1、生活垃圾填埋處理污染與控制 城市建設研究院 徐海云 主要內容1、我國生活垃圾處理填埋處理現狀2、生活垃圾填埋場分類、建設要求、與運行管理3、填埋場防滲4、滲濾液處理5、填埋氣體6、填埋場主要污染點分析1.我國生活垃圾處理填埋處理現狀根據2008年中國城市建設統計年鑒，截止至2007年底，全國655個設市城市生活垃圾清運量1.52億噸,有各類生活垃圾場456座，處理能力為27.2萬噸/日,集中處理量約9400萬噸,集中處理率約為62%；其中城市生活垃圾填埋場366座，處理能力21.5萬噸/日，填埋處理量約7664萬噸；城市生活垃圾堆肥廠17座，處理能力0.79萬噸/日，處理量250萬噸；城市生活

2、垃圾焚燒廠67座，處理能力4.58萬噸/日，處理量1466噸；按處理量統計，填埋、堆肥和焚燒處理比例分別占81.7%、2.7%和15.6%，按清運量統計分析填埋、堆肥和焚燒處理比例分別占50.4%、1.6%和9.6% (上述數據沒有包括個別綜合處理廠)。城市垃圾清運量與垃圾處理率關于2007年國民經濟和社會發展計劃執行情況與2008年國民經濟和社會發展計劃草案的報告 關于2008年國民經濟和社會發展計劃執行情況與2009年國民經濟和社會發展計劃草案的報告 我國生活垃圾處理現狀1996-2007年 我國城市垃圾處理率 2000-2007垃圾處理能力統計 2007城市生活垃圾處理比例序號地 區20

3、08年生活垃圾處理場（廠）合計衛生填埋堆肥焚燒其他類型1全 國456366176762北 京1713313天 津7524河 北1812425山 西10826內蒙古10917遼 寧1210118吉 林8719黑龍江151510上 海842211江 蘇3223912浙 江41271413安 徽12101114福 建16111415江 西111116山 東41363217河 南312622118湖 北1515119湖 南141420廣 東33171621廣 西1392222海 南43123重 慶109124四 川23202125貴 州9926云 南1312127西 藏1128陜 西65129甘 肅4

4、430青 海4431寧 夏5532新 疆992000-2007年城市生活垃圾填埋處理11我國城市生活垃圾無害化處理設施數量及規模統計表（2001-2007年）年份衛生填埋場數量衛生填埋能力衛生填埋量座噸/日噸/年噸/日2001年 7412247366977 191137 2002年 6512155116612 181151 2003年 5742186036404 175452 2004年 5592381436889 188737 2005年 4692558626857 187866 2006年 4132560987873 215688 2007年 4492677519438 258567 年份

5、衛生填埋場數量衛生填埋能力衛生填埋量座噸/日噸/年噸/日2006年109 13648 362 9923 2007年131 17890 453 12411 我國縣城生活垃圾無害化處理設施數量及規模統計表（2001-2007年）注：2007年，我國有設市城市655個，縣1635個2、生活垃圾填埋場分類、建設要求、與運行管理 所謂衛生填埋,就是能對滲濾液和填埋氣體進行控制的填埋方式。早期的垃圾填埋處理由于未控制其對環境的污染，造成了嚴重的后果。直到本世紀30年代，在美國的加利福尼亞才首次提出“衛生填埋”的概念。由于垃圾產量大大增加，而且含有有毒有害物質，因此造成環境污染的可能性也大大增加，所以人們對

6、垃圾填埋場的環境影響越來越重視，垃圾填埋場的操作運行管理越來越嚴格。2、生活垃圾填埋場分類、建設要求、與運行管理填埋處理作為垃圾最終處置手段一直占有重要地位,目前仍然是大多數國家主要的處理方式。垃圾填埋處理具有操作設備簡單、適應性和靈活性強特點，但理想的垃圾填埋場越來越少，特別是對于經濟發達國家填埋處理所占比例進入80年代后有下降趨勢。生活垃圾采用直接填埋的比例分布（來源：Philipp Schmidt-Pathmann,2006） 生活垃圾采用直接填埋的比例分布（來源：Philipp Schmidt-Pathmann,2006）美國垃圾填埋場數量德國城市垃圾填埋場數量變化衛生填埋的發展趨勢由

