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垃圾渗滤液特征(6篇)

时间: 2024-02-25 栏目:公文范文

垃圾渗滤液特征篇1

关键词:垃圾土;蠕变沉降;降解;温度;渗滤液

中图分类号:TU443文献标志码:A文章编号:16744764(2013)06000709

卫生填埋技术作为经济的垃圾处理方式,仍然被大多数发达国家采用[12]。由于垃圾土是一种复杂的非饱和多孔介质,影响其变形沉降的因素较多(例如外部荷载、有机物含量等),导致对垃圾土蠕变沉降沉降规律,以及建立符合其蠕变沉降特性本构模型的研究,仍然是目前研究的难点。

在其他国家,垃圾土的研究主要集中于沉降理论、计算模型以及影响沉降因素分析方面。模型计算理论主要有:Sowers[3]建立的分阶段沉降计算模型、基于生物降解反应的降解沉降模型[46],以及根据一级动力衰减理论建立的Machado模型[7];Babu等[810]根据临界状态理论、力学蠕变和时间因素决定的降解沉降,给出了具有普遍意义三阶段本构计算模型。但是随着瞬时压缩的完成,针对后期蠕变和降解沉降阶段,由于影响沉降的因素较多(降解、温度、渗滤液量等),至今没有建立一个比较完善的理论和计算模型。根据Watts等[1112]通过对垃圾组成成份近65a的调查,发现随着垃圾土中有机物含量的增加,因蠕变和降解引起的次固结沉降在总沉降中所占的比例逐渐增加,最高可达占填埋高度的49%。而这成为导致现有的沉降模型不能准确预测垃圾场的沉降的原因之一。〖=D(〗赵燕茹,等:垃圾土蠕变降解沉降特性试验研究〖=〗

在垃圾土的降解沉降影响因素分析方面,Elagroudy等[1315]从有机物降解度方面,研究了降解与产气量、渗滤液以及垃圾土力学参数的影响关系;Hanson等[1620]关于垃圾土中热量的产生以及温度的做了大量的研究,并且得到因垃圾体内部有机物的降解以及内部物理化学反应,会导致垃圾体内部温度的升高,而温度反过来可加快有机物降解的速度。

在中国,胡敏云等[21]通过试验得出垃圾土的沉降是应力和时间的双重函数,而从微观上讲是一个复杂的生化反应和降解的长期过程。施建勇等[22]通过试验指出垃圾中有机物的降解规律可用指数函数来表示;柯瀚等[23]研究了应力对蠕变降解沉降的影响,指出初始压力越大,产生的主压缩应变越大,后期的降解沉降和蠕变沉降越小,随着时间的增加,压力对总沉降的影响相对减小;谢强等[2428]基于实测沉降数据,对垃圾土的蠕变沉降特性也进行了大量工作。

本文基于特制蠕变试验装置(图1),对不同有机物含量的垃圾土进行了330d的降解蠕变观测试验,根据实测蠕变沉降数据选取适合沉降特性的模型元件,通过分析有机物含量对垃圾土沉降的影响,以及渗滤液、累计沉降、降解、温度之间的关系,建立符合重庆地区垃圾土蠕变降解沉降的本构计算模型,研究结果能够为准确预测垃圾土的蠕变沉降提供理论支持。

2.2试验装置及温度监测

静力蠕变试验采用特制的蠕变沉降观测仪,容器高500mm,直径300mm,试样高300mm,承载板厚18mm;渗滤层层厚20mm,试验装置如图2所示。试验前对渗滤层充分饱和压实;碎石层上下表面各垫一层滤纸,容器顶部用密封盖密封,以模拟封场后的厌氧环境;其中:百分表用于观测生活垃圾随时间的沉降量,量瓶用于量测渗滤液产生量,加压设备用以保证荷载的垂直施加,生物反应气的回收采用专门的装置。在试验开始前,对有机物含量为10%、20%、35%、50%、65%、100%的试样进行3kPa初始预压(等价于0.15m厚的上覆土层),然后放入蠕变监测仪器中进行观测试验,并开始记录渗滤液和沉降量等数据。

在蠕变降解试验中,通过专门设置的温度敏感探头对垃圾体内部温度场进行了探测,监测时间为330d,同时详细记录了渗滤液量的变化情况。试验过程中,外部温度保持在恒温(20℃)。3试验结果与分析

3.1沉降特征曲线

试验选取有机物含量为50%的试验曲线作为分析对象,并对瞬时应力应变,蠕变降解沉降过程中渗滤液产量、变形沉降量、不同降解阶段试样有机物残余含量等数据进行了统计和分析,曲线如图4、5、6所示。

在厌氧阶段(90~330d),由于试样在外力作用下已经压密,结合封场后的实际情况,外部应力对沉降的影响可以忽略,而降解对沉降开始起主要作用。当试样中有机物含量为65%时,因降解产生的渗滤液量达到最小值84mL;对用的沉降峰值为1.44mm,而试样中有机物含量为100%时对应的渗滤液量为27.75mL(对应的沉降量值因发酵起泡而读数失败)。而试样中有机物含量为20%时,因降解在厌氧阶段产生的渗滤液量可达229mL。这说明由于有机物含量高的试样随渗滤液在前期大量溢出,阻碍了有机物在厌氧阶段的降解和生化反应,渗滤液溢出量和沉降量反而减小。根据渗滤液产出量,通过内插方法得到两阶段中有利于前期压缩和后期讲解沉降的垃圾土有机物含量最优区间为291%~3647%。

根据统计结果,有氧阶段(0~90d)不同有机物含量的试样其平均沉降量为1.71mm,而后期平均沉降量为1.22mm,这说明前期碾压有助于加快有机物含量高的填埋体的瞬时沉降,但却导致后期降解反应的速度,而垃圾土的次压缩沉降主要由降解、生化反应速度以及试样中有机物含量的大小决定,这与柯瀚[5]的研究结果趋于一致。

