垃圾填埋技术范文

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关键词：卫生填埋困境 生物反应器 填埋技术 好氧生物 厌氧生物 反应器

1 城市生活垃圾卫生填埋处理现状及困境

城市生活垃圾卫生填埋处置方式由于具有技术可靠，工艺简单，管理方便；投资相对较省，运行费用低；适用范围广，对生活垃圾成分无严格要求，能完全消纳进场垃圾等一系列优点，在许多地区和国家都得到了广泛的运用。如1993年美国填埋处理量占垃圾总处理量的69.24％[1]，英国1999年垃圾填埋处理占垃圾总处理量的67％，1991在德国年垃圾填埋处理量占垃圾总处理量的60％，在西班牙占75％，而我国在2001年统计结果显示垃圾填埋处理量占垃圾总处理量的80％。尽管垃圾卫生填埋处理技术拥有以上一系列的优点和得到了广泛的运用，然而现行传统的“式”（Dry Tomb）卫生填埋技术要求填埋过程中实行单元填埋、每日覆土、中场覆土，封场时再用自然土和粘土甚至土工膜组成最终覆盖层，严格按照上述要求施工的填埋场封场后就成了一个垃圾的“干墓穴”，由于湿度减少，微生物的活性减弱甚至停止，场内垃圾的生物降解是一个无任何控制的自然降解过程，封场后很长一段时间（数十年）内垃圾保持不变或者变化很小。此时的垃圾填埋场是一个潜在的污染源，一旦填埋场的覆盖层和防渗层部分功能失效，其污染特性必将暴露无疑。这种垃圾填埋形式实际上人为制造了一个定时炸弹，其实质只是将当代人产生的垃圾这一污染源转移给了下一代或后几代，这不符合可持续发展战略要求。现行的垃圾卫生填埋技术存在占地面积大的缺点之外，还存在如下几个无法避免的缺陷，由此严重的制约了垃圾卫生填埋技术的进一步推广和运用。

1.1 传统填埋场渗滤液水质、水量波动较大，处理难度大

现行垃圾填埋场渗滤液产量直接受进入场内的大气降水量的影响，一般填埋场运营期间渗滤液产量大，封场后渗滤液量相应减少；雨季渗滤液产量大，旱季渗滤液量则较少。受垃圾组分，大气降雨量的影响，填埋场渗滤液水质水量季节性波动显著；受填埋垃圾分解阶段的影响，填埋初期渗滤液有机污染物浓度特别高，垃圾填埋后期污染物浓度则逐渐降低。由于一般填埋场据城市污水处理厂距离较远，即使较近大量高污染物特征的渗滤液也会对城市污水处理系统的正常运行带来冲击，故一般填埋场都建设有独立渗滤液处理系统。但包括物理、化学、生物处理法等工艺在内的渗滤液处理系统都无法适应不断变化的渗滤液水质和水量的要求，经常要求随季节以及填埋阶段的不同改建渗滤液处理系统或对系统的有关运行参数进行调整。

1.2 传统填埋场渗滤液污染强度高，二次污染严重

传统填埋场渗滤液不仅污染种类繁多，成分复杂，同时污染物浓度极高。部分填埋场渗滤液COD可能高达近十万mg/L，氨氮浓度也可能高达近万mg/L，要使组分复杂，污染物浓度高的渗滤液排放前达到有关排放标准的要求，必须对其进行深度处理。深度处理费用之高，令很多填埋场的运行管理者望而止步。2001年7月国家环保总局下发了《关于开展生活垃圾处理设施环境影响调查和监测的通知》（环办[2001]72号），对全国垃圾处理设施的污染排放情况及其对周围环境的影响展开调查，调查结果显示，我国垃圾卫生填埋场渗滤液排放、地下水水质及无组织排放等无一家达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16887－1997）之规定，且二次污染程度较高[2]。

1.3 传统填埋场封场后维护监管期长、风险大、费用高、不利于场地及时复用

尽管传统填埋场不时有雨水进入，但受季节影响进入水量分布不均、受填埋场所布设的覆盖层影响使进入场内水分分布地点不均，因而填埋垃圾得不到均匀的、快速的降解，垃圾体的污染特征长期存在。美国EPA要求填埋场封场后监管30年，但有专家认为现行部分垃圾填埋场封场100年后还有大量垃圾未得到有效降解，仍对周围环境构成潜在威胁。长时间填埋场监管期不仅增加渗滤液处理、监测以及其他系统的维护费用，还增大了渗滤液收集系统、防渗层等系统失效的可能，从而增加了潜在的二次污染风险。

1.4 传统填埋场产气期滞后且历时较长，产气量小，资源化率低

传统填埋场进入甲烷化阶段所需时间长，还因渗滤液连续排放而损失大量可转化为甲烷气体的有机物，从而降低填埋场甲烷气体总产量；由于产气期较长而降低了产甲烷速率，使填埋场在甲烷总量减少的同时还延长了回收甲烷气体所需时间，因而降低了回收甲烷气体作为能源的经济效益。目前，除杭州、广州和深圳已在利用填埋场气体发电外，其余100多个填埋场都将填埋气体在燃烧后排放或直接排放，造成资源的严重浪费和对环境的负面影响。

1.5 传统填埋场垃圾处理费用高

由于传统填埋场的以上不足之处，自然就直接导致较高的单位垃圾填埋处理处置费用，不利于这一垃圾处置方式在更大范围的推广和运用。

2 生活垃圾生物反应器填埋技术

2.1 技术优势[3~6]

鉴于传统垃圾填埋技术以上一系列不足之处和生物技术在环境保护中的广泛运用，二十世纪后期欧美及日本等国家开始另一种改进的填埋场方式即生物反应器填埋技术的研究。生物反应器填埋技术根据填埋垃圾被微生物降解的机理和过程，利用填埋场这一天然的微生物活动场所，通过一系列手段优化填埋场内部环境使其成为一个可控生物反应器，为微生物大量繁殖提供一个最优的生存空间。生物反应器填埋技术不仅对填埋场产生的渗滤液能实现很大程度的场内就地净化，还为填埋场的提前稳定创造了良好条件，同时还增加了填埋气体回收利用的经济效益，明显提高垃圾的生物降解速度和效率，从而提高垃圾的资源化、无害化水平。生活垃圾生物反应器填埋技术较现行垃圾卫生填埋技术的主要优势：（1）通过渗滤液回灌，让渗滤液进一步参与生物反应，降低其污染物浓度，从而降低渗滤液的处理难度和处理费用；（2）加速生活垃圾的微生物降解过程，从而增加填埋场的有效容积；（3）通过控制填埋场内部的温度和湿度等条件，提高填埋气体的产气率和产气量，从而提高生活垃圾的资源化率；（4）加速填埋垃圾的稳定过程，从而降低填埋场的运行维护费用，并进一步降低对周围环境的二次污染风险等。由此可见生物反应器填埋技术具有传统卫生填埋技术不可比拟的优点。现如今生物反应器填埋技术在世界各国得到了广泛的运用，如美国EPA已着手修改现有的垃圾管理法规以推广这一新型的垃圾填埋技术。同样在1979年，生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术被由日本健康福利部颁布的废物最终处置导则采用，该工艺还在马来西亚、印尼、菲律宾及巴西等国被广泛运用，同时该技术的培训课程也在亚太地区逐步开展。

2.2 生活垃圾生物反应器填埋技术的不同形式及其特点

生活垃圾生物反应器填埋技术根据填埋工艺不同可分为好氧、厌氧、好氧－厌氧及半好氧四种生物反应器填埋技术。与传统的卫生填埋技术相比较，四种生物反应器填埋技术都有各自的特点。

2.2.1 好氧生物反应器填埋技术

好氧生物反应器填埋技术是将渗滤液、其他液体及空气等根据场内垃圾生物降解需要，通过一种可控的方式加入至填埋场，概念图见图1。这样不仅大大地加快填埋垃圾生物降解和稳定速率，减少危害最大的温室气体——甲烷的排放，同时降低渗滤液污染强度和处理费用。国外研究表明，好氧生物反应器填埋场的生活垃圾达到稳定的时间在2～4年左右，温室气体减少50%～90%。由于需要强制通风供氧、渗滤液回灌及其他控制形式，故单位时间内运行费用很高。由于运行维护时间大大缩短，故总的运行维护费用同传统的卫生填埋技术相比，相差不大。

2.2.2 厌氧生物反应器填埋技术

厌氧生物反应器填埋技术是通过向填埋垃圾体回灌渗滤液和注入其他的液体以保持填埋场内最佳的湿度条件，可生物降解垃圾在缺氧的条件下进行厌氧降解，同时快速产生富含CH4的填埋气体，概念图见图2。它具有加速填埋垃圾降解和稳定，减轻渗滤液有机污染强度，增大甲烷气体产量、产生速率，进而提高甲烷气体回收利用效益等优势，资源化率高，垃圾达到稳定化时间在4～10年左右，CH4气体产量增加约200％～250％，运行维护费用较低。缺点是渗滤液氨氮浓度长期偏高，不利于渗滤液的生物处理。

2.2.3 好氧－厌氧生物反应器填埋技术

好氧—厌氧生物反应器填埋技术是对上层新填埋垃圾进行强制通风供氧，下层垃圾仍按厌氧方式运行，概念图见图3。主要目的在于降低新填埋垃圾中易降解物酸化后对厌氧垃圾层的危害，同时向场内的湿度和其他环境条件进行控制，以实现填埋垃圾的无害化和资源化。垃圾达到稳定化时间和运行维护费用间于好氧和厌氧生物反应器填埋技术之间。

2.2.4 半好氧生物反应器填埋技术[7]

半好氧型生物反应器填埋场利用填埋场内外气体压力差，通过自然进风方式维持渗滤液收集管、排气管及中间覆土周围一定区域垃圾层的好氧状态，使部分垃圾实现好氧降解，同时向场内回灌渗滤液和其他液体，概念图见图4。其兼具好氧生物反应器填埋场的部分优点，同时建设成本和运行费用同传统的卫生填埋技术相比差别不大，二次污染程度低。

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3 我国城市生活垃圾处理现状分析

2000年统计结果显示我国垃圾产量已经达到了1.4亿t，然而能达到真正意义上的、符合环境卫生要求处理的垃圾只有3%左右[8]，大部分垃圾仍是通过简单的“堆填”来消纳。垃圾的“堆填”实际上是垃圾在某处的“存放”，它通常既不设防衬层，也无渗滤液收集处理和填埋气利用设施，因而，并没有改变垃圾对环境的污染状况。由于我国环保资金投入和垃圾焚烧技术等方面的限制，尤其在我国中西部地区，垃圾低位热值低，含水率高等特点，要大力推广垃圾焚烧处理还有很长一条路要走。同时我国未实现垃圾分类收集、运输和处理，垃圾堆肥处理中仍有许多问题还未解决，导致堆肥产品肥效低，产品中含有大量的玻璃粹渣，农民用户对此反应强烈，市场前景黯淡。有关媒体对四川省第一批利用国债建设的近十个垃圾综合处理厂（堆肥＋焚烧或者堆肥＋填埋）进行了调查，结果显示仅有个别垃圾处理厂能正常运行，究其原因之一是堆肥产品质量达不到预期的效果，市场受挫，垃圾厂变成了堆放垃圾的垃圾场，造成财力、物力和人力资源的巨大浪费。而我国地幅辽远，自然条件千变万化，有许多地方具备了建设填埋场的天然地理条件。2000年建设部、国家环保总局、科技部联合制定了《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》，其总则指出填埋处理是垃圾处理必不可少地最终处置手段，也是现阶段乃至今后相当长一段时间内的一种主要垃圾处理处置模式。

