调查资料来说明场地 的可选性和可行性，以报告的形式提交给主管部门，使工程项目从可 行性研究阶段进入正式计划内的工程项目审批、建设阶段。 5.预选场地初勘 在征得管理部门的同意后，需要对场地的综合地质条件能否满足 工程的要求进行初步勘察，查明场地的地质结构、水文地质和工程地 质特征。初步的地质勘测工作和勘测结果是场址可选的最终依据。 6.预选场地的综合地质条件评价技术报告 场地的初步地质勘测工作结束后，应由钻探施工单位提出场地地 质勘察技术报告，再根据报告提供的技术资料和数据，由项目主管单 位编写场地综合地质条件评价技术报告。报告内容应包括场地的综合 地质、水文地质条件，场地的利弊，场地可选性结论，并对下一步场 地的详细勘察和工程施工提出建议。 7.工程详勘和施工 确定场地的可选性后，立即进入工程实施阶段。依据场地综合地 质条件评价技术报告进行场地的详细勘察设计和施工。
第四节 固体废物填埋场环境影响评价
一. 渗滤液渗漏对环境污染预测 （一）渗滤液渗漏对地下水的污染预测 1．数量统计分析法 数量统计分析法包括一元回归法和多元回归法，但常用的是 一元回归法。 2．地下水流速估算法 可以通过监测填埋场地区地下水水位进行区域地下水流场分析， 计算地下水的水力梯度，利用达西定律计算地下水的渗透流速， 以此来预测渗滤液污染晕的迁移速度。 3．地下水污染的数值模拟方法 应用地下水渗流理论和溶质运移弥散理论建立污染物在地下环 境中的迁移模型。模型中可以包括对流、弥散和各种反应。如 果填埋场的地质、水文地质条件比较简单，可用解析方法求解， 预报地下水的污染情况。但在实际应用中，地质、水文地质条 件通常十分复杂，并且地下介质是非均质、各向异性的，所以 常用数值方法求解地下水污染的定解问题，从而达到在空间和 时间上对污染质的分布、变化进行模拟预报的目的。
第一节 固体废物的填埋方式
最终盖层系统 最终单元 台阶
单元
单元 典型坡度：3:1
日覆盖层 单元
防渗系统
图7-1 固体废物填埋场剖面示意图（根据George Tchobanoglous等，2000）
第一节 固体废物的填埋方式
二. 填埋方式
固体废物的填埋方式和结构与地形、地貌有关，常见的主要方式 有沟槽填埋、地上填埋和山谷或洼地填埋。 1．沟槽填埋方法 沟槽填埋方法又称坑式填埋法、地下式填埋法或半地下半地上式 填埋法（图7-2），适合于场地有丰富的可供开挖的覆盖层物质，而 且地下水水位埋深较大的地区，也可以利用野外现有的边坡稳定的粘 土深坑或低凹地形，作一定程度的适当开挖即可使用，只要地质条件 满足填埋要求就可以使用。固体废物在开挖的单元或沟槽中进行处置， 开挖出来的原地土可堆存起来，用于日覆盖层和最终盖层。
第二节 城市固体废物填埋场的选址
一.填埋场的选址原则
卫生填埋场场址的选择，涉及到当地的经济、交通、地理地形， 气候、环境地质条件、地表水文条件、水文地质、工程地质等情况， 是一项复杂的工作。一般卫生填埋场的选址应遵循以下几个原则： （一）卫生填埋场选址应服从城市总体规划 固体废物填埋场是城市环卫基础设施的一个重要组成部分，对保 护城市环境卫生和生态平衡，保障人民的身体健康和经济建设的发展 起着重要作用。因此，卫生填埋场的选址和建设应服从城市总体规划 布局，填埋场的规模应和城市建设规模、经济发展水平等相一致。 （二）卫生填埋场选址满足的自然地理条件 填埋场场地应选在城市常年主导风向的下风向和城市取水水源地 的下游，与城市的距离要适中，交通条件要便利，使运输成本降到最 低；填埋场地应选在人口密度低、周围800m内无居民生活点、无矿藏 资源或无开采价值，对工农业以及旅游、文物、考古等使用价值不大 地区；填埋场地远离飞机场、军事试验场和易燃易爆等危险品仓库； 填埋场的垂向标高应不低于城市防排洪标准；尽可能利用天然地形。
第二节 城市固体废物填埋场的选址
(二）场址选择方法 在充分收集资料和野外勘察的工作基础上，采用多种模型方法进 行填埋场地的定量对比和选择，如灰色系统理论、模糊综合评判、专 家系统、地理信息系统和层次分析等。影响填埋场场址选择的因素很 多，它们相互影响，相互制约，又相互联系，具有层次性。 （三）场址适宜性综合评价数学模型 对于填埋场适宜性评价子系统，拟采用多目标决策线性加权法描 述，首先建立一个广义目标函数，即：