固體廢物處理及污染的控制與治理

前言

　　隨著環(huán)境污染問題的加劇，固體廢物對環(huán)境的污染越來越受到人們的關(guān)注，固體廢物的處理與處置是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。固體廢物問題的解決需要從減量化、無害化和資源化等方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)、綜合的管理。從處理與處置方法來看，目前主要有衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥。其中焚燒和堆肥處理對垃圾有特定的要求，如有機(jī)物含量、可燃物比例等。衛(wèi)生填埋可以對所有的固體廢物進(jìn)行處置。許多學(xué)者認(rèn)為：盡管存在著多種處理與處置方法，但固體廢物的填埋處理在將來仍然是最為經(jīng)濟(jì)、方便和適用的處置方法，如發(fā)達(dá)國家69％～73％的城市垃圾是采用填埋方法處理的（Frank Kreith，1994）。目前，我國絕大多數(shù)城市的固體廢物采用了填埋的方法，但由于種種原因，很多填埋場造成了周圍環(huán)境和地下水的污染。目前，我國對固體廢物填埋處理的理論、方法以及填埋場地土壤、地下水污染的模擬預(yù)報(bào)和控制治理等方面的研究尚未廣泛開展，在教學(xué)過程中急需開展這些方面的內(nèi)容，以適應(yīng)實(shí)際工作的需求。針對我國城市垃圾對環(huán)境污染程度越來越嚴(yán)重的現(xiàn)狀，我們較早地開展了城市垃圾衛(wèi)生填埋方式、防護(hù)屏障以及填埋場地土壤和地下水污染的控制和恢復(fù)治理等方面的研究，承擔(dān)并完成了國家自然科學(xué)基金、教育部優(yōu)秀年輕教師基金、吉林省杰出青年基金、國土資源部研究專題和國際合作項(xiàng)目等，取得了一些成果。本書就是在上述研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外新近研究成果編寫而成。全書由趙勇勝、董軍、洪梅編著，各章的執(zhí)筆人為：第一章（趙勇勝）、第二章（董軍）、第三章（洪梅、趙勇勝）、第四章（洪梅）、第五章和第六章（洪梅、趙勇勝）、第七章和第八章（董軍、趙勇勝）、第九章（趙勇勝）、第十章（趙勇勝、董軍）、第十一章（趙勇勝、洪梅、董軍）、第十二章（趙勇勝）、第十三章（趙勇勝、董軍）、第十四章（趙勇勝）。參加與本書內(nèi)容相關(guān)科研工作的研究生有：張偉紅、鄭連閣、朱國營、何連生、李兵、史敬華、王蕾、陳延君、王昊、張文靜、Henry Kibet Rotich、楊繼東、周睿、宗芳、劉瑩瑩、韓融等。自1996年，吉林大學(xué)每年為環(huán)境工程專業(yè)的本科生講授“固體廢物處理工程”專業(yè)課，并不斷對講義進(jìn)行了完善。希望本書的出版能夠在固體廢物管理、填埋處理和污染場地的控制和恢復(fù)治理等方面的學(xué)習(xí)中有所幫助。

內(nèi)容概要

　　《固體廢物處理及污染的控制與治理》以固體廢物的管理為框架，介紹了固體廢物的基本性質(zhì)、廢物的收集和運(yùn)輸、固體廢物的焚燒和堆肥化；重點(diǎn)介紹了城市垃圾的衛(wèi)生填埋處理和已污染的垃圾填埋場污染的控制和恢復(fù)治理理論、方法和措施。具體特點(diǎn)有：全面、系統(tǒng)介紹固體廢物處置與處理的衛(wèi)生填埋方法、理論與實(shí)踐，如“最終堆放理論”、“反應(yīng)堆理論”等；此外，對填埋場防護(hù)系統(tǒng)的研究也是《固體廢物處理及污染的控制與治理》的特色；系統(tǒng)地介紹了固體廢物填埋場地對環(huán)境污染的模擬預(yù)報(bào)、控制和治理的內(nèi)容；充分結(jié)合科研成果，使之具有較強(qiáng)的實(shí)用性?！豆腆w廢物處理及污染的控制與治理》可供環(huán)境、水資源、生態(tài)、國土和資源等領(lǐng)域高等院校的師生，以及相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員和管理人員參考。

