生活垃圾填埋场生态修复技术

本书以生活垃圾填埋场污染治理与生态修复为主线，全面系统地介绍了垃圾填埋场生态修复技术和工程，包括生活垃圾填埋场问题识别和评估，生态修复基本原理与主要技术(包括原位生物修复、开挖修复和生态封场技术)，以及生态修复过程中渗滤液、气体污染物、场地土壤及地下水污染控制和工程案例，并结合国家“绿色发展”、“双碳”目标和智慧管控的需求，介绍了生态修复填埋场的碳排放核算与控制及数字化运维管理等前沿技术。 本书在综合国内外相关领域最新进展的基础上，结合当前相关技术应用工程展开阐述与分析，旨在为广大读者提供生活垃圾填埋场污染治理和生态修复的全面性知识及可行的技术方案，可供从事垃圾处理及其污染控制相关领域的科研人员、工程技术人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、生态工程及相关专业师生参阅。

何若，教授，博士生导师，浙江省自然科学基金杰出青年基金获得者，浙江省“废物低碳循环与绿色发展国际合作基地”负责人。从1999年研究生开始，一直从事生活垃圾处置与资源化研究与教学工作，作为项目负责人主持省部级以上项目10余项，发表论文100多篇，授权专利11项，作为副主编编写《生活垃圾填埋生物处理技术》著作1部。获浙江省科学技术进步二等奖2项，浙江省高等学校科研成果二等奖1项，中国发明协会奖1项。

第1章绪论1 1.1我国生活垃圾产生与处置现状1 1.1.1我国生活垃圾的产生现状1 1.1.2我国生活垃圾的组成与分类2 1.1.3我国生活垃圾的处置现状5 1.2生活垃圾填埋处理与发展趋势7 1.2.1各国生活垃圾填埋处理现状7 1.2.2生活垃圾填埋处理的发展与趋势10 1.2.3生活垃圾填埋场对环境的影响11 1.3垃圾填埋场污染控制标准体系13 1.3.1建设阶段污染控制标准体系14 1.3.2运行阶段污染控制标准体系15 1.3.3封场修复阶段污染控制标准体系17 1.4垃圾填埋场生态修复与环境意义18 1.4.1垃圾填埋场生态修复的需求与实践18 1.4.2垃圾填埋场生态修复技术20 1.4.3垃圾填埋场生态修复的社会与环境意义24 第2章垃圾填埋场问题识别与评估26 2.1垃圾填埋场基础调查26 2.1.1基础调查27 2.1.2建设及运行管理调查29 2.1.3污染防控设施调查30 2.1.4填埋场抽样检测31 2.2水文地质与工程地质勘察32 2.2.1水文地质勘察32 2.2.2工程地质勘察33 2.2.3周边地质灾害调查34 2.3垃圾填埋区安全调查与评估35 2.3.1垃圾堆体调查与评估36 2.3.2渗滤液调查与评估41 2.3.3填埋气体调查与评估43 2.4垃圾填埋场周边环境调查与评估46 2.4.1地下水环境调查与评估46 2.4.2大气环境调查与评估52 2.4.3地表水环境调查与评估54 2.4.4土壤环境调查与评估56 2.4.5生态调查与评估60 2.4.6新污染物调查与评估61 2.5垃圾填埋场风险判别与修复评估64 2.5.1风险评价技术指标体系64 2.5.2生态修复技术评估70 第3章垃圾填埋场生态修复基本原理78 3.1垃圾填埋场微生态系统与功能78 3.1.1垃圾填埋场微生态系统78 3.1.2垃圾填埋场污染物的释放79 3.1.3垃圾填埋场的功能80 3.2垃圾填埋场生态修复的原理82 3.2.1物理工程作用82 3.2.2物理化学作用89 3.2.3生物作用99 3.3生态修复填埋场中垃圾的降解特性109 3.3.1填埋垃圾的降解特性109 3.3.2填埋垃圾降解动力学115 3.3.3填埋垃圾降解调控因素118 3.4生态修复填埋场中主要污染物的转化120 