《太仓市工业固废安全填埋场工程可行性研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太仓市工业固废安全填埋场工程可行性研究.pdf（110页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、同济大学 硕士学位论文 太仓市工业固废安全填埋场工程可行性研究 姓名：陈善平 申请学位级别：硕士 专业：环境工程 指导教师：陈绍伟;秦峰 20050101 太仓市工业同废安全填埋场 工程可行性研究 摘要 本研究根据危险废物安全填埋场标准，通过对不同方案的分析和比较，对各 单体工程逐一提出了可行的工程方案和措施，主要结论如下： ( 1 ) 总体 本安全填埋场工程处理规模6 2 4 0 t a ，总占地2 9 6 0 6 m z ，填埋高度约8 0 m ， 库容7 3 4 4 7 m 3 ，使用年限约1 1 5 年。 ( 2 ) 废物运输 在填埋场设置7 2 只容积为1 0 m 3 废物箱和4 辆
2、5 t 载重货车进行废物的场外 收运。 ( 3 ) 预处理工程 预处理采用水泥固化方法，处理厂房占地面积7 2 0 m 2 。 ( 4 ) 填埋区工程 填埋区共分为6 个填埋单元，分为两个阶段作业，第一阶段( 一1 0 0 m + 3 0 0 m ) 为填坑法作业，第二阶段( + 3 0 0 m + 7 0 0 m ) 为倾斜面堆积法作业。 采用水平与垂直相结合的防渗措施。水平防渗采用2 0 m m 的H D P E 膜，垂 直防渗采用垂直开槽埋设2 0 m m 厚H D P E 膜。 ( 5 ) 工程投资及运行成本 本工程总投资为1 6 4 0 4 0 万元，其中建筑工程费7 7 4 3 4
3、 万元，设备及安装工 程费3 6 9 6 8 万元，其他工程费3 3 4 8 2 万元，基本预备费1 1 8 3 l 万元，铺底流动 资金1 1 6 5 万元，建设期贷款利息3 1 6 0 万元。 本工程平均年总成本3 9 9 1 6 万元，年经营成本2 3 8 0 8 万元：平均单位处理 成本6 3 9 6 7 元t ，单位经营成本3 8 1 5 4 元t 。 关键词：太仓市工业固废安全填埋预处理工程可行性防渗系统 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性研究 A B S T R A C T T h i ss t u d yo f f e r sf e a s i b l ee
4、 n g i n e e r i n gs c h e m e sa n dm e a s u r e sb ya n a l y z i n g d i f f e r e n t w a y sa c c o r d i n g t os t a n d a r do fh a z a r d o u sw a s t es a f el a n d f i l l m a i n c o n c l u s i o n sa r e ： ( 1 ) C o l l e c t i v i t y T h i ss a f el a n d f i l ls i t es c a l e
5、：6 2 4 0 t a I t sa r e a ：2 9 6 0 6 m 2 L a n d f i l lh e i g h t ：8 m S t o r a g e c a p a c i t y ：7 3 4 4 7 m 3 U s et e r m ：11 5y e a r ( 2 ) W a s t et r a n s p o r t T h e r ea r e7 2l i t t e rb i n sw i t h1 m 3v o l u m ea n d4t r u c k sw i t 量l5t o nl o a d si nt h i s s i t e ( 3 )
6、P p r e t r e a t m e n t T h i sp r e t r e a t m e n tm e t h o di ss o l i d i f y i n gc e m e n ta n dt h ew o r k s h o pa r e ai s7 2 0 m 2 ( 4 ) L a n d f i l la r e a j T h i ss i t ei sd i v i d e di n t o6c e l l sa n d2s t a g eo p e r a t i o n T h ef i r s t s t a g e o p e r a t i o n