4 结束语

随着生物技术的不断进步和完善以及人们能源与环境意识的加强，世界垃圾填埋技术已从传统的以贮留垃圾为主向多功能方向发展，即一个垃圾填埋场应同时具有贮留垃圾、隔断污染、生物降解和资源恢复等多个功能。我国也应紧跟世界垃圾填埋技术的发展新趋势，大力研发生活垃圾生物反应器填埋技术。鉴于我国现有生活垃圾处理处置技术现有水平和基本国情，考虑到经济性和可操作性，我国当前应在回灌型生物反应器填埋技术方面加大研发和运用力度。笔者认为当前研究的重点应放在：（1）日覆盖层和中间覆盖层材料的选择，确保适当的透气性和水利渗透系数；（2）不同回灌形式（表面喷洒、水平管/沟回灌、竖井回灌以及混合回灌等）各自的适用条件和每种回灌形式的定量计算；（3）渗滤液回灌量、时间、频率的确定；（4）由于渗滤液回灌可能导致场内产酸细菌的大量繁殖，产生大量的有机酸，造成环境酸的大量积累，从而抑止产甲烷细菌的生长繁殖，因此还需解决如何有效调节场内pH值的问题；（5）由于垃圾填埋技术涉及到水力学、微生物学、环境工程学等多个学科，研发过程中应运用系统工程学的原理和方法，确定最佳计方案和运行方式，使生物反应器填埋技术在满足环境保护的前提下，实现单位垃圾建设成本和运行成本最低。

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关键词：城市垃圾；垃圾渗滤液；处理工艺

1引言

随着我国城市化发展进程的加快，城市人口的不断增加，城市垃圾也越来越多，垃圾的成份也日趋复杂，因此造成的环境污染也日益严重，城市垃圾的处理已经成为目前亟待解决的首要问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋，它能够长期、安全、可靠地处理无再利用价值的固体废弃物[1]。因此，近年来垃圾卫生填埋场在各个城市兴建起来。填埋场设计和管理的一项主要内容就是垃圾渗滤液的控制和处理，如果垃圾渗滤液处理不当就会对环境造成二次污染，致使垃圾的卫生填埋失去应有的价值和意义[2]。故垃圾渗滤液处理是否达标排放是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一[3]。渗滤液的成分相对比较复杂，含有很多污染物质，如果不经过处理直接排放将会对城市环境造成巨大的危害。并且由于垃圾渗滤液的水质和水量变化较大，给处理工艺的选择和运行带来困难。因此，垃圾渗滤液是一种处理难度较大的废水[4]。

2垃圾渗滤液的性质

2.1渗滤液的来源

垃圾填埋场的渗滤液主要有以下来源：自然降水、废物中自身含有的水分、地表径流、有机物分解生成的水分、地下水等。

2.2渗滤液的特征

影响垃圾渗滤液水质的因素包括水分供给情况、填埋场表面情况、垃圾性质、填埋场底部情况、填埋场操作运行方式和填埋的时间等[5]。正因为影响垃圾渗滤液的因素多种多样，才会使得渗滤液中污染物质的种类、浓度变化很大，所表现出来的特征是水质波动较大、成分相对复杂、生物可降解性随着填埋场的场龄增加而逐渐降低、金属离子含量低、污染物浓度高、持续时间长、流量小且不均匀等[6]。城市垃圾渗滤液污染物含量的典型指标见表1[7～12]。

从表1中可知，垃圾渗滤液分为年轻渗滤液、中位年龄和老龄渗滤液，渗滤液中有机污染物质很多，且含有10多种重金属离子，水质很复杂。并且渗滤液的COD、BOD和氨氮含量很高。除此之外，垃圾渗滤液的水量变化很大，填埋场中产生的渗滤液量的多少会受很多因素的影响，如降雨量、蒸发量、地下水的渗入量、垃圾自身的特性、地表径流量和填埋场的结构等等[13]。

3垃圾渗滤液的处理技术

近年来，国内外对于垃圾渗滤液处理技术的研究取得了很大的进步。尤其是在欧美等经济发达的国家，对垃圾渗滤液的研究已经取得了一些成果，在处理垃圾渗滤液的方法上，现在比较常见的有：物理化学处理法、生物处理法、土地过滤法等。

3.1物理化学处理法

物理化学法就是通过一系列物理、化学反应去除垃圾渗滤液中的不可溶组分和可吸附有机物，同时将垃圾渗滤液中的难生物降解有机物转化为易生物降解的有机物并将其去除[1]。物理化学法主要有混凝沉淀法、活性炭吸附法、化学沉淀法、化学氧化法、密度分离法等。物理化学处理法受水质水量变化影响较小，出水水质相对比较稳定，尤其是对BOD/COD比值介于007～020之间含有毒、有害的难以生化处理的渗滤液处理效果比较好[14]。

3.1.1混凝沉淀法

混凝沉淀法是将混凝剂投加在废水当中，使废水中的悬浮物和胶体聚集形成絮凝体，再加以分离的方法。在目前，常采用的混凝剂多为AL2（SO4）3、FeSO4、FeCl3以及聚铁、聚铝等[15～17]（表2）。

3.1.2化学氧化法

化学氧化法是利用强氧化剂氧化分解废水中的污染物质，以达到净化废水的目的，是最终去除废水中污染物质的有效方法之一[18]。化学氧化法主要去除渗滤液中的色度和硫化物，对COD的去除率通常为20%～50%[19]。处理垃圾渗滤液方面应用的化学氧化法主要有Fenton法、光化学氧化法、电化学氧化法等（表3）[21～29]。

（1）Fenton法。Fenton 试剂是一种由H2O2、Fe2+组成的均相催化氧化体系，氧化和絮凝作用是其去除有机污染物的2 个主要途径。选用Fenton工艺对经过生化处理的城市垃圾渗滤液进行深度处理，结果表明：该工艺具有氧化和混凝的双重作用，其最优工艺条件为：[H2O2]=38.8mol/L、初始pH值=3、混凝pH值=8，反应时间60min，H2O2为一次投加。在此条件下，COD和TOC的去除率分别达63.43%和80.58%[20]。郭劲松等[21]对垃圾渗滤液进行实验，在最佳的实验条件下，考察了Fenton试剂对渗滤液中不同表观分子质量和不同种类有机物的去处效果。结果表明，进水COD为4500mg/L，去除率可达76%，且Fenton试剂对富里酸和腐殖酸的去除率分别为85%和68.4%。王杰等[22]以颗粒活性炭为催化剂，建立活性炭-Fenton催化氧化体系，对垃圾渗滤液进行有效处理，分别考察了反应时间、pH值、活性炭用量和过氧化氢用量对废水处理效果的影响，结果表明：在反应时间为30min、pH值=3、活性炭用量20g/L、硫酸亚铁用量0.02mol/L和过氧化氢用量2ml/L的条件下，可使废水的COD从3000mg/L降至1522.2mg/L，COD去除率达到48.26%。

（2）光催化氧化法。光催化氧化法是一种能耗低、易操作、工艺较为简单、没有二次污染的技术，并且对于一些特殊的污染物质的处理比其他方法要好，因此该法应用前景良好。其原理是在废水中加入一定数量的催化剂，在光的照射下产生自由基，利用自由基的强氧化性达到处理目的[23]。光催化化学采用的半导体有二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁。D E Meeroff等[24]用TiO2作催化剂进行光催化氧化垃圾渗滤液实验，垃圾渗滤液经过4h的紫外光催化氧化后，COD去除率达到86%，BOD/COD从0.09提升到0.14，氨氮去除率为71%，色度去除率为90%；反应完成后85%可被回收。黄本生[25]等以城市生活垃圾为研究对象，采用悬浮态半导体催化剂对渗滤液进行处理实验。研究表明，在一定的实验条件下，用ZnO/TiO2复合半导体催化剂处理垃圾渗滤液效果较好，用光催化氧化法处理垃圾渗滤液，COD的去除率可达84.48%。T I Qureshi[26]等用紫外光-光催化氧化法处理垃圾渗滤液，在最佳的实验条件下，TOC和颜色的去除率分别为61%和87.2%，BOD/COD显著增加，从0.112提升至0.32，COD的去除率也达到63%。

（3）电化学氧化法。电解氧化法处理废水的实质就是利用电解作用把水中有毒物质变成无毒或是低毒物质的过程[27]。E Turro等 [28]对影响垃圾渗滤液电解氧化处理的因素进行了研究，以Ti/IrO2-RuO2为电极，HCLO4为电解质，结果表明：反应时间、反应温度、电流密度和pH值是影响处理效果的主要因素，在温度为80℃、电流密度为0.032A/cm2、pH值=3的条件下反应4h，COD由2960mg/L降至294mg/L，TOC由1150mg/L降至402mg/L，色度去除率可达100%。魏平方[29]等用电化学氧化法处理垃圾渗滤液，研究表明，电化学氧化过程可有效的去除垃圾渗滤液中的污染物。当电流密度为12A/dm2，氯化物浓度为6000mg/L时，用SPR阳极电解240min，可去除90%COD、3000mg/L氨氮。

2014年7月绿色科技第7期3.1.3吸附法

吸附法是利用吸附材料的巨大表面积和不规则的网孔结构，使垃圾渗滤液中的污染物质吸附在其表面而被去除。吸附法应用于垃圾渗滤液的处理中，主要去除的是渗滤液中难降解的有机物、金属离子和色度等[30～32]。

3.2生物处理法

生物处理法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及厌氧～好氧组合生物处理。生物处理法处理效果好、运行成本低，适合于处理生化较好的渗滤液。目前为止，生物处理法是目前最有效、应用最多的处理方法，该法可以有效的降低渗滤液中的COD、BOD和氨氮，还可以去除铁、锰等金属。

3.2.1好氧和厌氧生物处理法

好氧生物处理法常用的处理方法有活性污泥法、曝气稳定塘、生物膜法、生物滤池和生物流化床。好氧生物处理能够有效的降低水中的BOD、COD和氨氮。O.N.Agdag[33]等对垃圾渗滤液进行处理，研究了一个两阶段的顺序升流式厌氧污泥反应器（UASB）和好氧完全搅拌式反应器（CSTR）。结果表明，COD的去除率一直在稳步提升，最终可高达90%。A.Uygur[34]等进行的垃圾渗滤液处理研究实验，在pH值=12时用石灰石进行预处理，再用序批式反应器（SBR）进行深度处理，最后可去除62%的COD。

结果表明，在平均进水氨氮，TN质量浓度和COD分别为2315，2422，13800mg/L的条件下，去除率分别可达99%，87%，92%，能同时实现有机物和氨氮的有效深度去除。高锋[40]等利用ASBR和SBR组合工艺对垃圾渗滤液进行实验。ASBR 反应器作为厌氧消化反应器，主要完成初步降解有机物的目的，并且处理后的渗滤液对后续的好氧生物处理较为有利，经SBR处理后的渗滤液COD的去除率可达92%左右。

