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中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(a)-0116-01
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分,扣除垃圾、覆土层的饱和持水量,并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水,以及堆积的准备用于焚烧的垃圾渗漏出的水分。垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度最高值可达数千至几万,和城市污水相比,浓度高得多,所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。一般而言,CODcr、BOD5、BOD5/CODcr随填埋场的“年龄”增长而降低,碱度含量则升高。
1 项目基本情况
某个生活垃圾填埋场位于浦城县。垃圾填埋场总库容约63.27万m3,设计使用年限为15年,日处理规模确定为130t/d;填埋场采用“改良型厌氧卫生填埋处理工艺”对城市生活垃圾进行无害化处理。浦城县是重点林业县,乡镇居民多以木材为燃料,因此,生活垃圾中煤渣成分较少,而以果皮、塑料袋、厨余垃圾为主。
填埋场操作顺序的总体规划为按单元依次逐层推进,层层压实,依次类推直至最终填埋标高。卫生填埋处理场的防渗处理包括水平防渗和垂直防渗两种方式,由于该填埋库区内不具备天然防渗的条件,为了保障人工衬层的安全性,采取环保型高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作水平防渗工艺,同时采用复合防渗系统;渗滤液导流层位于场底,主要是有利于产生的渗滤液迅速汇集到主支盲沟中。
2 渗滤液污染特性
该项目处理对象为垃圾填埋场产生的渗滤液,渗滤液的水质受填埋垃圾的成分、规模、降水量和气候等因素的影响,通常而言,具有如下特点。
(1)渗滤液水质变化大:渗滤液的水质变化幅度很大,它不仅体现在同一年内各个季节水质差别很大,浓度变幅可高达几倍,并且随着填埋年限的增加,水质特征也在不断发生变化,如渗滤液的碳氮比、可生化性随着填埋年限的增加而降低。通常在填埋初期,氨氮浓度较低,用生物脱氮就可去除渗滤液中的氨氮,但随着填埋年限的增加,氨氮浓度不断增加,COD不断下降,最好采用物化法处理。
(2)有机物浓度高:垃圾渗滤液中的CODcr和BOD5浓度最高可达几万mg/L,与城市污水相比,浓度非常高。高浓度的垃圾渗滤液主要是在酸性发酵阶段产生,pH值略低于7,低分子脂肪酸的COD占总量的80%以上,BOD5与COD比值为0.5~0.6,随着填埋场填埋年限的增加,BOD5与COD比值将逐渐降低。
3 渗滤液的处理工艺
渗滤液的水质较为复杂,含有多种有毒有害的无机物和有机物,且还含有较高色度。以氧化沟为主的生化处理工艺,不适合处理高浓度有机物和高氨氮含量的垃圾场渗滤液,不能有效去除污水中难生物降解的有机物和氨氮,同时对色度的去除率较低,脱氮效率也不高,氨氮出水的稳定性较差,不能建立稳定的硝化反硝化功能。因此建议增加预处理工序,采取高级氧化技术进行预处理,推荐FEO技术,该技术是利用微电解以及催化氧化的原理来达到脱色、分解大分子难生物降解有机物的目的,可有效去除重金属。同时,将氧化沟改为A/O工艺,由兼氧段、好氧段组成,A池在利用原水中碳源进行反硝化的同时,也起一定的水解作用将不易降解的大分子物质水解为小分子物质,利于好氧的降解,提高COD的去除效果。
该填埋场使用:“渗沥液调节池FEO预处理A/O+MBR纳滤+反渗透消毒排放”的工序;浓缩液使用:“浓缩液储池一体化设备臭氧反应池搅拌澄清池活性炭过滤消毒排放”。工艺流程详见图1所示。
4 结语
渗滤液处理由于较高的投资和运行费用,在对其进行处理时应根据当地情况,采取综合处理的措施。对于北方降雨量少、且垃圾含水率较低的填埋场,采取回灌措施是比较经济、有效的方法,但对于南方部分城市,其应用却受到一定的限制。由于垃圾渗滤液的产生量直接与降雨量有关,因而垃圾填埋场的清污分流与防洪措施对于减少降水对渗滤液的影响起了至关重要的作用。一方面有利于减少进入垃圾堆体的雨水量,从而减少垃圾渗滤液的产量,另一方面合理设计防洪措施有利于降低渗滤液的事故排放。
参考文献
[1] 喻晓,张甲耀,刘楚良.垃圾渗滤液污染特性及其处理技术研究和应用趋势[J].环境科学与技术,2002(5):43-45.
关键词:垃圾填埋场,污染源,防治措施
卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法,具有投资少、处理费用低、处理量大、操作简便等特点,在世界上许多国家得到广泛应用。在我国,越来越多的城镇生活垃圾也开始采用卫生填埋法处理,但卫生填埋也存在着诸多污染问题,填埋过程中产生的大量二次污染物,如不妥善处理,会对周围的水体、大气和土壤造成严重污染,因此必须采取有效措施防治垃圾填埋二次污染,减少填埋场对周边环境的影响,促进人口、资源、环境和社会的可持续发展,这是当前面临的一个重要课题。
1、垃圾填埋场周边的污染源
1.1水污染源 垃圾填埋场的水污染主要来自于垃圾渗滤液,其次还有少量的生活污水和洗车废水以及流经填埋场的地表径流可能受到垃圾填埋场的污染。垃圾渗滤液来源于五个方面:一是垃圾本身带来的水分;二是垃圾中有机物经分解后所产生的水分;三是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水;四是地表径流;五是灌溉水。其中进入场区的大气降水和地下水以及垃圾自身含水是决定渗滤水产生量的主要因素。垃圾渗滤液属高浓度的有机废水,主要污染物是BOD、COD、NH3-N和重金属。
1.2大气污染源 垃圾填埋场大气污染源主要是填埋气(LFG)以及垃圾填埋场的粉尘和垃圾飞扬物。LFG主要是由于微生物分解垃圾中的有机成分产生的,主要成分包括CH4、CO2以及少量的H2S、NH3、N2和H2等,对环境产生影响的主要污染物有CH4、CO2等温室气体和H2S、NH3等恶臭气体。CH4和CO2约占填埋气体的85% -99%;H2S和NH3等有毒的恶臭物质,约占填埋气体的02% -14%;填埋场释放气体中的微量气体量很少,但成分复杂,有100多种,可以归为挥发性有机组分(VOCs)。
1.3噪声源 垃圾填埋场的噪声来源于垃圾运输车辆进出填埋场的交通噪声;垃圾填埋作业时填埋机械(压实机、推土机、垃圾运输车等)工作时发生的噪声;场区渗滤液废水处理站的鼓风机和水泵等的噪声。根据类比调查可知,这些机械产生的噪声值约为80-90dB(A)。
1.4其他污染源 影响场内环境质量的污染源除以上
几种外,垃圾填埋场还存在以下的环境影响:a、固废主要来源为填埋区的废纸、粉尘、塑料等能被风吹起的轻物质以及污水处理站的污泥。b、垃圾填埋场的存在对周围景观的不利影响以及填埋中的塑料袋、纸张和尘土等在未及时压实覆土情况下可能飘出场外,造成环境污染和景观的破坏。c、填埋作业及垃圾堆体对周围地质环境的影响,如造成滑坡、崩塌、泥石流等。d、填埋场孳生的害虫、昆虫、啮齿动物以及在填埋场觅食的鸟类和其他动物可能传播疾病,这类污染直接影响填埋场职工和附近居民的生活。
2、污染源对周边环境的影响
垃圾填埋后对环境造成的污染是多方面的。论文参考网。监测结果表明:目前全国尚无一例城市生活垃圾填埋场所排放的污染物全部指标均达到国家标准的。这些污染物如不加处理排放,极易对周边环境造成影响,其中最主要的是对水、大气和土壤的污染。
2.1水污染 垃圾填埋对水产生的污染主要来自于垃圾渗滤液。这是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。渗滤液会对周边地区的环境、经济发展和人民群众生活造成十分严重的影响。