3.4.1甲烷的转化120 3.4.2含氮化合物的转化123 3.4.3含硫化合物的转化126 3.4.4VOCs的转化129 3.4.5重金属的迁移转化133 第4章垃圾填埋场原位生物修复技术136 4.1垃圾填埋场原位生物修复类型136 4.2垃圾填埋场原位生物修复组成系统141 4.2.1气体系统141 4.2.2液体系统144 4.2.3污染隔离系统147 4.2.4数据监测与控制系统149 4.3垃圾填埋场原位生物修复主要参数与设计151 4.3.1通风量与井位布置151 4.3.2液体回灌量与回灌方式161 4.3.3垂直防渗帷幕设计166 4.4原位生物修复填埋场稳定化过程与评价170 4.4.1原位生物修复填埋场稳定化过程170 4.4.2垃圾填埋场稳定化评价指标174 4.4.3垃圾填埋场稳定化评价方法180 4.5原位生物修复填埋场数字化运维管理189 4.5.1数字化运维模式与技术190 4.5.2数字化运维管理系统190 4.5.3数字化运行系统的监测布点与仪器195 4.5.4数字化修复场景与应用197 第5章垃圾填埋场开挖修复技术200 5.1垃圾填埋场开挖前处理工程200 5.1.1垃圾填埋场稳定化处理200 5.1.2渗滤液降水与排水201 5.2垃圾填埋场开挖修复工程202 5.2.1开挖修复目的202 5.2.2开挖工艺203 5.2.3开挖垃圾脱水预处理技术207 5.2.4开挖垃圾分选工艺211 5.2.5开挖垃圾的处置215 5.3垃圾填埋场开挖修复防护工程与措施218 5.3.1边坡稳定性防护218 5.3.2开挖工作人员的防护措施227 5.3.3污染防治措施229 5.4典型垃圾填埋场开挖修复工程232 5.4.1高水位垃圾填埋场232 5.4.2资源回收利用垃圾填埋场234 5.4.3城市化类垃圾填埋场237 第6章垃圾填埋场生态封场技术240 6.1垃圾堆体整形240 6.1.1垃圾堆体整形流程241 6.1.2垃圾堆体整形方法242 6.2垃圾填埋场覆盖工程244 6.2.1封场覆盖系统245 6.2.2封场覆盖材料247 6.2.3封场覆盖技术248 6.2.4水土流失控制250 6.2.5封场沉降和护坡250 6.3垃圾填埋场水气导排与防护252 6.3.1渗滤液收集导排工程252 6.3.2填埋气体收集导排工程254 6.3.3防洪与地表径流导排工程256 6.3.4地下水污染控制工程257 6.4垃圾填埋场封场绿化260 6.4.1封场绿化原则260 6.4.2封场绿化工程设计程序261 6.4.3土壤改良与植被恢复261 6.5垃圾填埋场封场后维护265 6.5.1水环境影响控制265 6.5.2大气环境影响控制266 第7章生态修复填埋场渗滤液收集与处理技术268 7.1渗滤液来源与特性268 7.1.1渗滤液来源268 7.1.2渗滤液组成270 7.1.3渗滤液产生量274 7.1.4渗滤液水位壅高278 7.2渗滤液收集与抽排系统285 7.2.1渗滤液收集系统286 7.2.2渗滤液抽排系统289 7.3渗滤液处理技术296 7.3.1渗滤液排放标准296 7.3.2渗滤液处理方法297 7.3.3渗滤液联合处理工艺312 第8章生态修复填埋场气体污染物控制技术314 8.1垃圾填埋场气体污染物的组成与影响314 8.1.1气体污染物的来源314 8.1.2气体污染物的组成与影响316 8.2垃圾填埋场气体污染物的迁移扩散320 8.2.1气体污染物的迁移扩散320 8.2.2气体污染物的迁移规律322 8.2.3气体污染物迁移的影响因素324 8.3生态修复填埋场气体污染物的控制326 