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中圖分類號:U664 文獻標識碼: A
垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水, 一直是水處理研究的難題之一。將垃圾滲濾液運輸至城市污水處理廠處理是目前比較好的選擇, 但要求城市具有污水處理廠且輸送距離適中, 而且城市污水處理廠要有適當?shù)囊?guī)模, 足以容納填理場產生的滲濾液。將垃圾滲濾液直接排入污水處理廠進行合并處理會對污水處理廠處理工藝造成很大的沖擊, 給污水處理廠的運行管理帶來困難。
一、接入污水廠的垃圾滲濾液特性
1.垃圾滲濾液濃度高。當垃圾的透水性能相同時, 填埋場越深, 垃圾滲濾液在填埋場滯留的時間就越長, 垃圾滲濾液所含組分的濃度就越高。由于該填埋場的平均深度超過40m, 故滲濾液污染物濃度很高, COD達到甚至超過20000mg/L, 是該城市污水廠設計進水COD的100多倍。但由于BOD5 的數(shù)據(jù)相對較低, 故該垃圾滲濾液可生化性差。從歷年的分析數(shù)據(jù)來看,COD有逐年下降趨勢, 氨氮則呈上升趨勢, C/N值越來越低。
2.垃圾滲濾液水量變化大, 受降雨影響大。垃圾滲濾液除垃圾本身含有的水分外, 最主要的來源是降水。如果降雨多, 又大大增加了垃圾滲濾液的產生量。進入城市污水處理廠的垃圾滲濾液在旱季時一般為300m3/d, 而雨季則1800m3/d甚至更多。
3.垃圾滲濾液進入時間不定。由于垃圾填埋場距該污水廠超過40km, 垃圾滲濾液全靠密封的槽罐車運輸, 經常受交通堵塞影響, 故垃圾滲漏液進入污水廠的時間難以固定。有時兩車間隔時間很長, 有時又會出現(xiàn)多臺車同時到達而連續(xù)傾倒的現(xiàn)象。
二、垃圾滲濾液的來源與危害
1.垃圾滲濾液, 又稱滲瀝水或浸出液, 是指垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵和雨水的淋浴, 沖刷, 以及地表水和地下水的浸泡而濾出來的污水,滲濾液的來源有以下幾種途徑。第一,降雨:數(shù)量、強度、頻度、持續(xù)時間降水。第二,降雪: 溫度、風速、雪塊特性、場地情況、先前情況等。第三,地表流走水:遮蓋物、植被、滲透性、先前土壤及垃圾含水情況、降雨量。第四,地下水入浸情況:地下水流向、速率及地點。第五,灌溉水:流率及流量。第六、垃圾分解:有效水分及酸堿度、溫度、氧的存在、時間、成分;顆粒大??;垃圾混堆情況。第七、液體廢棄物混合處理:型態(tài)及數(shù)量;含水量;含水體積;壓積度。
2.垃圾滲濾液的危害。滲濾液中含有大量的有機物、氨氮、病毒、細菌、寄生蟲等有害有毒成分。其表現(xiàn)特征為:水質波動大,成分復雜,生物可降解性隨填埋場場齡的增加而逐漸降低, 金屬離子含量低,污染物濃度高,持續(xù)時間長,流量小而且不均勻。如果垃圾滲濾液處理不當就會對環(huán)境造成二次污染, 不僅會污染土壤和地表水源, 甚至會污染地下水對生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來巨大危害, 致使垃圾的衛(wèi)生填埋失去應有的價值和意義。
三、垃圾滲濾液接入城市污水處理廠存在的問題
利用城市污水處理廠本身的潛力可以接納一定負荷的垃圾滲濾液。有研究表明, 滲濾液量低于城市污水總量的0.5%且引起的污染負荷增量不超過10%時, 將滲濾液與城市污水合并處理是可行的。但由于滲濾液特有的水質及其變化特點, 進行合并處理時如不加以控制, 容易對城市污水處理廠造成很大的沖擊負荷, 甚至影響整個污水處理工藝的正常運行。
[關鍵詞]滲濾液;厭氧工藝;好氧工藝
不同類型的垃圾滲濾液都含有大量對環(huán)境和人類有嚴重危害性的物質,必須有效的處理才能達標排放或回用。而滲濾液污水具有污染物濃度高、水質成分復雜、含有大量有機污染物、氨氮含量高、營養(yǎng)元素比例失衡,可生化性較好,水質差異大等特點,與一般工業(yè)廢水和生活污水來對比,其處理難度和成本都要高很多,目前還沒有完善出普遍適用的經濟高效的處理工藝,不同的項目需要根據(jù)具體情況確定合理可行的污水處理工藝[1]。某垃圾滲濾液污水處理廠主要處理園區(qū)內生活垃圾焚燒廠、生活垃圾衛(wèi)生填埋場、餐廚垃圾處理廠產生的滲濾液,出水外排或者回用。本文將就滲濾液的污水處理工藝比選、流程設計和工藝方案進行探討,為滲濾液處理工藝設計提供參考。
1滲濾液來源、水量和進出水水質
1.1滲濾液來源
本項目滲濾液污水處理廠主要有三個來源:1.1.1生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液該類型滲濾液主要來自生活垃圾填埋場。園區(qū)的生活垃圾填埋場主要處理中心城區(qū)及其周邊城鎮(zhèn)產生的生活垃圾,該填埋場包括部分已投運中老齡垃圾填埋場和部分新建垃圾填埋場。1.1.2生活垃圾焚燒廠滲濾液該類型滲濾液主要來自生活垃圾焚燒廠。園區(qū)的生活垃圾焚燒廠為新建垃圾處理工程,以機械爐排爐作為焚燒爐爐型,主要處理城區(qū)及其周邊城鎮(zhèn)產生的不可回收生活垃圾。1.1.3餐廚垃圾處理廠滲濾液該類型滲濾液主要來自餐廚垃圾處理廠。園區(qū)的餐廚垃圾處理廠主要處理城區(qū)及其周邊城鎮(zhèn)產生的餐廚垃圾和其他有機垃圾。
1.2滲濾液污水水量和水質的確定
根據(jù)前期調研資料,初步確定本污水處理廠進水滲濾液中生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液水量約為200t/d,生活垃圾焚燒廠滲濾液水量約為450t/d,餐廚垃圾處理廠滲濾液水量約為150t/d。依據(jù)本項目所處環(huán)境,園區(qū)生活垃圾焚燒廠和餐廚垃圾處理廠的處理工藝、生活垃圾衛(wèi)生填埋的場齡,并參照目前類似垃圾處理項目的滲濾液水質,考慮一定裕量,本污水處理廠的滲濾液混合液的進水水質初步確定如下:目前國內大部分的垃圾滲濾液污水處理廠的出水就近排入生活污水處理廠處理。按照園區(qū)規(guī)劃方案及考慮本項目的實際情況,本滲濾液污水處理廠處理后的出水考慮直接排放自然水體,部分作為中水回用于園區(qū)綠化,澆灑道路,洗車等用途。本工程處理后出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。
2滲濾液混合液處理主體工藝方案的比選
根據(jù)本項目水質特征和不同工藝的特點比較,初步確定本項目垃圾滲濾液污水處理廠采用“厭氧工藝段+好氧工藝段+深度處理工藝段”組合的三段式工藝流程。本文主要探討厭氧工藝段和好氧工藝段的工藝比選。
2.1滲濾液厭氧處理工藝比選
厭氧生化處理具有能耗少,操作簡單,剩余污泥少,投資及運行費用低廉等優(yōu)點,已經廣泛應用于國內外的垃圾滲濾液的處理,該工藝所需的營養(yǎng)物質少,適合于營養(yǎng)物質失調的滲濾液的處理。近年來,運用于垃圾滲濾液處理的厭氧生化處理方法主要有上流式厭氧污泥床反應器(UASB)、厭氧濾池(AF)、厭氧流化床反應器(AFB)等。上流式厭氧污泥床反應器(UASB)是一種結構簡單、處理高效的新型厭氧反應器。廢水從反應器底部上升通過包含顆粒污泥和絮狀污泥的污泥床,在與污泥顆粒的接觸過程中發(fā)生厭氧反應。反應器具有三相分離器的特殊結構,可以在反應器內高效實現(xiàn)水、氣、泥的分離,將活性較高的顆粒污泥保留在反應器中[2]。該反應器可維持較高的污泥濃度,較高的容積負荷率,無需投加填料和載體,運行維護簡單,對有機污染物去除有良好的效果,在滲濾液污水處理領域應用廣泛。厭氧濾器(AF)是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應器,厭氧菌在填充材料上附著生長,形成生物膜[3]。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。污水在流動過程中生長并保持與充滿厭氧細菌的填料接觸,因為細菌生長在填料上將不隨出水流失,在短的水力停留時間下可取得較長的污泥泥齡。由于濾床容易被滲濾液污水中的懸浮物堵塞,厭氧濾器不適合處理懸浮物較多的廢水。厭氧流化床反應器(AFB)是一種新型高效流化態(tài)厭氧生化處理反應器。厭氧流化床內填充活性炭等細小的固體顆粒作為載體[3]。廢水從床底部向上流動,并使用循環(huán)泵將部分出水回流,以提高反應器內水流的上升速度使載體顆粒在反應器內處于流化狀態(tài)。流化床反應器需要大量的回流水以保證流化態(tài),致使能耗增加,成本上升。流化態(tài)的形成必須依賴于所形成的生物膜在厚度、密度、強度等方面相對均勻或形成的顆粒均勻,較輕的顆?;蛐鯛畹奈勰鄬姆磻髦羞B續(xù)沖出。生物膜的形成與剝落難于控制,真正的流化床形態(tài)很難實現(xiàn),致使工藝控制困難,投資運行成本較高。通過厭氧工藝比較分析,考慮本項目的特殊性和進水水質情況,初步確定UASB作為本項目的厭氧處理工藝。UASB按800m3/d處理規(guī)模進行設計。設置3座UASB鋼制反應塔,每座容積1000m3,直徑12m,高12m。UASB前設置預酸化池,用于對初沉池的出水進行加熱、調節(jié)pH和預酸化。預酸化池內設置潛水攪拌機,防止池體內固形物沉淀。
