垃圾填埋過程范文

時間:2024-04-09 17:57:17

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垃圾填埋過程

篇1

關鍵詞:垃圾滲濾液 濃縮液 處理工藝 現狀

我國有關部門頒布了新的《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008),并規定2011年7月11日后,現有及新建的生活垃圾填埋場都應自行處理滲濾液,且執行新規定的水污染排放濃度限值標準。然而, 我國在現今的滲濾液處理技術之中卻仍有許多待解決問題,如:出水總氮的能否穩定達標、由于回灌引起的毒素和鹽分累積、濃縮液的處理以及系統內各環節之間的互相制約關系等。因此,如何能選擇的一套合理可行的滲濾液處理工藝路線,同時又滿足我國所提倡的低能耗、低污染、低排放的要求是垃圾滲濾液技術發展的方向。

一、垃圾滲濾液的特點

垃圾滲濾液是污水處理領域內最為復雜和難處理的一類廢水,其成分和水量與填埋場垃圾成份、垃圾處理規模、降雨量、氣候溫度、填埋操作工藝等多方面因素密切相關。

1. 1 水質的不可逆變化

滲濾液水質隨著填埋年限的增長逐年變化,COD、BOD呈現不斷降低趨勢,而氨氮卻維持在較高水平,營養比例嚴重失調。如果采用了滲濾液回灌方式處理滲濾液或濃縮液,則可能存在填埋系統內的鹽分及其他不可降解毒物的累積問題。

1.2 水量的不穩定性

滲濾液通常一年內各季節水量差異很大,通常需要大容積的調節池以調節水量,否則將對滲濾液處理廠造成沖擊負荷,影響系統運行穩定。隨著填埋年份和垃圾量的逐年增長,滲濾液的全年平均處理量也將發生較大的變化,通常需要對滲濾液處理廠進行改建或擴建。

二、滲濾液處理的工藝組合

滲濾液處理技術的發展歷程就是針對國家排放標準的技術更新及提高的過程

2.1 厭氧 + 好氧生化處理

80年代中后期至90年代的滲濾液處理技術處于摸索階段,主要針對污水中有機物進行去除,通常采用厭、好氧結合的生化處理工藝為主,出水基本可以達到污水綜合排放標準的三級標準。目前的針對GB16889-2008的滲濾液處理廠改造項目多屬于此類廠。

2 .2 氨吹脫 + 生化處理 + 混凝物化

90年代后期,舊標準GB16889-1997的出臺將垃圾滲濾液處理排放標準定為三個級別,部分已建的滲濾液處理廠為此進行了改造,主要以增加物化處理單元為主,當時廣州大田山滲濾液處理廠改造采用的主體工藝為“氨吹脫+生化處理+混凝物化”,一般能達到排放標準的二級標準。但是氨吹脫產生的氨氣和裝置的結構問題制約了此工藝路線。

2.3 上流式厭氧污泥床(UASB)+SBR+CMF+反滲透(RO)

此工藝是我國滲濾液處理具有標桿意義的廣州興豐生活垃圾處理場滲濾液處理系統首期工程的主體工藝。它將膜處理技術引入國內的滲濾液處理領域,生化處理與膜技術結合的處理工藝逐步被推廣應用。由于采用了反滲透膜分離技術,滲濾液處理出水能穩定達到一級標準甚至回用水要求。通過在長期的運行、研究和總結,其成功之處以及暴露的問題都為全國滲濾液處理技術發展和探索邁出了重要的一步。

2.4 膜生物反應器(MBR)+ 反滲透(RO)/ 納濾(NF)

它與2.3工藝類似,是通過多方面的的改進和總結得出的目前國內最為成熟的滲濾液處理工藝。隨著膜深度處理技術的發展和推廣,此工藝的投資成本也在逐漸降低。

2.4.1 厭氧單元的取舍

填埋場前期較為新鮮的滲濾液可生化性高,采用厭氧單元可減小好氧單元的處理負荷和池容,降低系統運行費用。但對已運行了數年的填埋場而言,水可生化性逐漸降低,高氨氮導致好氧生化系統的硝化和反硝化進程需要較多的碳源,如果再采用厭氧處理,反而會導致好氧生化單元碳源不足。因此,現在許多滲濾液處理廠舍去了厭氧處理環節。

2.4.2 MBR膜生物反應器的應用與改進

MBR膜生化反應器技術采用超濾技術取代傳統的二沉池,同時又可以作為后續反滲透(RO)/納濾(NF)的預處理工序。超濾對微生物完全截留使生化反應器內的污泥濃度從傳統活性污泥法的3~5g/L提高到10g/L~30g/L,從而提高了反應器的容積負荷,足以應對高濃度的COD、BOD和總氮的處理需求,占地也大大減少。通常滲濾液處理廠的用地都十分有限,MBR工藝憑借其高效處理和節省占地在滲濾液處理中得到很大的推廣和應用。

針對GB16889-2008對氨氮、總氮要求排放值分別為25mgL、40mgL(特別地區為8mgL、20mgL),要求生化部分總氮的去除率是應該達到90%以上,否則后續的膜深度處理難以達到出水標準。要達到高的脫氮效率可以采用復合MBR工藝(有后加碳源的兩級A/O-MBR工藝)。碳源選擇上,如廠區附近有糞便水、新鮮滲濾液等的可生化性高的污水可考慮作為廉價碳源,如無則需要外購碳源,價格較為昂貴。

2.4.3 反滲透(RO)和納濾(NF)的應用與組合

反滲透可截留幾乎所有污染物,僅有水、少數極小分子和低價離子能通過反滲透膜,對生化部分的要求相對NF低很多,因此,反滲透是確保滲濾液穩定達標排放的一道堅固防線。但是,截留率越高就意味著RO濃縮液的問題更加難解決。

納濾對污染物的截留能力不及反滲透,要求生化部分對總氮的去除率達到99%以上,能耗和投資都付出了較大的代價,否則出水難以保證達標。但NF對一價鹽離子不作截留,可把不可降解的大分子有機物截留卻使鹽份隨出水排出,因此納濾對采用回灌措施的填埋場可緩解鹽分的富集。此外,節約運行成本較低,反滲透操作壓力一般在0.3MPa~0.6MPa,而納濾為0.07MPa左右,同時NF的產水率也比RO高。

選擇反滲透還是納濾一直都是許多業主為難的問題,其選擇與當地政策以及濃縮液的處理政策有關。在建的長沙市滲濾液處理改造工程采用的就是納濾和反滲透作配比組合應用。

2.5 MVC蒸發處理工藝

機械壓縮蒸發MVC處理工藝是一種用純物化方式進行液體濃縮的裝置。MVC蒸發濃縮技術理論上可行,但國內仍未有穩定運行的實例,其結垢和清洗問題、反應器的材質及壽命、蒸餾液中的氨后續處理,藥劑的消耗都是有待解決的突破口。需要指出的是MVC蒸發處理工藝也會產生濃縮液,其濃縮液的去向與處理也是問題。

三、濃縮液的處理

目前,許多填埋場采用回灌方式處理滲濾液或濃縮液,導致不可降解有機物和鹽分在系統內不斷積累,最終將會導致生化系統和膜處理系統的崩潰。隨著回灌的弊端日益顯現,濃縮液的去向和處理問題變得十分迫切。越來越多業主明確禁止濃縮液回灌,并且要求提出切實可操作的處理措施。理論上說,蒸發工藝用于處理濃縮液是可行的,而非直接處理滲濾液原液,從生態系統物質循環的角度考慮,生化部分可將大部分C、H、O、N元素回歸大自然,剩下的不可降解有毒性的濃縮液則采用蒸發技術進行高度濃縮最終固化填埋;濃縮液也可通過高效絮凝沉淀去除大部分有機物和鹽分后通過多級氧化改變污水的可生化性回流生化系統。這兩項技術仍未有已成功運行的實例。

四、結語和建議

滲濾液處理工藝路線的設計需從填埋場系統整體考慮,應滿足:可抗高的水質、水量沖擊負荷;高效的有機物去除和脫氮能力;高的運行穩定性;較低的運行和能耗;濃縮液的盡可能減量化等,且注意填埋場系統內各個環節的相互制約關系,避免惡性循環。

膜生物反應器(MBR)+反滲透(RO)/納濾(NF)工藝是目前最為成熟和穩定的滲濾液處理工藝。采用后加碳源的兩級AO復合MBR處理技術可使可生化性較差的滲濾液在生化部分的脫氮效率達到90%以上,保證后續膜深度處理的效果,使出水穩定達標。

受到技術、政策和標準的限制,如何在廠內解決濃縮液的處理是一個更加棘手的問題,需要更多業者的探索與實踐,為濃縮液找到一條合理的出路?!?/p>

參考文獻

[1]劉疆鷹等.大型垃圾填埋場滲濾液COD的衰減規律[J].同濟大學學報,2000,28(3).

[2]袁維芳.反滲透法處理城市垃圾填埋場滲濾液[J].水處理技術,1997,23(6).

[3]楊協棟等.新型MBR工藝對垃圾滲濾液TN去除的研究[J].四川環境 ,2007,26(4).

篇2

關鍵詞:垃圾填埋場;常見問題;治理;二次污染;植被恢復

中圖分類號:X70 文獻標識碼:A

隨著城市經濟的不斷發展和人們生活水平的提高,每天源源不斷產生的大量生活垃圾,已日益成為一個污染環境、困擾人類的社會問題。目前,垃圾填埋是最常見的垃圾處理方法,具有投資少、處理費用低、處理量大、操作簡便等特點,已經在世界上許多國家得到廣泛應用。據統計,我國80%以上的生活垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的簡易填埋法。但填埋也存在著諸多問題,不僅污染環境、產生對環境有較大污染的有害氣體,對周邊居民的身體健康造成直接威脅,還可能存在較大的安全隱患。因此,對存在問題的垃圾填埋場進行治理及生態恢復,是社會發展過程中必須解決的緊迫問題,值得我們深入研討。

1 生活垃圾填埋場常見問題分析

當前,我國80%以上生活垃圾填埋場基本采用堆放方式。其中,大多數生活垃圾填埋場處于運行時間過長、管理不善、未做封場覆蓋、垃圾滲濾液已對周邊環境造成污染的局面。常見的問題有:

(1)由于長時間的堆放,十分容易滋生蚊蟲,散發臭氣,污染環境,并且有機物在厭氧條件下分解,往往會產生對環境有污染的有害氣體,如CH4、H2S、CO2等,特別是CH4氣體濃度含量達到一定程度時容易發生爆炸、火災;

(2)生活垃圾在分解過程中產生的滲濾液,對周圍環境和地下水造成嚴重的威脅;

