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關鍵詞:濃縮液;回灌;填埋體;水位;穩定
中圖分類號:TU411 文獻標志碼:A 文章編號:1674-4764(2012)02-0126-06
Effect of Concentrated Leachate Recirculation on Leachate Level and Slope Stability of Municipal Solid Waste Landfill
ZHAN Liang-tong1, LAN Ji-wu1, DENG Lin-heng1, LV Guo-qing2, CHEN Yun-min1
(1. MOE Key of Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, P. R. China;
2. North China Municipal Engineering Design & Research Institute, Tianjin 300074, P. R. China)
Abstract:260 tons concentrated leachate per day is produced at the leachate treatment plant at Changan landfill, which is considered to be recirculated into the landfill of municipal solid wastes. The effect of leachate recirculation on the slope stability of the landfill should be evaluated. The results from engineering geology and hydrogeology survey were firstly presented. Three-dimensional unsaturated-saturated seepage analyses were carried out by using GMS software to predict the change of leachate level as a result of the leachate recirculation. Based on the leachate levels and pore-water pressures obtained from the seepage analyses, slope stability analyses were carried out to evaluate the safety of the landfill. Some control measures were proposed to eliminate the adverse effect of leachate recirculation on the landfill safety. The analyses indicate that the factor of safety (FS) for the landfill with the current leachate level is slightly greater than the safety requirement (FS=1.3), and the current leachate level happens to be the critical level. Direct leachate recirculation will result in a significant rise in leachate level, which will cause a significant decrease in the landfill safety. The landfill is likely to fail after a direct leachate recirculation. If the leachate recirculation is executed after the current leachate level is lowered down by 3 m and the resultant leachate level will be lower than the current leachate level, the landfill can remain safe. Vertical pumping wells are proposed to implement the drawdown work, and if 45 wells are used and pumping is conducfed for 3 mouths, the leachate level will decrease by 3 m, which meets the safety requirement.
Key words:concentrated liquid; leachate recirculation; landfill; leachate level; stability