2.2滲濾液好氧處理工藝比選
滲濾液經過UASB厭氧生物處理后,出水中仍含有高濃度的COD和氨氮需要去除。滲濾液處理常用的生化工藝包括氧化溝、SBR、A/O工藝等,這些工藝的主要功能包括去除有機物和生物脫氮,對降低垃圾滲濾液中的BOD5、CODCr、氨氮和總氮都有顯著效果。氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應池作生物反應池,混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán),通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝設置有曝氣和攪動裝置,從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。該工藝具有出水水質好、抗沖擊負荷能力強、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點,但該工藝也存在著占地面積大、基建投資高、污泥易膨脹等缺陷。SBR工藝較為簡單,通過時間上的交替實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的各工序[4]。在流程上只有一個基本單元,將調節(jié)池、曝氣池、二沉池功能集中于一池,進行水質水量調節(jié)、微生物降解有機物和固液分離等,故節(jié)省了占地和投資,耐沖擊負荷且運行方式靈活,可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài),實現(xiàn)脫氮除磷的目的。但SBR工藝對自動化控制要求很高。由于該工藝為序批式工藝,相關設備不是連續(xù)運行,設備閑置率較高。如圖1所示。A/O工藝是一種流程簡單、穩(wěn)定可靠、運行費用較低的脫氮脫碳工藝,通過硝化和反硝化作用機理,將去除CODcr和去除NH3-N、TN有機地結合。由于滲濾液中含有大量表面活性物質,直接采用好氧工藝處理,容易在曝氣池產生大量泡沫,并加劇污泥膨脹問題。經缺氧處理后表面活性物質得到了分解,可顯著減少好氧池的泡沫,有利于系統(tǒng)的正常運行。如圖2所示。通過表4中的好氧工藝比較,在滲濾液處理領域,A/O工藝優(yōu)勢明顯,而且在處理高濃度有機廢水包括垃圾滲濾液方面已獲得大量成功經驗和運行數(shù)據(jù),工藝比較成熟、運行費用較為低廉。是否可采取A/O組合工藝,還必須考慮實際的水質特征,主要利用BOD5/TN比值進行判斷。如果滲濾液保持在一個低C/N比的水平,或是老齡化進程較為明顯,這時就必須對缺氧工藝的可行性進行分析論證。通過分析,本項目中A/O進水BOD5/TN>5,能保證污水有充足碳源供反硝化菌利用。因此,本工程考慮在厭氧工藝之后設置A/O工藝可以最大限度去除廢水中有機污染物。缺氧池按800m3/d處理規(guī)模設計,設置1座,停留時間約24h。好氧池按800m3/d處理規(guī)模設計,設置1座,停留時間約96h。二沉池采用豎流式沉淀池,停留時間3h。二沉池出水進入深度處理工藝進一步處理后排放或回用。
2.3滲濾液處理工藝流程
通過對滲濾液不同工藝的優(yōu)劣勢比較,確定了垃圾滲濾液污水處理廠的工藝流程如下:垃圾滲濾液通過細格柵進入調節(jié)池并進行預曝氣,在調節(jié)水質水量的同時可以去除一部分氨氮和有機物,出水通過初沉池沉淀預處理去除大顆粒有機物和無機物,然后進入UASB工藝前的預酸化池。滲濾液在預酸化池內調節(jié)pH、溫度等,再由提升泵進入UASB進行厭氧生化處理。UASB反應器出水進入A/O工藝進行處理。A池接收來自UASB反應器出水,廢水中部分反硝化菌群利用進水中的有機碳源進行反硝化脫氮作用。O池接收來自A池出水,在O池內發(fā)生有機物的去除和硝化過程,部分硝化混合液回流至A池。好氧池出水自流進入二沉池,部分污泥通過泥漿泵回流到A池內,提高污泥濃度。二沉池出水經泵提升后連續(xù)進入AMBR,在AMBR內進一步去除有機物,AMBR出水通過納濾(NF)和反滲透(RO)處理后直接排放或者作為中水回用。
3小結
滲濾液污水處理的工藝流程一般都包括多個工藝段,不同工藝段的設計又受多個因素影響。滲濾液處理工藝中采用厭氧生化處理能耗少,操作簡單,投資及運行費用低,但不同的厭氧工藝對不同的滲濾液的適應性有差異,應根據(jù)具體情況確定合適的厭氧工藝。在選用好氧工藝時,同樣應當進行分析比較以確定合理工藝。反硝化細菌是在分解有機物過程中進行反硝化脫氮,在不加外來碳源條件下,污水中必須有足夠的碳源才能保證反硝化過程的順利進行,因此需要確保進水水質C/N比較高。滲濾液污水水質復雜,在工藝流程的設計時,需要從水量,水質,運行管理,工程投資等多個方面綜合考慮以確定經濟、合理、可行的工藝方案。
參考文獻
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關鍵詞:垃圾處理廠,滲濾液,污染
Abstract: the construction of the waste plant life rubbish in the effective to the treatment, but at the same time also produced some pollutants. This article mainly aims at waste plant generated leachate pollution caused, and puts forward the treatment Suggestions.
Keywords: waste plant, leachate, pollution
中圖分類號:R124.3文獻標識碼: A 文章編號:
1.前言
隨著城市化進程的加快和居民生活水平的不斷提高,城市生活垃圾的產生量也在迅猛的增加。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國已有200多座城市陷入生活垃圾的包圍中。我國城鎮(zhèn)年產生活垃圾量約1億噸,歷年的堆存量已超過7億噸。由于垃圾量巨大,我國各地都已開始建設垃圾處理廠,對產生的垃圾進行處理,大大緩解了垃圾量巨大對城市發(fā)展所造成的壓力。但是,目前我國垃圾處理廠90%以上為填埋處理,填埋產生的滲濾液危害十分嚴重,如果得不到有效處理,會對城市水環(huán)境造成相當大的污染,并且危害更甚城市污水。
2.滲濾液的來源
垃圾滲濾液是填埋場中,由于各種途徑進入垃圾的水經過溶解、吸收和帶走污染物而形成的;是穿過垃圾并吸收容納溶解物和懸浮物的液體,主要是由于降雨、地表徑流、地下水滲入和垃圾自身分解等組成。
3.滲濾液的特點及危害
垃圾滲濾液作為一種高濃度、多組分、多變化的污水,其性質主要取決于垃圾成分、垃圾的粒徑、現(xiàn)場氣候和填埋時間等因素。一個滲濾液沒有得到有效處理的垃圾處理廠,就是一個更大的再生污染源,其污染可長達數(shù)十年甚至上百年。
3.1水質復雜,危害大。有研究表明,垃圾滲濾液中主要有機污染物有63種,可信度在60%以上的有34種,其中還有部分促癌物、輔致癌物。這些物質一旦進入地下,造成的惡劣影響將難以估計。
3.2氨氮的含量高。隨著填埋時間的增長,新鮮垃圾逐漸變?yōu)殛惛?,滲濾液中的有機物下降,但是氨氮含量增加,濃度可達1000mg/L以上,可生化性逐步降低,處理難度非常大。
3.3 CODcr和BOD5濃度高。滲濾液中的CODcr和BOD5濃度可達90000mg/L,38000mg/L甚至更高。由于CODcr和BOD5濃度高,會使地面水體缺氧,進而使水質遭到惡化。
3.4 水質變化大。隨著填埋場的使用時間,垃圾滲濾液也可分為兩類。填埋5年以下的滲濾液被稱為年輕滲濾液,特點是CODcr和BOD5濃度高,可生化性強;超過5年以上的被稱為年老的滲濾液,由于新鮮垃圾變?yōu)殛惛?,CODcr和BOD5濃度有所降低,但是氨氮的濃度將大大上升。
3.5 金屬含量較高。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子,其中鐵和鋅在酸性發(fā)酵階段較高,鐵的濃度可達2000mg/L左右,鋅的濃度可達130mg/L,鉛的濃度可達12.3mg/L,鈣的濃度可達4300mg/L,這些金屬離子會對生物處理過程產生嚴重地抑制作用。
3.6 滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調,主要是P、N、C的比例失調。
4.垃圾滲濾液的處理研究