(3)隨著垃圾堆體的升高,填埋場也會出現大的安全隱患。

2治理目標

在治理的過程中,必須減少生活垃圾在分解過程中會產生的滲濾液,同時使地表水迅速排走而不滲到垃圾堆體中,還要控制垃圾分解產出氣體的擴散,做好生活垃圾與人群、植物等外界環境的隔離建設工作。

3 垃圾處理場簡介

某垃圾處理場處理場占地約10hm2,垃圾堆體呈不規則多邊形,近似圓形,垃圾堆體平均厚度20多米,最大厚度達35米以上。到目前為止該場已累計接納生活垃圾200多萬噸。該場自1986年建成投入使用后,除作為垃圾堆放場使用外,還接納少量糞便和幾萬噸市政污泥。該場場底沒有按標準進行防滲處理,屬于簡易垃圾填埋場。

4治理方案的制定

我國對生活垃圾填埋場的治理廣泛采用就地封場治理、異地衛生填埋、篩分后異地處理3種方式。

4.1就地封場治理

這是目前處理垃圾填埋場普遍應用的辦法。通過對垃圾堆體進行必要的整形,修筑平臺、便道、邊坡排水渠與雨水邊溝,對滲濾液進行定向收集導排,然后對垃圾堆體進行最終覆蓋及植被恢復,并建設填埋氣體集中收集處理系統,最終達到消除垃圾堆體的安全隱患及產生的臭味,有效減少滲濾液產生量,有效控制處理填埋氣體及滲濾液對周邊環境的污染,改善景觀達到生態恢復的目的。

該方案具有施工工期短、見效快、費用低,操作比較容易,建成后可避免對周圍環境造成污染,土地資源可得到開發利用等優點。缺點是滲濾液污染雖然可以得到有效控制,但短期內還會有少量滲濾液滲入地下,污染地下水。

4.2異地衛生填埋

該方法是將堆存的垃圾清運至標準的衛生填埋場進行衛生填埋,以達到徹底消除垃圾填埋場污染的目的。前提條件是,該地區必須具有按國家標準規范建設的垃圾衛生填埋場,并同時具有足夠的接納處理能力。

異地衛生填埋方案可徹底解決垃圾填埋場的污染問題,原場址可得到再次開發利用。缺點是清運及處理成本高,運輸過程中可能造成二次污染,仍需再占用新的土地資源。

4.3篩分后異地處理

將現存垃圾進行篩選,篩上物轉運至生活垃圾焚燒發電廠,篩下物堆肥或就地填埋。如需處理已堆存的200萬噸陳腐垃圾,尚需增加篩分處理設施及相關設備,將需要較長的處理周期和較高的運行費用。該方案垃圾資源化、減量化效果明顯,但由于垃圾堆體中含有大量的建筑垃圾,灰土含量較高,篩選困難,可利用成分少,大量篩下物仍需要填埋處理。

4.4治理方案的確定

由于異地衛生填埋和篩分后異地處理都需要具有一定接納處理能力的衛生填埋場為依托,且目前標準的垃圾衛生填埋場除接納每天產生的新鮮垃圾外,無富余能力接納陳垃圾,大大制約了這2種方案的實施。因此,結合實際情況,并經可研報告的充分論證,該垃圾處理場綜合整治工程最終采用了就地封場治理方案。

根據該場的實際情況制訂適宜的設計方案并采取必要的工程技術處理手段。

(1)對垃圾堆體進行整形、壓實和覆蓋,消除安全隱患;

(2)封場覆蓋系統的確定;

(3)控制垃圾滲滲液對地下水的污染;

(4)集中收集處理填埋氣體,消除臭味;

(5)恢復植被,改善景觀;

(6)建立封場后的監控體系。

5垃圾堆體整形

垃圾堆體整形應在勘察分析并制訂針對場內發生火災、爆炸、垃圾堆體崩塌等填埋場安全隱患的前提下進行,其目的是消除填埋作業中不規范運行所帶來的安全隱患,盡量減少不均勻沉降,為封場覆蓋系統提供穩定的工作面積和支撐面。堆體整形時,要求垃圾分層壓實密度應大于800kg/m3,垃圾堆體頂面坡度不應小于5%。同時,CJJ112—2007生活垃圾衛生填埋場封場技術規程規定,設置臺階式收坡時,臺階寬度不宜小于2m,高差不宜大于5m。

臺階和高差的要求,規范從堆體穩定性等方面已做了充分的考慮,但從實際工程案例看,筆者認為,臺階和高差的設定,要充分考慮施工作業機具的運行、封場后期養管、堆體排水溝設置、堆體占地面積、堆體現有庫容量與整形后堆體容積之間相互關系等因素,建議臺階寬度2-4m、高差5-10m為宜,臺階間邊坡不宜大于1∶3,垃圾堆體頂面坡度不應小于5%。

目前,該垃圾處理場道路和排水系統不完善,填埋厚度差異較大,坡度較陡,垃圾攤鋪面積較大,如按現狀封場覆蓋則浪費土地資源,存在不安全因素,且極不經濟。

因此,制訂堆體整形方案時,制訂了在保證堆體穩定、施工便利、便于堆體排水溝設置等因素的前提下,反復測算堆體現有庫容量與整形后堆體容積之間的關系,用較小的占地面積消納現存的全部垃圾,以便環場道路和雨水邊溝等設施的設置,并取得了較好的效果。

6覆蓋層結構的確定

CJJ112-2007生活垃圾衛生填埋場封場技術規程要求填埋場封場必須建立完善的封場覆蓋系統,其結構由垃圾堆體表面至頂表面順序應為:排氣層、防滲層、排水層、植被層,并對各結構層的材料和技術參數提出了具體要求。

通過對丹麥、比利時、意大利、德國、荷蘭、美國、加拿大等歐美國家填埋場終場覆蓋系統的分析總結,表1給出了以上各國對覆蓋結構層的設置、結構層材料、取值范圍和技術要求。

從表1可以看出,歐美國家填埋場封場覆蓋系統基本上包括基礎層、阻隔層(也稱防滲層)、排水層、營養層、植被層5部分。與我國封場技術規程相比,除缺少排氣層外,個別指標的技術要求要遠遠高于我國的封場技術規程要求。

通過充分的比選和論證,本工程防滲層決定選用1.0mm厚的HDPE膜,封場覆蓋系統結構層確定為基礎層+防滲層(HDPE)+排水層+覆蓋支持土層+植被層(包括植被土和植被)的結構形式。

7垃圾滲濾液污染防控措施

垃圾滲濾液污染防控措施應在充分分析影響垃圾滲濾液產生量的因素前提下制訂。影響滲濾液產生量的因素比較復雜,主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、地表徑流和水分蒸發等。

針對本垃圾處理場不存在地下水的侵入,也無地表水流入的特點,制訂了嚴格控制降水滲入垃圾堆體(即產生量控制),及時將垃圾堆體內已有滲濾液導出,逐步將垃圾滲濾液水頭降到最低,從而達到控制和消除垃圾滲瀝液污染目標的防控技術路線。

根據確定的防控技術路線,制訂的垃圾滲濾液產生量控制措施如下:

(1)對垃圾堆體進行整形,以利垃圾堆體封場后雨水徑流;

(2)封場時,在堆體上設立暢通的雨水導排系統,及時將降水排出;

(3)鋪設防滲層,降低封場覆蓋層的滲透系數;

(4)在垃圾堆體四周修筑環場道路和雨水邊溝,將垃圾堆體和周圍環境隔離,防止雨水和洪水浸泡垃圾堆體。

由于垃圾堆體底部的滲濾液水頭最高,堆體底部的垃圾含水率最高,應在垃圾堆體周邊底部設置滲濾液導排盲溝。

滲濾液導排盲溝最后匯集到滲濾液儲池,用吸污車將滲濾液送至附近標準垃圾填埋場的滲濾液處理站。

8填埋氣體收集處理系統

填埋氣體導排系統按有無抽取設備分為主動導排系統和被動導排系統。被動導排系統一般用于小型垃圾填埋場或對填埋氣體擴散要求不高的填埋場。該系統受大氣壓力等條件影響較大,穩定性較差。該系統雖然能將填埋氣體導出,但不能長期維持足夠的壓力進入處理系統。

主動導排系統與被動導排系統相比能更有效地控制和收集填埋氣體,多用于對周圍環境要求較高及建設填埋氣體回收利用設施的填埋場??梢杂行岣呤占什⒓铀偬盥穸洋w的穩定化速度。所以垃圾填埋場封場治理宜優先選用主動導排收集系統對填埋氣體進行集中收集處理。

通常情況下,垃圾填埋場的填埋氣體導排井的設置比較簡單或根本沒有,治理時應重新設置豎型導氣井。對于規模較小或使用時間較長的填埋場的填埋氣體,一般采用火炬點燃消除污染?;鹁娣譃槌ㄩ_式火炬和封閉式火炬。封閉式火炬投資高,敞開式火炬投資低,運行維護費用低,管理與維護簡單。所以本工程填埋氣處理采用了開放式火炬系統。

9植被恢復

植被層是封場覆蓋的重要組成部分,是封場覆蓋的最后一個環節,也是最重要的環節之一。植被層應由植被土和植被組成,以保護填埋場覆蓋層免受風霜雨雪的侵害。同時,植被層為填埋場最終的生態恢復層,它能美化周邊環境,防止雨水沖蝕土壤,利于雨水徑流的收集及導排。

結合填埋場特定的環境條件,參考相關工程實例,本工程建議植被恢復選定栽植草坪。這不僅因為草坪具有保護、改善、美化環境的功能,更主要的是草坪覆蓋成效快,對填埋場主體影響最小。

填埋場植被層草地為斜坡植草,所需草種應具備抵抗不良環境;根系發達,生長迅速,在短期內覆蓋地面,抵御雜草;具有多年生習性,可靠匍匐枝、地下莖、根蘗、分根等繁殖,固土能力強;還具有抗旱性強、生命力旺盛、耐鹽堿能力強、抗病蟲能力強、管理粗放等特點。

由于植被生長的地域性要求,制訂植被恢復方案時,建議設計部門與當地園林綠化相關單位咨詢后再作出選擇。

10封場覆蓋后的監控養護措施

垃圾堆體穩定化是一個漫長的過程,一般需要幾十年,所以需要密切監控垃圾堆體的生化反應狀況,及時發現問題并采取必要的措施。

結語

盡管垃圾填埋在抑制垃圾污染上發揮著不可替代的作用,但是也不能忽視垃圾填埋場存在的安全隱患和垃圾堆體對周圍環境的污染問題。因此,必須針對垃圾填埋場實際情況,因地制宜的制定治理措施,以有效減輕其對環境的負面影響。同時還有在管理上加強監管,提高管理水平,積極開展適合垃圾填埋場的污染治理與植被恢復工程。