中國2008年修訂的《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889—2008)[1]提高了生活垃圾填埋場污水排放標準,填埋場滲濾液處理后須滿足二級污水排放要求,《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范(試行)》[2]推薦采用納濾和反滲透作為滲濾液的深度處理工藝。這2種工藝產生的濃縮液具有污染物濃度高、難處理的特點,現有處理方法包括蒸餾、固化、焚燒、回灌等。其中濃縮液回灌處理是在滲濾液回灌的基礎上發展起來的,能有效降低濃縮液中污染物濃度,同時加速填埋體生物降解的穩定化過程[3-4],是一種較為先進的處理方法。歐美發達國家從20世紀90年代開始了濃縮液回灌工藝研究及工程應用,例如,德國從1986年開始嘗試濃縮液回灌填埋場,目前約有15座填埋場采用濃縮液回灌工藝。1997年哥倫比亞Dona Juana填埋場實施滲濾液回灌時填埋體發生了失穩事故[5-6],實施回灌工程時垃圾填埋體的穩定性開始得到重視[6-8],中國許多垃圾填埋場滲濾液水位較高,填埋體存在安全隱患[9]。因此在實施濃縮液回灌之前,必須評估回灌對垃圾填埋體穩定的影響。
成都長安垃圾填埋場滲濾液反滲透處理工藝日產260 t濃縮液,擬在填埋場回灌處理。由于垃圾填埋體內現狀滲濾液水位較高,濃縮液回灌可能會導致水位進一步上升,威脅垃圾填埋體穩定安全,故開展該填埋場回灌工程的安全性及可行性評估工作。首先進行該填埋場工程地質與水文地質勘查,然后利用GMS軟件進行垃圾填埋體非飽和-飽和三維滲流分析,模擬和預測了濃縮液回灌前后填埋體內滲濾液水位變化;基于滲流分析結果,利用Slope/W軟件分析了濃縮液回灌對垃圾填埋體穩定性的影響,并提出回灌工程安全穩定控制措施。
1 場地工程地質與水文地質條件
如圖1所示,成都長安填埋場為山谷型填埋場,場底地形為U形山谷,谷底峽口設置高約30 m的漿砌石垃圾壩,壩頂高程為598 m,壩底設置有垂直防滲帷幕,深度18 m。該填埋場典型填埋剖面及場底地質剖面如圖2所示,垃圾填埋體自下游垃圾壩起始直到上游680 m高程,形成了一個約80 m高的垃圾填埋體邊坡,其中630~650 m和650~680 m兩個高程間陡坡坡度分別為1∶0.9、1∶1.6。現場勘察時680 m高程平臺仍在填埋作業。現場鉆探表明填埋體物質組成主要為城市生活垃圾,地表下約0~4 m內垃圾較為干燥,降解程度低;4 m以下垃圾降解程度較高。場底主要分布第四系坡積土,谷坡處厚度為0.3~2.5 m,谷底處厚度為1.5~5.2 m。坡積土下覆土層為侏羅系蓬萊鎮組泥質類巖石,滲透系數介于1.0×10-8~1.0×10-7 m/s,形成相對隔水層。
圖1 現狀地形示意圖
根據現場水位監測結果,該填埋場內滲濾液水位較高,現狀滲濾液水位線如圖2所示,上游680 m高程平臺局部水位埋深只有1~3 m,陡坡處水位埋深大,在650 m高程處及610 m高程下游坡體發現有滲濾液溢出。
圖2 典型地質剖面圖
2 現場滲濾液回灌試驗
為了研究回灌可行性,筆者在680 m高程平臺上開展回灌試驗。由于當時滲濾液處理廠還未建成,沒有濃縮液,因此利用該場高濃度的滲濾液進行回灌試驗。試驗采用回灌塘方式,回灌塘平面尺寸為6.0 m×6.0 m,深度約為1.8 m。試驗過程中回灌塘內滲濾液水位高度維持在1.0~1.8 m,當滲濾液入滲導致塘內水位下降至1.0 m即補充滲濾液至1.8 m高度。每日補充到回灌塘內的滲濾液總量即為日回灌量,同時在回灌塘周邊布設水位監測井監測周邊水位上升情況。其中2個回灌塘的日回灌量時程曲線見圖3,可見初期日回灌量大,4 d后日回灌量趨于穩定值,介于28~30 m3/d。日回灌量穩定值反映了淺部垃圾的滲透性,由Green-Ampt公式估算垃圾體飽和滲透系數Ks約為7.5×10-6 m/s。
圖3 日回灌量變化曲線
3 回灌前后填埋體中水位模擬與預測
填埋體中滲濾液水位模擬與預測采用GMS(Groundwater Modeling System)軟件中Femwater模塊,Femwater是三維飽和非飽和多孔介質中滲流分析有限元軟件,它擁有強大的前后處理功能,能方便的利用地形及地層信息生成三維數值模型。滲流分析中暫不考慮垃圾體及滲濾液自身壓縮性與滲濾液中化學溶質對滲流的影響,并假定垃圾填埋體為各向同性介質。Femwater模塊中非飽和飽和滲流控制方程:
kw2hx2+2hy2+2hz2+kwxhx+kwyhy+
kwzhz+q=Fht(1)
式中:h為總水頭,是位置水頭和壓力水頭之和;kw為非飽和滲透系數;q為匯源項,如降雨補給量、回灌量等;F為儲水系數,可從介質的土水特征曲線獲得。
垃圾水力參數見圖4,暫不考慮濃縮液對水力參數的影響,土水特征曲線參照中國類似組分垃圾的測試結果[9],并采用van Genuchten公式擬合得特征參數值:θs=0.59,θr =0.25,α=4.62,n =1.456;由土水特征曲線與現場回灌試驗得到的垃圾飽和滲透系數計算垃圾非飽和滲透性曲線[10],如圖4(b)所示。三維滲流分析模型見圖5,填埋體頂面為現狀填埋面,面積約20.6萬m2,填埋體底面為泥質類巖石,填埋體最大厚度約60 m,全場共劃分3 594個三棱柱單元。
3.1 現狀滲濾液水位模擬