3.3土地处理法

土地处理技术利用土壤、微生物和植物组成的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理填埋场渗滤液，常见的渗滤液土地处理方式有人工湿地和回灌两种。土地处理投资少、运行费用低，但受气候条件限制，一般只应用于干旱地区。王传英[41]采用回灌技术处理城市生活填埋场渗滤液，结果表明，渗滤液的回灌对COD和氨氮有一定的去除效果。土地处理技术与其他处理系统相比，是一种便宜去除填埋场渗滤液污染物的途径，但从长远看来，该系统存在重金属及盐类在土壤中积累与饱和问题，这会对土壤结构及植物的生长带来负面影响。另外，随着使用时间的延长，其处理效率会下降。

4结语

最佳的渗滤液的处理方法要求充分降低对环境的影响，这也正是现代垃圾渗滤液处理方法面临的主要问题。生活垃圾渗滤液作为一种高浓度、成分复杂和水质变化大的有机废水，采用单纯的生化法、物化法及土地法等无法实现渗滤液的最终无害化处理。虽然近年来各种垃圾渗滤液处理技术不断涌现出来，取得了较好的效果，但是仍然存在一定问题。因此选择垃圾渗滤液处理工艺的时候，应根据渗滤液的特性以及各地实际情况，因地制宜地选用处理方法，并通过实验取得优化的工艺参数，用于指导实践。

垃圾渗滤液处理首先应该在源头上进行有效控制，减少渗滤液量，并且加快污水处理的先进技术在渗滤液处理上的研究和应用，探寻渗滤液高浓度有机废水资源化处理利用的新途径，争取化害为利，变废为宝。

在垃圾渗滤液的处理过程中，选择何种工艺最适合还得依赖于渗滤液废水的性质。根据废水中COD、BOD以及氨氮和重金属的浓度，选择适当的工艺进行处理，并且应该在处理过程中考虑整体的因素，如填埋场的年龄、厂房的灵活性和可靠性、季节变化、投资和运营成本以及对周围环境的影响等，因此，选择恰当的处理方法应考虑诸多因素，以选择最有效、最经济并且对周围环境影响最小为原则。

综合考虑经济和处理效果等诸多因素，今后垃圾渗滤液的处理方法中将有可能更多的采纳过滤-混凝沉淀法，采用常用的混凝剂及活性炭吸附过滤就能达到很好的处理效果，并且投入成本相对较低。

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篇3

关键词：垃圾渗沥液；处理工艺；改造技术

中图分类号：X703 文献标识码：A

垃圾场渗沥液具有高度污染性、危害性，必须重视渗沥液的处理，采用特殊的工艺和技术来提高渗沥液质量，减少其中的有害物质，从而提高渗沥液处理工作质量，保护环境安全。

一、传统垃圾场渗沥液处理工艺特征

1.厌氧处理工艺

传统的垃圾场渗沥液处理主要采用厌氧处理工艺，处理后的出水水质按照国家规定的一级排放指标来排放，然而，这一工艺实际运用中问题丛生：生化段生化去除效率较低，所排出的水体的质地与清洁度也无法确定，国家对生活垃圾污染物做出了更加严格的规定，所以，渗沥液出水质量也应该实施更高的标准，而且按照规定还要从渗沥液水体的含磷量、含氮量、色度以及重金属含量等进行检测，需要达到特定的标准，对此就要对传统的处理工艺加以优化与发展，提高出水水体的质量。

2.传统处理工艺分析

这一渗沥液处理模式所处的场地空间有限，如图1所示，垃圾池空间也较小，使得生化处理时期水体静置时长较短，只有一周左右，无法保证不同工艺区段能够深入、彻底地发生化学反应，一旦进水浓度较高，则将导致出水质量趋向混乱、不稳的状态，使得生化去除效率也较低，只达到30%作用，为后方的膜处理带来了巨大压力，而且膜不能无限制、无期限地使用，使用周期通常2～3年，使得后续的处理质量得不到保证。其中好氧段则选择了曝气系统，实际曝气过程中无法彻底、匀称地搅拌，泥和水无法有效融合，而且当遇到寒冷低温季节时，生化段无法发挥处理功能，不能正常工作。

二、垃圾填埋场渗沥液处理工艺改造工艺

根据传统渗沥液处理工艺中存在的弱点和缺陷，例如：生化处理时间较短，曝气效果较差等问题，决定对渗沥液处理工艺进行优化改良。

1.增加生化处理时间

好氧生化处理的基本原理为：深入运用活性污泥的多种功效，例如：生物聚集、吸附、氧化等来集中控制垃圾场渗沥液内部的化学需氧量、生化耗氧量以及氨氮含量等，同时，活性污泥也能有效吸附祛除垃圾渗沥液中的重金属物质，例如：锰、铜等，通过这些方式和方法来达到渗沥液处理的目的。当渗沥液正式流向处理系统之前，通常要在一个厌氧环境内放置一个季度或者半年，这样就能有效控制渗沥液中化学需氧的浓度，下降幅度达到4000 mg/L，经过这样的优化改造，能够有效控制厌氧池的容积，从而有效地延长好氧生化反应的时长。这一改造方法的实际操作模式为：将拦截在反硝化池与沉淀池二者中间木板拆掉，让整个空间范围都作为厌氧池，并对应设置泥水分离设备、搅拌设备等，这样对初始状态的厌氧池进行深入地改造与发展，变成纯氧生化区，并增设曝气管，同时拓展曝气池的面积，以此来达到渗沥液内部杂质深入处理的目标。

2.曝气方式的优化

传统的曝气模式主要采用纯氧曝气，在这种模式下往往无法确保泥水充分地融合、混合在一起，对此可以对曝气方式进行优化调整，增设新型鼓风机，其功率达到18.5kW。这样最初的制氧系统则分别用作曝气与备份。纯氧生化池则可以选择全新的曝气模式，那就是将纯氧同空气有效融合，最终来曝气。生化曝气池则可以选择空气曝气的模式，这样才能确保泥水彼此融入对方，形成质地更为均匀的泥水混合物，再开启鼓风机使其产生一定的热量，这样就不用担忧温度降低的寒冷时节生化反应无法进行问题。

3.沉淀后置

我国对污水处理又提出了全新的指标，标准进一步提升，其中重金属检测成为一项重要的增设标准，这就需要从渗沥液污水处理中的沉淀环节入手，也就是尝试着把最初的纯氧池进行深入优化升级，让其变成生化沉淀池，同时，也要增加进水与出水管道、污泥回流管道等，增加物化沉淀池的面e，同时完善其内部的各项基础设施，例如：斜管填料、排污管道等，达到有效沉淀的目标，及时排除内部的重金属以及其他有害物质。

4.增设二级膜系统

污水处理系统最佳的运行状态就是能够确保出水质量，而且水质不会发生波动性变化，对此可以尝试增设二级膜系统，同时并联反渗透膜，单个模体再各自串联一个反渗透膜，对此形成了以下工艺流程如图2所示。

三、改造结果分析

经过对渗沥液处理工艺的优化改造，最终监测得出生化时期出水的质量满足规定标准，而且水质的质量也趋向稳定，不会发生浮动性变化，满足排放规定。具体的进水、出水中COD与NH3-N的数值、指标统计见表1。

经过改造处理以后系统的出水质量显著提升，生化去除率提升，而且经过二级膜处理后，水体能够更安全地被排放，这是因为延长了生化反应时长，而且改良了曝气模式，以此确保泥水混合较为均匀，污泥浓度也能控制在2500mg/L，而且提高了生化反应中寒冷季节的温度，维持生化反应的持续。

结语

渗沥液系统的优良改造有效提高了污水处理质量，确保生化段出水质量，使其达到规定的水质质量，而且随后的生化系统能够更加高效、稳定地运转，确保出水排放达标。

参考文献

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[2]马溪平.厌氧微生物学与污水处理[M].北京：化学工业出版社，2005.

篇4

关键词：垃圾渗滤液；A/O工艺+超滤系统；纳滤过滤系统；反渗透膜过滤系统；污泥脱水系统

1、渗滤液处理站建设概况

本渗滤液处理厂为义乌市塔山垃圾填埋场三期渗滤液处理系统新建工程，处于流域及环境影响评估报告，排放水质执行《生活垃圾场污染物排放标准》（GB16889-1997）规定的排放标准中三级标准后,纳管排污。

2、工艺概况

处理工艺概况

1）渗滤液处理工艺

根据处理工艺设计原则，本着污染物减量化、运行费用最低、投资最低、不产生二次污染的条件下，确定本项目处理工艺为生化处理+膜处理工艺。

2）本项目工艺流程框图：

改造需增加的设备单元

2.2工艺单元原理说明

1）调节池

垃圾渗滤液从库区由管道进入调节池，调节池对渗滤液的季节、气候、填埋时间的差异性进行均衡水质、水量。垃圾渗滤液进入调节池，

2） 初沉池

渗滤液经机械格栅到达初沉池后，厌氧颗粒污泥自然沉降，由好氧池和酸化池回流到初沉池的污水中含有的污泥，对初沉池的渗滤液进行絮凝后沉降，污泥由刮泥机经管道定期排放到均质池，再由脱水机房排除。初沉池的出水经重力自流到酸化池进一步处理。

3） 酸化池

渗滤液经过初沉池的粗过滤之后，在无大颗粒物质的条件下进入酸化池，再次单元内具有生长优势的菌种主要为水解菌及酸化菌，在这两种菌类的作用下，水体中难降解的大分子有机类污染物在水解菌的作用下被断链分解为VFA类物质，接着在酸化菌的作用下，VFA类物质被分解为易降解的有机酸类物质。

3、 A/O工艺+超滤系统（内置MBR系统）

3.1 MBR处理系统的原理

MBR处理系统全称为膜生物反应器，顾名思义系统由超滤级别的膜系统和活性污泥生物反应器两部分构成，整个系统的原理是在活性污泥反应区利用好氧、缺氧活性污泥微生物在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时降解有机污染物、吸附无机细小颗粒。接着被去除污染物的水在超滤膜系统中进行过滤和截留，过滤作用即将超大分子的有机不可降解类物质与水分子进行分离，截留作用即将活性污泥微生物截留在生物反应器中，防止活性污泥流失。

3.2 A/O工艺说明

本工程的生化反应阶段采用A/O工艺，整体系统由反硝化/硝化单元串联组成，在的反硝化/硝化单元内设置内回流，而超滤的浓水回流至反硝化段内提高其活性污泥浓度和硝化程度。反硝化依靠内源呼吸进行脱氮，同时可随着进水的氨氮浓度不断提高进行外加碳源的作业来提高二级脱氮速率。

由于菌种的不同，代谢的原理也不一样，因此硝化菌和好样菌胶团的代谢周期也不同，由于进水的C/N很高，所以好氧菌的资源远比硝化菌的资源多，所以好氧菌的代谢周期要比硝化菌代谢周期要短。A/O工艺强化了生物脱氮的作用，其生物脱氮的效率可达到80%-95%，有机物去除率≥90%。

