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中图分类号:X703.1 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)06-0266-01
一、 垃圾填埋场渗滤液的产生极其危害
垃圾渗滤液是指填埋中的垃圾因为雨水的浸泡和发酵等,在长时间的化学反应作用下,产生的一种高浓度的有机废水。垃圾渗滤液最大的特点是浓度高,因为浓度高,所以其流动的速度特别慢,相对应得渗漏的时间也就特别长。垃圾渗滤液的高浓度性以及有机废水性使其对地表水和地下水都会造成严重的污染。如果建造的垃圾填埋场本身就不符合要求,或者建造在城市用水的周围,那么这个垃圾填埋场本身就是一个极大的污染源,并且其污染的时间跨度与范围是非常大的,相关数据表明,垃圾填埋场造成的污染可以持续几十年甚至上百年,此时间跨度不得不让人警惕。
二、垃圾渗滤液的污染特性和产生量
随着时间与空间的变化,垃圾渗滤液的成分会发生很大的变化,而且往往不同的时间段或者不同区域的垃圾填埋场发生的变化是不一样的。一般而言,对于渗滤液污染特性最具影响的两种因素是堆放的时间与垃圾的成分,除此之外,填埋的方式方法、填埋场的条件等也是影响渗滤液成分的主要因素。因为垃圾的成分非常复杂,既有生活垃圾也有工业垃圾,既有可回收垃圾也有不可回收垃圾,所以对于渗滤液的类型进行判别是一项高难度工作。相关资料显示,垃圾渗滤液中的成分含量非常的复杂且多样,既包括有机污染物,也包括无机污染物,这些不同种类的污染物对水质的污染程度不一。甚至在有些工业垃圾填埋场中还存在着有毒垃圾或者重金属垃圾,这些工业垃圾在处理上所需要耗费的工艺将会更高,所以需要有针对性的进行处理与研究。
三、垃圾渗滤液处理技术的研究发展
1、垃圾渗滤液与城市污水合并处理
从经济与便捷的角度考虑,垃圾渗滤液与城市污水合并处理都是最好的方法,同时也是将来大力倡导的方法。如果要单独建立一个渗滤液处理系统,势必需要投入很大的成本,这既不利于资源的经济使用,也不利于整个社会的整体运行。如果能够根据实际情况,将垃圾渗滤液引入到城市污水处理厂进行处理,一来降低了处理成本,二来还可以增加城市的供水量。当然这一切都得在处理工艺成熟的基础上,同时还要考虑引导的成本,因为如果渗滤液引导的成本过高,或者不是最佳处理方法的话就应该考虑其他的方法。根据卢林川等人的研究表明,如果渗滤液与城市污水按照1:10的比例组合进行处理的话,其最终的出水能够达到国家饮用水的标准,所以,将垃圾渗滤液和城市污水合并处理是有很大的现实意义的。我国沈阳北部污水处理场和沈水湾污水处理场就是将附近的垃圾渗滤液引入到该场,然后将两种水质按一定比例进行处理,而且两大处理场的处理效率和运行效果都很好。
2、垃圾渗滤液的生物处理
生物处理技术在目前是最为推崇的垃圾渗滤液处理技术。因为虽然将渗滤液和城市污水进行合并处理具有很强的现实意义,但是渗滤液的引导成本有时候会很大,这样做会增加整个处理的成本,而且垃圾渗滤液和城市污水合并处理需要很高的技术工艺。生物处理技术不但处理效果很好,而且成本还很低,所以成为了垃圾渗滤液处理的最优方式。一般来说,生物处理技术包括三类:好氧处理、厌氧处理以及好氧―厌氧结合处理。对于这三种方式究竟如何选择,许多学者认为应该根据渗滤液中COD的成分来决定。具体而言就是,当渗滤液中的COD成分大于50000mg/L时,应该先使用厌氧处理技术,然后在后期再使用好氧处理技术或者其他的一些处理技术,其处理之后的效果非常的好。当渗滤液中的COD成分在5000~50000mg/L之间的话,那么应该根据实际情况来决定是选择用好氧处理还是厌氧处理,主要是看哪种方式的效果最佳。当渗滤液中的COD成分小于5000mg/L时,应当采用好氧生物处理技术。当然使用生物处理技术的前提是需要渗滤液中BOD5/COD的值应该大于0.3,因为只有当它们的比值大于0.3时,渗滤液才是可以产生生化性结果的,只有能够发生生化性的渗滤液才可以采用生物处理技术进行处理。
3、物化法
在目前所有的渗滤液处理工艺中,物化法不是最常用的,但却是必不可少的。物化法的缺点是成本较高。但是物化法之所以成为必须存在的处理工艺,是因为其具有自己独特的优点,它的优点是,通过物化法处理的渗滤液其出水水质较为稳定,能够处理生物处理技术所不能处理的渗滤液,同时在处理的效果上比生物处理技术的处理效果还要高出许多。物化法处理技术也称为化学处理法,主要包括混凝沉淀法、化学沉淀法等。因为物化法毕竟成本很高,所以只适合于小规模的垃圾渗滤液处理。生物处理技术能够处理的或者说处理效果较佳的渗滤液是BOD5/COD比值大于0.3的渗滤液,对于小于0.3甚至是COD为2000-4000mg/L时,生物处理技术的处理效果并不好。这个时候采用物化法才是最好的处理工艺,但是这时候最好是属于小规模的处理需要,否则会造成成本太高。在实践中,也会将物化法作为生物处理技术的前置或者后置工艺,当COD浓度较低时,就会在生物处理技术实施之前或者之后采用物化法进行处理。
4、土地处理法
土地处理法是最近几年才兴起的一种处理方式,虽然这种处理方式有多种好处,但是因为其受气候条件的影响较大,所以在实际生活中应用具有一定的局限性。土地处理法的作用原理是通过一定的方式或者手段去除渗滤液中的固体颗粒物以及溶解物,以净化渗滤液的污染成分,而这里的方式与手段主要包括过滤、吸附和沉淀等。在过去的很长一段时间,土地处理法因为受到气候条件的限制只能用于旱地,但是近两年随着科学技术的发展,人工湿地系统也在不断地扩大使用的范围。人工湿地系统不但打破了原有处理系统的局限性,同时还有处理效果好、缓冲容积大的优势,并且成本很低,所以在将来有望成为一种普及的垃圾填埋场渗滤液的主要处理方式。
四、总结
垃圾填埋场中的垃圾组成部分多样,同时因为填满时间以及填满技术的不同都会使得垃圾渗滤液的污染特性和产生量会存在不同。不过虽然渗滤液的种类很多,也无法一一进行分类处理,但是目前我国许多的研究人员通过对某些特定的是可以进行研究与处理,已经取得了很好的成效。在选择处理渗滤液工艺时,一定要区别对待,对于不同的渗滤液要采用不同的处理方式,前文中所提到的三种处理方式只是目前最常见的三种大范围的处理工艺,至于在实际操作中应该选择哪种工艺,还应该根据具体的情况来决定。在选择最佳的处理工艺时,应该首先选取少量的渗滤液进行试验。
参考文献
[1] 李轶伦:好氧回灌法处理城市垃圾填埋场渗滤液的机理研究 [D],中国农业大学,2005(6).
[2] 张贺:垃圾填埋场渗滤液处理技术研究[D],华中师范大学,2014(5).
关键词:低温等离子体;垃圾渗滤液;絮凝剂;化学需氧量
中图分类号:X703文献标志码:A文章编号:1672-1098(2016)01-0046-04
Abstract:The de-COD rules of landfill leachate were investigated from discharge time, discharge voltage, total power input and flocculant adding order respectively by using needle-plate DBD non-thermal plasma reactor. The results showed that the degradation rate of COD increases with the increasing of discharge time, discharge voltage and total power input. The degradation rate increased rapidly at the beginning of treating process. However, when the critical value 14 kV, 6 h and 32.5 W, reached, the increasing speed of de-COD rate became slow. The degradation effect of cooperative treatment process, i.e. non-thermal plasma with flocculants, is better than single treatment process. Further more, using the treatment process of flocculation - non-thermal plasma - flocculation obtained the best de-COD effect. The maximum degradation rate of COD is 62.06% in the investigation.
