垃圾填埋过程范文

时间:2024-04-09 17:57:17

导语:如何才能写好一篇垃圾填埋过程,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

垃圾填埋过程

篇1

关键词:垃圾渗滤液 浓缩液 处理工艺 现状

我国有关部门颁布了新的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008),并规定2011年7月11日后,现有及新建的生活垃圾填埋场都应自行处理渗滤液,且执行新规定的水污染排放浓度限值标准。然而, 我国在现今的渗滤液处理技术之中却仍有许多待解决问题,如:出水总氮的能否稳定达标、由于回灌引起的毒素和盐分累积、浓缩液的处理以及系统内各环节之间的互相制约关系等。因此,如何能选择的一套合理可行的渗滤液处理工艺路线,同时又满足我国所提倡的低能耗、低污染、低排放的要求是垃圾渗滤液技术发展的方向。

一、垃圾渗滤液的特点

垃圾渗滤液是污水处理领域内最为复杂和难处理的一类废水,其成分和水量与填埋场垃圾成份、垃圾处理规模、降雨量、气候温度、填埋操作工艺等多方面因素密切相关。

1. 1 水质的不可逆变化

渗滤液水质随着填埋年限的增长逐年变化,COD、BOD呈现不断降低趋势,而氨氮却维持在较高水平,营养比例严重失调。如果采用了渗滤液回灌方式处理渗滤液或浓缩液,则可能存在填埋系统内的盐分及其他不可降解毒物的累积问题。

1.2 水量的不稳定性

渗滤液通常一年内各季节水量差异很大,通常需要大容积的调节池以调节水量,否则将对渗滤液处理厂造成冲击负荷,影响系统运行稳定。随着填埋年份和垃圾量的逐年增长,渗滤液的全年平均处理量也将发生较大的变化,通常需要对渗滤液处理厂进行改建或扩建。

二、渗滤液处理的工艺组合

渗滤液处理技术的发展历程就是针对国家排放标准的技术更新及提高的过程

2.1 厌氧 + 好氧生化处理

80年代中后期至90年代的渗滤液处理技术处于摸索阶段,主要针对污水中有机物进行去除,通常采用厌、好氧结合的生化处理工艺为主,出水基本可以达到污水综合排放标准的三级标准。目前的针对GB16889-2008的渗滤液处理厂改造项目多属于此类厂。

2 .2 氨吹脱 + 生化处理 + 混凝物化

90年代后期,旧标准GB16889-1997的出台将垃圾渗滤液处理排放标准定为三个级别,部分已建的渗滤液处理厂为此进行了改造,主要以增加物化处理单元为主,当时广州大田山渗滤液处理厂改造采用的主体工艺为“氨吹脱+生化处理+混凝物化”,一般能达到排放标准的二级标准。但是氨吹脱产生的氨气和装置的结构问题制约了此工艺路线。

2.3 上流式厌氧污泥床(UASB)+SBR+CMF+反渗透(RO)

此工艺是我国渗滤液处理具有标杆意义的广州兴丰生活垃圾处理场渗滤液处理系统首期工程的主体工艺。它将膜处理技术引入国内的渗滤液处理领域,生化处理与膜技术结合的处理工艺逐步被推广应用。由于采用了反渗透膜分离技术,渗滤液处理出水能稳定达到一级标准甚至回用水要求。通过在长期的运行、研究和总结,其成功之处以及暴露的问题都为全国渗滤液处理技术发展和探索迈出了重要的一步。

2.4 膜生物反应器(MBR)+ 反渗透(RO)/ 纳滤(NF)

它与2.3工艺类似,是通过多方面的的改进和总结得出的目前国内最为成熟的渗滤液处理工艺。随着膜深度处理技术的发展和推广,此工艺的投资成本也在逐渐降低。

2.4.1 厌氧单元的取舍

填埋场前期较为新鲜的渗滤液可生化性高,采用厌氧单元可减小好氧单元的处理负荷和池容,降低系统运行费用。但对已运行了数年的填埋场而言,水可生化性逐渐降低,高氨氮导致好氧生化系统的硝化和反硝化进程需要较多的碳源,如果再采用厌氧处理,反而会导致好氧生化单元碳源不足。因此,现在许多渗滤液处理厂舍去了厌氧处理环节。

2.4.2 MBR膜生物反应器的应用与改进

MBR膜生化反应器技术采用超滤技术取代传统的二沉池,同时又可以作为后续反渗透(RO)/纳滤(NF)的预处理工序。超滤对微生物完全截留使生化反应器内的污泥浓度从传统活性污泥法的3~5g/L提高到10g/L~30g/L,从而提高了反应器的容积负荷,足以应对高浓度的COD、BOD和总氮的处理需求,占地也大大减少。通常渗滤液处理厂的用地都十分有限,MBR工艺凭借其高效处理和节省占地在渗滤液处理中得到很大的推广和应用。

针对GB16889-2008对氨氮、总氮要求排放值分别为25mgL、40mgL(特别地区为8mgL、20mgL),要求生化部分总氮的去除率是应该达到90%以上,否则后续的膜深度处理难以达到出水标准。要达到高的脱氮效率可以采用复合MBR工艺(有后加碳源的两级A/O-MBR工艺)。碳源选择上,如厂区附近有粪便水、新鲜渗滤液等的可生化性高的污水可考虑作为廉价碳源,如无则需要外购碳源,价格较为昂贵。

2.4.3 反渗透(RO)和纳滤(NF)的应用与组合

反渗透可截留几乎所有污染物,仅有水、少数极小分子和低价离子能通过反渗透膜,对生化部分的要求相对NF低很多,因此,反渗透是确保渗滤液稳定达标排放的一道坚固防线。但是,截留率越高就意味着RO浓缩液的问题更加难解决。

纳滤对污染物的截留能力不及反渗透,要求生化部分对总氮的去除率达到99%以上,能耗和投资都付出了较大的代价,否则出水难以保证达标。但NF对一价盐离子不作截留,可把不可降解的大分子有机物截留却使盐份随出水排出,因此纳滤对采用回灌措施的填埋场可缓解盐分的富集。此外,节约运行成本较低,反渗透操作压力一般在0.3MPa~0.6MPa,而纳滤为0.07MPa左右,同时NF的产水率也比RO高。

选择反渗透还是纳滤一直都是许多业主为难的问题,其选择与当地政策以及浓缩液的处理政策有关。在建的长沙市渗滤液处理改造工程采用的就是纳滤和反渗透作配比组合应用。

2.5 MVC蒸发处理工艺

机械压缩蒸发MVC处理工艺是一种用纯物化方式进行液体浓缩的装置。MVC蒸发浓缩技术理论上可行,但国内仍未有稳定运行的实例,其结垢和清洗问题、反应器的材质及寿命、蒸馏液中的氨后续处理,药剂的消耗都是有待解决的突破口。需要指出的是MVC蒸发处理工艺也会产生浓缩液,其浓缩液的去向与处理也是问题。

三、浓缩液的处理

目前,许多填埋场采用回灌方式处理渗滤液或浓缩液,导致不可降解有机物和盐分在系统内不断积累,最终将会导致生化系统和膜处理系统的崩溃。随着回灌的弊端日益显现,浓缩液的去向和处理问题变得十分迫切。越来越多业主明确禁止浓缩液回灌,并且要求提出切实可操作的处理措施。理论上说,蒸发工艺用于处理浓缩液是可行的,而非直接处理渗滤液原液,从生态系统物质循环的角度考虑,生化部分可将大部分C、H、O、N元素回归大自然,剩下的不可降解有毒性的浓缩液则采用蒸发技术进行高度浓缩最终固化填埋;浓缩液也可通过高效絮凝沉淀去除大部分有机物和盐分后通过多级氧化改变污水的可生化性回流生化系统。这两项技术仍未有已成功运行的实例。

四、结语和建议

渗滤液处理工艺路线的设计需从填埋场系统整体考虑,应满足:可抗高的水质、水量冲击负荷;高效的有机物去除和脱氮能力;高的运行稳定性;较低的运行和能耗;浓缩液的尽可能减量化等,且注意填埋场系统内各个环节的相互制约关系,避免恶性循环。

膜生物反应器(MBR)+反渗透(RO)/纳滤(NF)工艺是目前最为成熟和稳定的渗滤液处理工艺。采用后加碳源的两级AO复合MBR处理技术可使可生化性较差的渗滤液在生化部分的脱氮效率达到90%以上,保证后续膜深度处理的效果,使出水稳定达标。

受到技术、政策和标准的限制,如何在厂内解决浓缩液的处理是一个更加棘手的问题,需要更多业者的探索与实践,为浓缩液找到一条合理的出路。■

参考文献

[1]刘疆鹰等.大型垃圾填埋场渗滤液COD的衰减规律[J].同济大学学报,2000,28(3).

[2]袁维芳.反渗透法处理城市垃圾填埋场渗滤液[J].水处理技术,1997,23(6).

[3]杨协栋等.新型MBR工艺对垃圾渗滤液TN去除的研究[J].四川环境 ,2007,26(4).

