城市生活垃圾填埋
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城市生活垃圾填埋范文第1篇
1城市生活垃圾現狀
隨著現代工業的興起和城市迅猛發展，人口大量涌入城市，使城市的生活垃圾產生量大大增加。這些垃圾占用大量的土地，且種類繁多，成分復雜、危害性強。如果處理不當，勢必污染城市的大氣、水、土壤等，進而降低和破壞城市自然生態系統的調節凈化能力[1]。
目前國外城市垃圾采用的處置方式主要有衛生填埋、焚燒、堆肥等3種，表1為這3種處置方式的比較。
表1生活垃圾處置方式對比
工藝 優點 缺點 適用范圍
衛生填埋 處理量大、方法簡單、費用低 占地大、管理要求高、對外部環境要求高、使用期限有限 無機物>60%、含水量0.5 t/d
焚燒 處理量大、占地小、無害化徹底 費用高、控制不當產生二次污染物如SO2、NOx、飛灰等 垃圾低位熱值>3300 kJ/kg時，不需添加輔助燃料
堆肥 處理量大、費用低、工藝相對簡單 肥分含量低，長期使用影響土壤結構 垃圾中可生物降解有機物≥10%、從肥效出發應>40%
我國城市生活垃圾處置也主要采用填埋、焚燒和堆肥等方法，其中，以填埋為主，占70%以上；其次是高溫堆肥，占20%以上；焚燒量甚微[2]。
焚燒與堆肥技術在我國發展較慢，原因主要為：(1)我國城市生活垃圾未實行分類收集，垃圾成分復雜不利于燃燒與堆肥；(2)焚燒廠的投資太大，運行成本太高；(3)控制不當將產生二次污染問題；(4)垃圾堆肥產品銷路不暢；(5)工藝技術和設備與國外亦有較大的差距。
針對我國現階段國情，我國絕大部分垃圾仍采用填埋進行處理為主，并且在今后相當長時間內，垃圾填埋處理還將占主導地位。
2衛生填埋技術
在我國，由于垃圾填埋場啟用時間早，許多填埋場在最初的選址、設計、施工和使用中，未按現行的城市生活垃圾衛生填埋技術規范執行，填埋場底部和周邊都沒有采取防滲措施，垃圾產生的滲漏液和填埋氣體，極易給周邊環境和企業、社區帶來污染和安全隱患。
2.1 填埋氣體。填埋氣體是城市生活垃圾中的有機成分經過厭氧降解產生的混合氣體，其主要組成為CH4、CO2、H2、N2和O2，還有少量的H2S、NH3、辛烷、氯乙烯等，其中CH4、CO2（沼氣主成分）占填埋氣體的99.5%~99.9%，NH3、H2S等有毒的惡臭氣體，占填埋氣體的0.2%~0.4%。這些氣體一旦遇到房屋或棚罩阻攔，將不斷積累，最終可能導致火災和爆炸事故。垃圾內的易燃易爆物質在一定條件下，也會自行燃燒爆炸。
2.2 滲漏液。垃圾滲濾液主要來源于垃圾本身、垃圾發酵過程以及受水體浸泡而產生的廢水。其主要特征為：滲濾液中污染物的濃度非常高，成分復雜，水質惡劣，一般COD濃度達幾千或者上萬；一些年代久的垃圾填埋場，COD濃度可高達幾萬，并且含有高濃度的氨氮，滲濾液可生化性很差，含有大量的重金屬、多種病源微生物等有毒有害物質，而且滲濾液的組成成分會隨著填埋時間的延長越來越惡劣。
3填埋氣與滲漏液的處理技術
3.1 填埋氣的收集技術
3.1.1豎井收集系統。早期的填埋氣主要用豎井收集系統，具體做法是在填埋場填埋作業后不久，通過挖掘機械或人工打井的方式建造豎井系統。
3.1.2表面收集系統。填埋場在表面覆蓋完成以后，便可進行表面收集系統的安裝。整個系統是由排氣管編織而成的收集網，填埋氣通過排氣細管輸送到系統的幾個中央采氣點進行收集。
3.1.3水平收集系統。水平式收集系統是在垃圾填埋到一定高度后，在填理場內鋪設水平收集主管，然后，將水平氣管收集到的氣體匯集到主收集管。
3.2 填埋氣的應用
3.2.1直接燃燒。對填埋氣進行加工處理后，可以直接供給工業及溫室用戶，其中以供暖或工業生產為用途的熱效率最高。填埋氣的經濟效益取決于填埋場到用戶的距離及發生源的連續性。
3.2.2發電。主要由填埋氣收集燃燒系統和發電系統組成，填埋氣經收集后，經加壓輸送至內燃發機組，燃燒轉化成電能傳輸出去。
3.3 滲濾液的處理現狀
滲濾液水質復雜，這給滲濾液的處理處置帶來了很大的困難，目前國內外還沒有非常完善的處理工藝，對滲濾液的主要處理途徑是：
3.3.1與城市污水合并處理。將垃圾滲濾液就近引入城市污水處理廠，與城市污水合并進行處理。
3.3.2滲濾液回灌技術處理。用適當的方法，將在填埋場底部收集到的濾滲液從其覆蓋表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場。
3.3.3滲濾液處理廠處理。目前，用于垃圾滲濾液處理的方法主要有生物法和物理化學法。
3.4 滲濾液的主要處理工藝
3.4.1活性炭吸附法
在滲濾液的處理中，該方法主要用于去除水中難降解的有機物(酚、苯、胺類化合物等)、金屬離子(汞、鉛、鉻)和色度，一般情況下，對COD和NH3-N的去除率為50%~70%[3]?；钚蕴课椒ㄌ幚砜蛇m應水量和有機負荷的變化，且設備緊湊，管理方便。方士等[4]用回流式兩級序列間歇式活性污泥法(SBR)―活性炭吸附混凝工藝處理高氨氮、低碳氮比的垃圾滲濾液，粉末活性炭和鋁鹽投加量分別為1‰(W/V)和0.4‰(W/V)，吸附時間為100 min，總的水力停留時間為82 h，CODCr和氨氮的去除率可以穩定在90%以上，出水中氮的主要形態為NO2--N，出水CODCr
3.4.2化學氧化