滲濾液的處理方法主要包括生物處理法、物理化學法和土地處理法。
4.1生物處理法
生物處理法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。對于COD濃度高于50000mg/L的滲濾液,需要采取厭氧方法進行前段處理,然后采用好氧或其他后續(xù)處理方法;對COD濃度在5000mg/L以下的滲濾液,采取好氧生物處理法;COD濃度在5000mg/L—50000mg/L之間的滲濾液,可以根據(jù)實際情況選擇好氧或厭氧處理方法。
4.1.1厭氧生物處理。厭氧生物處理法主要有:厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床等。厭氧生物處理過程中剩余污泥量少且易于濃縮,而且運轉費用較低,其厭氧過程中產生的沼氣可以作為能源回收利用。但是,厭氧生物法處理時間長、出水水質差、對低濃度有機廢水處理效率低。
4.1.2好氧生物處理。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化塘、生物濾池、生物轉盤和生物流化床等工藝,能夠有效的降低滲濾液中的BOD、COD和氨氮,還可去除鐵、錳等金屬。
4.2物理化學處理法
物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等。同生物處理法相比,物理化學方法處理成本較高,不適于大量的滲濾液處理,但是物化方法不受水質水量變動的影響,對可生化性差的滲濾液有較好的處理效果,通常作為滲濾液的預處理或深度處理工作。
4.3土地處理法
滲濾液的土地處理主要是通過土壤顆粒的過濾、離子交換、吸附和沉淀等作用去除滲濾液中的懸浮固體顆粒物和溶解成分。土地處理包括滲濾系統(tǒng)、表面漫流、濕地系統(tǒng)等多種處理系統(tǒng)。目前用于滲濾液處理的主要是人工濕地系統(tǒng),該系統(tǒng)具有處理效果好、緩沖容量大、且投資省、能耗低、運行費用低和管理方便等優(yōu)點。
5.結論
垃圾滲濾液污染濃度高,水質水量變化大,成分復雜,危害極大。處理方式主要有生物處理、物理化學處理、土地處理等方法。盡管現(xiàn)在我們對滲濾的處理研究越來越多,但是如何找到一條經濟合理的工藝,還需要我們進一步研究。
參考文獻
[1] 趙朝霞.垃圾填埋場滲濾液控制與處理.湖南.1006-8937(2010)24-0059-01
關鍵詞:城市垃圾填埋場;環(huán)境風險事故;環(huán)境風險評價
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為城市日常生活提供服務的活動中產生的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物。隨著自然資源的開發(fā)利用和社會文明、經濟的發(fā)展,城市生活垃圾的產生量急劇增加。據(jù)報導,全世界每天新增城市垃圾469.49萬t,人均日產垃圾0.81kg,垃圾產生量的年平均增長速度高達8.24%。我國城市生活垃圾的產生量更是大于10%的速度持續(xù)增長,歷年垃圾堆存量已達66億噸,占用耕地超過5億平方米。因此,垃圾處理或處置就成了亟待妥善解決的問題??v觀世界,城市垃圾處理方法很多,如堆肥法、焚燒法、填埋法、蚯蚓床法、熱解法等。其中,衛(wèi)生填埋法由于成本低廉,處置徹底,能達到垃圾無害化和資源化,成為當前國際上應用最為普遍,技術最成熟最終處理方式,也是目前乃至今后相當長時間內,我國絕大多數(shù)地區(qū)處理城市生活垃圾不可替代的主要手段。我國生活垃圾中約有70%采用衛(wèi)生填埋的方式進行處置。
據(jù)建設部統(tǒng)計,截至2006年底,我國共建有生活垃圾填埋場372座,處理能力達7103萬噸。雖然我國的垃圾填埋場建立了較完善的廢物接收、貯存和預處理系統(tǒng)、防滲和滲濾液收集系統(tǒng)以及覆蓋和填埋氣導排系統(tǒng),并采取了一系列環(huán)境保護工程措施,但仍可能會發(fā)生多種風險事故,如貯存、預處理車間發(fā)生滲漏,滲濾液滲漏污染地下水,填埋場邊坡失穩(wěn)、崩塌以及填埋氣火災爆炸等。風險事故一旦發(fā)生,必然會對周圍環(huán)境造成嚴重污染,危害人群健康。因此,研究生活垃圾填埋場處置過程,分析填埋場中可能發(fā)生的各種風險事故,對填埋場風險事故的防范和人群健康的保護具有重要意義。
2. 生活垃圾填埋場風險分析
2.1 火災爆炸
火災爆炸是填埋場中常見的風險事故之一,導致其發(fā)生的罪魁禍首是填埋場本身所產生的填埋氣體。我國城市生活垃圾年產生量約為1.5億t,如果其中70%采用填埋處置方式,將會產生約460億m3的垃圾填埋氣體。大量的填埋氣體若是不進行收集利用或者利用不當,發(fā)生泄露,引發(fā)火災爆炸事故必將造成巨大的危害。
2.1.1 填埋場氣體的組成
填埋場氣體是城市生活垃圾填埋處理過程中,有機廢物經厭氧降解產生的混合氣體,其主要成分包括CH4、CO2、H2、N2和O2,還有一些微量氣體,如H2S、NH3、庚烷、辛烷、氯乙烯等。其中CH4和CO2二者約占填埋氣體的99.5%-99.9%,H2S和NH3等有毒的惡臭成分約占0.2%-0.4%。
2.1.2 填埋氣火災爆炸條件
填埋氣爆炸一般需要具備三個條件:(1)適當?shù)募淄闈舛龋阂话阍?%-15%之間,當甲烷濃度為9.5%左右時爆炸最為強烈;(2)達到甲烷引火溫度:甲烷的引燃溫度一般為650-750℃。明火、電氣火花、吸煙甚至撞擊磨擦產生的火花等都可達到之一溫度。(3)氧氣濃度:填埋氣爆炸界限與氧氣濃度密切相關,氧氣濃度增加,爆炸極限范圍擴大,反之亦然,當氧氣濃度降低到12%以下,甲烷混合氣體失去爆炸性。
2.2.3 填埋氣爆炸類型
2.2.3.1 物理爆炸
物理爆炸是由于填埋場中產生的甲烷在垃圾層中大量積聚,形成了強大的能量,當積聚的壓力大于覆蓋層壓力時,在瞬間將垃圾以迅猛速度突出,發(fā)生減壓的膨脹。發(fā)生物理爆炸事故,除垃圾產生甲烷是必要條件外,填埋的深度、覆蓋層的厚度和層數(shù),以及覆蓋層的透氣性都是影響爆炸的因素。當垃圾上覆蓋土層或填埋深度增加,透氣性受到影響,甲烷垂直擴散運動受到阻礙就會橫向遷移,從而在垃圾中容易發(fā)生積累而增加爆炸的危險性。
2.2.3.2 化學爆炸
當大量釋放與擴散的可燃性填埋氣沒有立即遇到火源時,這些可燃氣體大量積聚,在相當大的空間范圍內形成云狀氣團(層),并不斷擴散;當遇到火源時,可能被點燃,發(fā)生化學爆炸。由于外界環(huán)境、火源特性不同,產生的爆炸也不同。填埋場氣體的化學爆炸主要為閃火和蒸氣云爆炸?;瘜W爆炸必須同時滿足前面提到的甲烷濃度、引火溫度和氧氣濃度三個條件。
2.2 滲濾液污染
填埋降解過程中會產生大量垃圾滲濾液。滲濾液其收集、防滲及處理過程中可能產生的滲漏是填埋場存在的最大潛在風險因素。垃圾填埋場滲漏污染的環(huán)境危害非常巨大,垃圾填埋場滲濾液滲入地下后,會使周圍地層介質的物性發(fā)生變化,土壤被污染后,將會鹽堿化、毒化,土壤中的寄生蟲、致病菌等病原體能使人致??;還可能污染地下水,并最終進入人類的食物鏈,對整個生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成嚴重破壞。
2.2.1 垃圾滲濾液的來源
垃圾滲濾液,是垃圾發(fā)酵分解后產生的液體和溶解于其中的溶解性、懸浮性物質已經外來水分混合而成的一種含有高濃度懸浮物和有機或無機成分的液體。垃圾滲濾液主要來源于三個方面,一是填埋區(qū)周邊降水、地下水及地表排水的滲入;二是垃圾填埋后由于微生物的厭氧分解作用而產生的液體;三是廢棄物的本身持水,當垃圾受壓、發(fā)生降解時其中固體含量減少,有機物轉化為無機物,使垃圾持水能力下降,導致部分初始含水釋放。
2.2.3 垃圾滲濾液環(huán)境污染
2.2.3.1 滲濾液污染地表水
垃圾滲濾液屬高濃度難降解有機廢水,成分復雜,毒性強,直接接觸對于植被及人畜均存在較大的危害風險,是潛在的地表水污染風險源。垃圾滲濾液一旦通過滲透或其他方式進入下游用水區(qū),會影響地表水水體,給周圍人畜飲水、農田或果樹生在帶來嚴重危害。此外,還容易形成下游地表徑流,對周邊更大范圍內的地表水體造成危害。
2.2.3.2 滲濾液污染地下水
垃圾滲濾液污染地下水的主要途徑是通過包氣帶下滲進入地下水含水層,由于其濃度高,流動緩慢,滲漏持續(xù)時間長,即使是在填埋場封場后仍是地下水的最主要污染源。滲濾液對地下水的污染影響程度因填埋場水文地質條件不同而存在差異,一般情況下,防滲能力強的地區(qū),滲濾液對地下水的影響較小。此外,不同污染物的影響程度也有所不同,一部分污染物能夠被表層的土壤有效地阻留而積累下來,而另一部分污染物則滲透到深層土壤,進入到含水層的飽和區(qū)對地下水造成污染,如各種有機物及部分重金屬等。
2.2.3.2 滲濾液污染土壤