7、 ( - 1 O O m + 3 0 0 m ) i sb e n c hm e t h o da n dt h es e c o n d ( + 3 0 0 m + 7 0 0 m 1i s r a m pp i l i n gm e t h o d T h i ss c h e m ea p p l i e sh o r i z o n t a la n dv e r t i c a li m p e r m e a b l es y s t e mt ot h i ss i t e A m o n gi t ，2 m mH D P Ef i l ei sl a i di nh o r i
8、 z o n t a li m p e r m e a b l es y s t e ma n dn o t c h e di n v e r t i c a li m p e r m e a b l es y s t e m ( 5 ) e n g i n e e r i n gi n v e s t m e n ta n dr u n n i n gc o s t T h et o t a li n v e s t m e n to f t h ep r o j e c ti n t e n d e dt oc o n s t r u c ti s1 6 4 0 4m i l l i o
9、nR M B A m o n gi t , t h eb u i l d i n ge n g i n e e r i n gc o s ti s7 7 4 3 4t h o u s a n dR M B T h ee q u i p m e n ta n d i n s t a l l a t i o ne n g i n e e r i n gc o s ti s3 6 9 6 8t h o u s a n dR M B T h ee l s ee n g i n e e r i n gc o s ti s 3 3 4 8 2t h o u s a n dR M B T h eb a s
10、i cp r e p a r a t i o nc o s ti s1 1 8 3 1t h o u s a n dR M B T h ed o w n p a y m e n to ft h ew o r k i n gc a p i t a li s1 1 6 5t h o u s a n dR M B T h ei n t e r e s t so ft h el o a n st o b ep a i dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o np e r i o da r e3 1 6t h o u s a n dR M B T h et o t
11、a la v e r a g eo ft h ea n n u a lc o s to ft h ep r o j e c ti s3 9 9 1 6m i l l i o nR M B T h e a n n u a lo p e r a t i o n a lc o s ti s2 3 8 0 8m i l l i o nR M B T h ea v e r a g eo ft h ec o s to ft r e a t m e n t p e ru n i ti s 6 3 9 6 7R M B f r o n ，w i t ht h eo p e r a t i o n a lc o
12、 s tp e ru n i tb e i n g3 8 1 5 4 R M B T o n K e yW o r d ：T a i C a n g ，I n d u s t r yW a s t e ，S a f e t yL a n d f i l l ，P r e t r e a t m e n t ，E n g i n e e r i n g F e a s i b i l i t y , A n t i c e e p a g es y s t e m 丁程硕士毕业论文 2 声明 Y8 4 6 7 1 3 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果，撰写成硕
