危险废物安全填埋场开题报告.docx
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危险废物安全填埋场开题报告
安徽建筑工业学院环境工程学院
毕业设计(论文)开题报告
课题名称:
宣城危险废物安全填埋场设计
专业:
环境工程
班级:
07环境工程
(2)班
*************
学号:
***********
指导教师:
韦雪华
2011年3月1日
开题报告
一、选题的依据及意义
随着我国工农业生产的迅速发展,经济快速发展,固体废物的年产生量日益增多,危险废物的种类、数量近年来也大大增加。
危险废物在日常生活中随处可见,如家里的废旧荧光灯管、废旧电器、废镍镉电池,工厂角落里存放的废活性炭、废酸、废碱等。
但是,危险废物污染不像废水、废气那样敏感直观,人们对其危害认识不足,治理水平也远远落后于废水、废气治理。
要正确应对,对危险废物形成正确认识。
危险废物是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的具有危险废物特性的废物。
分47个大类共600多种,种类多、成分复杂,具有毒性、腐蚀性、易燃易爆性,其污染具有潜在性和滞后性。
妥善处置日常生活中的危险废物。
在日常生活中,绝大部分废物正随着生活垃圾一起,被随手丢进垃圾筒。
殊不知这些是被列入《国家危险废物名录》的危险品,随手丢弃无疑是往生活环境中投放“炸弹”。
据统计,1997年我国工业固体废物的产生量约为10.6亿吨,县及县以上企业工业固体废物产生量为6.6亿吨,占总产生量的62.3%。
其中危险废物为1077万吨,约占工业固体废物总产生量的1.0%。
由于我国对危险废物污染控制工作起步较晚,废物的综合利用率和处理处置量都相对较低,约有30%的危险废物在环境中堆存,有的甚至露天堆存或直接排入江河湖海,污染状况十分严重,不仅侵占大量土地,而且废物经雨雪等淋溶浸出有毒有害物质使土地毒化、酸化和碱化,其污染面积往往超出所占土地面积的很多倍,导致了地表水和地下水的污染。
因此,在我国,固体废物特别是危险废物对环境的污染已成为重大的环境问题。
有鉴于此,为加强固体废物特别是危险废物的管理,1995年我国颁布了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,并于1996年开始实施。
如何控制危险废物对环境和人类健康的危害,已成为我们面临的一个重大环境问题。
固体废物,特别是危险废物,对环境的污染以及所造成的资源浪费,是当今世界环境保护与资源保护的主要问题之一。
联合国环境规划署已将危险废物污染控制列为全球重大环境问题。
由于我国固体废物环境管理工作起步较晚,因此填埋处置标准的制订在综合考虑我国现有技术发展水平及经济能力的前提下,借鉴国内外现有的标准制订经验及教训。
标准的制订依据宣城危险废物安全填埋场参照以下的法规和标准。
法规类的有
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
《中华人民共和国传染病防治法》
《中华人民共和国放射性污染防治法》
《危险化学品安全管理条例》(国务院令[2002]344号)
《医疗废物管理条例》(国务院令[2003]380号)
《医疗废物经营许可证管理办法》
《2008城市生活垃圾与危险废物分类处理和焚烧新技术及排污收费制度国家标准应用指南》
《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》
国务院《关于全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》的批复(国函[2003]128号)
关于印发《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》的通知(环发[2004]161号)
关于落实全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划的有关安排及下一步工作的通知(环办函[2004]144号)
关于全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划项目复核委托函(环财[2004]22号)
关于严禁建设简易危险废物和医疗废物焚烧处置设施的紧急通知
《关于贯彻执行医疗废物管理条例的通知》(环发[2003]117号)
《关于实行危险废物处置收费制度促进危险废物处置产业化的通知》