8.3.1原位生物修复填埋场气体污染物的控制327 8.3.2生态封场填埋场气体污染物的控制334 8.3.3开挖修复填埋场气体污染物的控制338 8.3.4渗滤液收集与处置中气体污染物的控制341 8.4生态修复填埋场气体污染物处理技术342 8.4.1气体污染物排放标准342 8.4.2气体污染物处理技术344 第9章生态修复填埋场地土壤污染治理与恢复360 9.1垃圾填埋场地土壤污染识别360 9.1.1土壤污染特征361 9.1.2土壤污染识别方法364 9.2垃圾填埋场地土壤污染状况调查与风险评估370 9.2.1土壤污染状况调查370 9.2.2土壤环境监测373 9.2.3土壤污染风险评估376 9.3垃圾填埋场地土壤污染修复技术380 9.3.1土壤污染修复技术380 9.3.2土壤污染联合修复技术389 9.4垃圾填埋场地土壤污染修复效果评估395 9.4.1效果评估的验收标准395 9.4.2效果评估的工作程序398 9.4.3修复后的中长期监测402 第10章生态修复填埋场地下水污染控制技术404 10.1垃圾填埋场地下水污染识别技术404 10.1.1地下水污染特征405 10.1.2地下水监测井布设407 10.1.3地下水分析指标410 10.1.4地下水环境质量评价410 10.2垃圾填埋场地下水污染风险管控与修复技术415 10.2.1地下水污染风险管控与修复模式选择415 10.2.2地下水污染风险管控技术418 10.2.3地下水污染修复技术427 10.2.4地下水污染风险管控与修复集成技术435 10.3垃圾填埋场地下水污染修复效果评估437 10.3.1效果评估的工作程序437 10.3.2更新填埋场地块概念模型437 10.3.3地下水样品采集与监测444 10.3.4地下水修复效果达标判断445 10.3.5残留污染物风险评估446 第11章生态修复填埋场碳排放的核算与控制技术448 11.1垃圾填埋场中主要温室气体与排放现状448 11.1.1主要温室气体448 11.1.2温室气体排放现状450 11.2垃圾填埋场甲烷排放模型与碳排放核算453 11.2.1甲烷排放模型453 11.2.2碳排放核算因子457 11.2.3碳排放模型的选择462 11.3生态修复填埋场中的碳减排技术463 11.3.1生态封场填埋场中的碳减排技术463 11.3.2原位生物修复填埋场中的碳减排技术469 11.3.3开挖修复填埋场中的碳减排技术473 11.3.4碳减排技术对比474 11.4生态修复填埋场覆盖土层碳减排技术476 11.4.1覆盖土层中的碳减排微生物476 11.4.2覆盖材料对碳减排的作用479 11.4.3覆盖土层生物碳减排系统484 11.4.4覆盖土层中碳减排的影响因素487 11.4.5覆盖土层碳减排模型492 11.5垃圾填埋场碳减排策略503 11.5.1碳减排政策504 11.5.2加强源头管理505 11.5.3扩大碳信用权交易506 第12章垃圾填埋场生态修复工程实例508 12.1垃圾填埋场现状调查案例508 12.1.1工程概况508 12.1.2第一阶段初步调查509 12.1.3第二阶段详细调查513 12.2垃圾填埋场生态封场工程案例528 12.2.1工程概况528 12.2.2现状调查分析529 12.2.3生态封场工程532 12.3垃圾填埋场开挖修复工程案例546 12.3.1工程概况546 12.3.2现状调查分析546 12.3.3开挖修复工程548 12.4垃圾填埋场原位好氧生物修复工程案例556 12.4.1工程概况556 12.4.2原位好氧生物修复工程556 12.4.3生态修复效果评估560 参考文献563