陳雨卉 劉 淵
(1.上海環境衛生工程設計院有限公司,上海 200232; 2.中國市政工程西北設計研究院有限公司,甘肅 蘭州 730000)
淺談生活垃圾填埋場二次污染應對措施研究
陳雨卉1劉 淵2
(1.上海環境衛生工程設計院有限公司,上海 200232; 2.中國市政工程西北設計研究院有限公司,甘肅 蘭州 730000)
隨著垃圾填埋技術的廣泛應用,隨之暴露出的環境問題也接踵而至。本文對垃圾填埋場二次污染的潛在危害進行了一定分析,并淺顯的歸納了相應的處理措施,以消除垃圾填埋場對城市的負面影響,確保生活垃圾處理的安全、環保。
垃圾填埋場;二次污染;處理措施
填埋技術作為生活垃圾的常用處置方法,普遍運用于國內外[1]。與焚燒、高溫堆肥技術相較,該技術較為成熟、運行管理比較簡單,且處理量大、靈活性較強、適用范圍較廣、投資及運行費用較低。但是,選址較為困難、占地面積大、對周邊環境易產生不利影響,如,地面沉降、惡臭、溫室效應、地下水污染、景觀生態破壞等[2]。為避免生活垃圾衛生填埋場二次污染,本文意在指出填埋場建設和填埋操作中所面臨不同污染源所采取的應對措施。
隨著我國社會經濟的高速發展,以及新型城鎮化建設的推廣,生活中產生的垃圾量也隨之增加,據統計,2013年生活垃圾清運量15394.0萬噸,其中衛生填埋處理量10492.7萬噸,占垃圾清運總量的68.2%;2014年生活垃圾清運量17860.2萬噸,衛生填埋處理量12208.8萬噸,占清運總量的68.4%。垃圾清運量在以每年10%到20%增長率遞增,預計到2020年生活垃圾清運量可高達2.15億噸。經國家規范化建設,國內許多垃圾填埋場由簡單堆放處理方式向封閉型或生態型填埋場轉型或提標改造改造,但依然存在超期運行、無序填埋、滲濾液處理不到位加重周邊環境污染等問題。
1.1 城市垃圾填埋氣造成的環境問題
生活垃圾經衛生填埋后,產生的甲烷、二氧化碳占大氣激升總量的5%~20%,加劇了溫室效應[3]。其中,甲烷作為易燃易爆氣體,是填埋場發生火災及爆炸的主要誘因[4]。此外,垃圾填埋場內部散發出硫化氫、硫醇氨等有毒有害氣體,也對人畜和植物產生毒害作用[5]。據統計,垃圾填埋場惡臭影響范圍僅占中國陸地國土面積的0.09%,而其影響到的人口占全國總人口的0.90%,因垃圾填埋場惡臭產生的投訴案件屢見不鮮。
1.2 城市填埋場滲濾液造成的環境問題
首先,垃圾滲濾液成分復雜,含有類及其衍生物、酸酯類、醇酚類、酮醛類和酰胺類等,其中有5污染物已列為我國優先控制污染物[6];其次,垃圾滲濾液污染物濃度化幅度大,與填埋時間、氣候、季節均有關;最后,現階段部分垃圾填埋場受投資規模、地形等條件制約,為經妥善處理的垃圾滲濾液會對地下水及周邊環境造成二次污染[7]。因此,作為高濃度、難降解有機廢水,垃圾滲濾液的收集與處理應急需相關人員解決。
2.1 城市垃圾填埋氣處理措施
近幾年填埋氣處理措施已由簡單的自然排放和集中收集燃燒向能源利用轉移,將填埋氣作為能源加以利用,即直接利用和發電項目。為克服燃氣供應不穩定的難題,王進安[8]等采用填埋氣并網發電技術為阿蘇衛垃圾填埋場創造了可觀的經濟效益。但是,應該考慮燃氣管網等基建的投資和運行維護成本。因此,為實現經濟、社會、環境三者的共同效益,特大型及以上垃圾填埋場應考慮配套甲烷回收利用項目,而火炬燃燒依然作為大型城市垃圾填埋產的首要處理措施,以消除部分甲烷對環境的影響,也可經過預處理用作民用燃料。而填埋場產生的惡臭并沒有十分有效的措施進行處理,已有的方法有物理法、化學法、生物法,物理化學法不能徹底根除臭氣,僅能在一定范圍內縮小惡臭影響范圍,處理不當還容易產生二次污染,且成本較高。生物法的處理效果較物化法較高,但微生物馴化周期長、見效慢,也成為臭氣處理的劣勢。膜分離法、等離子體分解法、電暈法和光催化法作為新興惡臭處理技術,有待進一步的開發和應用。
2.2 城市垃圾滲濾液處理措施
城市垃圾滲濾液一般的處理措施有:物理化學法和生物法。物理化學法一般常用的有混凝沉淀、吸附、高級氧化、超聲波以及膜分離,而生物法一般僅在B/C較高的情況下適用。其中,混凝沉淀和吸附的COD去除率可達到68%-80%;高級氧化(即光催化氧化、Fenton氧化、電解氧化和濕化氧化)對滲濾液處理效果較為明顯,在系統封閉的情況下其COD的去除率可高達90%以上,因此該種方法多用滲濾液的深度處理;超聲波則依靠聲波頻率對有機物進行降解,氨氮和TOC的去除效果較高,可達到90%以上;膜脫離法作為新型處理技術,主要利用膜內外壓力差,對垃圾滲濾液中的污染物質進行阻斷,從而達到分離和凈化的目的,其處理效果穩定且良好,COD的處理率90%以上;好氧生物處理法(活性污泥法、生物濾池、生物膜法和曝氣穩定塘生物濾池)處理滲濾液,COD及氨氮去除率都在80%以上,其中生物濾池的去除率達到了90%。滲濾液處理工藝已經相對成熟,處理工藝間相互組合、取長補短,以此達到理想水質情況。