Key words:non-thermal plasma;landfill leachate;flocculants;COD
垃圾渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中,由于发酵和雨水淋溶、 冲刷, 以及地表水和地下水浸泡过滤产生的污水[1-2]。 垃圾渗滤液一般具有成分复杂、 种类繁多等特点[3],其中有机污染物含有各类芳烃化合物,并且取代基团繁多,无机污染物主要是氨氮和重金属污染[4];污染物浓度高、变化范围大,垃圾填埋场根据其场龄不同,COD变化范围一般在2 000~62 000 mg/L,BOD5范围60~45 000 mg/L[5],填埋初期渗滤液的可生化性较好,随着场龄增加BOD5/COD下降,氨氮浓度和重金属浓度上升,可生化性降低[5-6],某一场龄的垃圾填埋场其渗滤液中污染物浓度还会受降雨量变化影响[7]。
低温等离子体技术是一种高级氧化技术[8],在环境保护领域有广泛应用[9-10]。等离子体被称为物质的第四态,由电子、正负离子、激发态的原子、分子和自由基等离子组成。低温等离子体技术运用于废水净化,主要是利用体系空间中产生的・OH、臭氧、电子、光子、正负离子、活性基团等,氧化废水中的污染物质[9-10]。絮凝沉降是通过降低或破坏污水中胶体ζ电位,通过电中和、吸附架桥、絮体卷扫等过程,将难沉淀降解物质聚并沉淀的过程。
根据垃圾渗滤液的水质特点,单纯采用低温等离子体处理垃圾渗滤液,要达到出水水质标准需要较长放电时间。为减少电能消耗,在低温等离子体处理过程中引入絮凝沉淀工艺,利用絮凝剂沉淀和吸附作用,快速将有机污染物捕捉分离,提高能量利用率[11]。本实验利用低温等离子体协同絮凝剂,通过改变放电电压、放电时间、输入总功率和絮凝剂添加顺序,探寻低温等离子体协同絮凝剂降解垃圾渗滤液的基本规律。
1实验方法
11实验试剂及装置
实验水样取自安徽省淮南市东部垃圾填埋场垃圾渗滤液,水样取回后用玻璃瓶放置在4℃恒温箱中保存,原水样呈黑色,散发难闻恶臭,COD初始浓度6 880 mg/L。本实验使用重铬酸钾法测定垃圾渗滤液COD。涉及的主要试剂有硫酸银、浓硫酸、重铬酸钾、邻菲呤、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、碱式氯化铝(PAC)、去离子水等。
本实验涉及的主要仪器有HCA-100标准COD消解器、79-3型磁力恒温搅拌器、TDGC2接触调压器、P096652C功率放大器、滴定管等玻璃仪器若干。等离子体反应器为自制的针板式介质阻挡放电低温等离子体反应器。反应器为筒状,内径450 mm、 高度100 mm。 上部盖板开有两孔:中心孔用于插入阳极电极铜针, 铜针直径1 mm,下端打磨成针状; 另一孔用于插入冷凝回流管, 避免因放电水温升高而造成水分流失。 反应器底部放置10 mm厚有机玻璃板作为阻挡介质,有机板下面设置铝网作为放电阴极。
12实验过程及方法
220 V交流电经接触调压器、功率放大器后,分别连接至针板式反应器的中心铜针和底部铝网上。水样置于反应器中,反应器上端接冷凝回流管,下部放置磁力搅拌器。整个放电体系的电功率用接触调压器之前的功率表测量,放电电压由高压探头和示波器测量,实验装置如图1所示。
实验前调节铜针针尖与液面距离约8 mm,以保证良好的放电效果。调节磁力搅拌器转速确保搅拌时不会在液面形成明显的漩涡凹面。在放电过程中,阴极和阳极之间的放电空间产生高能电子,同时在放电过程中还会向水体中辐射紫外光与其他活性基团协同降解渗滤液中的有机污染物[12]。COD降解率计算公式为COD降解率=(COD0-CODi)/COD0,其中COD0 和CODi分别为未经处理的原水样和实验测试COD值。
2结果及讨论
21放电时间对COD降解率的影响
取垃圾渗滤液水样50 mL置于等离子体反应器中,放电电压135 kV,连续放电10 h。垃圾渗滤液COD降解率随放电时间变化如图2所示。
放电时间/h
放电30 min后,渗滤液的COD浓度上升了247%;继续放电COD浓度开始下降,1~6 hCOD降解速率最快,COD降解率从131%上升至5523%;6 h之后继续放电,COD降解速率变缓,从5523%上升至6206%。反应初期渗滤液中的大分子有机污染物(例如多环芳烃)在等离子体活性基团作用下开环断键,形成新的可化学氧化的小分子有机污染物,表现为COD上升[13],所以在初始阶段COD降解率为负值。随后小分子有机物在等离子体作用下不断被氧化分解,COD降解率不断上升。继续放电COD降解率上升速度减弱,放电6h之后曲线趋于平稳,说明渗滤液中可被等离子体降解的有机物含量逐渐减少。
22放电电压对COD降解率的影响
取50 mL垃圾渗滤液于等离子体反应器中,放电电压变化范围99~153 kV,放电时间4h。COD降解率随放电电压变化规律如图3所示。
放电电压/kV
放电电压从99 kV升至153 kV对应的COD降解率从2718%升至4608%。
在相同的处理时间内,COD的降解率随放电电压升高而升高。放电电压较低时,在单位空间内产生等离子体活性基团密度较低,所以单位时间内被活性基团氧化的有机污染物的量较少。随着放电电压升高,单位空间内等离子体密度上升,相同时间内被氧化的有机污染物总量上升,表现为COD降解率升高。从图3中可以发现,放电电压在135 kV之后,COD降解率曲线斜率逐渐下降,说明放电空间的等离子体密度已趋于饱和,继续增大电压COD的降解率上升并不明显,在本实验中13~14 kV是较为理想的放电电压。
23输入功率对COD降解率的影响
反应器放电电压不同系统的电能消耗不同。放电电压变化范围99~153 kV,连续放电4 h,对应的系统总功率与COD降解率变化曲线如图4所示。
总功率/W
由图4可知,在放电时间相同条件下,COD降解率随放电系统总功率增大而上升,但是总功率大于325 W,曲线斜率降低, COD降解率上升幅度不明显。增大功率可提高单位体积内的等离子体密度,但当等离子体密度达到饱和时即使再继续增加功率COD降解变化也基本趋于稳定。
24絮凝剂协同作用对COD降解率的影响
取垃圾渗滤液水样50 mL置于等离子体反应器中,放电电压135 kV,放电时间4h。选取碱式氯化铝(PAC)为絮凝剂,单位体积渗滤液中PAC的投加量为60 mg/L,絮凝剂不同的添加顺序对COD降解率影响如表1和图5所示。
将低温等离子体和絮凝沉淀这两种单一处理方式进行比较,直接添加PAC的去除效果优于低温等离子体放电4h的COD去除效果,并且处理时间更短。在絮凝沉淀过程中,通过电中和、吸附架桥、絮体卷扫等过程,将渗滤液中的有机污染物从液相转移至固相,实现了污染物相间转移,但是并没有将污染物净化。将低温等离子体和PAC进行组合,利用絮凝沉淀和吸附作用,快速将有机污染物捕捉分离,提高体系的净化效率,其处理效果优于单一处理方式。放电前投加絮凝剂,可有效降低等离子体的净化负荷,提高净化效率,对COD的降解效果与单独使用等离子体技术在相同电压下处理5~6 h的效果相当。在放电后投加絮凝剂的效果优于放电前投加絮凝剂的效果,渗滤液中大分子有机污染物被等离子体打碎成小分子有机污染物,更易于被絮凝剂吸附去除[11]。采用絮凝沉淀+低温等离子体+絮凝沉淀的处理方式,其处理效果优于上述单一或组合的处理方式,其处理效果与单独采用等离子体技术在相同电压下处理7~8 h的处理效果相当。