化學氧化法可以分解滲濾液中難降解的有機物，從而提高廢水的生物降解性能。其中高級氧化技術因能夠產生極強氧化性的?HO自由基而越來越廣泛地被用于處理滲濾液。Fenton法由于費用低、操作簡便而受到人們的重視。張暉等[5]介紹了Fenton 法處理垃圾滲濾液的中試試驗，結果表明，當雙氧水與亞鐵鹽的總投加比一定(H2O2/Fe2+=3.0)時，COD的去除率隨雙氧水投加量的增加而增加。當雙氧水的總投加量為0.1 mol/L時，COD的去除率可達67.5%。Fenton 法在處理高濃度的有機污水方面有很大的潛力，但它的缺點是對pH值敏感，且處理后的廢水需進行鐵離子分離回收。其他的氧化劑主要有臭氧、氯和氯系氧化劑，但后者由于殘留產物的高毒性，不適合采用。
值得一提的是，近年來出現的光催化氧化技術，它具有工藝簡單、能耗低、易操作、無二次污染等特點，尤其對一些特殊污染物的處理具有顯著的效果。因此，該方法在垃圾滲濾液的深度處理方面有很好的應用前景。譚小萍等[6]對影響垃圾滲濾液的光催化處理的因素進行了研究。結果表明：光強越大，最佳TiO2投量就越?。蛔罴逊磻獣r間一般宜在1.5~2.5 h；波長為253.7 nm的紫外線殺菌燈價格低廉、使用廣泛、處理效果好，COD去除率可達40%~50%，脫色率可達70%~80%。
3.4.3組合工藝處理技術
如前所述，垃圾滲濾液由于水質復雜使得單一工藝不能很好地達到理想的處理效果。所以宜采用組合工藝對滲濾液進行處理。
目前國內外已經發展出許多組合工藝，且取得了較好的處理效果。Laitinen等[7]研究了SBR和淹沒式膜生物反應器(MBR)組合工藝處理垃圾滲濾液，在SBR中，SS、BOD5、NH3-N和PO43--P的去除率分別達到89%、94%、99.5%和82%。MBR進一步提高了出水水質，并減少了水質的波動，其中SS和PO43--P的去除率分別超過了99%和88%，BOD5和NH3-N的去除率均超過97%，TN去除率可以達到50%～60%。王延濤[8]研究山西省平順縣填埋場滲濾液處理工藝（如圖1所示），該工藝采用高效專用微生物處理單元缺氧＋厭氧(UBF)―曝氣生物流化床(BFB)組合工藝，運行結果表明：當進水SS為600 mg/L，NH4+-N濃度為700 mg/L，BOD、COD的濃度分別為4500 mg/L、10000 mg/L，經過處理后，出水SS、NH4+-N、BOD和COD的濃度分別降到75 mg/L、10~30 mg/L、30~50 mg/L、600~900 mg/L；總去除率：SS=95%，BOD=99%、COD=94%。
3.4.4膜滲析與分離系統
膜處理一般與其他處理方法聯用，超濾或微濾常常作為反滲透的預處理。袁維芳等[9]對廣州市大田垃圾填埋場滲濾液預處理出水進行了反滲透實驗研究，結果表明，進水壓力為3.5 MPa，pH值為5~6的條件下，當進水COD濃度為250~620 mg/L時，出水濃度幾乎為0，去除效率達100%，平均透水量為30~42 L/(m2?h)。但膜分離方法一次性投資費用大，而且對濃度較高的滲濾液，處理費用很高。
4結語
在我國，衛生填埋技術是生活垃圾處理的主要手段，而填埋產生的滲濾液是一種高濃度、成分復雜、水質水量易變化的污水，人們對滲濾液的處理一直處于探索和發展之中。針對垃圾滲濾液的處理，可選用的方法雖然較多，但不同程度地都存在一些缺陷，如何選擇最佳處理，工藝或將現有的處理工藝有機結合，降低運行成本，提高出水質量是目前需要研究解決的問題。
參考文獻：
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城市生活垃圾填埋范文第2篇
關鍵詞：城市生活垃圾填埋場；選址；適宜性；區劃
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.190
人類生產、生活中必然會產生垃圾，只要是人生活的地方就會有垃圾產生。隨著社會的快速發展，尤其是隨著城市化進程的推進，世界各國垃圾均以快于本國經濟3倍的速度增長，從上世紀九十年代初期的資料中可以看出，每年全世界均會產生（80～100）108t的垃圾，我國每年大約會產生城市生活垃圾0.8108t[1]，數量龐大的各種垃圾嚴重污染著人類的生活環境。到目前為止，城市垃圾的處理方法主要有堆肥、填埋及焚燒等幾種方法，這些方法各有利弊，其中填埋法是目前被認為的最終處理技術，但是其中也存在很多技術上的問題。下面我們首先分析影響城市垃圾填埋場選址的因素，然后結合這些因素淺析城市生活垃圾填埋場選址的適宜性評價，最后基于城市生活垃圾填埋場選址區劃與環境保護展開論述，從整體上針對城市生活垃圾填埋場址適宜性區劃的相關問題進行分析和研究。
1 垃圾填埋場選址的影響因素
1.1 城市垃圾的危害
城市生活垃圾與人類關系非常密切，特別是在人口密集的城區內，每天都有大量生活垃圾產生。隨著近年來社會經濟的快速發展，各城市都不斷擴大，城區人口越來越集中，生活垃圾量不斷增多，尤其是近年來隨著塑料、干電池及多種包裝材料的大量應用，生活垃圾的成分變得越來越復雜，產生的危害也非常大，城市垃圾消納問題開始突出出來。然而當前很多城市垃圾填埋場僅關注填埋場設計，忽視了對選址的研究，很少對垃圾填埋場選址論證相關問題進行分析，雖然設計中采用了一些防滲措施，但是一旦出現故障，滲液將會對周圍環境造成嚴重危害，不僅危害當地的地下水和土壤[2]，同時還會對人類的健康造成威脅。