4 、纳滤过滤系统单元（改造后的单元）

4.1纳滤系统过滤原理及特点

纳滤的过滤精度远优于超滤，介于超滤和反渗透之间，其过滤精度达到1nm级别，是适用于分离分子量在200以上、分子大小为1nm左右溶解组分的膜工艺，利用半透膜在外在压力推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术，可截留大部分有机污染物例如腐殖酸，同样可截留二价态无机盐类化合物。

纳滤膜具有如下特点：

1）渗透压较低，一般为1.0-1.5MPa，由于过滤孔径相对反渗透膜较大，浓差极化现象不太严重，所以需要的渗透压力更低；

2）回收率较高，由于单价态的盐类可完全透过纳滤膜，因此其浓水产量可降至最低；

3）单位产水的能耗较低，渗透压降低后所需动力条件也会降低，运行成本随之下降；

4.2 纳滤过滤系统说明

在本次使用的纳滤膜为卷式膜，其内层包含一层类似隔栅网的流道层，格栅的结构呈现交叉网状结构，这层膜使进入流道的水体在膜表面形成紊流，避免在末端形成严重的浓差极化，同时在过滤层的外层设置了专利层。

针对本工程渗滤液的特点，我们将纳滤膜进行单级分段排列，前段内为直通式，后续段内由于进水浓度明显增大，采取设置独立循环泵的方式，增大段内的错流量提高产水回收率。

经过排列组合后的纳滤膜系统，每一段可检测到产水、浓水及污染状况，整体系统回收率可达到90%左右，夏季时候的纳滤产水COD浓度可维持在100ppm以下，产水BOD浓度可维持在30ppm以下。

5、反渗透膜过滤系统（改造后的单元）

5.1反渗透系统过滤原理及特点

反渗透过滤是水处理领域过滤精度最高的过滤方式，其最小孔径可达到0.1nm，适用于过滤分子量小于200的无机盐类以及直径大于0.1nm的颗粒物质，同样是利用单向半透膜，在一定渗透压的作用下将含有污染物的反渗透系统进水进行分离的技术。

反渗透膜具有如下特点：

1）渗透压较高，一般为1.5-2.0MPa，根据膜的过滤类型不同，渗透压可达到4.0-5.0MPa，渗透压跟随进水电导率变化而变化；

2）产水质量高，反渗透的产水基本可直接进行回用，不用任何的再处理；

3）脱盐能力较高，可将含盐量5000mg/L含盐量的苦碱水脱至饮用水水平；

5.2 反渗透过滤系统说明

依据本工程渗滤液的特点，渗滤液中的含盐量浓度值会非常高，由于在生化部分是无法将盐类去除，反渗透的结构倾向依然会比较严重。

本工程的反渗透系统依然采取了单级多段的方式，基本每一段内都设置了段内强制循环泵，增大错流量提高系统回收率，同时对每一段的产水量、浓水量及过膜压差进行实时监控，产水经过收集后直接回用，反渗透的浓水由于大部分的成分为无机盐类，特别是氯化钠离子，收集后回灌至库区，利用垃圾本体进行吸附和再螯合。

反渗透系统的回收率约为80%，产水COD可控制在40ppm以下，产水BOD可降至15ppm以下，氨氮可降至25ppm以下。

6、污泥脱水系统

6.1污泥脱水原理及特点

活性污泥微生物降解有机污染物的过程其实也就是其整个生物代谢的过程，其生长周期一般和底物浓度、生物负荷有关系，通常来说硝化反应器内的好氧活性微生物的生存周期约为25天-30天，在同样的污泥浓度条件下，泥龄越长意味着剩余污泥量越少。

6.2污泥脱水的流程

由于膜的截留作用，使得MBR系统内污泥浓度很高，污泥处于内源呼吸，底物基本上用于维持微生物新陈代谢，而很少用于合成新的细胞物质，产泥量很低。

生化污泥含水率较高，一般99%。酸化池，A/O池剩余污泥通过回流管道回流到初沉池，经过厌氧工艺后，再由初沉池通过管道到均质池，搅拌，再次浓缩发酵后经管道送到脱水房。脱水后泥饼由专门输送车送出系统。

在本项目中，生化反应单元产生的剩余污泥采用混合集中排放的方式，每日定期排泥至污泥浓缩池，再浓缩池内经过一定时间的物理沉降后，含水率降低至约98%，在进入离心脱水机的同时加入PAM絮凝剂来破坏污泥颗粒表面的动电性，从而解离吸附水，增加污泥的脱水效率，接着在带式脱水机中对污泥进行脱水，最终达到含水率降至50%以下。

7、渗滤液处理工艺的优势

7.1能有效的将渗滤液实现减量化、无害化、资源化

对污染物的处理目标就是使其减量化、无害化、资源化。本工艺采用生化处理和物化处理相结合的方法，利用综合处理法（生物法+膜法）能比较彻底的降解污染物的特点，使污染物数量减少、危害程度降低。

7.2运行成本低

因为垃圾渗滤液的有机物含量较高，且成分复杂，因此其处理成本较高。本工艺考虑到前期的投资及后期的运营成本，采用低能耗、低费用的处理技术。

7.3季节变化适应性强

本工艺中在厌氧生物段使用了填料，同时使用了多相反应器保证了在季节变化导致水量变化时候的耐冲击和保证处理效率的作用，同时在膜处理阶段采用一级RO和二级RO串并联的形式，在夏季雨量较大而污染物浓度较低时，可并联使用，而当进入冬季雨量减少而污染物浓度较高时候进行串联使用保证出水水质。

8 、总结

篇5

建

议

书

二二一年二月

SS镇生活垃圾填埋场项目建议书

第一章

前

言

一、地理位置

1、地理位置

XX镇位于AA县东南部，距县城50公里，周边与TT县E尾镇、本县QQ乡、YY乡、YY镇、KK镇、UU乡为邻。

2、地形地貌

XX镇地处大别山腹地，大别山主峰AA座落其境，A岭、XX两大水库相镶其间，境内有龙井河、广家河、白马尖等风景区。全境总面积191平方公里，森林覆盖率达85%以上，是AA、DD安等大中城市的供水源地。

3、社会经济情况

XX镇是原老区政府所在地，大别山地质公园白马尖景区、龙井河景区均在其镇域地，下辖21个行政村，总人口15万人。农民人均纯收入43000元，工农业总产值10.8亿元，财政收入4500万元。

第二章

编制依据

一、HS县县域发展规划

二、SS镇镇域发展规划

第三章

指导思想和原则

一、指导思想

从SS镇实际出发，充分发挥SS镇区位及资源优势，紧紧围绕县委、县政府环境整治战略思想，优化旅游环境，提高引资条件，改善居民生活质量，加快发展旅游新镇，扩大经济总量。

二、建设原则

垃圾填埋场的建设要符合SS镇镇域规划，符合当地发展的要求，垃圾处理要符合国家标准，改善当地生态环境。

第四章

规划范围

HS县SS镇镇域范围

第五章

规划期限

结合本镇发展实际，该项目规划期限为2021-2025年

第六章

现状评价

目前，SS镇仅有一座小型垃圾焚烧站，随着集镇发展，集镇常住人口增加，现已经不能满足集镇垃圾处理需要。胡家河集镇、龙井河风景区、广家河风景区距SS集镇20-30公里。根据SS镇经济发展新定位，建设旅游新镇的要求，脏乱差的环境卫生条件严重影响了景区及接待基地的形象，制约了旅游业的发展，且胡家河集镇距六潜高速出口仅五公里，是SS镇的工业所在地。为此，尽快实施垃圾填埋场项目是当务之急。

第七章

需求预测分析

垃圾填埋场项目的建设，关系到镇域居民的切身利益，是发展当地旅游经济和推动招商引资的重要基础设施，项目建成后，可以改善旅游景区和当地居民的生活环境，以及人民的身体健康水平，巩固招商引资成果，促进当地旅游业的进一步发展，提高群众的生活水平。

垃圾填埋场的建设有利于当地生态环境的改善，巩固作为省级环境优美乡镇的创建成果，为争创全省最佳旅游乡镇和全国环境优美乡镇打下坚实的基础；有利于大别山区旅游经济的发展；有利于农民增收，提高当地农民的生活水平和质量。因此，建设

SS镇垃圾填埋场是十分必要的。

第八章

规划目标及主要建设内容

一、规划目标

拟建在胡堆旅游公路3.5公里处，垃圾填埋场一次性建成，预计投资160万元。主要为集中处理胡家河集镇以及堆谷山农家乐、龙井河风景区、广家河风景区的生活垃圾和SS镇中心集镇的部分生活垃圾。

二、建设内容

1、建设日填埋垃圾30吨，18万立方，预计使用年限20年。

2、项目控制面积30亩，其中厂区占地面积20亩。

3、新修建道路2000平方。

4、拦土坝6000立方。

市（县）城镇生活垃圾处理设施建设“十三五”规划基础数据调查表

城镇名称

2009年

建成区

面积

（平方公里）

“十三五”

规划城区

总人口

（万人）

2009年末

城区总人口

（万人）

“十三五”

规划城

区总人口

（万人）

2009年

地方财政收入

（亿元）

2009年垃圾产生量（万吨）

生活垃圾无害化处理能力

垃圾转动站数量（座）

运输车辆（辆）

总量

生活

垃圾

建筑

垃圾

粪便

已建规模

（吨/日）

在建规模

（吨/日）

“十三五”

拟建规模

（吨/日）

无害化

处理率

（%）

已建

在建

“十三五”

拟建

现有

“十三五”

规划新增

SS镇

0.14

0.28

0.053

0.73

0.15

0.48

0.1

30

3

5

3

市（县）城镇生活垃圾处理设施“十三五”规划建设项目表

市（县）发改、市容环卫、环保主管部门（公章）

“十三五”期间重点实施的项目名称

项目性质（新

建、改建、扩建）

建设规模

（吨/日）

总规模

（吨/日）

工程投资

（万元）

计划开

工时间

（年/月）

计划完

成时间

（年/月）

工程进度

（立项、环评、

可研、初设

、在建）

处理方式

（填埋、

焚烧、

综合等）

备注

（必须完成、积极推进）

SS镇生活垃圾填埋场

新建

30

30

160

2021

2021

立项

填埋

篇6

关键词：生活垃圾填埋场;填埋气;渗滤液;治理与恢复

中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）13-75-04

Environmental Problems of Municipal Solid Waste Landfill and its Management

Li Jing et al.

（Nanjing Research Institute of Environmental Protection，Nanjing 210013，China）

Abstract：The number of municipal solid waste landfill was increasing as the pushing of urbanization process，and the landfill gas and leachate caused different levels of pollution from surrounding ecological environment. The management and recovery had become important content of ecological environment protection.In this thesis，firstly，the situation of Chinese municipal solid waste treatment was outlined;secondly，the harm of landfill gas and leachate to ecological environment and its control measures were discussed;finally，the technologies and their trend of development of Chinese municipal solid waste landfill pollution management were summarized.