參考文獻

篇3

關鍵詞:城市垃圾 禮縣 填埋法

中圖分類號:X799 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)03(b)-0-03

城市生活垃圾是人們生活中產生的綜合廢棄物。在收集運輸和處理處置過程中,其本身含有的和產生的有害成分會對大氣、土壤和水體造成污染。不僅嚴重影響城市環境質量,而且威脅人們的身體健康。同時,隨著城市人口的增加、城市規模的擴大和居民生活水平的提高,城市垃圾的不適當堆放,已經產生了世界范圍內的人類健康和環境問題,對其進行有效控制和處理處置,成為各國廣泛關注的問題之一[1-4]。文章以甘肅隴南禮縣的垃圾處理為例,系統地開展小城市生活垃圾處理技術研究,具有十分重要的學術和現實意義。

禮縣位于甘肅省東南部,隸屬隴南市,總人口49.54萬人,其中城區人口4.2萬人,垃圾處理的好壞直接影響城市環境、居民的身心健康和生活質量。近年來,隨著禮縣縣城人口的增長、人民生活水平的提高、消費結構的變化,生活垃圾的產生量逐年增長。

1 生活垃圾生產量

禮縣城區2012年人口約為4.2萬人,依據《禮縣縣城總體規劃》及相關基礎資料,規劃至2021年人口為6.0萬人。生活垃圾日產生量現狀約為41.5 t/d,城區生活垃圾的年產量的增長速度為3%,10年間城區生活垃圾的平均產生量為50.1 t/d,處理垃圾總量18.3×104 t。

2 垃圾填埋處置措施

2.1 垃圾收集

對城市主、次干道過往行人產生垃圾采用道路兩邊設置果皮箱的方法進行收集;對城市商業區、居民聚居區生活垃圾采用塑料袋袋裝,定時、定點集中收集;簡易垃圾箱和城市邊緣地帶或零散居民點進行定點不定時的集中收集(圖1)。

2.2 垃圾衛生填埋場處理

2.2.1 填埋場規模

根據日處理生活垃圾量和生活垃圾壓實累計量確定填埋場規模,累計時間以10年為標準,規模小,既可以節約資金,又可以隨著技術的進步進行較短周期的更新,禮縣縣城垃圾場的規模為45248 m2(約合68畝)。

2.2.2 處置方法選取

對城市生活垃圾的處理方法很多,有露天堆放法、堆肥法、生物降解法、焚燒法和填埋法等。其中露天堆放法尤為污染環境、影響人類健康,此方法已為大家所放棄[5-6]?,F在使用較多的是后4 種方法[7-8],其中,堆肥法處置后所產生的肥料由于肥效差,不為農民歡迎;生物降解法成本高且只能處理有機可降解垃圾;焚燒法成本高且只能處理可燃成分,灰燼及不可燃部分還須填埋處置,焚燒過程中易造成二次污染,大多數城市不常使用此法。目前,普遍采用的是填埋法,其優點是:(1)處置徹底,不論廢物是有機的還是無機的,是可燃的還是不可燃的,均可不加分選地放在一起填埋;(2)處置成本低廉,其成本是焚燒法的1/15~1/8,堆肥法的1/5~1/3。

2.2.3 工藝流程

根據以上垃圾填埋方法的對比、城市生活垃圾衛生填埋技術標準、規范的要求等,禮縣城區生活垃圾填埋方法選用填埋法。其固體廢棄物的處置工藝為傾卸、推平、壓實、覆土和再壓實等操作過程[9-10](圖2)。

2.2.4 填埋作業方式

垃圾填埋分單元操作,考慮到每日處理的垃圾量和推土機的有效作業距離,以一日作業量為一個作業單元。每日平均生活垃圾填埋量為50.1 t/d,壓實容積為58.9 m3,作業單元長10 m,平均每日進展寬度2.36 m。作業法采用平面分層法,完成一個單元(一日垃圾)的填埋,即垃圾壓實高度達2.5 m( L×W×H=10 m×2.36 m×2.5 m=59.0 m3),覆蓋土0.2 m。雨天可在垃圾層上鋪設碎石土,便于作業(圖2)。

2.2.5 壓實、覆蓋、消毒

垃圾填埋場的壓實可以有效的增加填埋場的容納能力,延長填埋場的使用年限,減少填埋場的沉降量,增加堆積物邊坡的穩定性,是填埋場作業中很重要的工序。填埋場垃圾的推覆采用TY160推土機進行推鋪,并進行碾壓作業。填埋作業面為10~15 °斜坡面,填埋時,推土機往下推,每次攤鋪垃圾厚度0.4~0.45 m(垃圾容重按0.6 t/m3計),并來回碾壓5~8次,每次壓實的范圍必須有1/3覆蓋上次的壓痕,壓實后的垃圾厚度為0.3 m。每日填埋完畢,攤鋪0.2 m厚的覆蓋土,為防止填埋場的鼠類和鳥類的繁衍和蠅、蛆孳生,必須要做到當日垃圾進行噴灑藥水或石灰進行消毒。

2.2.6 垃圾填筑邊坡

垃圾堆埋高度應低于25 m,堆埋邊坡按分層錯臺的形式,每層垃圾(加上日覆蓋土層厚度0.2 m)堆埋厚度2.7 m;邊坡1∶3,每級留2 m寬的平臺,每三級留5 m寬的平臺(圖3)。

2.2.7 填埋過程的封場及輕質垃圾的防飛散措施

因垃圾中含有細粒及輕質物體,在遇有風天氣會隨風飄揚,因此必須考慮大風對垃圾填埋時及已填埋垃圾堆的影響。在垃圾填埋至頂部時為防止大風吹走已填埋的垃圾,必須要邊填埋邊進行封場作業。封場覆蓋層主要采取以下措施:在0.2 m厚的日覆蓋土上鋪一層0.3 m厚的碎石排氣層,上面再鋪一層0.35 m厚的防滲粘土層,其次再鋪一層0.3 m厚的粗砂排水層,最上層是0.7 m厚的營養土植被層(包括20 cm厚的營養植被層和50cm厚的覆蓋支持土層),最后在營養土層上鋪設一層土工格柵,土工格柵的抗老化年限可達70年,在土工格網中間種植淺根植物,既可以綠化環境又能夠保持水土,防止大風吹走覆蓋土層。

為防止垃圾填埋作業過程中輕質垃圾的飛揚,在填埋工藝上應做到當日垃圾當日覆蓋,在工程措施上考慮在作業面周圍設置一道臨時移動式防護圍欄,隨著作業面的不同而不斷移動臨時防護圍欄的位置,從而保證作業面上的垃圾不到處飛揚,并且由垃圾處理場派專人對防護圍欄上的輕質垃圾進行及時清理、及時掩埋。

3 填埋區場地整平

3.1 庫底整平

為了防止滲瀝液對場區周圍地表水和地下水的污染,垃圾填埋場庫區必須采取嚴格的防滲措施。為保證庫底防滲層的質量,便于場區垃圾滲瀝液的收集順暢,整個填埋庫區的場地需進行平整。

場地平整時盡量利用天然地形,對溝谷底部進行回填或削平處理,使其中線形成自溝谷上游至下游大于5%的坡度,在垂直于溝谷中線的方向形成自溝谷兩邊至溝谷中線3%的坡度。溝谷底部整平后應進行壓實處理,壓實系數不小于0.93。

3.2 庫底側壁整平

溝谷邊坡整平時,在滿足最大坡度不大于1∶1的情況下,盡量利用天然地形,當自然邊坡坡度大于1∶1時,應將其整平為坡度1∶1邊坡,當自然邊坡坡度小于等于1∶1時,只對邊坡表層的腐植土進行開挖清除處理,清除厚度不小于0.3 m。

4 滲瀝液的收集與處理

4.1 滲瀝液產生量計算

4.2 滲瀝液的收集

垃圾滲瀝液的收集系統應能有效的導排垃圾滲瀝液,避免垃圾堆體內積水,以利于垃圾填埋物的壓實與填埋后的穩定。垃圾滲瀝液的收集系統包括滲瀝液導流層、滲瀝液收集管和導氣豎井等。

4.2.1 滲瀝液導流層

本場地不具備自然防滲的要求,設計采用人工防滲。填埋場庫底防滲采用“HDPE膜+壓實土壤的復合防滲結構層”,庫區土質側壁采用“HDPE膜單層防滲結構層”,庫區基巖側壁采用“HDPE膜+GCL的復合防滲結構層”。在防滲層結構中的300 mm厚卵石層為滲瀝液導流層,卵石粒徑為15~35 mm。

4.2.2 滲瀝液收集管

滲瀝液收集管按整平后的場地沿北―南方向布置在場區中部,其坡度與溝谷底部平整坡度一致。

滲瀝液收集管布設于滲瀝液導流層的盲溝之中,滲瀝液收集管為D355HDPE管,與豎向導氣井一起構成滲瀝液收集的管網系統,滲瀝液匯總后排入污水調節池中。

4.2.3 豎向導氣井

為了便于滲瀝液的收集與導排,平面上布置了豎向導氣井,豎井為直徑1.0 m,間隙5 cm的鋼筋網,內襯土工布,用碎石填充。石籠中間布置D250HDPE垂直排液導氣花管,其作用是對氣體產生向上和對滲瀝液產生向下的導排作用。

主鋼筋骨架與每層垃圾填埋高度(包括日覆蓋土)2.7 m相同,隨填埋高度向上逐層接高。

垃圾填埋過程中,產生的滲瀝液經豎向導氣井下滲到庫底導流層,通過滲瀝液收集管進入污水調節池,而垃圾產生的填埋氣向上排至管口點燃排放,若填埋氣的產量及質量均達到可利用價值時回收利用。

4.2.4 滲瀝液的處理

根據禮縣縣城污水處理現狀及縣城經濟狀況,單獨建立污水處理,投資較大,處理成本較高,而禮縣的蒸發量遠遠大于降雨量,并且經過理論計算,在不利條件下垃圾產生的滲瀝液也較少,僅為371.61 m3/d,因此本工程對滲瀝液處理采用回噴法,即將污水調節池中的滲瀝液用潛污泵噴灑于填埋垃圾堆體上進行蒸發處理。用此種方法既處理了垃圾滲瀝液、加速了垃圾堆體的穩定化過程,又減少了工程投資。

5 結語

(1)禮縣城區生活垃圾處理采用衛生填埋的工藝是符合我國垃圾處理無害化、減容化、資源化的技術政策。

(2)本垃圾處理場充分利用溝谷荒地,交通方便,遠離居民區,是較為理想的垃圾處理場場址。

(3)對本垃圾填埋場進行防滲是必須的,采用人工材料進行防滲經濟合理,效果最好。

(4)采用回噴凈化系統進行垃圾滲瀝液處理的方案,工藝簡單,技術可靠,運行方便,經濟合理。

(5)垃圾填埋氣在本次設計中只進行導排的處置方式。在通過產氣檢測,數據積累后,填埋氣的產量及質量均達到可利用價值時,可考慮采用建立填埋氣利用系統達到資源回收的目的。

