內容簡介
     《德國固體廢物地下處置技術》共11章,第1章~第9章主要介紹瞭德國固體廢物地下處置技術發展概況、殘存物質和廢物在岩石空間的地下處置(填埋場和廢物處置場的地質技術描述)、廢物地下填埋場的地質條件約束、固體廢物地下運輸技術、轉裝技術、充填技術、運輸總方案的評價方法以及放射性廢物處理技術等。第10章和第11章介紹瞭德國9個礦井對固體廢物地下處置的工作實例和充填技術規程。
  《德國固體廢物地下處置技術》適閤礦山、科研設計院所、高等院校的采礦、環保專業的科技人員、大專院校師生以及管理人員閱讀參考。     
作者簡介
     赫英臣,黑龍江省雞西市人,1941年5月生。河北工程大學教授,中國環境科學研究院兼職教授、谘詢專傢,德國地質學會會員。1962年畢業於黑龍江工學院(現哈爾濱理工大學),於1986-1989年在德國亞琛工業大學(THAachen)工程地質與水文地質研究所進修,獲名譽博士學位。早期研究方嚮主要是煤礦的“三下”采煤技術,主攻方嚮為水體下安全開采,發錶論文50餘篇。自德國進修之後,主要研究方嚮為固體廢物安全處理與處置技術,廢物填埋場的選址技術,地下水保護與汙染控製技術等。曾完成國傢“八五”攻關,“863”和“973”國傢計劃的重大課題與專題,獲多項奬,發錶相關論文60餘篇,專著7部。在德國進修時編著的《固體廢物安全處置與汙染治理技術》(德文版),已成為德國亞琛工業大學的教科書,其他幾部書都是固體廢物處理和處置技術方麵的重要著作。
  作者是我國當前研究固體廢物安全處理與處置技術起步較早、論著較多、經驗豐富的環保技術專傢。     
內頁插圖
          目錄
   1 導論
1.1 概述
1.1.1 殘餘物質和廢物區分的法律基礎
1.1.2 地下填埋場作業內部運輸
1.1.3 運輸、轉裝和堆填工具的劃分
1.1.4 基本概念與定義
1.2 地下填埋場的基本知識
1.2.1 地下填埋場的類型劃分
1.2.2 地下填埋場的安全屏障
1.2.3 廢物地下堆填作業方法
2 德國固體廢物地下處置技術發展概況
2.1 概述
2.1.1 初步評價
2.1.2 任務與策略
2.2 定義與展現的有用空間的解釋
2.2.1 定義
2.2.2 殘餘物質與廢物的二元性
2.2.3 可提供的有用空間
2.3 地下填埋殘渣種類和填埋地點
2.3.1 按廢物技術導則規定的廢物種類
2.3.2 焚燒殘渣
2.3.3 其他産品殘渣
2.3.4 混閤殘渣
2.4 至今地下填埋處置措施的環境影響
2.4.1 地下多組分填埋處置場(類型I)
2.4.2 地下單組分填埋處置場(類型Ⅱ)
2.4.3 井下直接應用處置(類型Ⅲ)
2.4.4 間接應用地下處置(類型Ⅳ)
2.5 可選殘渣類型的産生量評價
2.5.1 按廢物技術導則確定的廢物種類
2.5.2 來自化石能源載體的焚燒殘渣
2.5.3 來自手工業生産和汙染治理的殘渣
2.6 為處置目的的地下空間潛力的調查
2.6.1 鹽礦
2.6.2 煤礦
2.6.3 金屬礦井
2.6.4 石膏礦井
2.6.5 石灰岩礦
2.6.6 花崗岩礦井
2.6.7 其他礦産開采的礦井
2.6.8 地下空間以及空間增長的地區分布概況
2.7 對廢物地下處置將來發展的評價_
2.7.1 地下應用
2.7.2 廢物地下處理的效率和計劃
2.7.3 對地下填埋場的需求
2.8 將來的填埋場場地
2.9 結論和行動計劃
3 殘存物質和廢物在岩石空間的地下處置(填埋場和廢物處置場的地質技術建議)
3.1 保護目標
3.1.1 概述
3.1.2 人的保護
3.1.3 環境的保護
3.1.4 對礦床的保護
3.2 殘餘物質和廢物在岩石空間堆放的基本計劃與證明方案
3.2.1 已有礦井
3.2.2 新開采的填埋空間
3.3 地層
3.3.1 概述
3.3.2 要求
3.4 屏障
3.4.1 概述
3.4.2 地質屏障
3.4.3 地質技術屏障
3.5 勘探、試驗和監測
3.5.1 目的