2.2大气污染 卫生填埋场中的生活垃圾含有大量有机物,这些有机物被微生物厌氧消化、降解,会产生大量的垃圾填埋气。填埋气主要成为为CH4、CO2以及其它一些微量成分,如N2、H2S、H2和挥发性有机物等。CH4和CO2产生的温室效应会使全球气候变暖。此外,CH4是易燃易爆气体;H2S和NH3气体虽然排放量不大,但其为强刺激性气体,大量气体逸出的地方会有恶臭味,且H2S对人体有毒。
2.3土壤污染 城市生活垃圾中含有大量的玻璃、电池、塑料制品,它们直接进入土壤,会对土壤环境和农作物生长构成严重威胁,其中废电池污染最为严重,进入土壤和地下水源,最终对人体健康造成严重危害。
3污染防治措施
3.1渗滤液污染控制措施 (1)填埋场场底防渗。为防止垃圾渗滤液污染地下水,必须在填埋场底采取有效的防渗措施。之前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料,主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况,采取相应的防渗措施。(2)渗滤液的收集处理。渗滤液由于成分复杂、污染大,在排放前必须进行处理。但目前国内外尚无完善的能够适应各种垃圾渗滤液的处理工艺。一般来说,渗滤液可采取“清污分流-渗滤液回灌-预处理-汇入城市污水处理厂合并处理”的方法进行处理。
3.2填埋气的回收利用 垃圾填埋气是一种可回收利用的能源,其热值与城市煤气的热值相近,但由于填埋气回收设备复杂且投入大而效益低,我国目前运行的垃圾填埋场中,大多没有气体回收系统,大量有毒有害气体被放入空中,不仅造成污染,也是一种资源浪费。一般来讲,沼气回收利用可通过“收集-净化-利用”的方式进行。论文参考网。
(1)填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成,所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰,对正在使用的垃圾场,主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程中逐步建造成的,其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管,在每个钢管外砌筑竖井,当填埋厚度达到2-5m时,将钢管向上抽一部分,并继续砌筑,直到填埋场达到设计高度,然后将钢管移走。通过将各竖井用排气管水平连接,即可实现垃圾填埋与沼气回收同步进行。对于分层堆放的填埋场,可采用水平采气系统,但要注意采气管道的铺设不要影响垃圾的填埋。对已建成封场的填埋场,可采用表面收集或竖井收集技术。
(2)填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法,如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气,设备简单、成本低、操作简便,净化效果好。
(3)填埋气的利用。沼气为一种经济可用的能源,其应用主要有以下三种形式;直接供给工业以及暖房或温室,用于供暖或工业生产,这种方式沼气的热效率最高;沼气经脱水后用于燃气发动机驱动发电机发电;经加工处理升级使沼气达到天然气质量用途更为广泛
3.3土壤污染的防治 (1)搞好垃圾源头控制。垃圾减量化、无害化是解决城市生活垃圾问题的关键。要大力推行清洁生产,控制过分包装,严格限制一次性商品的生产。倡导绿色消费,呼吁老百姓重新拿起菜篮子、米袋子、饭盒子,少用或不用塑料包装物。
(2)实行垃圾分类回收。城市垃圾中含有大量污染物,也含有大量可回收再利用的资源,实行垃圾分类回收,不仅可以解决垃圾污染问题,还可以创造可观的经济效益。
(3)搞好填埋区植被覆盖。在填埋过程中,应边填埋边绿化,尽量减轻污染。论文参考网。对建成封场后的)填埋场,要大力搞好植被覆盖,为填埋区的重新开发利用创造良好条件。
3.4加强监测,消除隐患 要在场区周围设立观测井,配置有害气体检测仪,定期对地下水质和大气环境进行监测消除污染隐患。
4结语
生活垃圾处理场是一个运行周期长、环境影响因素多的建设项目,所以卫生填埋场环评应重视公众参与。填埋场的场址选择应符合国家规定:填埋场场址设置应符合当地城市建设总体规划要求;填埋场排放的污染物不应超过国家相关现行标准的规定;填埋场宜选在地下水贫乏地区;生活垃圾填埋场应设在当地夏季主导风下风向,距人畜居栖点500m以外;交通方便、运距合理。防渗工程是垃圾卫生填埋场工程的核心部分,评价中应从防渗方式、工艺、材料等的选择与操作方面对渗滤液防渗对策进行合理性、可行性和可靠性论证。
关键词: 填埋场 渗滤液 处理
引 言
随着经济的发展和居民消费水平的提高,城市垃圾随之增多。为了消除垃圾对环境的恶劣影响,常采用焚烧、堆肥、填埋和综合利用等方法对垃圾进行处理。垃圾填埋因具有技术成熟、处理费有低、管理和运输方便等优点,被广泛使用,垃圾在填埋腐化过程中主要向环境排放两种污染物:填埋气体和渗滤液。渗滤液是一种危害较大成分复杂的高浓度有机废水,对周边环境及填埋场场底土层污染很大。
一 、垃圾渗滤液的产生及特点
垃圾填埋场的渗滤液主要由垃圾填埋场周围的降水渗透、地下水浸入以及垃圾本身所含的水分形成,降水是渗滤液的主要来源。
渗滤液的产生受多因素影响,不仅水量变化大,而且变化无规律性.渗滤液是垃圾分解后产生的内源水与外来水分(包括大气降水、地表水、地下水入侵)所形成的液体.其中含有大量的有机物、无机离子以及离子―有机化合物.垃圾渗滤液水质的变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响,尤其是降雨量和填埋时间的影响。
二、垃圾渗滤液的危害
垃圾填埋场渗滤液对周围地下水和地表水均会造成严重的环境污染,垃圾填埋不采取防渗措施,对地下水必然造成严重污染,主要表现在地下水的水质混浊有臭味,COD,三氮含量高;油、酚污染严重;细菌及大肠菌超标。
三、垃圾渗滤液的处理的主要方式
1.物理化学处理方法
1.1 化学沉淀法
混凝法是化学沉淀法中最重要的一种方法,混凝法是向废水中投放化学混凝剂,使废水中的某些污染物由溶解状态或胶体状态变为凝胶状态,集结为絮体,絮体吸附,捕集悬浮物并使进一步集结沉淀下来。混凝剂类型,混凝剂的投放量,不同的起始PH值对处理效果有较大影响。常用的混凝剂有硫酸铝钾,硫酸铁和氢氧化镁等。以硫酸铝钾效果最佳。随着混凝剂投放量和起始PH值增大,COD和色度去除率也随着增加。采用聚合氯化铝作混凝剂,焦碳作吸附剂,可以有效去除渗滤液中的COD和重金属离子,当聚合氯化铝的用量为400mg/L,焦碳为8-10时/L,COD去除率为58.9%,重金属的去除率为60%,色度的去除率为68%,并且铜可以完全去除。在垃圾渗滤液单独处理的技术与方法中,混凝法是最常用,最经济和最重要的方法之一。
1.2 吸附法
在废水处理中,吸附法主要是利用多孔性固体物质,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。常用的吸附剂有活性炭、沸石、焦炭、矾土、焚烧炉底灰等,其中应用较广泛的是颗粒状和粉末状的活性炭。活性炭具有500~1700m2/g的比表面积,有很强的吸附能力。在渗滤液的处理中,主要用于去除水中难降解的有机物(酚、苯、胺类化合物等)、金属离子(汞、铅、铬)和色度,一般情况下,对COD和NH4+-N的去除率为50%~70%。活性炭吸附法处理程度高,对水中的绝大多数有机物都有效,可适应水量和有机物负荷的变化,粒状炭可再生后重复使用,设备紧凑,管理方便。但是活性炭吸附易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。
1.3 膜处理法
