1、1,生活垃圾填埋场稳定化过程与渗滤液处理技术,2,填埋场稳定化过程及其示范工程,3,可持续的生活垃圾填埋技术,填埋场稳定化与矿化垃圾开采利用:填埋场是一座巨大的生物反应器填埋是一种生活垃圾资源化的处理技术填埋技术是可持续的,4,1 上海老港填埋场稳定化过程 全国最早建设的填埋场全国最大的填埋场全国填埋单元最多的填埋场非常适合进行填埋场稳定化研究的填埋场南方典型填埋场,5,填埋场面积Landfill area,N,2,面积：7.56 公顷(5045亩),56单元,剩余单元Remained units,18,49,separated into many landfill cell compartm
2、ents by the clay dug in site,with 10 hectares for each compartment,filling height is 4m.,7600 tons of refuse,75%,6,在上海市老港垃圾填埋场建造面积 50 x 60 平方米垃圾高度 4米垃圾填埋量 10800吨1995年4月填埋，监测至1998年12月渗滤水污染物浓度 垃圾总糖、粗纤维、生物可降解物、挥发性物质、有机碳 与填埋时间的定量关系 沉降对1990-1993年填埋单元的垃圾进行挖掘、分析，用于验证数学模拟结果,7,8,米,Settlement 表面沉降,9,沉降指数方程,10
3、,Initial Height of Refuse:4 m,11,/100,12,13,14,15,16,17,18,Mathematical simulation equations between concentrations in leachate and age of refuse,19,20,污染控制与资源化国家重点实验室,填埋场渗滤液性质演化过程Natural Attenuation Process of Leachate at a Closed Landfill,21,填埋场面积Landfill area,N,2,面积：7.56 公顷(5045亩),56单元,剩余单元Remain
4、ed units,18,49,separated into many landfill cell compartments by the clay dug in site,with 10 hectares for each compartment,filling height is 4m.,7600 tons of refuse,75%,22,表1 填埋单元与垃圾年份的对应关系Table 1 the cell compartments and corresponding refuse with different time,23,垃圾母体,工艺发展,渗滤液,上游,演化过程,XOCs,无机常量元
5、素,稳定化时间预测,24,采样流程 Sampling Process,冬季采样,进场地,填埋单元原状,挖掘,采样,去覆土,25,垃圾预处理流程,细料,晾干,袋装,粗分,细分,分类,26,渗滤液性质C物质,三级排放标准，约12aCOD：54000 mg/L降到7135 mg/L,填埋初期（4年）下降较多包括矿物油和动植物油,27,渗滤液N、P物质,NH4+/TN：97.3%降到 55.6%,2003年 1993年98.2%降到30%,1998年：34.9 mg/L10 mg/L,28,氨根形态分布,29,磷酸根形态,30,渗滤液稳定化阶段,第阶段，从2005年到2002年，快速降解期第阶段，从2
6、001年到1999年，转折期第阶段，从1998年1993年，相对平稳期,生态学的PRIMER（Version 5.2）,11个参数（NPOC、TN、矿物油、COD、NH3-N、pH、电导率、碱度、正磷酸盐、总磷）,31,上海垃圾组成 The refuse components in Shanghai,厨余部分大约有12下降外，塑料类垃圾大约增加9.33%，纸类增加了5左右,渗滤液与垃圾的关系,32,C物质 C components in aged refuse,TOC:6.3211.3%8年后，稳定在1011;垃圾：Humic：4.38.4%;Fulvic:0.83.0%Humin:88.39