根據水文地質勘查結果確定模型的邊界條件:上游680 m平臺處水位埋深約為1~3 m,因此模型西側邊界ABC段和南側CDE段均設為定水頭邊界。其中AB段總水頭值為地表高程減去1 m,即水位位于地表下1 m;BCDE段總水頭邊界值為675 m。由于滲濾液在610 m左右高程處溢出,故東側邊界按溢出點劃分為2段,GH為溢出段,設為定水頭邊界,總水頭值等于節點高程;HE段設為不透水邊界。模型北側和模型底面為不透水邊界。指定模型頂面允許最大積水深度為零,此邊界條件含義為:迭代過程中當頂面處的節點的孔壓為零時,軟件自動將此節點的邊界條件重置為定水頭邊界,總水頭值等于節點高程。考慮到現狀滲濾液水位是填埋體長期滲流的結果,采用穩態滲流分析模擬現狀水位。
圖6 流速矢量圖
填埋體穩定滲流分析得到的流速矢量圖(圖6),1-6號剖面為下文垃圾填埋體穩定分析剖面。可見滲流場主要分布在2-5號剖面之間,這與填埋場底部為中間低兩側高的山谷地形有關,此區域垃圾體厚度大導致滲濾液匯集。圖中W1、W2、W3三點實測水位埋深分別為2.3、3.2 m和4 m,模擬水位埋深為3.6、4.7、3.6 m,模擬結果與實測結果比較一致。
剖面1、3、6現狀水位線分布見圖7,可見剖面1滲濾液在630 m高程溢出,3號剖面在650 m和630 m高程2處溢出,6號剖面溢出點高程為650 m,與實際情況相符。對比3號剖面與圖2中水位分布,可見在680 m平臺上模型西側水平距離為0~100 m內的填埋體模擬水位與實測水位差別較大,但下文穩定分析表明該填埋場危險滑動于620~650 m高程,此處局部水位差異對穩定分析影響可以忽略。
在3號剖面上取A、B兩點繪制孔隙水壓力隨深度分布圖,這兩點分別位于680 m和650 m高程,距垃圾體上游為160 m和320 m,如圖8所示,可見兩點水位埋深分別為17.2、7.4 m,由于分析中假定填埋體各向同性,水位線上下的孔隙水壓力均隨深度呈線性減少,呈靜水壓力分布模式。
3.2 濃縮液直接回灌后水位上升預測
從穩定安全考慮,滲濾液回灌區域設置在680 m高程平臺西南側2/3區域,距填埋體陡坡頂有35~65 m的距離,如圖5中BCDF所圍成區域,面積約40 800 m2。設計回灌總量為260 t/d,回灌模擬分析時假設滲濾液均布在回灌區域,即在BCDF區域內施加定流量邊界條件,單位面積入滲量為6.37×10-3 m/d,模型其它邊界條件同前。考慮到滲濾液回灌的長期性,采用穩態滲流分析預測直接回灌后水位上升情況。
在現狀水位條件下直接實施回灌后滲濾液水位線分布見圖7,可見,填埋體內水位均有明顯上升,1-6號剖面水位最大上升高度分別為:2.2、2.2、3.2、3.8、4.54、3.66 m,1-4號剖面水位上升最大處位于為650 m平臺附近。各剖面水位上升規律為:680 m平臺水位上升約1.3~2.0 m,其余高程點水位上升程度隨高程減小而增大,滲濾液溢出點位置明顯抬升。濃縮液直接回灌后A、B兩點孔壓隨深度變化曲線見圖8,A、B兩點水位上升高度為2.0 m和3.2 m。回灌前后孔壓對比表明B點孔壓上升較A點明顯。回灌工程對650 m平臺水位影響更明顯。
3.3 先降水再回灌后水位上升預測
上述滲流分析結果表明在現狀水位條件下直接實施回灌后滲濾液水位上升明顯,下文穩定分析表明該回灌方法不能滿足填埋體穩定安全控制要求。 通過研究,筆者建議了采取以下措施來解決回灌工程安全問題:預先將全場滲濾液水位降低3 m,然后再實施回灌,并且回灌期間持續實施降水。筆者對此工況進行滲流分析預測全場降水3 m后再回灌可能導致的水位上升情況,滲流分析模型與邊界條件類似于3.2節,只是改變ACE和GH段的定水頭邊界值來模擬全場水位降低3 m,即將ACG和GH段總水頭值降低3 m。同樣采用穩態滲流分析。
預先降水3 m再回灌后水位上升情況見圖7,可見此工況的水位低于現狀水位,滲濾液溢出點位置有所下降。6號剖面的680 m平臺局部水位高于現狀水位,但上升程度明顯低于滲濾液直接回灌的工況。
3.4 滲濾液水位迫降措施
為了實現回灌前將滲濾液水位迫降3 m的要求,根據相關工程經驗,建議采用豎井抽排滲濾液降水。根據場底地形條件及上述的滲流場模擬結果,建議在680、650、630 m高程平臺各布置15口豎井,680 m高程豎井間距為40 m,從平臺邊緣起呈正方形排列,井深為10 m;650 m和630 m高程的豎井布置在2-6號剖面之間,沿等高線呈單排布置,間距取10~15 m,井深為8 m,豎井設計抽水量取24 m3/d[11]。根據填埋體滲流分析結果,采用上述設計時預計在3個月內可將全場水位降低3 m。水位下降3 m后可實施濃縮液回灌,回灌過程中630 m和650 m高程的30口豎井應持續工作以控制填埋體邊坡中水位。豎井結構設計及施工必須采取防淤堵措施,保證其長期有效性。
4 回灌對垃圾填埋體穩定性影響分析
采用Geoslope軟件進行垃圾填埋體穩定性分析,圖9顯示了具有代表性的3號剖面的分析模型。根據現場勘察結果,模型中填埋體分為4 m厚的淺層垃圾,4 m以下為深層垃圾;土層包括3 m厚坡積土和泥質類巖石。各土層的材料特性參數如表1所示,城市生活垃圾抗剪強度特性復雜,與垃圾組分、應變水平及齡期有關[9],強度參數變化大。目前美國推薦的垃圾強度取值為:深度0~4 m內,c=24 kPa,φ=0°;4 m以下,c=0 kPa,φ=33°;英國推薦取值為:c=5 kPa,φ=25°。從該填埋場鉆探取樣的三軸剪切試驗結果表明:該場填埋垃圾的c值介于18~61 kPa,φ值介于21.9°~29.5°。參考類似工程經驗,分析垃圾強度的參數取值如表1所示,表中其它材料強度參數取值來自地質勘察報告。