(6)垃圾處理場的建設不僅有效地利用了國土,而且對改善禮縣的投資環境起到了積極的作用。

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篇4

關鍵詞:城市生活垃圾;填埋氣體;產氣影響因素

中圖分類號:R124文獻標識碼: A 文章編號:

我國在處理城市垃圾的過程中,所使用的方法主要有衛生填埋、焚燒、堆肥等三種。與焚燒及堆肥兩種處理方法相比,衛生填埋除了具備成本低、操作簡單的優勢外,對科學技術的要求也不高,由此被廣泛應用到各個城市中。但在實際應用中,這些城市垃圾一旦填埋后,在長時間的反應下會產生大量的填埋氣體,這些氣體除了成分復雜外,還對人體有著一定的毒害作用。與此同時,作為填埋氣體中的主要成分之一——甲烷,其產生的溫室效應要遠遠大于二氧化碳,且從化學角度對其分析,甲烷還屬于易燃易爆氣體。由此可見,若將這些填埋氣體肆意的排入大氣中,除了會嚴重污染空氣外,還會發生危險事故,危害人民的生命財產安全。但從另一角度出發,若能對這些填埋氣體進行科學、完善的管理,則能夠在原有的基礎上實現“變廢為寶”的發展模式,使其在產生相應的經濟效益及社會效益的同時,推動城市發展。在此,本文從以下幾個方面出發,對城市生活垃圾填埋場填埋氣體的產生、影響及處理,做簡要分析:

一.城市生活垃圾填埋對環境造成的影響

面對當前越來越多的城市生活垃圾,在采用衛生填埋的過程中,經過長時間的化學反應,這些填埋垃圾能夠產生大量的填埋氣體。受填埋垃圾種類及填埋量的影響,填埋氣體不僅成分復雜,而且產生的量也越來越多,若不能及時采取措施進行完善,將直接影響著城市環境及人們的身體健康。針對當前城市生活垃圾填埋對環境造成的影響,主要體現在以下幾個方面:首先,面對當前溫室效應越來越嚴重的趨勢,填埋氣體的大量排入,能夠進一步加強地球溫室效應。而產生這樣局面的核心因素在于填埋氣體中的甲烷。其次,經過衛生填埋后的垃圾,其散發的氣體在吸入人體后,會對人體的內臟器官造成損害,再加上這些氣體多屬于易燃易爆氣體,若不注意,極容易發生爆炸事故,造成嚴重的人員傷亡及財產損失。最后,在對城市生活垃圾進行填埋后,垃圾場周圍都會充滿填埋氣體,一些垃圾在時間長之后,會產生大量的液體,這些液體通過滲入,直接威脅著地下水資源及土壤資源,并由此形成循環污染。由此可見,城市生活垃圾填埋在實際應用中,對環境仍有著極大的影響。

二.垃圾填埋場填埋氣體的性質

針對垃圾填埋過程中產生的填埋氣體,要想對其進行妥善處理,其基本前提在于了解這些填埋氣體的性質及產生因素,只有這樣才能采取與之相符的管理措施,確保填埋氣體的正確處理。針對這些填埋氣體的性質,主要體現在以下幾個方面:

(一)產氣影響因素

一般來講,填埋氣體在生產形成中,其產量與垃圾的組分、填埋容積、填埋度、集氣設備、垃圾含水量以及大氣溫度有著直接聯系。結合筆者多年的工作經驗及實地總結能夠看出,如果垃圾組分中,含有大量的有機物、填埋區容積較大、填埋度深、填埋場地氣溫越高,則填埋氣體的產量就會越高。除此之外,針對填埋體氣體的產量,還與垃圾自身的含水量有關,若垃圾含水量超過垃圾干基重量時,也會在填埋的過程中產生大量的填埋氣體;若垃圾填埋的溫度超過30攝氏度時,所產的出的氣量也會增大。由此可見,在影響填埋氣體產氣量的過程中,有著眾多影響因素,但在實際分析中,仍需要本著一切從實際出發的原則,對這些因素進行仔細分析。

(二)填埋氣體的危害

通過研究發現,在這些垃圾填埋氣體中,其主要成分為甲烷與二氧化碳,且甲烷作為一種高熱值的可燃氣體,如果得不到管理人員的妥善處理,將會產生爆炸等嚴重后果;相對而言,若能對其妥善處理,甲烷自身則有著極大的經濟效益。結合甲烷的化學性質能夠看出,甲烷作為一種無色無味的有機氣體,在空氣中的含量達到5%——15%時,就會成為極易爆炸氣體。在整個垃圾填埋中,所產生的填埋氣體會沿著垃圾場阻力最小的通道水平進行垂直擴散,導致在有限的地下空間內聚集了大量的甲烷氣體??傮w而言,填埋氣體的危害,歸納起來主要體現在以下幾個方面:

第一,在城市生活垃圾填埋中,填埋活動一旦接受,則整個填埋庫區將處于完全封閉狀態,且隨著填埋時間的積累,填埋氣體也會越來越多。大量的填埋氣體聚集在垃圾填埋場內,導致垃圾填埋場的內壓力不斷升高,在引起填埋氣體遷移的同時,還會引起垃圾填埋場以外的地方出現爆炸現象。

第二,在這些填埋氣體中,有著一定含量的硫化氫,這一物質能夠產生嚴重的惡臭,對垃圾填埋場周圍的環境有著極大的威脅。

第三,除了甲烷之外,填埋氣體中還有著大量的二氧化碳,這些二氧化碳遇到水后,會溶解形成大量的碳酸,并由此增加了地下水的硬度,導致地下水出現硬化狀況。

第四,大量的甲烷與二氧化碳,能夠聚集在植物的根本,在阻止空氣進入的同時,還會造成植物根本出現缺氧狀況,抑制植物的呼吸作用,在影響植物自身生長的同時,還對影響著垃圾場周邊的綠化效果。

(三)填埋氣體的凈化與利用

針對大量的垃圾填埋氣體,若能對其進行凈化利用,除了取得必要的經濟效益外,還能造成不必要的污染,在推動城市發展、保證人民身體健康中有著極其重要的作用。在對填埋氣體進行凈化前,需要管理人員對填埋氣體中的水、二氧化碳、氮氣、氧氣、硫化氫等成分進行準確的分析,以便在處理時能夠將垃圾填埋氣的熱值降到最低,同時在高溫高壓的條件下,還能起到必要的抗腐蝕作用。在這些氣體的實際應用中,多數城市選擇將其用作鍋爐燃料,用以城市的采暖及熱水供應。因而在使用時,對氣體的凈化工作則會簡單很多,甚至可以直接進入鍋爐燃燒,在具備設備簡單、投資少的同時,還能帶來一定的經濟效益。

三.針對城市生活垃圾填埋場填埋氣體的優化措施

面對當前大量的垃圾填埋氣體,若能采取必要的優化措施,不僅能實現垃圾氣體“變廢為寶”的利用模式,還能減少垃圾氣體對環境造成的污染,在城市發展中有著極其重要的作用。一般來講,在對城市生活垃圾填埋場中的填埋氣體,要想對其進行充分利用,除了需要必要的技術支持外,還離不開相應的設備資金,這些,并非一人兩人或一個部門就能完成的,它需要當地政府部門的幫助與指導,只有這樣才能真正達到填埋氣體的優化利用。當前,針對城市生活垃圾填埋場填埋氣體的優化措施,主要體現在以下幾個方面:

(一)填埋氣體的導排與收集

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關鍵詞:垃圾填埋;環境問題;治理途徑

中圖分類號:R124文獻標識碼: A

垃圾填埋是我國目前大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法。據統計,目前有85%的城市生活垃圾采用填埋處理。根據工程措施是否齊全、環保標準能否滿足來判斷,可分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場三個等級。即簡易填埋場(IV級填埋場)、受控填埋場(III級填埋場)、衛生填埋場(I、II級填埋場)。而垃圾填埋最大優勢在于具有技術成熟、處理費用低等優點,是目前我國城市垃圾集中處置的主要方式;但是,填埋的垃圾并沒有進行無害化處理,殘留著大量的細菌、病毒;還潛伏著沼氣重金屬污染等隱患;其滲瀝液還會長久地污染地下水資源。因此,垃圾填埋造成生態環境破壞問題,還需要采取一定的治理措施,才能使我國的生活垃圾處理更為合理化、科學化。

1、生態填埋技術的提出和意義

我國對城市生活垃圾的處理絕大多數采用填埋法。許多垃圾填埋場在達到使用年限后,一般僅對表層進行簡單的土壤覆蓋處理。采用這種填埋技術會對周圍的環境造成較大的危害。在國內每年要花費大量的人力、物力用于城市生活垃圾的清運和處理,而一些發達國家垃圾的收集、運輸、循環利用、最終處置已經成為一個重要的產業。并開展了多項基礎性的研究工作。例如,受到國家自然科學基金資助的項目就有“生活垃圾地毯式草皮及植生帶環境生態工程研究”、“垃圾焚燒二英類有機污染物的排放與控制規律研究”、“固體垃圾填埋場的靜力與動力穩定及防治方法”、“城市生活垃圾可持續的填埋處理及滲瀝液控制技術”、“垃圾潔凈燃燒能源化利用的關鍵基礎研究”等。而生態填埋技術是在傳統的垃圾堆放填埋基礎上發展起來的垃圾處理技術。90年代已發展成為較成熟的技術,與傳統的垃圾堆填處置方式相比,生態填埋具有如下特點:需經過科學選址;需建設符合環保要求的工程設施;需按技術規范填埋作業;飽和后要進行封場和封場后的維護管理。目前處理城市垃圾的方法主要有生態填埋、焚燒和高溫堆肥等。本文就針對生態填埋技術在城市垃圾處理中的應用進行分析。

2、傳統垃圾填埋技術存在的突出問題

2.1、填埋氣體對環境的影響問題

所謂的填埋氣體是指垃圾在被集中到填埋場經填埋處理后,填埋場內部微生物的厭氧降解活動會使大部分的有機垃圾轉化為氣態的最終產物――即以甲烷和二氧化碳為主要成分的填埋氣體。所以甲烷和二氧化碳為主要成分的填埋氣體對環境的影響與破壞主要體現在以下四個方面:首先是造成大氣的污染。一方面是釋放大量難聞的氣體的成分中具有一定的毒性,因而也會對附近公眾的健康構成危害。另一方面是填埋氣體導致其周邊地區臭氧氣體的形成,從而增加當地居民患癌的潛在可能性;其次是對地下水的污染。一些揮發性的有機污染物可以隨著填埋氣體的擴散遷移到垃圾填埋場周圍的地下水中,從而對地下水資源形成污染;第三是加重溫室效應。在目前已知的30多種溫室氣體組成成分中,最重要的就是二氧化碳、甲烷與一氧化二氮。顯然,以甲烷與二氧化碳為主要成分的填埋氣體必將會導致溫室效應的加強;最后是易于造成對植被的破壞。生長于填埋場周邊的植物,由于其根系附近的氧氣直接被填埋氣體所替換或者被甲烷氧化細菌所消耗,因而很容易窒息死亡。另外,高濃度的二氧化碳與填埋氣體中的有毒微量氣體成分也會影響到植物的正常生長。