1.2 選址影響因素分析
城市中生活垃圾填埋場場址的選擇是一項綜合性較強的工作，不僅與填埋場建設、建成后的經營與管理直接相關，同時與垃圾填埋場建設是否可以實現最終無害化處理總目標的實現直接相關。填埋場選址的總原則在于綜合考慮當地的經濟與環境效益，從填埋場建設一直到使用的整個過程，都要利用經濟合理的方案、盡量投入較少的投資，同時確保建設使用中、使用后對外部環境的影響達到最小，不能造成周圍地下水、地表水、土壤等環境發生惡化，滿足環保的目標。城市生活垃圾填埋場廠址選擇涉及到了很多因素，例如當地經濟發展情況、地理地形條件、環境地質條件等[3]，影響因素非常多，可見城市生活垃圾填埋場選址是一項非常復雜的工作。
2 城市生活垃圾填埋場選址的適宜性評價
通過對城市當地地形地貌、氣象條件及水利規劃等資料進行全面分析，針對各選址影響因素進行量化處理，最終得到各影響因素的相對權重值，然后按照層次分析綜合評價數學模型對其展開計算和分析，按照計算結果展開適宜性區劃，合理劃分出垃圾可填埋、限制填埋及禁止填埋的區域。此外，分別在限制填埋與可填埋區確定具體的垃圾填埋場地。
按照城市規劃、生活垃圾填埋場選址等有關影響因素，基于具體城市的生活垃圾填埋場，建立選址適宜性評價層次結構模型。根據層次結構中不同評價因素的重要性，通過兩兩比較達到最終的量化構造判斷矩陣，經過仔細計算處理后可以得到各影響因素的權重。按照劃分出的具體單元網格，從左到右依次進行計數及標記，并按照各單元影響因素的實際貢獻權重，利用綜合評價數學模型展開評價。
3 城市生活垃圾填埋場選址區劃與環境保護
按照上文中得到的選址適宜性評價結果，可以將城區劃分成可填埋、限制填埋及禁止填埋三個不同區域，然后利用MapGIS空間分析中的grd模型[4]，可以繪制出適宜性選址區劃圖，結合實際情況從中優選出未來的生活垃圾場選址首選區，這些區域不僅封閉性較好，同時對周圍環境的影響也比較小。
從環境保護方面來看，城市生活垃圾填埋場選址不僅要滿足相關規范與標準的要求，同時還要獲得場址周邊群眾的認可，由于生活垃圾填埋場建設將會伴隨污水、蚊蠅、惡臭等一系列問題，加上人們普遍對垃圾有一種厭惡感，因此垃圾場選址過程中通常周邊居民的反映非常強烈，存在較大阻力，因此選址工作中存在種種困難。然而，生活垃圾填埋場是改善當地環境質量、實現可持續發展目標的重要市政設施，所以選址工作是多種利害關系的權衡，這一點不H在工程可行性研究報告中有所體現，同時也是環境影響評價中非常重要的一個環節。
城市生活垃圾填埋場選址直接關系到項目建設的成敗，涉及的層次比較復雜，是垃圾填埋場建設中一個至關重要的環節。填埋場選址必須結合相關規范與標準進行，綜合考慮當地地形、位置、水文等條件對成本、投資及環境造成的影響，通過多方案對比之后最終確定填埋場址。
4 結語
綜上，本次研究中針對城市生活垃圾填埋工程項目建設標準及相關規范進行了學習，根據近年來的環境影響評價工作，總結出城市生活垃圾填埋場選址適宜性區劃的幾點個人意見：充分收集項目背景資料、周邊環境資料、場地資料，在此基礎上針對強制性條文進行逐條分析，最終得到是否滿足條文規定的結論；結合選址的影響因素，結合環境保護的相關標準，給出不同的選址方案；綜合各項影響因素，利用多方案比選的方式最終確定填埋場址。
參考文獻：
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城市生活垃圾填埋范文第3篇
關鍵詞：衛生填埋場；投資控制；填埋庫區；土方；HDPE防滲膜
中圖分類號：F283 文獻標識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）03－0116－02
我國現階段城市生活垃圾處理的主要方式是衛生填埋，衛生填埋具有處理和最終處置生活垃圾的雙重功能。隨著我國國民經濟的迅速發展及農村城市化的不斷擴大，建設大型城市生活垃圾衛生填埋場被提到議事日程。大型城市生活垃圾衛生填埋場的使用年限為10年以上（含10年），建設標準達到規定的防滲要求，堅持垃圾填埋工藝，如推平、壓實、覆蓋等。對垃圾污水處理達標排放，對填埋氣體有效治理，對蠅蚊有效控制。大型城市生活垃圾衛生填埋場投資大，建設周期長，受土地資源、環境保護等因素的制約，建設來之不易。如何在滿足技術要求的基礎上節省建設投資，是我們面臨的課題。
1 填埋庫區系統工程造價控制的重點
填埋庫區建設是一項復雜的系統工程，受多種因素的影響和制約，需要建設一片使用一片。開發時要避免大量的土方開挖，才能節省工程費用，才能對已處于穩定狀態的原始土體不造成破壞。在施工過程中，做好統籌安排，避免露天作業受天氣影響而增加工程費。
深圳市下坪固體廢棄物填埋場（以下簡稱下坪場）領先全國，建設了采用國際通用衛生填埋技術和標準設計的大型城市生活垃圾衛生填埋場，下坪場一期工程包括填埋庫區；進場道路；滲濾液處理廠；排洪設施；機修車間；辦公、生活區；環境綠化等。其中，建設投資的重點是填埋庫區、進場道路、滲濾液處理及排放系統等工程。工程投資構成如下：①填埋庫區系統工程，包括填埋區單元、地下水收集系統、滲濾液收集系統，造價占總概算的40%；②排洪系統造價占總概算的8%；③滲濾液處理及排放系統，包括污水處理廠及污水排放管，造價占總概算的8.6%；④進場道路造價占總概算的15%；⑤環境監測系統、自動稱重系統、路電視監控和電腦網絡系統，造價占總概算的1.3%；⑥變配電、照明系統；生產消防系統；生活供水、自動稱重系統造價占總概算的2%；⑦辦公、生活、機修廠造價占總概算的6.6%；⑧填埋設備造價占總概算的5%；⑨征地費及其他費用占總概算的13.5%。