書籍目錄

第一章 引言1一、固體廢物的概念1二、危險(xiǎn)廢物及其分類1三、固體廢物造成的環(huán)境問題2四、固體廢物處理現(xiàn)狀3習(xí)題與思考題4第二章 城市固體廢物的基本性質(zhì)5第一節(jié) 固體廢物的來源和分類5一、固體廢物的來源5二、城市固體廢物的分類6第二節(jié) 城市固體廢物的組成6一、城市固體廢物的組成6二、影響城市固體廢物組成的因素6三、城市固體廢物產(chǎn)量變化分析8第三節(jié) 城市固體廢物的特性9一、城市固體廢物的物理特性9二、城市固體廢物的化學(xué)特性10三、城市固體廢物的生物特性11習(xí)題與思考題12第三章 固體廢物處理的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13第一節(jié) 固體廢物處理現(xiàn)狀13一、發(fā)達(dá)國家城市固體廢物處理現(xiàn)狀及發(fā)展13二、我國生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀15第二節(jié) 生活垃圾處理技術(shù)比較16第三節(jié) 固體廢物處理的發(fā)展趨勢17習(xí)題與思考題18第四章 固體廢物的收集、運(yùn)輸及預(yù)處理19第一節(jié) 固體廢物的分類收集與運(yùn)輸19一、城市垃圾的收集與運(yùn)輸19二、危險(xiǎn)廢物的收集與運(yùn)輸22第二節(jié) 固體廢物的預(yù)處理23一、固體廢物的壓實(shí)23二、固體廢物的破碎24三、固體廢物的分選26四、固體廢物的固化32習(xí)題與思考題33第五章 固體廢物的焚燒與熱分解34第一節(jié) 固體廢物的焚燒處理技術(shù)34一、焚燒處理廢物的類型34二、焚燒處理技術(shù)的特點(diǎn)34三、城市生活垃圾的焚燒過程35四、影響固體廢物燃燒的因素35五、焚燒處理技術(shù)指標(biāo)36六、城市固體廢物焚燒廢氣及污染控制37七、熱能的再利用39八、焚燒設(shè)備39九、生活垃圾焚燒廠工藝40第二節(jié) 垃圾衍生燃料化技術(shù)41第三節(jié) 固體廢物的熱分解處理技術(shù)42一、熱解的概念42二、熱解的原理42三、典型固體廢物——廢塑料的熱解43習(xí)題與思考題44第六章 城市固體廢物的堆肥化技術(shù)45第一節(jié) 堆肥化概述45一、堆肥化及堆肥的概念45二、堆肥的作用45三、堆肥的原料46四、堆肥的質(zhì)量及衛(wèi)生要求46五、堆肥化的分類47第二節(jié) 好氧堆肥化47一、好氧堆肥化的原理47二、好氧堆肥化的類型48三、好氧堆肥化過程48四、好氧堆肥化工藝49五、影響好氧堆肥的因素50六、典型好氧堆肥化工藝51七、好氧堆肥化設(shè)備52八、堆肥的腐熟度53第三節(jié) 厭氧堆肥化53一、厭氧堆肥化過程53二、厭氧堆肥化過程中有機(jī)物的分解代謝53三、厭氧堆肥化工藝類型54四、影響厭氧堆肥化的因素54五、厭氧堆肥化裝置55習(xí)題與思考題56第七章 固體廢物的衛(wèi)生填埋處理57第一節(jié) 固體廢物的填埋處理方法57一、衛(wèi)生填埋場及其結(jié)構(gòu)57二、填埋方式58三、危險(xiǎn)廢物的安全填埋60第二節(jié) 填埋場滲濾液及其處理61一、滲濾液的組成與特征61二、滲濾液的產(chǎn)生與控制64第三節(jié) 填埋場氣體及其處理69一、填埋場氣體的組成和產(chǎn)生69二、填埋場氣體的產(chǎn)量70三、填埋場氣體的產(chǎn)生速率72四、填埋場氣體的遷移72五、填埋場氣體的處理和綜合利用73習(xí)題與思考題74第八章 城市固體廢物填埋場的設(shè)計(jì)與建設(shè)75第一節(jié) 填埋場選址75一、填埋場的選址原則75二、填埋場選址程序、方法及適宜性評價(jià)76第二節(jié) 填埋場場地勘察80第三節(jié) 填埋場環(huán)境影響評價(jià)80一、衛(wèi)生填埋環(huán)境影響評價(jià)研究現(xiàn)狀80二、填埋場環(huán)境影響評價(jià)82第四節(jié) 填埋場設(shè)計(jì)87一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及程序87二、城市固體廢物填埋場的構(gòu)成88三、填埋場主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)89第五節(jié) 填埋場防滲系統(tǒng)95一、防滲層及其功能95二、防滲層常用材料95三、天然防滲材料防滲機(jī)理96四、固體廢物填埋場的防滲系統(tǒng)98第六節(jié) 防滲層可靠性評價(jià)102一、極限狀態(tài)方程102二、回歸模型103第七節(jié) 填埋場環(huán)境監(jiān)測104一、填埋場環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目104二、填埋場監(jiān)測104三、地下水監(jiān)測104四、地表水監(jiān)測105五、氣體監(jiān)測106六、最終蓋層穩(wěn)定性監(jiān)測106習(xí)題與思考題106第九章 固體廢物的“最終儲存”處置107第一節(jié) 最終儲存質(zhì)量107第二節(jié) 包容方法108一、對防護(hù)層的要求108二、對場地巖石地層的要求109第三節(jié) 沖淡?