垃圾填埋如果處理不好會(huì)帶來(lái)哪些危害,為了避免這些危害,填埋時(shí)應(yīng)采取哪些措施
二次污染的來(lái)源及危害
1.1垃圾填埋氣
衛(wèi)生填埋場(chǎng)中的生活垃圾含有大量有機(jī)物,它們大多可被微生物厭氧消化、降解,產(chǎn)生大量的垃圾填埋氣體。其主要成分為CH4和CO2,以及其他一些微量成分如N2、H2S、H2和揮發(fā)性有機(jī)氣體等。若不采取適當(dāng)?shù)氖占到y(tǒng)對(duì)填埋場(chǎng)釋放氣體進(jìn)行收集,則釋放氣體會(huì)在填埋場(chǎng)內(nèi)累積,并向場(chǎng)外釋放,對(duì)周圍環(huán)境和填埋場(chǎng)工作人員造成危害,主要有以下幾個(gè)方面。
1)爆炸事故和火災(zāi)。填埋釋放氣體由大量CH4和CO2組成,當(dāng)CH4在空氣中的濃度達(dá)到5%~%,易引起爆炸。發(fā)生在北京市昌平縣陽(yáng)坊鎮(zhèn)的填埋沼氣爆炸事件就是其典型代表。
2)地下水污染。填埋釋放氣體中揮發(fā)性有機(jī)物及CO2都會(huì)溶解進(jìn)入地下水,打破原來(lái)地下水中CO2的平衡壓力,促進(jìn)CaCO3的溶解,引起地下水硬度升高。全封閉型填埋場(chǎng)的填埋氣體的逸出會(huì)造成襯層泄漏,從而加劇滲漏液的浸出,導(dǎo)致地下水污染。
3)加劇了全球變暖。CH4和CO2是主要的溫室氣體,它們會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng),使全球氣候變暖,而CH4對(duì)臭氧的破壞是CO2的倍,產(chǎn)生的溫室效應(yīng)要比CO2高倍以上,而垃圾填埋氣中CH4含量達(dá)%~%。
4)導(dǎo)致植物窒息。CH4雖對(duì)維管植物不會(huì)產(chǎn)生直接生理影響,但它可以通過(guò)直接氣體置換作用或通過(guò)甲烷細(xì)菌對(duì)氧氣的消耗,從而降低植物根際的氧氣水平,使植物根區(qū)因氧氣缺乏而死亡。另外,CH4在無(wú)氧的條件下還能促進(jìn)C2H4的形成。
5)填埋氣中含有致癌、致畸的有機(jī)揮發(fā)性氣體,其惡臭氣味易引起人的不適。
1.2滲濾液
滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過(guò)程中由于發(fā)酵、雨水淋刷和地表水、地下水的浸泡而濾出來(lái)的污水。滲濾液組分較復(fù)雜,對(duì)地面水的污染以BOD、COD表征的有機(jī)污染和氮、磷污染為主,滲濾液中含有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化合物,磷酸酯、鄰苯二甲酸酯,酚類化合物和苯胺類化合物等污染物,即使填埋場(chǎng)封閉后,它們對(duì)地面水的影響仍將長(zhǎng)期存在。滲濾液通過(guò)下滲對(duì)地下水也會(huì)造成嚴(yán)重污染,主要表現(xiàn)在地下水混濁,有臭味,COD、三氮含量高,油、酚污染嚴(yán)重,細(xì)菌、大腸菌超標(biāo)。年夏季,貴陽(yáng)市哈馬井和望城坡垃圾堆放場(chǎng)所在地區(qū)同時(shí)流行痢疾,其原因就是地下水被垃圾滲濾液污染。取樣檢驗(yàn)表明,大腸菌超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)倍以上,含菌量超標(biāo)倍。哈爾濱市韓家洼子垃圾填埋場(chǎng)附近地下水中鐵含量超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn),錳超標(biāo)3倍,汞超標(biāo)倍,細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)4.3倍,大腸菌超標(biāo)倍。
1.3填埋場(chǎng)封場(chǎng)后的景觀污染
考慮到減少運(yùn)輸費(fèi)用,垃圾填埋場(chǎng)通常建在離收集廢物的城市不遠(yuǎn)的地方。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大,當(dāng)初的填埋場(chǎng)將會(huì)被城市發(fā)展所包圍。每個(gè)填埋場(chǎng)都有一定庫(kù)容,當(dāng)達(dá)到使用年限而停止使用時(shí),這些完工的高臺(tái)狀的垃圾場(chǎng)將會(huì)帶來(lái)一系列環(huán)境問(wèn)題。由于填埋場(chǎng)釋放物及封場(chǎng)后的安全問(wèn)題處理不盡人意,公眾將垃圾填埋場(chǎng)看成是一顆將來(lái)人為控制系統(tǒng)失效后會(huì)發(fā)生爆炸的“定時(shí)炸彈”,故許多城市在新填埋場(chǎng)選址時(shí)遇到很大阻力,郊區(qū)農(nóng)民拒收垃圾和反對(duì)在當(dāng)?shù)亟ㄌ盥駡?chǎng)的事件也屢見(jiàn)不鮮,有時(shí)甚至激化為激烈的社會(huì)問(wèn)題。