從上述可知，填埋場建設投資中，填埋庫區系統、進場道路、滲濾液處理及排放系統占了較大的比例。因此，填埋場建設投資的重點是填埋庫區、進場道路、滲濾液處理及排放系統等工程。
2 從工程經濟學角度考慮資金投入
衛生填埋場的建設具有建設周期長及需要一邊建設一邊運行的特點。考慮資金的時間價值，應避免資金一次性投入，宜采用年度費用最少的投資方式。如造價為10 000萬元的工程，根據等額支付現值公式，資金分2年、5年和10年投入的現值如下：
假定年利率為6%，資金分兩年投入的現值：
P＝5 000×［（1＋0.6）2－1］/［0.06×（1＋0.6）2］＝9 167萬元
資金分5年投入的現值：
P＝2 000×［（1＋0.6）5－1］/［0.06×（1＋0.6）5］＝8 425萬元
資金分10年投入的現值：
P＝1 000×［（1＋0.6）10－1］/［0.06×（1＋0.6）10］＝7 360萬元
由此可見，資金分10年投入的現值＜資金分5年投入的現值＜資金分2年投入的現值，因此，填埋庫區的建設應結合填埋垃圾合理區域實際使用年限及建設年限分次投資。建設一塊，使用一塊，則投入的費用最少。
3 從建設與運行的關系考慮填埋單元的開發
填埋庫區占地面積大，通常根據填埋庫容的要求將填埋庫區在水平方向劃分成若干單元，各單元用土壩分隔，避免下雨時，已填埋垃圾區域垃圾水與未填埋垃圾區域的雨水混合，在豎直方向劃分成若干平臺，利用平臺做HDPE膜端頭的錨固溝。由于填埋庫區的建設受各種因素的制約，如臺風季節無法對HOPE防滲膜進行保護；HDPE膜日曬雨淋后老化，暴雨對已開挖的邊坡造成塌方，垃圾作業面鋪開后，大量的雨水和垃圾污水混合造成污水處理量增大等。因此，填埋庫區要建成一個單元，使用一個單元，再開發下一個單元，如此類堆，用循序漸進的方式由里往外開發，才能有效節省工程成本，否則難以控制工程造價。
從運行作業方面考慮，作業面既要滿足每日垃圾處理量和最大車流量的要求，又要減少垃圾面。同一時期要準備兩組作業面：一組晴天作業；一組雨天作業。雨天作業面靠路邊布置，每組又分為一個作業面、一個整理面，交替進行。同時要考慮在垃圾體上修筑臨時道路，一般一組作業面持續周期為半個月。因此，按目前日處理垃圾量，填埋單元應按平面面積約10萬m2，垂直高度為60 m以上的單元區域劃分，考慮使用年限約為4年的單元劃分較為合理，單元劃分盡量規整。否則，不利于填埋作業，造成運行費用的增加。
4 填埋庫區場底工程和開挖土方工程對造價影響重大
填埋庫區通常選址在山谷地帶，自然形成凹凸變化的不規整場地。衛生填埋場的主要工程防滲層的鋪設特別嚴格，要求在場底及邊坡鋪設的2 mm厚HDPE防滲膜不能有絲毫的破損，否則將產生滲濾液的滲漏，失去衛生填埋場的意義。因此，施工時為達到場底平整及邊坡平滑過渡，場底需要挖方及填方，邊坡需要挖方，不能有填方。如何減少土方量，是工程造價控制的重點。場底土方應盡量平衡，減少棄土方量，邊坡挖方以舊地形修整為主，不要過分強調平滑而將凸出的山包搬走。
5 填埋庫區施工對工程造價的影響
填埋庫區的施工是露天作業，直接受天氣的影響。同時，因專業技術需要，填埋庫區施工通常分為土建工程及HDPE膜工程兩個不同專業的施工承包單位。因此要做好施工組織設計，安排好每一道工序的施工時間，避免受天氣及工序的影響而增加工程造價。
填埋庫區的施工，土方及HDPE膜的施工是兩個重要的工序，直接影響工程造價及工程質量。這兩個工序受天氣影響最大，不能在雨季施工，土方開挖后，若下雨，場底黏土層無法達到施工質量，需要增加場底排水措施，若已修整好的邊坡塌方，要增加工程造價，因此，土方開挖，基底黏土層及地下收集溝要在晴天施工完畢，馬上鋪上土工布。防止雨水沖刷，并迅速組織焊接HDPE膜。焊接HDPE膜是一項技術難度較高的工序，目前國內缺乏生產質量過關的HDPE膜的廠家，需要從美國進口材料。因此，HDPE膜材料的購買，土建與焊膜工序之間的搭接要緊密，不能耽誤工期。焊接HDPE膜，是對兩塊搭接的HDPE膜表面加熱，然后在熔融狀態下壓合熔接起來，需要在晴天施工，因此，若安排在下雨天施工，必定影響工期，前一家施工單位耽誤的工期，常常是后一家施工單位索賠的費用依據，會引起工程造價的增加。因此，合理安排施工作業，是控制工程造價的有效措施。
6 填埋庫區工程施工的最佳時間
填埋庫區工程主要是土方開挖工程及HDPE膜的鋪設施工，旱季是填埋庫區工程的最佳施工時間，通常在當年的秋季至次年的春季施工，到次年夏季暴雨臺風來臨時，填埋庫區施工完成，邊坡表面已鋪設HDPE防滲膜及土工復合材料結構層，而不至于大面積，不至于邊坡因臺風暴雨產生塌方或泥漿被雨水沖刷污染場底已施工的碎石滲濾液收集層，或臺風造成施工中的HDPE膜破壞，可有效制止返工工程的出現，節省工程造價。
7 結束語
大型城市生活垃圾衛生填埋場建設投資的重點是填埋庫區、進場道路、滲濾液處理及排放系統等工程。填埋庫區的建設應結合填埋垃圾合理區域實際使用年限及建設年限分次投資。建設一塊，使用一塊，則投入的費用最少。減少場底及邊坡的土方開挖量，是工程造價控制的重點，填埋庫區的施工，土方工程及HDPE膜防滲工程的施工是兩個重要的工序，直接影響工程造價及工程質量。因此要做好施工組織設計，安排好每一道工序的施工時間，避免受到天氣及工序的影響而增加工程造價。旱季是填埋庫區工程的最佳施工時間。