填埋體穩定分析剖面包括圖6中1-6號剖面,其中3號剖面如圖9所示。模型中滲濾液水位線采用上述兩種工況條件下水位模擬結果,即現狀水位和濃縮液直接回灌后水位。利用Slope/W軟件搜索危險滑動面,采用Morgenstern Price法計算安全系數[12]。填埋體穩定安全評價標準采用填埋場工程常用的穩定安全控制標準:即整體穩定安全系數Fs≥1.3,局部穩定安全系數Fs≥1.1。
在現狀水位下3號剖面的潛在滑動面及對應的穩定安全系數見圖9,可見,在現狀滲濾液水位條件下,填埋體整體穩定安全系數Fs=1.308,滑動面穿過垃圾體底部,屬于深層滑動;局部穩定安全系數Fs=0.867,滑動面位于650 m高程的陡坡處,屬于淺層滑動,可通過削坡處理解決該局部穩定問題。其它剖面的穩定分析結果見表2,表明現狀水位條件下垃圾填埋體恰能滿足穩定安全控制要求,現狀水位線即為安全控制水位。
如前所述,滲濾液直接回灌后水位明顯上升,對應水位條件下填埋體穩定分析見表2,可見整體穩定安全系數明顯降低,尤其是2、3號剖面從1.358、1.308分別降到1.028、1.059,明顯低于整體穩定安全控制要求的Fs≥1.3;局部穩定安全系數也降低,3-5號剖面低于局部穩定安全控制要求Fs≥1.1,因此濃縮液直接回灌填埋體的安全儲備不足,在現狀高水位條件下不宜實施直接回灌。如前所述,如果預先將全場滲濾液水位降低3 m后再實施回灌,回灌后水位低于現狀水位,垃圾填埋體能夠滿足穩定安全控制要求,因此上述的先降水再回灌的措施具有安全性,可以實施。
5 結 論
根據成都長安填埋場的現場勘查、填埋體滲流分析和邊坡穩定性評價結果,得到以下結論及建議:
1)該填埋場現狀滲濾液水位高,多數區域埋深只有1~3 m。若直接實施濃縮液回灌,回灌后全場滲濾液水位明顯上升,各剖面處上升幅度達2~5 m。若預先將全場水位降低3 m后再實施濃縮液回灌,回灌后水位低于現狀水位。
2)現狀水位條件下垃圾填埋體能滿足穩定安全控制要求,現狀水位線可作為安全控制水位。濃縮液直接回灌后,填埋體整體與局部穩定安全系數均明顯降低,不能滿足安全控制要求。若采取本文建議的先降水再回灌的措施,回灌后垃圾填埋體仍能滿足穩定安全控制要求,該回灌工程措施具有安全性。
3)建議采用豎井抽排滲濾液降水,在680、650、630 m高程平臺各布置15口豎井,預計3個月內可將全場滲濾液水位降低3 m。水位下降3 m后可在680 m高程平臺實施濃縮液回灌,同時建議630 m和650 m平臺的30口豎井持續實施降水。
4)文中現場試驗及理論分析結果是基于現場高濃度滲濾液的流體特性獲得的,必須采用滲濾液反滲透處理工藝產生的濃縮液進一步開展研究工作。
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隨著城市生活垃圾填埋場服務期滿,很多城市填埋場和堆場面臨封場問題,部分填埋場也陸續實施了封場修復。但是,由于填埋場在封場后20~30a才能穩定,潛在環境問題可能歷經長期才顯現,必須采用妥善的環境管理手段監控填埋場的環境污染變化,實時掌握封場場地生態環境恢復和土地穩定化情況,減少衛生填埋場封場后事故的發生,并且為封場后場地安全利用提供科學依據和數據支持[1-2]。上海市老港生活垃圾填埋場1~3期作為我國典型的大型平原型填埋場,自1989年以來承擔了上海市70%以上生活垃圾填埋,共填埋處置生活垃圾3500萬t。隨著庫容逐步使用完畢,自2005年起填埋場逐漸減少垃圾處置量,并在2010年著手開展了填埋場封場工作。根據相關規劃,老港生活垃圾填埋場1~3期封場后場地作為遠期備用發展用地,待填埋場穩定后進行二次利用。
1國外填埋場封場后環境管理概況
國外很重視生活垃圾封場修復及再次開發利用,封場的場地經過長期的生態修復達到相應的標準后可以開發作為娛樂場所,如高爾夫球場、各種自然生態基地、公園、植物園、苗圃等,還可以用于農業生產或建設生活福利設施,因此建立了1套較為詳細的填埋場封場后的環境管理制度和計劃。
1.1美國美國環境保護署在1998年對垃圾填埋場封場后的運營和維護工作提出了要求,重點對封場覆蓋系統、滲瀝液收集系統、地下水監測系統和氣體監測系統等4個方面進行了闡述,目的在于阻止或者監測垃圾填埋場有毒有害物質的排放。根據美國聯邦法規第40卷258.61(b)(1)和(2)的規定,基于填埋場封場后持續30a的維護和監測基礎上,美國環境保護署批準各州可按照自身的具體情況延長或縮短這一時間周期。州際技術和法規委員會于2006年出版《Evaluating,Op-timizing,orEndingPost-ClosureCareatMSWLand-fillsBasedonSite-SpecificDataEvaluations》,對美國各州垃圾填埋場的封場和封場后的管理程序進行了詳細解釋,明確了滲瀝液、垃圾填埋氣體、地下水及終覆蓋膜等4個方面的系統分級評估辦法,只有達到相應的級別方可進行開發利用。
1.2加拿大加拿大對于垃圾填埋封場利用的國家層次法律法規主要是環境保護內容中固體廢物的第3章Cri-teriaforAllWasteManagementUnits,Facilities,andDisposalSites,第5節ClosureandPost-ClosureMaintenance,對一般垃圾填埋場和其他垃圾填埋場的關閉及封場后管理提出了較為詳細的指導,強調垃圾填埋場封場后維護的目的是為了確保填埋場封場后沒有釋放出可能對公眾健康和周邊環境造成影響的污染物,封場后必須保證建立完整的填埋場封頂覆蓋層和環境控制系統,封場后維護與監測時間應不少于30a。維護與監測的工作有:①填埋場安全;②填埋氣體監測和控制系統維護;③非液態狀廢物暴露后經重新填埋;④堆體的不均衡沉降量。在該法規中,還強調了業主方與運營方應定期向環境機構說明在垃圾填埋場封場后建設中不會造成對公眾安全以及環境造成危害,如果在封場后出現重大環境污染問題需遞交環境機構和區域水質管理委員會審核[3]。