2.3 城市垃圾填埋場土壤修復措施
土壤污染處理措施有微生物修復技術、植物修復技術以及動物修復技術。微生物修復技術利用微生物自身或之間的吸收、沉淀、固定、供價轉化等方式將有毒有害的重金屬和有機物轉化成無害化的形態的技術,其發展相對比較成熟,但其降解率僅維持在50%-70%。植物修復是利用植物及其根際圈微生物體系的吸收揮發 、 轉化和降解等作用,從而清除環境中污染物的一項新興的環境修復技術。植被是生態系統的基礎,而植被恢復是生態恢復的保障,因此,要恢復生態系統就要先恢復植被。填埋場的生態恢復中要避免根系發達的植物,因為發達的根系會穿透覆蓋層中的防滲系統,會使雨水進入垃圾堆體,從而引起填埋氣的泄露和垃圾堆體的穩定性,污染大氣、影響植被生長。根據城鎮垃圾填埋場的特殊性,生態恢復可以選擇能土壤固化,種植草本植物既抗逆性強、繁殖力旺盛,又不會破壞深層的防滲系統。逐級恢復,增加植被的覆蓋面積,從而鞏固生態系統的穩定。動物修復技術以蚯蚓土壤修復為例,其馴化過程相對較長,降解機理還停留在實驗階段,對土壤中蒽的去除率可達93%,但對于土壤中重金屬的降解具有一定的選擇性。但是,動物修復可能會促使污染物沿食物鏈傳遞,從而影響食物鏈上端動物和人類。
(1)填埋氣的處理方式與填埋場的規格有關,填埋氣的回收利用作為新銳處理方向,依然需要借鑒國外的先進填埋氣利用產業化經驗和商業運作模式,建立現代的填埋氣利用產業和商業運作模式。
(2)填埋場惡臭物質的成分多樣,因此單一的惡臭處理技術不能達到預期處理效果,今后惡臭處理發展的重點應以聯合工藝的開發與應用為主。隨著科學技術的進步,新興的惡臭處理技術也有待進一步開發和應用。
(3)各個地區垃圾滲濾液的處理技術參數及條件控制都有待繼續探索,探討出運行成本低、適用條件廣泛的處理組合工藝成為我們未來研究的主要問題。
(4)為推動植物修復的工程化和商業化應用,科學合理的處置收獲修復植物體將是今后植物修復研究亟需解決的科學問題之一。
[1]張杰,李杭芬,趙由才,等.垃圾填埋場蒼蠅和惡臭污染控制技術研究進展[J].環境污染與防治,2016,38(1):69-75.
[2]陳家軍,張俊麗,裴照濱.垃圾填埋二次污染的危害與防治[J].安全與環境學報,2002,2(3):27-30.
[3]毛友澤,齊東潮,張勝利.垃圾填埋氣制取天然氣的系統工藝及工程應用[J].華電技術,2016,38(4):71-74.
[4]陳松煒,王倫.生活垃圾填埋場填埋氣回收利用[J].寧波化工,2016(1):33-36.
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[6]呂艷菲.垃圾滲濾液處理技術的研究進展[J].能源與環境,2016(3):88-89.
[7]劉增超,何連生,董軍,等.簡易垃圾填埋場地下水污染風險評價[J].環境科學研究,2012,25(7):833-839.
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Study on the Countermeasures of Secondary Pollution of Domestic Refuse Landfill
CHEN Yuhui1LIU Yuan2
(1.Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.,Ltd,Shanghai 200232; 2.CSCEC AECOM CONSULTANTS CO,.LTD, Gansu Lanzhou 730000)
With the extensive application of landfill technology, the exposed environmental problems are followed.In this paper, the potential hazards of secondary pollution of landfill are analyzed, and the corresponding treatment measures are summarized to eliminate the negative impact of landfill on the city and ensure the safety and environmental protection of domestic waste disposal.
landfill;secondary pollution;treatment measures
陳雨卉,碩士,助理工程師, 研究方向為固體廢棄物處理與處置
X21
A
1673-288X(2017)02-0084-02
引用文獻格式:陳雨卉 等.淺談生活垃圾填埋場二次污染應對措施研究[J].環境與可持續發展,2017,42(2):84-85.