13、士学位论文! 态金壹王些固废塞全填埋扬王猩 亘堑：眭班冠”D 除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包 含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表 的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 攀魏俅毒手 矽玷年7 月南日 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性研究 1 概述 1 1 国内外研究现状 伴随着世界工业化、城市化进程，世界各国的工业固体废物产生量日益增加。 贸易和非法贸易导致的工业废物转移排放和向水体倾倒废物也很严重，根据亚洲 发展银行的统计数字估计，亚洲一些主要国家的废物产生量在1 9 9 2 - - 2
14、 0 1 0 年间 将会增加3 倍多，且相应的徘放量也会急剧上升。我国的工业固体废物产生量逐 年增加，排放量( 包括排入水体) 的绝对量也很大，因工业固体废物排放和维存 造成的污染事故和损失也很严重，乡镇工业废物徘放量增加迅猛。对这些工业废 物的治理一般采用处理、处置和开展综合利用相结合的治理策略，即能综合利用 的，尽量进行利用：暂时不能进行综合利用的，则采取必要的处置和堆存措施。 目前，就国内外研究进展而言，在世界范围内取得共识的技术对策是所谓的 “3 C ”原则，即：C l e a n 、C y c l e 、C o n t r o l 。围绕着“3 c ”原则，美国在9 0 年代 初通过
15、的污染防治法中规定，对固体废物和有害废物首先要防止其产生，如 不能防止，那么就要减少其产生，且鼓励有关技术和项目的开发，并在废物回收 ( 如：废纸、废钢铁、废塑料、废本材等) 、废物的稳定与固化、废物的焚烧等方 面获得成功。而欧盟则在有关条例中要求成员国防止与减少废物的生产，并利用 或重复利用变废为宝，例如利用废物发电等。日本由于人口密集、国土狭窄，减 量化、无害化、资源化一直是固体废物处理处置领域强调的重点。 由于我国对固体废物污染控制起步较晚，中华人民共和国固体废物污染环 境防治法刚冈4 颁布，我国虽然在综合利用、稳定与固化、焚烧、填埋等技术方 面有了一定的进展与规模，并出现了些适合我国目
16、前经济技术发展水平的固体 废物处理技术，但总体而言，与发达国家相比，水平还很低，处理、处置技术还 远远不能满足国内经济和社会发展的需要，污染防治仍面临着艰巨任务： 对暂时无法利用的一般工业固体废物处置方面大多采用简单堆存或筑坝贮 存的方法，既没有采取无害化、固化和稳定化措施，也没有采取防流失、防水、 防渗漏和防扬散措施；在危险废物处置方面，我国已建成数个简易危险废物填埋 场，但其绝大多数达不到国际卫生填埋标准和安全填埋标准。 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 丁程可行性研究 1 2 研究目的 由于进入木工程的工业固废包括太仓市工业区和再生资源进口加工区工业 废物，主要含有重金属、氰、
17、含氟等成分，因此，本场功能定位为“危险废物安 伞填埋场”，据此本研究对备单体工程逐一提出可行的工程方案和措施，并通过 对不同方案的分析和比较，为本填埋场的建设提供可行性建议，供领导部门决策 参考。 1 , 3 研究依据 12 1 太仓年鉴( 2 0 0 1 年) ，2 0 0 3 1 。 l2 2 太仓市工业固废安全填埋场项目合同，2 0 0 3 1 。 1 23 太仓市工业固废产量及现状，2 0 0 3l 。 1 2 4 本地区其它工程水文及地质资料；2 0 0 3 1 。 1 2 ，5 基地1 ：1 0 0 0 地形图，2 0 0 3 6 。 1 2 6 l 苏太仓港再生资源进1 3 加工
18、区环境影响评价和环境保护规划报告书 技术评估意见，2 0 0 3 ，5 。 12 , 7 关于对江苏太仓港再生资源进口加工区环境影响和环境保护规划报告 书的批复，2 0 0 35 。 1 4 编制原则 l3 1 从经济发展、工业固废管理和污染现状、环境保护、地理条件、水文 地质、气象特征及安全处置的工业固废的性质和特点等方面论证太仓市工业固废 安全填埋场建设的必要性和可行性。 1 3 2 在现场土地面积基础上，充分利用土地，在可能的条件下增加场地填 埋库容，延长填埋使用年限。 1 3 3 采用国内外先进技术、材料、设备和工艺，确保填埋废物的稳定性无 害化处理和安全处置。 害化处理和安全处置。