膜技术是利用隔膜使溶剂同溶质或微粒分离的一种水处理方法,根据溶质或溶剂透过膜的推动力不同,膜分离法可分为几种,其中以压力差为推动力的方法有反渗透、超滤、微孔过滤。膜分离法的特点是分离过程中不发生相变化,能量的转化率高,一般不需要投加其它物质,分离和浓缩在常温下同时进行,根据膜的选择透过性和孔径的大小,可将不同粒径的物质分开。膜处理一般组合使用或与其它处理方法联用,超滤或微滤常常作为反渗透的预处理。许多垃圾填埋场用反渗透法可将渗滤液的容积减少75%~80%,然后再将浓缩液回灌至填埋场。纳滤是目前水处理膜技术的一个新的亮点,也有人将此用于垃圾渗滤液的处理。膜技术对渗滤液的水质有着很好的处理效果,但是其处理费用很高。进行膜处理前,需要有良好的预处理,否则,处理膜很容易被污染而生成污垢堵塞膜孔,处理效率迅速下降。同时,也需要定期对膜进行清洗。
2.生物处理方法
2.1 厌氧生物处理
近20年来,随着微生物等生物化学学科的发展和工程实践经验的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺并不断应用于渗滤液处理。厌氧生物处理法主要有:厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床等。胡志红对上流式厌氧污泥反应床进行了深入的研究,当COD的容积负荷为21kgCOD/m3•d时,COD与BOD5的去除率最高,分别是61%和72%,总停留时间为30h。厌氧生物处理过程中剩余污泥量少且易于浓缩,而且运转费用较低,其厌氧过程中产生的沼气可以被作为能源回收利用。但是厌氧生物法处理时间长、出水水质差、对低浓度有机废水处理效率低等缺点有待克服。
2.2好氧生物处理
好氧法是常用的废水生物处理方法之一,有活性污泥法,生物滤池,生物转盘等各种类型.这些方法可有效地降低BOD和COD和NH3-N,还可去除一些如铁,锰等金属.活性污泥法因其费用低,效率高而得到了最广泛的应用.活性污泥法能去除渗滤液中99%的BOD5及80%以上的有机碳。低氧-好氧活性污泥法及SBR(间歇式活性污泥法)等改进型活性污泥法因其具有维持较高运转负荷耗时短等特点,比常规活性污泥法更有效。与活性污泥法相比,生物膜法具有对废水水质,水量的变化有较强适应性,生态系统较稳定,生物种类较多的优点。
关键词:城市生活垃圾;渗滤液;减量化
垃圾渗滤液是城市垃圾在其运输、处理、处置过程中,因其自身所含水分,并受外部水文因素综合作用而产生的性质复杂、处理难度大的高浓度有害污水。垃圾在填埋后的厌氧发酵、地表水浸滤、地下水浸泡等作用都会促使渗滤液产生。填埋场在运行与封场后的很长时期内都会产生渗滤液。对于垃圾渗滤液的污染控制,包括其水质净化与水量消减,对于垃圾处理都具有积极的意义。本文主要对渗滤液的减量问题进行研究。
1 垃圾进入处理场之前的减量化
在生活垃圾进入垃圾处理厂或处置场之前,对垃圾渗滤液进行减量化控制,可以称为渗滤液的“源头减量”。
1.1 垃圾分类回收和预处理
生活垃圾的含水率主要是由其中的厨余等有机物造成的,另外纸张、棉絮等吸水性物质也会在进入填埋场之后对渗滤液的产量有影响,因此,在垃圾贮存、清运工作环节开展垃圾分类收集,同时注意给予完善的分类清运车辆配套,有利于垃圾渗滤液的源头减量。一般而言,厨余以及纸类物质含量高时,垃圾含水率也高。
通过垃圾源头管理,在垃圾集装点或回收中心,采用人工分选或机械分选工艺,对有机物和纸张进行分选、干燥,减少产生渗滤液的可能。另一方面,将城市垃圾中有害的部分,包括电池、药品、含汞器物等分离除去,可以降低渗滤液中重金属和其他有毒有害物质的浓度。
1.2 压缩转运中的渗滤液控制
压缩又称为“压实”,是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法,是指用机械方法增加固体废物聚集程度,增大容重减少表观体积,对废物实行减容化。压缩对于垃圾处理具有预稳定的作用。
我国生活垃圾一般为混合固体,甚至有时是固液混合体。生活垃圾中的易腐垃圾的含水率较高(50% ~ 90%) ,当其接受压缩时,极易产生渗滤液。
垃圾转运站压缩过程产生的渗滤液、冲洗废水等排入城市污水管网或河道水体,容易造成城市污水处理厂负荷冲击。但从渗滤液减量的角度出发,转运站中的渗滤液排放,减少了进入垃圾填埋场的渗滤液总量。
目前,国内外广泛采用的生活垃圾压缩转运工艺可分为“水平压缩转运”和“垂直压缩转运”等几种。对于水平压缩转运站,装箱过程中产生的渗滤液会从箱体滴漏出来。压缩后,渗滤液被压滤渗出,出渗量大约占垃圾量的 5% ~ 15%,在夏季和雨季较多。此处的压滤液产量小,产生时间是间断的,污染物浓度变化幅度大。竖直压缩容器底部的密封结构使得渗滤液不会溢出,可运至处置场处理,但是对箱体会造成腐蚀。
2 垃圾填埋场内渗滤液的减量化
2.1 上游与周边地表水的控制
地表水入渗是垃圾场渗滤液的主要来源,对地表水入渗的有效控制是垃圾填埋场渗滤液减量的首要控制措施。
垃圾填埋场分为平原型、山谷型两大类。对于平原型垃圾填埋场,一般不存在严重的上游与周边地表水问题。对于山谷型填埋场,又可以分为山顶型、半山型两类,当填埋场的场顶标高与山谷顶部相接时,周边地表水侵入场内的可能性较小,只对上游汇集的洪水进行隔离、导排即可; 当厂址所在山谷的自然深度较大(深度大于 40 m) ,而所建设的填埋场场顶标高低于山谷总深度时,周围山坡上的降雨或地表径流能够汇入填埋场库区内,通常,这种场外汇水面积产生的雨水汇集量将大大多于填埋库区的顶口面积,此时必须设置足够的地表水排出构筑物。对垃圾场周边地表水的控制措施一般包括对降雨的阻隔,对暴雨的预防,对地表径流的引导排除,对上升泉等地表水的隔离。对场区周围地表水的控制就是避免区域地表径流进入场内,从而避免渗滤液产量的增加。为了控制地表水入渗,应该在垃圾填埋场建设之初就作好控制地表水的整体规划。
在整体规划之前,首先必须对垃圾填埋场的上游、支流、边坡等的流域情况进行详细调研。填埋场周围的地表水排水路线对填埋场的整体运行是至关重要的。当垃圾填埋场的地址位于河道地形内时,可能属于天然地表水的原有排水线路,必须设计对上游河道内洪水的拦截措施,防止上游洪水进入填埋区内。也可建造溢洪道、导流坝。与上游与周边地表水的控制相关的工程措施主要包括: 拦洪坝、泄洪暗管、洪水提升泵站、排水井、截洪沟等。在填埋场施工阶段,可采用分区施工、分期施工的方法减少工程面积,在垃圾填埋场投入生产运行之后,宜采用分区填埋、分区封场的工作方法,减少开放作业面的面积。这些措施都是以垃圾渗滤液的减量化为最终目的的。
2.2 场内雨污分流
垃圾填埋场内的雨污分流是近年来的热点话题。科学和严格地设计雨污分流系统,对垃圾填埋作业区内外的未受垃圾污染的雨水和渗滤液进行分别收集,一方面可以减少渗滤液的产生量,降低渗滤液处理成本; 另一方面,可以避免由于山沟、丘陵地带的垃圾填埋场内因暴雨形成的强大水流对填埋场造成冲刷。
填埋场内部雨污分流的基本原理是: 在垃圾填埋场内设置的阻止填埋区汇水面积内的雨水进入填埋垃圾体的方法和措施,以及对环场边坡汇水、上游洪水的排出。科学和严格地设计雨污分流系统,对垃圾填埋作业区内外的未受垃圾污染的雨水和渗滤液进行分别收集,具有重要的意义。在运行中应尽可能使渗滤液自由排出。雨污分流效果的优劣甚至会直接关系到垃圾填埋场运行的成败。
场内雨水阻截与排放系统又分为填埋场封场前与封场后两个部分。可以采用“以路分区”的做法,将一个大填埋区分割成为若干个小分区,利于对雨水的分块控制。“路堤结合”填埋工艺能较好地解决北方填埋场雨季填埋中存在的问题。要保证所收集的雨水不受污染。非作业区的覆盖土经过压实后能够形成一层防渗良好的致密层,能对雨水起到隔绝作用。可以利用“膜覆盖”协助雨污分流。在垃圾填埋过程中,膜覆盖可分为两大类: 中间覆盖、日覆盖。可以利用“堆体造型”协助雨污分流。
2.3 建设垃圾场排水构筑物时需注意的问题
拦洪坝是很常见的阻水构筑物,但需注意加固、防渗的问题。例如对拦洪坝上游侧的坡面需进行防渗处理,对拦洪坝上游坡脚必须进行加固处理,可采用粘土、HDPE 防渗膜、浆砌石等多层防渗措施。