3.5.2 項目管理
3.5.3 調查方法
3.5.4 成果的應用與評價
3.5.5 建檔(資料匯編)
3.6 填埋殘餘物質和廢物的岩石空間穩定性
3.6.1 概述
3.6.2 對穩定性的要求
3.6.3 穩定性證明
3.6.4 計算方法
3.6.5 建築工程的觀測
3.7 運移過程
3.7.1 概述
3.7.2 數據測定
3.7.3 長期安全分析
3.7.4 數學模型
3.7.5 釋齣計算的計算程序
3.8 保護目標實現的證明
3.8.1 證明的類型和範圍
3.8.2 場址選擇
3.8.3 場地勘探
3.8.4 安全考慮
3.8.5 建設和作業階段
3.8.6 關閉
3.8.7 證明指示序列概況
3.8.8 法規與規範
3.9 附件
3.9.1 殘餘物質和廢物地下填埋原則上適閤的岩層
3.9.2 關鍵詞
4 廢物地下填埋場的地質條件約束
4.1 煤層開采後作為地下填埋場建設利用的地下空間
4.1.1 廢物安全填埋
4.1.2 作為地下填埋利用的煤層開采空間的地質條件約束
4.1.3 水文地質條件
4.1.4 煤礦開采産生的地下空間類型
4.1.5 殘餘物質和廢物充填的可能性
4.1.6 地下填埋可能性結論
4.2 特彆要在岩石力學條件約束下來考慮地下填埋場的廢物處理
4.2.1 環境保護與廢物處理
4.2.2 廢物經濟計劃
4.2.3 在地質介質中填埋的廢物處置
4.2.4 廢物填埋方案設計
4.2.5 安全證明的岩石力學觀點
4.2.6 殘餘物質地下處置場
4.2.7 在鹽礦床地層中礦囊填埋場的支撐狀態是建立數學模型的典型成果
5 固體廢物地下運輸技術
5.1 垂直運輸
5.1.1 藉助罐籠和箕鬥提升的井筒運輸
5.1.2 天井自溜運輸
5.1.3 螺鏇溜槽
5.1.4 充填矸石自流管道運輸
5.1.5 管道運輸
5.1.6 階梯式溜槽
5.2 垂直、傾斜和水平運輸
5.2.1 稠流運輸
5.2.2 稀薄流運輸
5.2.3 氣動運輸
5.2.4 翻鬥提升機和翻轉軸運輸機
5.3 傾斜和水平運輸
5.3.1 軌道運輸機
5.3.2 無軌車輛運輸
5.3.3 連續運輸工具
6 轉裝技術
6.1 堆垛機
6.1.1 結構與功能錶現
6.1.2 潛在的危險
6.1.3 堆垛機的一般情況
6.2 吊車
6.2.1 結構與功能原理
6.2.2 潛在風險
6.2.3 吊車的一般情況
6.3 輥式運輸機
6.3.1 結構與功能原理
6.3.2 潛在風險
6.3.3 輥式運輸機的概況
6.4 礦倉與料倉
6.4.1 結構與功能
6.4.2 潛在風險
6.4.3 礦倉與料倉的一般情況
……
第2部分 應用技術規程
第3部分 采樣與分析
參考文獻      
精彩書摘
     這些物質運輸由於數量大要考慮不同的技術,廢物技術導則(TA.Abfall)規定,在岩鹽礦井填埋場對垂直運輸可用罐籠或導管,然後再用無軌或有軌礦車在巷道裏運輸。
  與地下廢物處理計劃(AKUT,Abfall Konzepte Unter Tage)相關的工作規劃包括有提升、運輸、轉裝、堆填技術等都是這個規劃的重要部分。地下運輸和堆填技術評價則是對所使用的設備進行安全、可操作性和經濟作評價預報。任何運輸、轉裝和堆填工具具有不同性能並對井巷工程的運輸道路,對運輸物品和與運輸係統的其他部分相互作用提齣不同要求。運輸、轉裝和堆填工具要錶明其特性、係統化性能和評價。現有工作目的是麵對現有的采礦工程和已確定的廢物性質藉助現場情況優選齣運輸、轉裝和堆填技術,並研究確定評價方法。
  1.1.1 殘餘物質和廢物區分的法律基礎
  殘餘和廢物物質能在井下處理應由州主管部門發給許可。根據1991年頒布的廢物技術導則,特彆為需要監控的廢物的處理首先規定瞭統一的管理規範。其中對地下填埋場提齣瞭明確要求。
  目前殘餘物質與廢物之間已有法律上的區彆和重要的法律解釋。對於井下輸送要考慮如下3種物質:
  (1)按廢物法規定的采礦本身的廢物;
  (2)按廢物法規定可作為殘餘物質看待可利用的廢物;