篇2

关键词:垃圾填埋场;常见问题;治理;二次污染;植被恢复

中图分类号:X70 文献标识码:A

随着城市经济的不断发展和人们生活水平的提高,每天源源不断产生的大量生活垃圾,已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。目前,垃圾填埋是最常见的垃圾处理方法,具有投资少、处理费用低、处理量大、操作简便等特点,已经在世界上许多国家得到广泛应用。据统计,我国80%以上的生活垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的简易填埋法。但填埋也存在着诸多问题,不仅污染环境、产生对环境有较大污染的有害气体,对周边居民的身体健康造成直接威胁,还可能存在较大的安全隐患。因此,对存在问题的垃圾填埋场进行治理及生态恢复,是社会发展过程中必须解决的紧迫问题,值得我们深入研讨。

1 生活垃圾填埋场常见问题分析

当前,我国80%以上生活垃圾填埋场基本采用堆放方式。其中,大多数生活垃圾填埋场处于运行时间过长、管理不善、未做封场覆盖、垃圾渗滤液已对周边环境造成污染的局面。常见的问题有:

(1)由于长时间的堆放,十分容易滋生蚊虫,散发臭气,污染环境,并且有机物在厌氧条件下分解,往往会产生对环境有污染的有害气体,如CH4、H2S、CO2等,特别是CH4气体浓度含量达到一定程度时容易发生爆炸、火灾;

(2)生活垃圾在分解过程中产生的渗滤液,对周围环境和地下水造成严重的威胁;

(3)随着垃圾堆体的升高,填埋场也会出现大的安全隐患。

2治理目标

在治理的过程中,必须减少生活垃圾在分解过程中会产生的渗滤液,同时使地表水迅速排走而不渗到垃圾堆体中,还要控制垃圾分解产出气体的扩散,做好生活垃圾与人群、植物等外界环境的隔离建设工作。

3 垃圾处理场简介

某垃圾处理场处理场占地约10hm2,垃圾堆体呈不规则多边形,近似圆形,垃圾堆体平均厚度20多米,最大厚度达35米以上。到目前为止该场已累计接纳生活垃圾200多万吨。该场自1986年建成投入使用后,除作为垃圾堆放场使用外,还接纳少量粪便和几万吨市政污泥。该场场底没有按标准进行防渗处理,属于简易垃圾填埋场。

4治理方案的制定

我国对生活垃圾填埋场的治理广泛采用就地封场治理、异地卫生填埋、筛分后异地处理3种方式。

4.1就地封场治理

这是目前处理垃圾填埋场普遍应用的办法。通过对垃圾堆体进行必要的整形,修筑平台、便道、边坡排水渠与雨水边沟,对渗滤液进行定向收集导排,然后对垃圾堆体进行最终覆盖及植被恢复,并建设填埋气体集中收集处理系统,最终达到消除垃圾堆体的安全隐患及产生的臭味,有效减少渗滤液产生量,有效控制处理填埋气体及渗滤液对周边环境的污染,改善景观达到生态恢复的目的。

该方案具有施工工期短、见效快、费用低,操作比较容易,建成后可避免对周围环境造成污染,土地资源可得到开发利用等优点。缺点是渗滤液污染虽然可以得到有效控制,但短期内还会有少量渗滤液渗入地下,污染地下水。

4.2异地卫生填埋

该方法是将堆存的垃圾清运至标准的卫生填埋场进行卫生填埋,以达到彻底消除垃圾填埋场污染的目的。前提条件是,该地区必须具有按国家标准规范建设的垃圾卫生填埋场,并同时具有足够的接纳处理能力。

异地卫生填埋方案可彻底解决垃圾填埋场的污染问题,原场址可得到再次开发利用。缺点是清运及处理成本高,运输过程中可能造成二次污染,仍需再占用新的土地资源。

4.3筛分后异地处理

将现存垃圾进行筛选,筛上物转运至生活垃圾焚烧发电厂,筛下物堆肥或就地填埋。如需处理已堆存的200万吨陈腐垃圾,尚需增加筛分处理设施及相关设备,将需要较长的处理周期和较高的运行费用。该方案垃圾资源化、减量化效果明显,但由于垃圾堆体中含有大量的建筑垃圾,灰土含量较高,筛选困难,可利用成分少,大量筛下物仍需要填埋处理。

4.4治理方案的确定

由于异地卫生填埋和筛分后异地处理都需要具有一定接纳处理能力的卫生填埋场为依托,且目前标准的垃圾卫生填埋场除接纳每天产生的新鲜垃圾外,无富余能力接纳陈垃圾,大大制约了这2种方案的实施。因此,结合实际情况,并经可研报告的充分论证,该垃圾处理场综合整治工程最终采用了就地封场治理方案。

根据该场的实际情况制订适宜的设计方案并采取必要的工程技术处理手段。

(1)对垃圾堆体进行整形、压实和覆盖,消除安全隐患;

(2)封场覆盖系统的确定;

(3)控制垃圾渗渗液对地下水的污染;

(4)集中收集处理填埋气体,消除臭味;

(5)恢复植被,改善景观;

(6)建立封场后的监控体系。

5垃圾堆体整形

垃圾堆体整形应在勘察分析并制订针对场内发生火灾、爆炸、垃圾堆体崩塌等填埋场安全隐患的前提下进行,其目的是消除填埋作业中不规范运行所带来的安全隐患,尽量减少不均匀沉降,为封场覆盖系统提供稳定的工作面积和支撑面。堆体整形时,要求垃圾分层压实密度应大于800kg/m3,垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。同时,CJJ112—2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程规定,设置台阶式收坡时,台阶宽度不宜小于2m,高差不宜大于5m。

台阶和高差的要求,规范从堆体稳定性等方面已做了充分的考虑,但从实际工程案例看,笔者认为,台阶和高差的设定,要充分考虑施工作业机具的运行、封场后期养管、堆体排水沟设置、堆体占地面积、堆体现有库容量与整形后堆体容积之间相互关系等因素,建议台阶宽度2-4m、高差5-10m为宜,台阶间边坡不宜大于1∶3,垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。

目前,该垃圾处理场道路和排水系统不完善,填埋厚度差异较大,坡度较陡,垃圾摊铺面积较大,如按现状封场覆盖则浪费土地资源,存在不安全因素,且极不经济。

因此,制订堆体整形方案时,制订了在保证堆体稳定、施工便利、便于堆体排水沟设置等因素的前提下,反复测算堆体现有库容量与整形后堆体容积之间的关系,用较小的占地面积消纳现存的全部垃圾,以便环场道路和雨水边沟等设施的设置,并取得了较好的效果。

6覆盖层结构的确定

CJJ112-2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程要求填埋场封场必须建立完善的封场覆盖系统,其结构由垃圾堆体表面至顶表面顺序应为:排气层、防渗层、排水层、植被层,并对各结构层的材料和技术参数提出了具体要求。

通过对丹麦、比利时、意大利、德国、荷兰、美国、加拿大等欧美国家填埋场终场覆盖系统的分析总结,表1给出了以上各国对覆盖结构层的设置、结构层材料、取值范围和技术要求。

从表1可以看出,欧美国家填埋场封场覆盖系统基本上包括基础层、阻隔层(也称防渗层)、排水层、营养层、植被层5部分。与我国封场技术规程相比,除缺少排气层外,个别指标的技术要求要远远高于我国的封场技术规程要求。

通过充分的比选和论证,本工程防渗层决定选用1.0mm厚的HDPE膜,封场覆盖系统结构层确定为基础层+防渗层(HDPE)+排水层+覆盖支持土层+植被层(包括植被土和植被)的结构形式。

7垃圾渗滤液污染防控措施

垃圾渗滤液污染防控措施应在充分分析影响垃圾渗滤液产生量的因素前提下制订。影响渗滤液产生量的因素比较复杂,主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、地表径流和水分蒸发等。

针对本垃圾处理场不存在地下水的侵入,也无地表水流入的特点,制订了严格控制降水渗入垃圾堆体(即产生量控制),及时将垃圾堆体内已有渗滤液导出,逐步将垃圾渗滤液水头降到最低,从而达到控制和消除垃圾渗沥液污染目标的防控技术路线。

根据确定的防控技术路线,制订的垃圾渗滤液产生量控制措施如下:

(1)对垃圾堆体进行整形,以利垃圾堆体封场后雨水径流;

(2)封场时,在堆体上设立畅通的雨水导排系统,及时将降水排出;

(3)铺设防渗层,降低封场覆盖层的渗透系数;

(4)在垃圾堆体四周修筑环场道路和雨水边沟,将垃圾堆体和周围环境隔离,防止雨水和洪水浸泡垃圾堆体。

由于垃圾堆体底部的渗滤液水头最高,堆体底部的垃圾含水率最高,应在垃圾堆体周边底部设置渗滤液导排盲沟。

渗滤液导排盲沟最后汇集到渗滤液储池,用吸污车将渗滤液送至附近标准垃圾填埋场的渗滤液处理站。

8填埋气体收集处理系统

填埋气体导排系统按有无抽取设备分为主动导排系统和被动导排系统。被动导排系统一般用于小型垃圾填埋场或对填埋气体扩散要求不高的填埋场。该系统受大气压力等条件影响较大,稳定性较差。该系统虽然能将填埋气体导出,但不能长期维持足够的压力进入处理系统。

主动导排系统与被动导排系统相比能更有效地控制和收集填埋气体,多用于对周围环境要求较高及建设填埋气体回收利用设施的填埋场。可以有效提高收集率并加速填埋堆体的稳定化速度。所以垃圾填埋场封场治理宜优先选用主动导排收集系统对填埋气体进行集中收集处理。

通常情况下,垃圾填埋场的填埋气体导排井的设置比较简单或根本没有,治理时应重新设置竖型导气井。对于规模较小或使用时间较长的填埋场的填埋气体,一般采用火炬点燃消除污染。火炬分为敞开式火炬和封闭式火炬。封闭式火炬投资高,敞开式火炬投资低,运行维护费用低,管理与维护简单。所以本工程填埋气处理采用了开放式火炬系统。

9植被恢复

植被层是封场覆盖的重要组成部分,是封场覆盖的最后一个环节,也是最重要的环节之一。植被层应由植被土和植被组成,以保护填埋场覆盖层免受风霜雨雪的侵害。同时,植被层为填埋场最终的生态恢复层,它能美化周边环境,防止雨水冲蚀土壤,利于雨水径流的收集及导排。

结合填埋场特定的环境条件,参考相关工程实例,本工程建议植被恢复选定栽植草坪。这不仅因为草坪具有保护、改善、美化环境的功能,更主要的是草坪覆盖成效快,对填埋场主体影响最小。

填埋场植被层草地为斜坡植草,所需草种应具备抵抗不良环境;根系发达,生长迅速,在短期内覆盖地面,抵御杂草;具有多年生习性,可靠匍匐枝、地下茎、根蘖、分根等繁殖,固土能力强;还具有抗旱性强、生命力旺盛、耐盐碱能力强、抗病虫能力强、管理粗放等特点。

由于植被生长的地域性要求,制订植被恢复方案时,建议设计部门与当地园林绿化相关单位咨询后再作出选择。

10封场覆盖后的监控养护措施

垃圾堆体稳定化是一个漫长的过程,一般需要几十年,所以需要密切监控垃圾堆体的生化反应状况,及时发现问题并采取必要的措施。

结语

尽管垃圾填埋在抑制垃圾污染上发挥着不可替代的作用,但是也不能忽视垃圾填埋场存在的安全隐患和垃圾堆体对周围环境的污染问题。因此,必须针对垃圾填埋场实际情况,因地制宜的制定治理措施,以有效减轻其对环境的负面影响。同时还有在管理上加强监管,提高管理水平,积极开展适合垃圾填埋场的污染治理与植被恢复工程。

