固体废物最终处置技术.doc

第十一章 固体废物最终处置技术 第一节 固体废物处置的基本原理和原则 固体废物经过减量化和资源化处理后，剩余下来的无再利用价值的残渣，往往富集了大量的不同种类的污染物质，对生态环境和人体健康具有即时性和长期性的影响，必须妥善加以处置。安全、可靠地处置这些固体废物残渣，是固体废物全过程管理中的最重要环节。 固体废物处置方法有：地质处置和海洋处置。海洋处置包括深海投弃和海上焚烧。陆地处置包括土地耕作、永久贮存或贮留地贮存、土地填埋、深井灌注和深地层处置等。其中应用最多的是土地填埋处置技术。海洋处置现已被国际公约禁止，但地质处置至今仍是世界各国最常采用的一种废物处置方法。 1. 废物处置过程中污染物质的迁移、转换 与废水和废气相比，固体废物中的污染物质具有一定的惰性和迟滞性，但是在长期的地质处置过程中，由于本身固有的特性和外界条件的变化，加上水分的进入，必然会因发生在固体废物中的一系列相互关联的各种物理、化学和生物过程，导致这些污染物质不断释放出来，进入环境中。 1.1 废物在处置过程中的反应 （1）生物反应 这是处置含有机物，特别是可降解有机物时，处置场中发生的最重要反应，其产物是气体、水分和可溶解的有机物，最终结果是使所处置的有机废物逐渐达到稳定化。 生物降解过程通常从好氧生物降解开始，产生的主要气体是CO2，好氧降解只能持续短时间。一旦废物中的氧气被耗尽，降解就变成厌氧过程，有机物质被转变成CO2、CH4、少量的氨和硫化氢。此外，处置场内发生的许多化学反应也以生物作用为媒介。 （2）化学反应 （a）溶解/沉淀：进入处置场的水在废物层中渗透时，会将废物原存在的或生物转化产生的可溶物质溶解出来，产生高浓度有机物和高盐份浓度的渗滤液（又称渗析液或滤出液）；渗滤液中的某些盐类，在处置场内的某些区域因pH值变化等原因又会产生沉淀反应。生物转化产物和其它化合物尤其是有机化合物通过溶解进入渗滤液具有特别重要的意义，因为这些物质可以与渗滤液一起迁移出处置场。 （b）吸附/解吸：处置场产生的气体中的挥发性和半挥发性有机化合物、渗滤液中的有机和无机污染物质，会被所处置的废物和土壤所吸附；而在某些条件下，也会发生解吸作用，使污染物进入气体或液体。 （c）脱卤/降解：有机化合物的脱卤作用和水解、化学降解作用； （d）氧化还原：通过氧化还原反应影响金属和金属盐的可溶性； （e）其他类型的化学反应：另外一些重要的化学反应发生在衬层土和某些有机化合物之间，导致衬层结构和渗透性的改变，目前对这些化学反应的相互关系还没有完全弄清。 （3）物理反应 处置场中发生的最为重要的物理反应包括： （a）蒸发/汽化：废物中的水分、挥发性和半挥发性有机化合物通过蒸发汽化转入处置过程所产生的气体中； （b）沉降/悬浮：渗滤液中的悬浮和胶体物质在液相中所发生的重力作用； （c）扩散/迁移：气体在处置场中的横向扩散和向周围环境释放；渗滤液在处置场中的迁移和进入覆土的下层； （d）物理衰变：发生在自然界的自发现象，随着时间的推移而益明显。 1.2 污染物释放、迁移途径及环境问题 废物处置场实际上是一个生物化学或物理化学反应器，进入的是水分和废物，而流出的是气体和渗滤液。当降雨和地表水通过渗透进入处置区时，污染物溶解并产生含污染物质的渗滤液；而在被处置的废物达到稳定化之前，含污染物的气体会不断释放到环境中去。 从土地处置场内释放进入环境的渗滤液和气体中的污染物，在环境中的迁移途径如下图所示。由此可能产生的环境问题有：污染水体、污染空气、污染土壤和产生环境卫生问题。 （1）渗滤液对水体的污染问题 渗滤液的无控释放会导致处置场附近地表水和地下水的严重污染。含有高浓度有机污染物和还原态金属的的渗滤液和含无机溶液进入地表水体后，将大量消耗水中氧气，最终导致水体需氧生物的死亡。 如果渗滤液中含有生物降解的有机物时，这些有机物将在水体中存在相当时间。当这种有机物进入食物链后就会对水生生物产生育害影响。虽然单独某种有机化合物对水生生物的影响可以进行估计或预测。但对多种有机物的综合影响却难以估计。此外，温度、pH和溶解氧的浓度等对某些水生生物的毒性程度都有一些影响。 如果饮用水井或灌溉井穿过污染的渗滤液层或渗滤液进入地表水体，则可能会发生对环境和公众健康不利的影响。地表水也可能被来自处置场地的径流所污染。 （2）气态污染物的污染问题 废物中产生并释放出的气体以及随风载带出的污染颗粒物，可能携带有微量浓度的致癌有机化合物，均可能污染大气，产生健康和环境问题。此外，处置场内产生气体的无控制扩散迁移会使这些气体扩散到远离填埋场的地方。由于这种气体中通常含有高浓度的甲烷气体和低浓度的臭味气体，如硫化氢等，故会产生臭味，并出现潜在的危害。 生长在处置场地的植被也可能由于废物粘附到叶子上以及摄取重金属和其