泄洪暗管可以将拦洪坝上游积聚的洪水排出,但暗管的横断面积一定要足够大,以利于运行期的清理,暗管的拐角、连接一定要顺畅。暗管的进水口一定要设置充分的杂物拦截措施(格栅、沉砂池等构筑物) 。当自然地形不允许建造泄洪暗管时,可考虑在拦洪坝旁边建造洪水提升泵站。用大型水泵将汇集在拦洪坝前的积水提升至场外排水渠的高度。但是洪水提升泵站的建设有很多制约因素。例如: 易与场地边坡的防渗结构冲突,不易寻找到坚固的地质条件用于安放大型水泵,另外由于不同地区大气降水量是极不均匀的,大型水泵可能面临常年闲置的危险。排水井有时也被用于排出填埋场内的积水。杭州垃圾卫生填埋场在场内设有标高不同的多个排水井,用于排出中间层的垃圾堆体表面雨水。
环场截洪沟是大量用于垃圾场上游与周边地表水的主要排水构筑物,一般是指环绕在垃圾填埋场场顶周围 1 m ~ 3 m 远外侧的用于阻截上游与场顶外周边雨水(洪水) 的工程系统。即使是对于小型的村镇级的简易垃圾填埋场,环场截洪沟也是不可少的,对于大型垃圾填埋场,截洪沟更是多种多样,可采用分期设置截洪沟的方法。
3 结语
垃圾渗滤液减量化,有利于降低垃圾场的渗滤液处理成本,并对垃圾场起到保护作用。通过对生活垃圾在进入垃圾处理厂或处置场之前实施源头减量措施,包括垃圾分类回收和预处理、垃圾压缩转运中的渗滤液控制,可以实现垃圾进入处理场之前的减量化。通过在垃圾填埋场内实施工程措施,对上游与周边地表水进行有效控制,对库区内面积采取场内雨污分流措施,科学建设排水构筑物,可实现垃圾填埋场内渗滤液的减量化。
参考文献
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【关键词】城市垃圾 存在问题 处理方法
城市垃圾是指城市人口在日常生活中产生或为城市日常生活提供服务的活动产生的固体废物,以及法律、行政法规规定,视为城市生活垃圾的固体废物(包括建筑垃圾和渣土,不包括工业固体废物和危险废物)。吴忠市的城市垃圾主要来源于人民的日常生活所产生,此外还有一部分来自于企事业单位、学校、医院及个体经营者和公共场所,如街道、公园、车站、绿化带的清扫物及垃圾箱中的废弃物另有建筑过程中产生的建筑垃圾(主要有泥土、石块、废砖头、混凝土)。
一、吴忠市城市垃圾处理中存在的问题
垃圾填埋处理技术是一种特殊形式的综合利用技术。因为垃圾填埋后的无害化过程实质上就是生化处理过程,由于垃圾填埋场主要存在占地面积大,选址困难,因此填埋场渗滤液的生产及其避免对环境造成危害,则是填埋场设计、设计和运行中必须加以重点的问题。在此,针对吴忠市城市生活废气物无害化综合垃圾处理场运行中有可能出现的以下问题加以重视。
1.渗滤液渗入地下问题
由于高浓度的渗滤液较难处理,加之渗滤液收集量不大,而我市的垃圾处理场与污水场有甚远,不能借用污水处理场进行处理,所以防止渗滤液渗入地下。由于填埋场添埋垃圾年限较长,加上填埋后垃圾在场内随着时间的推移逐步分解,所产生的渗滤液全部将流出场内,而且吴忠市垃圾填埋场因为投资受限而无法按要求建造渗滤液最终处理系统,所以渗滤液的处理上要自始至终进行监测,防止污染地下环境。
2.废气排不畅
填埋场内封闭后,气体的导出采取燃烧处理,随时监测,不能出现垃圾场内由于温度过高,场内产生的气体不能即时导出,有可能发生爆炸的事故。由于垃圾处理与市区较远,所生产的气体不能利用,即时导出是直接安全的方法。
3.修建排水问题
垃圾填埋场位于牛首山下,下雨时形成山上洪水冲下来,对填埋场造成毁坏,如果洪水不能及时排出,雨水渗入垃圾填埋场中对防渗成造成负担。所以必须在填埋场外修建排水沟,将洪水及时排出场外。
4.解决处理中的技术问题
由于吴忠市垃圾和技术选择受到垃圾成份、经济发展水平、自然条件及传统习惯因素的影响,垃圾填埋是吴中市垃圾处理未来8-10年的固定模式。目前吴忠市垃圾处理年限为8年,8年后,随着经济的发展,科学技术的提高,对其他填埋场提出更高的要求,这样才能造福吴忠人民,解决垃圾填埋技术中垃圾焚烧和生化处理带来得好处。
国外发达国家的城市生活垃圾从收集、运输到处理技术,经过几十年的发展和完善已非常成功,并积累了许多经验。在收集方面,国外发达国家已经全面采用垃圾分类收集方式,有效地实现废物的最大程度回收和再生利用。为卫生填埋、垃圾堆肥、焚烧发电、资源综合利用等垃圾处理方式应用奠定了基础,为实现垃圾“资源化、减量化、无害化”的处理目标,提供了有力保障,并且推动经济效益和社会效益。在处理方面,广泛采用的城市垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥和综合利用四种处理方式;在投资方面,国外发达国家对垃圾处理的投资力度很大,资金来源多样化,使得垃圾处理技术和垃圾处理设备的研究工作蓬勃发展。吴忠市城市垃圾处理的目标是实现城市生活垃圾“减量化、无害化、资源化”的统一,也就是说保证城市生活垃圾中的各类有用物质得到直接回收利用及转换利用。
二、吴忠市城市垃圾处理三种方法的运用
解决垃圾问题的目标是将垃圾减量化、资源化和无害化处理.目前主要有三种方法:卫生填埋、焚烧及高温堆肥,以下对这三种技术在吴忠市城市垃圾处理过程中的运用作一比较。
1.垃圾卫生填埋
垃圾卫生填埋是一种保护环境质量,防治垃圾二次污染的最终处理技术,处理垃圾的比重最大,被认为是必备的首选技术。其主要表现在:卫生填埋场的选址及工程设计日益严格和规范;基础防渗技术、衬层铺设、填埋作业、渗滤液疏导和循环利用及填埋气体回收后再利用技术日趋成熟,渗滤液和填埋气体的二次污染防治技术及资源开发的迅速发展以及填埋操作所使用的多种机械都带来了较大的发展,由于无论采用何种垃圾处理方法,最终都会产生一些残渣需要处理,所以垃圾卫生填埋场是垃圾处理方案中必不可少的,垃圾卫生填埋最大的优点是投资费用较低,对垃圾的产量变化适应能力加强,可选用非耕地作场址。缺点是大量占用土地,资源回收率低。目前,吴忠市选择垃圾卫生填埋就是基于上述考虑,并且吴忠城市大多垃圾混装,无机物含量高,收集方法落后,以及垃圾处理所需的大量资金难以落实。因此目前采用单一的垃圾填埋技术。相信随着城市的发展扩大,对填埋场的技术标准越来越高,垃圾填埋技术将逐步与其他垃圾处理技术方式综合利用,取长补短,使垃圾填埋技术上一个新的台阶。
2.垃圾焚烧
焚烧是一种城市垃圾的高温焚烧处理工艺。垃圾焚烧则有使垃圾高度减量化、无害化和可供热、发电等优点,但垃圾焚烧需要一次性投资,处理成本较高,同时焚烧处理工艺复杂。针对吴忠是经济不发达地区,而且垃圾的可燃物比较少,热值低,不适于目前的吴忠城市垃圾处理,在以后城市经济迅速增强,人民的生活水平大幅度提高,垃圾焚烧技术的应用和建设运营会得到普遍公认。
3.垃圾高温堆肥
垃圾高温堆肥是指在一定温度下,对垃圾进行发酵、生物分解,使垃圾达到无害化的方法。这种方法,比较简单,投资比焚烧法低,较卫生填埋高,并且可以做到垃圾资源化利用。但垃圾堆肥的进场成分需要控制,否则堆肥产品质量将非常难以把控。堆肥产品销售也需要有较好的市场机制配合。采取这种方法,最主要的是对进场垃圾成分进行控制。国内外的垃圾堆肥实践充分证明,混合垃圾堆肥处理技术复杂,成本高,产品质量差,缺乏生命力,没有分类收集、堆肥处理是没有出路的。由于吴忠经济落后,垃圾混装,无机物与有机物的成分难以控制,甚至无机物增多,并且目前的吴忠市场对堆肥产品的质量不能确定,产品销售是一大难题。最终产生的不可用物仍需要处理。针对这种情况,也不能采用这种方法。
【关键词】建筑垃圾处理
一、研究背景与意义
目前,我国正处于全面的城市化阶段,与世界平均水平相比,我国的城市化率只有40%左右,仍然有很大的差距,城市建设与扩张将在我国持续相当长的时间。我国人口较多,但城市人口相对集中,使得人均建筑面积较小,住房需求长期刚性,使得建筑业得到了迅猛的发展,成为国民经济的支柱产业之一。如今全国每年新竣工的建筑面积达到了20亿平方米,接近全球年建筑面积的一半,而且还在逐年递增,到2020年,我国还将新增建筑面积约300亿平方米,如此巨量的建筑工程产生的建筑垃圾将是令人震惊的。
二、建筑垃圾的定义及特点
(一)建筑垃圾的定义
因建筑垃圾来源广泛、成分复杂,目‘常和城市生活垃圾混杂,造成对其定义不明确,许多专家学者也有不同的看法,国内相关的法律法规制定的标准不统一,这也使得建筑垃圾至今没有明确的“身份”。