7、于垃圾資源再生利用率提高，同時也為減少垃圾填埋場污染物的產生，垃圾填埋場的填埋物有機物含量會逐步降低。例如, 進入90年代以后，美國相繼實施禁止庭院垃圾(Yard Waste)進行填埋處置的條例；逐步減少可生物降解有機垃圾的填埋量，歐盟垃圾填埋指南（CD1999/31/EU/1999）提出了幾個階段性目標，第一階段目標是在2006年將進入填埋場的有機物在1995年的基礎上削減25%；第二階段目標是在2009年將進入填埋場的有機物在1995年的基礎上削減50%；第三階段目標是在2016年將進入填埋場的有機物在1995年的基礎上削減65%。而德國、奧地利、瑞士等國提出了更高的要求；瑞士要求在200

8、0年實現進入填埋場的垃圾總有機碳（TOC）控制在5%以下，奧地利提出的相應目標是2004年，德國提出的相應目標是2005年。進入填埋場的填埋物總有機碳（TOC）要小于5%，就意味著填埋的垃圾基本上就是灰渣，也就意味著剩余垃圾（或其余垃圾，即除去單獨收集的剩余垃圾）都要進行焚燒處理才能實現這一目標。 EU Landfill directive CD1999/31/EC1999歐洲垃圾填埋方針CD1999/31/EU/1999Target: stepwise reductuion of BMW landfilling till 2016目標：到2016年逐步的減少城市生物垃圾的填埋量Specifi

9、c targets in Austria & Germany5 % TOC奧地利和德國的 明確目標5%總有機碳垃圾填埋場壓實機推土機、壓實機作業德國一填埋場(2001)美國一填埋場2、生活垃圾填埋場分類、建設要求、與運行管理衛生填埋場建設規模按總容量分類類型總容量（104m3）I類1200以上（含1200）II類500（含500）1200III類200（含200）500IV類100（含100）200衛生填埋場建設規模按日處理能力分級日填埋量（t/d）I級1200以上（含1200）II級500（含500）1200III級200（含200）500IV級200以下衛生填埋場結構柳州鄭州廣州中山填埋處

10、理雨水控制雨污分流雨水管理終場覆蓋衛生填埋場型式四種類型：山丘式填埋場斜坡式填埋場峽谷式填埋場坑式填埋場衛生填埋場需要做到的幾點科學設計（選址、防滲、截洪、滲瀝液導滲、填埋氣體導排與利用、封場等）科學運行管理（入場垃圾控制、規范 的填埋作業、數據監測與記錄）防止二次污染，實現達標排放填埋場作業（作業計劃）分區填埋雨污分流計劃進場臨時道路安排覆蓋方式與材料 消防措施作業時間填埋場作業（作業步驟）入口檢查卸料鋪平壓實覆蓋。填埋場監控 監控對象：進場垃圾地下水滲瀝液填埋氣體噪聲蟲蠅3、填埋場防滲天然粘土單層襯里防滲系統雙層或多層防滲系統3、填埋場防滲人工防滲基本要求美國環境部對生活垃圾填埋場防滲的基

11、本要求(40CFR 258)歐盟對非有毒有害生活垃圾填埋場防滲的基本要求(Landfill Directive 1999/31/EC)德國生活垃圾填埋場防滲的基本要求（TASI，1993）生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范 CJJ1132007滲濾液導流層要求K110-4m/s厚度為0.3m厚度為0.5m厚度0.3m，K110-3m/sK110-3m/s厚度為0.3m塑料膜防滲層不小于0.75mm塑料膜,一般推薦使用厚度為1.5mmHDPE膜沒有具體要求，但防滲能力要達到厚度為100cm（K1*10-9m/s）厚度2.5mmHDPE膜厚度1.5mmHDPE膜壓實粘土防滲層K1*10-9m/

12、s厚度為60cm采用塑料膜防滲，壓實粘土厚度大于50cmK510-10m/s厚度為325cmK110-9m/s厚度為75cm襯層鋪設鋪設完畢的填埋場滲瀝液導排層 30cmLeachate drainage layer 無紡土工布600g/m2Non-woven textile HDPE膜 2.0mm壓實粘土 75cm 1107cm/sCompacted clay 基礎層Base地下水收集導排層Underground water drainage layer 典型填埋場水平防滲結構圖 Typical Liner Structure for Horizontal Liner Systems EU