2防治與處理
針對(duì)垃圾填埋產(chǎn)生的二次污染物,為減少其對(duì)周圍環(huán)境的危害,應(yīng)對(duì)填埋氣進(jìn)行收集利用,對(duì)滲濾液采取措施減少其產(chǎn)生量并收集處理,對(duì)填埋場(chǎng)封場(chǎng)采用合適的封場(chǎng)技術(shù),作好表面覆蓋,盡量做到填埋場(chǎng)釋放物減量化、資源化和無(wú)害化。
2.1填埋氣的收集利用
垃圾填埋氣中CH4含量很高,若能采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑵涫占⒓右岳茫粌H能產(chǎn)生良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益,還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。
目前國(guó)內(nèi)外填埋氣利用的主要途徑有:在蒸汽鍋爐中燃燒用于室內(nèi)供熱和工業(yè)供熱;內(nèi)燃機(jī)發(fā)電;作為運(yùn)輸工具的動(dòng)力燃料;經(jīng)脫水凈化處理后作為管道燃?xì)猓粦?yīng)用于CO2工業(yè)和甲醇工業(yè)。填埋氣的利用分為填埋氣的收集、填埋氣的凈化和終端利用3個(gè)步驟。國(guó)際組織“全球環(huán)境基金”在南京、馬鞍山和鞍山開(kāi)展垃圾填埋場(chǎng)CH4回收與綜合利用示范工程,本文以鞍山市羊耳峪垃圾填埋場(chǎng)的填埋氣利用方案為例介紹沼氣收集方法及利用。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
羊耳峪垃圾填埋場(chǎng)沼氣回收利用方案為:凈化后的填埋氣大部分壓縮裝罐,作為燃料供垃圾運(yùn)輸車使用。剩余部分用于發(fā)電,供垃圾場(chǎng)生產(chǎn)生活使用。
將填埋氣用于發(fā)電的過(guò)程見(jiàn)圖1。
將填埋氣壓縮裝罐用作汽車燃料分為氣體收集、凈化壓縮、儲(chǔ)存、供應(yīng)4個(gè)部分,見(jiàn)圖2。
圖1填埋氣發(fā)電過(guò)程
收集→脫水器→一次加壓→活性碳柱→加熱器→膜分離→二次加壓→儲(chǔ)氣罐→分袋供應(yīng)
圖2填埋氣作汽車燃料
由于最終利用目的不同,壓縮裝罐對(duì)氣體的凈化過(guò)程要求比發(fā)電過(guò)程的高。
2.2滲濾液的防治
為防止?jié)B濾液滲入地下污染地下水,同時(shí)防止地下水侵入填埋場(chǎng)造成滲濾液產(chǎn)生量大幅度上升,增加滲濾液處理量及費(fèi)用,填埋場(chǎng)在建設(shè)時(shí)必須鋪設(shè)完善有效的防滲設(shè)施。防滲材料有粘土、瀝青、塑料膜和人工橡膠等。鑒于我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)條件,大量使用昂貴的人工防滲材料做填埋場(chǎng)襯層是不現(xiàn)實(shí)的。防滲處理應(yīng)因地制宜,可以采用輔助設(shè)施,如當(dāng)填埋場(chǎng)附近土壤的滲透率小于-7cm/s(即液體在襯墊層中每年的移動(dòng)距離為3.cm)時(shí),可以采用天然土壤作防滲層,否則必須采用人工合成的防滲層。為減少滲濾液量,還應(yīng)在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置清污分流設(shè)施,如在垃圾場(chǎng)外設(shè)置截洪溝和疏導(dǎo)渠,以截留和疏導(dǎo)填埋區(qū)上游山區(qū)地表徑流和部分潛水。由于截洪溝的深度有限,部分來(lái)自填埋場(chǎng)上游的地下潛水將進(jìn)入填埋場(chǎng),可能會(huì)增大滲濾液量,對(duì)此可以在填埋場(chǎng)內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)置場(chǎng)內(nèi)雨水引流溝和引流管,利用引流措施來(lái)減少進(jìn)入填埋場(chǎng)的雨水和潛水量。對(duì)于地下水則可以設(shè)置地下水導(dǎo)排系統(tǒng),在場(chǎng)底基礎(chǔ)上鋪上導(dǎo)流層(如粗砂),導(dǎo)流層底部修筑排水盲溝,盲溝中放置多孔導(dǎo)流管。因地制宜地確定填埋場(chǎng)頂面坡度、減少填埋操作作業(yè)面、實(shí)行規(guī)范的填埋操做也可以減少滲濾液產(chǎn)量。滲濾液由于成分復(fù)雜、污染大,在排放前必須進(jìn)行處理。