这里的建筑垃圾概括的定义为:建筑垃圾是指在对建筑物、构筑物的建设、维修、拆除和装修的活动中产生的对建筑物本身无用或不需要的排出物料。主要来源于基坑开挖、道路开挖、建筑工地施工、旧建筑拆除和建材生产五类。对建筑物无用或不需要,是对物料是否垃圾的界定。对物料无用或不需要的界定最终来源于某种形式的主观判断。
考虑到基坑开挖、道路开挖、建材生产过程中产生的泥土、余料基本可以在回填、再利用过程中消耗掉,不会产生附加的、难以降解的废物,且回收价值不大,因此本文在讨论时不考虑这部分建筑垃圾的影响,即狭义的认为建筑垃圾是在建筑施工、建筑拆除、建筑装修过程中产生的固体废物。
(二)建筑垃圾的特点
建筑垃圾主要以渣土、碎石块、废砂浆、砖瓦碎块、混凝土块、沥青块、废塑料、废金属料、废竹木等的废弃混合物组成,如按照当前常用的填埋堆放的处理方法,其一般需要经过很长时间其物理、化学特性才可趋于稳定。在此期间,废砂浆和混凝土块中含有的大量水合硅酸钙和氢氧化钙使渗滤水呈强碱性;废石膏中含有的大量硫酸根离子在厌氧条件下会转化为硫化氢;废纸板和废木材在厌氧条件下可溶出木质素和单宁酸并分解生成挥发性有机酸;废金属料可使渗滤水中含有大量的重金属离子,从而污染周边的地下水、地表水、土壤和空气,受污染的地域还可扩大至存放地之外的其它地方。
三、建筑垃圾的环境危害性
(一)污染水体
建筑垃圾在堆放和填埋过程中,由于发酵和雨水的淋溶、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而渗滤出污水一一渗滤液或淋滤液,会造成周围地表水和地下水的严重污染。
(二)污染空气
建筑垃圾在堆放过程中,在温度、水分等作用下,某些有机物质会发生分解,产生有害气体。例如废石膏中含有大量硫酸根离子,硫酸根离子在厌氧条件下会转化成具有臭鸡蛋味的硫化氢,废纸板和废木材在厌氧条件下可溶出木质素和单宁酸并分解生成挥发性的有机酸。垃圾中的细菌、粉尘随风吹扬飘散,造成对空气的污染。少量可燃性建筑垃圾在焚烧过程中又会产生有毒的致癌物质,造成对空气的二次污染。
四、我国建筑垃圾处理的建议
(一)健全法律法规体系
法律法规是一种外部强制力,也是减轻建筑垃圾对环境影响的重要手段。当前的建筑垃圾问题比较突出,大量建筑垃圾乱堆乱放,没有得到有效治理,对环境造成了危害,另外,集中处理的建筑垃圾也没有得到合理的应用。鉴于目前建筑垃圾的排放高峰期已经到来,各种天然建筑原材料也面临枯竭的现状,使得相关法律、法规的制定,循环利用的监督、管理机制的制定已经非常必要。
我国法律有必要对建筑垃圾的再生利用的内容进行补充,并禁止填埋可利用的建筑垃圾,制定建筑垃圾回收率的相关条文,对随意倾倒建筑垃圾的行为也应增加惩罚性条款,或者修改制定更加完备的法律,来加强建筑垃圾管理中法律的效力和惩罚力度。另外,国家有关部门应该在全国的建筑施工企业中,进行一次定量定性的建筑垃圾综合调查统计,制定建筑垃圾的允许产生数量和排放标准,并将其作为衡量建筑施工企业技术水平的重要标准,这样才能从源头上控制建筑垃圾的产生。
(二)财政补贴和优惠政策
我国建筑垃圾处理处于刚起步阶段,还没有达到完全的产业化与市场化的高度,因此国家的扶持政策和财政补贴显得尤为重要,自负盈亏会让企业无法生存,也无法使建筑垃圾达到高效的应用。因此政府应通过财政补贴和税收优惠政策来刺激建筑垃圾产业的发展。
五、结语
环境保护是一项全民事业,仅靠政府或企事业单位是不能完成的,必须有公众的参与。由于建筑垃圾的再生产品市场接受度不高,在政策的引导下,也需要从公众参与的角度进行考虑,通过社会宣传活动,提高公众对环保和回收利用的意识,加强舆论宣传和导向,引导和鼓励消费者优先选购再生建筑产品,政府应对主动使用再生材料的企业进行表彰,宣传,对公众做好宣传教育工作,普及建筑垃圾知识,消除公众的疑虑。
参考文献:
[1]杨敬帅,马晓霞.建筑垃圾的再生利用研究[J].现代商贸工业,2009年第13期:304~305.
【关键词】房地产项目;环境影响评价;关注点
0前言
随着我国经济社会的持续发展和城镇化步伐的加快,城市居民不断增加,房地产业近年来呈蓬勃发展之势。作为建设项目,在施工与运营期间,不可避免地对周边环境会造成污染和破坏。如果只按房地产环评教材所关注的内容去评价房地产项目的环境影响,就会感觉房地产项目几乎不会引起什么环境问题。而实际上,因规划不合理或规划执行过程中的随意性,导致居住小区与工业区、商业区混杂,随着公众环境意识的提高,围绕住宅小区产生的环境纠纷日益增多,这些已成为区域不可忽视的不稳定因素。因此根据居民小区所在区域环境情况及自身特点,从环保角度对房地产项目主要关注点进行合理性、可行性分析十分重要。
1房地产项目环评概述
房地产项目环境影响评价,主要是对该项目在施工及营运过程中可能对项目周围环境造成的影响及项目周围环境可能对项目造成的影响进行全面细致的调查、预测和评价的过程,并再经科学分析后针对主要关注的环境问题提出相应、合理、切实可行的防治措施及对策与建议[1]。对主要关注点进行合理的环境影响评价不仅能够确保房地产项目的综合质量,也能够避免一些由于环境信息的偏差或缺失带来的后续问题,同时也为经济与环境的协调发展以及社会的可持续发展提供保障。
2主要关注点
2.1选址合理性
房地产项目环境影响评价中首要关注的问题就是选址与规划的合理性。选址首先应符合城市总体规划,同时符合当地的相关环保政策;其次对周边市政基础设施配套情况进行调查,分析其是否具备必要的建设条件;最后对项目周边环境进行详细调查,了解周边污染源的分布情况,选址时既要避免在周边企业的卫生防护距离内,也要避开周边的重大环境风险源。对于工业企业搬迁后的土地用作住宅小区开发的,在环境影响评价过程中必须对建设用地原有使用用途进行详细调查。通过现场调查和现状监测,防止建设用地性质变更可能带来的污染隐患。若发现土壤、地下水受到污染,应在环评中提出相应的功能修复方案,防止遗留的环境污染问题对将来入住居民产生不良影响,避免产生环境纠纷。
2.2项目自身对周边环境的影响
房地产项目施工过程中对周边环境的影响属于暂时性的,随着施工期的结束而消失,因此房地产项目自身对周边环境的影响主要存在于营运期。主要来自于小区内配套设施产生的噪声、振动及恶臭等。
2.2.1设施运行过程产生的噪声及振动容易引起扰民问题。针对这种情况,首先考虑小区平面布局的调整,在无法调整的前提下从噪声源头和中间环节采取相应的措施。采取的措施主要为选择低噪声设备、基础减振、隔声等常见的减噪、减振措施[2]。但针对某些集中性高噪声源,如无法实施市政集中供热的小区内自建空气能泵站用于集中供热,应咨询噪声专家及相关专业施工、运营部门进行合理设计、减噪、减振,避免对周边居民日常生活产生影响。
2.2.2恶臭污染主要来源于中水站和垃圾转运站。
①中水站恶臭影响从节约水资源、创建绿色生态小区的角度出发,目前大部分新建小区内均设置中水回用设施,同时也产生了发酵臭气的污染。小区中水站因其处理规模小且多为地埋式设置的特点,为封闭运行、恶臭集中收集及处理创造了有利条件。目前对中水站恶臭采取的主要处理方法为以管道收集尾气,管道上设置引风机,使整个系统处于负压状态,后经活性炭过滤器或生物除臭装置等处理后达标排放。
②垃圾转运站恶臭影响部分规模较大或距离城市建成区较远的小区内会设置垃圾转运站,一般采取全封闭压缩式管理,实现垃圾减容运输,减少运输过程中的能耗及二次污染。垃圾中转站在实现自身价值的同时,也带来了压缩垃圾渗滤液、发酵臭气的污染。垃圾渗滤液浓度较高,收集后一般通过环卫部门专用罐车运至垃圾填埋场污水处理站处理;由于垃圾转运站一般设置在地上且采取全封闭式管理模式,因此目前主要通过采取在生活垃圾上喷洒除臭剂、做到日产日清并严格按照《生活垃圾转运站技术规范》(CJJ47-2006)中相关规定设置转运站与周边住宅楼距离及四周绿化带宽度等除臭措施。
2.3周边市政设施配套问题