2.2、垃圾填埋場引發次生環境問題

垃圾填埋場的存在及其處理方式還會引發其他相關的環境問題。比如是引起地面沉降問題和占有大量的土地資源。隨著垃圾成分的不斷降解以及淋溶損失,再加上垃圾在填埋時又難以被徹底均勻地壓縮,因而垃圾填埋場在其漫長的穩定化過程中通常均會出現不同程度的沉降從而可能會破壞最終覆蓋層的結構以及導致局部地區填埋氣體和垃圾滲瀝液的溢漏。此外,這種不規則的沉降也給植被重建、生態恢復以及重新開發利用造成相當大的負面影響。三是易引發火災與爆炸。因為垃圾在填埋后產生的沼氣是可以應用的潛在資源,但沼氣又是僅次于二氧化碳的可引起溫室效應的氣體,它對臭氧層的破壞也是非常嚴重的。它與空氣混合后容易發生爆炸,造成人生安全隱患。因此,必須加強垃圾中潛在資源的回收利用與有害物質的處理。

2.3、垃圾滲瀝液對環境的影響問題

滲透進垃圾填埋場內部的水分帶走垃圾層中有機、無機的降解中間產物和最終產物,然后再從填埋場往外滲漏,便形成了垃圾滲瀝液。應該說,降雨是這些滲透污水的最主要來源,其次則是垃圾被填埋時本身所包含的水分以及垃圾在微生物降解過程中所生成的水。由于垃圾滲瀝液中含有較多的有毒成分,因此長期以來,這種滲瀝液對周邊地區的地表水與地下水的安全構成了嚴重威脅。此外,垃圾滲瀝液通常還能污染其周邊地區的土壤與植被,并進而又給周邊地區的植被重建與生態恢復帶來很大困難。

3、垃圾填埋場環境問題的治理對策選擇

3.1、基于生態恢復與生態技術利用的對策措施

首先是以生物學、化學、物理學的辦法(或是三者相結合的辦法)來妥善處理垃圾滲瀝液對環境的污染與影響問題。例如采用好氧微生物法、厭氧微生物法、微型藻類處理法等方式,其最大優點是既可有效地去除垃圾滲濾液中的可降解有機物,同時又可以起幾乎是完全的硝化與反硝化作用;其次是物理、化學處理法,這種方法主要涉及反向滲透法、蒸發法、脫氧處理法及沉淀法等;第三是對已關閉的垃圾填埋場進行植被恢復,在此過程中,首要選擇好合適的耐性樹種。由于垃圾填埋場現存以及潛在的諸多影響環境的因素,在植被重建過程中進行耐性樹種的篩選具有重要意義。

3.2、加強原有填埋場改造、封場和利用

我國將逐步加強對簡易填埋場進行改造和封場處理,以減少環境污染。而垃圾生態填埋場在封場后,還必須對諸如垃圾化學成分和微生物活動對封場后土地生態修復的作用、封場后地表水運動規律及其浸滲控制技術、物種篩選與種植技術、填埋垃圾穩定后的開挖和再填埋技術等進行研究。另外,還要加速填埋場穩定化技術。一些國家正在研究生物反應器填埋場,試圖通過改變垃圾體內氧氣含量、生物菌種、水分等條件,促進垃圾降解,加速垃圾穩定化進程,以達到減少滲瀝液處理量、縮短產氣時間和封場后的維護時間、降低垃圾處理成本的目的。

3.3、加強HDPE膜在垃圾填埋場基底防滲層的設計

HDPE膜在垃圾填埋場基底防滲層的應用分為兩類:用單層HDPE膜結合其它防滲材料做填埋場基底防滲,稱為單層HDPE膜復合襯里防滲結構;用雙層HDPE膜(中間采用HDPE網格或壓實粘土作夾層),稱為雙層HDPE膜復合襯里防滲結構。對于單層HDPE膜復合襯里防滲結構,結構簡單,施工較容易,費用相對較低,但是其防滲安全系數也相對較小。鋪防滲層時,襯里應覆蓋底面及坑壁。而對于雙層HDPE膜復合襯里防滲結構,結構較復雜,施工也較復雜,費用相對較高,但是其防滲安全系數卻大大增加。因為即便是主HDPE膜發生損害,滲瀝液可以通過HDPE膜破損處流出,但很快會遇到防滲性能好的副HDPE膜,阻止了滲瀝液繼續向下滲透,整個防滲層仍能有效地發揮防滲作用。鋪防滲層時,襯里應覆蓋底面及坑壁。主HDPE膜以上應為滲瀝液的主防滲層;主、副膜之間應為滲瀝液檢測層和次防滲層。

4、結束語

垃圾生態填埋技術是國際國內公認的垃圾安全處置技術,是一種安全、經濟、行之有效的固體廢棄物最終處置方法。它與傳統的衛生填埋方法相比,能極大地減少固體垃圾對周邊環境的危害。封場后填埋場內各點的差異沉降若得到控制,在場地上還可修建公園或其它建筑設施(非封閉式),節約土地征用和開發面積,形成一種所謂“生態”的或“綠色”的處理技術。因此,城市生活垃圾生態填埋技術的研究對于緩解城市化及工業化生產發展帶來的環境壓力具有重要的現實意義。

參考文獻:

篇6

關鍵詞:南寧市園林規劃設計院

引言

隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的加快,城市生活垃圾產生量不斷增加,垃圾占用土地、污染環境的狀況以及對人們身體健康的潛在影響日益突出。城市生活垃圾處理已成為經濟社會協調發展中的一個薄弱環節,遠不能適應全面建設小康社會目標的需要,與保障人民健康和環境安全的要求差距很大,亟需加大工作力度,采取綜合措施,提高垃圾無害化處理水平。

1、城市垃圾處理方法

城市垃圾的構成特性與地理條件、經濟發展水平、居民消費水平、消費結構以及城市居民燃氣化率等因素有關。我國城市的垃圾在產量迅速增加的同時, 垃圾的構成及特性也發生了很大的變化。城市生活垃圾中有機成分占總量的60%, 無機物約占40%。目前, 垃圾中的可燃物增多, 可利用價值增大。因此, 隨著今后我國大城市尤其是北方城市, 城市燃氣化率的不斷提高, 城市生活垃圾中的有機物含量及垃圾的熱值將進一步增加。居民生活水平和消費結構的改變, 不僅影響城市垃圾的產量, 而且也影響著城市垃圾的成分。

目前國內處理城市生活垃圾的方法主要有無害化處理填埋;垃圾焚燒發電;垃圾制作生物肥料等方法,其中無害化處理填埋的處理方法,因工藝簡單,施工速度快,后期運行費用低,對環境的再次污染小而被廣泛采用。在廣西壯族自治區,城市生活垃圾無害化處場填埋庫區多選擇在山坳間筑壩而成,在施工過程中,由于施工清表,修坡等活動的擾動,填埋場庫區邊坡常出現穩定問題。在運行工程中,隨著垃圾堆填量的逐漸增多,垃圾堆體自身的穩定性則成為了影響填埋場安全運行的主要因素。

2填埋場庫區邊坡穩定

2.1邊坡的破壞形態

常見的邊坡破壞形態有滑坡、崩塌、泥石流等。自然條件下的滑坡往往是緩慢、長期、間歇性的向下滑動,它是破壞形態中危害最大的一類,而因受人類活動擾動產生的滑坡具有急劇性;崩塌是在陡崖上的巖體在重力作用下,突然向下崩落并順山坡猛烈翻滾,隨著能量損失堆積在坡腳的現象;泥石流往往是在暴雨、流水條件下產生的,水攜帶邊坡上的堆積物沖下,發生時突然、兇猛,破壞力很大。 其中滑坡和泥石流在填埋場庫區雨季施工過程中時有出現。

2.2邊坡的穩定設計

針對邊坡破壞形態,設計時必須充分掌握工程地質及水文地質資料,不同的設計階段,要求的深度不同。

在選址階段應進行場地的地質災害評估,對場址所在區域進行地質構造分析,劃定巖石的地層單位,是否有斷裂帶通過并評價其影響,場址應避免選擇在受大范圍滑坡體、崩塌體或流域廣闊的泥石流影響的場地中。

可行性研究階段,通過對現場的進一步踏勘,初步評價場地的穩定性,必要時應進行局部鉆孔勘察,并進行室內土工試驗,應對已確定的邊坡失穩進行多種方案的比較,綜合考慮其技術性以及經濟性,最終確定一個較為合理的方案。初步設計及施工圖階段將對先前確定的方案進行深入設計。

2.3邊坡的治理

滑坡的形態有平面滑動和圓弧滑動,規范給出了一種直線形滑坡的推力計算公式,這是一種較為常見的滑坡形態,主要體現為上覆土層沿基巖面的滑動?;麦w剩余下滑力采用以下公式進行計算,滑波推力計算見下列:

式中:Fn,Fn-1第n塊、第n-1塊滑體的剩余下滑力;ψ傳遞系數;γt滑坡推力安全系數;Gnt,Gnn第n塊滑體自重沿滑動面、垂直滑動面的分力;φn第n塊滑體沿滑動面土的內摩擦角標準值;cn第n塊滑動面土的粘聚力標準值;ιn——第n塊滑體沿滑動面的長度。

圖1滑坡推力計算示意

滑坡常用的處理方法有:①排水:排除滑坡范圍內外的地表水和地下水。地表水應采取旁引和攔截的方式,地下水常用的方法為設置排水盲溝;②支擋:常用的支擋形式有重力式擋墻、錨桿擋墻、抗滑樁等;③減重和反壓:將滑面較陡處的滑動體挖除,并堆放于坡腳位置作為反壓是較為常用的方法之一。

泥石流的治理方法:①攔擋措施:沿泥石流溝谷筑壩,壩高一般在5m左右,并形成壩群,常用的壩型有砌石壩和土壩。石壩常用尺寸為頂寬1~2m,上游(1:0.2)~0.3,下游(1:0.5)~0.6,壩身設排水孔;②排導措施:在泥石流的堆積區設排洪道,盡可能以直線布置,其斷面形式常用的有矩形和梯形,尺寸根據水力學明渠計算公式確定。