13、directive for base seals (non hazardous)EU directive, state-of-practise for base seals(non hazardous) US-EPA directive, for base seals (non hazardous)EU directive for landfill caps (non hazardous)EU directive, state-of-practise for landfill caps(non hazardous) US-EPA directive for landfill caps (non

14、 hazardous)US-EPA directive, state-of-practise for landfill caps(non hazardous)香港填埋場 香港填埋場4、滲濾液處理垃圾填埋場產生的主要污染物之一是垃圾滲濾液，垃圾滲濾液收集后一般有以下幾種形式處理。(1) 回噴填埋場；(2)初步處理后運輸（或管道輸送）至城市污水處理廠；(3) 現場處理。垃圾滲濾液回噴主要用于降雨量少的干旱地區(一般年均降雨量小于500毫米)； 垃圾滲濾液經過適當處理運輸（或管道輸送）至城市污水處理廠是目前比較好的選擇方式之一，但要求城市具有污水處理廠且輸送距離適中；由于滲濾液水質水量變化大，且污染

15、物濃度高，垃圾滲濾液現場處理并達標排放要求較復雜處理工藝和較高的管理水平。滲瀝液管理（水量平衡圖）蒸發E地表徑流（Si）植被廢物含水（W）地表徑流(S0)滲濾液(Q)截洪溝地下水入滲(G)大氣降水(I)蒸騰 地下滲透Q(I-E)At/1000+(Si-So)+G+W-(Cw+R)滲瀝液管理（產生量計算公式）式中：Qt時間內的滲濾液產生量（m3）；I大氣降水量(mm/d)；E水分蒸發與植物蒸騰量(mm/d)；A填埋場匯水面積(m2)；Wt時間內隨覆土與垃圾帶入填埋場的水量(m3)；Sit時間內場外徑流進入填埋場的水量(m3)；Sot時間內降入填埋場的降水在接觸垃圾前排出場外的水量(m3)；G浸入

16、填埋場的地下水量(m3)；Cw、Rwt時間后覆土與垃圾中的含水量，單位為(m3)。 滲瀝液管理（ 如何減少滲瀝液產生量？）科學選址，科學設計。將填埋場選在承壓水層之上，并對較淺的地下水進行了導排處理，加上有效的水平防滲措施，可以有效地控制地下水的浸入。在填埋場外設置截洪溝，可對場外表面徑流能進行有效的控制。科學管理，科學運行。進行分區建設、分區填埋、分區覆蓋實現雨污分流。實例，滲瀝液產生量由約500（t/d）降到約250（t/d），滲瀝液產生量減少了一半，垃圾滲瀝液的減量效果明顯。（1）有機污染物種類繁多（2）有機污染物濃度高（3）離子含量多（4）氨氮含量高（5）營養元素的比例失調（6）水質水

17、量變化顯著，可生化性由好變差滲瀝液特性抽車外運至污水廠經管道直接進污水廠，0.3% 最簡單、經濟的滲瀝液處理方式，而且從理論上講，具有促進垃圾中有機物降解的作用，從而縮短填埋場的穩定化進程和填埋氣的產生時間，增加填埋場的有效庫容等優點。 北京市由于每年的蒸發量降水量，目前也有部分小型填埋場采用回灌堆體的滲瀝液處理方式。 方式二：回灌堆體方式三：場內建滲瀝液處理設施外觀出水利用優點缺點外運至污水處理廠處理方式簡單、成本低、易達標受運輸距離影響（抽車、專用管道）不能超過生活污水0.5經過預處理，重金屬達標總體協調2011年后禁止堆體回灌處理方式簡單、成本低堆體積存滲瀝液易造成臭味雨季無法進行回灌自

18、建滲瀝液處理設施滲瀝液處理有保障不受外界因素制約處理成本較高、技術復雜、達標排放風險濃縮液需處理發展歷程：單純生物處理生物處理+物化處理 生物處理+物化處理+濃縮液處理GB16889-1997一級標準CODcr100mg/L BOD 30mg/L NH3-N15mg/LTN 無要求TP 無要求二級標準CODcr300mg/L BOD 100mg/L NH3-N25mg/LTN 無要求TP 無要求三級標準CODcr1000mg/L BOD 300mg/L NH3-N無要求TN 無要求TP 無要求一般地區CODcr100mg/L BOD 30mg/L NH3-N25mg/LTN 40mg/LTP

