全書共分為7章，內(nèi)容主要包括生活垃圾及其區(qū)域性收運系統(tǒng)、生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)、生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)、生活垃圾好氧堆肥與厭氧發(fā)酵技術(shù)、生活垃圾滲瀝液處理技術(shù)、環(huán)衛(wèi)管理與靜脈產(chǎn)業(yè)園、農(nóng)村生活垃圾收運與處理技術(shù)。
本書可作為高等院校給水排水科學(xué)與工程、市政工程、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的教材，也可作為從事生活垃圾處理的技術(shù)人員、管理人員的參考書。
《生活垃圾處理與資源化》是我國首次針對生活垃圾的處理、處置與資源化利用技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)介紹的高等院校本科教材，編者長期從事固體廢物尤其是生活垃圾處理與處置的科研與教學(xué)工作，主導(dǎo)、主持或者參與國內(nèi)大型生活垃圾填埋場、焚燒廠等的設(shè)計與維護(hù)，具有豐富的相關(guān)經(jīng)驗，書中介紹的有關(guān)生活垃圾的處理與處置技術(shù)以及相關(guān)垃圾填埋場、焚燒廠等的技術(shù)與注意事項是編者多年來一線研發(fā)與應(yīng)用成果經(jīng)驗的總結(jié)，對讀者具有重要的參考意義。
生活垃圾是人類社會的必然產(chǎn)物，具有如下特性：①無主性，即被丟棄后不易找到具體負(fù)責(zé)者；②分散性，丟棄后分散在各處，需對其進(jìn)行收集；③危害性，給人們的生產(chǎn)和生活造成不便，危害人體健康；④錯位性，一個時空領(lǐng)域的廢物在另一個時空領(lǐng)域可能是寶貴的資源。目前，我國市政部門收運的、需要進(jìn)行末端無害化處置的生活垃圾大約1.6億噸/年，其污染控制與資源化是城市公共管理及服務(wù)的重要組成部分，是社會文明程度的重要標(biāo)志，也是關(guān)系民生的基礎(chǔ)性公益事業(yè)。發(fā)達(dá)國家生活垃圾治理已經(jīng)從末端處置向全量資源化方向發(fā)展，而我國目前還處于以末端處置為主、資源化為輔的初級階段。
生活垃圾中存在對人體有危害的物質(zhì)或是有害微生物，如致病菌、病毒；或是有機(jī)污染物，如氯化烴、碳?xì)浠衔餁怏w等致癌物、促致癌物；或是無機(jī)污染物，如汞、鎘、鉛、砷、銅、鉻等；或是物理性污染物，如放射性污染物；或是其他污染物，如寄生蟲、害蟲、臭氣等。這些污染物污染著土壤、空氣與水體，并通過多種渠道危害人體健康。
1984年前，我國絕大部分生活垃圾還田利用，之后，隨著生活垃圾組分的日益復(fù)雜化，人們研究出符合“三高”（高含水率、高雜性、高濕垃圾含量）特性的處置新方式，開發(fā)了符合國情的生活垃圾產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，實現(xiàn)了生活垃圾從隨意丟棄到源頭減量與資源回收利用、從簡易堆填到安全可控衛(wèi)生填埋和填埋氣發(fā)電、從露天堆燒到大型爐排清潔焚燒發(fā)電的重大變革，使衛(wèi)生填埋和焚燒發(fā)電逐步成為我國生活垃圾大規(guī)模、快速消納處置的兩大主流技術(shù)。
衛(wèi)生填埋因其方法簡單、投資少和幾乎可以處理所有種類的生活垃圾，而被廣泛使用。針對滲瀝液(又稱滲濾液)滲透對地下水的污染，在衛(wèi)生填埋場的底部和周圍必須鋪設(shè)高性能聚乙烯材料或其他有類似功能的材料，厚度在1.5～2.5mm，同時在其上面還應(yīng)鋪設(shè)至少0.5m的黏土以防止垃圾對襯底材料的破壞。若采用黏土作襯底材料，其滲透系數(shù)也必須小于10-7cm/s，并且厚度大于2m。在襯層上面鋪設(shè)集水和排水盲溝，使?jié)B瀝水能夠及時排出垃圾堆體。排出的滲瀝液必須進(jìn)行有效處理后才能排至水體。在填埋過程中，應(yīng)安裝間隔為50～100m的矩陣型沼氣導(dǎo)排管道系統(tǒng)。填埋時，應(yīng)在盡可能小的表面上堆放垃圾，縮小作業(yè)面。