(发改价格[2003]1874号)
《危险废物转移联单管理办法》
《国家危险废物名录》(环发[1998]89号)
《医疗废物分类目录》
安徽省实施《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》办法
标准类的有
《危险废物集中焚烧处置工程建设技术要求》(试行)(环发[2004]15号)
《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术要求》(试行)(环发[2004]15号)
《医疗废物集中处置技术规范》(试行)(环发[2003]206号)
《医疗废物转运车技术要求》(试行)(GB19217-2003)
《医疗废物焚烧炉技术要求》(试行)(GB19218-2003)
《医疗废物专用包装物、容器标准和警示标识规定》(环发[2003]188号)
《危险废物污染防治技术政策》(环发[2003]199号文件)
《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)
《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001)
《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)
《危险废物鉴别标准——腐蚀性鉴别》(GB5085.1-1996)
《危险废物鉴别标准——急性毒性初筛》(GB5085.2-1996)
《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》(GB5085.3-1996)
《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-1990)
《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)
《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)
《污水综合排放标准》(GB8978-1996)
《危险废物安全填埋处置工程建设技术要求》
根据我国的具体国情和国际上的发展状况,参考美国采用的土地填埋体系,借鉴美国《危险废物填埋场最低技术规范》,并参与了其他国家的相关标准、规范等(包括日本的《废弃物处置场技术指针》)。
本标准对危险废物安全填埋场的选址、设计、施工、运行、封场和运行管理等均提出了环保要求,便于执法监督。
目前我国尚未制订危险废物安全填埋污染控制标准,这给危险废物处理处置设施的建设和管理带来很大的困难和混乱。
由于没有配套标准,各级环保部门缺乏执法衡量尺度和判别依据,难以有效贯彻实施《固废法》,为控制现有和新、扩、改建设项目固体废物的污染,为各级环保行政主管部门贯彻实施《固废法》提供执法依据,制定危险废物安全填埋污染控制标准十分必要。
作为一名环境工程专业的毕业生,我们应该学会对周围环境尤其是危险废物的处理,对有些危险废物单独存放,送交有安全处置能力的部门处置。
建立有效的回收网络,对危险废物污染进行防治。
开展危险废物有效回收,建立有效回收网络,才能从根本上防止危险废物进入环境,防治危险废物造成严重的环境污染。
发展危险废物处置产业,增强危险废物处置能力。
积极引进先进的处置技术,加大资金投入,加快建设一批处置危险废物项目,尽快投入使用,逐步减少危险废物的贮存量。
鼓励企业对危险废物进行综合利用,变废为宝。
严格执行危险废物转移联单制度。
危险废物转移必须报当地环保部门审批,跨设区市转移必须经移入和移出地设区市环保局同意。
严禁危险废物产生单位、运输单位、接受单位在不按规定办理五联单手续的情况下擅自转移、运输、接受危险废物。
严禁任何单位擅自倾倒、堆放和遗弃危险废物。
最后,对那些已经产生的危险废物进行处理,重点区域和重点城市的危险废物基本实现无害化处理。
二、国内外发展现状
1、国外危险废物安全填埋技术的发展
国外发达国家危险废物填埋处置已经有几十年了,填埋工艺管理日趋成熟和完善,美国环保局危险废物填埋设计和建筑最低技术要求是国会在1984年危险固体废物修正案中提出的。
国会要求所有新填埋场和地表蓄水池都具有双衬2和沥滤收集,取出系统。
为了响应国会的命令,美国环保局出版了系统设计的有关规定和导则。
另外,还出版了建筑质量保证程序和最终覆盖的导则,至今这些要求和导则还在使用,先将其主要参数和要求举例如下,供我国各地筹建危险废物安全填埋场时参考。
一、双衬层,在双衬层填埋场中,有两层衬层和两层沥滤收集、去除系统。