根據南方的水文氣象條件,填埋場庫區的清表,修坡,鋪膜的工序應盡量安排在旱季施工,在庫區施工工序上還應優先安排截洪溝的施工以有效攔截地表水,減少其對庫區裸露地表的沖刷,從而降低滑坡和泥石流發生的風險,對于土質較松散的邊坡,可采用放緩邊坡坡度,同時對邊坡進行掛鋼絲網后噴砂漿的方法,固化邊坡表面,從而避免了因鋪設土工布和防滲膜引起的滑坡,此方法在鹿寨縣和鳳山縣生活垃圾無害化處場填埋庫區的施工過程當中都取得了較好的效果。

3、垃圾堆體的穩定

垃圾堆體的穩定是填埋場穩定分析的核心部分,是關乎垃圾填埋場安全性與經濟性的關鍵問題,垃圾堆體的坡率以及填埋高度直接影響填埋場的庫容量和填埋年限,同時堆體失穩造成的損失往往相當巨大。2002年6月14日重慶沙坪壩區涼風婭填埋場發生的堆體塌方,造成了10人死亡,一幢3層宿舍樓被垃圾淹沒;2005年2月21日,印尼西爪哇省省會萬隆市附近芝馬墟垃圾填埋場發生崩塌事故,造成40人死亡,另有109人失蹤。

垃圾堆體的穩定分析可以通過巖土工程的分析方法進行,但由于垃圾成分具有離散性,使得研究工作面對更多的困難,同時也造成了影響其穩定因素的多樣性。

3.1影響垃圾體穩定的原因

①天然邊坡本身不夠穩定;②人工開挖邊坡坡度較大,或是坡腳開挖降低了天然邊坡的穩定;③地基承載力不足,尤其是地基土為軟黏土或其他可壓縮土時;④固體廢物抗剪強度低壓縮變形大;⑤作為中間覆蓋層的壓實黏土抗剪強度低;⑥地表水、滲瀝液、氣體導排系統有可能發生故障,造成填埋體孔隙壓力過大;⑦填埋體與天然土體在接觸部位有可能產生不利于邊坡穩定的相互作用;⑧裂隙黏土的自然軟化、蠕動,漸進破壞與其他可能影響邊坡土體或填埋體長期行為的作用。

3.2填埋場邊坡穩定破壞類型

①邊坡及防滲層底部土體發生整體滑動;②襯墊從 錨溝中脫出及沿坡面滑動;③沿固體廢棄物內部破壞;④沿廢棄物內部及地基破壞;⑤沿防滲層接觸面破壞,接觸面包括垃圾與土工織物之間、土工織物與土工膜之間、土工織物與地基土之間;⑥封頂和覆蓋層的破壞;⑦過大的沉降。

現今我國的環境衛生事業雖處于起步階段,但發展勢頭迅猛,一些巖土專家、學者經過多年的研究,在堆體穩定方面已經取得了進展。在現行的《生活垃圾衛生填埋技術規范》CJJ17-2004及《生活垃圾衛生填埋場封場技術規范》CJJ112-2007中規定,垃圾堆體的邊坡坡度不得大于1:5,在封場后在堆體上應設置排水溝等,以上措施有效的預防了垃圾堆體的失穩。

結束語

垃圾衛生填埋場庫區的邊坡安全及垃圾堆體的穩定是影響垃圾衛生填埋場建設費用和運行安全的重要因素,在設計,施工和使用過程當中都應該引起充分的重視。

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中圖分類號:X3文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)04(a)-0000-00

隨著城市化進程加快,深圳市垃圾生成量急劇的增加,深圳市2008年的平均生活垃圾產生量約10199噸/天。隨著垃圾產生量的日益增加,有效處理垃圾進行發電利用已經成為深圳市一直在探索的課題。深圳的實際情況需要繼續擴大垃圾填埋場與垃圾焚燒廠的容量。垃圾發電目前主要利用的兩種方式是垃圾焚燒發電和垃圾填埋氣體發電。截止2009年深圳市已建成7座垃圾焚燒發電廠和2座垃圾填埋氣體發電廠。本文主要從對環境影響和產生的經濟效益這兩方面對垃圾焚燒發電與垃圾填埋氣體發電進行對比研究。

1兩種發電方式對環境的影響

1.1 垃圾焚燒發電

垃圾焚燒發電是指通過使用一些特殊的垃圾焚燒設備,以城市中的生活垃圾為主要燃燒介質,在對垃圾進行焚燒處理的同時,利用其產生的能量發電的一種新型發電方式。

生活垃圾焚燒煙氣中的二惡英是近幾年來世界各國所普遍關心的問題。垃圾焚燒分類不完全,垃圾焚燒發電在垃圾燃燒過程中會產生二惡英,現行的技術水平還不能將其完全處理干凈。垃圾焚燒產生的二惡英等有害氣體會隨著煙氣排放到大氣中,會對空氣造成嚴重的二次污染。在垃圾焚燒的同時,焚燒中產生的灰渣和飛灰重金屬含量通常也非常高,這些飛灰重金屬也是非常難處理。目前國際上和國內一些大型城市通過提高焚燒爐爐溫分解二惡英,然后使用活性炭吸附二惡英;同時采用一些防塵措施減少飛灰重金屬排放到空氣中,然而這些設備升級和改造花費非常巨大,實施起來的花費也是相當可觀。

垃圾焚燒發電有個優點就是可以迅速減少垃圾的容積。焚燒后容積比原來可縮小50- 80%,分類收集的可燃性垃圾經焚燒處理后甚至可縮小90%。垃圾焚燒法確實是一種實踐多年的垃圾處理方法。它比起填埋法占地面積小,效率高,曾一度被視為一種“減量快”的好方法。

1.2 垃圾填埋氣體發電

垃圾填埋氣體發電是將填埋的生活垃圾中因為自然發酵降解而釋放出的氣體收集起來,用來發電。發酵釋放出來的氣體主要成分為甲烷,甲烷燃燒產生的熱量很高,產物是二氧化碳和水,具備二次污染小的特點。通過對垃圾填埋場的綜合治理對當地居民的健康以及生活狀況有積極的效應。垃圾填埋發電它不僅不會對空氣造成第二次污染,反而會凈化惡臭的空氣,使空氣回復清新,對當地的湖泊和溪流的污染相當小。

在填埋場填埋的垃圾表面通過使用高黏度的土壤覆蓋,這樣垃圾產生的甲烷等氣體就不會滲透到大氣中。同時也可以在高黏土的上面再鋪上一些營養土,可以通過園林造景的方式鋪設出高低不同的土坡。種上花草和樹木,甚至可以建成高爾夫練習場。這樣,不僅可以美化環境,而且還能為居住在周圍社區老百姓提供休閑和活動的場所。

然而,垃圾填埋場需要大量的土地,如果將已經形成的垃圾處理能力與日益劇增的垃圾生長量相比較,深圳市垃圾處理壓力很大,由于深圳人多地少的現狀不足以支持深圳全部開展垃圾填埋進行發電,隨著垃圾生成量的不斷增長,深圳市幾個大型垃圾填埋場都將不堪重負,寶安老虎坑垃圾填埋場占地達17萬平方米,容量608萬立方米,按現有的使用方式,其使用時間已經所剩無幾,下坪垃圾填埋場也僅可繼續使用15年左右,而重新選址建設大容量垃圾填埋場已日趨困難。

2 投資、發電成本及經濟效益

2.1 垃圾焚燒發電

垃圾焚燒發電能很好的實現垃圾減量化,減少土地的占有,但它要求垃圾處理量達到一定規模,而且投資額較大,建設一座大中型焚燒爐動輒要10億元人民幣。例如深圳老虎坑垃圾焚燒發電廠的一期投資總額超過5億元,占地5.5萬平方米。同時建成投產后的環保的處理垃圾成本大約需300元/噸。如果引進國外技術進行垃圾焚燒發電,每處理100噸/日垃圾的建成成本通常在4千萬以上,這是投資者所難以接受的。

另一方面,垃圾焚燒發電的經濟利益也值得進一步探討。同常規燃燒發電相比,垃圾焚燒電廠的發電裝機容量通常都相對較小,而且由于垃圾分解產生的酸堿物質,會腐蝕發電設備。目前通過垃圾焚燒發電的效率一般都低于15%,從而使得運行成本維持在較高水平,而且電價無法同火電競爭。如果不依靠政府的財政補貼,垃圾電廠將不能維持運行,當然更談不上產生多少的經濟效益了。

2.2 垃圾填埋氣體發電

垃圾填埋氣體發電投資?。榉贌O備的1/10),垃圾填埋氣體發電的運行費用低(僅為焚燒費用的1/4)。如今,許多工業發達國家都將垃圾填埋氣體發電列入政府議事日程,投入大量資金,運用現代化高科技手段,大規模開發城市垃圾發電新技術,并使其趨于商業化。

沼氣發電的電價已在享受國家優惠政策,比當地燃煤電價高0.25元/kwh,約 0.64 元 /kWh。不計燃料費用,沼氣發電運行成本約 0.10 元 /kWh,以2000千瓦沼氣發電站為例,機組年運行成本約 160萬元,年收入可達 864 萬元。項目總體投資約4000萬,四年多就可收回投資。

另外,沼氣發電可以申請CDM項目,得到可觀的減排費。例如在2010年6月,國家發展改革委已經同意深圳老虎坑垃圾填埋氣回收利用項目作為CDM項目的進行批復。同意該項目向E.ON氣候與可再生能源部轉讓該項目產生的溫室氣體減排量,轉讓總量不超過34萬噸二氧化碳當量,每噸二氧化碳當量轉讓價格不低于8.5歐元。

總之,垃圾焚燒發電對環境會造成嚴重的二次污染,但是垃圾焚燒可以最大限度的減少垃圾的體積;而垃圾填埋氣體發電會減少對環境的影響,但是垃圾填埋需要大量的土地資源。雖然垃圾填埋氣體發電的投資費用和運行費用都只占垃圾焚燒發電的1/10,是政府未來重點扶持項目,但是受到土地資源的限制,在當前這段時間垃圾焚燒發電和垃圾填埋發電將會并存。

參考文獻

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1 內黃縣基本概況

內黃縣位于河南省北部,東界濮陽清豐縣,南臨鶴壁??h,西臨湯陰縣,北臨河北省魏縣.地理座標為東經114°35′-114°,59′,北緯35°39′-36°09′,南北平均長55公里,東西平均寬21.1公里,總面積1161km2。目前內黃縣全縣人口70萬人,縣城人口12.7萬人 , 內黃縣城市生活垃圾年產生總量約為5萬噸,已全部進入垃圾處理場進行處理。