滲濾液發(fā)生滲漏污染都是首先進入填埋場周圍土壤層,也會對土壤環(huán)境造成嚴重污染。垃圾堆體經降雨淋溶產生的大量滲濾液中含有的有害成分可能會改變土質和土壤結構,使土壤堿度增高,重金屬富集,土質和土壤結構遭到破壞,影響土壤中的微生物活動,妨礙周圍植物的根系生長,或在周圍機體內積蓄,危害食物鏈。
2.3 邊坡失穩(wěn)
垃圾填埋體作為特殊土體,與一般土體一樣也存在邊坡穩(wěn)定問題。尤其是在持續(xù)降雨之后,填埋場的邊坡失穩(wěn)的頻繁發(fā)生。垃圾填埋堆坍塌,填埋滲濾液滲漏,嚴重污染周圍環(huán)境,給國民經濟造成不可挽回的損失。
2.3.1 填埋場邊坡穩(wěn)定性影響因素
影響填埋場邊坡穩(wěn)定性的主要因素包括:①持續(xù)一定時間的降雨入滲,這是最重要影響因素;②廢棄物巖土工程特性;③邊坡位置多層襯墊系統(tǒng)的工程特性及中間蓋層土與最終蓋層土的巖土工程特性;④填埋體邊坡的幾何特征;⑤滲濾液產生與遷移情況;⑥垃圾氣體的產生與遷移情況。
2.3.2 垃圾填埋場邊坡破壞形式
填埋場潛在的邊坡破壞模式可分為6種:①邊坡及坡底破壞;②襯墊系統(tǒng)從錨溝中脫出向下滑動;③沿固體廢棄物內部破壞;④穿過垃圾和地基發(fā)生破壞;⑤沿襯墊系統(tǒng)的破壞; ⑥封頂和覆蓋層的破壞。
2.3.3 降雨滲流作用對土坡穩(wěn)定性的影響
降雨滲流作用對填埋場邊坡穩(wěn)定性具有重要影響,大部分填埋場邊坡失穩(wěn)通常是出現(xiàn)在降雨后,尤其是持續(xù)一定時間的雨。發(fā)生降雨時,垃圾堆體含水率增加,達到飽和后產生大量滲濾液。滲濾液和雨水不斷流出,沖刷帶走垃圾中大量無粘性的細小顆粒,引起垃圾堆體內顆?;蛉毫R苿?,致使邊坡土體的強度下降,容重增大,坡面的安全系數(shù)減小,破壞了邊坡穩(wěn)定性,引起滑坡失穩(wěn),垃圾堆體滑塌。并非所有的降雨都能誘發(fā)滑坡,垃圾堆體的滑坡需要有一定的降雨量、降雨強度、降雨時間。
2.4 惡臭氣體污染
填埋過程中發(fā)生的一系列物理、化學、微生物反應,產生的大量有惡臭、強刺激、易燃、易爆的填埋氣體,其中H2S、NH3、CH3SH等屬于典型的惡臭氣體。惡臭污染是由于惡臭氣體的存在而產生的一種感覺公害,它直接作用于嗅覺,使人產生厭惡,甚至中毒,危害人類健康。
2.4.1 填埋場主要惡臭氣體
城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場內惡臭氣體主要為各種硫化合物,包括H2S、NH3、CH3SH等。其中H2S為最重要的一種易揮發(fā)、無色的惡臭性氣體,相對密度較大,越接近地面濃度越高。長期吸入會導致人體質變弱、抵抗力下降,易發(fā)生腸炎和心臟衰弱,神經紊亂、多發(fā)性神經炎等。如果H2S濃度過高,會使人中樞神經麻痹,導致窒息死亡。NH3是一種無色,而有強烈刺激性氣味的氣體,在水中的溶解度很高。NH3對上呼吸道有強烈刺激和腐蝕作用。
2.4.2 填埋場惡臭氣體的來源
填埋場惡臭氣體主要來源于垃圾填埋區(qū)和滲濾液處理區(qū)。填埋場由于填埋場填埋工藝的原因,從垃圾收集、壓實、轉運、垃圾填埋過程、最終封場、穩(wěn)定等過程中,垃圾始終處于降解過程中,H2S、NH3等惡臭氣體不斷從填埋過程和填埋區(qū)放出。垃圾滲漏液處理過程中,伴隨著大量有機、無機化合物的濃縮,各種惡臭氣體會從中溢出。
3. 結論
目前,我國城市生活垃圾產生量巨大,危害嚴重,主要采用填埋法處置。由于生活垃圾填埋過程中會產生大量填埋氣和滲濾液,因此,衛(wèi)生填埋場會對周圍環(huán)境及人群健康產生極大風險。填埋場風險一般主要包括填埋氣的惡臭污染、火災爆炸、滲濾液滲漏污染及垃圾堆體邊坡失穩(wěn)、坍塌等。雖然大多數(shù)的垃圾填埋場位于市郊,并且為空曠場地,但是隨著城市化進程的加快,不能輕視填埋場可能造成的事故災害,應該針對填埋場本身的特征,制定安全管理措施并進行安全運行控制,這樣可以避免造成財產的損失和人員的傷亡。
參考文獻:
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關鍵詞:垃圾填埋場;滲濾液;處理技術
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-07-0276-2
隨著我國經濟的快速發(fā)展,城市垃圾量也隨之增加,垃圾的妥善處理已成為人們急需解決的問題。我國大多數(shù)城市采用衛(wèi)生填埋或焚燒的方式處理垃圾,由此產生了大量的垃圾滲濾液。垃圾滲濾液中含有多種污染物,包括重金屬離子和有機物,不僅在水中存在時間長,范圍廣,而且危害極大,若不妥善處理將對環(huán)境造成嚴重污染。有效收集和處理垃圾滲濾液已成為城市環(huán)境急需解決的問題,垃圾滲濾液的處理技術成為研究者關注的熱點和難點。
1 垃圾滲濾液的產生及特點
垃圾滲濾液,又稱浸出液或滲瀝水,是垃圾填埋場中不可避免的二次污染物[1],主要來源于降水、垃圾含有的水和微生物厭氧分解產生的有機廢水[2]。垃圾滲濾液是高濃度有機廢水,若未經處理直接排放或未達標排放,會對周圍的地下水、地表水和土壤造成嚴重的污染。
垃圾滲濾液污染物含量受垃圾成分、填埋年限、氣候條件和填埋場設計等多種因素的影響[3]。垃圾滲濾液水質特點可以概括為:①污染物種類多,成分復雜,濃度高。劉軍等使用GC-MS 對垃圾滲濾液中有機組分進行分析,共有63種有機化合物,大多是難以生物降解的有機化合物,如酚類、雜環(huán)類、雜環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴類化合物,約占滲濾液中有機組分的70%以上[3];有機物濃度高,COD和BOD5濃度高,最高可達幾萬mg/L。②水質、水量變化復雜。垃圾填埋場的水文氣候條件、地質條件、地理位置、構造方式、填埋時間等不同,垃圾滲濾液的成分和產量也發(fā)生變化。而且生物可降解性隨填埋齡的增加而逐漸降低。③營養(yǎng)比例失衡。滲濾液中氨氮含量高,C/N值常出現(xiàn)失調情況,同時p缺乏,微營養(yǎng)比例不能滿足水處理的要求。
2 垃圾滲濾液處理工藝技術
在《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008) 于2008年7月1日頒布實施后,對垃圾滲濾液的處理控制提出了更嚴格的要求。滲濾液水質水量受各種因素影響而變得非常復雜,存在大量生物難以降解的有機物,目前滲濾液的處理工藝主要有土地處理、物理處理、化學處理、生物處理等,但采用單一工藝處理,往往只能在某些指標上取得好效果,很難使出水達到排放標準。因此滲濾液的處理工藝不是一種方法能夠完成的,而是多種方法的組合工藝。
目前,滲濾液處理的組合工藝主要有兩種,一種是以生化反應為主的“生物法+膜法(納濾/反滲透)”處理系統(tǒng);另外一種是以DT盤式膜組件為主的高壓膜過濾工藝。DT盤式膜組件是獨家工藝,過濾原理即為常見卷式反滲透膜過濾的原理,在此不多作介紹,本文重點介紹“生物法+膜法”的處理系統(tǒng)。生化法處理設備和運行管理簡單,成本低,對水質和水量的變化有很好的適應能力,適合我國生化垃圾有機物含量高、滲濾液可生化能力較高的特點,當前得到了廣泛應用。
2.1 早期生物處理工藝
早期的滲濾液處理工藝缺乏設計經驗,對滲濾液的水質特性考慮不夠充分,處理工藝主要參照城市污水處理工藝,選擇生物法中的氧化溝,SBR及接觸氧化工藝的比較多,由于這些工藝在曝氣量、停留時間上考慮的不足,最后導致了運行的失敗。
例如北京阿蘇衛(wèi)滲濾液處理廠選擇“厭氧+氧化溝+沉淀池”的處理工藝,要求出水達到GB16889-1997二級標準,但是由于滲濾液水質水量隨時間變化大,尤其隨著填埋場時間的增長,可生化性低,導致出水不能穩(wěn)定達標;昆山市第三垃圾填埋場滲濾液處理采用的是“厭氧+生物接觸氧化”工藝,運行過程中進水水質遠低于設計值,結果造成厭氧效果大幅下降,整個系統(tǒng)出水無法達標。
另外,早期滲濾液生化處理工藝選擇沉淀池進行泥水分離,但是由于高污泥濃度的污水在沉淀池中的沉降性差,抗污泥膨脹的能力差,從而造成生化池中的污泥濃度偏低,出水水質不穩(wěn)定。
2.2 膜生物反應器(MBR)應用
針對早期生化法在滲濾液處理上的不足,MBR系統(tǒng)在設計生化反應部分時充分考慮滲濾液的水質特性,以反硝化池和硝化池為主,在停留時間、池體深度以及曝氣量方面,充分滿足滲濾液中有機物降解的需要。
膜技術在垃圾滲濾液處理中的應用引起了我國學者的極大關注。膜生物法(MBR)是近些年發(fā)展起來的一種集膜過濾和生物處理于一體的新型、高效的處理技術,在處理高濃度難降解有機物廢水方面有著廣泛的應用前景。在MF和UF基礎上研發(fā)的MBR系統(tǒng)已經廣泛應用于生化反應末端的泥水分離過程,利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反應器中,實現(xiàn)水力停留時間和污泥齡的完全分離,使生化反應器內的污泥濃度從3-5g/L提高到10-20g/L,從而提高了反應器的容積負荷,使反應器容積減小,大大提高了生化系統(tǒng)的運行效果。