  (3)廢物物質,是廢物法也是廢物技術導則指齣的特彆需要管控的廢物。
  按廢物法指齣的廢物是在采礦範疇下的找礦、開采、選礦、地下資源加工和地下作業所産生的廢物。這種廢物包括瞭水洗礦石、選礦過程形成的廢物、鹽殘渣、消費的生産工具等。這種類型的廢物現有的處置就是與其他殘餘物質混閤作成充填材料輸送到井下處理。
  殘餘物質按廢物法的定義是可以進行物質利用的廢物。原則上這種物質能與廢物相同利用,殘餘物質一般是指發電廠焚燒的灰或垃圾焚燒廠産生的灰(在廢物法裏對特彆監控的廢物有明確的規定,廢物法裏還指齣,如果物質不能作為殘餘物質利用,那就必須作為廢物處理)。一種物質的利用,例如在采礦充填時作為充填材料的混閤物,齣於岩石力學,通風技術或安全考慮,這種物質輸送必須按嚴格的采礦標準進行,並把這種地下充填場納入瞭采礦法,按采礦法采礦官方對措施審批並進行監測。      
前言/序言
     應德國聯邦科技部航空航天德國中心國際辦公室的邀請,我與中國工程院劉鴻亮院士作為中國環境科學研究院代錶團成員於1999年8月參觀瞭德國北部的一個固體廢物地下填埋場。Sondershausen過去曾是一個開采鉀鹽的礦井,該礦井和Herfa-Neurode礦井(德國第一個固體廢物地下填埋場)一樣,主要用作危險性廢物和一些一般性固體廢物的地下填埋。我們參觀瞭從地麵廢物供貨、井筒和巷道運輸,直至到堆填空間封閉的全部作業過程。
  通過參觀使我們瞭解到把廢物輸送到地下處置的可行性和一係列的優點,我們認為這確實是環境保護方麵的一項有效措施。我國采礦業發達,地下空間容量大,把廢物運到地下處置也是將來環保政策的發展方嚮。
  為瞭將德國的廢物地下處置技術嚮中國推廣,德國亞琛工業大學的L.Krapp教授發揮瞭重要作用,在他的倡導下我們在1998年成立瞭項目組,為爭取在北京西部門頭溝地區建設第一個廢物處置示範場地做技術準備。《德國固體廢物地下處置技術》一書可以起到拋磚引玉的作用,也會啓發我們更深入去研究固體廢物的地下處置技術。本書內容豐富,除廢物處置的技術方法外,還有運行實例和技術規範方麵的介紹,該書還特彆係統地介紹瞭德國北維州采礦委員會編寫的《固體廢物地下充填技術規程》。該規程的指導思想很明確,就是要使廢物地下處置必須立足於安全;利於保護環境、保護礦床,利於礦井開采,確保作業人員人身安全;使廢物處置一步到位,不齣現二次汙染,遠離生物圈,確保生物圈的生態環境安全。因此,這個技術規程值得我們認真藉鑒學習,深入研究。在此基礎上也要考慮我國廢物地下處置工作應該有一個什麼樣的技術規程作指導,應該有一個什麼樣的技術標準,應以哪些法律規定作為依據,這些問題是我們要麵對的挑戰,我們要盡快做好技術準備。    
				
 
				
				
					歐洲城市化進程中的廢棄物管理與循環經濟轉型:深度解析  本書聚焦於歐洲地區在過去半個世紀中,如何應對快速城市化帶來的環境挑戰,特彆是其在廢棄物管理係統轉型和循環經濟實踐中所采取的關鍵策略、技術革新與政策演進。本書摒棄瞭對特定處理方式(如地下填埋)的單一敘述,而是全麵審視瞭支撐現代歐洲城市可持續發展的多維度的廢棄物價值鏈。   第一部分:政策驅動的範式轉移——從綫性到循環  本部分深入剖析瞭歐盟自1970年代以來,特彆是1990年代“廢物框架指令”頒布後,廢棄物管理理念的根本性轉變。重點分析瞭“生産者延伸責任製”(EPR)如何從理論走嚮實踐,並成為推動産品設計綠色化的核心驅動力。  1.1 歐盟廢棄物層級結構(Waste Hierarchy)的製度化實踐: 詳細考察瞭預防、再利用、迴收、能源迴收及最終處置在不同成員國間的實際權重分配。書中通過對比德、法、瑞三國在執行該層級結構時因曆史和經濟結構差異導緻的路徑依賴,揭示瞭政策工具的靈活性與局限性。  1.2 循環經濟行動計劃(CEAP)的量化目標與挑戰: 本章著重分析瞭歐盟在材料迴收率、限製衛生填埋等方麵的具體目標如何倒逼地方市政係統進行基礎設施升級和市場機製創新。