5结论

通过蠕变沉降观测试验,分别对不同有机物配比的新鲜垃圾土进行了长期静力蠕变沉降观测试验,得到以下结论:

1)基于蠕变降解降解沉降特性试验曲线建立的PTH沉降计算模型,能够较好的模拟反应过程的蠕变和降解沉降特性。

2)垃圾土试样因外部应力和内部蠕变降解引起的总沉降量可达试样高度的33.2%且垃圾土中渗滤液在前期的溢出量受外部荷载和有机物含量共同控制。

3)垃圾土试样中有机物降解规律可用Richards模型来描述;通过垃圾土的蠕变降解沉降曲线,得出累计沉降量和渗滤液产量之间符合指数函数关系。

4)通过分析蠕变降解沉降过程曲线得出有利于初期压缩变形和后期降解沉降的最优有机物含量区间为29.1%~36.47%。

5)温度监测结果显示,20~41℃是一个可加快内部有机物的降解速率的内部温度场,且在41℃时对降解的作用最大。

在本构模型的建立中,没有将温度对沉降的影响考虑进去,而这需要做更进一步的研究工作。

参考文献:

[1]U.S.EPA.2010.Municipalsolidwasteintheunitedstates:2009factsandfgures[S].UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgency.

[2]TonyL,ZhanT,ChenYM,etal.ShearstrengthcharacterizationofmunicipalsolidwasteattheSuzhoulandfill,China[J].EngineeringGeology,2008,97(3/4):97111.

[3]SowersGF.Settlementofwastedisposalfills[C]//Proc.ofthe8thInternationalConferenceonSoilMechanicsandFoundationEngineering,Moscow,1973,1:207210.

[4]HettiarachchiH,MeegodaJ,HettiaratchiP.Effectsofgasandmoistureonmodelingofbioreactorlandfillsettlement[J].WasteManagement,2009,29(3):10181025.

[5]AliyuBN.AnanalysisofmunicipalsolidwasteinKanoMetropolis,Nigeria[J].HumanandEcologicalRiskAssessment,2010,31(2):111119.

[6]YuL,BatlleF,CarreraJ,etal.GasflowtoaverticalgasextractionwellindeformableMSWlandfills[J].HazardousMaterials,2009,168(2/3):14041416.

[7]SandroLM,MiriamDFC,OrencioMV.Modelingtheinfluenceofbiodegradationonsanitarylandfillsettlements[J].SoilsandRocks,SoPaulo,2009,32(3):123134.

[8]SivakumarBGL,ReddyKR,ChouskeySK,etal.Predictionoflongtermmunicipalsolidwastelandfillsettlementusingconstitutivemodel[J].WasteManagement,2010,14(2):139150.

[9]SivakumarBGL,ReddyKR,ChouskeySK,etal.Constutivemodelformunicipalsolidwasteincorporatingmechanicalcreepandbiodegradationinducedcompression[J].WasteManagent,2010,30(1):1122.

[10]SivakumarBGL,ReddyKR,ChouskeySK,etal.ParametricstudyofMSWlandfillsettlementmodel[J].WasteManagent,2011,31(6):12221231.

[11]WattsKS,CharlesJA,BlakenNJR.Settlementoflandfills:measurementsandtheirsignificance[M].Waste2002:IntegratedWasteManagementandPollutionControl:Research,PolicyandPractice,2002:673682.

[12]SwaitM,JosephK.Settlementanalysisoffreshandpartiallystabilisedmunicipalsolidwasteinsimulatedcontrolleddumpsandbioreactorlandfills[J].WasteManagent,2008,28(8):13551363.

[13]ElagroudySA,AbdelRazikMH,WarithMA,etal.Wastesettlementinbioreactorlandfillmodels[J].WasteManagement,2008,28(11):23662374.

[14]HossianMS,HaqueMA.Stabilityanalysesofmunicipalsolidwastelandfillswithdecomposition[J].GeotechnicalandGeologicalEngineering,2009,27(6):659666.

[15]HossianMS,HaqueMA,HoyosLR.Dynamicpropertiesofmunicipallsolidwasteinbioreactorlandfillswithdegradation[J].GeotechnicalandGeologicalEngineering,2010,28(4):391403.

[16]HansonJL,YeillerNO,NicolasK.Spatialandtemporaltemperaturedistributionsinmunicipalsolidwastelandfills[J].EnvironmentEngineering,2010,136(8):804814.

[17]RigoJM,CazzuffiDA.Teststandardsandtheirclassification[G]//RollinAL,RigoJM,ChapmanH.Geomembranes:IdentificationandPerformanceTesting,NewYork,1991:2258.

[18]TownsendT,MillerW,LeeH,etal.Accelerationoflandfillstabilizationusingleachaterecycle[J].EnvironmentEngineering,1996,122(4):263268.

[19]BowdersJJ,MitchellM.WastesettlementsattheColumbia,Missourilandfillinternationalworkshop《Hydrophysicomechanicsoflandfills》[R].LIRIGM,Grenoble1University,France,2005:2122.

[20]YeillerN,HansonJL,OettleNK,etal.Thermalanalysisofcoversystemsinmunicipalsolidwastelandfills[J].GeotechnicalandGeologicalEngineering.2008,134(11),16551664.

[21]胡敏云,陈云敏.城市生活垃圾填埋场沉降分析与计算[J].土木工程学报,2001,34(6):8892.

[22]施建勇,雷国辉,艾英钵,等.考虑有机物降解的变形试验和计算方法研究[J].岩土力学,2006,27(10):16731677.

[23]柯瀚,刘骏龙,陈云敏,等.不同压力下垃圾降解压缩试验研究[J].岩土工程学报,2010,32(10):16101615.

[24]谢强,张永兴,张建华.重庆市城市生活垃圾的蠕变特性研究[J].土木工程学报,2007,10(40):7479.

[25]谢强,张永兴,张建华.生活垃圾填埋过程中的沉降分析与计算[J].岩土力学,2010,31(7):21352140.