19、工程硕士毕业论立 太仓市工业固废安垒填埋场 工程可行性研究 1 5 研究规范和标准 1 4 1 危险废物鉴别标准( G B 5 0 8 5 1 3 1 9 9 6 ) 。 1 4 2 危险废物填埋污染控制标准( G B l 8 5 9 8 2 0 0 1 ) 。 1 4 - 3 聚乙烯( P E ) 土工膜防渗工程技术规范( s L 厂T 2 3 l 。9 8 ) 。 1 4 4 土工合成材料应用技术规范( G B 5 0 2 9 0 9 8 ) 。 1 4 5 工业企业设计卫生标准( G B Z l 2 0 0 2 ) 。 1 4 6 建筑结构荷载规范( G B 5 0 9 2 0 0 1
20、) 。 1 4 7 建筑抗震设计规范( G B 5 0 0 1 l 。2 0 0 1 ) 。 1 4 8 建筑地基基础设计规范( G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ) 。 1 4 9 混凝土结构设计规范( G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ) 。 1 4 1 0 建筑给水排水设计规范( G B S 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 。 1 4 1 1 建筑灭火器配置设计规范( G B J l 4 0 9 0 ) ，1 9 9 7 版。 1 4 1 2 总图制图标准( G B ，T 5 0 1 0 3 2 0 0 1 ) 。 1 , 6 工程概况 l j 6 1 基本资料
21、1 6 1 1 工程位置 本安全填埋场拟建于太仓市浏家港镇火箭村。厂区南面、东面和西面为大片 农田，北临公路。基地呈长方形，占地约2 9 6 0 6 m 2 ，南北长约1 3 0 m 、东西长约 2 3 0 m 。 浏家港镇地处太仓市东部，地理坐标北纬3 l 。5 2 8 ”、东经1 2 1 0 5 4 ”。浏家港 镇东靠长江，南临浏河镇，北接浮桥镇，西与牌楼镇接壤。距太仓市区约3 0 k i n ， 距苏州市区约7 0 k i n ，是规划建设的太仓港区的中心镇之一，港区的石化工业区 就在浏家港镇北侧。与太仓市区、2 0 4 国道、3 2 4 国道均有方便的公路连接，交 通便捷。 1 6 1
22、 ，2 地形地貌 项目所在地区属长江三角冲积平原，地势平坦，地面海拔在2 3 m 3 ，0 m 之 间( 黄海高程) ，陆域表层以下即为亚粘土和粘土为主的不同地质土层，地耐力 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性研究 为8 1 4 吨。地震基本烈度为6 度。 1 6 1 3 水文 浏家港镇河道纵横，具有江南水乡特有的地理特征j 内河航道依托杨林塘， 以朝阳河、新塘河为骨架，形成有一定通行能力的内河航道网络。南北向河流自 西向东有六里塘南段( 西城河) 、新村河和朝阳河，河流基本流向由南向北流入 杨林塘，再自西向东流入长江。东西向河流有新塘河，自西向东流入长江。域内 河流基本滞
23、流。主要用于工、农业用水、航运和排涝。 1 6 1 4 气象 浏家港镇位于北亚热带南部湿润气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛， 阳光充足。夏季盛行东南风，冬季盛行东北风。 根据太仓市气象站多年统计资料，太仓市历年年平均气温1 5 5 1 2 ，历年极端 最高气温3 7 9 。C ，历年极端最低气温一1 1 5 ；年平均降水量1 0 6 4 8 m m ，年最大 降水量1 5 6 3 8 m m ，日最大降水量2 2 9 6 m m ；年平均相对湿度为8 0 ；全年平均 风速3 5 m s ，最大风速2 4 m s 。 1 6 2 项8 建设的必要性 随着太仓市经济开发区日益发展成熟、再生资源
24、进口加工区的正常运转，地 区经济将大幅度提高，太仓市工业固废量随之增大，亟待妥善安全地处理。而目 前在工业固废处理方面，仅少量进入太仓市柯林固废有限公司的专业焚烧处理； 其余工业固废基本处于无序状态：有的混入生活固废处置，有的被拉到市郊和外 地，对环境造成了污染，存在严重隐患。为提高太仓城市环境卫生水平、提升城 市形象、实现可持续发展，安全妥善地处置太仓市日益增加的工业固废显得十分 必要和重要。 工程硕士毕业论文 4 太仓市工业圃废安全填埋场 工程可行性研究 2 方案研究 2 1 工程规模及使用年限研究 根据太仓市工业固废处理中心提供资料，太仓市的工业固废产生量为 1 1 1 0 4 t a