探討瞭“從搖籃到墳墓”嚮“從搖籃到搖籃”轉變過程中,跨國界廢物流動的監管睏境與閤作機製。  1.3 地方政府在轉型中的角色: 考察瞭市級和區域層麵如何通過公私閤作(PPP)模式,引入市場競爭機製,提升有機廢物好氧堆肥和厭氧消化設施的建設效率,以及如何通過財政激勵措施(如隨量計費,Pay-As-You-Throw, PAYT)來塑造居民行為。   第二部分:先進資源迴收技術與市場培育  本書的第二部分著重於現代廢物轉化為二次資源的工程技術和配套的經濟激勵措施,強調高價值材料的閉環流動。  2.1 城市采礦(Urban Mining)的工程學挑戰: 詳細闡述瞭對復雜廢棄物流(如電子電氣廢棄物WEEE和報廢汽車ELV)進行高效分選的技術前沿。內容包括高光譜成像技術在快速識彆聚閤物混閤物中的應用、濕法冶金在稀有金屬迴收中的工藝優化,以及自動化拆解機器人在提高迴收純度方麵的最新進展。  2.2 塑料的化學迴收與生物降解: 區彆於傳統的機械迴收,本章深入探討瞭熱解(Pyrolysis)、氣化(Gasification)和解聚(Depolymerization)等化學迴收技術如何解決塑料汙染的“頑固分子”問題。同時,評述瞭聚乳酸(PLA)等生物基和可堆肥塑料在工業和傢庭堆肥設施中的兼容性測試與環境效益評估。  2.3 建築與拆除廢棄物(C&D)的循環利用: 分析瞭惰性材料(混凝土、磚石)如何通過先進破碎和篩分技術,實現高比例再利用於骨料替代,特彆關注瞭對高品質再生骨料在高性能混凝土配方中的應用案例研究,旨在減少對原生砂石資源的依賴。   第三部分:有機廢棄物的能源化與土壤改良  本部分聚焦於有機廢棄物(食物殘渣、園林廢棄物)的處理,將其視為可再生能源和土壤改良劑的來源,而非簡單的廢棄物。  3.1 厭氧消化(AD)設施的工藝集成與沼氣升級: 詳細對比瞭濕式和乾式厭氧消化係統的適用範圍,著重分析瞭如何通過預處理技術(如熱解或酶解)來提高難降解有機物的消化效率。更重要的是,探討瞭沼氣淨化至生物甲烷(Bio-methane)並通過現有的天然氣管網注入的政策框架和技術瓶頸。  3.2 規模化堆肥的質量控製與衛生標準: 考察瞭強製性高溫階段(如歐盟法規要求的特定溫度和時長)在病原體和雜草種子滅活中的作用。重點介紹瞭堆肥産品(Compost)如何通過重金屬和持久性有機汙染物(POPs)的嚴格篩查,確保其安全迴歸農業土壤,實現營養物質的閉環。  3.3 農業-城市有機物流的優化: 分析瞭在城市中心和周邊郊區,如何設計高效的收集和運輸路綫,以最小化食物殘渣在運輸過程中因分解産生的氣味和滲濾液問題,從而提高整個有機物流鏈的經濟可行性。   第四部分:數字化賦能與消費者參與  現代廢物管理係統的效率提升越來越依賴於信息技術和公眾的深度參與。  4.1 智能分選與供應鏈追蹤: 探討瞭物聯網(IoT)傳感器在智能垃圾箱中的應用,如何實時監測填充水平,優化收集頻次。同時,區塊鏈技術在追蹤高價值迴收物(如鋰電池、稀有金屬)的流嚮、確保閤規性方麵的試點項目。  4.2 行為經濟學在廢棄物分類中的應用: 分析瞭通過精細化設計(如垃圾桶的顔色、開口大小、標簽的清晰度)如何影響傢庭的源頭分類準確性。書中引用瞭多個歐洲城市的案例,展示瞭通過“輕度懲罰”與“顯著奬勵”相結閤的激勵機製,如何顯著提高可迴收物(特彆是乾濕分離)的質量。  4.3 廢棄物數據管理與係統績效評估: 介紹瞭一套基於生命周期評估(LCA)的指標體係,用於評估不同處理路徑對氣候變化、酸化和富營養化的真實影響,從而為決策者提供科學依據,避免“清潔的錶麵工程”掩蓋深層環境問題。  結論:麵嚮未來的可持續城市資源管理  本書總結瞭歐洲在應對復雜城市廢棄物挑戰中的係統性變革,強調瞭技術、政策和公眾參與的協同作用。它提供瞭一個全麵的視角,說明瞭如何將廢棄物視為經濟活動中尚未被充分利用的“原料庫存”,而非單純的末端汙染源,為全球城市規劃者和環境工程師提供瞭寶貴的參考框架。