初期沥滤液收集、去除系统位于上衬层上面,而次沥滤液收集、去除系统位于两衬层之间。
上衬层是软膜衬层,下衬层是复合衬层系统。
在初级沥滤液收集、去除系统中有沥滤液收集池沥滤液收集池中污水要及时排出。
要求再次级沥滤收集、去除系统有一适当大小的渗漏速率。
渗漏检测池设计指标有两个标准:
(1)渗漏监测灵敏度为1加仑每英亩每天;
(2)渗漏监测要24小时。
双衬层填埋场要求:
(1)LCRSS必须在封场后能安全运行30到50年;
(2)要有主LURSS和次LURSS,主LURSS只需要覆盖单元底部(侧壁覆盖是随意的),而次LURSS要覆盖底部和侧壁。
二、覆盖层填埋场覆盖层有一个植被层、一个中间排水层和一个复合衬层系统组成。
填埋过程中,在每个填埋单元完成进行这种最终覆盖。
另外,设计的覆盖层必须最少保养,允许下面废物沉降。
植被覆盖层的最小厚度为2英尺,且其渗滤系数最大为10-7cm/s。
中间排水颗粒层厚度最小为1英尺,减少复合衬层上的毛细管上升作用和水头。
美国环保局最小渗滤系数为10-2cm/s。
覆盖层的作用主要是最大限度的降低雨水渗透。
覆盖层的软膜层和压实土层必须在霜冻层以下,软膜厚度最下为0、5mm,但通常使用1mm的软膜。
考虑到废物总的沉降后,复合防渗层的最终坡度不得大于2%。
三、防渗层材料首先防渗土壤要满足土壤衬层的渗细粉,有些细粉少于20%的土壤也有小于10-7cm/s的水力传导系数,但是往往很难到达。
其次塑料指数大于10%。
再次粗糙碎片应当筛去,砂要小于10%。
含有较大粗颗粒的土壤能形成高水力传导系数砂砾区。
最后,材质应当不含直径大于1-2英寸的土粒和石块。
污染物在在土壤中渗透机理有两个:
一是对流传输,可溶性污染物由于流水的携带而通过土壤衬层;二是分子扩散,污染物因分子扩散而通过土壤衬层。
对于合成材料,制造防渗软膜的合成材料有热塑性塑料(聚氯乙烯)、透明热塑性塑料(高密度聚乙烯)、线性低密度聚乙烯合成橡胶(氯丁橡胶),填埋场最普遍使用的是高密度聚乙烯膜。
复合防渗层中复合衬层系统比单一的软膜衬层或土壤衬层要优越。
因为粘土层上面的渗滤液在粘土衬层中的渗漏受衬层渗透速率、衬层上渗滤液压和衬层总面积的大小控制,如果粘土层紧贴一层软膜,该软膜封住了上表面,即使软膜出现洞缝,沥滤液不会再整个软膜和粘土层之间扩散。
四排水层材质:
排水层有颗粒物货合成材料组成,要是用颗粒物器排水物质的主要选择标准是高水力传导率和低毛细强度或虹吸力。
用洗净的沙粒做排水层,现在人工合成排水材料被引入到废物管理行业,在相同设计排水能力的条件下,合成排水系统很薄,它比颗粒物排水层要薄得多。
合成排水层在填埋场中的应用大大增加了废物的储存空间和处置空间。
五、废物沥滤液对防渗层的侵袭方面要注意:
1酸能侵蚀土壤,将土壤矿物质溶解生成其他组分。
通常当酸通过土壤时,酸溶解有助于它们的中和作用。
大量酸进入土壤后,水力传导率明显下降。
2水中的其他离子,特别是正离子或阳离子也容易被吸收到土壤的负电荷表面上,这样在粘土颗粒周围形成水合离子区,这就是所谓双扩散区。
3有机溶剂能收缩双扩散层,打开液流通道,而且还能凝聚土壤颗粒,把它们拉在一起,使得土壤破裂。
而且有机溶剂产生的化学龟裂比干燥引起的土壤龟裂要厉害。
2、国内危险技术填埋技术发展
2.1我国危险废物概况
我国是一个发展中国家,我国的危险废物处理起步较晚,能力较低,这几年,已经有所进展。
但是随着经济的迅速发展我国工业化进程的加快,固体废物的产生量迅速增长,加之资源化程度比较低,处理处置设施建设相对滞后,危险废物的产生量越来越大、种类繁多、性质复杂,且产生源数量分布广泛,管理难度较大。
危险废物对环境的危害日趋严重。
特别近几年在我国部分地区发生的非典疫情更显现出医疗废物安全处置的紧迫性。
据统计,1995年我国共产生危险废物2618.4万吨,其中45.4%得到综合利用,9.8%得到安全处置,28.9%处于贮存状态,15.8%被排放至环境中。
由于危险废物的管理起步晚,所以目前无论从管理法规、管理机构、处理技术的研究和处理处置设施的建设等方面都存在不足,对危险废物的管理和处理处置还处于低水平阶段。
大多数危险废物只是简单堆放或填埋,甚至有一部分危险废物未经处理就直接排入环境,对人体健康和环境造成严重的危害。
1991年至1996年间,平均每年发生固体废物污染事故近60起,经济损失超过90亿元。
加强对危险废物的控制和管理,既是保护我国生态环境和人民身体健康的迫切需要,也是我国履行国际公约的责任。