19、3mg/L環境敏感地區CODcr60mg/L BOD 20mg/L NH3-N8mg/LTN 20mg/LTP 1.5mg/LGB16889-2008 典型應用案例 “MBR反滲透納濾”：北京北神樹填埋場“SBR反滲透”廣州興豐垃圾填埋場“MBR納濾”：青島小澗西垃圾填埋場“復合生物轉盤+低壓反滲透膜”：山東部分城市生化+膜分離廣州 興豐多數老填埋場原采用氧化溝處理滲濾液，近年均被MBRNF或RO替代或補充；新建填埋場的滲濾液處理設施全部采用MBRNF或RO工藝；NF凈水回收率85%，RO凈水回收率65%-75%。 案例-北京市填埋場滲濾液處理情況項目工藝排放標準水質指標mg/l規模青島小澗西

20、垃圾填埋場滲濾液處理MBR+NFGB8978-1996II級標準COD150NH3-N25200m3/d深圳下坪垃圾填埋場滲濾液處理UASB+吹脫+好氧GB16889-1997III級標準COD1000400 m3/d北京北神樹垃圾填埋場滲濾液處理MBR+NF+RO北京市II級COD60NH3-N15200 m3/d北京阿蘇衛垃圾綜合處理廠滲濾液處理UASB+MBR+NF+RO北京市II級COD60NH3-N10600 m3/d上海江橋垃圾焚燒廠滲濾液處理MBRGB8978-1996III級標準COD1000400 m3/d上海御橋垃圾焚燒廠滲濾液處理MBR+DTRO上海市II級COD3003

21、00 m3/d生活垃圾填埋場污染控制標準（三年寬限期的要求）2011 年7 月1 日前，現有生活垃圾填埋場無法滿足新規定的水污染物排放濃度限值要求的，滿足以下條件時可將生活垃圾滲濾液送往城市二級污水處理廠進行處理：生活垃圾滲濾液在填埋場經過處理后，總汞、總鎘、總鉻、六價鉻、總砷、總鉛等污染物濃度達到新規定濃度限值；城市二級污水處理廠每日處理生活垃圾滲濾液總量不超過污水處理量的0.5%，并不超過城市二級污水處理廠額定的污水處理能力；生活垃圾滲濾液應均勻注入城市二級污水處理廠；不影響城市二級污水處理場的污水處理效果。“MBR”滲瀝液處理系統工藝流程圖MBR系統包括生化系統和膜過濾系統兩部分生化反應

22、器采用前置式反硝化，硝化后置的方式增強了脫氮能力。采用外置管式超濾替代了傳統的二沉池，完全實現泥、水分離，使生化系統內的污泥濃度達到1530g/L。 工藝特點（1）出水水質優質穩定，出水無細菌和固體懸浮物（2）污泥負荷(F/M)低，剩余污泥產量少（3）實現水力停留時間（HRT）與污泥停留時間（SRT）的完全分離，運行控制更加靈活穩定 。工藝特點“ MBR+RO”滲瀝液處理工藝流程圖 典型案例：阿蘇衛滲瀝液處理工程主要工藝：UASB+ MBR +NF +RO處理規模：600m/d排放標準：北京市綜合排放二級“厭氧+ MBR+ NF”滲瀝液處理系統工藝流程圖 此工藝流程中含有厭氧工藝和MBR工藝，

23、二者都可以相對降低系統的運行費用，其運行費用較低， 本工藝適合處理可生化性能好、碳氮比例高的高濃度滲濾液類型。出水可以滿足生活垃圾填埋污染控制標準 （GB168891997）或污水綜合排放標準（GB89781996）一級標準，甚至可以達到回用水標準。 回灌是最簡單的濃縮液處理方法，幾乎不需要專門的投資濃縮液中富集的鹽類幾乎全部回到了垃圾場或調節池，那么純粹從鹽類的角度講，垃圾場成了只進不出的封閉性的鹽類富集地，會迅速導致滲濾液電導率升高RO膜的出水率對電導率極為敏感高含鹽率對生化系統也會帶來不良影響濃縮液回灌影響處理工藝：”預處理+生物處理深度處理“的組合工藝.滲濾液調節池生物處理深度處理污泥

