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摘要:随着公众环保意识的增强及环保督察的要求,对陈腐垃圾填埋场的治理要求越来越高。筛分处置可以彻底消除垃圾填埋场的污染源,但在开挖过程中存在填埋气二次污染以及甲烷爆炸风险。好氧快速降解可以作为垃圾填埋场筛分处置预处理,降低填埋气污染物及甲烷浓度。
关键词:垃圾填埋场;好氧快速降解;筛分处置;填埋气;甲烷;二次污染
根据垃圾填埋场污染特点,以及治理目标的不同,垃圾填埋场污染治理主要分为异位治理和原位治理两大类。筛分处置技术属于异位治理技术,其技术特点是彻底消除污染场地的污染源。筛分处置的治理工艺就是将满足开挖条件的填埋场垃圾经过挖掘、筛分、转运、处置等过程,将陈腐垃圾开挖后进行筛分,按粒径大小将不同筛分的陈腐垃圾分别转运至相应场所处置或利用。但在垃圾堆体开挖过程中,存在臭气二次污染以及开挖过程中沼气的安全控制等问题,对周边环境影响较大。
一、分选处置技术
1.1技术简介
筛分处置技术特点是彻底消除污染场地的污染源,筛分处置的治理工艺就是将满足开挖条件的填埋场垃圾经过挖掘、筛分、转运、处置等过程,将陈腐垃圾开挖后进行筛分,按粒径大小将不同筛分的陈腐垃圾分别转运至相应场所处置或利用。
垃圾筛分治理技术原理是考虑垃圾填埋场中陈腐垃圾多为混合垃圾,经过填埋后的垃圾物理组分主要为塑料、木竹、灰土、砖瓦等,而生物反应降解后的大量的有机污染物,存留在灰土中。
采用分选工艺进行处理,是根据物料中各组分的物理性质的差异,如密度、颗粒大小、磁化率和光电性质等,利用这些性质的差异选用适当的设备,可将物料分成性质相近的若干类。
分选后的垃圾可分为腐殖土、轻质物和无机骨料3种,腐殖土中含有大量的有机质主要出路是用于城市绿化、山体恢复,借助植物吸收腐殖土中的有机质和氮磷等物质;轻质可燃物主要由塑料、织物和木竹等组成,需要外运进行处置,处置的方法包括焚烧处置、卫生填埋处置和资源化利用;无机骨料可就地回填。
1.2存在的问题
该技术污染治理较彻底,但存在搬迁过程中臭气、粉尘二次污染、过程中沼气的安全控制等问题。通过筛分垃圾减量资源化程度可以达到75%以上,同时筛分出的无机物可直接就地填埋或作为垃圾卫生填埋场覆盖土,达到了垃圾搬迁减量化和释放土地的目的。
二、好氧快速降解技术介绍
2.1技术简介
好氧快速降解技术的基本原理是将垃圾填埋场视为一个巨大的容器,在填埋堆体中埋设注气井、抽气井,使用高压风机,通过管道和注气井,向垃圾填埋场中注入空气,空气中的氧参与垃圾中有机质的降解反应。在氧气和水的参与下,通过以好氧为主的生物反应、生物化学反应、化学反应和物理作用,使垃圾中的可降解有机物快速降解,同时将收集的渗滤液和其他液体在添加了专用好氧微生物后回灌至垃圾堆体,使堆体中的有机物在适宜的含氧量、温度、湿度条件下,经专用好氧微生物的作用快速降解,使垃圾达到稳定状态,缩短垃圾分解的时间,垃圾中的污染物浓度大幅度降低,消除其对环境的污染。
在好氧稳定化过程中,垃圾填埋场产生的气体主要是二氧化碳。通过排气井排除垃圾堆体中的二氧化碳等气体,并带出好氧反应产生的热量。垃圾渗滤液不外排,通过添加专用好氧微生物后回灌直接消耗在垃圾填埋场中,对环境不产生危害。治理结束后,无污染环境的气体和渗滤液产生。
2.2技术优势
采用好氧稳定化技术作为垃圾填埋场预处理,有以下几个方面优点:
(1)大大缩短垃圾中有机物的降解时间。