1.3歐盟1999年4月EU填埋指南(CouncilDirective1999/31EC)實施生效,作為今后歐洲各國填埋處理方式的總體綱要,該指南規定了1個總體框架,各國自行制定適合本國國情的法令。該指南第10條規定,須保證至少30a的填埋場封場后管理費用,這相當于間接規定了封場后的管理期限。
1.4經驗借鑒1)重視填埋場相關法律法規。經過數十年的實踐和發展,國際上生活垃圾環境管理工作已經覆蓋從產品生產到末端最終處置的全過程環節,封場后的環境管理體系已經成為生活垃圾管理法規體系不可忽視的一部分。2)重視填埋場封場規劃。通常在填埋場的設計和施工階段就根據國家和地方的有關法規明確封場的步驟和封場后的管理事宜。尤其是美國填埋場有關的法規更為嚴格,要求在填埋場的建設和運行之前確定封場規劃,在場址審批時一并提交給政府環境部門審核。3)重視封場后的環境監測。研究表明,垃圾的降解周期一般為25~30a,因此要求封場后運營單位必須開展至少30a的長期環境監測,確保填埋場在封場后不對周邊造成環境污染,在達到相應的安全標準后才能開發利用。
2我國生活垃圾填埋場封場后環境管理現狀
2.1垃圾填埋場封場概況“十一五”以來,我國陸續出臺了CJJ17—2004生活垃圾衛生填埋技術規范、GB16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標準、CJJ112—2007生活垃圾衛生填埋封場技術規程、建標140—2010生活垃圾填埋場封場工程項目建設標準等。在這些標準規范的指導下,開展了深訓市玉龍坑垃圾填埋場、南京市轎子山生活垃圾填埋場、杭州市天子嶺生活垃圾填埋場等大型填埋場的封場工程實踐,國內很多城市也陸續完成了填埋場封場工程,上海市老港生活垃圾填埋場1~3期、廣州市興豐垃圾填埋場等填埋場封場工程也正在進行中。2010年全國共有生活垃圾填埋場628座,處理能力38.8萬t/d,另外還有簡易填埋場上千座。部分衛生填埋場和大部分簡易填埋場面臨著庫容逐漸飽和甚至超負荷填埋的情況,需要進行封場修復。按填埋場壽命20a,半數填埋場已運行10a計,預計未來10a,我國約有200余座衛生填埋場進行封場修復,約500座小型簡易填埋場、堆放場進行關停修復[4]。
2.2垃圾填埋場封場后環境管理現狀我國當前對生活垃圾填埋場封場主要關注封場工程技術措施,對于封場后的運行管理還較為薄弱。盡管在CJJ112—2007、GB16889—2008等標準和《生活垃圾處理技術指南》等政策文件中,要求封場后的衛生填埋場穩定以前,應進行地下水、地表水、大氣、沉降等定期監測,部分大型填埋場如杭州市天子嶺一期填埋場按照以上要求進行了環境監測,并設置了專門的人員對封場后的填埋場進行管理和維護。但是還有大多數的填埋場封場后由于資金、人員的缺乏,處于無人監管狀態。
2.3存在問題我國部分填埋場已實施了封場修復,但封場后的環境問題在短期內沒有完全顯現,潛在的環境風險往往在10余a甚至數十年的長期過程才能逐漸顯露。由于意識、資金的缺乏,很多封場后的填埋場沒有設置專門的部門進行長期的環境監測工作,當前既缺乏長期的監測數據,又缺乏系統的模擬研究和風險評估方案,對于填埋場的穩定化評價和二次開發利用存在顯著的阻礙[4]。3上海市老港生活垃圾填埋場1~3期環境質量現狀及封場后環境管理對策
3.1概況上海市老港生活垃圾填埋場位于南匯區老港鎮的東海之濱,距上海市市中心約60km,由東海灘涂經圍墾筑堤而成,是典型的平原灘涂型垃圾填埋場。老港生活垃圾填埋場1~3期工程占地336萬m2,劃分為57個填埋單元。自1989年投入使用以來,處置能力從1500t/d提高到3000t/d,解決了上海市70%以上生活垃圾處理出路問題,保證了市區生活垃圾的日產日清。目前工程庫區已全部填滿,正著手進行封場和生態修復。其自運行以來持續開展常規環境監測工作,形成了較為詳盡的運行期間環境監測基礎數據庫。
3.2污染物排放現狀3.2.1甲烷2007年以來,場內14個監測點的填埋氣體基本達到GB16889—2008要求,所有點位甲烷濃度均低于5%,其中超過0.01%的次數呈下降趨勢,見表1。從不同庫區甲烷排放分布看,隨著填埋年限的增加,甲烷濃度呈降低趨勢。
3.2.2滲瀝液垃圾滲瀝液經調節池、厭氧池、兼氧池、好氧池處理,最后排入東海。經過處理至排放口污水中污染物濃度仍較高,除2008年BOD5達標外,2007—2009年CODCr、BOD5、NH3-N、懸浮物均超過GB16889—2008排放限值,其中NH3-N的超標率總體趨勢向上,2008年和2009年均為100%;與2008年相比,2009年各項指標都有所下降,但2009年CODCr、BOD5和懸浮物的超標率分別為91.67%、25.0%和66.67%。
3.3環境質量現狀
3.3.1臭氣2007年專項調查對填埋場中部臭氣濃度進行監測,4個監測點的臭氣濃度(30、34、40和27)中有2個超過GB14554—1993惡臭污染物排放標準二級標準值30。常規調查中2009年夏季連續3d對填埋場的填埋區和南北邊界分別選取了3個監測點(1#、2#、3#)進行惡臭氣體監測。從監測結果看,填埋場邊界和中部區域的監測結果差異不大,均達到GB14554—1993中的二級排放標準要求,見表2。3.3.2地下水老港生活垃圾填埋場周圍設有20個地下水監測點。地下水水質在2007—2009年均劣于國家地下水環境質量二級標準。CODMn、氯化物和NH3-N超標嚴重,枯水期、平水期水環境質量較差。與背景點水質相比較,污染監測點地下水體中氯化物監測結果與背景點吻合,NH3-N監測結果明顯高于背景監測點,說明該地區由于靠近東海,地下水體中氯化物濃度環境背景值較高,填埋場地下水存在NH3-N污染。