據(jù)相關實例數(shù)據(jù)表明,MBR系統(tǒng)對COD的去除率在90%以上,NH3-N在95%以上。任鶴云等采用MBR法處理滲濾液,生化部分采用硝化/反硝化工藝,膜部分采用的超濾+納濾膜,出水COD小于60mg/L,SS小于50mg/L,氨氮小于18.8mg/L重金屬等未檢出[4];康建雄等應用UASB-A/O-膜工藝處理垃圾滲濾液取得良好效果,CODcr,BOD5和氨氮的去除率分別達97.3%、98.6%和92.8%,出水水質優(yōu)于國家排放標準[5]。
2.3 膜處理技術
膜處理技術包括微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等,常用于二級處理后的深度處理,多以微濾(MF)、超濾(UF)代替沉淀、過濾、吸附、除菌等常規(guī)深度處理中的預處理,以納濾(NF)、反滲透(RO)進行水的軟化和脫鹽。在垃圾滲濾液處理系統(tǒng)中,由于滲濾液的生化性較差,單獨依靠生化反應和MBR系統(tǒng)并不能完全實現(xiàn)水質達標排放,因此MBR的出水需要進一步深度處理。根據(jù)目前的處理技術,MBR出水還可通過NF或RO系統(tǒng)進一步處理,RO和NF都能去除細菌、微生物、溶解鹽等,但RO效果更好。一般RO和NF之前的進水都必須進行預處理,對SS及濁度都有明確的要求,一般SS≤1mg/L,濁度≤5NTU,pH控制在中性左右。對RO、NF影響比較大的環(huán)境因素除進水水質外,還有壓力、溫度等,這些因素是可控的,因此系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性有了一定保證。
蘇也研究表明,MBR-NF工藝經過4個多月的運行,運行穩(wěn)定,在進水CODcr遠高于設計值的情況下,出水狀況仍然良好,滿足設計要求[6]。
2.4 組合工藝流程
目前由于環(huán)境污染的不斷加重,國家從加強環(huán)保的角度出發(fā),頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》(GB16889-2008),其中出水總氮成為一個重要的指標(非敏感地區(qū)40mg/L,敏感地區(qū)20mg/L)。為了滿足新的垃圾滲濾液排放標準中對總氮的要求,原有MBR工藝進一步優(yōu)化,增加一個二級硝化反硝化環(huán)節(jié),如圖1所示,MBR工藝優(yōu)化為A/O/O+A/O+外置超濾膜(UF)可以保證出水總氮達標排放。
圖1 工藝流程圖
綜上所述,滲濾液處理的工藝以“生物法+膜處理”為主,該工藝技術處理滲濾液可以達到2008年《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》的排放要求。其中,生化處理過程可以有效地降解、消除污染物,膜分離處理過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物。
3 結論和建議
垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,其處理技術各有利弊,單獨采用任何一種處理技術很難使?jié)B濾液達標排放。因此,必須將處理工藝由單一化向多元化發(fā)展,通過組合工藝充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢,以達到滿意的處理效果。“生物法+膜處理”工藝技術處理滲濾液可以達到2008年《生活垃圾填埋場污染控制標準排放標準》的排放要求,但在垃圾滲濾液的處理過程中仍存在一些問題。
3.1 老齡化填埋場滲濾液可生化性差
滲濾液的可生化性差,新生滲濾液用生化法處理是可行的,但是隨著填埋場時間的延長,滲濾液的可生化性降低,尤其是在填埋后期,可生化性很差,B/C不足0.1,生化法使用受到限制。應根據(jù)填埋場所處階段來選擇合適的工藝進行滲濾液處理。
3.2 濃縮液處理
膜分離過程可以有效地分離去除不可生化降解的殘余污染物,但同時會產生濃縮液,濃縮液的最終處理也是目前水處理行業(yè)中一個亟待解決的問題。目前濃縮液的處理方法主要有回灌法、蒸發(fā)法、高級氧化+混凝沉降組合法、活性碳吸附和離子交換法等,但是回灌法勢必造成鹽的累積;蒸發(fā)法能耗相當大,而且蒸發(fā)器要有很強的抗腐蝕能力;高級氧化+混凝沉降法對有機物有很好的去除效果,但是對總氮去除效果不明顯;活性碳吸附和離子交換法用來處理濃縮液很容易達到飽和容量,再生困難,運行費用昂貴。
滲濾液水質如果可生化性好的話,優(yōu)先選擇生化法,但是滲濾液中含有大量難降解的物質和毒性物質,生化出水仍需要深度處理,膜技術的應用解決了深度處理的問題,但是膜處理也存在膜污染和濃縮液處理的問題,如何通過技術改進和工藝組合降低運行成本和減少膜污染是今后研究的方向。
參考文獻
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關鍵詞:電絮凝裝置;試驗分析;研究
中圖分類號:R12 文獻標識碼:A
垃圾滲濾液是指來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分和進入填埋場的雨雪水及其他水分,扣除垃圾和覆土層的飽和持水量,并經歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度廢水。垃圾滲濾液具有不同于一般城市污水的特點:BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質水量變化大、氨氮的含量較高。垃圾滲濾液的處理方法包括物理化學法和生物法。垃圾滲濾液主體處理方法一般采用生物方法,但生物處理后,仍有一部分難降解物質需要處理,采用化學方法處理生物處理后的廢水,可使其達標排放。電絮凝的反應原理是以鋁、鐵等金屬為陽極,在直流電的作用下,陽極被溶蝕,產生Al、Fe等離子,在經一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程,發(fā)展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物,使廢水中的膠態(tài)雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離。同時,帶電的污染物顆粒在電場中泳動,其部分電荷被電極中和,而促使其脫穩(wěn)聚沉廢水進行電解絮凝處理時,不僅對膠態(tài)雜質及懸浮雜質有凝聚沉淀作用,而且由于陽極的氧化作用和陰極的還原作用,能去除水中多種污染物。本試驗采用電絮凝法處理垃圾滲濾液,研究電絮凝裝置的最佳運行條件。
1 試驗裝置
試驗裝置為自制的有機玻璃電絮凝池,采用鐵電極,電絮凝池處理水量為1L。在電絮凝池的一端的上部設有進水孔,另一端的下部設有出水孔,電源采用直流穩(wěn)壓電源。
2 試驗結果與分析
2.1極板間距的影響
在電流強度I=3A,T=30min,COD=1200 mg/L,pH=7.5的試驗條件下進行了不同極板間距下的電絮凝試驗。如圖1所示,隨著極板間距的增加,COD去除率下降,極板間距為10mm時去除率為35%,當極板間距為30mm時,COD去除率為17%。但是極板間距太小,易引起極板短路,也不易于清洗。本試驗確定最佳極板間距為20mm。
2.2電流強度的影響
在試驗條件為T=30min,極板間距d=20mm,原水COD=1200mg/L,pH=7.5的條件下進行了不同電流強度下的電絮凝試驗。如圖2所示,COD去除率隨著電流強度的增大而提高,當電流強度達到3A后,繼續(xù)增大電流密度,COD去除率增加變緩。這是因為雖然電流強度增加,COD去除率增大,但過高的電流強度,產生過多的Fe3+,膠體表面電荷發(fā)生逆轉,形成膠體的排斥,造成膠粒的重新懸浮。一般來說,采用低電流強度,長電凝聚歷時可以節(jié)省能耗。本試驗確定最佳電流強度為3A。
2.3電絮凝時間的影響
在電流強度I=3A,d=20mm,原水COD=1200 mg/L,原水pH=7.5的試驗條件,進行了不同反應時間下的電絮凝試驗。試驗結果如圖3所示,隨著反應時間的增加,COD去除率呈增加趨勢,但時間超過30min 以后去除率的增加變得緩慢。由于電解時間越長,產生的Fe3+越多,凝聚效果越好,但是產生過多的Fe3+,膠體表面電荷發(fā)生逆轉,形成膠體的排斥,造成膠粒的重新懸浮。
結語
經過試驗可知電絮凝法對垃圾滲濾液的深度處理效果良好。經過試驗確定電絮凝處理垃圾滲濾液的最佳條件為:極板間距20mm,電流強度3A。
參考文獻
[1]高艷嬌,黃繼國,沈照理.電絮凝工藝處理垃圾填埋場滲濾液[J].水處理技術,2006(01):12-14.