The Exploration of Sanitary Landfill Construction Investment Control for Large－scale Municipal Solid Waste
Qiu Zhaowen, Wang Haiming
城市生活垃圾填埋范文第4篇
關鍵詞：污泥；城市生活垃圾；混合填埋；物理與工程力學特性；穩定性
中圖分類號：TU4
文獻標志碼：A 文章編號：1674-4764（2016）03-0080-10
Abstract：With the increase of sludge production of wastewater treatment plants， sludge treatment has become one of the hot topics in environmental engineering and environmental geotechnical engineering. Sludge-municipal solid waste（MSW） mixture landfill has been applied abroad. But the current domestic foundational laboratory test result of MSW mixture sample is not much，there is a lack of understanding on its mechanical properties and the appropriate proportion of mixed landfill. Hence domestic sludge-municipal solid waste（MSW） mixture landfill engineering accidents occur frequently. Consolidation compression experiments， three axis consolidated undrained tests and unconfined compressive strength tests are conducted to disscuss the mechanical properties of different mixing ratio of sludge-municipal solid waste（MSW） mixture. At the same time， ANSYS numerical simulation is operated to analyze the slope stability of landfill with different mixing ratio of sludge-municipal solid waste（MSW） mixture. The theoretical support on the appropriate proportion of mixed landfill and stability security of sludge-municipal solid waste mixture landfill is proposed.
Keywords：sludge； municipal solid waste （MSW）； mixture backfilling； mechanical properties； slope stability
隨著社會經濟快速發展和城市化水平的不斷提高，工業污水和生活污水的排放量日益增多，污水處理廠污泥產量急劇增加，據中國住房和城鄉建設部 2013 年 2 月公布的數據，截止 2012年底，中國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠共 3 340座，污水處理能力約1.42 億m3/d，假設污水處理負荷率為 75%，
每萬噸污水產生 6 t含水率為 80%的污泥，則中國每天將產生含水率 80%的污泥 6.39萬t[1]。2010年10月的“京城環保第一大案”，以及隨后的“深圳污泥坑管涌威脅自然生態”、“重慶污泥不治污水處理系統將崩潰”等相繼見諸媒體的報道，揭開了中國在污泥處理上的嚴重缺口，污泥處置問題已成為中國亟待解決的環境問題。
目前，污泥處置與利用的方式主要有填埋、焚燒、農用以及資源化利用等[2]。由于污泥衛生學指標、重金屬指標難以滿足農用標準，污泥焚燒存在汞汽化和二f英污染等問題未能得到有效解決，污泥填埋因其有投資少、容量大、見效快的優勢，已逐漸成為國內外污泥處置的主要途徑之一。