在特定好氧條件及专用好氧微生物菌剂的作用下,可降解有机物快速降解,垃圾填埋场快速稳定化是好氧技术的核心。好氧稳定化比传统的厌氧降解法提高降解速度30倍以上,可大大缩短垃圾中有机质的降解稳定时间。
(2)降低渗滤液污染强度和产生量。
垃圾渗滤由于其成分复杂,污染地下水和地表水,收集后单独处理的难度大,投资和运行的费用高,是目前垃圾填埋场问题的焦点所在。由于垃圾堆体中的温度升高,水份的蒸发量大,渗滤液的量将减少85%-90%。渗滤中的污染物被垃圾吸附,特别是对氨氮和金属难降解的污染物,有良好的吸附作用,降低相关污染物在渗滤液中浓度,特别是有机物和氨氮的浓度。
(3)控制工程恶臭污染影响。
由于垃圾堆体长期处于厌氧状态,厌氧生物过程产生诸多恶臭污染物,形成垃圾堆体恶臭污染来源。在后续工程中,尤其是在开挖时,由于垃圾暴露面的扩大以致堆体内部恶臭大面积扩散,将对周边环境产生严重的恶臭影响,在周边还建居民点集中、交通干线集中的情况下,后续筛分工程将可能无法推进。通过好氧通气,改变堆体生物反应状态,将有效地降低恶臭污染物的产生,为后续工程推进创造条件。
(4)提高工程施工安全保障。
好氧生物反应过程有机物降解主要产生的是以CO2为主的气体,而厌氧生物反应过程有机物降解则主要产生以CH4为主的等气体。CH4在一定浓度范围内将会有爆炸危险,也是温室气体的主要来源之一。通过好氧过程控制,控制填埋气体中的甲烷含量,降低后续筛分工程开挖施工安全风险,以及填埋气体对周边环境的影响。
(5)节能减排。
由于好氧降解产生的是以二氧化碳为主的填埋气体。与普通封场厌氧排放甲烷相对比,其减排效果明显。
(6)使垃圾堆体达到稳定化。
填埋场在短时间内就可以基本降解完毕达到稳定化,这样就可以减少封场后填埋场的维护工作量,降低运行成本,同时可以减少甲烷等危险气体爆炸的风险,且有利于治理后场地的及时复用。
三、好氧降解技术作为预处理的方法
3.1方法概述
对于采取开挖筛分治理技术的垃圾填埋场,如果沼气含量过高,渗滤液含量过大,实施垃圾直接开挖会对施工和现场安全带来安全隐患,且不利于筛分工程的顺利开展。因此在进行开挖筛分治理工程前需采取好氧稳定化预处理,以加快垃圾降解速度,显著降低CH4和恶臭气体浓度,规避后续开挖施工的安全风险,减小臭气对周边环境的影响,降低渗滤液水头及垃圾体的含水量,在一定程度上实现垃圾的减量化,减少后续垃圾治理工程的工作量与资金投入。
3.2方法优势
本方法的优势如下:
1、本方法结合了好氧稳定化及筛分处置的优势。好氧稳定化处理减少了垃圾中的主要污染物、降低了开挖及分选过程中的环境影响及安全风险;筛分处置对陈腐垃圾的无害化、减量化、资源化程度高,实现垃圾的循环利用。
2、污染物治理彻底。采取筛分处置的垃圾填埋场,可以彻底消除垃圾场对周边环境及地下水、土壤和空气的污染,实现生态环境的恢复。
3、有效释放了原垃圾场的土地资源。经治理后的场地不存在任何环境风险,可用作商业开发利用或市政景观用地,提高场地的利用效率及利用价值。
结语
综上所述,好氧快速降解技术作为垃圾填埋场预处理,可以将垃圾堆体的厌氧环境改变为好氧环境、大幅度降低易降解有机物浓度、消除堆体中的以甲烷为主的填埋气体和还原性污染物,利于后续筛分处置施工。
参考文献
[1]戴小松.垃圾填埋场好氧生态修复技术在武汉金口垃圾填埋场治理工程中的应用[J].施工技术.2016(12):699-703.
[2]邵静邦.好氧降解加速垃圾填埋场稳定化技术[C]//矿化垃圾资源化利于与填埋场绿化技术研讨会,2011.
[3]孟淳.垃圾填埋场好氧降解加速稳定化技术生态修复方法[J].建材世界,2013,34(3):145-149.