關鍵詞:城市生活垃圾;填埋;大氣污染;噪音污染;水污染
中圖分類號:X2
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)04-0089-01
目前,城市生活垃圾的處理方式主要有堆肥、焚燒、填埋三種。堆肥方式,對垃圾分類要求高,部分垃圾還需要用其他方式處理,而且單一堆肥方式處理不徹底,堆肥質量差,缺乏推廣價值。焚燒方式,占地少,無害化程度高,更可以綜合利用于發(fā)電、供熱等,但是投資規(guī)模大、技術要求很高。最終,中國資金、技術的現(xiàn)狀和垃圾的固有特點決定了目前國內垃圾處理方式以填埋為主。
填埋可分為簡單填埋與衛(wèi)生填埋兩種方式。其中,衛(wèi)生填埋具有處理量大、安全性高、二次污染性低等優(yōu)勢,得到了越來越廣泛的推廣。但是,衛(wèi)生填埋也存在諸多污染問題,填埋過程中產生的大量污染物,如不妥善處理,也會對周圍的水、大氣和土壤造成嚴重污染。
垃圾填埋場首先占用了寶貴的土地資源。在運營過程中又必然產生諸如惡臭、滲濾液等污染因素,污染土壤、大氣及地下水。在封場之后,由于滲濾液的產生,將持續(xù)對周邊環(huán)境產生污染。事實上,城市生活垃圾填埋所引起的環(huán)境問題是多方面的。
1 占用土地資源
以北京為例,隨著經濟發(fā)展,北京已邁入國際特大城市行列,人口達到1800萬,接踵而來的就是垃圾量的激增。目前,北京每年填埋垃圾至少需要占用500畝的土地,現(xiàn)在征用填埋用土地正變得越來越艱難。
2 土壤污染
填埋之后,垃圾中含有的大量電池、塑料、玻璃等物質會直接進入土壤,對周圍土壤環(huán)境構成嚴重污染,其中廢電池污染最為嚴重。日常使用的電池是靠化學腐蝕作用產生電能的,而其腐蝕物中含有大量的重金屬污染物,如鎘、汞、錳等。廢電池填埋之后,有毒物質會慢慢從電池中溢出,進入土壤或水源,最終對人體健康造成嚴重危害。
3 大氣污染
城市生活垃圾中有50-60%的易腐性有機物,它們能在短短的數(shù)小時之內自行降解,同時散發(fā)出硫化氫、氨、苯、丙酮等多種令人厭惡的臭味氣體,污染周圍環(huán)境。
在填埋場區(qū),大量垃圾露天堆放,臭氣沖天,同時由于發(fā)酵等作用產生大量甲烷、氨、氮氣、硫化物等污染物向大氣釋放。其中,僅有機揮發(fā)性氣體就達100多種,含有許多致癌、致畸性物質。
4 噪音污染
噪音污染主要來源于填埋場車輛及機械工作所產生的噪音。主要包括:垃圾運輸車進出的交通噪聲;填埋機械發(fā)出的工作噪聲;滲濾液廢水處理站的鼓風機和水泵的噪聲等等。
經有關部門測量,垃圾填埋場的噪音音量在60-90分貝之間。而按照國家標準規(guī)定,住宅區(qū)的噪音,白天不能超過50分貝,夜間應低于45分貝,若超過這個標準,便會對人體產生危害。若長期在80分貝以上噪音環(huán)境中生活,耳聾者的比例可達50%。
5 水污染
垃圾填埋對水產生的污染主要來自于垃圾滲濾液。滲濾液是垃圾在堆放、填埋過程中由于發(fā)酵、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出的污水。
具體來講,滲濾液來源于四個方面:一是垃圾本身所帶水分;二是垃圾中有機物分解產生的水分;三是進入垃圾填埋場的降水和地下水;四是地表徑流。其中,降水和地下水以及垃圾自身含水是決定滲濾水產生量的主要因素。
滲濾液是一種含有多種污染物的高濃度廢水,主要污染物是難降解有機物和重金屬離子。它的產生會對周邊地區(qū)環(huán)境造成十分嚴重的影響。
6 封場后的污染
填埋場在填滿垃圾之后,均會采取封場措施。但是,填埋在地下的大量垃圾的生物分解過程將會持續(xù)很多年,期間將會產生大量廢氣和垃圾滲濾液,繼續(xù)污染周圍環(huán)境。最典型的一個例子是位于廣州市白云區(qū)太和鎮(zhèn)大源村的老虎窿填埋場,該填埋場是廣州封場較早的垃圾填埋場,封場至今已經8年,但是填埋場流出的垃圾滲濾液仍持續(xù)滲出進附近水體,直接影響了廣州江村水廠取水口的水質。
截至目前,全國正在進行和已封場的垃圾填埋場共935個,設計庫容量23.4億立方米,已填埋容量6.6億立方米。而在這935家垃圾填埋場中,沒有采取防滲措施(防止垃圾污染土壤和地下水)的竟然占到了34%,沒有采取雨污分流措施的也達到了39%。有關部分的監(jiān)測結果表明:目前,全國尚無一家城市生活垃圾填埋場所排放的污染物全部指標均能達到國家標準??偠灾?中國垃圾填埋場污染問題相當嚴重,已經到了不得不規(guī)范和懲治的時刻。
關鍵詞:響應面法;電解芬頓;垃圾滲濾液;有機物
中圖分類號:X505文獻標志碼:A文章編號:16744764(2015)03013408
Abstract:
The electrofenton process was employed in the advanced treatment of Mature landfill leachate.Power,initial pH,and initial ammonianitrogen concentration were selected as the variables and CODCr removal efficiency were used as the response in the central composite design (CCD) .Response surface methodology (RSM) was used for the analysis of the experimental results. A secondorder polynomial regression equation was developed to describe the CODCr removal efficiency and was validated by variance and significance test.The optimum reaction conditions were determined by calculate inverse matrices of regression equation.The results showed that under the optimum reaction conditions (power dosage of 23.26 Ah/dm2,initial pH value of 3.58 and initial ammonianitrogen dosage of 56.78 mg/L) ,the CODCr removal efficiency was 96.5%,which was highly consistent with value predicted by the model equation,with a deviation of 4.45%.GCMS method was used in analysing landfill leachate treated by electrofenton,comparing with landfill leachate treated by conventional treatment process, it is indicated that the electrolytic Fenton technology can effectively degrade the refractory organics in landfill leachate. The result showed that electrolytic Fenton technology was effective advanced treatment.
Key words:response surface methodology;electroFenton;landfill leachate; organics
城市垃圾滲濾液水質復雜,污染性極強[1],所含有機物濃度高、種類多,組分大多是難生物降解的有機化合物[2],并含有病原微生物、重金屬,浸入地下會造成嚴重的污染[3]。隨著垃圾填埋時間的不斷延長,垃圾滲濾液逐漸趨于老齡化,水質特征也發(fā)生變化,其中CODCr、BOD5、及BOD5/CODcr降低,NH3―N濃度升高,微生物營養(yǎng)元素的比例嚴重失調,難降解有機物濃度增高[46]。老齡垃圾滲濾液采用常規(guī)的生化處理方法難以達標,其難點在于難降解有機物。近年來,隨著處理難度進一步加大,為達到理想效果,已開展大量的電解氧化法和Fenton法相結合的協(xié)同處理技術研究,并將其應用于老齡垃圾滲濾液的處理中[711]。許多學者對影響處理效果的電流強度、極板材料、pH值、極板間距等單因素進行了探討,并研究了不同情況下有機物的降解效率。利用電解芬頓法協(xié)同處理常規(guī)生化處理過后未達標的老齡垃圾滲濾液,可以取得較好的出水效果,有效去除難降解有機物。
響應面法[12]通過對具有代表性的局部各點進行試驗,回歸擬合全局范圍內因素與結果間的函數(shù)關系,取得各因素最優(yōu)水平值,是綜合試驗設計和數(shù)學建模中常用的一種優(yōu)化方法。采用響應面法的試驗次數(shù)少、精密度高、預測性能好,目前已廣泛應用于眾多領域,其試驗周期短、求得的回歸方程精度高,并能研究幾種因素間交互作用[13],較“正交試驗設計法”具有明顯優(yōu)勢。筆者將響應面法引入電解芬頓協(xié)同技術深度處理老齡垃圾滲濾液的過程中,對工藝參數(shù)進行優(yōu)化,建立以CODCr去除率為響應值的二次多項式模型,通過求解模型逆矩陣得到試驗最佳條件。同時,對深度處理前后滲濾液中各污染物含量進行GCMS分析,并將處理過程中不同種類的有機物降解率進行對比,為老齡垃圾滲濾液深度處理技術的研究提供依據(jù)。
1反應機理
電解芬頓法是將電解法和芬頓法耦合于一體的高級氧化技術,其基本原理是利用電化學法產生的H2O2與Fe2+作為芬頓試劑的持續(xù)來源進行有機物的降解。
在陰極,O2被還原為H2O2,然后與Fe2+發(fā)生芬頓反應產生大量活性羥基自由基(OH?),OH?進而將有機物RH的碳鏈裂變,最終氧化成CO2和H2O或小分子有機物。
2試驗裝置與方法
2.1試驗裝置
試驗采用的裝置示意圖見圖1。電解電源采用規(guī)格0~70 V、0~150 A的直流穩(wěn)壓穩(wěn)流開關電源;電解槽采用1 L圓形燒杯;電極陰極采用不銹鋼網(wǎng),尺寸80 mm×160 mm×1 mm;電極陽極采用網(wǎng)格型四元電極(RuO2IRO2SnO2TiO2/Ti),尺寸80 mm×160 mm×1 mm;磁力攪拌器采用HJ3A恒溫型。
2.2試驗水樣
試驗用滲濾液水樣來自重慶長生橋垃圾填埋場,具備典型的老齡垃圾滲濾液水質特點,氨氮濃度范圍為1 200~2 400 mg/L,CODCr濃度范圍為2 100~3 300 mg/ L,平均C/N約為1.3,pH值范圍為823~895,Cl-濃度范圍為2 020~2 456 mg/L。
2.3檢測項目與方法
