郭方琴,馬越
對生活垃圾填埋場污染整治對策的探討
——以重慶某生活垃圾填埋場為例
郭方琴,馬越
生活垃圾填埋場引發的惡臭擾民、滲濾液污染等投訴事件屢有發生?,F有生活垃圾填埋場由于設計缺陷、運作不規范等引起的環境污染問題難以通過單一舉措達到良好效果。研究發現,可從加強基礎設施建設、沼澤化區域硬化、垃圾體覆蓋、填埋氣體綜合利用、除臭劑噴灑等多方面實現對生活垃圾填埋場污染問題的綜合治理。
滲濾液;填埋氣;生活垃圾填埋場
隨著人口增長和城市發展,生活垃圾總量增長迅猛,垃圾清運量正在以每年10%~20%的速度增長。據統計,2015年全國生活垃圾清運量為19 142萬t,其中,衛生填埋無害化處理量為11 483.1萬t,占生活垃圾清運量的60%[1]。生活垃圾無害化處理方式主要為衛生填埋、焚燒、高溫堆肥。其中,衛生填埋相對技術更為成熟,運行管理簡單,適用范圍較廣,投資及運行費用較低。因此,衛生填埋作為生活垃圾的常用處置方法,普遍運用于國內外[2]。然而,衛生填埋的二次污染問題也較突出,如惡臭擾民、蚊蠅大量繁殖、滲濾液處理不達標、景觀生態破壞等。近年來,學術界對生活垃圾填埋場二次污染控制方法開展了大量研究,但在實際運作中仍存在諸多問題。我們以現有某垃圾填埋場為例,探討生活垃圾填埋場污染整治的新思路。
垃圾填埋場污染主要表現在大氣、地表或地下水、土壤等3個方面。首先,垃圾填埋場對大氣可能產生污染,生活垃圾填埋場所產生的惡臭氣體包含硫化物、氮化物、烴類物質、鹵素及其衍生物等[3],氨是主要惡臭物質之一,集中在填埋作業面、污泥處理車間和滲濾液調節池等工藝中[4]。采用覆膜工藝,容易積聚甲烷、惡臭物質及其他易揮發性有機物,一旦覆膜發生破裂,則氣體容易形成滲漏[5]。其次,垃圾填埋場對地表、地下水可能形成污染。露天集中堆放或簡易填埋易產生高濃度的垃圾滲漏液[6]。垃圾滲漏液將導致地下水粉質黏土層中的氨氮、揮發酚超標[7],形成種類繁多的水污染物。這些水污染物主要包括總大腸菌群、總磷、氨氮異性生物等[8],同時含有其他超標的致癌物質[9]。垃圾滲漏液還會形成二次污染,一旦垃圾滲漏液擊穿防滲系統,將導致地下水、土壤污染[10]。不過,顧華[11]指出,受到原生沉積環境、降雨等因素限制,滲漏液的污染對地下水質的影響并不特別顯著。第三,垃圾填埋場還容易形成對土壤的污染,這些污染主要以重金屬污染為特征[12],尤其以重金屬汞的污染為主[13]。
針對垃圾填埋場的可能污染,學界提出了一系列的治理對策。首先,在垃圾填埋場的基礎設施建設上,有學者建議利用分流導排設施收集滲濾液,滲濾液處理達標之后再外排,同時增加填埋區植被覆蓋面積[14]。還有學者建議建立“桶”型獨立防滲體系,建立滲濾液管道風險事故應急維修制度體系[15]。其次,引導居民形成良好的生活習慣,強化污染的源頭控制。有些學者建議采用污染的末端治理向過程控制轉變,以降低始端生活垃圾排放量來減少垃圾填埋場污染物的填埋量,從而達到控制垃圾填埋場污染的目的[16-17]。最后,學界還提出利用先進技術和規范日常管理來達到控制和減少垃圾填埋場污染的目的。有學者建議生態系統恢復可采用微生物恢復技術、植被和覆土技術來控制惡臭氣體[18];也有學者建議規范增設地下水環境監測井,開展經常性調查以及時發現污染問題[19]。
案例生活垃圾填埋場位于重慶市某區,距離重慶主城區約70 km。該填埋場總庫容約2.8×106萬m3,自2010年開始運行以來,已經填埋32.5×105萬m3,日填埋量約400 t。該填埋場三面環山,東高西低、北高南低,西南側峽口處垃圾主壩外設置滲濾液調節池。整個填埋庫區內標高在286.5~344.8 m,高差58.3 m。填埋場500 m衛生防護距離范圍內的居民均已搬遷。
填埋場運行7年以來,環保問題日益凸顯,周邊群眾曾多次投訴滲濾液外溢至河溝、臭氣擾民等。2014—2016年,我們針對該生活垃圾填埋場進行了公眾參與調查和環境影響評價,發現該生活垃圾填埋場在設計和運行管理中主要存在如下問題。
第一,基礎設施建設不完善。目前,該生活垃圾填埋場內部設置有1條永久截洪溝和3條臨時截洪溝,用于將3面山體雨水導排至場外。但是,3條臨時截洪溝設計不合理,其中2條臨時截洪溝未接通至填埋庫區外,1條臨時截洪溝最低標高的排水端已被垃圾填實。這導致填埋庫區內實際匯水面積遠大于設計匯水面積。同時,該垃圾填埋場區已填埋區僅采用黏土覆蓋,這使得匯集的雨水容易下滲到垃圾堆體中,形成滲濾液。強降雨時,該垃圾填埋場將產生大量的滲濾液,嚴重超越了調節池的收集能力,導致調節池滲濾液未經處理直接溢至外環境中。