Key words：Municipal solid waste landfill;Landfill gas;Leachate;Management and recovery

随着居民生活消费水平的提高和城市化进程的加快，城市生活垃圾产生量的增长速度十分迅速，全球城市垃圾产生量年平均增长速率为8.4%，我国城市垃圾产生量年增长速率达10%，超过世界平均增长速度[1]。据中国人民大学国家发展与战略研究院2015年的《中国城市生活垃圾管理状况评估研究报告》显示，近年来中国人均生活垃圾日清运量平均为1.12kg，处于较高水平，根据城市化水平推算，2030年和2050年我国将分别产生城市生活垃圾4.09亿t和5.28亿t[2]。随着城市生活垃圾产生量的剧增，出现了一系列的问题，如土地占用，土壤污染、水污染、大气污染等生态问题，并引发了一些社会问题和经济环境问题。因此，对城市生活垃圾进行合理的处置刻不容缓。一般来讲，城市生活垃圾的处理方式主要包括填埋法、堆肥法、焚烧法等[3]，而就我国国情而言，填埋法具有投资少、容量大、见效快等优势。相关研究表明，我国生活垃圾大约有70%以上被运送到填埋场进行填埋处置[4]，因此填埋法是目前我国处理生活垃圾的主要手段。

1 我国城市生活垃圾填埋处理现状及主要类型

我国城市生活垃圾的卫生填埋技术发展较晚。20世纪80年代初，我国城市生活垃圾填埋场大部分为简易填埋场，场内没有设置渗滤液防渗和填埋气体的回收利用系统，并且欠缺填埋场附近的环保措施，致使填埋场区垃圾泛滥、臭气熏天。此外，城市生活垃圾填埋场还时有爆炸事故发生，这不仅影响了周围的生态环境，还会对人体造成一定危害[5]。20世纪80年代中后期，随着城市经济的快速发展，各级政府开始规划筹建比较规范的生活垃圾填埋场。截至2009年，中国大约有50%～60%的城市和10%的县级市修建了卫生填埋场[6]。例如，杭州市天子岭垃圾填埋场填、上海老港垃圾填埋场、北京阿苏卫垃圾填埋场、深圳下坪垃圾填埋场以及重庆长生桥垃圾填埋场等。

根据地形和地质条件，目前我国城市生活垃圾填埋形式主要有3种类型，即山谷填埋型、平原填埋型、滨海填埋型。（1）山谷型填埋场，利用城市附近的山谷填埋生活垃圾，在中国比较常见。这种利用三面环山的谷地和山谷周围斜坡的自然地形修建的填埋场可以填埋到较高的高度，具有较大的填埋容量，如杭州的天子岭垃圾填埋场;（2）平原型填埋场，利用天然洼地填埋城市生活垃圾，常用于平原地区。这种填埋场规模一般比较小，服务年限也较短，如北京的阿苏卫垃圾填埋场;（3）滨海型填埋场，利用海边滩涂进行垃圾填埋，适用于滨海城市固体废弃物的处理，如上海的老港垃圾填埋场。

2 城市生活垃圾填埋场的环境问题

垃圾填埋法具有处理量大、操作工艺简单、费用低廉等优点，从而成为各个国家和地区的主要固体废弃物处理方法。然而，填埋的垃圾在漫长的稳定化过程中会产生大量的填埋气和垃圾渗滤液，填埋气和渗滤液从填埋场内的释放与渗漏后，已导致大气、地表水、地下水污染，加剧温室效应，以及填埋场塌陷等环境问题，不可避免地对人们生存的环境和人们的身体健康产生不良影响。因此，生活垃圾填埋过程中需要采取一定的措施来解决这些生态问题。总体来说，城市生活垃圾填埋主要从以下3个方面带来生态环境问题：

2.1 垃圾填埋气的环境问题 生活垃圾集中填埋后，填埋场的大部分有机垃圾可以被微生物厌氧降解为气态产物，即填埋气，它的产量一般与填埋垃圾的组成、含水量和压缩程度以及外部的气候因素等有关。填埋气的主要成分为甲烷和二氧化碳，其余部分为一些痕量气体，如硫化氢、氢气以及挥发性有机物等。填埋气会在一定程度上影响和破坏我们的生存环境，大致集中在以下几个方面：

2.1.1 加剧温室效应，促进全球变暖 甲烷和二氧化碳是重要的温室气体。据研究，垃圾填埋场每年释放的甲烷占全球年甲烷排放总量的8%～15%，因此，垃圾填埋场释放的甲烷和二氧化碳在全球温室效应中扮演着重要角色。现阶段，许多国家己经进行了大量的相关研究，研发减少填埋场温室气体排放的各种措施[7]。

2.1.2 释放恶臭气体和挥发性有机物，污染大气环境 垃圾填埋场释放大量的挥发性有机物和具有难闻气味的成分，如硫化氢、有机硫化物、烷基苯等，这些挥发性有机物和散发异味的气体成分具有一定的毒性。此外，填埋气中还含有其它痕量气体成分，当这些痕量气体的浓度超过一定的浓度水平后，导致大气环境质量下降，影响当地居民的生活质量，具有潜在的危害[8]。

2.1.3 释放有害气体，破坏周围植被 填埋场周边地区植被的根际氧气被填埋场释放的填埋气替换，可以导致植物窒息死亡。此外，填埋气中的有毒微量气体成分也会影响植物的正常生长，从而破坏填埋场周围的植被[9]。

2.1.4 其它环境危害 填埋气中含有大量的挥发性有机污染物，它们可以随着填埋气体的扩散作用进入地下水，污染地下水资源[9];甲烷除了是一种温室气体外，还是一种易燃气体，当填埋场的排气系统不畅时，甲烷在填埋场的空气中积累，当甲烷的体积比达到5%～15%时，填埋场就可能发生爆炸和火灾[5]，对周边环境造成严重的危害。

2.2 垃圾填埋场渗滤液的环境问题 生活垃圾填埋以后，垃圾中某些组分以溶解态或悬浮状态的形式存在于渗滤液中，伴随着水分运动发生淋滤作用形成垃圾渗滤液，它是垃圾填埋场伴生的二次污染物，所需的水分主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中受到各种物理因素、化学因素以及生物因素的影响，所以渗滤液的组分在一个相当大的范围内变动，是一种成分复杂的高浓度废水。垃圾渗滤液泄露后不仅严重威胁周边的水源，还严重影响附近的土壤环境，具体有以下几个方面：

2.2.1 有机污染物含量高 渗滤液中有机污染物组分复杂，且浓度含量高，COD高达60 000mg/L，其中以烷烃、芳烃类较多，还存在着一些酸类、酯类、醇类、酚类等。其中许多成分是过去自然界从未出现过的人工合成有机化合物，具有不同程度的生物毒性和生物富集性，长期污染会产生严重的环境安全问题[10-11]。

2.2.2 氨氮含量高 渗滤液中氨氮含量高，可达1 000mg/L以上，高浓度的铵离子具有生物急性毒性效应，如果氨离子超标就会影响附近生物的正常生长发育[12]。

2.2.3 含有多种重金属元素 渗滤液中含有多种重金属，如Zn、Cu、Cd、Pb、Ni、Cr和Hg等重金属，尤其是当生活垃圾与工业垃圾混合填埋时渗滤液中重金属种类更多、含量更高。一旦发生溢漏或渗漏，渗滤液将不可避免地污染饮用水资源，对下游的生态系统产生毒害作用[13]。

2.2.4 含有丰富的微生物 渗滤液中含有丰富的微生物，其中含有大量的致病菌和病原微生物，它们一旦进入饮用水源，将诱发各种生理疾病，严重危害附近居民的身体健康。

2.3 垃圾填埋场的地面沉降问题 垃圾填埋后，如果垃圾在填埋时如果没有被彻底、均匀地压缩，加上垃圾的某些组分在不断的降解和淋溶损失，填埋场在漫长的稳定化过程中通常会出现不同程度的沉降现象。这一行为会破坏填埋场的顶部覆盖层、底部防渗层和边坡防渗隔离层，导致垃圾渗滤液和填埋气的溢漏，污染周边环境[14-15]，如果逸出的填埋气中甲烷浓度超过其极限，还可能发生爆炸[5]。此外，填埋场的不规则沉降也不利于填埋场的生态恢复和重新开发利用。

3 城市生活垃圾填埋场的治理与恢复

垃圾填埋场在运行过程或封场后，一直都存在着上述的各种生态安全隐患。因此，采取有效措施治理与恢复填埋场的生态环境，具有重要的生态意义和经济意义。现阶段，国内外开展的有关垃圾填埋场的治理与恢复工作，主要涉及填埋场的填埋气治理、渗滤液治理、场地恢复等3个方面。

3.1 填埋气的治理

3.1.1 建立导排气系统，减少填埋气产生量 在垃圾填埋场建立合理的导排气系统，减少填埋气的产生量和累积量，能有效防止填埋场发生火灾、爆炸的风险，降低填埋气的温室效应，减少填埋场的臭味，减少气体污染。一般来讲，规模较大的填埋场可以铺设专用收集管道，收集填埋气用作燃料，用于生活或工业供热;规模较小的填埋场，在填埋气不足以作为燃料的情况下，为了严防发生爆炸，必须安装填埋气的收集系统并进行火炬燃烧[16-17]。

3.1.2 填埋场的恶臭防治技术 生活垃圾填埋场恶臭污染防治的传统技术主要包括物理法、化学法和生物法，3种方法在处理填埋场恶臭过程中各有优缺点。其中，物理法操作简单、见效快，但处理恶臭浓度偏低、处理范围较小，且成本高，存在二次污染现象;化学法效率高、适用范围广，但处理持续时间短，成本高;生物法工艺简单、操作方便，且无二次污染，但筛选和培养菌种难、见效慢[8]。因此，在实际应用中应根据填埋场恶臭的特性和除臭要求等选用合适的治理方法或联合工艺，以最大程度地减少恶臭。近年来，以生物法为基础的生物除臭剂法和原位控制技术得到了快速的发展，其运行费用极低、除臭效果好、操作方便，具有巨大的发展潜力，是未来垃圾填埋场除臭的主导技术[18]。

3.2 渗滤液的治理 填埋场渗滤液的处理及排放是生活垃圾卫生填埋法面临的主要环境问题之一。到目前为止，垃圾渗滤液的处理方法主要有两大类，物理-化学处理法和生物学处理法。由于垃圾渗滤液的组分及其浓度具有很大的不稳定性，因此在选择合适的处理方法时具有很多困难。

3.2.1 设置有效的填埋场顶部防渗盖和底部防渗层，控制渗滤液产生量和释放量 填埋场渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水，其中以降水为主。因此，控制渗滤液污染，首先要设置有效的顶部防渗层，避免和减少降水的渗入，使渗滤液的形成量尽可能的小;其次是设置防渗能力强的底部防渗层和边坡防渗隔离层，避免发生渗滤液渗漏现象[13]。

3.2.2 物理-化学法处理渗滤液 物理-化学法是利用物理化学原理设计的处理工艺处理渗滤液的方法，一般作为渗滤液的预处理或深度处理工艺，但成本较高。主要处理方法有吸附法、化学沉淀法、吹脱法、高级氧化技术、膜分离处理技术等[19-20]。吸附法是通过各种不同类型吸附剂去除渗滤液的色度、金属离子和难降解有机物污染物等，处理效率高但成本也较高[21];化学沉淀法是通过加入某种化学沉淀剂发生化学反应将渗滤液中溶解性离子转化成不溶性固体，以去除渗滤液中难降解有机物和重金属等[22];吹脱法是对渗滤液的一种预处理，能有效去除渗滤液中的氨氮，调整其C/N比，有利于后续的生化处理，但易造成二次污染[23];高级氧化技术是通过羟基将难降解有机污染物氧化成小分子有机污染物以去除渗滤液有机污染物的方法，主要有光催化氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法等;膜分离处理技术主要包括反渗透、超滤及微孔过滤等，膜分离技术已逐渐被国内外发达地区采用处理垃圾的渗滤液[24]。