常規(guī)水質指標及檢測方法有:CODCr采用重鉻酸鉀硫酸銀氧化法;氨氮采用納氏試劑分光光度法;pH測定采用HACH Hq11d型pH計;Cl-采用AgNO3滴定法,具體操作方法依據(jù)《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)。
有機物測定采用Agilent6890/5975氣質聯(lián)用儀。萃取方法:1)量取500 mL水樣于分液漏斗中,二氯甲烷30 mL萃取3次;2)將第1)步萃取后的水相pH值調節(jié)到12,二氯甲烷30 mL萃取3次,萃取過程中出現(xiàn)乳化現(xiàn)象時采用離心法(4 000 r/min作用3 min)破乳;3)將第2)步萃取后的水相pH值調節(jié)到2,二氯甲烷30 mL萃取3次;4)將以上萃取后的有機相匯合,并加入少量無水硫酸鈉干燥,然后使用吹脫儀濃縮至1.0 mL,保存于4 ℃ 的條件下待測。
GCMS檢測條件:采用DB35MS石英毛細管色譜柱,規(guī)格30 m×0.25 mm× 0.25 μm。升溫程序采用柱溫50 ℃保持3 min,以8 ℃/min速度升至280 ℃,進樣口溫度280 ℃,四級桿溫度150 ℃,質譜離子源傳輸線溫度為280 ℃。以氦氣作為載氣,線速度為36 cm/s,流速為1.0 mL/min,柱頭壓52.3 kPa。電子轟擊源發(fā)射的電子能量70 eV,電子倍增器電壓為1 659 eV,掃描質量范圍40~500 amu。采用Agilent化學工作站進行數(shù)據(jù)采集與處理。3結果與分析
3.1單因素試驗及分析
進水pH值直接影響Fe2+、Fe3+的絡合平衡與H2O2的生成,導致芬頓試劑的氧化能力受到影響。在極板間距15 mm,F(xiàn)e2+濃度1.0 mmol/L,單位面積電量10 Ah/dm2情況下電解垃圾滲濾液,考察滲濾液初始pH值分別為2.0、4.0、6.0、8.0、10.0條件下CODCr的去除率,結果見圖2。
投加的亞鐵離子由1.0 mmol/L增加至4.0 mmol/L時,CODCr去除率在33.73%~44.87%之間,波動并不大。在反應過程中亞鐵離子被不斷地重復氧化、還原,總量并未消耗,反應器中投加1.0 mmol/L濃度的亞鐵離子足夠支持電解芬頓反應的進行。在響應面試驗中投加1.0 mmol/L亞鐵離子參與反應,但不作為設計因素。
氧氣電解產生H2O2的反應過程在一定的電流密度和電位梯度推動下進行,H2O2的量隨著電解時間延長逐漸增多,有機物去除率也越高,有機物去除率與單位面積電量(電流密度與電解時間的乘積)呈正相關關系。在極板間距15 mm、pH值為4.0、亞鐵離子濃度1.0 mmol/L,設置單位面積電量分別為125、2.5、3.75、5.0,7.5,10.0、11.25、15、20、30、40 Ah/dm2電解垃圾滲濾液,CODCr的去除率變化見圖4。
從圖中可知單位面積電量越大,CODCr去除率越高,這是因為產生的OH?以及H2O2、Cl2、ClO-等氧化物隨著電量增大而增多,導致極板表面電化
ClO-等氧化物被氨氮優(yōu)先利用,使得有機物可利用
的氧化劑減少。因此,氨氮濃度越低,CODCr去除率越高。老齡垃圾滲濾液含有高濃度氨氮以及難降解有機物,采用常規(guī)生化處理難以達標。試驗采用電解芬頓
法深度處理常規(guī)生化處理后的滲濾液,結合生化處理系統(tǒng)出水中殘余氨氮濃度范圍,在響應面試驗設計中設置氨氮濃度為30~400 mg/L之間。
3.2響應面試驗設計與分析
3.2.1 響應面試驗設計根據(jù)單因素試驗分析可知,影響電解芬頓法去除垃圾滲濾液中有機物的主要可控因素有單位面積電量、進水pH值與氨氮濃度,分別以變量X1、X2、X3表示。綜合考慮氨氮去除效果及經濟因素,3個因素的取值范圍定為1.0~30.0、2.0~6.0、25.4~405.63,由于進水氨氮濃度難以精確控制,不能達到與設置值完全一致,因此,試驗過程中進水氨氮濃度以方案設計值為基準,稍有波動。以CODCr的去除率(%)作為響應值,記為響應變量Y。根據(jù)BoxBehnken中心組合設計原理,選取3因素3水平共27次的試驗方案。設計因素的水平與編碼值設置見表1,根據(jù)響應面試驗方案進行試驗,結果見表2,利用DesignExpert軟件進行數(shù)據(jù)分析處理。
F值越大,Pr>F值越小代表相關系數(shù)的顯著性越強[15]。Pr>F值F值
圖7顯示了pH值取中心值時單位面積電量與進水氨氮濃度的變化對CODCr去除率的影響。根據(jù)圖7等高線顯示,單位面積電量超過22.81 Ah/dm2后,CODCr去除率上升趨勢趨于平緩,說明過大的電量對去除率的提高作用不明顯。在同樣單位面積電量下, CODCr去除率隨氨氮濃度的降低而增大??梢娺M水氨氮濃度越低、單位面積電量越高,越有利于CODCr的去除。
圖8顯示了單位面積電量取中心值時進水氨氮濃度與pH值的變化對CODCr去除率的影響。根據(jù)圖8等高線顯示,當pH值在3.0~4.0之間時,CODCr去除率出現(xiàn)最大值,低的氨氮進水濃度可以獲得較好的CODCr去除效果。
從等高線圖中可以看出回歸方程存在穩(wěn)定點且穩(wěn)定點為極大值。通過解模型逆矩陣得到極大值所對應的各主要因素編碼值分別為X1=0.53,X2=-0.21,X3=-0.83,即最佳條件為:單位面積電量為23.26 Ah/dm2、進水pH值為3.58、進水氨氮濃度56.78 mg/L。Y值響應值約為100.9%,該響應值表示模型可達到的理論最大值。選取上述最優(yōu)條件,進行了3 組平行試驗,得到CODCr去除率平均值為96.5%,與模型預測值的偏差為4.45%,由此證明該模型能夠較真實地反映各因素對電解芬頓法去除老齡垃圾滲濾液中CODCr的影響,充分說明了應用響應面法優(yōu)化電解芬頓協(xié)同技術深度處理老齡垃圾滲濾液是可行的。
3.3有機物的轉化規(guī)律分析
經過水解酸化+SBBR生化處理后的老齡垃圾滲濾液,在單位面積電量為23.26 Ah/dm2,pH值為3.58,初始氨氮濃度約56.78 mg/L條件下,利用電解芬頓協(xié)同技術進行深度處理。并對老齡垃圾滲濾液原液、生化處理出水以及電解芬頓深度處理后的出水進行GCMS測試,測出的質譜特征離子圖與譜庫(NIST5.0)的標樣質譜圖(詳見圖9、圖10、圖11)進行對比分析,選取可信度在80%以上的有機物進行歸類分析,見表5。
從GCMS測試圖對比可知,與老齡垃圾滲濾液原液相比,常規(guī)生化處理后的出水有機物種類從59種降低至42種,數(shù)量未明顯減少,但是從出峰時間來看,25 min以后出峰的物質種類較多,含量較高,該類物質大部分是芳香烴類,難以生化降解。從表5可知常規(guī)生化處理后直鏈烷烴相對含量上升,是因為長鏈烷烴在此過程中轉化成了短鏈烷烴。一般情況下,碳鏈中少于9個碳的正烷烴難以生物降解,由此得出碳鏈過短的烷烴也難以生物利用[16]。易被生物降解的有機物在生化處理過程中被微生物利用而降解,大部分難以生化處理的有機物無法降解而殘留水中,需做進一步深度處理。
經電解芬頓法深度處理后的出水,出峰個數(shù)明顯減少,有機物種類降至21種。由GCMS圖譜分析可知存在一個峰面積比例39.78%的主峰,經分析該物質為二氯環(huán)戊烷。在電解的間接氧化作用下,生成了小分子量的酮類、烴類、醛類以及不飽和烴等物質,這類物質屬于難降解有機物,在出水中占較大比重。同時,電解芬頓產生了一些氯代物,經分析不屬于三鹵甲烷類的“三致物”。經過電解芬頓法協(xié)同深度處理后,大部分難以生化處理的有機物被降解成二氧化碳和水,從而達標排放。
4結論
1)利用響應面法對試驗結果進行分析,建立了二階響應面模型并進行了方差分析和顯著性檢驗。分析表明:回歸模型達到了顯著性水平,在被研究的整個回歸區(qū)域內擬合較好,模型可信度、精確度、精密度較高。
2)通過對響應面法建立模型,并解逆矩陣確定反應的最優(yōu)條件為:單位面積電量為23.26 Ah/dm2、pH值為3.58、進水氨氮濃度約5678 mg/L。該條件下CODCr平均去除率為965%,與模型預測值吻合度較高,偏差為4.45%。
3)通過對老齡垃圾滲濾液原水、常規(guī)生化處理出水、電解芬頓法深度處理后的出水進行GCMS檢測,結合標準圖譜對比分析,電解芬頓協(xié)同處理技術能有效降解老齡垃圾滲濾液中難以生化降解的有機物,有機物種類明顯減少至21種,從而達標排放。對老齡垃圾滲濾液而言,是較有效的深度處理技術。
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【關鍵詞】環(huán)保;垃圾填埋;空氣污染;垃圾分類;預處理
中圖分類號: X324 文獻標識碼: A
前言:
隨著社會的迅速發(fā)展及生活水平的提高,垃圾的產生量越來越大,其中在開發(fā)建設、生產經營及日常生活中產生的城市垃圾占有相當大的比重。自20世紀80年代以來,隨著人口的快速增長,我國生活垃圾年產生量平均以8-10%的速率增長[1]。
西安市江村溝垃圾填埋場始建于1993年,由于一期建設在環(huán)保設施建設上存在先天不足,現(xiàn)已嚴重影響周邊居民日常生活。為了解決垃圾填埋場引起的環(huán)保問題,本文通過現(xiàn)場調查、發(fā)放調查表和隨機走訪,以及資料搜集的方式對西安市江溝村垃圾填埋場對環(huán)境的影響進行調研和分析;通過專家咨詢、資料查閱與收集、室內試驗等方法,研究垃圾填埋環(huán)境保護措施,并提出環(huán)境保護補救措施及建議,具有重要的現(xiàn)實意義和實用價值。
1垃圾填埋場實況調查
調查小組對江村溝垃圾填埋場進行了現(xiàn)場調查,該垃圾場位于西安市東郊灞橋區(qū)(見圖1),屬山谷型填埋場,整個工程從1990年開始,按照國家建設部標準,采用天然防滲措施,在整個溝底鋪墊了2米厚的黏土防滲層。一期工程于1993年動工建設,占地240畝,投資1600萬元,容量828萬立方米。二期工程時,填埋場采用2厘米厚雙糙面HDPE(高密度聚乙烯)防滲膜進行防滲。
據(jù)調查,西安市固體廢棄物管理處江村溝垃圾填埋場作為西安市唯一的生活垃圾處理場,承擔著全市700萬人每天產生的3300噸生活垃圾的衛(wèi)生填埋任務,平均每天接納垃圾車400多輛。
2填埋場對當?shù)鼐用裆畹挠绊?/p>
為了調查垃圾填埋場對當?shù)孛癖娚畹挠绊?,查找垃圾填埋場的主要污染方式,調查小組在江溝村垃圾填埋場周邊肖家寨村、江村、溝泉村等幾個村莊進行了走訪調查,并制作了問卷調查表,聯(lián)系各村干部并得到協(xié)助。
問卷調查表及統(tǒng)計結果如表1所示。由調查統(tǒng)計結果可以看出:
(1)垃圾填埋場的日常運營給附近群眾的生產、生活環(huán)境帶來了嚴重影響。
其中調查人群中有80.2%的人能明顯聞到難聞氣體,僅僅只有4.4%人沒有覺察到,這主要是由于調查人群居住在不同地方,與垃圾填埋場距離不同導致的。
表1問卷調查表及統(tǒng)計結果
問題1、您的性別?