房地产项目周边市政设施配套问题主要关注周边市政供暖管网、给排水管网等分布现状及是否能在小区投产前与小区内管网对接等问题。其中,环境影响评价中主要关注的无疑是小区周边市政污水处理设施、污水管网的分布情况及小区投产后生活污水的排放去向等问题[3]。周边市政污水处理系统配套完善的小区,其生活污水处理方式是最简单的,即:部分污水先经区内自建中水站处理后回用于区内绿化、道路喷洒等,剩余部分则通过周边市政污水管网排入配套市政污水处理厂处理或者全部依托市政污水处理厂处理。但周边市政污水处理系统配套欠缺的小区,则需认真调查,根据所处地理位置环境情况及近期规划对小区内生活污水的处理方式及排放去向进行合理的分析。
2.4周边外环境对项目的影响
居民小区本身就是环境敏感点,其对周边环境的影响相对较小,但忽略外环境对小区的影响就容易引起纠纷,因此需做好小区周边外环境的调查工作。外环境对小区的影响主要表现在周边工业污染、城市交通噪声、临近铁路的振动噪声及高压输电线、发射塔电磁辐射等。在环境影响评价过程中应明确提出小区与周边污染源是否满足环保部门和城市规划部门等规定的安全防护距离,对居民住宅提出满足国家及地方相应标准的防治措施,必要时对小区规划及平面布局等提出相应调整建议。
3结语
房地产项目环境影响评价应结合居民小区既是污染源又是敏感保护目标的特点,结合项目所处区域、周边环境情况,有针对性的、客观、真实的对该项目主要关注的问题进行详细的分析、评价,并提出相应的治理措施,使环境影响评价工作能够突出重点,为建设单位的决策提供合理、可行的建议,减少或避免环境污染纠纷,为环境保护行政管理部门审批提供科学依据。
【参考文献】
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(①无锡环境科学与工程研究中心,无锡 214153;②无锡城市职业技术学院,无锡 214153;③南京信息工程大学,南京 210044)
(① Wuxi Research Center for Environmental science and Engineering,Wuxi 214153,China;
②Wuxi City College of Vocational Technology,Wuxi 214153,China;
③ Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China)
摘要: 本文介绍了垃圾管理过程中的温室气体产生机制和碳排放评价模型,总结了城市生活垃圾的低碳管理策略,为优化管理体制、提高管理效率、推动行业的可持续发展提供了依据。
Abstract: The paper introduces the generating mechanism, evaluation models of carbon emission and low carbon management strategy of MSW, which proposes tools for management optimization, efficiency improvement and sustainable development of MSW treatment industry.
关键词 : 城市生活垃圾;低碳;管理策略
Key words: municipal solid waste;low carbon;management strategy
中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0010-03
基金项目:江苏省博士后科研资助计划项目(1301067C);江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目(201313748007Y);无锡城市学院(无锡环境科学与工程研究中心)重点课题(WXCY-2012-GZ-003)。
作者简介:华佳(1970-),男,江苏徐州人,博士,副教授,研究方向为固体废弃物的处理处置与资源化。
0 引言
城市生活垃圾是指在城市日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物。发达国家城市生活垃圾产量约为3吨/人·年,年增长率为3.2%~3.7%,据《2012年环境统计年报》,我国城市生活垃圾年产量为1.97亿吨[1],年增长率为7%~9%[2],估计2020年全国城市垃圾年产量将达到2.6-2.9亿吨[3]。
生活垃圾在储存、运输和处理过程中都会产生温室气体,主要包括CO2、CH4和N2O。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)估算,来自垃圾系统的温室气体排放占全球温室气体排放总量的5%。全世界每年排放的CH4量大约为5亿吨,其中来自城市生活垃圾填埋场的就有2200~6000万吨,CH4对温室气体总量的贡献率已由2000年的3.75%增加到2010年的4.83%[4]。在江浙沪地区,生活垃圾填埋产生的CH4量占到该区域CH4排放量的19%,仅次于农业活动产生的CH4排放量[5]。鉴于此,IPCC的《气候变化2007综合报告》指出,垃圾处理过程中产生的CO2、CH4等已成为人为温室气体的重要来源,并明确将它作为一个独立对象来计算温室气体排放量。我国政府对源自生活垃圾处理的温室气体排放高度重视,并在2007年编制的《中国应对气候变化国家方案》中,将加强城市垃圾管理作为减缓温室气体排放的重点领域之一。
1 城市生活垃圾碳排放机制
生活垃圾(如厨余垃圾等)含有很多有机物,它们在堆放过程中会因发酵腐败产生温室气体。其中,CO2主要来自有机物的转化,CH4主要来自厌氧发酵过程,N2O来自脱氮的硝化反硝化过程。因此,垃圾在未进入收集系统之前就已经开始碳排放。另外,在垃圾的运输过程中,除了垃圾本身产生温室气体外,车辆也会因为消耗化石燃料而排放温室气体。在垃圾的处理方法中,卫生填埋应用较广,但如上所述,该法的碳排放量非常大,并且填埋场还会产生垃圾渗沥液,其处理过程会继续产生温室气体;此外,填埋场渗滤液处理过程中还会由于电力、燃料的消耗而间接产生温室气体。堆肥处理生活垃圾的碳排放主要包括堆肥前的好氧发酵产生的温室气体以及堆肥过程中垃圾有机物降解产生温室气体排放。焚烧处理生活垃圾的碳排放主要体现在垃圾燃烧时自身产生的温室气体、用于助燃的化石燃料燃烧所排放的温室气体以及焚烧厂渗滤液处理过程中产生的温室气体。
2 城市生活垃圾碳排放评价方法
国内外学者对垃圾碳排放评价方法的研究已取得不少成果,由于处理工艺、管理模式和核算模型不同,城市生活垃圾处理的碳排放量差别较大。目前,研究温室气体排放的方法主要有:IPCC的国家温室气体清单[6]、温室气体排放企业核算与报告准则[7]、全生命周期评价(LCA)方法[8,9]、CDM法和上游-操作-下游(UOD)表格法等[10,11]。其中,在核算垃圾处理的碳排放时以LCA模型的应用居多。LCA模型能够全面考虑垃圾处理全过程中的碳排放,可用于计算一个项目、一个地区或者一个国家尺度的碳排放,机制更为合理。但由于诸多清单数据难以获得,目前还不能将LCA确定为权威的核算方法。IPCC指南(2006)总结了各地的温室气体排放计算方法,在第五卷中提供了废弃物处理温室气体排放量的计算方法。该法主要针对国家碳排放进行核算,提供了大量缺省值,可供世界各国用来估算碳排放清单,但目前该方法还很少用于不同垃圾处理方式碳排放的比较研究,且对新技术还缺乏相应的缺省值。Gentil等针对现有核算方法的不足,提出了UOD表格法,用于比较不同数据来源的结构性差异[10];Boldrin等应用UOD方法研究了发达国家焚烧、填埋、堆肥及厌氧消化等固体废弃物处理过程的温室气体排放规律[12],但目前相关案例研究的报道较少,且核算过程较为复杂。相对而言,在具有基本技术数据的前提下,不同的核算方法能够互相印证,因此,用更为科学的算法改进目前较为权威的碳排放核算方法更有实际意义。2009年,欧洲研究人员提出一种适用于城市尺度的、实现固体废弃物减量和循环再利用的“零固废”管理系统,它以CO2ZW为评价工具,来监测固废处理过程中的温室气体排放并编制清单。CO2ZW工具可用于评价固废相关的管理计划、项目实施和政策决策,监测固废管理中的薄弱环节并帮助管理部门提高管理能力[13,14],尽管它比较适合城市尺度的温室气体排放核算,但如果提供足够的数据,CO2ZW同样可以用于省区和国家尺度的碳排放评价。