滲濾液的處理是城市垃圾填埋場(chǎng)正常運(yùn)行的必不可少的環(huán)節(jié)之一,一直都是一個(gè)棘手的問(wèn)題,迄今為止國(guó)內(nèi)外尚無(wú)較完善的能適應(yīng)各種垃圾滲濾液的處理工藝。垃圾滲濾液的處理方法主要有土地處理法、蒸發(fā)法和場(chǎng)外污水處理場(chǎng)處理法。
土地處理包括慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)、地表漫流、濕地系統(tǒng)、地下滲濾土地處理系統(tǒng)以及人工快滲濾處理系統(tǒng)等多種土地處理系統(tǒng)。目前用于滲濾液處理的土地法主要是回灌法和人工濕地法。回灌法,就是將在填埋場(chǎng)底部收集到的滲濾液從其覆蓋層表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場(chǎng),主要是利用填埋場(chǎng)垃圾層這個(gè)“生物濾床”來(lái)凈化滲濾液,在回灌同時(shí)若再配合營(yíng)養(yǎng)添加和pH值調(diào)節(jié)等操作,可以創(chuàng)造一“天然厭氧生物濾池”,充分利用微生物作用縮短垃圾最終降解所需時(shí)間,增加垃圾的壓實(shí)密度,進(jìn)而增加垃圾填埋量,同時(shí)增加滲濾液在填埋場(chǎng)中的停留時(shí)間,使?jié)B濾液污染物充分降解而大大降低其濃度。回灌法主要適用于氣候干旱、滲濾液產(chǎn)生量少的情況。人工濕地是一種與沼澤地類似的具有較高生產(chǎn)力和較大活性、處于水陸交接相的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物三重協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。人工濕地處理污水具有投資低、出水水質(zhì)好、抗沖擊力強(qiáng)、增加綠地面積、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn),這些特點(diǎn)適合我國(guó)國(guó)情,這使廣大中小城市的垃圾填埋場(chǎng)采用人工濕地處理滲濾液成為可能。
蒸發(fā)法就是通過(guò)自然蒸發(fā)或強(qiáng)制手段(機(jī)械的、供給燃料)使?jié)B濾液濃縮成固體,作為固體垃圾處理。把滲濾液抽出并儲(chǔ)存起來(lái)進(jìn)行自然蒸發(fā)時(shí),對(duì)于排放到空氣中的有毒混合物需要進(jìn)行空氣質(zhì)量模擬和監(jiān)測(cè)。使用快速蒸發(fā)器、外力循環(huán)蒸發(fā)器、降膜式或攪拌薄膜式蒸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制和機(jī)械蒸發(fā)。典型的強(qiáng)制性蒸發(fā)需要高能量,它有投資高和運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn),國(guó)內(nèi)填埋場(chǎng)滲濾液處理一般不考慮蒸發(fā)器和強(qiáng)制蒸發(fā)方案。滲濾液場(chǎng)外處理法就是把抽出的滲濾液直接輸送到場(chǎng)外的污水處理廠進(jìn)行處理。在選擇場(chǎng)外處理之前,需要考慮以下因素:可能選定的場(chǎng)地和距離,輸送的滲濾液量、輸送工具和處理費(fèi)用,場(chǎng)外處理場(chǎng)的操作人員和處理容量,輸送之前需要做的前處理,處理期間滲濾液量和水質(zhì)變化情況,場(chǎng)外處理場(chǎng)承受不同水質(zhì)滲濾液的能力。
場(chǎng)外污水處理場(chǎng)是否切實(shí)可行依賴于以上各方面因素。在場(chǎng)外處理廠進(jìn)行滲濾液處理的常用方法有生物處理法如活性污泥法、氧化塘、厭氧濾床、厭氧接觸反應(yīng)器、硝化等,及活性炭吸附、化學(xué)沉淀、密度分離、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、膜滲析、汽提及濕式氧化法等物理/化學(xué)處理法。