参考文献

篇3

关键词:城市垃圾 礼县 填埋法

中图分类号:X799 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-0-03

城市生活垃圾是人们生活中产生的综合废弃物。在收集运输和处理处置过程中,其本身含有的和产生的有害成分会对大气、土壤和水体造成污染。不仅严重影响城市环境质量,而且威胁人们的身体健康。同时,随着城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高,城市垃圾的不适当堆放,已经产生了世界范围内的人类健康和环境问题,对其进行有效控制和处理处置,成为各国广泛关注的问题之一[1-4]。文章以甘肃陇南礼县的垃圾处理为例,系统地开展小城市生活垃圾处理技术研究,具有十分重要的学术和现实意义。

礼县位于甘肃省东南部,隶属陇南市,总人口49.54万人,其中城区人口4.2万人,垃圾处理的好坏直接影响城市环境、居民的身心健康和生活质量。近年来,随着礼县县城人口的增长、人民生活水平的提高、消费结构的变化,生活垃圾的产生量逐年增长。

1 生活垃圾生产量

礼县城区2012年人口约为4.2万人,依据《礼县县城总体规划》及相关基础资料,规划至2021年人口为6.0万人。生活垃圾日产生量现状约为41.5 t/d,城区生活垃圾的年产量的增长速度为3%,10年间城区生活垃圾的平均产生量为50.1 t/d,处理垃圾总量18.3×104 t。

2 垃圾填埋处置措施

2.1 垃圾收集

对城市主、次干道过往行人产生垃圾采用道路两边设置果皮箱的方法进行收集;对城市商业区、居民聚居区生活垃圾采用塑料袋袋装,定时、定点集中收集;简易垃圾箱和城市边缘地带或零散居民点进行定点不定时的集中收集(图1)。

2.2 垃圾卫生填埋场处理

2.2.1 填埋场规模

根据日处理生活垃圾量和生活垃圾压实累计量确定填埋场规模,累计时间以10年为标准,规模小,既可以节约资金,又可以随着技术的进步进行较短周期的更新,礼县县城垃圾场的规模为45248 m2(约合68亩)。

2.2.2 处置方法选取

对城市生活垃圾的处理方法很多,有露天堆放法、堆肥法、生物降解法、焚烧法和填埋法等。其中露天堆放法尤为污染环境、影响人类健康,此方法已为大家所放弃[5-6]。现在使用较多的是后4 种方法[7-8],其中,堆肥法处置后所产生的肥料由于肥效差,不为农民欢迎;生物降解法成本高且只能处理有机可降解垃圾;焚烧法成本高且只能处理可燃成分,灰烬及不可燃部分还须填埋处置,焚烧过程中易造成二次污染,大多数城市不常使用此法。目前,普遍采用的是填埋法,其优点是:(1)处置彻底,不论废物是有机的还是无机的,是可燃的还是不可燃的,均可不加分选地放在一起填埋;(2)处置成本低廉,其成本是焚烧法的1/15~1/8,堆肥法的1/5~1/3。

2.2.3 工艺流程

根据以上垃圾填埋方法的对比、城市生活垃圾卫生填埋技术标准、规范的要求等,礼县城区生活垃圾填埋方法选用填埋法。其固体废弃物的处置工艺为倾卸、推平、压实、覆土和再压实等操作过程[9-10](图2)。

2.2.4 填埋作业方式

垃圾填埋分单元操作,考虑到每日处理的垃圾量和推土机的有效作业距离,以一日作业量为一个作业单元。每日平均生活垃圾填埋量为50.1 t/d,压实容积为58.9 m3,作业单元长10 m,平均每日进展宽度2.36 m。作业法采用平面分层法,完成一个单元(一日垃圾)的填埋,即垃圾压实高度达2.5 m( L×W×H=10 m×2.36 m×2.5 m=59.0 m3),覆盖土0.2 m。雨天可在垃圾层上铺设碎石土,便于作业(图2)。

2.2.5 压实、覆盖、消毒

垃圾填埋场的压实可以有效的增加填埋场的容纳能力,延长填埋场的使用年限,减少填埋场的沉降量,增加堆积物边坡的稳定性,是填埋场作业中很重要的工序。填埋场垃圾的推覆采用TY160推土机进行推铺,并进行碾压作业。填埋作业面为10~15 °斜坡面,填埋时,推土机往下推,每次摊铺垃圾厚度0.4~0.45 m(垃圾容重按0.6 t/m3计),并来回碾压5~8次,每次压实的范围必须有1/3覆盖上次的压痕,压实后的垃圾厚度为0.3 m。每日填埋完毕,摊铺0.2 m厚的覆盖土,为防止填埋场的鼠类和鸟类的繁衍和蝇、蛆孳生,必须要做到当日垃圾进行喷洒药水或石灰进行消毒。

2.2.6 垃圾填筑边坡

垃圾堆埋高度应低于25 m,堆埋边坡按分层错台的形式,每层垃圾(加上日覆盖土层厚度0.2 m)堆埋厚度2.7 m;边坡1∶3,每级留2 m宽的平台,每三级留5 m宽的平台(图3)。

2.2.7 填埋过程的封场及轻质垃圾的防飞散措施

因垃圾中含有细粒及轻质物体,在遇有风天气会随风飘扬,因此必须考虑大风对垃圾填埋时及已填埋垃圾堆的影响。在垃圾填埋至顶部时为防止大风吹走已填埋的垃圾,必须要边填埋边进行封场作业。封场覆盖层主要采取以下措施:在0.2 m厚的日覆盖土上铺一层0.3 m厚的碎石排气层,上面再铺一层0.35 m厚的防渗粘土层,其次再铺一层0.3 m厚的粗砂排水层,最上层是0.7 m厚的营养土植被层(包括20 cm厚的营养植被层和50cm厚的覆盖支持土层),最后在营养土层上铺设一层土工格栅,土工格栅的抗老化年限可达70年,在土工格网中间种植浅根植物,既可以绿化环境又能够保持水土,防止大风吹走覆盖土层。

为防止垃圾填埋作业过程中轻质垃圾的飞扬,在填埋工艺上应做到当日垃圾当日覆盖,在工程措施上考虑在作业面周围设置一道临时移动式防护围栏,随着作业面的不同而不断移动临时防护围栏的位置,从而保证作业面上的垃圾不到处飞扬,并且由垃圾处理场派专人对防护围栏上的轻质垃圾进行及时清理、及时掩埋。

3 填埋区场地整平

3.1 库底整平

为了防止渗沥液对场区周围地表水和地下水的污染,垃圾填埋场库区必须采取严格的防渗措施。为保证库底防渗层的质量,便于场区垃圾渗沥液的收集顺畅,整个填埋库区的场地需进行平整。

场地平整时尽量利用天然地形,对沟谷底部进行回填或削平处理,使其中线形成自沟谷上游至下游大于5%的坡度,在垂直于沟谷中线的方向形成自沟谷两边至沟谷中线3%的坡度。沟谷底部整平后应进行压实处理,压实系数不小于0.93。

3.2 库底侧壁整平

沟谷边坡整平时,在满足最大坡度不大于1∶1的情况下,尽量利用天然地形,当自然边坡坡度大于1∶1时,应将其整平为坡度1∶1边坡,当自然边坡坡度小于等于1∶1时,只对边坡表层的腐植土进行开挖清除处理,清除厚度不小于0.3 m。

4 渗沥液的收集与处理

4.1 渗沥液产生量计算

4.2 渗沥液的收集

垃圾渗沥液的收集系统应能有效的导排垃圾渗沥液,避免垃圾堆体内积水,以利于垃圾填埋物的压实与填埋后的稳定。垃圾渗沥液的收集系统包括渗沥液导流层、渗沥液收集管和导气竖井等。

4.2.1 渗沥液导流层

本场地不具备自然防渗的要求,设计采用人工防渗。填埋场库底防渗采用“HDPE膜+压实土壤的复合防渗结构层”,库区土质侧壁采用“HDPE膜单层防渗结构层”,库区基岩侧壁采用“HDPE膜+GCL的复合防渗结构层”。在防渗层结构中的300 mm厚卵石层为渗沥液导流层,卵石粒径为15~35 mm。

4.2.2 渗沥液收集管

渗沥液收集管按整平后的场地沿北―南方向布置在场区中部,其坡度与沟谷底部平整坡度一致。

渗沥液收集管布设于渗沥液导流层的盲沟之中,渗沥液收集管为D355HDPE管,与竖向导气井一起构成渗沥液收集的管网系统,渗沥液汇总后排入污水调节池中。

4.2.3 竖向导气井

为了便于渗沥液的收集与导排,平面上布置了竖向导气井,竖井为直径1.0 m,间隙5 cm的钢筋网,内衬土工布,用碎石填充。石笼中间布置D250HDPE垂直排液导气花管,其作用是对气体产生向上和对渗沥液产生向下的导排作用。

主钢筋骨架与每层垃圾填埋高度(包括日覆盖土)2.7 m相同,随填埋高度向上逐层接高。

垃圾填埋过程中,产生的渗沥液经竖向导气井下渗到库底导流层,通过渗沥液收集管进入污水调节池,而垃圾产生的填埋气向上排至管口点燃排放,若填埋气的产量及质量均达到可利用价值时回收利用。

4.2.4 渗沥液的处理

根据礼县县城污水处理现状及县城经济状况,单独建立污水处理,投资较大,处理成本较高,而礼县的蒸发量远远大于降雨量,并且经过理论计算,在不利条件下垃圾产生的渗沥液也较少,仅为371.61 m3/d,因此本工程对渗沥液处理采用回喷法,即将污水调节池中的渗沥液用潜污泵喷洒于填埋垃圾堆体上进行蒸发处理。用此种方法既处理了垃圾渗沥液、加速了垃圾堆体的稳定化过程,又减少了工程投资。

5 结语

(1)礼县城区生活垃圾处理采用卫生填埋的工艺是符合我国垃圾处理无害化、减容化、资源化的技术政策。

(2)本垃圾处理场充分利用沟谷荒地,交通方便,远离居民区,是较为理想的垃圾处理场场址。

(3)对本垃圾填埋场进行防渗是必须的,采用人工材料进行防渗经济合理,效果最好。

(4)采用回喷净化系统进行垃圾渗沥液处理的方案,工艺简单,技术可靠,运行方便,经济合理。

(5)垃圾填埋气在本次设计中只进行导排的处置方式。在通过产气检测,数据积累后,填埋气的产量及质量均达到可利用价值时,可考虑采用建立填埋气利用系统达到资源回收的目的。

(6)垃圾处理场的建设不仅有效地利用了国土,而且对改善礼县的投资环境起到了积极的作用。

参考文献

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[10] 礼,朱申红.城市生活垃圾的综合处理技术及污染防治对策研究[J].城市环境与城市生态,2002(4)25-27.