焚燒發(fā)電法是生活垃圾的一種高溫處理技術(shù)，其大優(yōu)點是減量化和無害化程度高。在溫度為850℃的燃燒室焚燒后，產(chǎn)生的煙氣再通過溫度為1200℃的第二燃燒室徹底焚燒和破壞二英及氯苯(Chlorobenzene,CB)、氯酚(Chlorophenol,CP)、多環(huán)芳香烴化合物(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAH)等化合物，后采用物理、化學(xué)方法進(jìn)一步去除酸性氣體（氯化氫、二氧化硫、氮氧化物等）、煙塵等。生活垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電或供熱。焚燒發(fā)電是以環(huán)境保護(hù)為根本出發(fā)點的，其次才是能源利用。因此，在進(jìn)行垃圾焚燒時，重要的是環(huán)境保護(hù)。國際上經(jīng)常采用的垃圾焚燒爐型一般為機(jī)械爐排，流化床焚燒爐也已經(jīng)得到應(yīng)用。焚燒發(fā)電技術(shù)近年來在我國城市生活垃圾處理中得到快速發(fā)展，國產(chǎn)化率快速提高。
本書是針對給水排水科學(xué)與工程、市政工程專業(yè)特點而編寫的教科書，內(nèi)容包括生活垃圾及其區(qū)域性收運系統(tǒng)、生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)、生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)、生活垃圾好氧堆肥與厭氧發(fā)酵技術(shù)、滲瀝液處理技術(shù)、環(huán)衛(wèi)管理與靜脈產(chǎn)業(yè)園、農(nóng)村生活垃圾收運與處理技術(shù)等章節(jié)。本書也適合于從事生活垃圾處理的工程技術(shù)、管理人員和市政工程和環(huán)境工程專業(yè)人員閱讀和參考。
本書由趙由才任主編，謝偉雪、李金輝任副主編，具體編寫分工如下：趙由才、許碧君（第1章），趙由才、張華、龍燕（第2章），趙由才、孫曉軍、柴曉利（第3章），謝偉雪、牛冬杰、趙由才（第4章），趙由才、李廣科、牛靜、石磊（第5章），李金輝、許碧君、趙由才（第6章），李杭芬、曾、宋楠、羅安然、楊玉杰、趙由才（第7章）。書中內(nèi)容大部分是作者多年來的研發(fā)與應(yīng)用成果，但也參考了國內(nèi)外同行公開發(fā)表的資料，由于作者時間和水平有限，疏忽之處在所難免，請讀者批評指正。
趙由才
2016年6月于同濟(jì)大學(xué)
趙由才，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，教授 博導(dǎo)。 1996 年 1 月起任同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院和污染控制與資源化研究國家重點實驗室 ( 同濟(jì)大學(xué) , 南京大學(xué) ) 副主任，教授， 1999 年 6 月起被聘為環(huán)境工程專業(yè)博士生導(dǎo)師。 1984 年從四川大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)后到北京中關(guān)村中國科學(xué)院化工冶金研究所攻讀博士學(xué)位， 1989 年 12 月起在復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系作博士后研究， 1991 年 10 月到同濟(jì)大學(xué)工作至今。在生活垃圾填埋場穩(wěn)定化、填埋場中礦化垃圾利用原理與技術(shù)、垃圾滲濾液處理、污泥填埋技術(shù)、危險廢物固化和氧化鋅礦清潔生產(chǎn)與資源利用方面作了創(chuàng)新性研究工作。