7、4%H/F:26,33,N、P变化过程,TN：0.2%0.6%氨氮：50 mg/kg300 mg/kg氨氮/TN：4050,TP：2.137.43 mg/g有效磷：0.060.45 mg/g有效磷/TP：0.06 0.02,34,不同年份垃圾中重金属的分布状况(单位:mg/kg),35,渗滤液与垃圾的关系,C含量:渗滤液C 垃圾有机质N含量：渗滤液45年 垃圾10年内P含量：渗滤液与垃圾 8年内垃圾物质渗滤液降解生活垃圾稳定化过程和渗滤液污染物浓度衰减过程是相对独立的，前者比后者快速,36,表2 不同年份渗滤液分子量分布状况,注：Mz1：Z1均分子量；Mz：Z均分子量；Mw：重均分子量；Mn：
8、数均分子量,介观角度,37,Y=33.345Ln(t,years)-20.406,(R2=0.97388),垃圾粒径分布,垃圾：大颗粒物质组成明显减小，特别是小颗粒物质（10mm）随年份发生了较大变化，从新鲜垃圾的10%增加到70,38,元素分析,新鲜垃圾的C含量在40左右，但经过3年时间降解，含量降低为10.7，说明填埋初期的含碳物质降低较快；H含量则由约6降低到1.3左右,垃圾含量高，渗滤液含量高,39,GCMS 渗滤液,1999a 液液萃取,1993a 液液萃取,固相萃取 1994a,固相萃取 2003a,40,渗滤液垃圾,液液萃取 苯系物、酮类、酚类以及一些杀虫剂 驱蛔灵，已烯雌酚、苯
9、甲酸酯等EDCs 易降解物质为主 难降解物质为主 固相萃取 维生素M、秋水仙素、各类酮和苯甲酸酯类等 具有互补性，甲睾酮 等EDCs 易降解物质 难降解物质和中间产物，苯二甲酸甲酯 系列物质垃圾维生素M、胡萝卜素、右苯丙胺、1,2二氯,3硝基苯、苯甲酸酯、2甲基丙胺等物质,41,42,渗滤液残留物,第一阶段渗滤液,第二阶段渗滤液,第三阶段渗滤液,1339物质主要是一些低碳类碳氢化合物,43,膜分离,亲疏水分离,重金属（As、Cu、Cd、Cr、Zn、Ni、Pb）,常规金属（Ca、Mg、B、Fe、Al）,Text,形态分配规律,理论形态,总体含量,渗滤液金属,渗滤液金属形态,44,总体含量,表3
10、渗滤液重金属与填埋时间的关系Table 3 the relationship between HM and displacement time,45,金属,金属形态 metals speciation 碳酸盐、碳酸氢盐、DOM 孔径分布 membrane separation 可溶性物质部分：Ni、Mg、B和Zn 悬浮物部分：Pb 46100、Al 3294 悬浮物和可溶性物质：Cr、Ca和Cu 分布杂乱：As与Fe亲疏水分布hydrophobic/hydrophilic fractions 疏水性物质中：As、Cu、Ni、Cr、Mg和Al 亲水性物质中：Zn 均匀分布：Ca、Fe、B,46,
11、填埋垃圾的基本组成,填埋垃圾开采和分选程序 在选定的填埋单元内随机选取5个开挖点，每个开挖点采集500 kg填埋垃圾，共采样2500 kg。在开挖当日摊铺通风，次日手工分选，分类为砖石、细料、塑料、橡胶、玻璃、布、纸、木竹。,47,填埋垃圾的基本组成,填埋垃圾的基本组成,48,填埋垃圾组成随填埋年份变化趋势图,填埋垃圾的基本组成,49,填埋垃圾的基本组成,填埋垃圾组成和填埋年份的对数拟合方程,50,20012010年矿化垃圾组成变化趋势预测图,填埋垃圾的基本组成,51,填埋塑料的性能测试,1-挤出机；2-水槽 3-切粒机,干法清洗：预处理、干式清洗、筛分分离,再生造粒：,测试方法：混合造粒后测