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关键词:城市生活垃圾;填埋气体;产气影响因素

中图分类号:R124文献标识码: A 文章编号:

我国在处理城市垃圾的过程中,所使用的方法主要有卫生填埋、焚烧、堆肥等三种。与焚烧及堆肥两种处理方法相比,卫生填埋除了具备成本低、操作简单的优势外,对科学技术的要求也不高,由此被广泛应用到各个城市中。但在实际应用中,这些城市垃圾一旦填埋后,在长时间的反应下会产生大量的填埋气体,这些气体除了成分复杂外,还对人体有着一定的毒害作用。与此同时,作为填埋气体中的主要成分之一——甲烷,其产生的温室效应要远远大于二氧化碳,且从化学角度对其分析,甲烷还属于易燃易爆气体。由此可见,若将这些填埋气体肆意的排入大气中,除了会严重污染空气外,还会发生危险事故,危害人民的生命财产安全。但从另一角度出发,若能对这些填埋气体进行科学、完善的管理,则能够在原有的基础上实现“变废为宝”的发展模式,使其在产生相应的经济效益及社会效益的同时,推动城市发展。在此,本文从以下几个方面出发,对城市生活垃圾填埋场填埋气体的产生、影响及处理,做简要分析:

一.城市生活垃圾填埋对环境造成的影响

面对当前越来越多的城市生活垃圾,在采用卫生填埋的过程中,经过长时间的化学反应,这些填埋垃圾能够产生大量的填埋气体。受填埋垃圾种类及填埋量的影响,填埋气体不仅成分复杂,而且产生的量也越来越多,若不能及时采取措施进行完善,将直接影响着城市环境及人们的身体健康。针对当前城市生活垃圾填埋对环境造成的影响,主要体现在以下几个方面:首先,面对当前温室效应越来越严重的趋势,填埋气体的大量排入,能够进一步加强地球温室效应。而产生这样局面的核心因素在于填埋气体中的甲烷。其次,经过卫生填埋后的垃圾,其散发的气体在吸入人体后,会对人体的内脏器官造成损害,再加上这些气体多属于易燃易爆气体,若不注意,极容易发生爆炸事故,造成严重的人员伤亡及财产损失。最后,在对城市生活垃圾进行填埋后,垃圾场周围都会充满填埋气体,一些垃圾在时间长之后,会产生大量的液体,这些液体通过渗入,直接威胁着地下水资源及土壤资源,并由此形成循环污染。由此可见,城市生活垃圾填埋在实际应用中,对环境仍有着极大的影响。

二.垃圾填埋场填埋气体的性质

针对垃圾填埋过程中产生的填埋气体,要想对其进行妥善处理,其基本前提在于了解这些填埋气体的性质及产生因素,只有这样才能采取与之相符的管理措施,确保填埋气体的正确处理。针对这些填埋气体的性质,主要体现在以下几个方面:

(一)产气影响因素

一般来讲,填埋气体在生产形成中,其产量与垃圾的组分、填埋容积、填埋度、集气设备、垃圾含水量以及大气温度有着直接联系。结合笔者多年的工作经验及实地总结能够看出,如果垃圾组分中,含有大量的有机物、填埋区容积较大、填埋度深、填埋场地气温越高,则填埋气体的产量就会越高。除此之外,针对填埋体气体的产量,还与垃圾自身的含水量有关,若垃圾含水量超过垃圾干基重量时,也会在填埋的过程中产生大量的填埋气体;若垃圾填埋的温度超过30摄氏度时,所产的出的气量也会增大。由此可见,在影响填埋气体产气量的过程中,有着众多影响因素,但在实际分析中,仍需要本着一切从实际出发的原则,对这些因素进行仔细分析。

(二)填埋气体的危害

通过研究发现,在这些垃圾填埋气体中,其主要成分为甲烷与二氧化碳,且甲烷作为一种高热值的可燃气体,如果得不到管理人员的妥善处理,将会产生爆炸等严重后果;相对而言,若能对其妥善处理,甲烷自身则有着极大的经济效益。结合甲烷的化学性质能够看出,甲烷作为一种无色无味的有机气体,在空气中的含量达到5%——15%时,就会成为极易爆炸气体。在整个垃圾填埋中,所产生的填埋气体会沿着垃圾场阻力最小的通道水平进行垂直扩散,导致在有限的地下空间内聚集了大量的甲烷气体。总体而言,填埋气体的危害,归纳起来主要体现在以下几个方面:

第一,在城市生活垃圾填埋中,填埋活动一旦接受,则整个填埋库区将处于完全封闭状态,且随着填埋时间的积累,填埋气体也会越来越多。大量的填埋气体聚集在垃圾填埋场内,导致垃圾填埋场的内压力不断升高,在引起填埋气体迁移的同时,还会引起垃圾填埋场以外的地方出现爆炸现象。

第二,在这些填埋气体中,有着一定含量的硫化氢,这一物质能够产生严重的恶臭,对垃圾填埋场周围的环境有着极大的威胁。

第三,除了甲烷之外,填埋气体中还有着大量的二氧化碳,这些二氧化碳遇到水后,会溶解形成大量的碳酸,并由此增加了地下水的硬度,导致地下水出现硬化状况。

第四,大量的甲烷与二氧化碳,能够聚集在植物的根本,在阻止空气进入的同时,还会造成植物根本出现缺氧状况,抑制植物的呼吸作用,在影响植物自身生长的同时,还对影响着垃圾场周边的绿化效果。

(三)填埋气体的净化与利用

针对大量的垃圾填埋气体,若能对其进行净化利用,除了取得必要的经济效益外,还能造成不必要的污染,在推动城市发展、保证人民身体健康中有着极其重要的作用。在对填埋气体进行净化前,需要管理人员对填埋气体中的水、二氧化碳、氮气、氧气、硫化氢等成分进行准确的分析,以便在处理时能够将垃圾填埋气的热值降到最低,同时在高温高压的条件下,还能起到必要的抗腐蚀作用。在这些气体的实际应用中,多数城市选择将其用作锅炉燃料,用以城市的采暖及热水供应。因而在使用时,对气体的净化工作则会简单很多,甚至可以直接进入锅炉燃烧,在具备设备简单、投资少的同时,还能带来一定的经济效益。

三.针对城市生活垃圾填埋场填埋气体的优化措施

面对当前大量的垃圾填埋气体,若能采取必要的优化措施,不仅能实现垃圾气体“变废为宝”的利用模式,还能减少垃圾气体对环境造成的污染,在城市发展中有着极其重要的作用。一般来讲,在对城市生活垃圾填埋场中的填埋气体,要想对其进行充分利用,除了需要必要的技术支持外,还离不开相应的设备资金,这些,并非一人两人或一个部门就能完成的,它需要当地政府部门的帮助与指导,只有这样才能真正达到填埋气体的优化利用。当前,针对城市生活垃圾填埋场填埋气体的优化措施,主要体现在以下几个方面:

(一)填埋气体的导排与收集

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关键词:垃圾填埋;环境问题;治理途径

中图分类号:R124文献标识码: A

垃圾填埋是我国目前大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法。据统计,目前有85%的城市生活垃圾采用填埋处理。根据工程措施是否齐全、环保标准能否满足来判断,可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三个等级。即简易填埋场(IV级填埋场)、受控填埋场(III级填埋场)、卫生填埋场(I、II级填埋场)。而垃圾填埋最大优势在于具有技术成熟、处理费用低等优点,是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式;但是,填埋的垃圾并没有进行无害化处理,残留着大量的细菌、病毒;还潜伏着沼气重金属污染等隐患;其渗沥液还会长久地污染地下水资源。因此,垃圾填埋造成生态环境破坏问题,还需要采取一定的治理措施,才能使我国的生活垃圾处理更为合理化、科学化。

1、生态填埋技术的提出和意义

我国对城市生活垃圾的处理绝大多数采用填埋法。许多垃圾填埋场在达到使用年限后,一般仅对表层进行简单的土壤覆盖处理。采用这种填埋技术会对周围的环境造成较大的危害。在国内每年要花费大量的人力、物力用于城市生活垃圾的清运和处理,而一些发达国家垃圾的收集、运输、循环利用、最终处置已经成为一个重要的产业。并开展了多项基础性的研究工作。例如,受到国家自然科学基金资助的项目就有“生活垃圾地毯式草皮及植生带环境生态工程研究”、“垃圾焚烧二英类有机污染物的排放与控制规律研究”、“固体垃圾填埋场的静力与动力稳定及防治方法”、“城市生活垃圾可持续的填埋处理及渗沥液控制技术”、“垃圾洁净燃烧能源化利用的关键基础研究”等。而生态填埋技术是在传统的垃圾堆放填埋基础上发展起来的垃圾处理技术。90年代已发展成为较成熟的技术,与传统的垃圾堆填处置方式相比,生态填埋具有如下特点:需经过科学选址;需建设符合环保要求的工程设施;需按技术规范填埋作业;饱和后要进行封场和封场后的维护管理。目前处理城市垃圾的方法主要有生态填埋、焚烧和高温堆肥等。本文就针对生态填埋技术在城市垃圾处理中的应用进行分析。

2、传统垃圾填埋技术存在的突出问题

2.1、填埋气体对环境的影响问题

所谓的填埋气体是指垃圾在被集中到填埋场经填埋处理后,填埋场内部微生物的厌氧降解活动会使大部分的有机垃圾转化为气态的最终产物――即以甲烷和二氧化碳为主要成分的填埋气体。所以甲烷和二氧化碳为主要成分的填埋气体对环境的影响与破坏主要体现在以下四个方面:首先是造成大气的污染。一方面是释放大量难闻的气体的成分中具有一定的毒性,因而也会对附近公众的健康构成危害。另一方面是填埋气体导致其周边地区臭氧气体的形成,从而增加当地居民患癌的潜在可能性;其次是对地下水的污染。一些挥发性的有机污染物可以随着填埋气体的扩散迁移到垃圾填埋场周围的地下水中,从而对地下水资源形成污染;第三是加重温室效应。在目前已知的30多种温室气体组成成分中,最重要的就是二氧化碳、甲烷与一氧化二氮。显然,以甲烷与二氧化碳为主要成分的填埋气体必将会导致温室效应的加强;最后是易于造成对植被的破坏。生长于填埋场周边的植物,由于其根系附近的氧气直接被填埋气体所替换或者被甲烷氧化细菌所消耗,因而很容易窒息死亡。另外,高浓度的二氧化碳与填埋气体中的有毒微量气体成分也会影响到植物的正常生长。