25、( 电镀污泥3 0 0 0 t a 、印染污泥6 0 0 0 t a 、化工废弃物2 0 0 0 t a ) ，其中可 燃污泥约5 6 0 0 t a 。可燃污泥进行焚烧处理后，残余物进入填埋场。经测算，进 入本安全填埋场预处理系统的废物量实际约6 2 4 0 t a 。 本安全填埋场的使用年限初步拟定为1 1 5 年。 2 2 废物种类和性质 2 j 2 j l 凌物种类和数量 本安全填埋场的处置对象主要是工业固体废弃物( 含再生资源进口加工区 固体废弃物) ，主要包括：电镀污泥、印染污泥、化工污泥及其中有机污泥焚烧 后的残余物。 根据太仓市固废处理中心提供的资料，本填埋场填埋量如下： 电镀
26、污泥：3 0 0 0t a ； 印染污泥：6 0 0 0t a ，6 0 焚烧后残余物为5 4 0t a 、实际处理量2 9 4 0t a ； 化工废弃物：2 0 0 0t a ，全部焚烧后残余物为3 0 0t a 。 222 废物性质 2 2 2 1 无机危废 无机危废包括电镀污泥及印染无机废弃物等。 根据太仓市固废处理中心提供资料，拟进厂污泥部分含水率在8 0 8 5 ， 呈半固态；其余为工业废渣，呈固态。对于含水率高于8 5 ，呈液态的污泥需要 在场外经预处理后使含水率低于8 5 后进场。 从化学性质上看，无机危废包括重金属废物( 镀、铬、铜、锌、砷、硒、 镉、锑、碲、汞、铅、镍、钡等)
27、 、含氰废物、含氟废物、酸碱废物等；从物理 性状分包括污泥、废渣等固态或半固态物质。 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性研究 2 2 2 _ 2 灰烬 对于进厂的化工废弃物及可燃的印染有机物，首先进行焚烧。鉴于焚烧物 主要是化工及印染废弃物，且实验数据缺乏。本研究灰烬的有关数据参照我院生 活垃圾焚烧飞灰的试验数据。飞灰中的重金属含量和浸出液中的重金属浓度见表 2 1 。 表2 - 1 垃圾焚烧飞灰的基本性能 重金属种类 P bC dZ nC r H g C u 飞灰的重金属( p p m ) 1 4 9 62 5 54 3 8 61 1 85 23 1 3 飞灰的浸出浓度(
28、 p p m ) 2 4 61 2 65 7 2O 1 40 0 3 3O 7 1 危险废物鉴别标准( m g L ) 3 0O f 35 01 50 0 55 0 危险废物填埋标准( m g L ) 5 OO 5 07 52 5 00 2 57 5 注：铬为六价铬，其余重金属指标以总量计。 根据表中数据可预测，废弃物经焚烧后产生灰烬的部分指标将会超过危 险废物鉴别标准( G B 5 0 8 5 1 3 1 9 9 6 ) 。及危险废物填埋污染控制标准 ( G B l 8 5 9 8 - 2 0 0 1 ) 规定的标准值，需要按危险废物进行处置。焚烧后产生的灰 烬应经稳定化预处理后才能安全填埋
29、。 2 3 预处理方案研究 2 3i 预处理标准 为保障安全填埋标准、降低危废预处理的费用、提高填埋场的使用寿命，应 制定一个严格的废物入场控制标准，确定哪些废物可直接入场填埋。废物在入场 前所允许的有毒成分最大溶解性( m g k g 干废物) 和浸出液中最高允许浓度 ( r a g 1 ) 。凡达不到入场控制的，都必须经稳定化预处理，达标后方可入场。 根据该危险废物填埋场需要处置的废物的种类和特点，采用“固体废物浸出 毒性测定方法”( G B l 5 5 5 5 1 1 2 1 9 9 5 ) 作为预处理后废物是否达到控制标准的检 测方法，控制标准见表2 - 2 。 表2 2 危险废物入填
30、埋场控制标准 序号控制项目名称 稳定化控制限值( m g L 1 l 有机汞0 0 0 1 2 汞及其化合物( 以总汞计) 0 2 5 3 铅( 以总铅计)5 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性研究 序号控制项目名称 稳定化控制限值( m g L ) 4 镉( 以总镉计) 0 5 0 5 总铬 1 2 6 六价铬 2 5 0 7 铜及其化合物( 以总铜计) 7 5 8 锌及其化合物( 以总锌计) 7 5 9 铍及其化合物( 以总镀计) 0 2 0 1 0 钡及其化合物( 以总钡计) 1 5 0 1 1 镍及其化合物( 以总镍计) 1 5 1 2 砷及其化合物( 以总砷计)