第1章生活垃圾及其區(qū)域性收運系統(tǒng)1
1.1城市生活垃圾1
1.1.1城市生活垃圾組分1
1.1.2分類生活垃圾物流體系2
1.2農(nóng)村生活垃圾3
1.3城市生活垃圾收集4
1.3.1垃圾收集方式及物流體系4
1.3.2生活垃圾壓縮收集技術(shù)5
1.3.3集裝箱式垃圾收集技術(shù)5
1.3.4生活垃圾綜合收集技術(shù)5
1.4城市生活垃圾貯存6
1.4.1分類貯存6
1.4.2貯存容器7
1.4.3貯存設(shè)施8
1.4.4貯存容器及設(shè)施選址9
1.5城市生活垃圾轉(zhuǎn)運技術(shù)9
1.5.1城市生活垃圾轉(zhuǎn)運形式10
1.5.2生活垃圾轉(zhuǎn)運物流設(shè)計10
1.5.3生活垃圾直接轉(zhuǎn)運技術(shù)13
1.5.4生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運技術(shù)13
1.5.5垃圾集裝化水陸聯(lián)運技術(shù)16
1.6典型垃圾中轉(zhuǎn)站及其工藝設(shè)備16
1.6.1水平推入裝箱式垃圾中轉(zhuǎn)站19
1.6.2水平裝箱式垃圾中轉(zhuǎn)站19
1.6.3豎直裝箱式垃圾中轉(zhuǎn)站19
1.7小城鎮(zhèn)生活垃圾區(qū)域聯(lián)合收運22
1.7.1小城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生規(guī)劃22
1.7.2小城鎮(zhèn)生活垃圾區(qū)域聯(lián)合處理22
習(xí)題與思考題24
第2章生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)25
2.1填埋場建設(shè)26
2.1.1填埋場選址26
2.1.2填埋場防滲材料27
2.1.3填埋場水平防滲結(jié)構(gòu)28
2.2填埋作業(yè)及機(jī)械設(shè)備30
2.3填埋場滲瀝液收集34
2.3.1導(dǎo)流層34
2.3.2收集溝和多孔收集管35
2.3.3集水池及提升系統(tǒng)36
2.3.4調(diào)節(jié)池37
2.3.5清污分流39
2.4生活垃圾填埋場惡臭污染控制40
2.4.1利于惡臭控制的面積最小化作業(yè)面形狀40
2.4.2小作業(yè)面下的精細(xì)化作業(yè)技術(shù)42
2.4.3基于惡臭控制的膜覆蓋材料比選42
2.5基于惡臭控制的填埋作業(yè)集成技術(shù)46
2.5.1作業(yè)面最小化的填埋作業(yè)規(guī)劃46
2.5.2路基箱與卸料平臺鋪設(shè)及道路排水技術(shù)47
2.5.3作業(yè)面負(fù)壓抽吸除臭技術(shù)49
2.6膜下通風(fēng)除臭技術(shù)50
2.7填埋場惡臭污染控制聯(lián)動響應(yīng)與管理體系51
2.7.1惡臭污染預(yù)警系統(tǒng)51
2.7.2惡臭污染響應(yīng)措施52
2.7.3填埋場惡臭污染控制與管理路線圖52
2.8控制作業(yè)暴露面的圍堰作業(yè)技術(shù)53
2.9生活垃圾填埋場穩(wěn)定化53
2.10填埋場生態(tài)恢復(fù)植被選擇54
習(xí)題與思考題55
第3章生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)56
3.1生活垃圾焚燒設(shè)備56
3.1.1爐排型焚燒爐56
3.1.2爐排爐種類57