2.2、垃圾填埋场引发次生环境问题

垃圾填埋场的存在及其处理方式还会引发其他相关的环境问题。比如是引起地面沉降问题和占有大量的土地资源。随着垃圾成分的不断降解以及淋溶损失,再加上垃圾在填埋时又难以被彻底均匀地压缩,因而垃圾填埋场在其漫长的稳定化过程中通常均会出现不同程度的沉降从而可能会破坏最终覆盖层的结构以及导致局部地区填埋气体和垃圾渗沥液的溢漏。此外,这种不规则的沉降也给植被重建、生态恢复以及重新开发利用造成相当大的负面影响。三是易引发火灾与爆炸。因为垃圾在填埋后产生的沼气是可以应用的潜在资源,但沼气又是仅次于二氧化碳的可引起温室效应的气体,它对臭氧层的破坏也是非常严重的。它与空气混合后容易发生爆炸,造成人生安全隐患。因此,必须加强垃圾中潜在资源的回收利用与有害物质的处理。

2.3、垃圾渗沥液对环境的影响问题

渗透进垃圾填埋场内部的水分带走垃圾层中有机、无机的降解中间产物和最终产物,然后再从填埋场往外渗漏,便形成了垃圾渗沥液。应该说,降雨是这些渗透污水的最主要来源,其次则是垃圾被填埋时本身所包含的水分以及垃圾在微生物降解过程中所生成的水。由于垃圾渗沥液中含有较多的有毒成分,因此长期以来,这种渗沥液对周边地区的地表水与地下水的安全构成了严重威胁。此外,垃圾渗沥液通常还能污染其周边地区的土壤与植被,并进而又给周边地区的植被重建与生态恢复带来很大困难。

3、垃圾填埋场环境问题的治理对策选择

3.1、基于生态恢复与生态技术利用的对策措施

首先是以生物学、化学、物理学的办法(或是三者相结合的办法)来妥善处理垃圾渗沥液对环境的污染与影响问题。例如采用好氧微生物法、厌氧微生物法、微型藻类处理法等方式,其最大优点是既可有效地去除垃圾渗滤液中的可降解有机物,同时又可以起几乎是完全的硝化与反硝化作用;其次是物理、化学处理法,这种方法主要涉及反向渗透法、蒸发法、脱氧处理法及沉淀法等;第三是对已关闭的垃圾填埋场进行植被恢复,在此过程中,首要选择好合适的耐性树种。由于垃圾填埋场现存以及潜在的诸多影响环境的因素,在植被重建过程中进行耐性树种的筛选具有重要意义。

3.2、加强原有填埋场改造、封场和利用

我国将逐步加强对简易填埋场进行改造和封场处理,以减少环境污染。而垃圾生态填埋场在封场后,还必须对诸如垃圾化学成分和微生物活动对封场后土地生态修复的作用、封场后地表水运动规律及其浸渗控制技术、物种筛选与种植技术、填埋垃圾稳定后的开挖和再填埋技术等进行研究。另外,还要加速填埋场稳定化技术。一些国家正在研究生物反应器填埋场,试图通过改变垃圾体内氧气含量、生物菌种、水分等条件,促进垃圾降解,加速垃圾稳定化进程,以达到减少渗沥液处理量、缩短产气时间和封场后的维护时间、降低垃圾处理成本的目的。

3.3、加强HDPE膜在垃圾填埋场基底防渗层的设计

HDPE膜在垃圾填埋场基底防渗层的应用分为两类:用单层HDPE膜结合其它防渗材料做填埋场基底防渗,称为单层HDPE膜复合衬里防渗结构;用双层HDPE膜(中间采用HDPE网格或压实粘土作夹层),称为双层HDPE膜复合衬里防渗结构。对于单层HDPE膜复合衬里防渗结构,结构简单,施工较容易,费用相对较低,但是其防渗安全系数也相对较小。铺防渗层时,衬里应覆盖底面及坑壁。而对于双层HDPE膜复合衬里防渗结构,结构较复杂,施工也较复杂,费用相对较高,但是其防渗安全系数却大大增加。因为即便是主HDPE膜发生损害,渗沥液可以通过HDPE膜破损处流出,但很快会遇到防渗性能好的副HDPE膜,阻止了渗沥液继续向下渗透,整个防渗层仍能有效地发挥防渗作用。铺防渗层时,衬里应覆盖底面及坑壁。主HDPE膜以上应为渗沥液的主防渗层;主、副膜之间应为渗沥液检测层和次防渗层。

4、结束语

垃圾生态填埋技术是国际国内公认的垃圾安全处置技术,是一种安全、经济、行之有效的固体废弃物最终处置方法。它与传统的卫生填埋方法相比,能极大地减少固体垃圾对周边环境的危害。封场后填埋场内各点的差异沉降若得到控制,在场地上还可修建公园或其它建筑设施(非封闭式),节约土地征用和开发面积,形成一种所谓“生态”的或“绿色”的处理技术。因此,城市生活垃圾生态填埋技术的研究对于缓解城市化及工业化生产发展带来的环境压力具有重要的现实意义。

参考文献:

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关键词:南宁市园林规划设计院

引言

随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,城市生活垃圾产生量不断增加,垃圾占用土地、污染环境的状况以及对人们身体健康的潜在影响日益突出。城市生活垃圾处理已成为经济社会协调发展中的一个薄弱环节,远不能适应全面建设小康社会目标的需要,与保障人民健康和环境安全的要求差距很大,亟需加大工作力度,采取综合措施,提高垃圾无害化处理水平。

1、城市垃圾处理方法

城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气化率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时, 垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。城市生活垃圾中有机成分占总量的60%, 无机物约占40%。目前, 垃圾中的可燃物增多, 可利用价值增大。因此, 随着今后我国大城市尤其是北方城市, 城市燃气化率的不断提高, 城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。居民生活水平和消费结构的改变, 不仅影响城市垃圾的产量, 而且也影响着城市垃圾的成分。

目前国内处理城市生活垃圾的方法主要有无害化处理填埋;垃圾焚烧发电;垃圾制作生物肥料等方法,其中无害化处理填埋的处理方法,因工艺简单,施工速度快,后期运行费用低,对环境的再次污染小而被广泛采用。在广西壮族自治区,城市生活垃圾无害化处场填埋库区多选择在山坳间筑坝而成,在施工过程中,由于施工清表,修坡等活动的扰动,填埋场库区边坡常出现稳定问题。在运行工程中,随着垃圾堆填量的逐渐增多,垃圾堆体自身的稳定性则成为了影响填埋场安全运行的主要因素。

2填埋场库区边坡稳定

2.1边坡的破坏形态

常见的边坡破坏形态有滑坡、崩塌、泥石流等。自然条件下的滑坡往往是缓慢、长期、间歇性的向下滑动,它是破坏形态中危害最大的一类,而因受人类活动扰动产生的滑坡具有急剧性;崩塌是在陡崖上的岩体在重力作用下,突然向下崩落并顺山坡猛烈翻滚,随着能量损失堆积在坡脚的现象;泥石流往往是在暴雨、流水条件下产生的,水携带边坡上的堆积物冲下,发生时突然、凶猛,破坏力很大。 其中滑坡和泥石流在填埋场库区雨季施工过程中时有出现。

2.2边坡的稳定设计

针对边坡破坏形态,设计时必须充分掌握工程地质及水文地质资料,不同的设计阶段,要求的深度不同。

在选址阶段应进行场地的地质灾害评估,对场址所在区域进行地质构造分析,划定岩石的地层单位,是否有断裂带通过并评价其影响,场址应避免选择在受大范围滑坡体、崩塌体或流域广阔的泥石流影响的场地中。

可行性研究阶段,通过对现场的进一步踏勘,初步评价场地的稳定性,必要时应进行局部钻孔勘察,并进行室内土工试验,应对已确定的边坡失稳进行多种方案的比较,综合考虑其技术性以及经济性,最终确定一个较为合理的方案。初步设计及施工图阶段将对先前确定的方案进行深入设计。

2.3边坡的治理

滑坡的形态有平面滑动和圆弧滑动,规范给出了一种直线形滑坡的推力计算公式,这是一种较为常见的滑坡形态,主要体现为上覆土层沿基岩面的滑动。滑坡体剩余下滑力采用以下公式进行计算,滑波推力计算见下列:

式中:Fn,Fn-1第n块、第n-1块滑体的剩余下滑力;ψ传递系数;γt滑坡推力安全系数;Gnt,Gnn第n块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分力;φn第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值;cn第n块滑动面土的粘聚力标准值;ιn——第n块滑体沿滑动面的长度。

图1滑坡推力计算示意

滑坡常用的处理方法有:①排水:排除滑坡范围内外的地表水和地下水。地表水应采取旁引和拦截的方式,地下水常用的方法为设置排水盲沟;②支挡:常用的支挡形式有重力式挡墙、锚杆挡墙、抗滑桩等;③减重和反压:将滑面较陡处的滑动体挖除,并堆放于坡脚位置作为反压是较为常用的方法之一。

泥石流的治理方法:①拦挡措施:沿泥石流沟谷筑坝,坝高一般在5m左右,并形成坝群,常用的坝型有砌石坝和土坝。石坝常用尺寸为顶宽1~2m,上游(1:0.2)~0.3,下游(1:0.5)~0.6,坝身设排水孔;②排导措施:在泥石流的堆积区设排洪道,尽可能以直线布置,其断面形式常用的有矩形和梯形,尺寸根据水力学明渠计算公式确定。

根据南方的水文气象条件,填埋场库区的清表,修坡,铺膜的工序应尽量安排在旱季施工,在库区施工工序上还应优先安排截洪沟的施工以有效拦截地表水,减少其对库区裸露地表的冲刷,从而降低滑坡和泥石流发生的风险,对于土质较松散的边坡,可采用放缓边坡坡度,同时对边坡进行挂钢丝网后喷砂浆的方法,固化边坡表面,从而避免了因铺设土工布和防渗膜引起的滑坡,此方法在鹿寨县和凤山县生活垃圾无害化处场填埋库区的施工过程当中都取得了较好的效果。