與污泥填埋相關的土工性質或力學性質的研究在其它國家70年代已經開始進行，主要在污泥用作填埋場覆蓋材料方面有較為深入研究[3-4]。近幾年來的研究成果研究表明，將城市生活垃圾與污泥進行混合，其降解穩定過程比單獨填埋時明顯加快。比如，單華倫[5]的研究表明，污泥和生活垃圾進行混合填埋可以促進垃圾降解和填埋體沉降，對加速填埋場穩定及擴大填埋庫容有利。徐華亭[6]通過造紙污泥與生活垃圾混合填埋的模擬實驗，提出添加適量的造紙污泥可加速生活垃圾降解過程，提高垃圾降解效率。吳正松等[7]通過生活垃圾與污泥一體化處理反應器試驗后提出，生活垃圾與污泥一體化處理，對污泥和垃圾的減量及穩定效果良好。Kavitha 等 [8] 研究指出，活化污泥可提高城市生活垃圾生物降解能力，促進其穩定化進程。另外，Martin[9]對垃圾與污泥均勻混合填埋，加速填埋層進入穩定的甲烷化階段的機理進行了理論分析。Kong 等 [10]對城市生活垃圾與污泥混合物汽化動力學特性及其活化能和指前因子等參數進行了研究。Fang等 [11] 進行了造紙污泥與城市生活垃圾混合的共熱解熱重量分析。Zuhaib等 [12] 對污泥加速城市生活垃圾進入甲烷化階段的最優組分比進行了實驗分析。彭晨[1]利用城市生活垃圾堆肥的熱量可作為維持污泥中溫厭氧消化這一特性，對城市生活垃圾和污水廠污泥一體化反應器小件模型試驗進行了研究，試驗結果確定污泥的最優運行投配率為25%。李耕宇[13]進行了不同污泥負荷下常溫厭氧活性污泥對生活垃圾填埋滲濾液處理效果研究，指出當污泥培養溫度為 21 ℃，滲濾液 pH 為 7.6 時，厭氧反應池中污泥負荷約為 7.83 kgCOD/kgMLSS?d 時，反應器處理效果最佳。另外，朱英等[14]對填埋物質分別為污泥、污泥+牛糞、污泥+鐵刨花以及準好氧填埋方式的加速穩定化過程進行了研究。謝震震等[15]研究表明，污泥和粉煤灰混合填埋比污泥單獨填埋能夠加大有機物的降解速率，從而縮短穩定化時間。
盡管以上研究成果表明污泥城市生活垃圾混合填埋可加速污泥穩定化進程，減少污泥對垃圾填埋場穩定的不利影響，但目前的研究成果多數停留在城市垃圾與污泥混合填埋對加快填埋場降解與穩定過程有促進作用的描述上，中國具體的工程應用鮮有報道。相比而言，國外的污泥與城市垃圾混合填埋技術相對成熟些[16]。國外也有將污泥與城市生活垃圾或泥土混合填埋的應用：與生活垃圾混合填埋時，將污泥撒布在城市垃圾上面，混合均勻后鋪放于填埋場內，壓實覆土。污泥與垃圾的混合比為1：4-1：7，中間覆土層厚度0.15～0.3 m，填埋容量為900～7 900 m3/ha[17]。由于中國的城市垃圾種類比國外的要復雜得多，中國污水處理廠對污泥固化/穩定預處理的標準、經費投入等與國外的相差巨大，因而國外污泥與垃圾混合填埋技術的具體參數不適用于中國國情。目前，中國對于污泥與城市垃圾土混合樣的土力學性質還了解不多，對污泥與城市垃圾混合樣的抗剪強度（內摩擦角、粘聚力）、固結特性（壓縮指數、固結系數）等工程力學性質認識不足，從而對混合填埋時污泥與城市垃圾的適宜混合比例以及填埋的極限容量等問題不甚了解，而中國鮮有現成的資料可供借鑒，國外的又不適用于中國，從而導致中國污泥被大肆傾倒入MSW填埋場的現象屢見不鮮，填埋場工程安全隱患叢生，工程事故頻繁發生，不僅造成了慘重的人員傷亡和財產損失，也給當地帶來了巨大的環境災難。比如，潮州市雞籠山垃圾填埋場的垃圾崩塌滑坡事故、深圳下坪固體廢棄物填埋場污泥坑管涌事故，以及由于污泥傾倒引發的廣州大王崗垃圾填埋場崩塌事故等。
為解決上述問題，進行了污泥及其城市生活垃圾混合樣室內試驗的基礎性研究工作，獲取了污泥與城市生活垃圾土混合樣的物理、力學性質等土性參數，為全面了解污泥城市垃圾混合樣的土工性質提供重要基礎數據。同時，對污泥與城市垃圾混合樣的變形、強度隨污泥摻入量的變化規律進行實驗與分析，從而對混合填埋時污泥與城市生活垃圾的適宜混合比作了探索性研究。最后，用數值模擬方法對不同配合比的污泥城市生活垃圾混合邊坡的穩定性進行了分析。
1 污泥與城市生活垃圾混合樣的工程
力學特性室內實驗研究
1.1 污泥物理性質指標及城市生活垃圾樣制備
實驗中的污泥取自鹽城市城東污水處理廠，污泥的物理力學指標如表1所示。
根據鹽城市區城市生活垃圾的現場取樣，測得垃圾樣平均含水率ω=49.92%，ρ=1.69 g/cm3，ρd=1.13 g/cm3。
實驗中的城市生活垃圾，根據鹽城市區城市生活垃圾的分揀資料，進行了人工配制，城市生活垃圾各組分如表2所示。根據中華人民共和國行業標準《土工試驗規程》（SL237―1999）中對試驗材料尺寸規定，將廢紙，木材，塑料等材料用剪刀剪碎，并控制其尺寸在試樣尺寸的1/5～1/10，測定各種材料初始含水率，結果列于表3。
根據表2和表3中的資料配制垃圾土。
在現場，垃圾填埋工程都要進行碾壓，機械碾壓所達到的壓實程度以及通過碾壓所獲得的密實度是實驗室模擬現場狀態時所面臨的兩個重要問題，為此，分別配置不同含水率的垃圾樣，進行室內標準擊實試驗。根據《土工試驗規程》，進行室內標準擊實試驗。擊實試驗結果見圖1。
擊實實驗，含水率越高，干密度越大，曲線無顯著下降，造成這一現象的原因是垃圾土與正常土體性質上的差異。城市固體廢棄物（MSW）以其特殊的物理、力學及工程特性而顯著有別于無機土，雖然其高壓縮性與泥炭和有機質土有相似之處，但其變形機制以及生物降解特性與現有天然土體有本質的差別。
1.2 污泥與城市生活垃圾混合樣固結壓縮實驗研究
將填埋場準入污泥（含水率小于60%）與城市生活垃圾樣按照不同配比混合進行固結壓縮實驗，固結壓縮實驗共分5組，純污泥以及污泥與城市垃圾混合樣，污泥與垃圾濕重百分比分別為10%、20%、30%、40%，每組兩個平行樣。純污泥及其污泥垃圾混合樣加荷等級分別為100、200、300 kPa。