2 內黃縣城市生活垃圾污染危害

內黃縣城在垃圾處理場未建成以前,垃圾堆放在縣城西南司楊莊村旁的大坑內,未設滲瀝液導排和甲烷收集導排設施,也未作任何的防滲處理,污染得不到有效控制。城市生活垃圾的危害主要有:(1)垃圾堆放侵占了大量農田;(2)垃圾露天堆放,有機物分解產生惡臭并釋放大量氨、硫化物等有害氣體,其中含有機揮發氣體達100多種,這些釋放物中含有許多致癌、致畸物。塑料膜、紙屑和粉塵則隨風飛揚形成“白色污染”,嚴重污染了大氣和城市的生活環境;(3)垃圾不但含有病原微生物,功能在堆放腐敗過程中還會產生大量的酸性和堿性有機污染物,并會將垃圾中的重金屬溶解出來,形成有機物質,重金屬和病原微生物三為一體的污染源,雨水淋入產生的滲濾液必然會造成地表水和地下水的嚴重污染;(4)垃圾中有許多致病微生物,同時垃圾往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的孳生地,這些必然危害著廣大群眾的身體健康;(5)垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放過程中會產生甲烷等可燃氣,遇明火或自燃易引起火災,造成重大損失。

3 國內外垃圾處理方法

3.1 垃圾處理方法概述

城市生活垃圾成分復雜,與當地經濟發展水平、能源結構、氣候條件以及居民生活習慣有關,其處理方法沒有統一的模式。但不同的處理技術、處理方法最終都以垃圾的無害化、減量化及資源化為目標??偟膩碚f,國內外在城市生活垃圾處理方面普遍采用的處理方法主要有三種:衛生填埋法、堆肥處理法、焚燒法。這三種處理方法的適用條件和處理效果各有其特點。

(1)衛生填埋法:在垃圾填埋場的水平方向和垂直方向分別進行防滲漏處理,將垃圾污水收集后集中處理,并將填埋場產生的氣體進行收集處理。在填埋作業過程中,采用壓實消毒、覆土等措施,盡量減少對周邊環境的影響,避免產生二次污染。衛生填埋技術成熟,作業機械設備相對較簡單,一次性投資相對較小,處理成本相對較低,且處理量較大。

(2)堆肥法:堆肥是對垃圾進行資源化利用的有效方式,其處理方法是在人工控制的厭氧或好氧條件下,利用自然中的各種微生物,對垃圾中的各種動物、植物性有機物進行分解,形成穩定的腐殖質,同時殺滅垃圾中的各種致病微生物,達到資源化和無害化的目的。

采用堆肥法處理城市生活垃圾可通過前分選對垃圾中的有用成分進行分選回收,其堆肥產品可以作為土壤改良劑施用于農田,也可以進一步加工生產高效復合肥。但垃圾堆肥要求垃圾中有機物含量較高,一般不低于40%為宜。該方法投資相對較大,處理成本相對較高。

(3)焚燒法:垃圾焚燒是利用高溫使垃圾中碳水化合物轉化成CO2和H2O,同時在高溫條件下殺滅垃圾中的細菌與病毒,并對垃圾焚燒過程中產生的熱能進行合理的利用,對焚燒過程中產生的煙氣進行嚴格的處理。垃圾焚燒處理對垃圾的熱值要求較高,要求每千克垃圾低位熱值不宜低于800千卡。由于垃圾焚燒產生的煙氣中含有二惡英等多氯苯物質,會對大氣造成嚴重的二次污染,因此必須對煙氣進行嚴格的處理后才能排放。該方法焚燒設備昂貴,一次性投資大,運行費用也很高。

3.2 國內生活垃圾處理概況

近年來我國城市生活垃圾處理行業取得了快速的發展,在中央國債的支持下,地方政府加大了投入的力度。垃圾衛生填埋場技術規范經過2001年和2004年兩次修訂,2007年又增加了CJ113-2007《生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范》,已經在填埋場防滲、滲濾液處理、填埋氣體控制等方面達到國際上較高標準。“十一五”期間,一大批垃圾處理項目按照新標準開工建設并相繼投入使用,極大地提高了我國城市生活垃圾處理能力。填埋是我國目前大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法, 85%的城市生活垃圾采用填埋處理。在填埋處理中,有近80%的屬于簡易和受控填埋場。這些填埋場大多有以下特點:不能做到及時覆蓋;不具備完善的垃圾滲濾液收集、排導和處理設施;沒有完善的填埋氣體排導和處理設施。特別是填埋場的滲濾液,許多填埋場還未能達到達標排放。采用堆肥方式處理的生活垃圾占無害化處理總量的4%。堆肥處理可分為簡易堆肥、好氧高溫堆肥和厭氧消化三類。我國有約10%的城市生活垃圾采用焚燒處理。隨著我國東南部沿海地區和部分大中城市的經濟發展和生活垃圾低位熱值的提高,不少城市已將建設生活垃圾焚燒廠提到了辦事日程,正在積極組織實施,目前處于快速發展階段。

4 內黃縣城市生活垃圾成分與處理技術、工藝

分析

內黃縣城市生活垃圾主要來自居民家庭、飲食服務行業、商業、公共場所、街道清掃和集貿市場等,其中不可回收垃圾中有機成分含量約占25.0%,無機成分含量約占65.0%。垃圾成分以不可回收無機物為主,占生活垃圾總成分的90.0%左右。

根據內黃縣城市生活垃圾的成分組成、自然條件與經濟條件分析,內黃縣城市生活垃圾采取焚燒工藝投資過高,財政難以承受。采用堆肥處理,目前的垃圾有機組分達不到堆肥要求。采用衛生填埋處理從投資和處理工藝上均比較符合內黃縣的實際情況,也符合我國縣級城市的實際情況。目前內黃縣的垃圾處理采用衛生填埋處理工藝,同時采用了人工防滲技術,對填埋庫區進行了防滲處理;對填埋氣體進行了集中燃燒處理。經監測滲濾液中BOD與COD比值大于0.45,對滲濾液采取的處理工藝為“一體化生化處理系統(包括混凝沉淀池+A/O+MBR膜反應器)+納濾+反滲透”污水處理裝置。在填埋過程中采取了及時覆土、灑水、消毒等措施 ,使填埋場對周圍環境的影響降到最小。該項垃圾處理工程目前已通過省市環保部門的驗收,取得了明顯的環境效益和社會效益。

5 未來城市生活垃圾處理對策的趨勢

隨著城市化進程的快速發展,內黃城市垃圾產生的數量將會增加,垃圾填埋場的服務年限逐漸縮短(該處理場服務年限為11年)。由于垃圾填埋處理需占用大量土地,因此垃圾需要減量,要限制過度包裝,減少一次性消費產生的生活垃圾,改變燃料結構,提高燃氣普及率和集中供熱率,減少煤灰垃圾產生量。再者積極開發垃圾分類收集,垃圾分類收集是實現垃圾資源化的最有效途徑。通過分類收集,不僅可直接回收大量的廢舊原料,實現垃圾減量化、資源化,而且可以減少垃圾運輸費用,大大簡化垃圾處理工藝,降低垃圾處理成本。有機物含量大于40%的垃圾在垃圾分類的基礎上進行高溫堆肥處理。隨著經濟的發展,垃圾填埋標準越來越高,填埋比例逐步下降,垃圾焚燒將會穩步發展,垃圾焚燒產生的熱能應盡量回收利用。

參考文獻

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[3]楊魯豫.中國城市生活垃圾處理對策研究.中國城市環境衛生 ,2001,(4).P7-11.

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提及城市生活垃圾管理最為成功的國家,德國在歐盟國家中首屈一指。早在1972年,德國就開始實施了《廢棄物處理法》。經過40多年的努力,德國的垃圾管理思路從最初的“末端處理—循環利用—避免產生”逐漸轉變成“避免產生—循環利用—末端處理”[2]。瑞士自20世紀80年代開始,結合本地具體情況開始實行垃圾分類處理,頒布了若干垃圾分類處理法規,主要有2001年頒布的《填埋禁入法》,規定城市生活垃圾經由源頭減量、分類收集、處理、資源充分利用后,最終的惰性物質才能填埋處置。日本的生活垃圾處理主要采用焚燒方式,爐排爐技術和流化床技術是最主要的焚燒處理技術,通過不斷改善垃圾焚燒技術,以實現高溫、高效率的燃燒,降低環境污染。填埋處理所占比例很小。日本對城市生活垃圾處理的高度重視減輕了城市生活垃圾對環境的污染,在垃圾產生后,迅速進行無害化衛生處理。近20年來日本政府加大了有關生活垃圾處理的立法建設,著力推行技術改造和循環利用政策?;厥铡⒎贌吞盥袷敲绹鞘猩罾闹饕幚矸椒?,其中回收占30%,焚燒占14%,填埋占56%。將電池、紙類、玻璃、塑料、金屬等進行分類、收集、加工、生產、出售是回收的主要形式,占回收率的30%;堆肥處理的對象是食物廢棄物和庭院廢棄物,占回收率的7%左右。

二、我國城市生活垃圾收集處理的主要模式及問題

我國城市生活垃圾的處理目前主要采用填埋處置法、堆肥法、焚燒法和綜合處理等4種方法。通過與國外生活垃圾處理模式的分析對比,我國現行的生活垃圾處理模式存在如下主要問題。第一,垃圾資源利用化不足。我國城市生活垃圾的管理主要以市、區、街道三級管理體制為主,采取的處理流程普遍是從傾倒、收集到堆放點或填埋場[6]。垃圾的收集、處理方式較為單一,由于長期采用混合收集,導致出現資源大量浪費、環境污染等問題,主要體現為填埋率居高不下、填埋場選址困難;分選投入無效,過程控制不嚴;資源循環利用不足,影響生態環境。因此,必須對生活垃圾的管理模式進行優化與改善,有效避免與控制始端污染,促進資源的可回收和可循環利用。第二,垃圾分類推行效果不佳。生活垃圾分類收集是國內近年來大力推行的垃圾處理方式,但由于分類收集與分類處理并沒有有效地銜接,導致處理的大部分都是混合原生垃圾。另外,由于飲食及生活習慣不同,我國城市生活垃圾的性質與西方國家有很大區別,主要體現在含水率和有機廢物方面,西方國家垃圾含水率一般為30%~35%,我國一般為55%~65%;西方發達國家生活垃圾中廚余和餐飲等有機廢物比例一般在20%左右,我國卻高達45%~55%。因此,我國的垃圾分類不能照搬國外模式,要結合自身特點建立有效的分類標準和處理措施。第三,垃圾綜合處理率較低。目前我國城市生活垃圾用于填埋、堆肥、焚燒的比例分別是79.2%、18.8%、2%,高效厭氧消化、蚯蚓消化及其他新技術處理的比例更小。另外,在綜合處理時還需解決填埋、焚燒、堆肥等技術本身固有的一些問題,如填埋場內填埋氣體污染大氣且存在安全隱患,資源化利用不充分;垃圾含水量大,焚燒時需要添加其他輔助燃料,致使一次性投資大、運行費用高且產生有害氣體,造成二次環境污染;堆肥法長期使用易造成土壤板結和地下水質變壞。第四,缺乏垃圾處理系統規劃。目前,國內城市生活垃圾處理均以城市為單元各自為政,缺乏系統的一體化規劃,這將導致垃圾處理站點布局不合理,處理方法不協調,垃圾處理站點的作用發揮不足等問題。例如,對于終處理場的選址,考慮環境問題一般選在人口稀少、交通便利的城市邊緣地帶,很少考慮對相鄰城市的影響,一旦相鄰城市間終處理場的選址距離接近,就會出現資源浪費的情況;對于中轉站的選址和形式規模,一般考慮城市規劃與建站成本,很少考慮上下游的約束問題,如果面向填埋則可考慮建設以壓縮為主要功能的中轉處理站,如果面向焚燒或堆肥則應考慮建設帶分揀系統的中轉處理站。