3、垃圾堆体的稳定

垃圾堆体的稳定是填埋场稳定分析的核心部分,是关乎垃圾填埋场安全性与经济性的关键问题,垃圾堆体的坡率以及填埋高度直接影响填埋场的库容量和填埋年限,同时堆体失稳造成的损失往往相当巨大。2002年6月14日重庆沙坪坝区凉风娅填埋场发生的堆体塌方,造成了10人死亡,一幢3层宿舍楼被垃圾淹没;2005年2月21日,印尼西爪哇省省会万隆市附近芝马墟垃圾填埋场发生崩塌事故,造成40人死亡,另有109人失踪。

垃圾堆体的稳定分析可以通过岩土工程的分析方法进行,但由于垃圾成分具有离散性,使得研究工作面对更多的困难,同时也造成了影响其稳定因素的多样性。

3.1影响垃圾体稳定的原因

①天然边坡本身不够稳定;②人工开挖边坡坡度较大,或是坡脚开挖降低了天然边坡的稳定;③地基承载力不足,尤其是地基土为软黏土或其他可压缩土时;④固体废物抗剪强度低压缩变形大;⑤作为中间覆盖层的压实黏土抗剪强度低;⑥地表水、渗沥液、气体导排系统有可能发生故障,造成填埋体孔隙压力过大;⑦填埋体与天然土体在接触部位有可能产生不利于边坡稳定的相互作用;⑧裂隙黏土的自然软化、蠕动,渐进破坏与其他可能影响边坡土体或填埋体长期行为的作用。

3.2填埋场边坡稳定破坏类型

①边坡及防渗层底部土体发生整体滑动;②衬垫从 锚沟中脱出及沿坡面滑动;③沿固体废弃物内部破坏;④沿废弃物内部及地基破坏;⑤沿防渗层接触面破坏,接触面包括垃圾与土工织物之间、土工织物与土工膜之间、土工织物与地基土之间;⑥封顶和覆盖层的破坏;⑦过大的沉降。

现今我国的环境卫生事业虽处于起步阶段,但发展势头迅猛,一些岩土专家、学者经过多年的研究,在堆体稳定方面已经取得了进展。在现行的《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2004及《生活垃圾卫生填埋场封场技术规范》CJJ112-2007中规定,垃圾堆体的边坡坡度不得大于1:5,在封场后在堆体上应设置排水沟等,以上措施有效的预防了垃圾堆体的失稳。

结束语

垃圾卫生填埋场库区的边坡安全及垃圾堆体的稳定是影响垃圾卫生填埋场建设费用和运行安全的重要因素,在设计,施工和使用过程当中都应该引起充分的重视。

参考文献

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中图分类号:X3文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)04(a)-0000-00

随着城市化进程加快,深圳市垃圾生成量急剧的增加,深圳市2008年的平均生活垃圾产生量约10199吨/天。随着垃圾产生量的日益增加,有效处理垃圾进行发电利用已经成为深圳市一直在探索的课题。深圳的实际情况需要继续扩大垃圾填埋场与垃圾焚烧厂的容量。垃圾发电目前主要利用的两种方式是垃圾焚烧发电和垃圾填埋气体发电。截止2009年深圳市已建成7座垃圾焚烧发电厂和2座垃圾填埋气体发电厂。本文主要从对环境影响和产生的经济效益这两方面对垃圾焚烧发电与垃圾填埋气体发电进行对比研究。

1两种发电方式对环境的影响

1.1 垃圾焚烧发电

垃圾焚烧发电是指通过使用一些特殊的垃圾焚烧设备,以城市中的生活垃圾为主要燃烧介质,在对垃圾进行焚烧处理的同时,利用其产生的能量发电的一种新型发电方式。

生活垃圾焚烧烟气中的二恶英是近几年来世界各国所普遍关心的问题。垃圾焚烧分类不完全,垃圾焚烧发电在垃圾燃烧过程中会产生二恶英,现行的技术水平还不能将其完全处理干净。垃圾焚烧产生的二恶英等有害气体会随着烟气排放到大气中,会对空气造成严重的二次污染。在垃圾焚烧的同时,焚烧中产生的灰渣和飞灰重金属含量通常也非常高,这些飞灰重金属也是非常难处理。目前国际上和国内一些大型城市通过提高焚烧炉炉温分解二恶英,然后使用活性炭吸附二恶英;同时采用一些防尘措施减少飞灰重金属排放到空气中,然而这些设备升级和改造花费非常巨大,实施起来的花费也是相当可观。

垃圾焚烧发电有个优点就是可以迅速减少垃圾的容积。焚烧后容积比原来可缩小50- 80%,分类收集的可燃性垃圾经焚烧处理后甚至可缩小90%。垃圾焚烧法确实是一种实践多年的垃圾处理方法。它比起填埋法占地面积小,效率高,曾一度被视为一种“减量快”的好方法。

1.2 垃圾填埋气体发电

垃圾填埋气体发电是将填埋的生活垃圾中因为自然发酵降解而释放出的气体收集起来,用来发电。发酵释放出来的气体主要成分为甲烷,甲烷燃烧产生的热量很高,产物是二氧化碳和水,具备二次污染小的特点。通过对垃圾填埋场的综合治理对当地居民的健康以及生活状况有积极的效应。垃圾填埋发电它不仅不会对空气造成第二次污染,反而会净化恶臭的空气,使空气回复清新,对当地的湖泊和溪流的污染相当小。

在填埋场填埋的垃圾表面通过使用高黏度的土壤覆盖,这样垃圾产生的甲烷等气体就不会渗透到大气中。同时也可以在高黏土的上面再铺上一些营养土,可以通过园林造景的方式铺设出高低不同的土坡。种上花草和树木,甚至可以建成高尔夫练习场。这样,不仅可以美化环境,而且还能为居住在周围社区老百姓提供休闲和活动的场所。

然而,垃圾填埋场需要大量的土地,如果将已经形成的垃圾处理能力与日益剧增的垃圾生长量相比较,深圳市垃圾处理压力很大,由于深圳人多地少的现状不足以支持深圳全部开展垃圾填埋进行发电,随着垃圾生成量的不断增长,深圳市几个大型垃圾填埋场都将不堪重负,宝安老虎坑垃圾填埋场占地达17万平方米,容量608万立方米,按现有的使用方式,其使用时间已经所剩无几,下坪垃圾填埋场也仅可继续使用15年左右,而重新选址建设大容量垃圾填埋场已日趋困难。

2 投资、发电成本及经济效益

2.1 垃圾焚烧发电

垃圾焚烧发电能很好的实现垃圾减量化,减少土地的占有,但它要求垃圾处理量达到一定规模,而且投资额较大,建设一座大中型焚烧炉动辄要10亿元人民币。例如深圳老虎坑垃圾焚烧发电厂的一期投资总额超过5亿元,占地5.5万平方米。同时建成投产后的环保的处理垃圾成本大约需300元/吨。如果引进国外技术进行垃圾焚烧发电,每处理100吨/日垃圾的建成成本通常在4千万以上,这是投资者所难以接受的。

另一方面,垃圾焚烧发电的经济利益也值得进一步探讨。同常规燃烧发电相比,垃圾焚烧电厂的发电装机容量通常都相对较小,而且由于垃圾分解产生的酸碱物质,会腐蚀发电设备。目前通过垃圾焚烧发电的效率一般都低于15%,从而使得运行成本维持在较高水平,而且电价无法同火电竞争。如果不依靠政府的财政补贴,垃圾电厂将不能维持运行,当然更谈不上产生多少的经济效益了。

2.2 垃圾填埋气体发电

垃圾填埋气体发电投资小(为焚烧设备的1/10),垃圾填埋气体发电的运行费用低(仅为焚烧费用的1/4)。如今,许多工业发达国家都将垃圾填埋气体发电列入政府议事日程,投入大量资金,运用现代化高科技手段,大规模开发城市垃圾发电新技术,并使其趋于商业化。

沼气发电的电价已在享受国家优惠政策,比当地燃煤电价高0.25元/kwh,约 0.64 元 /kWh。不计燃料费用,沼气发电运行成本约 0.10 元 /kWh,以2000千瓦沼气发电站为例,机组年运行成本约 160万元,年收入可达 864 万元。项目总体投资约4000万,四年多就可收回投资。

另外,沼气发电可以申请CDM项目,得到可观的减排费。例如在2010年6月,国家发展改革委已经同意深圳老虎坑垃圾填埋气回收利用项目作为CDM项目的进行批复。同意该项目向E.ON气候与可再生能源部转让该项目产生的温室气体减排量,转让总量不超过34万吨二氧化碳当量,每吨二氧化碳当量转让价格不低于8.5欧元。

总之,垃圾焚烧发电对环境会造成严重的二次污染,但是垃圾焚烧可以最大限度的减少垃圾的体积;而垃圾填埋气体发电会减少对环境的影响,但是垃圾填埋需要大量的土地资源。虽然垃圾填埋气体发电的投资费用和运行费用都只占垃圾焚烧发电的1/10,是政府未来重点扶持项目,但是受到土地资源的限制,在当前这段时间垃圾焚烧发电和垃圾填埋发电将会并存。

参考文献

[1] 吴珂,刘勇,冯其林.CDM项目下的填埋气体资源化利用技术研究[J].科技信息. 2006(06)

[2] 刘景岳,徐文龙,黄文雄,刘畅.垃圾填埋气回收利用在我国的实践[J].中国环保产业. 2007(10)

[3] 房镇,李如燕,王金华.运用清洁发展机制促进垃圾填埋气的减排利用[J].再生资源与循环经济. 2008(04)

[4] 沈吉敏,张宪生,厉伟,解强.城市生活垃圾焚烧过程中的二恶英污染[J].江苏环境科技. 2003(03)

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1 内黄县基本概况

内黄县位于河南省北部,东界濮阳清丰县,南临鹤壁浚县,西临汤阴县,北临河北省魏县.地理座标为东经114°35′-114°,59′,北纬35°39′-36°09′,南北平均长55公里,东西平均宽21.1公里,总面积1161km2。目前内黄县全县人口70万人,县城人口12.7万人 , 内黄县城市生活垃圾年产生总量约为5万吨,已全部进入垃圾处理场进行处理。