衰減方法109一、設(shè)計(jì)思路與原則109二、對下覆地層的基本要求109三、污染物的衰減過程110第四節(jié) 填埋場防護(hù)系統(tǒng)的天然防滲材料111一、天然防滲材料111二、天然防滲材料的改性111第五節(jié) 存在的問題和未來研究趨勢122習(xí)題與思考題124第十章 固體廢物填埋處理的“反應(yīng)堆”方法125第一節(jié) 生物反應(yīng)堆及其特點(diǎn)125一、生物反應(yīng)堆理論125二、生物反應(yīng)堆填埋場的特點(diǎn)125第二節(jié) 反應(yīng)堆方法的原理126一、固體廢物填埋場內(nèi)部微生物作用過程126二、填埋場垃圾的穩(wěn)定化過程128三、影響填埋場垃圾穩(wěn)定化的因素129第三節(jié) 生物反應(yīng)堆中污染物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化132第四節(jié) 滲濾液循環(huán)133一、滲濾液循環(huán)133二、滲濾液循環(huán)處理的特點(diǎn)134三、滲濾液循環(huán)的主要方式134四、滲濾液循環(huán)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)135第五節(jié) 生物反應(yīng)堆處理的強(qiáng)化136一、粉煤灰對生物反應(yīng)堆的強(qiáng)化136二、活性污泥對生物反應(yīng)堆的強(qiáng)化137三、通風(fēng)對生物反應(yīng)堆的強(qiáng)化138四、生物反應(yīng)堆的強(qiáng)化模擬實(shí)驗(yàn)140習(xí)題與思考題144第十一章 固體廢物填埋場的環(huán)境污染145第一節(jié) 填埋場防護(hù)系統(tǒng)145一、吉林市生活垃圾填埋場的污染146二、長春市金錢堡生活垃圾填埋場的污染146三、北天堂垃圾填埋場的污染149第二節(jié) 地表徑流的排泄控制150第三節(jié) 填埋場最終蓋層的破壞151第四節(jié) 填埋氣體控制151第五節(jié) 填埋場的穩(wěn)定性152習(xí)題與思考題152第十二章 固體廢物填埋場環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)153第一節(jié) 確定性的水均衡模型154第二節(jié) 相對危險(xiǎn)性分級模型155第三節(jié) 隨機(jī)模擬模型156第四節(jié) 垃圾填埋場風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的層次遞進(jìn)方法157一、問題識別157二、風(fēng)險(xiǎn)篩析157三、簡單風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)158四、綜合風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)158第五節(jié) 垃圾填埋場污染的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)158一、評分和篩析方法158二、垃圾填埋場地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)163習(xí)題與思考題166第十三章 填埋場環(huán)境污染的模擬和預(yù)報(bào)167第一節(jié) 污染質(zhì)在地下環(huán)境中的運(yùn)移167一、污染質(zhì)在包氣帶中的運(yùn)移167二、污染質(zhì)在含水層中的運(yùn)移168三、地下水中污染質(zhì)運(yùn)移的彌散理論168四、地下水中污染質(zhì)運(yùn)移的阻滯作用171第二節(jié) 污染質(zhì)作用的水文地球化學(xué)原理172一、水文地球化學(xué)概述172二、絡(luò)合作用與氧化還原作用174三、吸附作用與溶解沉淀作用177第三節(jié) 已污染填埋場地的地球化學(xué)環(huán)境179一、實(shí)驗(yàn)材料和方法180二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析180第四節(jié) 地下水中污染質(zhì)運(yùn)移的評估及模擬預(yù)報(bào)184一、地下水中污染暈擴(kuò)展的評估184二、地下水污染的數(shù)值模擬184習(xí)題與思考題187第十四章 填埋場地環(huán)境污染的控制與修復(fù)188第一節(jié) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀188一、國內(nèi)研究現(xiàn)狀188二、國外研究現(xiàn)狀188第二節(jié) 地下水污染的控制與修復(fù)方法技術(shù)188一、地下水污染的異位處理方法189二、地下水污染的原位處理方法189三、植物處理方法190四、自然衰減方法190五、目前地下水污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢191六、地下水污染控制和恢復(fù)治理的基本原則191第三節(jié) 實(shí)例研究192一、北天堂垃圾填埋場概況192二、垃圾填埋場地污染地下水的強(qiáng)化自然衰減193三、北天堂垃圾填埋場地下水污染的控制和修復(fù)202習(xí)題與思考題203參考文獻(xiàn)204