31、2 5 1 3 无机氟化合物( 不包括氟化钙) 1 0 0 1 4氰化物( 以C N 计)5 2 3 j 2 焚烧要求 根据调研，化工废弃物基本可燃，印染污泥中的6 0 可燃( 不可燃的基本 为无机物) 。由于本危废填埋场拟用的工艺不适合有机物含量高的废弃物，因此 对于这部分危废，应先进行焚烧，焚烧后的残余物再进入危废填埋场处置。填埋 场应制定有效的措施，确保可燃废弃物不直接进场。 可燃废弃物由太仓市柯林固废处置有限公司负责收运及焚烧处理。 2 3 3 颈处理方案选择依据 本处置中心的处置对象主要是电镀污泥、印染无机污泥和焚烧灰烬等。填 埋期内主要危险废物的种类不会发生明显的变化。据此，本研究
32、认为工程中需设 立对重金属组分、印染无机污泥、焚烧灰烬的预处理设施。 不同的危险废物需要采用不同的预处理方法，常规的固化方法有：水泥固化、 石灰粉煤灰固化、沥青固化、塑料固化和玻璃固化等，主要是通过将有害废物 封闭在固化体内，从而达到稳定化、无害化目的。这些方法各有优缺点，应视具 体填埋对象合理选择工艺方案。 2 3 。4 预处理方案选择 针对本处黄中- 1 5 , 处理对象，从经济性和有效性角度出发，本研究提出了3 种危险废物稳定化预处理的方案，这3 种方案是： 工程硕士毕业论文 7 太仓市工业固废安垒填埋场 工程可行性研究 方案一：水泥固化预处理工艺 方案二：石灰粉煤灰固化预处理工艺 方案
33、三：沥青固化预处理工艺 几种方案分述如下。 ( 1 ) 水泥固化 水泥是最常用的危险废物稳定剂，是一种无机胶结材料，经过水化反应后可 以生成坚硬的水泥固化体，所以在废物预处理时最常用的是水泥固化技术。它是 将水泥和废物混合发生水化反应生成凝胶，将废物中的有害微粒分别包容，并逐 步硬化形成水泥固化体。如果废物中没有水分，则需要向混合物中加水，以保证 水泥分子跨接所必需的水合作用。这种水合作用主要包括以下几方面：硅酸三钙 的水合反应、硅酸二钙的水合反应、铝酸三钙的水合反应和铝酸四钙的水合反应。 同时，水泥固化有害物质的实际过程十分复杂，目前尚无理论上的透彻阐明。一 般认为有害物质水泥固化是将有害物
34、质封闭在固化体内，通过水泥中粉末状的硅 酸钙水化物胶体对有害物质的吸附及水泥中水化物能与有害物质形成固溶体，而 将其束缚，实现稳定化、无害化目的的过程。 可以用作固化剂的水泥品种很多，通常有普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、 火山灰质硅酸盐水泥、矾土水泥和沸石水泥。具体可根据固化处理废物的种类、 性质、对固化剂的性能要求选择水泥的品种。 水泥固化过程中，由于废物组成的特殊性，常会遇到混合不均匀、过早或过 迟凝固、产品的浸出率高、固化体的强度较低等问题。为改善固化条件，提高固 化体的质量，需要掺入适量的添加剂。常用的添加剂有吸附剂( 如活性氧化侣、 粘土、蛭石等) 、缓凝剂( 如酒石酸、柠檬酸、硼
35、酸盐等) 、促凝剂( 如水玻璃、 铝酸钠、碳酸钠等) 和减水剂( 表面活性剂) 等。 固化产物性能可根据最终处置或使用要求，调节废物一水泥添加剂一水的 配比来控制。对于最终进行安全土地填埋处置和装桶后贮存的废物固化体，其抗 压强度要求较低，一般控制在9 8 0 7 4 9 0 3 3 k P a ；对于准备作建筑基材使用的固 化物，其抗压强度要求较高，一般控制在9 8 M P a 以上。固化体的浸出率要尽可 能低，浸出液中污染物浓度起码要低于相应污染物的浸出毒性鉴别标准。 水泥固化是一种比较成熟的有害废物处置方法，它具有工艺设备简单、操作 方便、材料来源广、价钱便宜、固化产物强度高，对含水率较
36、高的废物可以直接 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 三堡里堑堡堕塞 固化等优点，因此被世界许多国家所采用。但其缺点是体积增加倍数较大，一般 增容率达3 0 5 0 ，且抗浸出性能不如沥青固化体好。 实践证明，用水泥固化处理各种含重金属的废物十分有效，在固化过程中由 于水泥具有较高的p H 值，使废物中的重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水 的氢氧化物或碳酸盐等。某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而 可以有效地防止重金属的溶出。 ( 2 ) 石灰粉煤灰固化 石灰固化是指以石灰、垃圾焚烧飞灰、水泥窑灰以及熔矿炉渣等具有波索来 反应的物质为固化基材而进行的危险废物固化稳定化的操