[26]何秋菊,徐帆,解仲民,等,填埋场不同深度垃圾土压缩特性的室内试验研究[J].环境工程学报,2010,4(1):199203.

[27]刘晓东,施建勇,胡亚东.考虑城市固体废弃物(MSW)生化降解的力气耦合一维沉降模型及计算[J].岩土工程学报,2011,33(5):693699.

垃圾渗滤液特征篇2

[关键词]垃圾渗滤液;陕北地区;DTRO

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,主要来源于降水、生物降解水和垃圾本身的内含水,如果不能妥善处理,会严重污染生态环境和危害人体健康。垃圾渗滤液的成分与垃圾种类、填埋方式、填埋时间、气候等诸多因素有关,不仅水量变化大,而且变化无规律[1-2]。由于垃圾渗滤液水质、水量的时间和地域变化性,不仅采用单一的处理方法不能满足其处理要求,需要通过不同方法的优化组合与灵活应用才能进行有效地处理,而且适用于某一填埋场或某一地区填埋场渗滤液处理工艺方法往往不是普遍适用的技术,需要因地制宜采用不同的工艺[3]。

1垃圾渗滤液水质特征[3-5]

1.1水质复杂,危害性大

垃圾渗滤液中含有大量的有机物,含量较多的为烃类及其衍生物、酸酯类、酮醛类、醇酚类和酰胺类等。张兰英等人采用GC-MS-DS联用技术鉴定出垃圾渗滤液中有93种有机化合物,其中22种被列入我国和美国EPA环境优先控制污染物的黑名单中。此外,垃圾渗滤液中还含有10多种金属和植物营养素(氨氮等),水质成分十分复杂。

1.2CODcr和BOD5浓度高

通常情况下,垃圾渗滤液中CODcr最高浓度达到90000mg/L,BOD5最高浓度达到38000mg/L,和城市污水相比浓度高。一般规律是,垃圾填埋初期渗滤液中BOD5/CODcr可达0.5以上,表现出良好的可生化性,随着填埋时间的推移,BOD5/CODcr也随之降低,可生化性变弱。

1.3氨氮含量高

高浓度NH3-N是垃圾渗滤液重要水质特征之一,且随着填埋场年数的增加NH3-N浓度也随之增加,到最后封场时浓度可高达10000mg/L,C/N的比值失调且磷元素缺乏,严重影响到微生物活性,给生化处理带来一定的难度。

1.4重金属含量高

垃圾渗滤液中含有10多种重金属离子,主要包括Fe、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、Mn、Ni等。其中铁的浓度可高达2050mg/L,铅的浓度可高达12.3mg/L,锌的浓度可高达130mg/L。重金属含量与当地工业废弃物掺入比例紧密相关。在微酸环境下,渗滤液中重金属溶出率偏高,一般在0.5%~5.0%。

2垃圾渗滤液常用处理技术

2.1土地处理[2-3,6]

土地处理技术包括氧化塘、人工湿地及回灌。

⑴氧化塘技术是利用水塘天然自净能力处理生活污水的方法。通常垃圾渗滤液中污染物较高,且土地资源有限,很难满足氧化塘需要的大面积、低负荷的要求。

⑵人工湿地是近年来兴起的一种渗滤液土地处理技术,是人为创造一个适宜水生生物和湿生植物生长的环境,经预处理后的渗滤进入人工湿地系统处理。但该技术缺乏设计经验参数和规范,且处理负荷低,仅能起到辅助改善水质的作用。

⑶回灌技术是目前垃圾填埋场最常用的渗滤液处理方法,原理是通过土壤颗粒的过滤、离子交换、吸附和沉淀作用去除渗滤液中的悬浮固体颗粒和溶解成分,同时将填埋场垃圾层作为一个填料的厌氧生物反应器,利用其中的微生物达到降解有机物的目的。但受气候条件限制,一般只应用于干旱地区。

2.2生物处理

生物处理技术多种多样,具有处理效果好、运行成本低等优点,是目前垃圾渗滤液处理中采用最多的方法,主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好氧联合处理三种类型。尤其是厌氧-好氧联合处理工艺,可有效去除COD、BOD、氨氮等高浓度有机污染物。

例如北京阿苏卫垃圾卫生填埋场采用"厌氧+氧化沟"的方法处理垃圾渗滤液[7],杭州天子岭垃圾填埋场采用"缺氧+好氧两段活性污泥法"进行垃圾渗滤液的处理[8]。但根据调查,已建成的垃圾渗滤液污水处理普遍存在运行效果差的现象。主要是由于渗滤液废水复杂多变的特性使得微生物不能适应,渗滤液营养比例失调、重金属含量过高都将抑制微生物活性,导致污泥培养不起来或培养好的污泥难以维持。早期渗滤液可生化性高,可以依靠一系列的生物处理方法处理,但到了后期还得采用必要的化学-物理的处理方法来处理[3]。

2.3物化处理

目前,渗滤液处理采用的物化法主要有混凝沉淀、化学氧化、吸附、吹脱及膜分离等方法。

⑴混凝沉淀:是通过投加化学混凝剂与废水中可溶性物质反应发生沉淀或混凝吸附细微悬浮物、胶体下沉,主要用于渗滤液中悬浮物、高分子有机物、重金属的去除。

⑵化学氧化:是通过添加强氧化剂使废水中的无机物及有机物氧化分解,从而降低了废水的COD和BOD,以达到净化目的。该法处理中老年垃圾渗滤液的去除效果良好,但成本较高。

⑶吸附法:主要用作除臭、去色、重金属以及难生物降解有机物的去除,尤其对直径在10-8~10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有机物的吸附性较好。吸附法易受pH值、水温及接触时间等因素的影响。

⑷吹脱法:用于吹脱水中溶解气体和某些挥发性物质,针对中老年填埋场的渗滤液中营养比例失调,为调整C/N可对其进行氨吹脱预处理。目前氨吹脱主要形式有曝气池和吹脱塔,去除渗滤液中的氨氮效果明显,但处理产生的废气容易造成二次污染,且处理费用明显较高[9]。