男60.7% 女39.3%
問題2、您認為處理廠選址合理嗎?
合理17.2% 無所謂10.5% 不合理72.3%
問題3、處理廠是否有難聞氣味?
有80.2% 沒有4.4% 偶爾15.4%
問題4、氣味什么時候比較明顯?
早上22.1% 中午12.7% 晚上65.2%
問題5、氣味什么季節(jié)比較明顯?
夏季87.4% 冬季12.6%
問題6、處理廠是否有噪音?
有72.8% 偶爾25.7% 沒有1.5%
問題7、是否還在飲用井水?
經常78.2% 從不5.9% 偶爾15.9%
問題8、飲水來源?
井水56.8% 自來水35.9% 純凈水5.5% 其它1.8%
問題9、農業(yè)用水來源?
井水 35.8% 河水 0% 水庫60.1% 其它4.1%
問題10、處理廠對你們的生活有無影響?
有81.4% 不明顯17.3% 無1.3%
問題11、對政府是否提過意見?
經常78.9% 偶爾21.1% 從不0%
(2)空氣污染季節(jié)性明顯,夏季明顯高于冬季,夏季氣溫高化學作用強烈,
更是加劇了污染程度。
(3)公共基礎設施不完善,增加了污染危害程度,部分受訪群眾仍在飲用地下水,比例高達78.2%。垃圾填埋過程中產生大量垃圾滲濾液,如處理不妥,會對周圍的水體和土壤造成嚴重污染,嚴重影響人體健康。
(4)群眾要求改變現(xiàn)狀的意愿比較高,有超過78.9%的人向不同管理部門提過意見。
3填埋場滲濾液對周邊水質影響的調查分析
為了調查垃圾滲濾液對當?shù)厮|的影響,課題組通過查閱資料和相關部門的檢測報告,對填埋場修建前后的水質變化狀況進行了分析。
3.1填埋場滲濾液對周邊地下水的影響
首先對地下水的變化情況進行了調研,收集了1992 年和 2006年江村溝垃圾填埋場周邊地下水的檢測結果(見表 2、表3)。
表中數(shù)據(jù)表明:
(1)各采樣點大腸桿菌含量均超標,其中在溝泉村高出近 66 倍,可能和采樣時間有關,夏天氣溫高、降水多、強度大,蚊蠅滋生,生物化學反應程度高。這說明修建江村溝垃圾填埋場后周邊的地下水受到了不同程度的污染。
表2 1992年江村溝垃圾填埋場地下水水質監(jiān)測結果(mg/L)
監(jiān)測點 水源 As Pb Hg Cd Cr6+ 氟化物 pH
溝泉村 井水 0.002 0.001 0.0005 0.001 0.012 0.28 7.5
肖家寨 泉水 0.002 √ ― √ 0.024 1.0 7.5
何家溝 泉水 ― 0.002 ― √ 0.014 0.38 7.7
唐家寨 井水 ― 0.001 √ √ 0.044 0.55 7.6
江村溝 井水 ― √ ― √ 0.012 0.33 7.3
地下水三級標準 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.001 ≤0.01 ≤0.05 6.5~6.8
表32006年8月江村溝垃圾填埋場地下水質監(jiān)測結果
采樣點 As
(mg/L) Cr6+(mg/L) Cd
(mg/L) KmnO4(mg/L) 硝酸鹽(mg/L) 氨氮(mg/L) 硫酸鹽(mg/L) 氟化物(mg/L)
江村溝 ― 0.032 ― 0.4 2.56 0.151 10.7 0.53
肖家寨 ― 0.006 ― 0.7 20.3 0.055 104 0.46
唐家寨 ― 0.010 ― 1.1 0.49 0.371 35.2 2.17
溝泉村 ― 0.016 ― 0.6 2.54 0.066 6.41 0.38
水溝村 ― 0.050 ― 0.6 13.1 0.052 71.3 0.34
標準值 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.01 ≤3.0 ≤20 ≤0.2 ≤250 ≤1.0
注:標準:GB《地下水三級標準》;√:達標;―:未檢出。
(2)填埋場滲濾液直接影響采樣點地下水污染程度,地下水中高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的含量在唐家寨點為最高,其他 4 個采樣點含量差異不大;Cr6+含量在水溝村達到最大值,江村溝次之,在其他 3 個采樣點的含量隨距離增加而增大;大腸桿菌含量在水溝村點為最小值,而其他 4 個采樣點的含量隨距離增加而增加;硝酸鹽含量在肖家寨為最大值,水溝村次之,江村溝和溝泉村基本持平,唐家寨的硝酸鹽含量最低;硫酸鹽含量在肖家寨采樣點最大,水溝村次之,唐家寨含量最低,其余 2 個采樣點的含量基本持平。
4垃圾填埋場環(huán)保處理措施
4.1空氣污染的防范措施
從對周邊村莊居民的走訪和調查,空氣污染是當?shù)孛癖姺磻^為強烈的一個問題,垃圾填埋場在夏季飛揚物的污染比較嚴重,為了防止空氣污染,要求嚴格實行單元式分層作業(yè),按每30米為一個單元,以4~6米高度向前推進,垃圾傾倒?jié)M一個單元,推平壓實后繼續(xù)向前推進。垃圾每傾倒?jié)M一個單元,就將從附近取來的黃土覆蓋其上,使其達到30厘米以上的厚度,再推平壓實,做到了隨倒隨推,傾倒一個單元,覆蓋一個單元,再用塑料布覆蓋封閉,最大限度地減少和縮短了垃圾進場后的暴露面積和時間。
4.2 垃圾分類及預處理
4.2.1垃圾分類
目前在我國,由于家庭中缺乏合適的垃圾分類桶,人們?yōu)榱朔奖?,一般會將各種垃圾裝在一個垃圾袋中,然后直接扔進公共垃圾桶。另外,由于環(huán)保知識普及不夠,大部分居民對家庭中產生的垃圾哪些可以回收、有毒與否并不清楚,往往混裝就近、就便投入垃圾箱內。這樣不僅造成各類垃圾的交叉污染,而且垃圾回收率低,與建設“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”社會的理念相違背。
課題組提出以家為單元,在垃圾產生的源頭上的合理分類,讓垃圾的分類落到實處。以方便、實用、美觀為原則,提出了一種家用分類垃圾箱,其特點是: 外形美觀,可根據(jù)家居的特點和要求,制成不同材質的外殼;功能分類,垃圾箱由不可回收、其它和有毒害垃圾三個部分構成;提示醒目,采用顏色不同的提示板粘貼在垃圾箱的內壁,以方便人們的認知和投放;方便實用,垃圾袋的顏色與垃圾分類目錄相對應,利于垃圾處理人員區(qū)分。
4.2.2垃圾預處理
調查發(fā)現(xiàn),廚余垃圾腐敗變質是空氣污染和水質污染的重要原因,廚余垃圾主要包括:果皮、蛋殼、菜葉,飯后的剩菜殘羹等,據(jù)統(tǒng)計,家用食品垃圾占生活垃圾量的30%~40%,這些垃圾的含水量大,易腐爛,易發(fā)臭,易孳生蟑螂、蚊子,易傳播細菌,經厭氧發(fā)酵、有機物分解后,嚴重污濁空氣質量和水質,且這類垃圾與其他種類垃圾混合收集后,對垃圾的后續(xù)處理帶來很大的困難。
為了減少家用食品垃圾的污染,變垃圾為有機肥料肥料,提高資源的循環(huán)利用率,課題組設計出一種新型家用食品垃圾處理裝置,本裝置運用了污水過濾網(wǎng)、刀片破碎、氣流烘干器、紫外殺菌、活性炭除味等多重技術,可以做成集成廚房的一部分,專門用于處理每天產生的食品垃圾。
5.結論與建議
本調查項目通過現(xiàn)場調研、發(fā)放調查表、隨機走訪、查閱相關資料和數(shù)據(jù)等方式,調研和分析了西安市江溝村垃圾填埋場對環(huán)境的影響,并通過專家咨詢、資料收集、室內試驗等方法,研究垃圾填埋的環(huán)境保護措施。
(1)空氣污染是垃圾填埋場最嚴重環(huán)境污染,多是生活垃圾腐敗變質產生。
(2)生活垃圾發(fā)生腐敗變質,產生大量高濃度有機廢水-填埋場滲濾液對當?shù)氐叵滤偷乇硭斐晌廴尽?/p>
(3)未進行垃圾分類是垃圾填埋場環(huán)境污染的重要原因,需要以家庭單元對垃圾進行分類,從源頭上解決垃圾的分類,本小組開發(fā)了家用垃圾分類箱;
(4)廚余垃圾腐敗變質是空氣污染和水質污染的重要原因,需對廚余垃圾進行單獨的無害化處理,本小組開發(fā)了廚余垃圾處理裝置。
參考書目:
1. 黃志中,弓曉峰.山谷型垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液水量計算.江西化工, 2005,1:89