3.3.3植被填埋場有部分場地經過簡單的植被種植,植被已得到一定恢復,主要植被類型為意楊林、雜草、園林樹木混植林,為區域生態系統恢復提供了較好的生境。但由于覆土層厚度、土壤鹽堿度高等因素的制約,作為主要生態恢復樹種的意大利楊(Populuseuramevicana)高度多維持在7~8m,胸徑多維持在18cm。3.4封場后環境管理對策研究填埋場封場后填埋氣體控制系統、滲瀝液控制系統繼續處于運行狀態,填埋場終場覆蓋系統也需保持完整性以防止污染物逃逸出填埋場,必須定期對這些設施進行系統的維護和保養,還要進行環境監測。因此,需設置專門的環境管理機構,制定周密和詳細的工作計劃開展一系列活動。
3.4.1建立環境管理機構老港生活垃圾填埋場1~3期封場后應成立專門的環境管理機構,形成1套以環境管理辦公室為中心的環境管理體系。主要職能是研究決策填埋場封場后環保工作的重大事宜,并負責填埋場環境保護的規劃和管理以及環境保護治理設施管理、維修、操作,負責環境監測業務。
3.4.2制定環境管理制度建立、執行并監督管理計劃,對大氣、廢水等主要污染物制定詳盡的監測、控制制度,以保證及時了解并控制污染物排放情況和對周圍環境的影響情況;建立健全垃圾處理場的各項規章制度,根據國家環境標準,對填埋場重點污染源及污染物開展日常監測工作,編制表格和報表,定期上報有關主管部門,建立監測檔案;參與治理工作,為污染治理服務。
3.4.3重視例行檢查和設施維護封場后如果不注意后期管理,可能會對周圍環境造成嚴重污染,因此要開展例行檢查和設施維護[5]。具體要求見表3。
3.4.4實施長期環境監測為了掌握封場后場地環境污染控制和生態環境恢復狀況,運營單位要建立環境監測計劃及詳細的監測檢查環境程序,并制定處理突發事故應急響應計劃。1)監測介質。填埋場在運行過程中產生的污染物主要有滲瀝液、填埋氣體、惡臭氣體等,生活垃圾填埋場封場后,垃圾在長期的穩定化過程中還將不斷產生填埋氣體和滲瀝液等垃圾分解的副產物,場地也會發生不均勻沉降,必須對滲瀝液、填埋氣體、地面沉降特性進行定期監測和處理[5-6]。此外,也應該定期對植被、動物類型和數量等方面進行監測。具體見表4。2)監測項目。①GB16889—2008中明確進行監測的項目。目前關于生活垃圾填埋場監測技術要求的標準主要是GB/T18772—2008和GB16889—2008,但前者沒有對封場后的環境監測作出明確的要求,后者僅提出了對滲瀝液和甲烷進行監測。②在現狀評價階段識別的關注污染物接近相應質量標準的各項指標。根據2007—2009年的常規環境監測結果和2007年專項環境監測結果,老港生活垃圾填埋場1~3期區域還存在臭氣、地下水環境污染問題,部分指標超過相應環境質量標準,對這些項目要進行長期監測。③為掌握填埋場穩定化和生態恢復程度的各項增加指標。除以上2個方面外,為掌握填埋場修復效果,要對其他的項目進行長期的監測和分析,以全面掌握填埋場穩定化和生態恢復程度。
關鍵詞:城市垃圾;滲濾液;處理技術
中圖分類號:G202文獻標識碼: A
在我國,垃圾填埋法是目前廣泛使用的處理生活垃圾、工業垃圾的方法 。而且隨著城市填埋技術二次污染相關問題的深入研究,作為防治二次污染問題的滲濾液處理技術也引起了越來越多的人和相關部門的重視。今后,符合我國基本國情的、經濟的、具有針對性的并切實可行的垃圾填埋工藝和滲濾液處理技術的研究,將是我國研究的重點課題。
1垃圾滲濾液的特點
垃圾填埋場中重力流動的產物液體即是垃圾填埋場滲濾液,滲濾液主要包括外來水(如地下水滲入、地表水、大氣降水)和垃圾分解產生的源水。能夠影響垃圾場滲濾液性質的主要原因包括:填埋場條件、填埋地點的水文地質條件、填埋地點的氣候條件、垃圾的主要成分、垃圾填埋的條件等。在以上多種因素的影響下,形成的垃圾填埋場滲濾液的以下特點:
1.1滲濾液水質復雜
影響垃圾填埋場滲濾液水質的主要因素是垃圾的組成成分。滲濾液是高濃度的有機廢水,且不同地方垃圾的組成不同,滲濾液的水質也可能相差很大。據我國相關部門測定,國內幾大城市垃圾填埋場滲濾液水質的調查顯示,滲濾液中含有94種有機化合物,其中5種可誘導致癌,1種可致癌,20余種進入美國和我國EPA環境優先控制的污染物黑名單。其次,填埋的時間也會影響垃圾滲濾液的水質。一般情況下,垃圾填埋時間越長,滲濾液水質的可生化性就越差。同時隨著垃圾填埋時間的增長,滲濾液中金屬離子的含量降低,氨氮含量、PH值增加。除以上原因影響滲濾液水質外,填埋場的降水量、土質等也是其影響原因。由此可見滲濾液水質的變化規律是極其復雜的。
1.2滲濾液金屬含量高
在垃圾的降解過程中產生的二氧化碳溶入垃圾滲濾液中,極易造成滲濾液水質呈微酸性,即加劇了垃圾中金屬、金屬氧化物和不溶于水的碳酸鹽發生溶解,最終造成滲濾液中金屬含量升高。垃圾填埋場滲濾液中主要金屬離子包括:鈣離子、鋁離子、鋅離子和鐵離子等。
1.3滲濾液中氨氮含量高
垃圾填埋場滲濾液中垃圾的組成成分和垃圾的填埋方式的不同,造成滲濾液中氨氮質量濃度從數千毫克每升到幾千毫克每升的變化。并且,隨著垃圾的填埋時間的增長,垃圾中的有機氮不斷轉換為無機氮,使得氨氮的含量不斷的升高。