3结论
1) 低温等离子体可以有效降解垃圾渗滤液中的COD。放电初期COD浓度短暂升高,继续放电COD浓度降低。本实验放电电压135 kV条件下,放电6 h后COD降解变缓。
2) 在反应器结构不变情况下,提高放电电压可提高有机污染物降解率。但当等离子体密度饱和后,继续提高放电电压COD降解率变化不明显。
3) COD降解率初始阶段随输入总功率增加而上升,当COD降解率达到最大值后(本实验对应总功率325 W),继续增大总功率COD降解率上升不明显。
4) 低温等离子体协同絮凝作用降解效果优于单一处理方式,可提高净化效率和系统输入电能能量利用率。
参考文献:
【关键词】农村生活垃圾,卫生填埋,渗漏
1引言
对生活垃圾的处理中,卫生填埋无疑是占据了最大份额。从整个世界的角度来看,填埋工作大约就占到了70%,在发达国家的运用是极其频繁。比如说:1991年的英国和意大利在对垃圾的卫生填埋处理达到了总处理量90%左右,很多国家的环保局也都详细的制定了填埋场的设计、施工、检测等等标准的法律法规。但是我国在此方面所运用的不广泛,尤其是在农村,毕竟农村尽管近几年发展形式很不错,但与城市条件相比较之下,还是有一定的差距,所以填埋工作在农村生活垃圾处理工作中就会存在着某些问题,而其中,渗漏问题则是最为严峻的一种类型。
2生活垃圾卫生填埋
2.1生活垃圾的概念及分类
生活垃圾指的是在日常的生活中或为日常生活提供服务的活动而产生的固体废物,和法律、行政法规所规定视为生活垃圾的固体废物。生活垃圾主要分为:可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾和其他垃圾四大种类。而目前较为常见的处理方法就是:综合利用、焚烧、卫生填埋和堆肥。
2.2生活垃圾的危害
首先垃圾会占用我们宝贵的土地资源,严重影像农村的生产和生活。且还会破坏植被表面,影响自然环境和生态平衡;生活垃圾自身含有各种有害物质,如果处置不当或是疏漏就会使得其直接污染土壤和空气及水源;同时生活垃圾还包括大量的微生物,而这恰恰也是细菌、害虫等的滋生地和繁殖地,从而会严重的危害的人体健康。
2.3卫生填埋概念及工作原理
卫生填埋又称为固体废物“最终处置”或“无害化处置”,指的是对城市垃圾和废物在卫生填埋场进行的填埋处置。其处理方法是为了有效的防止垃圾对环境造成污染,同时也达到了被处置废物与环境最大限度的隔绝。一般归为陆地处置和海洋处置。
卫生填埋的工作原理就是采取防渗、铺平、压实等方式将垃圾埋入低下,经过长期化学作用和生物作用等使其达到稳定状态,同时对气体、蝇虫等进行治理,从而将最大程度的降低生活垃圾所带来的危害。且根据我国农村地理条件等情况来看,卫生填埋法是相对于适合农村生活垃圾的处理方式。
在卫生填埋设计中包括地下水导排系统、防渗系统、渗滤液收集导排系统、环境监测设施等。而其中最易存在问题的环节就是在防渗系统和渗滤液系统中,一旦填埋场出现了渗漏问题,那么垃圾产生的有害气体和物质等都会随空气和土壤等进入人们的生活,从而造成严重的危害。
3农村生活垃圾卫生填埋渗漏问题的影响因素
3.1淋沥液面高度
在填埋体的淋沥液面高度对于卫生填埋场的稳定性影响很大,而我国的填埋场普遍都存在该现象,尤其是在农村等偏远地区,经济条件和设施设备等都不具备一定的优势的情况下,情况更是严峻。而新的“生活垃圾填埋场污染控制标准”中与国际“生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统,该导排系统应保证在填埋场的运行期内防渗衬层上的渗滤液深度不超过30cm”的规定,都可以看出,淋沥的产生、收集和导排等都是卫生填埋渗漏问题的影响因素。
3.2渗滤液
垃圾渗滤液主要来自于垃圾本身、发酵过程、浸泡而产生的废水。而渗滤液中所含的污染物浓度非常之高,成分复杂,水质恶劣。而在农村环境中,由于技术比较落后,更新换代较慢,所以渗滤液的COD浓度高达几万,且附有高浓度的氨氮,从而就造成了渗滤液含有大量的重金属和病原微生物等有害物质,一旦渗滤液系统没有及时更新或监测,就会造成不可设想的后果。
4处理农村生活垃圾卫生填埋的渗漏方法
4.1完善渗滤液处理方法
⑴由于渗滤液水质复杂,因此再对其进行处理过程中也加大了难度。目前国内还没有较为完善的处理方法。如今主要的处理方式就是:一是与农村污水合并处理,将其就近引入到污水处理厂中,与污水合并进行处理;二是采用渗滤液回灌技术,用适合该农村环境的放啊将卫生填埋场底部所收集到的渗滤液从其覆盖表面或下部重新灌入填埋场;三是直接由渗滤液处理厂处理,主要使用的方法就是生物法好物理化学法。
⑵处理工艺:一是活性炭吸附法,主要勇于去除水中难降解的有机物、金属离子等,一般适用于水量和有机负荷的变化。该方法的管理简便,设备紧凑;二是化学氧化法,其方法可以分解渗滤液中难降解的有机物,从而提高废水的生物降解能力。其中高级氧化技术已经被广泛的运用到了处理渗滤液的工作中。
4.2合适选用防渗材料
目前防渗材料主要有天然防渗材料和人工防渗材料两种形式。人工防渗方法是使用防渗材料将卫生填埋场库区进行场底及边坡铺盖,使得填埋库区形成一个封闭的水系,并用防渗材料阻隔渗滤液的渗漏。目前常用的防渗材料主要有高密度聚乙烯膜、钠基膨润土等。
⑴高密度聚乙烯土工膜防渗层:该材料是一种高性能防渗材料,能随着一定的拉力而伸长变形,且适应一定的地基不均与沉降。具备较好的抗微生物侵蚀和抗化学腐蚀能力。同时对于外界温度、紫外线等气候环境有较好的适应能力。其特点是:机械强烈好、耐热性高、延伸率良好、抗紫外线。
⑵钠基膨润土防渗层:是一种以钠基膨润土为原料,进一步加工成防水板材的防渗材料。将其铺在卫生填埋场的底部,形成一种防渗性能连续的防渗层,从而就可以起到渗滤液外渗的作用。
在农村环境中,比较建议使用高密度聚乙烯土工膜作为防渗材料,因为除了自身特点外,它还具备以下几个优势:防渗效果可靠,与膨润土板防渗能力相比,高出了4个数量级;在卫生填埋场的施工建设中,铺设该防渗层比较容易;其拉伸强度、断裂伸长率、抗刺穿能力等性能都高于其他的防渗材料;接缝强度高,在运输过程和保存管理方面较方便;通过焊接与铺设的质量控制,能够有效的控制其渗漏污水量。因此使用该防渗材料能够有效的将其渗漏问题止于根本。
5结束语
为了能让农村建设的更好,发展的更快,解决好农村生活垃圾是非常重要的,而针对农村环境和经济状况,就需要找到一种投资少、成本低、无二次污染的处理工艺,然后充分利用农村本身的自然资源等,根据自身生活垃圾成分及实际情况来合理的选择处理模式,从而有效的防止其卫生填埋场发生渗漏问题。
参考文献
[1]王建杰,瞿想兰.农村生活垃圾卫生填埋场技术问题的探讨.《中国农业信息》.2013.
[2]代国忠,殷琨. 生活垃圾填埋场防渗浆材配制与成墙工艺研究.《冰川冻土》.2011.