三、城鎮化背景下城市生活垃圾處理模式選擇

為了尋求一種能達到綜合效能最優、系統性最好的城市生活垃圾一體化處理方式,尤其是有效解決包含鄉鎮在內的城市生活垃圾處理問題,筆者就城市生活垃圾梯次處理模式如何從全局的角度、系統科學地解決城鎮化建設過程中生活垃圾處理各級場站的一體化設計問題進行闡述。城市生活垃圾處理模式是以包含鄉鎮在內的城市區域為整體范疇,從全局和系統的角度,立足于綜合效能最優———處理效率高、環境特性好、經濟價值高和社會效益好,所建立的包含收集、預處理、轉運、中間處理和最終處理等獨立的處理方法結合成為統一的垃圾處理全過程的一體化方式。城市生活垃圾處理的梯次模式是將城市生活垃圾從產生到最終無害化的處理流程分為“預處理(收集)—中處理(中轉)—終處理”三個階段,構成一個梯度層次,根據順序處理(預處理—中處理—終處理)或逆序處理(終處理—中處理—預處理),以垃圾處理全局綜合效能最優為目標,系統考慮垃圾處理過程各要素之間的關聯性和約束性,一體化設計(配置)垃圾處理全過程各個環節的方式。城市生活垃圾梯次處理模式的系統構成如圖3所示。垃圾有效分選在城市生活垃圾處理過程中是非常重要的環節。垃圾分選不僅可使有用物質資源化回收,而且也是后續進行各種處理的基礎。為此,在垃圾梯次處理模式中筆者專門設計了“分揀處理中轉”和“分選回收”兩個環節(如圖3所示),一是建設帶分揀的垃圾中轉站,用于將玻璃、紙板、金屬等利用價值較高的物品分選回收利用,易燃物質通過焚燒回收能量,有機殘余物通過堆肥制成肥料,焚燒和堆肥的殘余物進行填埋處理;二是建設垃圾綜合處理場,將中轉站運輸的生活垃圾在終處理階段進行分揀以用于不同處理方式。

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關鍵詞:垃圾填埋場防滲設計

中圖分類號:S611文獻標識碼: A

一、前言

糯扎渡水電站生活垃圾衛生填埋場主要對糯扎渡水電站施工期共5年,運行期從2015年~2055年共計40年的垃圾量進行處理。運行期每年人數按照220人考慮。

填埋場屬溝谷型填埋場,為了取得初始填埋庫容,根據現場地形特點,選擇在沖溝下游的溝谷口狹窄處處建垃圾擋壩一座用于填埋場運行初期和后期垃圾的填埋,并確保整個填埋場垃圾堆體的穩定。填埋場填埋占地面積約1.547hm2。庫區呈長條形,整個工程分為四個部分:進場公路、垃圾填埋場區、污水處理系統和控制布置區。根據填埋場區的地形測量可得,所規劃的填埋場的總庫容約10萬m3。

二、場區防滲工程

防滲工程是垃圾衛生填埋場工程關鍵的核心部分,填埋場的防滲處理包括水平防滲和垂直防滲兩種方式,水平防滲是指防滲層水平方向布置,防止垃圾滲濾液向周圍滲透污染地下水;垂直防滲是指防滲層豎向布置,防止垃圾滲濾液向四周橫向滲透污染地下水。

填埋場防滲材料主要有兩類,一種是天然防滲材料,另一種是人工合成材料防滲層。

適合于填埋場防滲系統的人造襯里應該滿足以下標準:滲透系數不得大于l.0×10-7cm/s;材料本身必須具有適宜的厚度和強度(如標準規定,根據我國環境衛生工程的實踐,將高密度聚乙烯土工膜的厚度確定為不小于1.5mm);化學性能必須穩定,應具有較強的抗腐蝕性能,耐酸、堿及抗老化能力;具備足夠的抗拉強度,能經得起地基承載對防滲系統的破壞作用,能承受得起整個填埋堆體和正在作業的填埋作業機械與設備對其構成的正壓力。

三、防滲方式的選擇

根據場址的地質情況,場址不具備天然防滲的條件,因此必須采取人工防滲的方式進行防滲。根據填埋區地質情況,也無法進行垂直防滲,因此本填埋場必須采用水平防滲方式。

目前,從國內外的實踐應用來看,用于垃圾衛生填埋場主要有三種土工合成材料,

分別為土工膜,土工網格和土工織物。土工膜是一種相對較薄的柔性熱塑或熱固聚合材料,一般用在填埋場的土工膜主要功能是作為水、氣的隔離層。目前,在垃圾衛生填埋場應用最廣泛最成功的是高密度聚乙烯(HDPE)膜,與其他土工材料相比,它具有最好的耐久性。HDPE 膜是高分子聚乙烯由平板機壓制而成,通常采用 l~2mm 厚的高密度聚乙烯(HDPE)作為襯層材料,其滲透系數可達 10-12~10-13cm/s。防滲材料選擇,根據本工程場址的情況主防滲層采用 2mm 厚 HDPE 膜。

四、材料厚度選擇

我國現行標準規定填埋場高密度聚乙烯土工膜厚度不應小于 1.5mm。

HDPE 膜對各種有機物的防滲性能測試表明,隨著 HDPE 膜厚度的增加,污染物擴散能力開始迅速下降,隨后下降趨勢趨于平緩。當 HDPE 膜的厚度為 1.0mm 時,正處于迅速下降期,滲透能力相對較大;當 HDPE 膜的厚度為 2.0mm時,多種污染物質的滲透能力基本上己處于平緩下降期,再增加膜的厚度對滲透能力影響不大;因此,僅從防滲性能考慮,生活垃圾衛生填埋場采用 HDPE 膜防滲,1.5mm厚為可用值,2.0mm 厚為較好值。

為防止垃圾加載以后,地基沉降相對較大,進而引起的防滲膜拉伸變形,并綜合該場填埋庫區的特點,因此本設計選擇 2.0mm 厚的 HDPE 膜。

五、幅寬選擇

國外有關研究表明,滲漏現象的發生,10%是由于材料的性質以及被尖物刺穿、頂破作用,90%是由于土工膜焊接處的滲漏,土工膜焊接量的多少與材料的幅寬密切相關,以 5m 和 6.8m 寬的不同材料對比,前者需要 X/5-1 個焊縫,后者需要 X/6.8-1 個焊縫,前者的焊縫數量至少比后者多 36%,意味著滲漏可能性要高 36%。因此宜選用寬幅 HDPE 膜。

六、摩擦性能選擇

由于場底地勢平坦,場底坡整后也無法做出較大坡度,場底HDPE膜發生滑動的可能性較小,可選擇光面的 HDPE 膜。對于坡面,則需要考慮到不同材料之間的相對滑動對防滲系統造成的破壞,從安全性的角度出發,本工程在坡面上采用糙面HDPE膜,場底采用光面膜。

七、防滲結構

場底結構從下到上依次為:壓實地基、500g/m2 無紡土工布一層、2mm 厚 HDPE 膜、HF10土工排水網格、500g/m2 無紡土工布一層、300 厚卵石導流層、l50g/m2 織質土工布一層,最上面是垃圾層。

邊坡防滲結構從下到上依次為:壓實基礎、500g/m2無紡土工布一層、2mm厚 HDPE 膜、500g/m2 無紡土工布一層、廢舊輪胎充卵石保護層。

八、防滲材料鋪設設計

防滲材料鋪設時候,其接觸面必須滿足設計要求,其他應按照以下執行:

1.各種防滲材料鋪設前應保證鋪設面完全符合質量安全要求。直接鋪設在土建結構面上時,應保證構建面結構穩定,坡面平緩過渡,垂直深度 25cm 內不得有任何有害雜物;鋪設在下一層土工材料之上時,應保證下一層土工材料施工質量合格,表面無積水、無雜物。

2.合理地選擇鋪設方向,盡可能地減少接縫受力。

3.鋪設工具不得對土工材料的正常使用功能產生損害。

4.合理布局每片材料的位置,力求接縫最少。

5.在坡度大于 10% 的坡面上和坡腳 1.5m 范圍內不得有橫向接縫,一般土工膜的焊接采用雙軌焊接,在坡角處采用擠出焊接。

6.各種土工材料的搭接寬度不得低于相應的連接標準。

7.鋪設過程中調整材料的搭接寬度時不得損害己連接的部分。

8.鋪設過程中防止任何因為裝卸活動、高溫、化學物質泄漏或其它因素而破壞土工材料。

9.用于卷材展開的機械設備不得造成土工材料的明顯劃傷,并不得造成鋪設基底表面的破壞。

10.片材鋪設平順、貼實,盡量減少褶皺。

11.鋪設后應及時壓載錨固,所有土工材料均須保證當日鋪設當日連接。

九、防滲層的鋪設要求

對HDPE防滲層的鋪設要求有:

12.HDPE防滲膜須平坦、無皺折;

13.HDPE防滲膜的搭接應盡量使其焊縫減少,HDPE膜接縫處的焊縫搭接寬度不小于100mm。

14.在斜坡上鋪設HDPE防滲膜時,其接縫方向平行斜坡面,不允許出現斜坡上有水平方向接縫,以避免斜坡由于滑動力可能在焊縫處出現應力集中;

15.基礎底部的HDPE防滲膜應盡量避免埋設垂直穿孔的管道或其他物體;邊坡必須進行錨固,采用矩形槽錨固法;

16.邊坡與底面交界處不能設焊縫,焊縫不在跨過交界處之內。

結語

糯扎渡垃圾填埋場一期工程自2005年投入運行,由于各承包商營地的生活垃圾填埋未全部運行垃圾場,至2009年底,垃圾填埋場實際填埋量約為0.5萬m3。

目前垃圾場的運行委托專業公司進行管理,垃圾入場,垃圾填埋作業由專人負責,至目前為止未出現污染事故。