37、作。在适当的催化环 境下进行波索反应，将污泥中的重金属吸附于所产生的胶体结晶中。但因波索来 反应不同于水泥合作，石灰系固化处理所能提供的结构强度不如水泥固化，因而 较少单独使用。 常用的技术是加入氢氧化钙( 熟石灰) 的方法使污泥得到稳定。与废物中物 质进行反应的结果，石灰中的钙与废物中的硅酸根会产生硅酸钙、铝酸钙的水化 物，或者硅铝酸钙。与在其他稳定化过程中一样，与石灰同时向废物中加入少量 添加剂，可以获得更好的稳定效果( 如存在可溶性钡时加入硫酸根) 。使用石灰 作为稳定剂也和使用烟道灰一样具有提高p H 值的作用。 石灰固化法的优点是使用的材料来源丰富，价廉易得；操作简单，不需要特 殊的
38、设备，处理费用低；被固化的废渣不要求脱水和干燥；可在常温下操作等。 其缺点主要是石灰固化体的增容比比较大，固化体易受酸性介质浸蚀，需对固化 体表面进行涂覆。 ( 3 ) 沥青固化 沥青固化是以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度下均匀混 合，产生皂化反应，使有害物质包容在沥青中形成固化体，从而得到稳定。沥青 属于憎水物质，完整的沥青固化体具有优良的防水性能。沥青还具有良好的黏结 性和化学稳定性，而且对于大多数酸和碱有较高的耐腐蚀性。 用于有害废物固化的沥青有直馏沥青、氧化沥青、乳化沥青。 沥青固化的优点在于固化产物空隙小，致密度高，难于被水渗透，同水泥固 化相比，有害物质的浸出率小2
39、3 个数量级，为1 0 4 1 0 。6 9 e m 2 d ，且不论废物 的性质和种类如何，均可得到性能稳定的固化体。此外，沥青固化处理后可即时 固化，不象水泥固化那样必须经过2 0 3 0 d 的养护。但是另一方面，由于沥青的 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性研究 导热性不好，加热蒸发的效率不高，若废物中含水率较大，蒸发时会有起泡现象 和雾沫夹带现象，容易排出废气发生污染。再有，沥青具有可燃性，因此必须考 虑到加热蒸发时如果沥青过热就会着火，在贮存和运输时也要采取适当的防火对 策。 ( 4 ) 固化工艺确定 固化预处理对象 固化预处理的废物包括：电镀污泥、印染无机废弃
40、物和焚烧灰烬。 工艺确定 下面以焚烧飞灰和重金属污泥为例，对上面提到的水泥固化、石灰粉煤灰 固化和沥青固化预处理工艺进行比较，见表2 3 所示。 表2 - 3 预处理工艺比较表 名称 项目 水泥固化工艺 石灰粉煤灰固化工艺沥青固化工艺 普通水泥价格低廉，单价 石灰价格低薷单g t 2 0 0 元t 。 沥青价格中等，单价4 0 0 3 5 0 4 0 0 元，t 。 处理l O o t 飞灰的材料费用 元B 水泥同方案一。 处理l O O t 飞灰的材料费用处理l O O t 飞灰的材料费 原料成本为1 2 1 5 万元。 为1 0 1 _ 2 万元。 处理l O O t 其它重金属含量 处理
41、l O O t 其它重金属含量 用为1 8 2 2 万元。 高的废物的材料费用为 高的废物的材料费用为 处理l O O t 其它重金属含 1 8 2 2 万元。 量高的废物的材料费用 3 O 4 0 万元。 为4 5 “ - 5 5 万元。 处理l O O t 飞灰用水泥5 0 t处理l O O t 飞灰用石灰6 0 t 处理1 0 0 t 飞灰用沥青 左右。 左右。 5 0 t ，用水泥5 t 。 原料用量 处理1 0 0 t 其它重金属含 处理l O O t 其它重金属含量处理l O O t 其它重金属含量 量高的废物用沥青1 0 0 t 高的废物用水泥1 0 0 t 左右。高的废物用石灰
42、l O O t 左右。 左右。 处理后废物增容率达处理后废物增容率达处理后废物增容率达 增容率 3 0 5 0 以上，增容率高3 0 5 0 以上，增容率高3 0 - - 5 0 ，增容率高 效果一般，存在长期稳定性效果不太好，存在长期稳定效果较好，但存在长期 稳定性 问题。性问题。 稳定性问题。 设备费机械设备费低机械设备费低 机械设备费较高 需向温r 操作，臀埋顶 操作要求操作管理简单操作管理简单 复杂 投资投资低 投资低投资中等 运行费运行费用较少 运行费用较少运行费用中等 由表可见，三种固化工艺各有优缺点，比较而言，水泥固化工艺运行费用和 投资费用具有一定的合理性，处理效果较好、操作运