【关键词】垃圾填埋;渗滤液处理;处理工艺;污染控制与治理
由于卫生填埋所产生的垃圾渗滤液,其中包含了较多的有毒物质,对城市环境和土壤都产生了严重的污染,如果不能对其进行有效的处理,则会造成更为严重的污染。当前,针对垃圾填埋渗滤液的处理技术已经在国内外得到了较为广泛的研究,而且也在实际工作中进行了应用。
1.渗滤液的产与影响因素
1.1渗滤液产生
在城市垃圾处理时,进行卫生填埋是常用的以一种处理方式,其对于环境来说,一方面通过填埋的方式减少垃圾敞开对环境造成的影响,另一方面却容易产生渗滤液,对环境造成污染。渗滤液指的是垃圾在进行填埋之后,由于自然环境因素或者是其他因素影响下所产生的一种高浓度的有积水。渗滤液的产生途径主要有以下几个原因:一是垃圾本身所含有的水分;二是由于自然降水或者是江河径流所产生的水分;三是垃圾填埋后由于微生物的分解作用而产生的水分。由于垃圾本身就含有一定的水分,所以在南方部分地区所产生的垃圾渗滤液的主要来源仍然以降水为主,而其他地区的渗滤液则是多种因素形成的。
1.2渗滤液水质的影响因素
一方面,垃圾本身对于渗滤液的水质有着一定的影响,而且这种影响是原发性的。在渗滤液中所包含的BOD、COD等物质主要是来源于厨房垃圾中的有机物。而在炉灰、脏土中所包含的有机物则对于渗滤液中的物质浓度有着一定的影响,因此,如果在垃圾中含有大量的炉灰和脏土,则会对渗滤液中的有机物浓度产生较大的影响。同时,不同的城市由于居民生活水平和生活习惯的不同,使得城市垃圾中的BOD、COD等物质的含量也有所不同。另一方面,垃圾填埋工艺也会对渗滤液水质产生重要的影响。如果垃圾填埋场的周围存在着径流,在对径流和地下水进行有效的截留措施下,则能够减少渗滤液中的水分,使得渗滤液中的有机物含量较高;而如果无法对垃圾填埋场周围的径流和地下水进行有效的截留,则会使得水分流入到垃圾填埋场中,使得产生的渗滤液浓度较低,降低垃圾渗滤液中的有机物含量。
2.垃圾填埋渗滤液处理技术
2.1生物处理技术
生物处理技术一般可以分为好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术两种,另外,在特殊情况下也会使用厌氧-好氧联合处理的方法。
(1)好氧生物处理。好氧生物处理技术在当前的垃圾填埋渗滤液处理中已经得到了广泛的应用,其中所包含的活性污泥法、生物滤池方法等也都在相关的研究领域取得了较大的进展。利用好氧生物法,能够使渗滤液中的BOD、COD等得到有效的降低,而且能够将渗滤液中的铁、锰等金属得到有效的去除。但是,由于渗滤液的质量随时可能会受到外界因素的影响而发生变化,所以在使用好氧处理技术时,一般很难达到要求的标准。
(2)厌氧生物处理技术。厌氧生物处理技术将以往传统的液体处理方法中的弊端进行了有效的避免,比如水力停留时间过长或者是负荷过低等问题,而且在实践方面也取得了较多的经验。厌氧生物处理技术在处理渗滤液方面,具有动力耗能低、剩余污泥量少的特点,因此在近年来也得到了广泛的应用,尤其是厌氧生物滤池法的应用,更是在针对废液处理方面取得了较大的进展,但是在实际应用过程中,将厌氧生物处理技术单独应用的实践还较少。
(3)厌氧-好氧联合处理法。由于垃圾填埋产生的垃圾渗滤液是一种有毒有害的物质,因此如果单独的采用好氧处理方法或者是厌氧处理方法,往往无法取得理想的效果。因此,当前的生物处理工艺中,将厌氧-好氧两种生物处理技术进行联合使用的工艺应用的较为广泛,将两种工艺进行有效的结合,处理的效率得到了明显的提高,而且对于渗滤液中BOD和COD也有更好的去除效果。
2.2生物膜处理技术
醋酸纤维在上世纪60年代产生,其促进了膜分离技术的快速发展与应用,也应用到了垃圾填埋渗滤液的处理方面。常用的膜处理技术中包括反渗透、超滤和纳滤等分离技术。反渗透和超滤技术联合处理垃圾填埋渗滤液的效果十分明显,能够将COD与色度等进行有效的去除,效率达到98%以上。膜处理技术也由于操作简单、处理效果较高等优势而得到了广泛的应用。当前,在国内很多大型的垃圾填埋场都使用或者是筹划使用生物膜处理技术。但是其中所涉及到的工艺中,反渗透工艺的重点环节的成本较高,而且消耗量很大。为了减少膜表面受到机械或者是污水中毒素的影响,需要在使用膜处理之前对渗滤液进行一定的处理,才能够确保膜的使用性能得到充分的发挥,延长膜的使用寿命。另外,使用膜处理技术进行处理的渗滤液中会遗留大量的污染物需要进行及时的安全处理,这样才能有效的消除渗滤液对环境和土壤造成的污染。
3.结束语
当前,垃圾卫生填埋已经成为了城市生活垃圾处理的主要方式,也是应用较为广泛的一种垃圾处理技术。虽然将垃圾进行填埋能够减少垃圾对开放的环境所带来的影响,但是埋入到地下的垃圾则会由于渗漏、排水等因素的影响,而产生渗滤液,对土壤、资源等造成一定的污染,因此,要不断的加强对渗滤液的分析并且对其进行有效的治理与控制,才能不断的减少生活垃圾填埋渗滤液对城市环境造成的污染。
【参考文献】
[1]蒋海涛.城市生活垃圾填埋场渗滤水处理技术研究[D].同济大学环境科学与工程学院 同济大学:环境工程,2002.
[2]孙英杰,徐迪民,胡跃城.城市生活垃圾填埋场渗滤液处理方案探讨[J].环境污染治理技术与设备,2002(03).
[3]熊向阳,蔡辉,陈刚,张海宇.生活垃圾填埋场渗滤液处理规模的探讨[J].给水排水,2011(07).
关键词:垃圾填埋;生态环境;治理途径
垃圾是人们进行生产和生活的主要产物,如果没能及时对其进行处理或是处置不合理必定造成环境的污染。进行垃圾处理的时候,能够采取许多方式,比如,焚烧、堆肥以及填埋等方式,其中,垃圾填埋是当前时期运用最多的处理方式,而此类方式对环境产生的污染也最严重,下面将进行具体的分析。
一、垃圾填埋的生态环境问题分析
垃圾填埋方式由于处理量多和操作简便的优势已经成为了垃圾处理的主要方法。但对垃圾进行填埋之后会形成很多有害气体和渗滤液,对四周生态环境产生了非常大的污染,并会威胁和损害周围人民群众的健康。一般情况下,填埋方式形成的生态环境问题为如下几点:
1.填埋方式形成有害气体垃圾填埋就是把各种垃圾进行集中后,大部分有机垃圾就会经过微生物厌氧降解作用将垃圾转换成气态,但垃圾填埋形成的气体通常为甲烷与二氧化碳气体。此类气体会对
生态环境产生不良影响,不良影响一般有如下几类:第一,使温室效应更加严重化。目前,已知的温室气体构成中,二氧化碳气体、甲烷气体和一氧化氮气体为主要的温室气体。因此,垃圾填埋所形成的甲烷气体和二氧化碳气体会加重温室效应;第二,污染大气。垃圾填埋形成的气体很大程度污染了周围的空气质量,对周围生活的人民群众的身体健康产生了严重威胁;第三,一定程度破坏了四周的植被。因填埋场形成的有害气体对植被四周的氧气有不小的损害,导致垃圾填埋场周围的植被遭到很大的负面影响,最终造成四周植被生长缓慢,严重的还会导致植被不能正常的进行生长;第三,对地下水产生的影响。有机垃圾通常具备挥发性,则难免会挥发到周围的地下水中,进而很大程度的污染地下水资源,对水资源周围人们的身体健康产生很大的影响。
2.垃圾填埋形成的渗滤液的危害
垃圾填埋产生的渗滤液即使垃圾自身含有的水分或是其他水分,例如,降雨和融雪产生的水,消除垃圾和覆土的饱和持水量之外,经过垃圾层和覆土层后产生的高浓度废水。具体来讲,垃圾填埋的渗透液通常是因为降水,也是由于垃圾本身就存在的水分,还有就是垃圾遭到降解产生的水分。垃圾填埋产生的渗透液,一方面对周围的水源产生很大影响,另一方面对周围土壤和植被产生很大的破坏。另外,此类垃圾填埋渗透液所产生的污染和破坏非常持久,受到污染和破坏的环境通常很难得到有效的恢复。
3.垃圾填埋形成其他类型的不良影响
垃圾填埋不仅会造成以上两类不良影响之外,还极易形成其他类型的影响:首先,垃圾填埋要占用一定范围的土地;其次,极易形成沉降问题。因把垃圾进行填埋后,垃圾就会进行持续的降解,且进行填埋的过程中,为将垃圾均匀压缩,因此,长期的稳定化之后,地面就会发生沉降问题,其不但很大程度对四周的生态环境产生影响,还会提升生态环境的恢复难度;最后,进行垃圾填埋之后,因垃圾讲解会产生甲烷等可燃气体,或者垃圾中本身就存在易燃物和爆炸物,则会形成火灾与爆炸风险。
二、垃圾填埋污染的治理方式
针对垃圾填埋对环境产生的各类不良影响,为保证经济和环境可持续发展,应用科学有效的应对方案对治理和恢复填埋场四周环境具备非常重要的意义。以下为治理垃圾填埋污染的主要方式:
1.提升治理技术以减少垃圾渗滤液产生的污染
对于垃圾填埋场形成渗滤液产生的污染,需通过防渗处理工艺对渗滤液进行治理,能够很大程度上降低垃圾渗滤液产生的污染,其中处理技术的优化是垃圾渗滤液治理的主要部分。为了减少垃圾渗滤液量,把垃圾渗滤液进行回灌是相对科学的方式,此类方式可以提高微生物活性,提升降解的速度,最终提升垃圾稳定化速度。另外,把渗滤液和生产生活污水实行整合治理同样属于一类切实有效的方式,但此类治理方式需渗滤液水质和生产生活污水的规模彼此对应,防止由于渗滤液并入形成的其他污染。由此可见,优化渗滤液治理技术对减轻污染有很大的作用。
2.设立导排气体系以降低垃圾填埋产生的气体
垃圾填埋的时间对气体形成量有直接的影响,填埋的时间更短,产生的气体就更多,而垃圾填埋时间更多,产生的气体就更少。相关研究可以看出,垃圾填埋产生的气体对四周的植被有直接的影响。所以,需尽可能降低填埋垃圾产生的气体,以确保周围植被的正常生长,那么,建立导排气体系就变得非常关键。
3.对已关闭的填埋场四周植被进行恢复
为切实减轻填埋场对四周生态环境产生的影响,有效施行垃圾污染治理的长远发展政策,对已关闭的填埋场四周植被进行恢复,保证周围植被生长已经迫在眉睫。做好这方面的工作,不仅能够缓解垃圾填埋产生的环境污染,还可以切实改善填埋场四周的环境。尽管当前能够借助已经关闭的处理场提升农业、林业以及其他领域的发展,可进行再利用之前,恢复工作依然不可或缺。因此,应用此类治理方案就非常重要,对处理场四周的植被进行恢复,能够改善周围的生态,还可以获得人们的理解与支持。
总结:
总而言之,垃圾填埋对生态环境产生很大的污染,其不仅对环境产生影响,对填埋场周围人民群众的身心健康也产生严重的威胁和损害。所以,需提高对垃圾填埋的重视程度,应用多途径和措施治理垃圾填埋产生的污染,进而保护生态环境,最终实现经济发展和生态环境的和谐发展。
参考文献:
[1]陈鹏远.垃圾填埋的生态环境问题及治理途径[J].中国高新技术企业.2015(18):93-94.