3 城市生活垃圾低碳管理策略
3.1 促进垃圾的源头减量 源头减量是垃圾管理首要的也是最有效的措施。虽然我国已颁布《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》等法律法规,但由于缺少配套政策和措施,减量化效果并不显著。根据国外经验,生产者责任延伸(EPR)制度能够从源头上减少垃圾产量,并建立有效的回收体系[15]。该制度要求垃圾产生者不仅要对垃圾的产生负责,还有对垃圾的回收、循环利用和最终处置承担一定的责任。日本的《容器和包装回收法令》,欧盟的《禁止在电子电气产品中使用有害物质的规定》、《废弃的电子电气产品管理指令》等法令,都是这一制度的产物。我国同样存在产品过度包装、增加垃圾产生量的现象,因此应在产品包装领域率先实行EPR制度。此外,还要严格控制煤制品的产量,提高城市燃气化水平,以有效减少垃圾中碳含量;提倡绿色生活服务方式,鼓励净菜上市销售;条件许可时,应在家庭厨房下水处安置粉碎机,将餐厨垃圾粉碎后再排放入污水管道。积极学习国外成熟的经验,做好源头减量试点工作,为以后的大面积推广积累经验。
3.2 推行垃圾分类收集工作 垃圾分类收集是指据垃圾的特点将其分成不同类别分别收集,这是提高垃圾“减量化、资源化、无害化”管理水平的重要举措,也是发展循环经济、推进垃圾低碳化管理的首要步骤。目前,垃圾分类已在欧美、韩国、日本、巴西等国家和地区普遍实施,由居民负责进行,而在我国尚处于试点阶段,主要由政府负责。因此,垃圾分类收集要从个人和家庭抓起,并且建立健全配套规章制度。对自觉进行垃圾分类的市民应给予奖励或补贴,或以高于市场价进行差价收购,或从税收上进行激励;建议将收集、转运工作发包给特许经营商,以民营资本为主要经营方式,政府部门主要进行考核监督、发放补贴,以此来提高垃圾分类的收集率和工作效率。
3.3 采用低碳处理处置技术 生活垃圾处置方式主要有堆肥、填埋、焚烧三种方式。生活垃圾的低碳处理处置需遵循“减量-减排-再利用-再循环”的路径。有效的做法有:推行环保处理技术,鼓励清洁生产、发展生态农业,倡导废品的回收和循环利用,采用垃圾处理新技术。餐余、园林及粪便等生物垃圾适合于堆肥,厌氧堆肥是最低碳的生物垃圾处理技术[16]。垃圾填埋会产生渗滤液和甲烷,2008年中国垃圾填埋场排放的甲烷体积占了垃圾处理部门排放的温室气体总和的95.5%[17],此项技术应限制应用。热值高、含水率低的垃圾适合于焚烧,垃圾焚烧可使体积减容可达90%,焚烧产生的蒸汽可用于发电或供热。近年来,垃圾焚烧技术在中国获得快速发展,为提高垃圾焚烧的效率和积极性,政府对焚烧项目给予了经济补贴或税收优惠。在焚烧过程中可以采用先进的干馏技术,该法处理后的残留物主要是炭、渣土,是生活垃圾低碳处理的优选方案。
3.4 积极参与全球碳交易 为促进全球温室气体的减排,联合国于1992年和1997年先后通过了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》,用市场机制解决CO2减排问题,即把CO2排放权作为一种商品进行交易,简称碳交易。碳交易是通过经济杠杆实现碳减排的一种有效方式,国家应加大推广力度。2009全球碳交易达82亿吨CO2,比2008年上升68%[18],是2005年的7倍[19]。我国虽然不是《京都议定书》规定的强制减排对象,但我国温室气体排放增长迅速,2008年的排放量约占全球总排放量的22.2%,比1992年增长了166.5%,而同期世界平均增长仅为41.7%。面对严峻的减排形势,我国积极参与减排行动,据2014年1月资料,我国碳减排量约为5.9亿吨CO2当量/年,占全球年总减排量的61.3%[20]。
3.5 培养居民低碳生活意识 从垃圾的最初产生到最后处置都离不开群众的参与。因此,加强对低碳生活方式的宣传,培养居民的低碳生活意识,对建立垃圾低碳管理体系至关重要。可以通过各种媒体进行低碳宣传,包括报纸、电视、广播、广告、网络、短信等多种平台;还可以在社区、医院、学校、政府机关、公共场所进行宣讲或讲座,倡导大家理性消费,放弃购买过度包装的商品,对垃圾进行分类回收,提高全民的生态环境意识和垃圾低碳管理意识。
3.6 完善法律法规建设 虽然我国也制定了一些有关垃圾管理的法律法规,但还不完善。为此,我国要从生活垃圾的产生、处理、处置等环节进行综合考虑,制定适合我国国情的细节性法规,例如强制回收包装品制度、商品限量包装规定、垃圾强制分类规定等。引导垃圾处理行业进行市场化竞争,强化对垃圾处理运行的监管。另外,垃圾处理费征收制度很不健全,2009年全国只有57.2%的城市出台并实施了生活垃圾收费政策[21],多数地区垃圾处理费收缴率不足50%。要建立生态税观念和相应制度,改革收费方式,由上门征收转变为由公共部门代为征收,提高征缴率;按照垃圾重量缴费,尝试从量收费制度,强化居民对垃圾处理费缴纳的认同。
3.7 加强管理体制改革 垃圾低碳管理要统一领导、分级负责,倡导政府、企业、物业、居民共同进行垃圾低碳化管理,多方参与、相互监督,以实现垃圾管理的多层次、全方位、社会化。管理中要坚持政企分开,政事分开的原则,主管部门应引入市场机制,鼓励民企、私企参与到垃圾管理中来,并给予适当奖励、补贴和政策扶持,提高参与者的积极性,实现低碳生活人人有责。政府部门要通过财政税收、国家补贴以及企业融资等方式加大资金投入,来完善包括用于垃圾分类收集在内的基础设施建设,为垃圾的低碳管理提供必要的物质基础。
4 结语
随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快,城市生活垃圾的产量逐年递增,垃圾在储存、运输和处理过程中会产生大量的温室气体,其碳排放评价方法主要有IPCC清单法、企业核算与报告准则、LCA法、CDM法、UOD表格法以及CO2ZW模型等。在生活垃圾的低碳管理策略上,要做好源头控制、强化分类、培养低碳意识、完善法律法规、改革管理体制、吸引各方参与等几方面的工作,为优化管理、提高效率、推动行业的可持续发展提供依据。
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一、环保科研工作
(一)珠江水系广西流域高浓度有机废水治理技术研究与示范
本课题为国家科技攻关计划,主要研究内容:(1)系统的研究了珠江水系广西流域水质污染特点,指出水质污染主要表现为:以有机污染为主、季节性污染明显、结构性污染严重、跨行政区边界水质污染矛盾突出,水质超标因子以溶解氧、高锰酸盐指数、悬浮物为主。
(2)根据COD和钾的含量可根据广西糖蜜酒精废液归纳为三种类型。广西大多数糖蜜酒精废液属于第二种类型,第一种和第三种为少数企业。采用固液分离办法,可以回收糖蜜酒精废液中非溶解物(蛋白质),回收率为91.5%。浓缩比为4.39倍,分离得到的非溶解物蛋白质含量达4.4%,达到饲料GB13078-91标准要求。
(3)自主研制的多级卷式膜分离设备,可以分离糖蜜酒精废液中90%的色素,回收的色素为焦糖色素,主要技术指标达到GB8817-2001要求。
(4)在金光糖厂、昌菱糖厂及蒲庙酒精厂进行中试,废液经离心分离与组合膜工艺处理后净化废液回用率一般可达80%。
(二)四江流域重点污染治理技术研究及综合利用技术开发
本项目为广西科技厅项目。采用机械离心分离糖蜜酒精废液含蛋白质固形物回收率为82.4%(主要指标达GB8817-2001标准要求);实验室试验一次膜分离胶体色素回收率达77.6%(主要指标达GB8817-2001标准要求);实验室试验废液回用于糖蜜发酵产酒替代清水率达60%。
在淀粉废水处理一体化设备研究及应用试验中,采用HCR-BCO(高效好氧生物反应器-好氧生物接触氧化池)工艺处理淀粉废水,系统稳定运行时,出水可达综合污水排放一级标准。
(三)由制糖、酒精、淀粉生产引起的重点污染源废水治理及示范研究