43、行管理方便，同时工程实践 比较成熟，因而本研究推荐水泥固化作为该部分危险废物的预处理工艺。 水泥固化工艺流程 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 一 三堡旦堑丝塑塑 图2 1 为危险废物水泥固化工艺流程图。具体各部分功能及设备大小见相关 内容。 废物水泥水添加剂 2 4 填埋工艺研究 图2 - 1 废物水泥固化工艺流程 置 2 | l 单元翅分 合理划分填埋单元，按计划进行填埋作业，根据每天的固废处理量确定填埋 区域及每天的作业层面，尽量控制固废裸露的范围，这样既可以方便填埋作业， 有利于固废渗沥液的收集及雨污分流，又可以减少对环境的污染，降低工程造价。 为便于作业管理，本填埋场作业单
44、元划分主要考虑下述因素： 必须充分考虑填埋作业机械( 推土机、压实机) 的有效作业半径。一般推 土机的作业半径为6 0 m 左右比较合适。 根据6 2 4 0 t a 的固废填埋量、容重按1 4 t m 3 、预处理后增容率按1 3 进行计 算，采用5 t 运输车每天作业6 小时，每3 m i n 有一辆车卸料考虑，1 个作业点即 能顺利进行填埋作业。 每天开放的作业面不应过大。 作业单元划分不宜过小，防止土建费用增加。 作业单元长边长度不宜过长，以保证库底一定的排水坡度。 单元划分涉及填埋工艺、固废渗沥液收集运输及处理、沼气收集及处理、 工程硕士毕业论文 太仓市工业固废安全填埋场 工程可行性
45、研究 固废层的覆盖等多方面内容，并与填埋作业机械的选型相关。基于污染集中控制 原则，本研究将填埋区共分为6 个填埋单元，各单元面积均为2 5 6 9 5 m 2 。库区内 坡1 ：1 。在填埋区四周及单元间设置填埋区道路，顶标高+ 3 0 m 、顶宽4 0 m ，道 路共长8 8 8 m ，其中四周道路长4 9 2 m 、单元间道路长3 9 6 m 。 2 j 4 2 填埋作业方式 ( 1 ) 填埋作业 本填埋场工程填埋区拟采用开挖与堆高相结合的填埋工艺，向下开挖至标高 一1 0 0 m 、向上堆高至+ 7 0 0 m ，填埋区高程为1 0 0 m + 7 0 0 m ，分两层( 1 0 0
46、m + 3 0 0 m 、+ 3 0 0 m + 7 0 0 m ) 进行填埋。填埋区场底结构设置从上到下依次为渗 沥液碎石导流层、土工布保护层、H D P E 膜防渗层、G C L 膜防渗层、地下水导流 层。填埋废物时，为避免重车直接压在碎石导流层上，造成土工膜防渗系统的损 坏，填埋第一层固废时，宜采用填坑法作业。即首先在填埋单元的一边从上向下 倾倒固体废弃物，形成一定作业区域时在其上铺垫路基箱，使车辆可顺利向前推 进作业面。各单元在完成第一层作业后即进行第二层作业，第二层作业采用倾斜 面堆积法进行堆高填埋。 ( 2 ) 作业工艺 对应于固废填埋的两个作业高程，固废填埋作业可采用分两个阶段的
47、填埋作 业方案。1 0 0 m + 3 0 0 m 高程的填埋作业为第一阶段，+ 3 0 0 m + 7 0 0 m 高程的 填埋作业为第二阶段。 第一阶段固废填埋作业采用坑填法作业，见图2 2 。固废运输车辆经填埋区 道路由上向下倾倒固废，由推土机顺序向前推铺及压实，直至作业单元满铺一层 3 0 m 厚固废。 f 推土机推铺 】 7 固废层厚4 0 m 7 1 图2 2 第一阶段固废填埋作业工艺流程图 第二阶段固废填埋作业采用倾斜面堆积法作业进行堆高。首先在+ 3 0 0 m 高程 垃圾层顶面修筑临时道路，在填埋区南侧、北侧和西侧距道路沿填埋区方向5 m 处筑三角形垃圾坝，坝高4 m ，顶宽
48、l m ，坝内外面坡度分别为1 ：5 和1 ：3 。在作业 区分水隔堤的上方位置，用土构筑分水小隔堤，高0 5 m 。垃圾运输车辆经填埋区 工程硕士毕业论文 1 2 太仓市工业固废安全填埋场 三里塑堑堡婴窭 内临时道路进入填埋作业单元卸料、推铺及压实作业。直至距东侧道路沿填埋区 方向5 m 处。其工艺流程图见图2 - 3 。最后一层形成的垃圾坡体顶高+ 7 0 0 m 。 图2 - 3 第二阶段固废填埋作业工艺流程图 2 。4 3 推铺、压实作业 “推铺、压实”是填埋作业过程中的_ 二道重要工序。它可以提高填埋物的压 实密度，减少填埋场的不均匀沉降量，增加填埋量，延长作业单元和整个填埋场 的使用年限，减少填埋物的空隙率，有利于形成厌氧环境，减少渗沥液产生量和 蚊蝇的孳生，有利于运输车辆进入作业区及土地资源的开发利用。 推铺及压实作业可以由推土机或压实机单独完成，也可以由推土机推铺、压 实机压实联合作业。考虑本填埋场废物性质及预处理方法，同时为节约工程投资， 本研究推荐以推土机进行固废推铺及压实作业。 推土机推铺每一固废薄层厚度为O 4 m 左右：推土机在每一固废薄层形成后 来回碾压3 次，每次碾压履带轨迹要盖过上次履带轨迹的3 4 。