[2]李婧;陈森;周艳文,等.城市生活垃圾填埋场的环境问题及其治理研究[J].安徽农学通报.2015(13):75-78.
[关键词]MBR纳滤
近年来随着城市生活垃圾填埋场的不断建设,垃圾渗滤液的处理问题也日益凸显出来,垃圾渗滤液对垃圾场周围的水体环境造成严重的污染,如何处理垃圾渗滤液成了一个需要迫切关心的问题。为了更好地控制垃圾渗滤液产生的影响,国家环保部于2008年4月颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16899-2008),对新建垃圾填埋场渗滤液出水COD标准限值由100mg/l调整为60mg/l。为满足新标准的要求,本文推荐采用MBR-纳滤处理的工艺进行垃圾渗滤液的处理。
1垃圾渗滤液的性质
填埋垃圾在生物降解过程中产生的液体和各种渗入填埋场的水混合后,如总量超过了填埋场垃圾的极限含水量,多余部分就以渗滤液的形式排出。垃圾渗滤液中含有高浓度的有机物及重金属离子。渗滤液中的主要污染物指标有COD、BOD、氨氮、SS、pH、细菌、大肠菌群等。垃圾渗滤液水质的特点见表1。
表1垃圾渗滤液水质特点
指标 特点
色味 呈淡茶色或暗褐色,色度一般在2000~4000之间,有较浓的腐败臭味;
pH值 填埋初期pH为6~7,呈弱酸性;随着时间的推移,pH可提高到7~8,呈弱碱性
BOD5 随时间和微生物活动增加, BOD5也逐渐增加,填埋6个月至2.5年,达到最高峰值,此时BOD5多以溶解性为主,随后BOD5开始下降,到5~6年填埋场稳定化为止;
CODCr 填埋初期CODCr略低于BOD5,随着时间的推移,BOD5急速下降,而CODCr下降缓慢,从而CODCr高于BOD5。渗滤液中的BOD5/CODCr的比值较高,说明渗滤液较易生物降解,封场后2~5年中BOD5/CODCr的比值逐步降至0.1,后期难生化降解成分占主要。
SS 一般多在300mg/l以下,垃圾填埋高度愈高,SS值下降。
P 渗滤液中含磷量少,生化处理中应适当增加与BOD5相当比例的磷。
重金属 生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,一般不会超过标准,但若与工业废物或污泥混埋时,或填埋盖土为酸性红壤时,重金属含量增加,超标可能性大。
细菌 渗滤液含有毒有害物质及细菌病毒、寄生虫等,大肠杆菌数量很大。
渗滤液水质受垃圾组成、成份、填埋方式、季节、垃圾分解不同阶段等诸多因素的影响,变化范围较大。国内部分地区垃圾渗滤液的水质见表2。
表2国内部分地区垃圾渗滤液水质单位:mg/l,pH除外
BOD5 CODCr SS NH3-N pH
漳 州 2000 4000 300 500 6~9
宜 昌 1500 3000 600 300 6~7
上 海 200~4000 1500~8000 30~500 60~450 5~6.5
杭 州 400~3000 1000~5000 60~650 50~500 6~6.5
广 州 400~2500 1400~5500 200~600 130~600 6.5~7.8
2国内垃圾渗滤液处理方式
国内垃圾渗滤液常用的处理方法有回灌法、物化法和生化法。循环回灌法处理能力有限,操作环境差,不适于年降水量大的南方。物化法处理成本一般较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理。生物处理分为厌氧处理、好氧处理和好氧与厌氧结合处理法。目前生物处理法国内应用较多的一般为好氧和厌氧的组合工艺。组合工艺主要适用于高浓度垃圾渗滤液。在氨氮的质量浓度较高的渗滤液处理工艺流程中,一般采用先氨吹脱,再进行生物处理。组合处理工艺处理效率高,污泥沉淀性能好,经济合理,技术成熟,已在废水治理领域广泛推广,但是对于可生化性低,难降解的有机物以及毒性高的废水,则处理效果较差。深圳下坪垃圾填埋场采用氨吹脱-厌氧生物滤池-SBR工艺,设备运行良好,出水稳定达标。
近年来,随着膜技术的发展与推广,反渗透成为处理垃圾渗滤液的主要方法,这是由于反渗透具有高效的截留污水中溶解态的无机和有机污染物的特性。但是在应用过程中,反渗透的缺点和不足日益显露,主要是操作压力大,能耗较高,设备损耗大,维护管理困难。为克服上述缺点,减少操作难度,各国的研究者相继把目光转向了操作压力较低、运行管理方便的纳滤技术,本文主要介绍MBR-纳滤垃圾渗滤液处理工艺。
3MBR-纳滤处理工艺
近年来,国内MBR工艺处理垃圾渗滤液发展较快。由于MBR对垃圾渗滤液中的有机物进行了生化降解,不存在浓缩液需要进一步处理的问题,单一的MBR工艺出水不能达到国家二级以上的排放标准,往往需要配合NF、RO、活性炭等后续处理工艺以满足新的渗滤液排放标准。目前青岛小涧西垃圾填埋场、北京北神树垃圾填埋场、佛山高明白石坳填埋场、哈尔滨西南垃圾填埋场等多家垃圾处理厂采用MBR十NF系统处理垃圾渗滤液,并取得了良好的处理效果,其中处理规模最大的为佛山高明白石坳填埋场,处理规模达到860t/d。MBR十NF工艺处理垃圾渗滤液的常见工艺流程图见图1。
图1MBR+NF处理垃圾渗滤液工艺流程
3.1 MBR
MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统,用膜分离(通常为超滤)替代了常规生化工艺的二沉池,大大提高了对有机物的去除率。传统活性污泥法中,受二沉池对污泥沉降特性要求的影响,当生物处理达到一定程度时,要继续提高系统的去除效率很困难,往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率,而膜生物反应器中,由于分离效率大大提高,生化反应器内微生物浓度可从常规法的3~5g/L提高到15~30g/L,可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果,减小了生化反应器体积,提高了生化反应效率,出水无菌体和悬浮物,因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。
超滤膜组件主要由不对称管式陶瓷膜元件构成。陶瓷膜元件是一种无机膜,是将金属与非金属氧化物、氮化物或碳化物结合而构成,其内外表面为致密层,层面密布微孔,膜孔径0.05μm,中间是多孔支撑层。超滤过程很容易形成污染而导致通量大幅度衰减,因此需要定期清洗。清洗时可以选强酸强碱作清洗剂,也可进行反向冲洗。
MBR的主要特点:①能有效降解主要污染物COD、BOD和氨氮;②100%生物菌体分离;③出水无细菌和固性物;④反应器高效集成,占地面积小;⑤污泥负荷(F/M)低,剩余污泥量小;⑥无需脱臭装置;⑦运行费用小。
3.2 纳滤