本项目为广西科技厅项目。已开发出一套回收废液色素的膜分离设备,此系统生产性试验运行稳定,色素回收率大于90%,产品主要指标达GB8817-2001标准要求);经化学脱钾处理后,净化废液回用于糖蜜发酵生产酒精替代清水率达80%。
固态发酵产品的营养和卫生指标均达到预期目标,粗蛋白含量大于18%;进行了生长猪、育肥猪的饲养试验和屠宰试验,证明可替代麸皮在饲料中应用。
在淀粉废水处理研究中,新的高效好氧反应器负荷达30KgCOD/m3d,进入COD浓度为10000mg/L以上,一次去除率达70%;系统去除COD达90%。回收菌体蛋白符合QB/T1940-94标准。
(四)桂林市水环境质量改善与综合示范项目
该项目是国家科技部863攻关项目。主要负责项目下的两个子课题:
1、纳污支流污染治理技术研究与示范
污水主要来源于矮山塘分散的稻田排污口和泡花碱厂等污水约2000~3000m3,污水水质COD含量约50~80mg/L;NH3-N约12~20mg/L;SS约为40;pH值约为6~9。根据污水特点在详细的单体试验的基础上,建立了河道接触氧化和人工湿地处理系统,工艺通过专家认可,已在乌金河工程中应用,出水达到预定指标,其工艺流程见下图:
整个工艺由调配水系统和净化系统组成,调配系统为保证进入净化系统的流量为3000m3/d,多余的水体通过超越管道引至净化系统下游,同时在丰水期保证洪水排道的畅通。
净水系统由沉淀池和五段河道净化系统和人工湿地单元组成。每个河道净化单元划分接触氧化段和水生生物净化段两个组成部分。
2、桃花江上游流域村落和住宅小区生活污水处理技术研究
本设计根据鲁家村村委会提供的资料和近期对鲁家村现状的进一步调查以及针对小区生活污水治理技术研究的初步成果,选用预处理+土地生态渗滤工艺方案。工程场址选择在桃花江西岸,鲁家村桃花阁餐馆西南的菜地上;设计规模为80m3/d,主要污染物COD的浓度为250mg/L,出水浓度控制在30mg/L左右。工程设计使用年限至2012年。其工艺流程如下图:
整个工艺由预处理系统和净化系统组成。预处理系统包括各家各户原有的一级化粪池和拟新建的沉砂池、油水分离器,主要去除来水中的无机悬浮物、大块的杂物和动植物油,以提高净化段的处理效率和使用寿命。净化系统包括集水、配水池、土地生态深度处理系统和清水回用池。
(五)改性沸石微污染水源水处理复合材料
此项目由广西科学技术厅资助。以浙江缙云斜发沸石、广西车田红辉沸石为主要研究对象,采用酸、碱、盐等改性、改型方法,以去除微污染水源中的COD、氨氮、Cr6+、Fe3+、P5+为目的,基本确定了制备各类改性沸石的工艺。运用X射线粉末衍射、扫描电镜、热重、差热分析、BET比表面测试等手段,对原矿及改性沸石进行了物理化学性能研究。
改性后的沸石对氨氮、铬离子、COD、铁离子和磷等污染物的去除率较原矿均有较大提高,可分别达到:94%、99.9%、76%、99.9%、99.7%,有较大的实用价值。利用改性沸石产品对桂林冲口垃圾渗滤液高浓度氨氮废水治理,取得较好削减作用。
(六)复合改性膨润土净化剂研制
在膨润土原矿中蒙脱石含量约为60%条件下,经物理和化学提纯后,石英等杂质将明显减弱或消失,蒙脱石的含量提高到85%以上。利用X射线粉末衍射、扫描电镜、热重、差热分析、BET比表面测试等方法,对原矿进行了详细的物理化学性能研究;用各种改性剂进行插层,形成纳米膨润土复合材料,在对污水的铬离子、COD、和磷等污染物的去除率较原矿均有较大提高,可分别达到:90%、50%、50%,开发的产品主要用于饮用水和水产养殖业,项目研究达到预定目标。
二、环保工程设计
(一)临桂大酒店污水处理工程
日处理污水280m3,工艺流程图如下:(略)
针对酒店餐厅、厕所废水的特点,先通过隔油沉砂池去除废水中油类及悬浮物,再经接触氧化池处理,排水符合GB8978-1996三级排放标。工程运行已有四年,出水稳定,深受用户好评。
(二)长城酒店污水处理工程
日处理污水280m3,排水符合GB8978-1996三级排放标准。工艺流程图如下:(略)
酒店原已有格栅沉砂井及化粪池各一座,一直正常运行,但由于酒店废水的水质、水量变化较大,普通化粪池不能保证出水稳定达标。根据这一情况,在原有的化粪池中投加高效填料,大大增加池中有活性微生物的数量,为活性微生物提供了良好的栖息环境,更利于微生物对污染物COD、BOD等的降解。同时也可截留住大部分的悬浮物。工程已运行近三年,运行正常,出水稳定。
(三)冲口垃圾卫生填埋场污水治理工程
日处理污水300m3,工艺流程:(略)
渗滤液经浮船提升泵进入ABR厌氧池,在池中可去除部分污染物并提高废水的生化性能后自流进入MBR主反应池,MBR池分为缺氧区、好氧区和膜处理器三部分,缺氧区主要去除膜处理器回流液中的硝态氮,好氧区去除有机物和氨氮,大分子物质被截留在膜处理器外回流回缺氧区,清液在臭氧接触罐消毒脱色后外排。
设计说明:
调节池和浮筒提升泵:调节池起到了调节水量,均衡水质、沉淀重金属和悬浮物的作用,为后续工艺奠定了基础。设计采用浮筒安装潜水泵,不设提升泵房。
厌氧反应池:采用折流式厌氧反应器,并在上向流部份设置厌氧填料,同时具有厌氧污泥床和厌氧过滤床的优点,使得池中水力停留时间(HRT)与污泥的停留时间(SRT)较好分离。其抗冲击负荷能力强,处理效果好,COD平均去除率可达75%以上,减轻后续好氧的负荷。
好氧膜分离反应器:厌氧池出水直接进入好氧膜生物反应器。该系统共分为三部分:即兼氧部分(A段)、好氧部分(O段)、膜分离部分(M段)。
臭氧系统:系统由臭氧发生器与脱色罐共同组成。
污泥处理系统设计:好氧膜分离系统和厌氧池的污泥由分别设置的两台污泥回流泵定期抽送到填埋场,与进场垃圾一起填埋。
本工程工艺技术先进,所用ABR反应器是第三代高效厌氧反应器,MBR反应器也是国内外污水处理应用的前沿技术。工程处理效果好,达到污水一级排放标准。工程采用的仪器设备均为进口设备,质量可靠。整个工程自动化程度高,采用远程自动控制和现场控制相结合,管理操作简便。相对国内渗滤液处理工程,本工程更节能。工程运行已近两年,受到用户好评。
(四)桂柳高速公路鹿寨、宜州段污水处理工程
日处理污水500m3,工艺流程:(略)
食堂污水经隔油池处理后与办公楼、生活楼、厕所污水自流进入污水化粪池,然后经化粪池汇入集水井,由提升泵将污水均匀分配到各个生态模块单元。经深度处理后的污水自流入清水池,可用回用泵提升回用或直接排放。
设计说明:
前处理:污水前处理包括原有的化粪池改造和新增的隔油池。
化粪池改造:一是进行格栅沉砂井的改造。二是在现有的化粪池中投加高效填料。
新增隔油池:采用除油器,使部分小于100μm的油滴聚附成大油滴而被去除,因而油去除效果好,并且不耗电、不耗药,运行成本低。
生态深度处理法:主体工艺部分为生态滤池,生态滤池分成覆土层、散水层、厌氧滤层、好氧滤床、集水层,主反应区是厌氧滤层和好氧滤床。
滤床具有特殊的结构;组合物料层由土壤、生物、微生物菌种和改良剂组成。
整个工程仅用三台水泵提升,无其他能耗设备;工程维护管理方便,只需每两日切换一次阀门;工程构筑物均为地下式,表面可绿化,环境美观;无臭味及剩余污泥等二次污染产生;尾水可回用,实现水资源循环利用。工程运行良好,受到用户肯定。
(五)城区污水处理厂污水处理可行性研究报告编制
针对桂林市各城区的地理、生活污水、工业污水等具体指标,编制了污水处理可行性研究报告。报告为:《桂林市城北区污水处理一期工程可行性研究报告》,《桂林市城西区污水治理工程可行性研究报告》,《兴安污水处理工程可行性研究报告》等。
三、“十一五”发展方向
十一·五期间,我院应抓住国家加大环境保护力度的时机,在加强环保新技术开发的基础上,做大做强环保产业。具体规划如下:
(一)加快现有环保科研进展及推广
努力保质保量完成在研的各项科研项目,已完成成果加大实际应用,创造更大的经济、社会及环境效益。
(二)积极参与环保工程运营
积极加入到社会化多元化环保投融资机制中,在有条件的情况下,参与污染治理市场化运作,加强环境污染治理设施运营管理,如BOT、PPP、POT等特殊经营方式。