3.1.3各爐排爐技術(shù)比較61
3.2焚燒爐設(shè)計63
3.3焚燒爐運行64
3.4焚燒工藝輔助設(shè)備65
3.4.1垃圾貯坑65
3.4.2垃圾接收設(shè)施66
3.4.3進(jìn)料系統(tǒng)66
3.4.4燃燒空氣供應(yīng)系統(tǒng)67
3.4.5焚燒灰渣收集系統(tǒng)68
3.5生活垃圾焚燒廠煙氣68
3.5.1煙氣中主要污染物68
3.5.2煙氣污染物控制69
3.6典型煙氣凈化工藝70
3.6.1凈化工藝分類70
3.6.2凈化工藝流程71
3.7煙氣凈化系統(tǒng)及設(shè)備73
3.7.1半干法反應(yīng)塔73
3.7.2布袋除塵系統(tǒng)74
3.7.3消石灰、活性炭貯存與噴射系統(tǒng)74
3.7.4煙氣管道系統(tǒng)75
3.8焚燒飛灰及其穩(wěn)定化處理75
3.8.1典型爐排爐飛灰75
3.8.2飛灰穩(wěn)定化處理76
習(xí)題與思考題79
第4章生活垃圾好氧堆肥與厭氧發(fā)酵技術(shù)80
4.1生活垃圾好氧堆肥81
4.1.1好氧堆肥原理81
4.1.2好氧堆肥分類84
4.2生活垃圾好氧堆肥技術(shù)85
4.2.1好氧堆肥工藝流程85
4.2.2好氧堆肥工藝影響因素87
4.2.3堆肥腐熟度判定89
4.3好氧堆肥系統(tǒng)及設(shè)備92
4.3.1條垛式發(fā)酵設(shè)備93
4.3.2筒倉式堆肥發(fā)酵倉94
4.3.3臥式堆肥發(fā)酵滾筒95
4.3.4多層立式堆肥發(fā)酵塔96
4.3.5槽式堆肥系統(tǒng)97
4.3.6熟化堆肥設(shè)備98
4.4堆肥資源化利用98
4.4.1土壤改良劑98
4.4.2土壤生物修復(fù)99
4.4.3作物施肥99
4.5堆肥的應(yīng)用發(fā)展100
4.5.1好氧堆肥與生態(tài)衛(wèi)生廁所100
4.5.2好氧堆肥與生物質(zhì)炭100
4.6生活有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵技術(shù)101
4.6.1厭氧發(fā)酵原理102
4.6.2厭氧發(fā)酵微生物102
4.6.3厭氧發(fā)酵工藝104
4.6.4厭氧發(fā)酵工藝影響因素105
4.7典型厭氧發(fā)酵設(shè)備107
4.8沼氣、沼液與沼渣綜合利用111
4.8.1沼氣的利用111
4.8.2沼液與沼渣的利用111
習(xí)題與思考題112
第5章生活垃圾滲瀝液處理技術(shù)113
5.1滲瀝液生物毒性113
5.1.1滲瀝液對鯽魚肝臟過氧化氫酶CAT水平的影響113
5.1.2滲瀝液對鯽魚肝臟超氧化物歧化酶SOD水平的影響115
5.1.3滲瀝液CODCr值與鯽魚肝臟染毒時間的綜合作用效應(yīng)評估116
5.2填埋場滲瀝液調(diào)節(jié)池117
5.3生活垃圾滲瀝液厭氧生物處理技術(shù)118
5.3.1上流式厭氧反應(yīng)器UASB厭氧處理工藝119
5.3.2上流式污泥床過濾器UBF厭氧處理工藝119
5.4滲瀝液梯度壓力好氧預(yù)處理技術(shù)121
5.4.1梯度壓力好氧預(yù)處理工藝流程121
5.4.2梯度壓力好氧裝置處理滲瀝液122
5.5礦化垃圾生物反應(yīng)床滲瀝液預(yù)處理技術(shù)127
5.6生活垃圾滲瀝液膜處理技術(shù)129
5.7滲瀝液納濾 (NF)處理技術(shù)130
5.8滲瀝液反滲透 (RO)深度處理技術(shù)131
5.9典型生活垃圾滲瀝液處理系統(tǒng)131
5.10滲瀝液反滲透 (RO)濃縮液深度處理技術(shù)133
5.10.1濃縮液基本特征133
5.10.2過硫酸鉀深度氧化技術(shù)134
5.10.3濃縮液蒸發(fā)技術(shù)136
習(xí)題與思考題137
第6章環(huán)衛(wèi)管理與靜脈產(chǎn)業(yè)園138