如何安全、妥善地处置危险废物已经成为当前环境保护的一项重要工作。
1995年10月30日颁布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第三章第二节第二十六条规定:
国务院环境保护行政主管部门应当会同国务院经济主管部门和其它有关部门对工业固体废物对环境的污染作出界定,制定防治工业固体废物污染环境的技术政策,组织推广先进的防治工业固体废物污染环境的生产工艺和设备。
根据《固体废物污染环境防治法》、《放射性污染防治法》、《医疗废物管理条例》及《危险化学品管理条例》的规定,国家环保总局和国家发改委编制了全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划。
对全国危险废物处置目标、原则、布局、规模投资等进行统筹规划,并完善危险废物、医疗废物和放射性废物全过程监督管理体系,力争可以基本实现全国危险废物、医疗废物和放射性废物的安全贮存和处置,消除危险废物、医疗废物和放射性废物污染隐患,为人民健康和环境安全提供保障。
我国政府从可持续发展的高度,以“创新、全面上水平和跨越式发展”的思路,积极创造条件,支持环保部门率先在全国建成了集物化处理、焚烧、安全填埋为一体的现代化危险废物处理处置中心。
同时对公益事业引入市场经济机制也是一次成功的尝试。
坚持环境与经济相协调的可持续发展,走新型工业化道路,大力发展循环经济,一定能够成为生产发展、生活富裕、生态良好、文明发展的国际化大都市。
2.2、我国危险废物填埋技术的发展
由于我国在危险废物处理方面起步较晚,特别是工业危险废物的安全填埋处理方面技术还比较薄弱,整体水平较低。
有些危险废物,如大量的工业废弃物就属于这种性质的废物,必须进行安全填埋,要求如下:
(1)
根据防渗方式的发展变化,填埋场建设历经了3个阶段:
自然防渗阶段,20世纪80年代,城市建设的垃圾填埋场普遍未做防渗处理,依靠天然材料阻隔渗沥液,均为简易填埋场或垃圾堆放场;垂直防渗阶段,早期填埋场场采用了帷幕灌浆工艺进行防渗处理;HDPE膜防渗阶段,1997年我国第一个采用HDPE膜防渗的填埋场投入使用,2002年8月后出现了双层HDPE膜防渗的填埋场并投入使用。
全填埋场必须有满足要求的防渗层,不得产生二次污染,当天然基础层饱和渗透系数小于1.0×10ˉ7cm/s,且厚度大于5米时,可直接采用天然粘土基础层作为防渗层;当天然基础层饱和渗透系数为1.0×10ˉ7cm/s——1.0×10ˉ6cm/s时,可选用复合衬垫层作为防渗层,且高密度聚乙烯的厚度不得低于1.5mm;当天然基础层饱和渗透系数大于1.0×10-6cm/s时,须采用双人工合成衬垫层(高密度聚乙烯)作为防渗层,上层厚度在2.0毫米以上,下层厚度在1.0毫米以上。
(2)填埋时要严格按照作业规程进行单元式作业,做好清污水分流、减少渗沥水产生量;(3)封场后,经监测、论证和有关部门审定后,才能对土地进行适宜的非农业开发和利用。
2.3.垃圾渗沥液处理技术的发展
我国前几年建设的垃圾渗沥液污水处理工程,多半为组合采用普通污水处理工艺或将市政污水处理工艺按照浓度比例放大设计。
尽管工程根据环保要求按照一、二级排放标准进行设计、建设,但实际建成投入使用后难以达到三级排放标准,甚至难以连续稳定进行。
近几年,我国环卫行业专门从事垃圾渗沥液处理技术研究单位和企业的工程技术人员,在总结早期垃圾渗沥液污水处理工程经验、教训的基础上,进行了大量的科学研究和技术开发,取得了一定的进展和成果,并逐步应用于新建垃圾渗沥液处理工程。
环卫行业的人员对垃圾渗沥液的性质及处理方法也由原来肤浅的认识逐步上升到新的高境界
在我国北方地区,由于气候干旱,蒸发量大于降雨量,因此垃圾渗沥液产生量相对较少。
出于技术和经济的原因,部分填埋场采用了回灌的方法处理垃圾渗沥液,运营成本相对较低。
部分填埋场采用现场对渗沥液进行一定处理,再排入城市污水管网,最终与城市污水一起处理。
与市政污水产生量相比,垃圾渗沥液量所占的比例很小,不会造成明显的冲击负荷,可达到较好处理效果。
国外的研究也表明:
BOD5和氨氮平均浓度不超过全部污水负荷的1%~2%时,渗沥液有利于城市污水的处理。
在国外垃圾渗沥液的处理方法还有很多,如双氧水氧化、光催化氧化、纯氧氧化法、电子辐射处理、人工湿地处理等技术,而我国这些技术目前应用还非常少。
目前,建设部和国家环保总局均在组织制定垃圾渗沥液处理的技术标准,以指导我国垃圾渗沥液处理工程项目建设和运营。
2.4填埋气体控制和利用技术的发展
1998年杭州天子岭生活垃圾填埋场利用外资引进技术,建起了我国第一个填埋气体发电厂。