在MBR反应器系统后加上纳滤,纳滤的作用是截留那些不可生化的大分子有机物COD,污水经纳滤系统进一步深化处理后,可使出水COD降到60mg/L左右,保证出水的达标排放,同时MBR工艺作为NF的前段处理工艺也有效地保障了纳滤的处理效率。根据有关资料,垃圾填埋场渗滤液经NF后的各项截留率指标如表3所示。
表3垃圾渗滤液经纳滤处理后的截留率
项目 进水 出水 截留率(%)
pH 6.3 6.4 /
COD(mg/l) 17000 700 95.88
BOD5(mg/l) 480 280 41.62
NH3(mg/l) 3350 1420 57.61
SO4(mg/l) 31200 2345 92.48
Ca2+(mg/l) 2670 187 93.00
Mg2+(mg/l) 1030 72.7 92.94
Na+(mg/l) 10900 5010 54.04
纳滤净化水回收率80%,纳滤过程中产生20%的回流浓缩液,采用混凝沉淀进一步处理。实践表明,使用具有混凝和吸附作用的复合型混凝剂(主要含FeCl3),COD去除率可达60%以上,混凝沉淀后上清液回调节池。纳滤回流液回生化系统进一步处理,由于其中的难降解有机物在生化处理系统中的相对停留时间延长,微生物得到有效驯化,难降解有机物也能部分降解,不会产生难降解有机物在系统中的富集现象。
3.3 污泥处理系统
渗滤液处理站的污泥来自生物处理的剩余污泥和纳滤回流液混凝沉淀产生的污泥。为了发挥生物处理的剩余污泥的生物吸附作用和改善污泥的脱水性能,工艺流程把生物处理的剩余污泥排到纳滤回流液混凝沉淀系统(即污泥浓缩池),经过混凝沉淀和污泥浓缩,上清液溢流回调节池,浓缩污泥通过污泥泵抽送到板框压滤机进行压滤,滤饼运送垃圾填埋区进行填埋,滤液经收集后用泵抽送到调节池。
4结论
MBR-纳滤工艺处理垃圾渗滤液具有受原水水质影响小、出水水质好、运行稳定和占地面积小等明显优势,随着垃圾渗滤液膜处理技术的日益成熟和膜产品的逐步国产化,MBR-纳滤工艺处理渗滤液的优势开始逐渐展现出来,随着对垃圾渗滤液处理出水要求的提高,该工艺膜在垃圾渗滤液处理中的应用将具有广阔的前景。
关键词:城市垃圾填埋场;环境风险事故;环境风险评价
Risk Analysis on Municipal Solid Waste Landfill
HUI Yuan1,2,JIANG Yonghai2,XI Beidou2
(1. Shenyang University of Aeronautics and Astronautics, Liaoning Shenyang 110136; 2.Laboratory of Urban Environmental Systems Engineering, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012)
Abstract: In the landfill process of municipal solid waste may have environmental risks, including fire, explosion, leachate pollution, slope instability and odor pollution. This article gives an analysis based on the discussion of all the environmental risk accidents, and also summarized the causes of risk, hazard and effect factors. Finally the development direction of the preventive steps for landfill environmental risk is pointed out.
Key words:municipal solid waste;landfill;risk analysis
1. 引言
城市生活垃圾是指在城市日常生活或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固态、半固态废弃物。随着自然资源的开发利用和社会文明、经济的发展,城市生活垃圾的产生量急剧增加。据报导,全世界每天新增城市垃圾469.49万t,人均日产垃圾0.81kg,垃圾产生量的年平均增长速度高达8.24%。我国城市生活垃圾的产生量更是大于10%的速度持续增长,历年垃圾堆存量已达66亿吨,占用耕地超过5亿平方米。因此,垃圾处理或处置就成了亟待妥善解决的问题。纵观世界,城市垃圾处理方法很多,如堆肥法、焚烧法、填埋法、蚯蚓床法、热解法等。其中,卫生填埋法由于成本低廉,处置彻底,能达到垃圾无害化和资源化,成为当前国际上应用最为普遍,技术最成熟最终处理方式,也是目前乃至今后相当长时间内,我国绝大多数地区处理城市生活垃圾不可替代的主要手段。我国生活垃圾中约有70%采用卫生填埋的方式进行处置。
据建设部统计,截至2006年底,我国共建有生活垃圾填埋场372座,处理能力达7103万吨。虽然我国的垃圾填埋场建立了较完善的废物接收、贮存和预处理系统、防渗和渗滤液收集系统以及覆盖和填埋气导排系统,并采取了一系列环境保护工程措施,但仍可能会发生多种风险事故,如贮存、预处理车间发生渗漏,渗滤液渗漏污染地下水,填埋场边坡失稳、崩塌以及填埋气火灾爆炸等。风险事故一旦发生,必然会对周围环境造成严重污染,危害人群健康。因此,研究生活垃圾填埋场处置过程,分析填埋场中可能发生的各种风险事故,对填埋场风险事故的防范和人群健康的保护具有重要意义。
2. 生活垃圾填埋场风险分析
2.1 火灾爆炸
火灾爆炸是填埋场中常见的风险事故之一,导致其发生的罪魁祸首是填埋场本身所产生的填埋气体。我国城市生活垃圾年产生量约为1.5亿t,如果其中70%采用填埋处置方式,将会产生约460亿m3的垃圾填埋气体。大量的填埋气体若是不进行收集利用或者利用不当,发生泄露,引发火灾爆炸事故必将造成巨大的危害。
2.1.1 填埋场气体的组成
填埋场气体是城市生活垃圾填埋处理过程中,有机废物经厌氧降解产生的混合气体,其主要成分包括CH4、CO2、H2、N2和O2,还有一些微量气体,如H2S、NH3、庚烷、辛烷、氯乙烯等。其中CH4和CO2二者约占填埋气体的99.5%-99.9%,H2S和NH3等有毒的恶臭成分约占0.2%-0.4%。
2.1.2 填埋气火灾爆炸条件
填埋气爆炸一般需要具备三个条件:(1)适当的甲烷浓度:一般在5%-15%之间,当甲烷浓度为9.5%左右时爆炸最为强烈;(2)达到甲烷引火温度:甲烷的引燃温度一般为650-750℃。明火、电气火花、吸烟甚至撞击磨擦产生的火花等都可达到之一温度。(3)氧气浓度:填埋气爆炸界限与氧气浓度密切相关,氧气浓度增加,爆炸极限范围扩大,反之亦然,当氧气浓度降低到12%以下,甲烷混合气体失去爆炸性。