[4]唐嵘.封场非正规垃圾填埋场好氧降解快速稳定技术及应用研究[D].北京:中国地质大学(北京),2012.
关键词:垃圾填埋场;好氧快速降解;筛分处置;填埋气;甲烷;二次污染
根据垃圾填埋场污染特点,以及治理目标的不同,垃圾填埋场污染治理主要分为异位治理和原位治理两大类。筛分处置技术属于异位治理技术,其技术特点是彻底消除污染场地的污染源。筛分处置的治理工艺就是将满足开挖条件的填埋场垃圾经过挖掘、筛分、转运、处置等过程,将陈腐垃圾开挖后进行筛分,按粒径大小将不同筛分的陈腐垃圾分别转运至相应场所处置或利用。但在垃圾堆体开挖过程中,存在臭气二次污染以及开挖过程中沼气的安全控制等问题,对周边环境影响较大。
一、分选处置技术
1.1技术简介
筛分处置技术特点是彻底消除污染场地的污染源,筛分处置的治理工艺就是将满足开挖条件的填埋场垃圾经过挖掘、筛分、转运、处置等过程,将陈腐垃圾开挖后进行筛分,按粒径大小将不同筛分的陈腐垃圾分别转运至相应场所处置或利用。
垃圾筛分治理技术原理是考虑垃圾填埋场中陈腐垃圾多为混合垃圾,经过填埋后的垃圾物理组分主要为塑料、木竹、灰土、砖瓦等,而生物反应降解后的大量的有机污染物,存留在灰土中。
采用分选工艺进行处理,是根据物料中各组分的物理性质的差异,如密度、颗粒大小、磁化率和光电性质等,利用这些性质的差异选用适当的设备,可将物料分成性质相近的若干类。
分选后的垃圾可分为腐殖土、轻质物和无机骨料3种,腐殖土中含有大量的有机质主要出路是用于城市绿化、山体恢复,借助植物吸收腐殖土中的有机质和氮磷等物质;轻质可燃物主要由塑料、织物和木竹等组成,需要外运进行处置,处置的方法包括焚烧处置、卫生填埋处置和资源化利用;无机骨料可就地回填。
1.2存在的问题
该技术污染治理较彻底,但存在搬迁过程中臭气、粉尘二次污染、过程中沼气的安全控制等问题。通过筛分垃圾减量资源化程度可以达到75%以上,同时筛分出的无机物可直接就地填埋或作为垃圾卫生填埋场覆盖土,达到了垃圾搬迁减量化和释放土地的目的。
二、好氧快速降解技术介绍
2.1技术简介
好氧快速降解技术的基本原理是将垃圾填埋场视为一个巨大的容器,在填埋堆体中埋设注气井、抽气井,使用高压风机,通过管道和注气井,向垃圾填埋场中注入空气,空气中的氧参与垃圾中有机质的降解反应。在氧气和水的参与下,通过以好氧为主的生物反应、生物化学反应、化学反应和物理作用,使垃圾中的可降解有机物快速降解,同时将收集的渗滤液和其他液体在添加了专用好氧微生物后回灌至垃圾堆体,使堆体中的有机物在适宜的含氧量、温度、湿度条件下,经专用好氧微生物的作用快速降解,使垃圾达到稳定状态,缩短垃圾分解的时间,垃圾中的污染物浓度大幅度降低,消除其对环境的污染。
在好氧稳定化过程中,垃圾填埋场产生的气体主要是二氧化碳。通过排气井排除垃圾堆体中的二氧化碳等气体,并带出好氧反应产生的热量。垃圾渗滤液不外排,通过添加专用好氧微生物后回灌直接消耗在垃圾填埋场中,对环境不产生危害。治理结束后,无污染环境的气体和渗滤液产生。
2.2技术优势
采用好氧稳定化技术作为垃圾填埋场预处理,有以下几个方面优点:
(1)大大缩短垃圾中有机物的降解时间。
在特定好氧條件及专用好氧微生物菌剂的作用下,可降解有机物快速降解,垃圾填埋场快速稳定化是好氧技术的核心。好氧稳定化比传统的厌氧降解法提高降解速度30倍以上,可大大缩短垃圾中有机质的降解稳定时间。
(2)降低渗滤液污染强度和产生量。