同年底,广州大田山建起了我国第二个填埋气体发电厂。
此后,北京、南京、武汉、鞍山、马鞍山、济南等城市相继建设了填埋气体发电项目并投产。
2002年11月,原国家计委、国家环保总局、国家经贸委、财经部、建设部和科技部等共同编写了《我国城市垃圾填埋气体收集利用国家行动方案》,为垃圾填埋气体的利用提供政策支持。
2002年12月17日,建设部印发了关于加强生活垃圾填埋气体管理工作的通知(建城函[2002]329号文)。
2005年2月28日,我国颁布中华人民共和国可再生能源法,促进可再生能源的开发利用,填埋气体作为一种生物质能,也包括在内。
目前,我国有许多填埋场在积极探讨填埋器体和利用的项目,并积极努力推动相关的CDM项目。
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三、毕业设计(论文)内容
1)收集和查阅有关资料,了解危险废物的成分、特点及特性、要求,完成与本工程相关的文献综述、工艺原理的剖析;
2)通过论证分析和技术经济比较,确定较为合理的垃处理工艺流程;
3)填埋库区各系统的设计:
防渗系统设计;填埋场渗滤液收集系统设计;填埋气体收集和处理系统设计;进行填埋场设备的选型,选择适宜的设计参数,对垃圾填埋场和设备进行工艺计算,确定垃圾填埋场的工艺尺寸及主要构造,选择主要设备的规格、型号及配置,并对垃圾填埋场结构设计、环境监测、电气控制提出要求;
4)进行危险废物填埋场的平面布置设计和高程布置,合理安排处理构筑物(设备)及辅助建筑物的平面布置;
5)选择危险废物浸出液处理站进行工艺平面设计布置;
6)提出运行控制参数、日常分析监测项目及取样点,劳动定员等管理方面的要求;
7)进行危险废物填埋场工程的投资和运行费用估算;
8)计算垃圾填埋场的使用年限。
四、毕业论文(论文)进行方案
1)首先要查找相关的资料,对填埋场场地地貌,地质条件和周边的环境结合城市规划和安全填埋场建设规划,确定填埋场建设的基本内容,场内外的建设条件,充分考虑到建设对周围环境的影响,减少不必要的后期影响;
2)防渗设计:
①在防渗设计中,要充分利用自然条件,将人工防渗和自然防渗结合起来,以便达到更好的经济效益;
②采用水平防渗和垂直防渗的防渗方式,垂直防渗采用防渗幕墙,这样,可以合理利用场地的岩石,只通过少量灌浆而达到有效的防渗的目的,在工程中甚至可以起到比天然防渗更佳的经济效益;
从国内外的实践实用来看,垃圾卫生填埋场防渗材料应用最成功的是高密度聚乙烯,与其它的防渗材料相比,它具有最好的耐久性、较强的防渗性能和经济实用性、较好的摩擦性能,所以采用高密度聚乙烯作为防渗材料具有很强的可行性。
3)控制地表水和地下径流的渗入量:
由于地表水的渗入是渗滤液的主要来源,因此,要充分利用地形,设置良好的供雨水和地下水的导排系统,消除或者减少地表水的渗入量;
4)渗滤液处理:
①根据垃圾填埋场垃圾特点和特性,对渗滤液进行水质水量的预测,充分了解和估计填埋场在起稳定过程中各阶段的特定性质,了解各阶段的产气产水情况,为合理设计和适时调整渗滤液和产气的控制措施提供依据和保证;
②采用可减少渗滤液产生量的填埋技术,如好氧填埋或准好氧填埋;
③垃圾填埋场渗滤液向填埋场内回灌,利用土吸附,土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液的到降解,投资省、效果好,无需专门处理设施,同时渗滤液的回灌可使垃圾保持湿润、提高内部微生物活性、加速填埋场的稳定;
5)危险废物填埋气的控制:
控制系统的作用是减少填埋气向大气的排放量和在地下水的横向迁移,并回收利用甲烷等气体。
工程上对填埋气的控制手段主要有两种:
被动型和主动型,为了便于气体的收集及收集后的处理,采用主动型气体控制即通过空气泵等耗能设备创造压力梯度来收集气体,收集的气体直接燃烧。
填埋气体主控制系统主由抽气机、集气管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、气体处理站以及气体检测设备等组成。
填埋气体的预处理和工艺流程图如下:
6)辅助工程
填埋场的辅助工程包括土建建设、道路工程、集水排水工程、消防工程、供配电设计、自控仪表设计、垃圾计量、通讯、节能、绿化等等。
土建工程:
主要是以综合楼为主体建筑的生活区建筑。
集水排水工程:
主要是道路喷洒、绿化用水、生活用水、消防用水等。
消防
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