3.2.3 生物学法处理渗滤液 生物学处理法是利用微生物的新陈代谢作用吸附降解作用去除渗滤液中污染物的方法，一般分为好氧生物处理、厌氧生物处理和兼性生物处理3种。好氧生物处理主要是利用好氧微生物降解渗滤液中的有机物，有效去除COD、BOD5和重金属，具有良好的运行效能，主要处理方法有活性污泥法[25]、稳定塘[26]和序批式反应器、生物转盘[27]等方法;厌氧生物处理主要是利用厌氧细菌降解、稳定渗滤液中的有机物，具有操作简单，运行费用低等优点，其处理处理工艺主要包括：厌氧序批式反应器[23]、上流式厌氧污泥床[28]、上流式厌氧过滤器[29]、厌氧折流板反应器[30]等;兼性生物处理，即采用厌氧-好氧生物相结合处理渗滤液，处理效果较好，且操作简单，运行费用低，具有广泛的应用前景[25]。

3.2.4 人工湿地处理渗滤液 人工湿地含有多种微生物，它们可以与渗滤液中有机物、氮磷及重金属等污染物发生生化反应，降解污染物，具有成本低、管理方便、处理效果好等优点[31]。人工湿地处理填埋场渗滤液在我国许多地区具有一定的适用性。

3.3 填埋场的生态恢复 按照我国《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》（CJJ112-2007）规定，填埋场停止使用后必须进行相关的生态恢复，实施封场工程。同时，我国土地资源紧缺，生态恢复效果合格的填埋场，可用来兴建各类厂房、停车场、公园等，有利于进一步提高土地的利用价值，实现土地的合理利用。垃圾填埋场生态恢复的整体原则可以参考《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》（CJJ112-2007）。首先，建立完整的封场覆盖系统。其次，要保证场地的绿化工程与周围景观相协调，并根据场地覆盖层土壤的性质和当地气候条件配置合理的植物群落，不易选用根系穿透力强的树种。再次，还应及时对填埋垃圾进行压实处理并设置完善的填埋气导排设施，预防产生场地沉降和填埋气爆炸，避免发生危险[32]。

4 结语

卫生填埋技术是目前我国生活垃圾处理的主要手段。但与此同时，由于垃圾填埋产生的大量填埋气和渗滤液，对周边生态环境造成了严重的危害。虽然现阶段针对填埋气和渗滤液的处理方法较多，但这些方法均具有不同程度的缺陷，如何选择最佳的处理技术方法，降低运行成本，提高处理效果，改善填埋场的生态环境，是目前急需要解决的关键问题。因此，在未来的工作中，应借鉴发达国家的先进经验，结合中国国情，切合当地垃圾填埋场的特点，在遵循生态经济原则和国家相关政策下，因地制宜的开展垃圾填埋场的治理和生态修复工作，促进我国生态与经济的可持续发展。

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篇7

【关键词】生活垃圾；焚烧处理；垃圾发热值；处理方式

0 引言

处理城市垃圾的方式主要有：填埋、焚烧和堆肥三种，针对不同类型的垃圾，宜采用不同的处理方法。一般情况下，有机物含量高的垃圾，宜采用堆肥法，但堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类，且不能减量化，仍需占用大量土地；无机物含量多的垃圾适宜填埋法，但此方法，占用了大量土地，同时垃圾中有害成分对大气、土壤及水源造成了严重污染，不仅破坏了生态环境，而且也严重危害人体健康。所以，世界各国普遍采用焚烧法处理垃圾。

1 焚烧处理

城市垃圾焚烧技术概述焚烧法是一种高温热解处理技术，即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。

焚烧的目的是尽可能焚毁废物，是被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽可能减少新的污染物质产生，避免造成二次污染。对于大、中型的废物焚烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质，以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。目前在工业发达国家焚烧法已被作为城市垃圾处理的主要方法之一，得到广泛应用，我国也在加快开发研究的速度，以推进城市垃圾的综合利用。

2 我国垃圾焚烧发电的现状

根据我国现行的政策，目前我国城市生活垃圾焚烧发电技术主要是以机械炉排炉为主导，辅以煤-垃圾混烧流化床垃圾焚烧技术和其他技术。按照日处理1800吨二段往复式垃圾焚烧设备计算，年发电量可达1.6亿千瓦时，可节约标准煤4.8万吨，年减少氮氧化合排放480吨，二氧化硫排放768吨。

我国城市垃圾焚烧发电最早投入运行始于1987年，之后随着一大批环保产业化和环保高科技产业化项目的相继启动，垃圾焚烧发电技术得到了快速发展，实现了大型垃圾焚烧发电技术的本土化，垃圾焚烧处理能力在近5年间增长了5倍。

3 我市生活垃圾处理工艺现状

目前我市的生活垃圾主要以卫生填埋的方式进行处理，填埋场规划总占地面积79.066公顷，全部工程规划分三期建设，设计日处理600吨，使用年限36年以上。如今垃圾填埋场日处理垃圾约1200吨，主体工艺为卫生填埋，垃圾堆体发酵产生的沼气进行收集用来发电，垃圾渗沥液采用“水质均化+膜生物反应器MBR+纳滤NF+反渗透RO”组合工艺进行处理。

随着我市生活垃圾的产生量逐年增长，单一的填埋处理方式势必浪费更多的土地资源，而填埋处理对场地的地质条件和施工质量要求较高，并且存在二次污染的风险，结合国内外先进的垃圾处理的成功经验，多种方式相结合处理城市生活垃圾是未来的发展趋势，而焚烧技术的日益成熟将成为垃圾无害化、减量化、资源化处理的重要手段和主要途径。

4 两种垃圾处理方式比较

卫生填埋：技术成熟可靠，工程规模很大，在选址上比较困难，要考虑地形、地质条件，远离市区，运输距离远；适用于无机物>6%，含水率

焚烧发电：在国外属成熟技术，目前在国内沿海发达城市逐步推广应用；可在市郊建设，运输距离较近，但近年来选址问题越来越敏感；适用于垃圾低位热值>3300kJ/kg时，不需添加辅助燃料仅残渣需作填埋处理，约为初始量的10%；要求的环保措施是：二恶英、渗沥液、残渣处理，噪声控制、恶臭防治焚烧不稳定影响发电，烟气治理不利导致大气污染

由于卫生填埋占用土地较多，臭气不容易控制，渗滤液处理难度较高，生活垃圾稳定化周期较长，生活垃圾处理可持续性较差，环境风险影响时间长。卫生填埋场填满封场后需进行长期维护，以及重新选址和占用新的土地。

目前我国发达城市的生活垃圾处理逐步推广以焚烧为主，填埋为辅的方式，焚烧后产生的灰渣固化后在填埋场进行填埋处理，大大节约了填埋用地，降低了垃圾对土壤、地表水、环境空气的污染风险，焚烧厂产生的垃圾发酵水以及炉渣水通过管道排到污水处理厂，与填埋场产生的渗沥液集中处理后达标排放，并部分回用于处理工艺，也进一步降低了对环境的污染风险。

5 对策与建议

通过对生活垃圾处理方式的比较，以及对焚烧处理技术的简要分析，结合我市城市生活垃圾处理现状，提出今后发展的几点工作建议：

（1）目前，我市立冲沟垃圾填埋场采用的是传统的卫生填埋工艺，随着垃圾量的逐年增长，填埋场的库容也将逐年减少，在今后6年左右的时间里，我市城市生活垃圾的处理面临着严峻的选择，无论是继续采用卫生填埋处理方式或是采用焚烧发电处理方式，都应尽快作前期研究、评估决策的筹备工作，做到早决策、早动工，以满足建设时间和今后城市生活垃圾合理处置的需要。

（2）根据国内发达城市生活垃圾处理的建设和管理经验，垃圾焚烧处理“减量化、无害化、资源化”程度最高，其技术成熟、可行，该技术可作为我市未来生活垃圾处理的发展方向，不但可以改变目前我市单一的垃圾处理方式，节约土地资源，降低填埋场二次污染风险，而且能够有效应对逐年快速增长的垃圾产生量，并利用焚烧发电，产生一定的经济收益。

（3）我市在可用于建设垃圾填埋场土地资源紧缺的现状下，应统筹考虑生活垃圾焚烧发电厂和生活垃圾填埋场综合建设的方案，应有效利用现有生活垃圾填埋场场地，合理布局，建设生活垃圾综合处理园区，进而打造成为集卫生填埋场、医疗垃圾处理厂、生活垃圾焚烧发电厂、餐厨垃圾处理厂和科普教育基地为一体的新型循环经济产业园。

（4）对于焚烧和生化处理的二次废渣在规范允许和技术成熟的条件下，作为制水泥、制砖等辅料进行资源化利用，确实暂不能利用的二次废渣仍需填埋处理。

（5）为更好的推进生活垃圾焚烧发电项目建设，我市应逐步开展生活垃圾焚烧发电项目的宣传和相关论证，普及垃圾焚烧处理的相关知识，消除市民疑虑，主动为垃圾焚烧项目的选址和建设做好前期工作。

（6）生活垃圾焚烧发电厂建设涉及的专业广泛，设备较多，工艺复杂，为保证垃圾焚烧项目建成后能有效运行，应加快人才储备，加强现有人员的相关知识培训，逐步建立一支素质全面、技术过硬的人才队伍。

（7）垃圾焚烧项目建设及运营过程中，需求资金量大，运营成本较高，可根据我市财政支付能力状况，选择运用市场化BOT、BT的模式来建设运营。

（8）垃圾焚烧发电属于社会公益事业，所追求的重点应是垃圾处理，是环境和社会效益，而不是发电，没有优惠政策和各项补贴，垃圾发电难以产业化，建议政府加大政策扶持和补贴力度。

【参考文献】

[1]中国固废网行业报告[R].

篇8

关键词：封场垃圾填埋场；土地整理；矿化垃圾

中图分类号：TU824文献标识码： A

Land Arrangement and Utilization of Closed Waste Landfill Island

Lin Jie1，Cheng Fei2*，Zhang Xiangyang2，Wu Wei2，Gao Quanxi2

(1 Wenzhou Real Estate Development Co., Ltd. Wenzhou,Zhejiang,325000,China；

2 Zhejiang Bestwa EnviTech Co.,Ltd. Hangzhou,Zhejiang,310015,China)

Abstract: Taking the land arrangement way of a closed waste landfill island as an example，it is expounded proposed that the plan of outside transportation & incineration and soil remediation is a new plan for the closed waste landfill site with higher land value.It not only has positive social and environmental benefit，but also has good economic benefit.