污泥及其與城市生活垃圾混合樣的壓縮模量，壓縮系數及次固結系數分別見表4～8。
從表4～8可知，污泥的次固結系數大，主固結壓縮變形后表現有較大的蠕變特性；污泥與城市生活垃圾混合后，其次固結系數大為減小，污泥的蠕變特性得到較大改善。
圖4顯示，污泥垃圾混合樣的次固結系數均遠小于純污泥的次固結系數；隨著污泥濕重百分比的增加，混合樣的次固結系數普遍增大。
以上固結壓縮實驗結果表明，污泥與城市生活垃圾混合，可較好地改善污泥的固結壓縮特性，但要控制污泥的填入量，污泥含量增大，混合樣的壓縮性會增大；污泥與城市生活垃圾混合，可較大地減小純污泥的次固結系數，污泥與垃圾濕重百分比較小時，次固結系數小，表明合宜比例的污泥與垃圾混合，可較大地改良污泥的流變特性。
1.3 污泥與城市生活垃圾混合樣強度特性實驗研究
在三軸固結不排水實驗和無側限抗壓強度實驗，污泥與城市垃圾混合樣中污泥與垃圾濕重百分比分別為10%、20%、30%、40%、50%，其中污泥含水率為60%。
三軸固結不排水實驗結果見表9所示。實驗可得到污泥與垃圾混合樣強度參數與污泥含量的關系，如圖5、6所示。
從表9可知，污泥與城市垃圾混合后，混合樣的粘聚力和摩擦角均要大于純污泥的，表明污泥與城市垃圾混合，可較好改善污泥的抗剪強度。表9及圖5、6顯示，混合樣的粘聚力隨著污泥含量的增加而增加，但當污泥含量超過某一數量（本實驗為40%）時，混合樣粘聚力又將較大幅度降低，而混合樣內摩擦角隨著污泥含量的增加而減小，表明污泥含量較高時，混合樣的粘聚力和摩擦角均較小，其強度較低。
對以上結果進行解讀：城市垃圾中，摻入污泥時，污泥會包附在垃圾土的顆粒表面，形似類似的“膜”，隨著污泥含量的增大，這層“膜”會越來越完整，污泥在垃圾混合樣中所發揮的作用將越來越大。有機質的黏性性質大約只有粘性土的幾分之一，污泥含量越高，混合樣中的有機質含量就越大，從而導致高污泥含量混合樣的粘聚力相比低污泥含量的混合樣必將大為降低。另外，污泥中的有機質在混合樣的土顆粒之間會起到 “劑”的作用，因此，隨著污泥含量的增大，有機質增多，此作用將越顯著，從而混合樣的摩擦角將隨著污泥含量的增加而降低。三軸固結不排水主應力差與軸向應變關系曲線如圖7所示。從圖7的主應力差與軸向變形曲線可以看出，在試驗的應變范圍內混合試樣并沒有出現明顯的破壞面，且應力應變曲線為加工硬化形，主應力差隨著軸向變形的增大而持續變大，在試驗范圍內未出現峰值，其應力應變曲線接近于垃圾土的性質。
上述圖表顯示，隨著污泥含量的增加，混合樣的無側限抗壓強度增大，但增加到一定值后，隨著污泥含量的進一步增加，其qu值會顯著降低。解讀：污泥填入城市生活垃圾，污泥含量不高時，隨著污泥含量的增加，流動性較強的污泥細顆粒能更好地填充垃圾土顆粒之間的空隙，促進各組分間能更緊密排列，從而使混合樣粘聚力增大，無側限抗壓強度增大；但隨著污泥含量的增大，污泥在混合樣中的作用將漸趨呈主導，污泥的“膜”作用及其有機質的作用將越趨增大，從而導致其無側限抗壓強度顯著下降。
2 污泥與垃圾混填邊坡的ANSYS數
值模擬分析
污泥與垃圾混填邊坡的ANSYS數值模擬，坡角為15.5°，邊坡形狀及計算模型如圖9所示。彈性模量E=15 MPa，泊松比0.3。計算范圍取坡腳向左延伸40 m，深度取坡腳以下30 m，模型總寬280 m。左、右邊界僅約束水平位移，底部邊界約束水平和豎直位移。網絡劃分見圖10所示。Plane42單元，分成1 139個單元，1 233個節點。模型按平面應變考慮。
由上述的數字模擬分析結果可知，污泥含量為10%、30%左右的混填邊坡的安全系數較高，但當污泥含量增大到50%時，其安全系數會激劇下降。因此，污泥與垃圾混合填埋時，一定要控制污泥的摻入量，以確保填埋體邊坡的穩定安全。
3 結 論
1）通過污泥及其與城市生活垃圾土混合樣的壓縮及強度等實驗，獲取了污泥及其與城市生活垃圾土混合樣的物理、力學性質指標，為全面了解污泥城市垃圾混合樣的土工性質提供重要基礎數據。
2）對污泥與城市垃圾混合樣的變形、強度隨污泥摻入量的變化規律進行實驗與分析，從而對混合填埋時污泥與城市生活垃圾的適宜混合比作了探索性研究：合宜比例的污泥與垃圾混合，可較好地改善污泥的流變特性和強度。
3）通過污泥與垃圾混填邊坡的ANSYS數值模擬分析可知，污泥含量為10%、30%左右的混填邊坡的安全系數較高，但當污泥含量增大到50%時，其安全系數會驟然下降。因此，污泥與垃圾混合填埋的實際工程，一定要結合混合樣的固結壓縮特性、強度特性試驗和邊坡穩定計算結果，控制污泥的適宜摻入比例，以確保填埋體邊坡的穩定安全。
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城市生活垃圾填埋范文第5篇
[關鍵詞]生活垃圾 處理 技術
中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0320-01
1 我國城市生活垃圾構成的特點
我國城市生活垃圾含水率高，垃圾中的水分對焚燒處理是非常不利的，若水分較大，必須投入輔助燃料才能保證垃圾焚燒的正常進行；可燃有機物含量比例低，工業化國家城市生活垃圾中有機物含量為66～82.9%，而我國僅為22.18～56.2%，這將直接影響垃圾熱值的高低；垃圾熱值低，一般認為，當垃圾的發熱值大3349kJ/kg時，可直接燃燒。我國城市生活垃圾的熱值普遍達不到這個標準。因此，燃燒時必須投入輔助燃料，這就增加了垃圾焚燒的成本。