24、處理濃縮液處理預處理膜處理技術將是滲濾液處理達標排放不可缺少的深度處理技術 滲濾液處理滲濾液處理滲濾液處理5、填埋氣體填埋氣體是垃圾填埋堆體在厭氧條件下產生的填埋氣體成分（大約）:50% 甲烷47% CO23% 空氣毒素填埋氣體具有一定熱值填埋場是最大人造甲烷產生源填埋氣體各成分的物理性質 項 目甲烷二氧化碳氫硫化氫一氧化碳氮相對比重(空氣1)0.5551.5200.0691.1900.9670.967可燃性可燃可燃可燃可燃與空氣混合的爆炸體積范圍（%）5154 75.64.345.512.574臭味無無有輕微無毒性無無有有無填埋氣體管理（產氣量預測）在中國1噸廢物垃圾中估計含有大約30%質量

25、比的有機碳在15年中能生成大約200250 m3的填埋氣體 每一立方米填埋氣體相當于大約 0.5m3 天然氣或者是0.5 L燃油的熱值填埋氣體管理（組成）根據填埋垃圾的來源和組成不同，垃圾填埋氣體中由此會含有許多種微量氣體 。 約30 55 % 體積比的甲烷甲烷是天然氣的主要成分，由它決定熱值約30 45 % 體積比的不可燃的二氧化碳CO2 摻雜的空氣和微量氣體填埋氣體管理（性質）溫室效應：甲烷與二氧化碳相比大約是二氧化碳的20倍。 CO2 (窒息性氣體:呼吸困難，昏迷，停止呼吸 CO (對血液有害):頭暈，昏迷，喪失呼吸能力 H2S (刺激性物質，對神經和細胞有害): 刺激眼睛和呼吸器官，惡

26、心，痙攣，由于喪失呼吸能力而致死。芳香族和鹵化的碳氫化合物可能致癌：填埋場中的濃度隱藏著劇烈中毒的危險刺激物，神經中毒，血中毒等。首要的是致癌作用具有重要意義。CH4：爆炸性。 填埋氣體管理（收集與處理） 集氣井集氣管道集氣站（預處理）火炬或發電或制燃料5、填埋氣體填埋氣體可用作：鍋爐燃料發電滲濾液蒸發汽車燃料等LFG 的使用是唯一能夠減少空氣污染的能源填埋氣體抽氣站填埋氣體集氣管鋪設填埋氣體集氣井填埋氣體收集與利用6、填埋場主要污染點分析 填埋場滲濾液處理與填埋氣體收集利用成為填埋場運行的薄弱環節 目前，填埋場圾滲濾液處理是我國填埋場建設和管理較薄弱環節之一，由于滲濾液水質水量變化大，且污染

27、物濃度高，垃圾滲濾液現場處理并達標排放要求較復雜處理工藝、較高的管理水平和較高成本。 在設計中，為追求可靠性，填埋場圾滲濾液設計規模普遍偏大，許多中小型填埋場滲濾液設計規模達與填埋處理規模相比超過0.5,有些超過0.8；在實際運行中，由于資金以及技術等因素，大部分填埋場圾滲濾液處理又達不到設計處理規模，因而不能滿足填埋場實際處理需要；從技術上分析，填埋場圾滲濾液處理要達到生活垃圾填埋污染控制標準（GB168891997）中2級以上標準，就需要采用膜處理技術，采用膜處理技術工藝，處理成本就會顯著提高，同時也就要求最大限度雨污分流，否則在大量的滲濾液產生條件下，就是處理技術能夠達標，滲濾液處理成本也將成為很大負擔。 1）關于滲濾液處理常規生化處理難以長期達到三級標準；主要的限制因數：氨氮、難降解的COD氨吹脫的困境：成本與環境 沒有量的控制，變通的方式是大量混合其他水膜處理的效果 要達到二級包含二級需要采用膜處理 膜處理如果不處理濃縮液滿種程度相當于沒有處理變通方式：部分處理案例分析：直接反滲透MBR+膜處理處理成本不處理濃縮液 20元/噸處理濃縮液 40元/噸如果處理達標,填埋處理的成本優勢將不在;如果能夠處理達