Key words: closed waste landfill site; land arrangement; mineralized waste

随着城市的发展，城市可用土地资源的紧缺，封场垃圾填埋场的再开发和利用已逐渐受到人们的重视[1-3]。笔者就某海岛已封场的垃圾填埋场土地整理为例，探索一种更为积极的土地治理利用方式，即填埋物外运焚烧，原场地修复、回填成商业用地。

1某地垃圾填埋场现状

该垃圾填埋场地处某海岛山谷，濒临外海，附近海域有养殖场，该垃圾填埋场距最近的村仅隔一个高程为113.5 m的小山，村庄与垃圾堆放场直线距离约为200 m，位于垃圾场夏季主导风向下风向偏北，目前填埋场周围有大片的居民住宅，其中最近的住宅小区距填埋场库区不足百米。

该垃圾填埋场自2006年6月开工建设，2007年11月建成并投入使用。填埋场总占地面积4.279 hm2，填埋库区占地2.655 hm2，至2011年5月填埋场库容量饱和，不再接纳垃圾填埋，累计填埋生活垃圾约14.8万t。目前该垃圾填埋场已实行封场，进入封场后管理维护阶段。

该库区垃圾由两部分组成：一是陈、老生活垃圾。这部分垃圾是从原来的垃圾堆场一次性转移过来的。陈、老垃圾产生于1996年至2006年间，现位于垃圾坝内侧库区部分，这部分垃圾还包含当时堆场底部被污染的土壤。这部分垃圾的填埋龄均在6年以上，其有机物已全部或大部分降解，垃圾矿化率较高。陈、老垃圾转移过来后，还在其顶面做过封场措施，就地取土覆盖、绿化。二是近年生活垃圾。填埋于2006年至2011年间，这部分垃圾是在垃圾填埋场建成以后逐年填埋进去的，其降解、矿化率随填埋时间的不同而不同。目前这部分垃圾也已封场，基本上是就地取土覆盖、绿化，部分边坡有土工膜覆盖。

2土地整理及利用方案

该地目前城区生活垃圾收集后运往某垃圾发电厂做焚烧处理，不再在岛上做填埋处置。根据相关规划，该垃圾填埋场区块规划为旅游服务配套用地。

根据国家规范，若要对该块土地重新利用，则需要填埋场达到稳定安全期（3年）后方可进行土地使用，且不能建造永久性建筑物[4]。随着该地的快速发展，其土地越来越紧缺，为了将该地块的土地效益积极的发挥出来，可以对该地块采取一定的措施进行整理，并进行土壤修复，使其尽快的恢复到可重新利用的状态[5]。将该垃圾填埋场已封场的垃圾挖掘、外运至某垃圾发电厂内焚烧发电，同时将填埋场地块进行土壤修复，使之达到HJ350-2007展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）中B级标准，让该地块恢复成商业用地，并从土地转让收益中抵扣掉土地整理的费用。

3方案实施的条件

3.1 交通运输条件

填埋场所属区块路网成熟，运输条件良好。填埋场距垃圾发电厂约90 km，运距稍远，但道路情况良好，交通顺畅，垃圾转运条件已具备。

3.2 处理场地条件

目前垃圾焚烧发电厂的处理规模是800 t/d，可以提供给垃圾填埋场垃圾二次处理的量约为300 t/d。

4外运焚烧工艺

4.1 工艺设计

4.1.1 工艺流程简介

将填埋场内的垃圾挖掘、筛分后，筛上物拣去大块的砖头、石块等不可焚烧垃圾，余下的垃圾运至垃圾发电厂进行焚烧发电，筛下物做矿化垃圾重新利用。

4.1.2 设备及人员配置

垃圾焚烧厂一期设计处理规模为800 t/d，可以提供给垃圾填埋场二次处理垃圾量约300 t/d。人员及设备配备见表1。

表1垃圾焚烧厂一期人员及设备配备情况

4.2 处理周期分析

4.2.1 已填垃圾成分分析

根据国内对已填埋垃圾筛分测定的相关研究，填埋场内垃圾筛分物随填埋年限各有不同，见表2。

表2已填埋垃圾筛分物分析结果

4.2.2 垃圾总量分析

根据表2，结合本垃圾填埋场填埋种类和填埋年限，预测垃圾填埋场中垃圾经20 mm滚筒筛筛分后，筛上物平均占78%，即11.54万t；筛下物平均占22%，即3.26万t。

4.2.3 垃圾处理周期分析

垃圾填埋场垃圾处理周期见表3。

表3筛上物垃圾处理周期分析

日处理量/t 处理周期/月 总处理量/万t

300 13 11.54

4.3矿化垃圾的性质和用途

矿化垃圾是指在填埋场中填埋多年，基本达到稳定化的垃圾。垃圾填埋数年后，垃圾中易降解物质完全或接近完全降解，垃圾填埋场表面沉降非常小，垃圾本身已很少或不产生渗沥液和填埋气，垃圾中可生物降解含量较小，渗沥液中COD浓度较低，垃圾填埋场达到稳定化状态即无害化状态。

根据矿化垃圾性质可知，矿化垃圾中有一定的有机质和营养元素，主要用途：①绿化用的营养土；②山地土壤改良剂；③建筑材料；④生物反应床的填料。

5场地修复及土地重新利用

5.1场地土壤检测和修复目的

填埋场库区按区块搬空后，即可对搬空区块进行土壤检测，根据HJ 350-2007展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）中B级标准，按商业用地土壤污染物浓度控制要求取样、分析、给出调查报告，并制定修复方案进行场地修复，使之达到该标准中商业用地的要求，实现地块的重新利用。

5.2常用修复技术

根据《污染场地土壤修复技术导则》（征求意见稿），常用的污染场地修复技术包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、电动、热处理、生物修复等。

5.3土地重新利用

场址土方填筑完成并验收合格后，即可进行地块规划设计，然后进行场地平整、路网建设、通水、通电等基础建设，建设完成后即可进行土地的重新利用。

6投资收益分析

根据工艺各流程和设备配备，项目总投资约为3717.8万元（含土壤修复费用），其中垃圾焚烧按110元/t计，场地调查和修复按480万元计，矿化垃圾处理按20元/t计。

根据当地国土资源局国有土地使用权招拍挂出让成交公示和当地人民政府文件，目前垃圾填埋场所在地土地价格约975万元/hm2，本项目完成后可整理出商业用地4.279 hm2，预计可以回收土地资金4171.7万元，故按本方案，该垃圾填埋场地块整理利用后，可以产生453.9万元的净收益。

7结论

1）垃圾填埋场封场后土地开发利用，要结合当地经济发展状况、城市发展规划等方面进行综合分析，确定最合理的方案。

2）根据某地垃圾填埋场的实际情况，经过技术、经济成本和收益的分析，外运焚烧+场地土壤修复方案是切实可行的。

3）本方案给土地价值较高地区已封场的垃圾填埋场的土地整理和利用提出了一个新的方案，也为垃圾堆场存量治理提供了一个新途径。

参考文献

[1] 吴英博.生活垃圾填埋场封场后的维护与利用[J].绿色科技,2011,(12):144-145.

[2] 李雄,徐迪民,赵由才,等.生活垃圾填埋场封场后土地利用[J].环境工程,2006,24(6):64-67.

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[5] 李玲,王军,唐跃刚,等.封场垃圾填埋场的治理与城市土地可持续利用[J].环境卫生工程,2013,21(3):20-22.

篇9

关键词：垃圾填埋气；填埋气产生；产气量预测；收集；利用

收稿日期：20130521

作者简介：杨华明（1978—），男，江苏无锡人，工程师，主要从事热能与动力工程专业方面的研究工作。中图分类号：X799.1 文献标识码：A

文章编号：16749944（2013）07020003

1 引言

我国是垃圾生产大国，仅生活垃圾的年产量就约2亿t，垃圾对大气、水体、土壤造成污染，从而影响生态环境及人们的生存环境。

目前国内外垃圾处理方式有：垃圾填埋、垃圾堆肥、制造衍生燃料、焚烧等。我国大部分生活垃圾采用填埋处理，填埋垃圾产生的大量沼气就地排放至大气中，不仅污染了空气，而且资源化利用率很低。根据生活垃圾填埋处理的工艺特点，垃圾填埋场将产出大量的沼气。沼气是一种清洁卫生的生物燃气，是一种燃烧值较高的绿色能源。但它又是一种不易输送和储藏的易燃易爆危险气体，如果不及时合理地处理和利用，不仅会造成不必要的浪费，也会带来一系列的安全隐患。而大量的生物沼气流入空气中，对环境有较大的影响，增加大气的温室效应。而与此同时，垃圾在填埋、污水处理过程中也需要消耗大量的电能和热能。利用垃圾填埋场填埋气在保护环境、减少大气污染的同时，能够化废为宝。利用垃圾填埋场填埋气也是一项资源综合利用的项目。开展资源综合利用，是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济和社会发展中一项长远的战备方针。

2 垃圾填埋气的产生

垃圾在填埋一段时间后，由于厌氧微生物的作用，会产生浓度较高，一定数量的填埋气体，其主要成分为甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2），同时还含有不少于1%的挥发性有机物（VOC）。

填埋场产生的气体往往需要几个月才能达到一个稳定的量。在填埋的最初几个星期或几个月内，场内进行好氧的反应，主要产生CO2，渗入堆场的水及堆物的沉降将挤走垃圾空隙中的空气，这样，好氧阶段释放出的气体仍然含有O2 和N2。当堆场变成厌氧时，O2 的释放量降到几乎为零，N2 为低于1%的基本量。厌氧过程主要的气体终产物为CO2 和CH4。当甲烷菌增殖时，CH4 产量的聚集相当缓慢。气体的最终比率通常为甲烷占55%，二氧化碳占45%。该百分比因不同填埋场的条件会有很大变化。同时存在的微量的N2、H2S及乙烷、辛烷、庚烷等气态碳氢化合物。一般垃圾填埋后要经历以下4个阶段（图1）。

图1 填埋场气体成分随时间的变化规律

Ⅰ 好氧期：持续时间为几天到数周，产生的主要气体是CO2；Ⅱ 厌氧、不产甲烷期：厌氧分解开始，产生大量的CO2 和H2；Ⅲ厌氧、产甲烷不稳定期：出现甲烷，CO2 的产生量减少，H2被耗尽；Ⅳ 厌氧、产甲烷稳定期：气体的成分趋于稳定，通常要达到厌氧稳定状态需1～2 年的时间。

由于国内大部分城市填埋垃圾均未分拣和压实，垃圾容重为340kg/m3，垃圾中水分、易腐蚀的有机物含量高，导致填埋垃圾产气时间短、产量变化幅度大、气体热值较低。根据国内现有的研究数据，填埋垃圾在填埋后的1～2 年内就开始产气，并且迅速达到产气高峰，在随后的几年中又迅速下降，整个产气周期不超过15 年。

3 填埋场产气量预测

国外对沼气量产生总结出了较为成熟的计算模式。这里主要介绍的计算方法是根据CDM 方法学ACM0001（09.1 版）及相应工具“Tool to determine methane emissions avoided from disposal of waste at a solid waste disposal site”，事先计算出项目的减排量（tCO2e）（采用的是垃圾降解一级模型），再除以甲烷的全球增温潜势，得到填埋气的产生量。

计算公式如下：

BECH4SWDS，y=Φ·（1-f）·GWPCH4·（1-OX）·1612·F·DOCf·MCF∑yx=1∑j=1Wj，x·DOCj·ekj（y-x）·（1-e-kj）