2 内黄县城市生活垃圾污染危害

内黄县城在垃圾处理场未建成以前,垃圾堆放在县城西南司杨庄村旁的大坑内,未设渗沥液导排和甲烷收集导排设施,也未作任何的防渗处理,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农田;(2)垃圾露天堆放,有机物分解产生恶臭并释放大量氨、硫化物等有害气体,其中含有机挥发气体达100多种,这些释放物中含有许多致癌、致畸物。塑料膜、纸屑和粉尘则随风飞扬形成“白色污染”,严重污染了大气和城市的生活环境;(3)垃圾不但含有病原微生物,功能在堆放腐败过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物,并会将垃圾中的重金属溶解出来,形成有机物质,重金属和病原微生物三为一体的污染源,雨水淋入产生的渗滤液必然会造成地表水和地下水的严重污染;(4)垃圾中有许多致病微生物,同时垃圾往往是蚊、蝇、蟑螂和老鼠的孳生地,这些必然危害着广大群众的身体健康;(5)垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气,遇明火或自燃易引起火灾,造成重大损失。

3 国内外垃圾处理方法

3.1 垃圾处理方法概述

城市生活垃圾成分复杂,与当地经济发展水平、能源结构、气候条件以及居民生活习惯有关,其处理方法没有统一的模式。但不同的处理技术、处理方法最终都以垃圾的无害化、减量化及资源化为目标。总的来说,国内外在城市生活垃圾处理方面普遍采用的处理方法主要有三种:卫生填埋法、堆肥处理法、焚烧法。这三种处理方法的适用条件和处理效果各有其特点。

(1)卫生填埋法:在垃圾填埋场的水平方向和垂直方向分别进行防渗漏处理,将垃圾污水收集后集中处理,并将填埋场产生的气体进行收集处理。在填埋作业过程中,采用压实消毒、覆土等措施,尽量减少对周边环境的影响,避免产生二次污染。卫生填埋技术成熟,作业机械设备相对较简单,一次性投资相对较小,处理成本相对较低,且处理量较大。

(2)堆肥法:堆肥是对垃圾进行资源化利用的有效方式,其处理方法是在人工控制的厌氧或好氧条件下,利用自然中的各种微生物,对垃圾中的各种动物、植物性有机物进行分解,形成稳定的腐殖质,同时杀灭垃圾中的各种致病微生物,达到资源化和无害化的目的。

采用堆肥法处理城市生活垃圾可通过前分选对垃圾中的有用成分进行分选回收,其堆肥产品可以作为土壤改良剂施用于农田,也可以进一步加工生产高效复合肥。但垃圾堆肥要求垃圾中有机物含量较高,一般不低于40%为宜。该方法投资相对较大,处理成本相对较高。

(3)焚烧法:垃圾焚烧是利用高温使垃圾中碳水化合物转化成CO2和H2O,同时在高温条件下杀灭垃圾中的细菌与病毒,并对垃圾焚烧过程中产生的热能进行合理的利用,对焚烧过程中产生的烟气进行严格的处理。垃圾焚烧处理对垃圾的热值要求较高,要求每千克垃圾低位热值不宜低于800千卡。由于垃圾焚烧产生的烟气中含有二恶英等多氯苯物质,会对大气造成严重的二次污染,因此必须对烟气进行严格的处理后才能排放。该方法焚烧设备昂贵,一次性投资大,运行费用也很高。

3.2 国内生活垃圾处理概况

近年来我国城市生活垃圾处理行业取得了快速的发展,在中央国债的支持下,地方政府加大了投入的力度。垃圾卫生填埋场技术规范经过2001年和2004年两次修订,2007年又增加了CJ113-2007《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》,已经在填埋场防渗、渗滤液处理、填埋气体控制等方面达到国际上较高标准。“十一五”期间,一大批垃圾处理项目按照新标准开工建设并相继投入使用,极大地提高了我国城市生活垃圾处理能力。填埋是我国目前大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法, 85%的城市生活垃圾采用填埋处理。在填埋处理中,有近80%的属于简易和受控填埋场。这些填埋场大多有以下特点:不能做到及时覆盖;不具备完善的垃圾渗滤液收集、排导和处理设施;没有完善的填埋气体排导和处理设施。特别是填埋场的渗滤液,许多填埋场还未能达到达标排放。采用堆肥方式处理的生活垃圾占无害化处理总量的4%。堆肥处理可分为简易堆肥、好氧高温堆肥和厌氧消化三类。我国有约10%的城市生活垃圾采用焚烧处理。随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高,不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了办事日程,正在积极组织实施,目前处于快速发展阶段。

4 内黄县城市生活垃圾成分与处理技术、工艺

分析

内黄县城市生活垃圾主要来自居民家庭、饮食服务行业、商业、公共场所、街道清扫和集贸市场等,其中不可回收垃圾中有机成分含量约占25.0%,无机成分含量约占65.0%。垃圾成分以不可回收无机物为主,占生活垃圾总成分的90.0%左右。

根据内黄县城市生活垃圾的成分组成、自然条件与经济条件分析,内黄县城市生活垃圾采取焚烧工艺投资过高,财政难以承受。采用堆肥处理,目前的垃圾有机组分达不到堆肥要求。采用卫生填埋处理从投资和处理工艺上均比较符合内黄县的实际情况,也符合我国县级城市的实际情况。目前内黄县的垃圾处理采用卫生填埋处理工艺,同时采用了人工防渗技术,对填埋库区进行了防渗处理;对填埋气体进行了集中燃烧处理。经监测渗滤液中BOD与COD比值大于0.45,对渗滤液采取的处理工艺为“一体化生化处理系统(包括混凝沉淀池+A/O+MBR膜反应器)+纳滤+反渗透”污水处理装置。在填埋过程中采取了及时覆土、洒水、消毒等措施 ,使填埋场对周围环境的影响降到最小。该项垃圾处理工程目前已通过省市环保部门的验收,取得了明显的环境效益和社会效益。

5 未来城市生活垃圾处理对策的趋势

随着城市化进程的快速发展,内黄城市垃圾产生的数量将会增加,垃圾填埋场的服务年限逐渐缩短(该处理场服务年限为11年)。由于垃圾填埋处理需占用大量土地,因此垃圾需要减量,要限制过度包装,减少一次性消费产生的生活垃圾,改变燃料结构,提高燃气普及率和集中供热率,减少煤灰垃圾产生量。再者积极开发垃圾分类收集,垃圾分类收集是实现垃圾资源化的最有效途径。通过分类收集,不仅可直接回收大量的废旧原料,实现垃圾减量化、资源化,而且可以减少垃圾运输费用,大大简化垃圾处理工艺,降低垃圾处理成本。有机物含量大于40%的垃圾在垃圾分类的基础上进行高温堆肥处理。随着经济的发展,垃圾填埋标准越来越高,填埋比例逐步下降,垃圾焚烧将会稳步发展,垃圾焚烧产生的热能应尽量回收利用。

参考文献

[1]郑州大学.《内黄县城市生活垃圾无害化处理场工程环境影响报告书》,2007,2-6.

[2]郑州大学环境技术咨询工程公司 .《内黄县城市生活垃圾无害化处理场工程渗滤液处理工艺变更分析报告》,2011,9.

[3]杨鲁豫.中国城市生活垃圾处理对策研究.中国城市环境卫生 ,2001,(4).P7-11.

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提及城市生活垃圾管理最为成功的国家,德国在欧盟国家中首屈一指。早在1972年,德国就开始实施了《废弃物处理法》。经过40多年的努力,德国的垃圾管理思路从最初的“末端处理—循环利用—避免产生”逐渐转变成“避免产生—循环利用—末端处理”[2]。瑞士自20世纪80年代开始,结合本地具体情况开始实行垃圾分类处理,颁布了若干垃圾分类处理法规,主要有2001年颁布的《填埋禁入法》,规定城市生活垃圾经由源头减量、分类收集、处理、资源充分利用后,最终的惰性物质才能填埋处置。日本的生活垃圾处理主要采用焚烧方式,炉排炉技术和流化床技术是最主要的焚烧处理技术,通过不断改善垃圾焚烧技术,以实现高温、高效率的燃烧,降低环境污染。填埋处理所占比例很小。日本对城市生活垃圾处理的高度重视减轻了城市生活垃圾对环境的污染,在垃圾产生后,迅速进行无害化卫生处理。近20年来日本政府加大了有关生活垃圾处理的立法建设,着力推行技术改造和循环利用政策。回收、焚烧和填埋是美国城市生活垃圾的主要处理方法,其中回收占30%,焚烧占14%,填埋占56%。将电池、纸类、玻璃、塑料、金属等进行分类、收集、加工、生产、出售是回收的主要形式,占回收率的30%;堆肥处理的对象是食物废弃物和庭院废弃物,占回收率的7%左右。

二、我国城市生活垃圾收集处理的主要模式及问题

我国城市生活垃圾的处理目前主要采用填埋处置法、堆肥法、焚烧法和综合处理等4种方法。通过与国外生活垃圾处理模式的分析对比,我国现行的生活垃圾处理模式存在如下主要问题。第一,垃圾资源利用化不足。我国城市生活垃圾的管理主要以市、区、街道三级管理体制为主,采取的处理流程普遍是从倾倒、收集到堆放点或填埋场[6]。垃圾的收集、处理方式较为单一,由于长期采用混合收集,导致出现资源大量浪费、环境污染等问题,主要体现为填埋率居高不下、填埋场选址困难;分选投入无效,过程控制不严;资源循环利用不足,影响生态环境。因此,必须对生活垃圾的管理模式进行优化与改善,有效避免与控制始端污染,促进资源的可回收和可循环利用。第二,垃圾分类推行效果不佳。生活垃圾分类收集是国内近年来大力推行的垃圾处理方式,但由于分类收集与分类处理并没有有效地衔接,导致处理的大部分都是混合原生垃圾。另外,由于饮食及生活习惯不同,我国城市生活垃圾的性质与西方国家有很大区别,主要体现在含水率和有机废物方面,西方国家垃圾含水率一般为30%~35%,我国一般为55%~65%;西方发达国家生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例一般在20%左右,我国却高达45%~55%。因此,我国的垃圾分类不能照搬国外模式,要结合自身特点建立有效的分类标准和处理措施。第三,垃圾综合处理率较低。目前我国城市生活垃圾用于填埋、堆肥、焚烧的比例分别是79.2%、18.8%、2%,高效厌氧消化、蚯蚓消化及其他新技术处理的比例更小。另外,在综合处理时还需解决填埋、焚烧、堆肥等技术本身固有的一些问题,如填埋场内填埋气体污染大气且存在安全隐患,资源化利用不充分;垃圾含水量大,焚烧时需要添加其他辅助燃料,致使一次性投资大、运行费用高且产生有害气体,造成二次环境污染;堆肥法长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏。第四,缺乏垃圾处理系统规划。目前,国内城市生活垃圾处理均以城市为单元各自为政,缺乏系统的一体化规划,这将导致垃圾处理站点布局不合理,处理方法不协调,垃圾处理站点的作用发挥不足等问题。例如,对于终处理场的选址,考虑环境问题一般选在人口稀少、交通便利的城市边缘地带,很少考虑对相邻城市的影响,一旦相邻城市间终处理场的选址距离接近,就会出现资源浪费的情况;对于中转站的选址和形式规模,一般考虑城市规划与建站成本,很少考虑上下游的约束问题,如果面向填埋则可考虑建设以压缩为主要功能的中转处理站,如果面向焚烧或堆肥则应考虑建设带分拣系统的中转处理站。