12、试平均性能,52,填埋塑料的性能测试,53,填埋塑料的性能测试,54,矿化垃圾资源化工艺：经济技术性可行,矿化垃圾资源化方案的选择,55,(1)矿化垃圾开采和筛分作业区环境质量符合国家环境和职业卫生标准，矿化垃圾的开采和资源化是安全的。(2)填埋垃圾中可资源化组分（细料和塑料）组分比重高且不断增加。高品位塑料可再生造粒，低品位塑料可与其它有机组分制备固体衍生燃料,56,填埋场稳定化预测,57,填埋场稳定化预测渗滤液,渗滤液14组参数 NPOC、COD、TOC、NH4+、TN、正磷酸盐、TP 电导率、pH、ORP、碱度、矿物油 1K Da MW所占比例、HOA所占比例,垃圾9组常规数据 N、P、
13、K、TOC、电导率 H/F比值、粒径分布,SPSS统计软件主因子分析（Factor Analysis）,58,不同参数权重,F0.2091ZX10.2064ZX20.2828ZX30.2773ZX40.2757ZX50.2586ZX60.2572ZX70.2724ZX80.2673ZX9-0.1919ZX100.2731ZX110.2063ZX120.2296ZX130.0863ZX14；F=0.3679ZX1+0.2431X2+0.2975ZX3+0.2020ZX4+0.2949ZX5+0.2260ZX6-0.1235ZX7-0.3407ZX8-0.1983ZX9,59,预测公式,y=863
14、70t(-1.1829)（其中t为填埋时间）；F1=1478；F2=2155,y=17.946E(-0.1241t)(t为填埋时间，R20.8465),60,填埋场稳定化进程,渗滤液 达到一级标准：32a；达到二级标准：22a垃圾,y=86370t(-1.1829)（其中t为填埋时间）,y=17.946E(-0.1241t)(t为填埋时间，R20.8465),封场后810年生活垃圾可达到稳定化矿化垃圾,61,结论南方填埋场垃圾在8-10年基本上达到稳定化，此时的垃圾被称为矿化垃圾,可以开采和利用,62,结论北方的填埋场垃圾稳定化时间15-20年渗滤液自然衰减达到一级标准：32a；达到二级标准：
15、22a,63,64,65,66,填埋场矿化垃圾开采利用,67,矿化垃圾（稳定化垃圾？陈垃圾？）填埋场埋入或堆放多年(在上海一般至少在8-10年以上，北方地区10年以上)的城市生活垃圾原生垃圾中仅含少量粉煤灰,68,矿化垃圾数量上海市：至少有4000万吨（填埋场和堆场北京、天津、广州等城市：估计也有几千万吨我国年增长率：5-7%（因以填埋或堆放为主）世界范围内：几十亿吨，且在不但增长,69,70,矿化垃圾的开采与筛分开采,开采单元表面覆土剥离和堆放,71,矿化垃圾开采过程的降水和晾晒,垃圾使含水率4555 降至2535左右,矿化垃圾的开采与筛分开采,72,实验室筛分机和筛分过程,矿化垃圾的开采与
16、筛分试验室筛分,73,现场筛分机和筛分过程,矿化垃圾的开采与筛分现场筛分,74,矿化垃圾的开采与筛分现场筛分,滚筒筛直径D为1500 mm，长度L为4000 mm,转速约35 r/min，进料含水率2535,给料量控制1015 t/h，分选效率大于90,75,筛分细料和筛分粗料,矿化垃圾的开采与筛分现场筛分,76,填埋10年后(49号填埋单元)的矿化垃圾可利用物成分比例（开采时间：2004年4月）,下面把筛分后的细料称为矿化垃圾,77,老港填埋场全场开采方案,老港填埋场：3000万吨生活垃圾矿化垃圾（80%）：2400万吨矿化垃圾细料（54%）：1296万吨塑料、橡胶（12%）：288万吨化学纤维（15%）：360万吨玻璃（0.6%）：14万吨砖头、石头、水泥块（13%）：312万吨每循环开采一次，回收空间87%，填埋新鲜生活垃圾或污泥或一般废物2700万吨,78,10年后开采,矿化垃圾智能分选设备（滚筒筛、风力分选等）矿化垃圾细料（54%）：1296万吨塑料、橡胶（12%）：288万吨化学纤维（15%）：360万吨玻璃（0.6%）：14万吨砖头、石头、水泥块（13%）：312万吨10