6.1我國環(huán)衛(wèi)管理機(jī)構(gòu)138
6.2環(huán)衛(wèi)管理對象140
6.2.1清掃保潔140
6.2.2生活垃圾管理140
6.2.3餐廚垃圾管理141
6.2.4建筑垃圾管理141
6.2.5糞便管理142
6.2.6公廁管理142
6.2.7環(huán)衛(wèi)數(shù)字化管理143
6.3靜脈產(chǎn)業(yè)園簡介143
6.4靜脈產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)與運行145
6.5我國靜脈產(chǎn)業(yè)園建設(shè)的啟示150
習(xí)題與思考題151
第7章農(nóng)村生活垃圾收運與處理技術(shù)152
7.1農(nóng)村生活垃圾管理152
7.1.1農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生及特性152
7.1.2農(nóng)村生活垃圾收集與處理153
7.1.3農(nóng)村生活垃圾管理與對策155
7.2農(nóng)村生活垃圾收集與轉(zhuǎn)運156
7.2.1生活垃圾收運系統(tǒng)156
7.2.2農(nóng)村生活垃圾收運及管理157
7.2.3農(nóng)村生活垃圾收運設(shè)施158
7.2.4生活垃圾收集設(shè)施配置優(yōu)化161
7.2.5農(nóng)村生活垃圾轉(zhuǎn)運站設(shè)置163
7.3農(nóng)村生活垃圾處理與資源化技術(shù)165
7.3.1有機(jī)易腐生活垃圾堆肥處理166
7.3.2有機(jī)質(zhì)生活垃圾熱解處理技術(shù)166
7.3.3難降解干廢物與生活污水共處置技術(shù)168
7.3.4農(nóng)村生活垃圾中廢塑料清潔提質(zhì)技術(shù)169
7.3.5生活垃圾殘渣末端衛(wèi)生填埋技術(shù)169
習(xí)題與思考題170
參考文獻(xiàn)171
填埋場的結(jié)構(gòu)隨填埋場類型的不同而各有特色，目前根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，填埋場類型有不同的分法，分類角度一般著眼于填埋場的構(gòu)造、地質(zhì)類型、地形分類、反應(yīng)機(jī)制等。城市垃圾填埋場的構(gòu)筑方式和填埋方式還與地形地貌有關(guān)，分為山谷型填埋、灘涂型填埋和平地型填埋。
山谷型衛(wèi)生填埋場是一種利用天然的溝壑、山谷對城市垃圾進(jìn)行處理的方式，具有填埋容量大、建設(shè)費用低等優(yōu)點。這種類型填埋場的高差一般較大，地質(zhì)屬于稀釋性與滲透性之間，同時，由于山谷大多位于地下水上游，填埋場對地下水的影響必須重點考慮，因此，雨污水的分流與導(dǎo)排及防滲系統(tǒng)的設(shè)計是此類填埋場安全運營的關(guān)鍵。通常做法是在山谷出口處設(shè)置一垃圾壩，在填埋場上部設(shè)置擋水壩，在填埋場四周開挖排洪溝，嚴(yán)格控制地表水進(jìn)入填埋場。填埋場的防滲有兩種辦法。簡單的是采用垂直密封技術(shù)，在填埋場周圍設(shè)置垂直防滲帷幕。另一種方法是采用水平基礎(chǔ)密封和斜坡密封技術(shù)，在填埋場的底部和邊坡鋪設(shè)防滲襯層。目前我國的填埋場許多為這種類型，如杭州的天子嶺填埋場。
灘涂主要是指位于海灘附近、經(jīng)過長期沖擊淤積而成的灘地。它的場地標(biāo)高低于正常地面。設(shè)計此類填埋場時，首先要在規(guī)劃填埋區(qū)域建造人工防滲堤壩。由于這類填埋場的地下水位較高，因此，其關(guān)鍵點在于地下水防滲系統(tǒng)的設(shè)計。上海老港廢棄物填埋場就是這種類型。
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