三、城镇化背景下城市生活垃圾处理模式选择

为了寻求一种能达到综合效能最优、系统性最好的城市生活垃圾一体化处理方式,尤其是有效解决包含乡镇在内的城市生活垃圾处理问题,笔者就城市生活垃圾梯次处理模式如何从全局的角度、系统科学地解决城镇化建设过程中生活垃圾处理各级场站的一体化设计问题进行阐述。城市生活垃圾处理模式是以包含乡镇在内的城市区域为整体范畴,从全局和系统的角度,立足于综合效能最优———处理效率高、环境特性好、经济价值高和社会效益好,所建立的包含收集、预处理、转运、中间处理和最终处理等独立的处理方法结合成为统一的垃圾处理全过程的一体化方式。城市生活垃圾处理的梯次模式是将城市生活垃圾从产生到最终无害化的处理流程分为“预处理(收集)—中处理(中转)—终处理”三个阶段,构成一个梯度层次,根据顺序处理(预处理—中处理—终处理)或逆序处理(终处理—中处理—预处理),以垃圾处理全局综合效能最优为目标,系统考虑垃圾处理过程各要素之间的关联性和约束性,一体化设计(配置)垃圾处理全过程各个环节的方式。城市生活垃圾梯次处理模式的系统构成如图3所示。垃圾有效分选在城市生活垃圾处理过程中是非常重要的环节。垃圾分选不仅可使有用物质资源化回收,而且也是后续进行各种处理的基础。为此,在垃圾梯次处理模式中笔者专门设计了“分拣处理中转”和“分选回收”两个环节(如图3所示),一是建设带分拣的垃圾中转站,用于将玻璃、纸板、金属等利用价值较高的物品分选回收利用,易燃物质通过焚烧回收能量,有机残余物通过堆肥制成肥料,焚烧和堆肥的残余物进行填埋处理;二是建设垃圾综合处理场,将中转站运输的生活垃圾在终处理阶段进行分拣以用于不同处理方式。

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关键词:垃圾填埋场防渗设计

中图分类号:S611文献标识码: A

一、前言

糯扎渡水电站生活垃圾卫生填埋场主要对糯扎渡水电站施工期共5年,运行期从2015年~2055年共计40年的垃圾量进行处理。运行期每年人数按照220人考虑。

填埋场属沟谷型填埋场,为了取得初始填埋库容,根据现场地形特点,选择在冲沟下游的沟谷口狭窄处处建垃圾挡坝一座用于填埋场运行初期和后期垃圾的填埋,并确保整个填埋场垃圾堆体的稳定。填埋场填埋占地面积约1.547hm2。库区呈长条形,整个工程分为四个部分:进场公路、垃圾填埋场区、污水处理系统和控制布置区。根据填埋场区的地形测量可得,所规划的填埋场的总库容约10万m3。

二、场区防渗工程

防渗工程是垃圾卫生填埋场工程关键的核心部分,填埋场的防渗处理包括水平防渗和垂直防渗两种方式,水平防渗是指防渗层水平方向布置,防止垃圾渗滤液向周围渗透污染地下水;垂直防渗是指防渗层竖向布置,防止垃圾渗滤液向四周横向渗透污染地下水。

填埋场防渗材料主要有两类,一种是天然防渗材料,另一种是人工合成材料防渗层。

适合于填埋场防渗系统的人造衬里应该满足以下标准:渗透系数不得大于l.0×10-7cm/s;材料本身必须具有适宜的厚度和强度(如标准规定,根据我国环境卫生工程的实践,将高密度聚乙烯土工膜的厚度确定为不小于1.5mm);化学性能必须稳定,应具有较强的抗腐蚀性能,耐酸、碱及抗老化能力;具备足够的抗拉强度,能经得起地基承载对防渗系统的破坏作用,能承受得起整个填埋堆体和正在作业的填埋作业机械与设备对其构成的正压力。

三、防渗方式的选择

根据场址的地质情况,场址不具备天然防渗的条件,因此必须采取人工防渗的方式进行防渗。根据填埋区地质情况,也无法进行垂直防渗,因此本填埋场必须采用水平防渗方式。

目前,从国内外的实践应用来看,用于垃圾卫生填埋场主要有三种土工合成材料,

分别为土工膜,土工网格和土工织物。土工膜是一种相对较薄的柔性热塑或热固聚合材料,一般用在填埋场的土工膜主要功能是作为水、气的隔离层。目前,在垃圾卫生填埋场应用最广泛最成功的是高密度聚乙烯(HDPE)膜,与其他土工材料相比,它具有最好的耐久性。HDPE 膜是高分子聚乙烯由平板机压制而成,通常采用 l~2mm 厚的高密度聚乙烯(HDPE)作为衬层材料,其渗透系数可达 10-12~10-13cm/s。防渗材料选择,根据本工程场址的情况主防渗层采用 2mm 厚 HDPE 膜。

四、材料厚度选择

我国现行标准规定填埋场高密度聚乙烯土工膜厚度不应小于 1.5mm。

HDPE 膜对各种有机物的防渗性能测试表明,随着 HDPE 膜厚度的增加,污染物扩散能力开始迅速下降,随后下降趋势趋于平缓。当 HDPE 膜的厚度为 1.0mm 时,正处于迅速下降期,渗透能力相对较大;当 HDPE 膜的厚度为 2.0mm时,多种污染物质的渗透能力基本上己处于平缓下降期,再增加膜的厚度对渗透能力影响不大;因此,仅从防渗性能考虑,生活垃圾卫生填埋场采用 HDPE 膜防渗,1.5mm厚为可用值,2.0mm 厚为较好值。

为防止垃圾加载以后,地基沉降相对较大,进而引起的防渗膜拉伸变形,并综合该场填埋库区的特点,因此本设计选择 2.0mm 厚的 HDPE 膜。

五、幅宽选择

国外有关研究表明,渗漏现象的发生,10%是由于材料的性质以及被尖物刺穿、顶破作用,90%是由于土工膜焊接处的渗漏,土工膜焊接量的多少与材料的幅宽密切相关,以 5m 和 6.8m 宽的不同材料对比,前者需要 X/5-1 个焊缝,后者需要 X/6.8-1 个焊缝,前者的焊缝数量至少比后者多 36%,意味着渗漏可能性要高 36%。因此宜选用宽幅 HDPE 膜。

六、摩擦性能选择

由于场底地势平坦,场底坡整后也无法做出较大坡度,场底HDPE膜发生滑动的可能性较小,可选择光面的 HDPE 膜。对于坡面,则需要考虑到不同材料之间的相对滑动对防渗系统造成的破坏,从安全性的角度出发,本工程在坡面上采用糙面HDPE膜,场底采用光面膜。

七、防渗结构

场底结构从下到上依次为:压实地基、500g/m2 无纺土工布一层、2mm 厚 HDPE 膜、HF10土工排水网格、500g/m2 无纺土工布一层、300 厚卵石导流层、l50g/m2 织质土工布一层,最上面是垃圾层。

边坡防渗结构从下到上依次为:压实基础、500g/m2无纺土工布一层、2mm厚 HDPE 膜、500g/m2 无纺土工布一层、废旧轮胎充卵石保护层。

八、防渗材料铺设设计

防渗材料铺设时候,其接触面必须满足设计要求,其他应按照以下执行:

1.各种防渗材料铺设前应保证铺设面完全符合质量安全要求。直接铺设在土建结构面上时,应保证构建面结构稳定,坡面平缓过渡,垂直深度 25cm 内不得有任何有害杂物;铺设在下一层土工材料之上时,应保证下一层土工材料施工质量合格,表面无积水、无杂物。

2.合理地选择铺设方向,尽可能地减少接缝受力。

3.铺设工具不得对土工材料的正常使用功能产生损害。

4.合理布局每片材料的位置,力求接缝最少。

5.在坡度大于 10% 的坡面上和坡脚 1.5m 范围内不得有横向接缝,一般土工膜的焊接采用双轨焊接,在坡角处采用挤出焊接。

6.各种土工材料的搭接宽度不得低于相应的连接标准。

7.铺设过程中调整材料的搭接宽度时不得损害己连接的部分。

8.铺设过程中防止任何因为装卸活动、高温、化学物质泄漏或其它因素而破坏土工材料。

9.用于卷材展开的机械设备不得造成土工材料的明显划伤,并不得造成铺设基底表面的破坏。

10.片材铺设平顺、贴实,尽量减少褶皱。

11.铺设后应及时压载锚固,所有土工材料均须保证当日铺设当日连接。

九、防渗层的铺设要求

对HDPE防渗层的铺设要求有:

12.HDPE防渗膜须平坦、无皱折;

13.HDPE防渗膜的搭接应尽量使其焊缝减少,HDPE膜接缝处的焊缝搭接宽度不小于100mm。

14.在斜坡上铺设HDPE防渗膜时,其接缝方向平行斜坡面,不允许出现斜坡上有水平方向接缝,以避免斜坡由于滑动力可能在焊缝处出现应力集中;

15.基础底部的HDPE防渗膜应尽量避免埋设垂直穿孔的管道或其他物体;边坡必须进行锚固,采用矩形槽锚固法;

16.边坡与底面交界处不能设焊缝,焊缝不在跨过交界处之内。

结语

糯扎渡垃圾填埋场一期工程自2005年投入运行,由于各承包商营地的生活垃圾填埋未全部运行垃圾场,至2009年底,垃圾填埋场实际填埋量约为0.5万m3。

目前垃圾场的运行委托专业公司进行管理,垃圾入场,垃圾填埋作业由专人负责,至目前为止未出现污染事故。