式中：BECH4，SWDS，y：项目活动开始到y年末，因避免生活垃圾填埋处置而避免的甲烷产量（tCO2e）。

φ：模型不确定性校正因子；f：填埋气收集后用于火炬燃烧、焚烧或其他用途的甲烷百分比；GWPCH4：甲烷全球增温潜值（tCO2e/tCH4）；OX：填埋场甲烷氧化因子。采用2006 IPCC 缺省值；F：填埋气中甲烷含量（体积比）。采用2006 IPCC 缺省值；DOCf：可降解有机碳（DOC）百分比。采用2006 IPCC 缺省值；MCF：甲烷校正因子。采用2006 IPCC 缺省值；Wj，x：第x年未填埋的j成分有机垃圾的量（tons）；DOCj：j 成分垃圾中可降解有机碳的百分比（质量比）。采用2006 IPCC 缺省值；kj：j成分垃圾的降解速率。采用2006 IPCC缺省值；j：垃圾种类；x：减排计入期，从第一个减排计入期第一年（x=1）到计算减排的第y年（x=y）；y：计算甲烷排放的年份。

其中：Wj，x=Wx·∑xn=1Pn，j，xZ

式中：Wj，x：第x年未填埋的j成分有机垃圾的量（tons）；Wx：第x年未填埋的有机垃圾的总量（tons）；Pn，j，x：第x年收集的样本n中j成分有机垃圾的重量比；z：第x年收集的样本数量。

在任何情况下，总是有一部分生产的填埋气体是难以收集的。

①困在中间粘土层的填埋气体无法到达集气井；②如果没有完全覆盖，一部分填埋气体会从表面逸出。填埋气收集率的确定考虑到了如下表格的因素（表1）。

根据表1，收集率以60%计。由公式和垃圾量，可计算得产甲烷量和甲烷收集量。

4 填埋气的收集技术

填埋场气体收集系统需合理设计和建造，以保证填埋场气体的有序收集和迁移而不造成填埋场内不必要的气体高压。填埋气收集和导出通常有两种形式：竖向收集导出和水平收集导出方式。其中竖向收集导出方式应用较广，其填埋气收集系统主要包括随垃圾填埋逐渐建造的垂直收集井以及以每个竖井为中心，向四周均匀敷设多根水平导气支管。随着垃圾填埋作业的推进，填埋气井将以有效地收集、导排、处理和利用填埋气。

水平收集系统以每个收集井为中心，向四周均匀敷设多根水平导气支管。导气水平收集支管敷设在浅层碎石盲沟内，盲沟内填64～100 mm 碎石。如果库区堆高大的话，水平收集系统在高度方向上，可以每6m 设置一层。

收集井顶部设置集气装置，并采用HDPE 管与集气站相连后通过集气干管连着至输送总管，最终送至贮器容器或用户。

5 填埋气的利用

填埋气体的利用方法取决于其处理程度。未处理的填埋气体热值是天然气的1/2。填埋气体的低位热值约17MJ/m3。处理程度影响应用的经济性，为适合气体的最终使用需要，填埋气体预处理系统更改了填埋气体的组成。经不同处理可以进行不同的利用，进而得到不同产品。国内外常见的填埋气体利用方式有如下几种。

5.1 用于发电

利用填埋气体作为燃料，或者利用填埋气体燃烧产生的热烟气或锅炉蒸汽来带动发电机发电。这种利用方式投资少，工艺技术和设备成熟，需要对填埋气体进行冷却脱水处理，是比较常用的一种填埋气体利用方式。

我国已建成多个垃圾填埋气发电电站，其中目前亚洲最大的垃圾填埋气发电项目上海老港垃圾填埋气发电项目（建设规模为15MW级燃气内燃机发电机组）已经正式并网。该项目的并网标志着上海老港填埋场将逐渐由单一的无害化处理基地向资源回收与循环利用的费固基地转变。

5.2 用于锅炉燃料

这种利用方式是用填埋气体作为锅炉燃料，用于采暖和热水供应。这是一种比较简单的利用方式，这种利用方式不需要对填埋气体进行净化处理。设备简单，投资少，适合于附近有热用户的地方。

5.3 用于民用燃气

该种方式是将填埋气体净化处理后，用管道输送到居民用户，作为生活燃料。此种利用方式需要对填埋气体进行比较细致的处理，包括去除CO2、少量有害气体、水蒸汽以及颗粒物等。这种利用方式投资大。技术要求高。适合于大规模的填埋场气体利用工程。

5.4 生产压缩天然气

此种方式是将填埋气体净化后，压缩成液态天然气，罐装储存，用作汽车燃料。这种方法需要对填埋气体施加高达20MPa 的压力，工艺设备复杂，不易推广。

5.5 其他利用方式

最近国外对填埋气体又开发了一些新的用途，主要有：用于填埋气体制造燃料电池，用填埋气体制造甲醛产品以及制造轻柴油等。这些利用方案均在研究和开发中，离实际应用尚有一定的距离。

6 结语

垃圾填埋气的收集与利用不仅解决了垃圾处理问题，同时提高了垃圾填埋场的资源利用率，减少填埋场填埋气直接排放对温室效应的影响，是实现城市垃圾资源化、减少环境污染的重要途径，具有良好的经济效益。

参考文献：

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[3] 垃圾填埋场填埋气竖井收集系统设计优化[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（3）：6～8.

篇10

关键词：生活垃圾；处理技术；管理措施

中图分类号：R124.3 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）06-0-01

随着我国城市化进程的加快，我国城市生活垃圾的产生速度不断加快，产量也相应增加，如果在城市垃圾处理过程中没有采取妥善的措施就会造成环境污染。目前城市生活垃圾处理中存在很多问题，如何妥善进行城市垃圾的处理已经成为城市发展中需要重点考虑的问题。

一、城市生活垃圾处理技术现状

长期以来，我国对城市生活垃圾处理中采用的方法随着时代的变化而有所不同，加上我国地域广阔，南方地区和北方地区在垃圾处理中采用的各种措施也是不一样的，下表1是我国在过去对城市生活垃圾进行处理方法的所占比例。

下面就目前世界各国城市生活垃圾处理中主要采用的技术——填埋法、堆肥法以及焚烧法进行介绍。

1.卫生填埋处理技术

卫生填埋法指的是采用地层防渗，对垃圾进行分层填埋，然后将垃圾压实之后盖上土，让垃圾在厌氧条件下进行发酵，从而对垃圾进行无害化处理的技术，是过去很长一段时期我国大部分城市主要采用的垃圾处理技术。卫生填埋法处理技术较简单，一次性处理的垃圾数量多，在垃圾处理中的费用相对较低，但是由于我国的城市垃圾多数是混合垃圾，在卫生填埋过程中会将一些可以回收利用的资源一起填埋。目前我国垃圾填埋处理中各种技术手段有了全新的发展，在广州深圳等多个地方的垃圾填埋处理都采用了HDPE膜防渗技术，这样可以保证在进行垃圾填埋过程中渗滤液不会对垃圾填埋场周围的土壤和地下水造成污染。而且由于我国大多数地区的垃圾中有机物的含量较高，在填埋之后会产生很多的有机气体，例如沼气等，可以利用这部分气体进行发电。但是由于受到各地具体情况的限制，很多垃圾填埋场的设备存在问题，对于环境会产生影响，例如，在2006年，北京市对全市490处的垃圾填埋场进行严格的检查，发现有二百多个垃圾填埋场有高度的污染风险，对于其中10%的垃圾填埋场周围的地下水质进行检测发现，均有不同程度的污染。所以我国要进一步加强对垃圾填埋场的管理，对于没有资质的垃圾填埋场要严格处理，防止没有保护措施导致垃圾填埋中产生的废气和废液污染环境。

2.堆肥处理技术

堆肥法是利用自然界中的微生物将城市生活垃圾中的有机物进行分解，从而使垃圾中的有机物转化成可以在农田中使用的肥料的垃圾处理技术。这种技术可以有效利用资源，同时还不会对环境造成破坏，但是堆肥技术主要针对有机物含量较高的垃圾。虽然目前我国的堆肥技术工艺已经成熟，但是由于成本较高，专门从事堆肥处理的厂子很多都处在停运状态。堆肥处理技术在目前的发展状况不是很好，首先，主要是由于我国的城市生活垃圾还没有进行普遍的分类收集，导致垃圾中的石块、金属等不能降解的物质处理不了。第二，在当代城市生活垃圾中往往存在有毒的物质，在进行有机分解中这些有毒物质不能分解，会随着分解物进入到农业生产中，对农产品和人体产生影响。第三，堆肥处理是一个长期性和连续性的项目，但是农业生产是季节性的项目，在农业生产不需要肥料期间，堆肥产品就会迎来销售淡季。而且堆肥产品的肥力相比一般的肥料较低，所以现阶段我国很多堆肥厂都处于亏损状态。所以堆肥处理技术在上世纪六十年代有过一段繁荣期，但是在目前阶段，堆肥处理技术的使用越来越少了。

3.焚烧处理技术

焚烧法就是将垃圾进行高温焚烧，从而减少垃圾的数量，节省垃圾占地面积，有效减少垃圾中各种病菌的一种垃圾处理技术，也是我国目前使用比较广泛的垃圾处理技术。因为焚烧法可以最大限度的减少垃圾数量，而且处理时间较短、占地较小，还可以回收焚烧余热。但是，垃圾在焚烧的过程中会产生很多的烟气，这些烟气会造成空气的污染，在对烟气处理中对烟气处理技术的要求比较高，而且在烟气处理过程中要需要投入一定的资本，这样就加大了垃圾处理中的成本。但是随着对烟气处理技术的不断改进，极大地降低了焚烧中烟气处理的成本，且由于土地资源越来越匮乏，在垃圾处理中焚烧法是比较实用的方法。

从几种城市生活垃圾处理方法来看，处于对成本以及环保等各方面的考虑，在目前世界很多发达国家中主要采用的还是焚烧技术，下表2是发达国家在城市生活垃圾处理中各种处理技术的应用比例。

从表中我们可以看出，由于垃圾焚烧占地较少，处理效率较高，成本较低，很多发达国家在进行垃圾处理中首选是焚烧技术。针对我国的具体情况，在城市生活垃圾的处理中使用焚烧技术还需要解决我国垃圾没有分类回收问题。在我国城市生活垃圾处理收集过程中一直都是混合收集，这样就造成很多城市的垃圾整体热值较低，而对于焚烧技术来讲，在焚烧中要求垃圾的最低热值要达到一定标准，对于没有达到的垃圾则需要增加助燃剂，这样无形中增加了垃圾处理的成本。

二、城市生活垃圾管理对策

1.加强生活垃圾的分类收集

在对我国城市垃圾进行处理管理的时候需要进行分类回收，在我国目前垃圾回收中只是对特定的废品进行收集，但是这种废品回收主要是针对还有经济价值的垃圾而言，回收的对象往往是废旧报纸、饮料瓶以及金属等物品，但是对于玻璃或者是厨余垃圾都没有进行严格的分类收集。目前我国垃圾分类回收中还存在的问题就是市民对垃圾分类没有高度的认识，所以具体的工作中要制定一定的垃圾回收制度，通过宣传不断提高市民对垃圾分类处理的意识。有条件的地区可以设置不同类别的垃圾箱，将垃圾分门别类地进行收集。这样在处理的过程中才能根据不同性质的垃圾采用不同的处理办法。