⑸膜分离法:是指在一定压力差作用下,使高分子溶质流过膜表面时被截留,与溶剂分离,从而达到水质净化的目的。近几年膜处理技术在国内垃圾渗滤液处理方面发展较快,通常采用的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透,其中以反渗透(RO)分离技术应用最为广泛。膜技术对渗滤液的水质处理效果明显,且不受渗滤液水质变化和气候因素的影响,系统运行灵活,自动化程度高[10]。

在实际工程应用中,单独采用一种技术不可能做到达标排放,因此在使用时往往采取组合工艺对渗滤液进行处理。垃圾渗滤液处理推荐采用"预处理+生物处理+深度处理"组合工艺,以达到较好的处理效果。

3渗滤液处理工艺实例

针对陕北地区干燥、少雨的气候条件,选择榆林市神木县、府谷县和榆阳区3个生活垃圾填埋场为例,同时选择与陕北地区气候相近的内蒙古自治区鄂尔多斯市(东胜区)生活垃圾填埋场、宁夏回族自治区吴忠市生活垃圾填埋场作为参考对象。

3.1填埋场实际运行情况

各垃圾填埋场基本情况见表1。

3.2渗滤液处理工艺

垃圾填埋场渗滤液处理的主流工艺为预过滤(砂滤/芯滤)+反渗透(DTRO),具体工艺流程示意见图1。

垃圾渗滤液首先汇集在调节池,经水量、水质调节后再泵入原水罐,通过加酸调节pH以防止无机盐类结垢,经加压后再进入砂式过滤器和芯式过滤器过滤降低SS浓度。根据实际情况,在进入芯式过滤器前加入适量阻垢剂防止结垢现象的发生,芯式过滤器为膜柱提供最后一道保护屏障。预处理后的渗滤液进入第一级DTRO系统,在膜组件中进行反渗透,产生的透过液进入第二级DTRO系统,第一级DTRO浓缩液排入浓缩液储罐用于回灌填埋区;第二级DTRO系统透过液进入清水储罐,浓缩液则回流进入第一级DTRO的进水端进一步处理。膜组件的清洗由系统根据压差自动执行,只需要在两个清洗剂储罐中分别置入酸性清洗剂和碱性清洗剂即可[11]。

3.3运行效果

垃圾填埋场渗滤液经二级DTRO工艺处理前后水质情况见表2。

根据垃圾填埋场渗滤液处理设施进、出口水质监测报告分析,对于不同填埋阶段的垃圾填埋场渗滤液水质,二级DTRO系统对CODcr、BOD5、NH3-N等污染物的去除均能达到理想效果,对CODcr的去除率为97.5%~99.8%,对BOD5的去除率为99.2%~99.6%,对NH3-N的去除率为97.6%~99.9%,出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2污染物排放浓度限值的要求。

3.4工艺参数对比

DTRO反渗透处理工艺对污染物的去除率主要取决于膜的截留率,而与膜的截留率有关的系统运行参数主要有:进水电导率、悬浮物浓度、温度、pH、膜通量以及水回收率等[12-13]。通过对比各垃圾填埋场渗滤液DTRO反渗透系统的运行参数,便可找出影响渗滤液处理效果的原因所在,见表3。

从工艺参数对比分析,DTRO反渗透系统在实际运行过程中,进水水质悬浮物浓度超出设计要求的7.3倍,电导率和pH值也超出最佳运行工况范围,由此导致的结果是水回收率大幅降低,并且出现了膜阻塞、频繁更换膜组件等问题。

电导率是间接衡量渗滤液含盐量的指标,主要反映渗滤液中的重金属离子含量。进水水质电导率和悬浮物浓度偏高,导致第一级DTRO反渗透膜的运行负荷增大,直接影响反渗透膜的使用寿命,对于在实际运行操作中,针对高电导率的渗滤液,可以通过优化膜配置,调整第一级DTRO系统的膜通量、水回收率及膜柱数等参数以满足处理要求。

pH值的高低对膜系统性能也有很大影响,垃圾渗滤液在进入DTRO之前需将pH值调为酸性,一方面可防止难溶无机盐结垢,另一方面可使渗滤液中游离氨与酸形成二价铵盐,而DTRO对类似多价离子的截留率很高,可以提高氨的去除率。透过液的流量与pH值成反比,pH值越高,透过液流量越小,最终导致水回收率的下降。

3.5DTRO处理工艺的可行性

陕北地区生活垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理,出水水质良好,各项指标均能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放限值要求,不受渗滤液可生化性、碳氮比变化的影响,在处理老龄垃圾填埋场渗滤液、北方寒冷干燥地区的渗滤液方面具有明显优势。同时,DTRO反渗透系统具备运行灵活,可连续或间歇运行,安装及维修简单等优点[14-15]。

陕北地区气候干燥,蒸发量远大于降雨量,适宜采用回灌的方式处理垃圾渗滤液浓缩液,DTRO反渗透系统产生的浓缩液回灌填埋场,利用垃圾层作为生物反应器可以实现有机物的消解,是渗滤液处理过程中一个经济可靠的环节。

4结论

陕北地区垃圾填埋场渗滤液采用二级DTRO工艺进行处理,出水效果良好,各项指标均可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表2规定的排放限值要求。结合渗滤液浓缩液回灌,可以解决陕北地区垃圾渗滤液处理的问题。

DTRO系统运行过程中,在预处理达不到设计效果或运行管理不规范的情况下,反渗透膜容易受到污染,导致设备故障率较高,处理能力下降,渗滤液处理效果与设备的运行管理密切相关。

参考文献:

[1]杨秀敏,张桂梅.城市垃圾渗滤液对地下水的污染及防治对策[J].山西水利科技,2008(1):39-40,54.

[2]刘睿倩,高志永,王琪,等.生活垃圾填埋场渗滤液污染防治技术政策.中国环境科学研究院,2012,8.

[3]陈长太,曾扬.城市垃圾填埋场渗滤液水质特性及其处理[J].工程与技术,2001,9:19-21.