2 我國城市生活垃圾收集的現狀
2.1 混合收集
我國城市生活垃圾收集以混合收集為主，混合收集是指各種城市生活垃圾未經任何處理混合在一起收集的方式。該方式簡單易行、運行費用低。但是，垃圾的利用價值和有用物資的純度很低，同時也增加了城市生活垃圾處理的難度，提高了垃圾處理的總費用。
2.2 分類收集
目前垃圾分類收集尚在一些大城市進行試點。分類收集是指按城市生活垃圾的組成成分進行分類的收集方式。這種方式可以提高回收物資的純度和數量，減少需要處理的垃圾量，有利于城市垃圾的資源化和減量化。垃圾分類收集是降低垃圾處理成本、簡化處理工藝、實現垃圾綜合利用的前提。
3 城市生活垃圾處理技術現狀
中國城市生活垃圾處理處置工作自七五期間起步以來取得了極大的發展。按清運量統計，綜合考慮其他因素2008年底我國城市生活垃圾的無害化處理率約為50%。目前，垃圾處理方式主要有衛生填埋、堆肥、焚燒和綜合利用這四種，其中衛生填埋是目前我國垃圾處理的最主要方式。
3.1 衛生填埋技術
衛生填埋是指利用坑洼地填埋城市生活垃圾的方法。該方法必須經過科學的選址、嚴格的場地防護處理和對滲濾液及填埋氣體的嚴格控制。采用焚燒處理后的殘渣和堆肥處理中的不可堆肥物都需要衛生填埋處置。在衛生填埋場地底部敷設排水管道使滲濾液排出場外進行處理；在垃圾體內部設有導氣系統，將導出的填埋氣通過燃燒等方式利用；還要在場地周圍設截洪溝阻止洪水進入場內。待填埋場封場后盡可能的恢復地貌和維護生態平衡。該技術總的原則是不使掩埋的垃圾對地下水、地表水、土地、空氣及周圍環境造成污染。衛生填埋技術比較成熟、操作管理簡單、處理量大、運行費用低、總體投資小、適用于所有類型垃圾。但是，衛生填埋技術也存在許多弊端：填埋場選址需遠離市區，這就增大了運費成本；填埋法占用大量土地，且使用后的土地在短時間內無法恢復原來的用途。
3.2 焚燒處理技術
焚燒是將垃圾放在特殊設計的封閉爐中進行焚燒，一般爐內溫度控制在980℃左右，焚燒后可使垃圾減容85%以上，減重75%以上，焚燒法處理城市生活垃圾具有減量化、無害化的特征。由于受經濟水平的限制，我國的垃圾焚燒處理技術起步較晚，長期以來發展較為緩慢。
目前的生活垃圾焚燒技術主要有：直接焚燒法。直接焚燒是高溫和深度氧化的綜合過程；熱解焚燒法。該技術根據不同垃圾在熱解過程中的相似性，將有機物在缺氧條件下利用其熱能，產生裂解和凝聚反應，形成氣、液、固三相產物，達到潔凈燃燒的目的。發達國家已由“直接焚燒法”向“熱解焚燒法”發展，我國也已將其列入了自然科學領域中的前沿研究項目。生活垃圾焚燒技能夠使垃圾的無害化處理更為徹底；可以有效地實現垃圾的減量化與資源化利用；對環境的影響較小；和填埋法相比可以節約大量的土地。但垃圾焚燒也存在環境污染隱患，垃圾焚燒排放的二f英具有不可逆的“三致”毒性，對人體健康具有極大危害；我國城市生活垃圾成分復雜，而且長期以來一直是混合收集；我國垃圾熱值低，燃燒時需要添加燃料輔助燃燒，造成運行成本的增加；焚燒法的投資和運行費用均較高。
3.3 堆肥處理技術
堆肥法是利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物的新陳代謝作用，在適宜的條件下，進行微生物的自我繁殖，從而將可生物降解的有機物轉化為穩定的腐殖質。微生物的生長繁殖受到下列多種因素的影響：垃圾中有機物質的含量、含水率、通風供氧情況、翻拌要求、碳氮比（根據需要添加有機肥）、堆肥溫度、pH值以及自然氣候條件等。有效促進和控制堆肥過程中微生物的正常繁衍是整個堆肥處理技術的核心。
目前國內應用較多的堆肥方式主要有以下三種：自然通風靜態堆肥、強制通風靜態堆肥和筒式發酵倉堆肥。自然通風靜態堆肥，該法是在一塊場地上，堆高2～3m，一般上部覆土，場底以混凝土硬化并鋪設通風排水溝，腐熟垃圾用鏟裝機、滾筒篩、皮帶機和磁選滾筒等生產堆肥產品，這種方式簡單，成本較低，應用最廣；強制通風靜態堆肥，該種方式多為非露天堆場，一次發酵倉要求能容納10～20天垃圾，室內堆高約215m，設有翻堆和運輸通道；筒式發酵倉堆肥即垃圾從倉頂輸入，發酵后腐熟料從倉底輸出，用高壓風機從倉底強制供風。這是一種間歇式動態好氧發酵工藝。
隨著城市生活水平和燃料結構的不斷提高，城市生活垃圾中的有機質含量有了較大的提高，經堆肥處理后，可轉化為良好的有機肥料，具有一定的經濟和社會效益。但是，為了提高堆肥處理效果，垃圾要經過嚴格的預處理，而且堆肥品必須經過再次破碎分選，才能達到符合質量的堆肥產品。另外，堆肥周期長，占地面積大，衛生條件差。
3.4 綜合處理技術
所謂綜合處理技術就是衛生填埋、焚燒、堆肥等多種垃圾處理技術的有機結合，該法充分發揮各種垃圾處理系統的優勢，揚長避短，從而真正實現生活垃圾的無害化、減量化和資源化。任何一種垃圾處理技術都有各自的優勢和局限性，單靠一種處理技術難以滿足城市生活垃圾處理要求，所以生活垃圾處理最理想的發展方向為多元化垃圾綜合處理。隨著經濟的快速發展，尤其是在垃圾產生量大的大城市，這種方法可以使垃圾得到合理處理和利用，使資源充分回收，提高處理效率。
采用綜合處理方式后，易腐物和可燃物都得到了利用，故填埋物的量很小，只占總體積的15%～20%，填埋物主要為磚頭、瓦礫等無機垃圾，不會帶來嚴重的二次污染，節省了填埋空間。
參考文獻：