2垃圾填埋場滲濾液的處理建議
2.1運用合并處理法
合并處理法是指垃圾滲濾液和一定規模的城市污水廠的污水合并處理,合并處理法是一種最為簡便的處理方法。合并處理法的優點是:其一,節省大量單獨建立垃圾滲濾液處理系統的費用,降低滲濾液處理成本。其二,能夠利用污水處理廠污水對垃圾滲濾液達到稀釋、緩沖的作用,實現城市污水和垃圾滲濾液同時處理的目的。合并處理法也有其缺點,包括:第一,因城市污水廠與垃圾填埋場間距離的問題,造成滲濾液的輸送成為巨大的經濟問題。第二,滲濾液水質復雜、組成多變容易對城市污水處理廠造成沖擊負荷,甚至影響到城市污水廠的正常運行。綜合合并處理法的優缺點,想在利用合并處理方法時得到效益最大化,那么必須考察其工藝的可行性。
2.2場內循環噴灑處理法
場內循環噴灑處理法是一種比較簡單有效的處理方法。場內循環噴灑處理法優點包括:第一,通過回噴將垃圾的含水率由20%-25%提高到60%-70%,明顯增加垃圾的濕度,提高垃圾中微生物的活性,使甲烷產生增加,以達到加速有機物的分解和污染物溶出的目的。第二,循環噴灑處理可降低滲濾液的濃度。第三,噴灑過程的揮發作用可減少垃圾滲濾液的產生,對水質及組成起到穩定作用,便于廢水處理系統的正常運行及節省費用。第四,加速垃圾中有機物的分解,使垃圾場的穩定化進程由原需的15-20a縮短到2-3a。循環噴灑法存在的問題:(1)不能夠完全消除滲濾液。(2)循環噴灑后的滲濾液仍需處理才可排放。
2.3滲濾液的預處理法
滲濾液中的SS污染物、色度、氨氮和金屬離子通過設定在垃圾填埋場的預處理設備進行首處理,則可以得到有效的減少。又或者首先通過厭氧處理,使其生化性得到改善,降低處理負荷。滲濾液的預處理可為垃圾滲濾液的再次處理創造良好的運行條件。
滲濾液有著不同的處理方法,就方法的選則來說,應符合我國基本經濟國情且達到保護環境的目的。另外,為了更好的研究垃圾滲濾液的處理技術應全面考察垃圾填埋場周邊的有關因素及相應的處理技術的支持,使得垃圾滲濾液得到有效可行的處理。
參考文獻
[1]常有鋒,唐杰.人工濕地在城市垃圾滲濾液處理中的應用.《西安文理學院學報(自然科學版)》.2013年3期
【關鍵詞】生活垃圾;污染;改進
引言
隨著經濟持續增長,城市化進程的加快和人民生活水平的提高,城鎮生活垃圾的產出量正逐年大幅度增長,簡單的垃圾處理方法已經不能夠適應可持續發展的要求,然而,在我國城市生活垃圾產生量不斷增長的同時,生活垃圾分類、回收和處理能力與水平發展相對滯后,城市生活垃圾問題愈加突出,需采取措施加以解決。本文論述了我國城市生活垃圾產生與處理現狀,分析了我國城市生活垃圾收集處理和管理過程中存在的問題,提出了城市生活垃圾管理對策建議。
1 城市生活垃圾產生量以及處理
城市生活垃圾,是指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物以及法律、行政法規規定視為城市生活垃圾的固體廢物。目前,我國城市垃圾以每年8%~9%的速度在增長,城市人均年生活垃圾產生量約為450~500kg。有各類生活垃圾場453座,處理能力為27.2×104t?d-1,集中處理量約9400×104t,集中處理率約為62%;按處理量統計,填埋、堆肥和焚燒處理比例分別占81.7%、2.7%和15.6%。
2 城市生活垃圾污染現狀
(1)垃圾露天堆放大量氨、硫化物等有害氣體釋放,不僅嚴重污染了大氣質量,也影響了城市的生活環境與美觀。
(2)嚴重污染水體。垃圾不但含有病原微生物,在堆放腐敗過程中還會產生大量的酸性和堿性有機污染物,并會將垃圾中的垃圾資源化潛力隨著生活水平和經濟的發展也不斷增長。
(3)生物性污染。垃圾中有許多致病微生物,同時垃圾往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的孳生地,這些必然危害著廣大市民的身體健康。
(4)侵占大量土地。垃圾的堆放侵占著大量的土地,據初步調查,2003年全國668座城市中已有2/3被垃圾帶所包圍全國垃圾存占地累計80萬畝。
3 城市生活垃圾處理方式
3.1填埋
垃圾填埋是應用最早、最廣泛的一項垃圾處理技術。早期的垃圾填埋處理僅僅是單純的填埋,沒有考慮到填埋氣、滲濾液的處理等問題,造成了比較嚴重的環境污染。直到本世紀30年代,首先在美國提出了“衛生填埋”的概念。衛生填埋法具有技術比較成熟、操作管理簡單、處理量大、投資和運行費用較低、適用于所有類型垃圾等優點,是當今世界上最主要的垃圾處理方式。但填埋處理也存在一些缺點:(1)占用大量土地資源,以致新建填埋場選址困難;(2)產生的垃圾滲濾液如未妥善處理,會對土壤及地下水等周邊環境造成污染;(3)填埋垃圾發酵產生的甲烷等氣體,既是火災及爆炸隱患,又加劇了溫室效應。
3.2焚燒
垃圾焚燒處理已有100多年的歷史,而現代化的焚燒處理的發展則開始于20世紀60年代以后。焚燒法處理,可使垃圾減容85%以上,減重75%以上,突出了減量化、無害化特征;若配備熱能回收裝置,亦可達到資源化。與填埋處理相比,焚燒處理具有占地少、廠址選擇易、處理周期短、減量化顯著、無害化較徹底以及可回收垃圾焚燒余熱等優點,因此在世界各國得到越來越廣泛應用。
3.3堆肥
垃圾堆肥是處理與利用垃圾的一種方法,是利用垃圾或土壤中存在的細菌、酵母菌、真菌和放線菌等微生物,使垃圾中的有機物發生生物化學反應而降解(消化),形成一種類似腐蝕質土壤的物質,用作肥料并用來改良土壤。
4 城市生活垃圾管理存在問題及改進方式
4.1垃圾混合收集的混亂
長期以來,我國生活垃圾一直是混合收集。混合收集的弊端在于:(1)混合垃圾中含有一部分尚