[4]胡蝶,陈文清,张奎,等.垃圾渗滤液处理工艺实例分析[J].水处理技术,2011,3:132-135.

[5]韩静.应用反渗透技术处理垃圾填埋场渗滤液[J].中国环境管理干部学院学报,2012,4:52-54.

[6]马超,郝桂媛.东北寒冷地区垃圾填埋场渗滤液的处理[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2009,9.6-8.

[7]金永麒.阿苏卫垃圾填埋场渗沥液处理中活性污泥的驯化与调试[J].环境科学与技术,2001,94(2):35-36.

[8]胡勤海,金明亮,等.吹脱-SBR-吸附混凝法处理垃圾填埋场渗滤液[J].环境污染与防治,2000,22(3):21-23.

[9]王文斌,董有,刘士庭.吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮研究[J].环境污染治理技术与设备,2004,6:51-53.

[10]何红根.UF+DTRO膜处理垃圾渗滤液的研究[D].武汉理工大学学位论文,2007.

[11]刘飞.DTRO工艺处理垃圾渗滤液的研究[J].环境科技,2015,4:25-29.

[12]蒋宝军,谢杰,王剑寒.碟管式反渗透垃圾渗滤液处理系统运行效能及分析[J].吉林建筑工程学院学报,2007,6:34-36.

[13]邱端阳,张辉,柴晓利.两级管网式反渗透工艺处理垃圾填埋场渗滤液[J].中国给水排水,2013,6:15-17,21.

[14]程峻峰,郑启萍,徐得潜.二级DTRO工艺在垃圾渗滤液处理中的应用[J].工业用水与废水,2014,8:63-65.

垃圾渗滤液特征篇3

关键词:垃圾焚烧厂;渗沥液;处理技术

当前,焚烧法是处理生产生活垃圾的重要方法,通常在焚烧前需要将垃圾倒入储坑停留3-5d以便全面发酵熟化,以沥出垃圾水分、提升燃值,以确保后续焚烧处理正常运行,所以会产生渗沥液。而渗沥液很有大量有机物、氨氮类污染物,且含一定毒性物质,如不得到及时有效处理,则会对焚烧厂周边的地下水、地表水及土壤造成污染。为此,需要对此种渗沥液进行处理,达到排放标准,以免出现“二次污染”。所以,必须重视渗沥液处理技术的研究和应用。

一、回喷处理技术

回喷法处理技术适用于渗沥液少、垃圾热值大的焚烧厂,对热值偏低、渗沥液多的低垃圾不适用,要不然会导致焚烧炉炉温过低,影响到焚烧效率。从研究报道看,回喷处理技术在发达国家较为常用,原因在于这些国家的生产生活垃圾很少有厨余物,整体热值较高,渗沥液少,通常将渗沥液直接回喷至焚烧炉经高温氧化处理。比如:美国纽约某垃圾焚烧厂,其设计规格为1500t/d,渗沥液最大量为4t/d,日常很少,一般先把渗沥液集于储存池内,在垃圾热值高时,通过高压泵把渗沥液加压再经过滤器、回喷装置喷进焚烧炉处理,在热值低时停止回喷。据统计,对热值大致为5115kJ、含水率48%的生产生活垃圾,渗沥液理论最大回喷量是焚烧垃圾总量的3.20%。该处理技术不太适用于我国,原因在于大多数城市的生活垃圾含水率较高,会能产生较多的渗沥液,垃圾整体热值不高。

二、生化处理技术

(一)UASB厌氧处理法

对于再生垃圾而言,其渗沥液中含有大量的有机污染物,且大多数是可生物降解的挥发性脂肪酸,UASB厌氧处理技术对此种渗沥液有良好的处理效果,据报道,对于COD的去除率达到70%以上『3l。该处理技术的COD负荷能够达到10kg/m3・d,且处理中不需耗能,所以在较大程度上能节约反应装置的占地面积和运行消耗。

(二)SBR好氧处理法

SBR处理技术是基于时间控制,在独立储存池内完成进水、搅拌、充氧曝气、沉淀、排水等操作的序批式反应技术,具备较好的抗冲击能力,能够依照渗沥液复杂、易变的特征灵活调节处理参数,通常和厌氧处理技术结合应用,可有效提高脱氮除磷的效率和质量。

(三)氨吹脱处理法

城市生活垃圾最为突出的特征就是高浓度氨氮,通常每升渗沥液含有几十乃至数千mg的氨氮。因高浓度氨氮对于生物处理有较大的抑制性,同时会导致渗沥液内的ρ(C)/ρ(N)失衡,很难实现生物技术脱氮,进而造成处理后的渗沥液无法得到排放排放。所以,对于氨氮含量较高的渗沥液,通常是先进行氨吹脱,再实施生物处理。

现阶段,氨吹脱处理方法主要有曝气池、吹脱塔等方式,在我国较为常用。其中,曝气池方式因气液接触面小,整体吹脱效率不高,不太适用于含氨氮高的渗沥液处理,吹脱塔的氨氮去除率虽然较高,但成本较高,且对于脱氨产生的尾气很难治理。比如:深圳某垃圾焚烧厂项目,氨吹脱相关设施和技术建设投资占项目总投资近30%,日常运行成本占到渗沥液总处理成本的近70%。原因就是在实际运行中,吹脱需要将渗沥液pH值调到10-12,在完成吹脱处理后为保证生化处理需要,又要把pH调回到中性,所以在实际应用中需加入较大量的酸碱来调节pH,此外为增大气液接触面,通常需配置较大功率风机持续提供必要风量,这都使得处理成本增加。

三、光催化处理技术

光催化处理技术是近年来出现的新型污水处理技术。其原理就是在紫外光照射之下有些半导体的阶带电子能够被激发至导带,进而产生有着很强反应活性电子一空穴对,在其移至半导体的表层后,再在氧化剂参与下完成氧化还原反应,达到降解污染物的目的。国内有学者,在深度处理焚烧厂垃圾渗沥液中应用应用ZnO/TiO2半导体催化剂,处理后的水质能够达到规定的排放标准。近年来,多相光催化技术在污水治理中应用开来,处理效果显著,用其深度处理垃圾焚烧厂渗沥液可有效提升水质。