第二,填埋作業不規范。主要表現在以下5個方面:一是填埋場僅采用黏土臨時封場。研究表明,臨時封場區因填埋時間不長,大部分有機物正處于高速降解階段,產氣量較大;然而,黏土封場,氣密性較差,大量填埋氣以無組織方式釋放到大氣中[20]。二是填埋作業后約7天進行一次覆土,未進行日覆蓋,垃圾裸露面大。三是場內雨污分流不徹底,場內大量的滲濾液浸泡垃圾,甚至發展至沼澤化。四是導氣系統排出的填埋氣體散排,未設置燃燒系統或綜合利用。五是填埋過程中未噴灑除臭劑。
該填埋場存在基礎設施建設不完善和填埋作業不規范等問題,近年來屢次遭到周邊居民的投訴。事實上,依據我們對填埋場外惡臭投訴較多的9個居民點的環境監測,9個居民點的空氣中臭氣濃度最大值為 23~34。參照《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)中相關指標,9個居民點的空氣中臭氣濃度均存在超標現象。
在對該生活垃圾填埋場進行詳細的公眾參與調查和環境影響評價基礎上,結合《中華人民共和國環境保護法》(2015年)的第四十二條規定,我們對該填埋場業主單位提出了如下整改措施建議,要求其重點防治垃圾填埋場運行過程中產生的滲濾液及填埋氣等問題,減少對環境的污染和危害。
一是實施改造截洪溝、場區覆膜等雨污分流工程,完善基礎設施建設。首先,對各填埋區表面進行整形,覆蓋1.0 mm厚的HDPE膜臨時封場,并設置3%的排水坡度。其次,在垃圾堆體與山體交界處修建雨水導排明溝,在明溝內鋪設1.0 mmHDPE膜,在溝底及溝斜坡邊放置袋裝沙土壓膜,防止地下水引起凸膜;同時,對明溝覆膜與邊坡原有場底防滲膜進行焊接,確保明溝將雨水排到外環境。此外,在垃圾堆體表面開挖0.5 m×0.5 m的縱橫導排盲溝,連接導氣石籠進行滲濾液導排。
二是強化填埋場的填埋作業管理。先硬化沼澤化區域達到穩定垃圾堆體的目的,采用覆膜減少填埋氣的無組織揮發;再對滲濾液浸泡垃圾區域采用建筑礦渣或粉煤灰等有一定硬度且易吸水又不發脹的材料進行硬化。單個填埋作業區填埋結束后,10日內采用黏土以及HPDE膜進行臨時封場;同時,每日作業結束后,采用HPDE膜對填埋作業區臨時覆蓋,減少垃圾裸露面[21]。導氣系統排出的填埋氣進入火炬燃燒;同時,建設綜合利用系統,將填埋氣經凈化后供周邊居民作為生活燃料。最后,噴灑除臭劑,利用微生物將臭味氣體中的有機污染物降解或轉化為H2O、CO2和其他無機鹽類,從而使廢氣得以凈化[22]。
實施以上整改措施之后,2017年年初,我們再對上述9個居民點的環境空氣臭氣濃度進行了監測。根據監測結果,其中6個監測點位的臭氣濃度小于10,其余3個點的臭氣濃度最大值為15~17,均滿足《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)中臭氣濃度的排放標準。同時,周邊居民反映經過整改后惡臭明顯降低,相關主管部門接到惡臭擾民等投訴頻次也大幅下降。
生活垃圾填埋場在運行過程中,會產生惡臭擾民、滲濾液外排等環保問題。我們以重慶某垃圾填埋場為例,以公眾參與調查、環境影響評價和環境監測結果為依據,對其建設與運行管理中存在的問題進行了詳細的分析,并從完善基礎設施建設、強化填埋作業規范化等方面入手,對該生活垃圾填埋場的污染整治對策進行詳細梳理,結論如下:
一是完善相關基礎設施建設,確保雨水能夠直接排至外環境,保證滲濾液經過處理凈化后排外。二是使用建筑礦渣或煤灰等有一定硬度且易吸水又不發脹的材料對沼澤化區域進行硬化,以達到穩定垃圾堆體的作用。三是采用黏土、HPDE膜等對垃圾進行覆蓋,減少垃圾的裸露面,降低惡臭填埋氣體的外排量。四是建設導氣系統,確保垃圾內產生的填埋氣體更好地進入火炬燃燒;同時,還應建設綜合利用系統,回收利用惡臭氣體,提高資源的循環利用效率。五是在填埋作業過程中,噴灑微生物除臭劑、遮蔽劑等,減少惡臭物質的氣味,降低惡臭污染物的產生量。
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(編輯:唐龍)
F062.2
A
1673-1999(2017)08-0048-03
郭方琴(1983—),女,中煤科工集團重慶設計研究院有限公司環境工程二院工程師,研究方向為環境工程;馬越(1995—),女,重慶科技學院法政與經貿學院2013級資源與環境經濟學專業本科生,研究方向為環境工程。
2017-06-22
重慶市教委2015年度市級大學生創新創業訓練計劃項目“頁巖氣開采對周邊地區的經濟發展與環境影響研究——以涪陵區為例”(201511551360)。