2.2.3 填埋气爆炸类型
2.2.3.1 物理爆炸
物理爆炸是由于填埋场中产生的甲烷在垃圾层中大量积聚,形成了强大的能量,当积聚的压力大于覆盖层压力时,在瞬间将垃圾以迅猛速度突出,发生减压的膨胀。发生物理爆炸事故,除垃圾产生甲烷是必要条件外,填埋的深度、覆盖层的厚度和层数,以及覆盖层的透气性都是影响爆炸的因素。当垃圾上覆盖土层或填埋深度增加,透气性受到影响,甲烷垂直扩散运动受到阻碍就会横向迁移,从而在垃圾中容易发生积累而增加爆炸的危险性。
2.2.3.2 化学爆炸
当大量释放与扩散的可燃性填埋气没有立即遇到火源时,这些可燃气体大量积聚,在相当大的空间范围内形成云状气团(层),并不断扩散;当遇到火源时,可能被点燃,发生化学爆炸。由于外界环境、火源特性不同,产生的爆炸也不同。填埋场气体的化学爆炸主要为闪火和蒸气云爆炸。化学爆炸必须同时满足前面提到的甲烷浓度、引火温度和氧气浓度三个条件。
2.2 渗滤液污染
填埋降解过程中会产生大量垃圾渗滤液。渗滤液其收集、防渗及处理过程中可能产生的渗漏是填埋场存在的最大潜在风险因素。垃圾填埋场渗漏污染的环境危害非常巨大,垃圾填埋场渗滤液渗入地下后,会使周围地层介质的物性发生变化,土壤被污染后,将会盐碱化、毒化,土壤中的寄生虫、致病菌等病原体能使人致病;还可能污染地下水,并最终进入人类的食物链,对整个生态环境系统造成严重破坏。
2.2.1 垃圾渗滤液的来源
垃圾渗滤液,是垃圾发酵分解后产生的液体和溶解于其中的溶解性、悬浮性物质已经外来水分混合而成的一种含有高浓度悬浮物和有机或无机成分的液体。垃圾渗滤液主要来源于三个方面,一是填埋区周边降水、地下水及地表排水的渗入;二是垃圾填埋后由于微生物的厌氧分解作用而产生的液体;三是废弃物的本身持水,当垃圾受压、发生降解时其中固体含量减少,有机物转化为无机物,使垃圾持水能力下降,导致部分初始含水释放。
2.2.3 垃圾渗滤液环境污染
2.2.3.1 渗滤液污染地表水
垃圾渗滤液属高浓度难降解有机废水,成分复杂,毒性强,直接接触对于植被及人畜均存在较大的危害风险,是潜在的地表水污染风险源。垃圾渗滤液一旦通过渗透或其他方式进入下游用水区,会影响地表水水体,给周围人畜饮水、农田或果树生在带来严重危害。此外,还容易形成下游地表径流,对周边更大范围内的地表水体造成危害。
2.2.3.2 渗滤液污染地下水
垃圾渗滤液污染地下水的主要途径是通过包气带下渗进入地下水含水层,由于其浓度高,流动缓慢,渗漏持续时间长,即使是在填埋场封场后仍是地下水的最主要污染源。渗滤液对地下水的污染影响程度因填埋场水文地质条件不同而存在差异,一般情况下,防渗能力强的地区,渗滤液对地下水的影响较小。此外,不同污染物的影响程度也有所不同,一部分污染物能够被表层的土壤有效地阻留而积累下来,而另一部分污染物则渗透到深层土壤,进入到含水层的饱和区对地下水造成污染,如各种有机物及部分重金属等。
2.2.3.2 渗滤液污染土壤
渗滤液发生渗漏污染都是首先进入填埋场周围土壤层,也会对土壤环境造成严重污染。垃圾堆体经降雨淋溶产生的大量渗滤液中含有的有害成分可能会改变土质和土壤结构,使土壤碱度增高,重金属富集,土质和土壤结构遭到破坏,影响土壤中的微生物活动,妨碍周围植物的根系生长,或在周围机体内积蓄,危害食物链。
2.3 边坡失稳
垃圾填埋体作为特殊土体,与一般土体一样也存在边坡稳定问题。尤其是在持续降雨之后,填埋场的边坡失稳的频繁发生。垃圾填埋堆坍塌,填埋渗滤液渗漏,严重污染周围环境,给国民经济造成不可挽回的损失。
2.3.1 填埋场边坡稳定性影响因素
影响填埋场边坡稳定性的主要因素包括:①持续一定时间的降雨入渗,这是最重要影响因素;②废弃物岩土工程特性;③边坡位置多层衬垫系统的工程特性及中间盖层土与最终盖层土的岩土工程特性;④填埋体边坡的几何特征;⑤渗滤液产生与迁移情况;⑥垃圾气体的产生与迁移情况。
2.3.2 垃圾填埋场边坡破坏形式
填埋场潜在的边坡破坏模式可分为6种:①边坡及坡底破坏;②衬垫系统从锚沟中脱出向下滑动;③沿固体废弃物内部破坏;④穿过垃圾和地基发生破坏;⑤沿衬垫系统的破坏; ⑥封顶和覆盖层的破坏。
2.3.3 降雨渗流作用对土坡稳定性的影响
降雨渗流作用对填埋场边坡稳定性具有重要影响,大部分填埋场边坡失稳通常是出现在降雨后,尤其是持续一定时间的雨。发生降雨时,垃圾堆体含水率增加,达到饱和后产生大量渗滤液。渗滤液和雨水不断流出,冲刷带走垃圾中大量无粘性的细小颗粒,引起垃圾堆体内颗粒或群粒移动,致使边坡土体的强度下降,容重增大,坡面的安全系数减小,破坏了边坡稳定性,引起滑坡失稳,垃圾堆体滑塌。并非所有的降雨都能诱发滑坡,垃圾堆体的滑坡需要有一定的降雨量、降雨强度、降雨时间。
2.4 恶臭气体污染
填埋过程中发生的一系列物理、化学、微生物反应,产生的大量有恶臭、强刺激、易燃、易爆的填埋气体,其中H2S、NH3、CH3SH等属于典型的恶臭气体。恶臭污染是由于恶臭气体的存在而产生的一种感觉公害,它直接作用于嗅觉,使人产生厌恶,甚至中毒,危害人类健康。
2.4.1 填埋场主要恶臭气体
城市生活垃圾卫生填埋场内恶臭气体主要为各种硫化合物,包括H2S、NH3、CH3SH等。其中H2S为最重要的一种易挥发、无色的恶臭性气体,相对密度较大,越接近地面浓度越高。长期吸入会导致人体质变弱、抵抗力下降,易发生肠炎和心脏衰弱,神经紊乱、多发性神经炎等。如果H2S浓度过高,会使人中枢神经麻痹,导致窒息死亡。NH3是一种无色,而有强烈刺激性气味的气体,在水中的溶解度很高。NH3对上呼吸道有强烈刺激和腐蚀作用。
2.4.2 填埋场恶臭气体的来源
填埋场恶臭气体主要来源于垃圾填埋区和渗滤液处理区。填埋场由于填埋场填埋工艺的原因,从垃圾收集、压实、转运、垃圾填埋过程、最终封场、稳定等过程中,垃圾始终处于降解过程中,H2S、NH3等恶臭气体不断从填埋过程和填埋区放出。垃圾渗漏液处理过程中,伴随着大量有机、无机化合物的浓缩,各种恶臭气体会从中溢出。
3. 结论
目前,我国城市生活垃圾产生量巨大,危害严重,主要采用填埋法处置。由于生活垃圾填埋过程中会产生大量填埋气和渗滤液,因此,卫生填埋场会对周围环境及人群健康产生极大风险。填埋场风险一般主要包括填埋气的恶臭污染、火灾爆炸、渗滤液渗漏污染及垃圾堆体边坡失稳、坍塌等。虽然大多数的垃圾填埋场位于市郊,并且为空旷场地,但是随着城市化进程的加快,不能轻视填埋场可能造成的事故灾害,应该针对填埋场本身的特征,制定安全管理措施并进行安全运行控制,这样可以避免造成财产的损失和人员的伤亡。
参考文献:
[1] 韩斌.论我国城市生活垃圾处理的现状与管理对策.中国境科学学会2009年学术年会论文集[C].2009.
[2] 李秀金.固体废物工程[M].北京:中国环境科学出版社.2003.
