一種用于生活垃圾填埋場臭氣控制的工藝探討

楊檳赫，曹占強

(北京首創環境科技有限公司，北京 100020)

1 引言

惡臭氣體是在生活垃圾處置過程中，由于有機物的降解或腐爛等原因而產生的諸如氨氣、甲烷或硫化氫等有害氣體[1]。目前，生活垃圾填埋區的臭氣問題主要表現為：①垃圾堆體內填埋氣體疏導受阻，導致填埋氣的逸散；②垃圾堆體的不均勻沉降產生縫隙，導致臭氣的無序釋放[2]。填埋場惡臭氣體的危害影響廣泛，對人體毒害表現在多方面，如妨礙人體的正常呼吸功能或直接毒害神經系統[3]。根據填埋場的實際情況可采用物理隔離、氣體收集、生物液及植物液除臭等方法控制填埋臭氣的擴散[4]。垃圾填埋場的惡臭污染控制，已經進入到全過程、全方位的綜合管理階段[5]。

在生活垃圾填埋場治理中有原位治理和異位治理兩種模式，原位治理主要采用原位封場和好氧降解的技術方法，異位治理是指將填埋場垃圾全部或部分轉運。對于土地資源緊缺的地區，異位治理所騰退出的填埋場庫容可用于解決飛灰去向或生活垃圾應急處置的問題[6]。但采用該方法涉及垃圾堆體的開挖，若缺少有效的控制措施，填埋臭氣的釋放將會造成嚴重的環境污染問題。為此，本方案就某垃圾填埋場治理項目開挖過程的臭氣問題，采用強制通風預處理和密閉覆蓋大棚的組合工藝措施，實現對臭氣的污染控制，為填埋場異位治理的控臭提供一個新的思路。

2 工藝方案

首先對填埋垃圾進行堆體整形，以確保垃圾堆體的平整度和坡度滿足后續工序要求。在堆體垃圾開挖之前，采取強制通風預處理的方式對垃圾堆體內的有毒有害氣體進行快速抽出處理，有效降低垃圾堆體內填埋氣體含量。垃圾堆體的開挖過程在密閉大棚圍合結構內進行，開挖面外散臭氣經大棚除臭系統有序收集處置后再排放，以實現對臭氣的污染控制(圖1)。

圖1 工藝流程

本方案采取在垃圾堆體上建設充氣膜結構大棚的方式[7，8]，使垃圾開挖在全密閉的空間內進行，實現對填埋場臭氣污染控制的目的。由于垃圾堆體在項目長期運營中會發生不均勻沉降，直接在堆體上建設大棚會造成基礎和膜結構上的應力集中，從而使大棚發生變形和損壞。為解決這一問題，本方案在大棚建設之前對其基礎位置的垃圾進行挖除，開挖出深1.5 m寬1 m的溝槽用以填筑建筑垃圾，建筑垃圾采用分層填筑并壓實，頂面采用水泥砂漿抹面保證平整度滿足要求。大棚基礎采用預制混凝土塊，便于組合拆裝，各塊接縫處采用外拉錨桿固定方式，防治沉降破壞。

在密閉大棚運行過程中，內部空間作業的安全隱患主要來源于填埋氣的釋放。除了對作業人員進行安全培訓和配備防毒面具等防護設備外，大棚內部空間的空氣質量尤為重要。本方案考慮采用強制通風對垃圾堆體進行預處理，使得垃圾堆體在后續開挖過程中填埋氣釋放量能夠明顯降低，并且大棚內部空間換氣頻率采用2 h/次，以保證內部空氣質量滿足施工人員的健康要求。

密閉大棚風機的配備根據內部空間體積和換氣頻率而定，例如膜內空間容積20萬m3，2 h換一次氣，則配備風機數量則應至少滿足每小時換氣10萬m3[9]。填埋氣經大棚內部氣體收集管路收集后，由除臭系統進行處置后再達標排放，除臭系統為兩級洗滌塔+活性炭工藝組合方式。

強制通風系統主要包括注氣/抽氣系統、尾氣處理系統和監測系統。通風預處理區域可根據堆體的開挖能力制定，設計在開挖前堆體需通風5～15 d，24 h連續運行，通風持續時間需根據現場監測情況適當調整。經過強制通風預處理可有效降低填埋氣體濃度，規避后續垃圾開挖施工的安全風險[10]。

3 效果預測

本次工藝方案擬分別對密閉大棚除臭系統排空口、通風預處理系統尾氣排放口、填埋場作業面下風向以及廠區內環境空氣進行效果評估，環境監測計劃如表1所示。

表1 環境監測計劃

根據其他項目的監測結果：廣州市某生活垃圾填埋場場區空氣監測結果中硫化氫最大濃度值為0.12、臭氣最大濃度為28[11]；某城市生活垃圾填埋場廠界處連續多年對氨和硫化氫進行監測，氨的最大濃度值為0.9 mg/m3、硫化氫的最大濃度值為0.045 mg/m3、臭氣濃度最大為43[12]；深圳市生活垃圾填埋采取措施前作業面氨的濃度為15.8 mg/m3、硫化氫的濃度為4.8 mg/m3[13]；天子嶺填埋場填埋庫區空氣中氨的最大濃度值為0.633 mg/m3、硫化氫的最大濃度值為0.691 mg/m3[14]；預測本次工藝的實施可有效控制填埋臭氣向周圍環境擴散，監測結果較上述數值有所降低，最終滿足《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)的二級排放標準。另外，在項目實施過程中需要加強對臭氣濃度與風速、風向、溫度和氣壓等環境因素相關性的調查和研究。

4 結論

(1)本方案采取強制通風預處理和密閉覆蓋大棚的組合工藝措施，可有效預防垃圾填埋場開挖過程的臭氣污染問題，為垃圾填埋場的異位開挖治理提供一個新的思路。

(2)本工藝采用強制通風預處理系統對垃圾堆體內填埋氣進行抽出處理，可有效降低填埋氣體濃度，為后續垃圾開挖創造有利條件。

(3)本工藝采用密閉大棚結構使垃圾開挖處于全封閉空間內，對填埋氣體進行有效的控制和處理，使其不向填埋場周圍擴散，大大降低了填埋場異位治理的環保風險，并且提高了周邊居民對治理方案的認可度。另外，填埋場采用密閉覆蓋工程還可以減少滲濾液的產生，從而減輕填埋場滲濾液處理負擔，降低總治理成本[15]。