四、MBR处理技术

垃圾渗滤液特征篇4

关键词:环保;填理场的选址;环境影响评价

引言

根据作者在生活垃圾卫生填埋场环境影响评价工作中的经验和体会,结合目前我国卫生填埋场工程的实际情况,对填埋场工程环境影响评价中的选址、填埋场主要污染源是渗滤液和填埋气体、封场处理和生态恢复等工作重点提出了应注意的内容和建议。

1生活垃圾填理场的选址论证

生活垃圾填埋场环境影响评价应按照《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)中规定的生活垃圾卫生填埋场环境保护要求进行填埋场选址论证。同时建设部颁标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)中有明确规定,有9类地区不应建设垃圾填埋场。垃圾卫生填埋场设置选址应符合当地城乡建设总体规划的要求,对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律法规和现行标准允许的范围,应与当地的大气防护、水资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致,充分利用天然地形,具有一定的社会效益、环境效益和经济效益。此外,还应考虑以下几方面内容:

1.1生活垃圾填埋场必须有充分的填埋容量和较长的使用期,填埋容量必须达到设计量,使用期至少10年。

1.2场内需具有较好的外部建设条件。任何一个垃圾卫生填埋场的建设包括垃圾进场道路、车辆维修冲洗设施、生产管理和生活服务设施、防渗导气系统、渗滤液收集处理系统和环境监测系统等。

1.3填埋场的兴建对场区地质环境产生较大的影响,如水循环系统的破坏、边坡等问题,因此应加强场区和地质环境评价工作。

1.4场址周围应有相当数量的覆土土源,用于填埋的分层压实、分层覆土、中间覆土及终场覆土。一般为填埋场填埋库区库容量的10%-20%,并且土地源宜为粘土。同时,筑坝所需要的砂石和粘土,需求量大。因此,对这些材料需要了解其产地及运输条件、质量、储量和开采条件等,考虑施工期取土场和运输过程中产生的对周围环境的影响问题。

2垃圾填埋场对环境的主要影响

2.1垃圾填埋场的主要污染源

填埋场主要污染源是渗滤液和填埋气体。

2.11渗滤液。城市生活垃圾填埋场渗滤液是一种高污染负荷且表现出很强的综合污染特征、成分复杂的高浓度有机废水,其性质在一个相当大的范围内变动。一般说来,城市生活垃圾填埋场渗滤液的pH值4~9,COD2000~62000mg/L,BOD560~45000mg/L,BOD5/COD值较低,可生化性差。重金属浓度和市政污水中重金属浓度基本一致。

鉴于填埋场渗滤液产生量及其性质的高度动态变化特性,评价时应选择有代表性的数值。一般来说,渗滤液的水质随填埋场使用年限的延长将发生变化。垃圾填埋场渗滤液通常可根据填埋场‘‘年龄’’分为两大类:①“年轻”填埋场(填埋时间在5年以下)渗滤液的水质特点是:pH值较低,BOD5及COD浓度较高,色度大,且BOD5/COD的比值较高,同时各类重金属离子浓度也较高(因为较低的pH值);②“年老’’的填埋场(填埋时间一般在5年以上,)渗滤液的主要水质特点是:pH值接近中性或弱碱性(一般在6~8),BOD5和COD浓度较低,且BOD;/COD的比值较低,而NH4’一N的浓度高,重金属离子浓度则开始下降(因为此阶段pH值开始下降,不利于重金属离子的溶出),渗滤液的可生化性差。

此外,渗滤液一般控制项目可为COD、BOD、SS、大肠杆菌等,其他项目可视各地垃圾情况,由环保部门确定。渗滤液不得排入GB3838-2002中I、II类及III类中饮用水源保护区,一类海域。

2.12填埋场释放气体。主要气体和微量气体两部分组成。

城市生活垃圾填埋场产生的气体主要为甲烷和二氧化碳,此外还含有少量的一氧化碳、氢、硫化氢、氨、氮和氧等,接受工业废物的城市生活垃圾填埋场其气体中还可能含有微量挥发性有毒气体。城市生活垃圾填埋场气体的典型组成(体积浓度)为:甲烷45%~50%,二氧化碳40%~60%,氮气2%~5%,氧气0?1%~1.0%,硫化物0%~1.0%,氨气O.1%~1.0%,氢气O%~0.2%,一氧化碳O%~0?2%,微量组分0.01%~0.6%;气体的典型温度达43~49~C,相对密度为1?02~1?06,为水蒸气所饱和,高位热值在15630~19537kJ/m3。

填埋场释放气体中的微量气体量很小,但成分却很多。国外通过对大量填埋场释放气体取样分析,发现了多达116种有机成分,其中许多可以归为挥发性有机组分(VOCs)。

2.2垃圾填埋场的主要环境影响

垃圾填埋场的环境影响包括多个方面。运行中的填埋场,对环境的影响主要包括:

2.21填埋场渗滤液泄漏或处理不当对地下水及地表水的污染;

2.22填埋场产生气体排放对大气的污染、对公众健康的危害以及可能发生的爆炸对公众安全的威胁;

2.23填埋场的存在对周围景观的不利影响;

2.24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;

2.25填埋机械噪声对公众的影响;

2.26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;

2.27填埋垃圾中的塑料袋、纸张以及尘土等在未来得及覆土压实情况下可能飘出场外,造成环境污染和景观破坏;

2.28流经填埋场区的地表径流可能受到污染。

封场后的填埋场对环境的影响减小,但填埋场植被恢复过程种植于填埋场顶部盖层上的植物可能受到污染。

3封场处理和生态环境恢复

卫生填埋场填埋服务期满后,要进行封场处理和生态环境恢复,继续引导和处理渗滤液、填埋气体。整个封场工程由终场覆盖与生态恢复系统、防渗导排系统、渗滤液处理系统、气体控制与回收利用系统和环境监测系统组成。封场工程的作用在于控制填埋场污染,防止生态环境的破坏。环评中在封场处理和生态环境恢复方面应注意下列问题:

3.1充分考虑安全性因素,加强环境监控,制定对付突发事件的应急措施。在环评中应提出加强对垃圾堆体稳定性监测的建议,用角位仪定点定期观察堆体的左右位移,用水准仪定点定期观察堆体的高程变化,以便采取有效措施防止滑坡事故的发生。根据建设部制定的城市垃圾处理及防治最新技术标准规定,甲烷浓度不得超过5%,该值是参考了美国环保署的指标,即认定空气中甲烷浓度5%为爆炸低限,当浓度达到5%-10%时就会发生爆炸。虽然填埋场在设气体导排设施的情况下,甲烷浓度一般在1%-2%之间,但不排除在特定的地点和气候条件下,甲烷浓度会超过5%。因此环评中提出加强对封场期甲烷浓度的监测和对封场期禁火工作的对策显得尤为重要。

3.2生态恢复需要安全的终场覆盖层和足够厚的覆土层,需选择适宜当地气候特征的植被种类,不可选用根深植物,避免覆盖层被穿透。对终场区域及时覆盖0.8~1米厚的粘性土并进行植被恢复,除可防止雨水冲刷之外,还可在坡面上起到箱网作用,阻止滑动弧面的形成,使离散垃圾体增强整体性,提高垃圾堆体的稳定性。

3.3卫生填埋场经过封场处理和生态环境恢复并稳定后,可以对土地进行适宜的开发利用,但不宜用作建筑用地。环境影响报告书应提出填埋场的土地利用须经监测、论证和有关部门审定后方可开发的明确要求。

4结语

生活垃圾卫生填埋场的环境影响评价是一个比较复杂的系统工程,相关的影响因素很多。垃圾卫生填埋场环境影响评价工作只有通过认真详细的调查和分析,获取第一手资料并结合工程实际情况和填埋场周围的环境特征,才能使编制的环境影响报告书更为合理、科学、实用,从而使生活垃圾卫生填埋场的社会效益、经济效益和环境效益得到更好的体现。

参考文献:

1.聂永丰主编.三废处理工程技术手册(固体废物卷)[M].化学工业出版社,2000.

2.王君琴.生物反应器填埋场系统特征研究[D].浙江大学硕士论文,2004.

3.王凯军.UASB工艺系统设计方法探讨[J].中国沼气,2002.

垃圾渗滤液特征篇5

关键词:垃圾渗滤液;废水处理;垃圾填埋场

Abstract:LandfillleachatelandfillhasthecharacteristicsofhighCODconcentration,highammoniaconcentration,lowBOD5concentration,highconcentrationofwastewaterisacomplex,ifitisdischargedwithouttreatment,willcauseseriousenvironmentalpollution.Aimingatthelandfillleachatecharacteristicsandprocessingrequirements,combinedwiththeGuilinofMSWlandfillleachatetreatmentengineeringpractice,analysisofthefeasibilityofleachatetreatmentprocessofwaste.

Keywords:landfillleachate;wastewatertreatment;landfill

中图分类号:B845.65

随着社会经济的发展和居民生活水平的提高,城市垃圾的产量与日俱增,城市垃圾的处置成为现代都市的一大难题。目前垃圾处理的方式主要为焚烧处理和填埋处理。无论采用那种处理方式,都会有垃圾渗沥液的产生。

圾渗滤液水质浓度高,变化幅度大,其水质的变化情况与填埋场垃圾成份、垃圾处理规模、降雨量、温度、地形地质情况、填埋年限、垃圾降解状况等多因素密切相关。如不及时对其进行收集、处理,将造成对地下水、地表水及垃圾填埋场周围环境的污染和影响,尤其是它对地下水源和土壤的污染更为严重。根据我国垃圾处理"无害化、减量化、资源化"的原则,防止填埋过程中造成二次污染,必须对垃圾渗滤液进行处理,要求渗滤液处理后排放的水质达到国家《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-1997)的相关要求。

1.工程背景

桂林某生活垃圾填埋场渗滤液处理规模为400m3/d。最终出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889―2008)的排放标准。本工程采用的工艺为絮凝+氨吹脱+厌氧+好氧+深度处理。

其中进出水水质如下:

表1垃圾渗滤液设计进站水质

设计出水水质如下:

表2垃圾渗滤液设计出水水质

2.水质分析

垃圾渗滤液的特性如下:

(1)有机污染物种类繁多,水质复杂。垃圾渗滤液中含有大量的有机物,含量较多的有机烃类及其衍生物、酸酯类、醇酚类、酮醛类和酰胺类等。

(2)污染物浓度高和变化范围大。垃圾渗滤液的这一特性是其他污水所无法比拟的,其中的BOD5和COD浓度最高可达每升几万亳克,主要是在酸性发酵阶段产生,pH达到或略低于7,此时BOD5和COD比值为0.5~0.6。一般而言,COD、BOD5、BOD5/COD随填埋场的“年龄”增长而降低,碱度则升高。

(3)水质水量变化大。垃圾渗滤液水质水量变化大,主要体现在以下方面:产生量随季节变化大,雨季明显大于旱季;污染物组成及其浓度也随季节变化;污染物组成及其浓度随填埋时间变化。

(4)金属含量高。垃圾渗滤液中含有10多种金属离子,由于国内垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选,所以国内城市垃圾渗滤液的金属离子浓度与国外某些城市垃圾渗滤液中金属离子浓度有差异。

(5)氨氮含量高。城市垃圾渗滤液是一种组成复杂的高浓度有毒有害有机废水,其中高NH3-N浓度是城市垃圾渗滤液的重要水质特征之一。

(6)营养元素比例失调。对于生化处理,污水中适宜的营养元素比例是BOD5:N:P=100:5:1,而一般的垃圾渗滤液中的BOD5/P都大于300,与微生物生长所需的磷元素相差较大。