关键词:生活垃圾 综合处理 工艺流程 存在问题
我国国民经济发每年7―8%的速度增长,而不到1/3生活垃圾真正达到无害化处理,能源利用的比例则更低。随着经济高速发展,城镇化水平的提高,在城镇周边区域很难找到适宜的垃圾填埋的场地,造成我国城镇生活垃圾处理问题相当滞后。
一、常用生活垃圾处理方式比较
1、卫生填埋法:将垃圾填入已预备好的坑中覆盖压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。
卫生填埋法相对而言,投资和运行费用较低,但随着社会的发展和环境保护要求的提高,其局限性也越来越大,这是由于:填埋需要占用大量土地。需要的技术条件过于严格。填埋的垃圾经过一定年限后,在厌氧条件下,由于微生物降解作用,会产生气体,既引起严重的二次污染,甲烷、硫化氢等废气也必须处理好,以确保防爆和环保要求。垃圾长期堆积将导致重金属积蓄,污染地下水,也不利于土地利用。
2、焚烧处理法:焚烧处理法是将垃圾置于高炉中,是使其中可燃成分充分氧化的一种方法,产生的热量用于发电和供暖,其渣可压块用于回填。虽然具有处理量大,减容性好、无害化彻底、占地少,还可回收热能等优点,但投资大、运转成本高,同时垃圾中的有用资源被烧毁,尾气处理不彻底,现有国内焚烧厂运行均比较困难。
3、高温堆肥法:将垃圾堆积成堆,温度从常温到85度,进行储存、发酵,借助垃圾中微生物分解能力,将垃圾中有机物通过高温发酵将生活垃圾变成腐殖土状有机肥。但仅是对垃圾中有机成分的处理技术,而不是全部垃圾的最终处理技术;对有害有机物、无机物及重金属的污染无法很好解决,无害化不彻底。
通过三种常用生活垃圾处理方式比较,各有优缺点。根据我国国情,从可持续发展战略角度来看,垃圾处理的目标应该是实现无害化、资源化、减量化。目前比较普遍的观点认为:综合处理垃圾是实现垃圾无害化、资源化、减量化最快捷、最有效的技术方法,即同时采用卫生填埋法、焚烧处理法、高温堆肥法“一体化”处理。
二、漳州市九龙岭垃圾综合处理实例
1、先将垃圾进行分类:有机物,无机物,可燃物。
2、垃圾焚烧处理工艺流程如下:
将收集的生活垃圾经分选后,进入密封的垃圾储存仓,仓内垃圾由专用垃圾吊车进行掺混,并抓取投送进焚烧炉给料斗。垃圾储料坑可储净化存500吨垃圾,底部设有排污沟,垃圾的渗滤液经污水沟排入污水井,再用污水泵抽送到污水车间进行处理。垃圾经给料机喂入炉内,在炉膛进行燃烧,燃烧所需要的空气由鼓风机从储料坑抽吸,经空气预热器预热后送入焚烧炉内,燃烧产生的高温烟气进入尾部烟道经余热锅炉和空气预热器冷却至200摄氏度左右,余热锅炉产生的蒸汽供给制肥车间使用或直接排空,焚烧炉设有辅助焚烧系统,用于点火启动和垃圾热值过低时助燃。
3、垃圾制肥处理工艺流程如下:
应用国家科技委科技成果鉴定的微生物生态有机肥制造工艺技术,把垃圾中的有机物,利用焚烧炉的热植,通过高温湿解,使垃圾在高压罐内发酵,缩短高温厌氧时间,达到高温发酵的效果,在按各种农作物的特性加上不同的微生物菌种,生产出生态有机肥。不仅满足农作物的生长需要,更重要的是克服土壤板结,提高肥力,实现垃圾资源回收利用,同时也避免了对周边环境的二次污染。
4、垃圾卫生填埋工艺流程如下:
填埋低部采用自然独立水系,修建一条主盲沟,周围铺设石砾、导水管,若干条支盲沟相连,盲沟上架设导气石笼,间距25米,石笼随填埋作业进程不断加高,让垃圾填埋降低产生的甲烷等气体及时导排出来,确保填埋区的作业安全;让盲沟导渗出来的渗滤液经垃圾坝导渗进入调节池,对于每个作业区表面,除按规范填埋、覆土、消毒外,在每个作业单元的外延都地形、地势修建沟渠,及时将作业表面的污水引排入调节池,降低盲沟的导渗压力。高于填埋作业区的这部分山体流水导水工作则纳入雨水收集系统,尽可能降低渗滤液产生量,减轻调节池的库容压力。沿着山体的上下部各修建引水沟和排洪渠进行导水,做好雨污分流工作,同时又可避免雨水直接冲刷山体,造成山体滑坡隐患。
垃圾采用单元分区分层进行填埋,每日一单元,单元大小由单日垃圾确定。垃圾实行分层压实,并及时用粘土覆盖日覆盖粘土压实后,厚度为30厘米,中间覆盖层可其到阻断雨水渗入和气体无序外溢的作用。在填埋过程中,每隔2.5米进行一次中间覆盖,每隔5米填埋体向里收缩2米。随着填埋高度的升高,填埋体外坡做永久性覆盖。当填埋达到最终标高时,填埋体顶面亦同外坡一样覆土压实,并进行最终覆土和做表层绿化,以防水土流失。本填埋区垃圾堆体的气体导排采用石笼加导气管的方法导排。考虑到南方城镇生活垃圾特性和气候等因素,适当缩小间距,导气石笼间距25米。待垃圾堆体上升到190米高度时,计划将气体集中利用或排空燃烧。
三、生活垃圾综合处理存在问题
漳州市九龙岭垃圾综合处理场,采用垃圾综合处理工艺还是比较科学合理的,其先将垃圾进行分类,其中可燃部分直接给焚烧炉焚烧,堆肥中剩余付产品也用来焚烧;将焚烧炉中产生的高温和热气用作提高垃圾堆肥的温度,缩短垃圾堆肥的发酵时间,达到充分利用焚烧炉中的热量和热气;而垃圾堆肥又将垃圾中的有机物进行降解,产生有机肥供作农用肥;最后将焚烧炉中产生的残渣及垃圾堆肥中不可燃烧部分填埋。其循环利用和可操作性在我国生活垃圾处理中值得借鉴。
但在实际应用中还存在一些不足,值得重视完善。
(1)垃圾处理能力滞后。原设计能力垃圾处理量是:每天填埋100吨、堆肥200吨、焚烧100吨。但到了2009年后,由于龙海市垃圾处理场改建和龙文区垃圾归并管理,导致新增的一市一区垃圾都到九龙岭垃圾综合处理场处理,使得垃圾量远大于原设计处理量,结果由于处理能力跟不上实际垃圾产生量,导致部分垃圾只能直接填埋。
(2)设备技术不够成熟。九龙岭垃圾综合处理场焚烧设备,采用的是国内第一代也是第一台国产技术的焚烧炉,在实际运行中,经常遇到故障,维修频繁,导致垃圾处理不及时,直接影响到整个工艺处理量。
(3)污水处理急需完善。由于以上二点原因,使得垃圾处理不能按工艺设计要求进行,垃圾综合处理有时变成了单纯垃圾填埋,导致垃圾渗滤液增多,渗滤液浓度值增高,特别是COD值高,影响污水处理,在加上2009年国家出台垃圾渗滤液排放标准COD值达到100毫克/升,污水处理系统需技改完善。
结束语
以我家附近的居民为例,一些生活垃圾如果皮纸屑、包装塑料袋、废弃家电等都没有正确、科学的处理方式。居民处理所有垃圾只有一个办法,就是找一个荒凉之处把所有的垃圾堆积在那,直到堆不下为止。在乡村,垃圾乱倒的情况并不少见,许多村民喜欢把垃圾倒在自家附近的地方,等垃圾堆到一定程度,村民就挖一个坑,把垃圾放在坑里埋了。很多垃圾随着时间的推移确实能够被腐蚀掉,但是有些垃圾无论过了多少年,它们都难以腐蚀,比如说塑料袋。还有些垃圾对环境有极大的污染,比如说电池。村民们不懂得垃圾乱倒还会造成环境污染的道理,在一定程度上加剧了乡村环境的恶化。我经过走访各个乡村,这种现象并不少见:有些家庭住户前堆积着垃圾,在水沟里,菜园里,过道里,江湖中随处可以看到各种各样的垃圾。
二、治理农村垃圾问题的主要措施
治理农村垃圾应该采取如下措施:
1.利用先进的有效的物质技术对农村垃圾进行日常处理
首先,对每天产生的垃圾进行卫生填埋。卫生填埋是农村垃圾处理的主要方法,在垃圾处理技术中所占比重最大,被认为是必备的首选技术。垃圾卫生填埋的主要优点是速度快、方法简单、技术比较成熟,建设费用和管理费用较低。但应该注意以下几点:一是要选好利于环保的填埋地址;二是注意填埋防渗。填埋场的防渗处理包括水平防渗和垂直防渗两种方式。水平防渗是指防渗层水平方向布置,防止垃圾渗滤液横向间接渗透污染地下水;垂直防渗是指防渗层竖向布置,防止垃圾渗滤液向下渗透污染地下水。
2.积极推行垃圾分类回收制度
垃圾回收是实现垃圾减量化、资源化、无害化的前提。农村垃圾回收应注意如下几点:第一,不仅要回收价值较高的报纸、纸板、金属等物,也要注意回收价值低或没有利用价值的物品,如包装袋、电池、有机垃圾等。第二,建立农村垃圾分类收集和垃圾运输体系,建立垃圾处理系统、废旧物质回收利用系统。第三,垃圾分类收集需要全民参与,要动员广大村民积极参与,需要加强教育和宣传工作。
3.提高农村居民环境意识
搞好农村垃圾管理工作,离不开公众的参与和支持。应充分地利用各种媒体进行农村垃圾卫生安全管理的宣传,同时政府职员应多下乡宣传、普及环保知识。一是让农民尤其是农村基层干部熟悉和掌握一些环境保护常识,并结合垃圾分类和垃圾收费等改革措施,使公众充分地认识理解正确的垃圾收集、清运和处理方法;二是使农民了解不同性质的污染物会给环境造成不同的危害以及常用的处理方法。