章節(jié)摘錄

　　第一章　引言　　人口、資源和環(huán)境是人類所面臨的三大問題。資源匱乏和環(huán)境污染已越來越受到人們的普遍關(guān)注，特別是由于人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)生的廢氣、廢水、固體廢物（“三廢”）導(dǎo)致的嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)惡化。對于廢氣和廢水，人們很早就認(rèn)識到其危害性，并對其造成的污染的控制和治理給予了高度重視。相對而言，人們對固體廢物危害性的認(rèn)識較晚，對環(huán)境造成污染的控制和治理的研究開展的也晚一些?！　」腆w廢物環(huán)境污染的研究涉及地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地球化學(xué)、生物化學(xué)等多門學(xué)科，內(nèi)容極為復(fù)雜?！　∫?、固體廢物的概念　　1.固體廢物　　固體廢物（solid waste）主要指人類在社會(huì)生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等過程中產(chǎn)生的不具原始使用價(jià)值的廢棄固體或半固體物質(zhì)，包括一般性固體廢物和極具危害性固體廢物兩種。根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）的定義：一般性固體廢物主要包括城市生活垃圾、污水處理過程產(chǎn)生的污泥以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、采礦等活動(dòng)中所產(chǎn)生的固體、半固體甚至液體廢物；極具危害性固體廢物主要指具有放射性、易燃易爆性、毒害性、腐蝕性、傳染性、化學(xué)反應(yīng)性等的固體廢棄物。

圖書封面

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