垃圾渗滤由于其成分复杂,污染地下水和地表水,收集后单独处理的难度大,投资和运行的费用高,是目前垃圾填埋场问题的焦点所在。由于垃圾堆体中的温度升高,水份的蒸发量大,渗滤液的量将减少85%-90%。渗滤中的污染物被垃圾吸附,特别是对氨氮和金属难降解的污染物,有良好的吸附作用,降低相关污染物在渗滤液中浓度,特别是有机物和氨氮的浓度。
(3)控制工程恶臭污染影响。
由于垃圾堆体长期处于厌氧状态,厌氧生物过程产生诸多恶臭污染物,形成垃圾堆体恶臭污染来源。在后续工程中,尤其是在开挖时,由于垃圾暴露面的扩大以致堆体内部恶臭大面积扩散,将对周边环境产生严重的恶臭影响,在周边还建居民点集中、交通干线集中的情况下,后续筛分工程将可能无法推进。通过好氧通气,改变堆体生物反应状态,将有效地降低恶臭污染物的产生,为后续工程推进创造条件。
(4)提高工程施工安全保障。
好氧生物反应过程有机物降解主要产生的是以CO2为主的气体,而厌氧生物反应过程有机物降解则主要产生以CH4为主的等气体。CH4在一定浓度范围内将会有爆炸危险,也是温室气体的主要来源之一。通过好氧过程控制,控制填埋气体中的甲烷含量,降低后续筛分工程开挖施工安全风险,以及填埋气体对周边环境的影响。
(5)节能减排。
由于好氧降解产生的是以二氧化碳为主的填埋气体。与普通封场厌氧排放甲烷相对比,其减排效果明显。
(6)使垃圾堆体达到稳定化。
填埋场在短时间内就可以基本降解完毕达到稳定化,这样就可以减少封场后填埋场的维护工作量,降低运行成本,同时可以减少甲烷等危险气体爆炸的风险,且有利于治理后场地的及时复用。
三、好氧降解技术作为预处理的方法
3.1方法概述
对于采取开挖筛分治理技术的垃圾填埋场,如果沼气含量过高,渗滤液含量过大,实施垃圾直接开挖会对施工和现场安全带来安全隐患,且不利于筛分工程的顺利开展。因此在进行开挖筛分治理工程前需采取好氧稳定化预处理,以加快垃圾降解速度,显著降低CH4和恶臭气体浓度,规避后续开挖施工的安全风险,减小臭气对周边环境的影响,降低渗滤液水头及垃圾体的含水量,在一定程度上实现垃圾的减量化,减少后续垃圾治理工程的工作量与资金投入。
3.2方法优势
本方法的优势如下:
1、本方法结合了好氧稳定化及筛分处置的优势。好氧稳定化处理减少了垃圾中的主要污染物、降低了开挖及分选过程中的环境影响及安全风险;筛分处置对陈腐垃圾的无害化、减量化、资源化程度高,实现垃圾的循环利用。
2、污染物治理彻底。采取筛分处置的垃圾填埋场,可以彻底消除垃圾场对周边环境及地下水、土壤和空气的污染,实现生态环境的恢复。
3、有效释放了原垃圾场的土地资源。经治理后的场地不存在任何环境风险,可用作商业开发利用或市政景观用地,提高场地的利用效率及利用价值。
结语
综上所述,好氧快速降解技术作为垃圾填埋场预处理,可以将垃圾堆体的厌氧环境改变为好氧环境、大幅度降低易降解有机物浓度、消除堆体中的以甲烷为主的填埋气体和还原性污染物,利于后续筛分处置施工。
参考文献
[1]戴小松.垃圾填埋场好氧生态修复技术在武汉金口垃圾填埋场治理工程中的应用[J].施工技术.2016(12):699-703.
[2]邵静邦.好氧降解加速垃圾填埋场稳定化技术[C]//矿化垃圾资源化利于与填埋场绿化技术研讨会,2011.
[3]孟淳.垃圾填埋场好氧降解加速稳定化技术生态修复方法[J].建材世界,2013,34(3):145-149.
[4]唐嵘.封场非正规垃圾填埋场好氧降解快速稳定技术及应用研究[D].北京:中国地质大学(北京),2012.