3.处理工艺介绍

垃圾渗滤液处理的工艺组合有多种选择,目前国内外垃圾渗滤液的主要工艺路线主要是生化处理工艺为主,结合一定深度处理技术,这是最广泛采用的处理工艺组合。在生化处理工艺中,各种厌/好氧和兼氧生化菌体可去除绝大多数有机物,但由于渗滤液中污染物浓度高以及生化工艺对难降解有机物去除的局限性,生化处理渗滤液不能直接处理达标,必须结合相应的深度处理工艺才能满足较高的排放要求。深度处理可利用高级氧化法进一步去除废水中的COD、色度等。在众多高级氧化技术中,Fenton处理技术拥有其独有的特点,利用Fenton试剂的催化氧化原理来降解废水的有机物。Fenton试剂是由过氧化氢(H2O2)和亚铁离子(Fe2+)结合而成,具有极强的氧化能力,可以去除COD、色度、泡沫等,特别适用于难生物降解或一般化学法难以奏效的有机废水处理。

4.工艺流程设计

通过以上对垃圾渗滤液的各污染物分析及工艺特点分析,特采用以下工艺:废水调节池絮凝反应沉淀池氨氮吹脱装置UASB高效厌氧反应器沉淀池A/O好氧系统fenton塔中和脱气池达标排放。

本污水处理系统充分考虑了垃圾渗滤液的各污染物的成分及其水质水量受当地气候和垃圾填埋场“年龄”的影响,此系统抗冲击负荷强,保证被治理废水达标排放,具有污泥量小、无臭味、低能耗、基建成本及运行费用低等优点。

工艺流程示意图如下:

图1工艺流程图

5主要工艺流程单元说明

5.1调节池

由于垃圾渗滤液的水量受季节变化明显,枯水期水量少,而丰水期水量大且渗滤液的水质情况受垃圾填埋场的“年龄”影响,因此,为使后续处理设施正常,在此设置调节池,并在调节池内设置曝气机进行曝气,以使水质水量得到调节、均匀、水量相对稳定。

5.2混凝沉淀池

调节池出水进入混凝沉淀池,进行絮凝反应,进一步去除水中的细小悬浮物、胶体微粒、有机物、重金属物质,以及水中的色度,并且还具有去除水中的微生物、病原菌、病毒和除磷作用。所需药剂根据水中SS含量及水质特性而定,可选用三氯化铁[FeCl3]、硫酸铁[Fe¬2(SO4)3]、聚丙烯酰胺[PAM]、聚合氯化铝[PAC]。根据现场运行实践确定,该垃圾渗滤液采用聚丙烯酰胺[PAM]、聚合氯化铝[PAC]絮凝剂效果显著。

5.3氨氮吹脱装置

该装置是在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。该装置对去除垃圾渗滤液中的氨氮有极好的效果。经过该装置处理后,出水中的氨氮可降低80%以上。

5.4UASB高效厌氧池

经脱氨氮装置进行脱氨氮处理后,出水进入UASB高效厌氧反应系统,在厌氧工况下,发生酸化和腐化反应,使污水中大分子物质降解为小分子物质,难降解物质转化为易降解的物质,同时产生甲烷和二氧化碳。由于废水在厌氧池进行厌氧反应后产生沼气,若进行处理后回收利用,则投资大,收效甚微,在此,本工程厌氧产生的沼气进行自行燃放处理,从而节省成本且避免二次污染。

5.5A/O好氧系统

从厌氧处理到好氧处理,是两种完全不同的生物菌种反应。曝气池的功能主要是去除废水水中大部分有机物,A/O好氧处理的技术优势有以下几点:

(1)缺氧、好氧两种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。

(2)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其他工艺。

(3)在缺氧―好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般小于150,不会发生污泥膨胀。

5.6Fenton氧化塔

废水在Fenton氧化塔里进行深度氧化处理,该技术的主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂,即所谓的Fenton药剂,两者在适当的pH下会反应产生氢氧自由基(OH・),而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应,可分解氧化有机物,进而降低废水中生物难分解的COD。

5.7中和脱气池

废水进行芬顿反应后的pH值保持在3~5,在中和脱气池中需投加液碱对废水的pH值进行调节,以满足出水pH值要求。中和脱气池还起到脱除废水中少量气体的作用。由于Fe3+本身就是非常好的混凝剂,所以在该池中只需投加PAM,即可使废水中的铁泥发生混凝反应。在这个过程中除了发生混凝反应,同时对色度、SS及胶体也具有非常好的去除功能。

经以上工艺处理后的垃圾渗滤液的各项指标完全达标出水排放。

5.8污泥浓缩池

污泥浓缩池将收集各沉淀池的污泥,污泥浓缩池内的污泥将通过污泥泵抽回填埋场进行处理,上清液回到调节池中继续处理。

6.运行成本分析

建成后的污水处理站,通过一段时间的运行分析,得出以下运行成本。

表3综合运行成本经济

垃圾渗滤液特征篇6

关键词:城市垃圾填埋场;环境风险事故;环境风险评价

RiskAnalysisonMunicipalSolidWasteLandfill

HUIYuan1,2,JIANGYonghai2,XIBeidou2

(1.ShenyangUniversityofAeronauticsandAstronautics,LiaoningShenyang110136;2.LaboratoryofUrbanEnvironmentalSystemsEngineering,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012)

Abstract:Inthelandfillprocessofmunicipalsolidwastemayhaveenvironmentalrisks,includingfire,explosion,leachatepollution,slopeinstabilityandodorpollution.Thisarticlegivesananalysisbasedonthediscussionofalltheenvironmentalriskaccidents,andalsosummarizedthecausesofrisk,hazardandeffectfactors.Finallythedevelopmentdirectionofthepreventivestepsforlandfillenvironmentalriskispointedout.

Keywords:municipalsolidwaste;landfill;riskanalysis

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.

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