有利用價值、可直接回收利用的物質如廢紙、塑料
等,如果直接處理,不僅造成資源的極大浪費,而且增大了垃圾處理量,使處理成本大大增加;(2)混合垃圾中還含有一些危險廢物如日光燈管、廢舊電池等,不僅增加了無害化處理的難度,而且一旦處理不當,極易造成嚴重污染。垃圾被稱為“放錯地方的資源”,可回收垃圾包括紙類、金屬、塑料、玻璃等,通過綜合處理、回收利用,可以減少污染,節省資源。雖然設置了分類垃圾箱,但缺乏對公眾的宣傳教育和約束,居民對垃圾分類的意識不強、積極性不高,亂扔亂投的現象依然普遍,分類垃圾箱形同虛設;相關部門缺乏有效管理,流動拾荒者任意撿拾垃圾,勢必造成分類垃圾箱內垃圾的混雜;雖然進行了分類收集,但無法保證分類運輸和處理,使分類收集失去了意義。應該對群眾加強垃圾分類收集的宣傳力度,甚至強制性的管理。分類垃圾箱的設置也應該加強對群眾的宣傳,相關部門應該加大管理,垃圾的分類應該從家庭做起,從源頭做起。
4.2生活垃圾管理的法律的不健全
我國目前關于生活垃圾的相關法律體系還不健全,存在一定缺陷。已頒布的《固體廢棄物污染環境防治法》、《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》等法規對防治城市生活垃圾污染做出了較為全面的規定,是加強我國城市生活垃圾污染防治工作的基礎,但這些基本法規多為原則性規定,缺乏相應的實施細則和配套法規,可操作性不強,給依法防治城市生活垃圾污染帶來了困難。大的條款比較的空洞,說的范圍也比較大,制定法規應該更加的詳細一點,具體到操作的步驟上來,這樣更可行。
4.3管理體制不完善
垃圾處理行業作為社會公益事業,其收運處理過程的監督、管理、執行基本上是由政府一家包攬,環衛部門既是監督機構,又是管理部門和執行單位,也就是“自己監督管理自己”。這樣就會存在很多的問題,自我監督不如互相監督,自我監督不能形成更好的競爭,這樣垃圾處理行業就不會更快的發展,故在管理體制上應該多部門的監督。
4.4公眾對垃圾處理以及環保意識的薄弱
城市生活垃圾收集處理與環境保護不僅僅只是政府和相關部門的工作,也離不開每一個公民的支持和努力。日本的家庭婦女就把生活垃圾回收做得相當好,他們能夠自覺對垃圾進行分類。我國也應該加強對公民環保意識的教育,可以進行適當的鼓勵或者懲罰。
參考文獻
[1] 胡紅燕.淺析我國城市生活垃圾處理現狀及對策[J].中小企業管理與科技,2009(1):189-190.
[2] 肖前斌,王海寧.城市垃圾填埋的問題及對策[J].科技情報開發與經濟,2007,27:122-124.
關鍵詞:生活垃圾;收集;運輸;措施
1齊齊哈爾市中心城區生活垃圾現狀
1.1生活垃圾處理現狀
齊齊哈爾市中心城區平均日產生活垃圾800噸,全部集中到生活垃圾無害化處理場進行無害化處理。齊齊哈爾市中心城區已建成的生活垃圾衛生填埋場工程是1998年利用國債投資建設的工程項目,主要由紅星、黎明和向陽三座填埋場組成,占地面積36萬平方米,處理能力為日處理生活垃圾1013噸。該工程總投資8387萬元(其中國債資金4200萬元),主要包括:已經建成使用年限為11年、具有防滲和滲濾液收集功能的衛生填埋區13.65萬平方米;建設進場道路兩條,1870延長米;建設附屬設施總建筑面積為3393;采購推土機、挖掘機、裝載機、自卸車、壓縮車等機械設備60臺(套)。該工程建設和運行質量良好,2007年被國家住建部和中環協評定為Ⅰ級填埋場。自2000年5月工程竣工并投入使用以來,共處理生活垃圾近330萬噸,中心城區生活垃圾無害化處理率連續11年達到100%。
1.2生活垃圾收集與運輸
齊齊哈爾市中心城區產生的城市生活垃圾主要通過混合收集的方式,收集到垃圾箱、垃圾桶中,再由垃圾運輸車運送到垃圾處理場。垃圾運輸車主要包括額定載重量為3噸的后裝壓縮式垃圾車、額定載重量為5噸的CA141自卸車和額定載重量為5噸的CA141自背車。目前中心城區平均每天清運生活垃圾800噸。
2新建項目概況
新建項目場址位于崔門種畜場南側,占地面積49.9128萬平方米,總投資28165萬元,工程建設規模為日處理生活垃圾1200噸,主要建設內容包括:垃圾轉運站、垃圾填埋區、污水處理站、污水調節池、 道路系統、排水系統、生活管理區、沼氣綜合利用工程預留區等。新建項目采用衛生填埋方式,具體工藝過程是:垃圾堆放、鋪平、碾壓、覆土、再碾壓的填埋過程。垃圾運進場后,按預先計劃卸下,用推土機攤鋪均勻,每塊垃圾層厚度為0.5~0.6m,再用履帶式推土機和垃圾壓實機械反復壓實,壓實密度要求不小于0.85t/m3,然后再卸垃圾再碾壓,在垃圾填埋層厚度達2.5m后,立即覆土0.2 m厚并壓實,為盡量減少垃圾對環境的污染,夏季當天垃圾必須當天覆土壓實,冬季可根據實際情況定期覆土,覆土材料一部分就地取材,不足部分采用建筑垃圾、爐灰渣等。填埋過程產生的滲濾液在污水處理站進行無害化處理后達標排放。沼氣近期排放,遠期考慮綜合利用,用沼氣發電。項目建成后中心城區產生的生活垃圾將繼續全部得到無害化處理,繼續實現生活垃圾無害化處理率100%的目標。目前,該項目《環評》、《可研》、《土地預審》、《初步設計》等已獲省有關部門批準,征地工作即將完成。
3存在的問題
3.1 中心城區衛生填埋場工程已經連續運轉11年,而設計使用年限為11年,按照設計要求,應該進行封場。而新建項目建設內容較多,投資巨大,籌資困難,建設周期較長。
3.2隨著城市的發展,中心城區面積不斷擴大,城區周圍已經很難再找到合適的位置建設垃圾處理設施,這樣今后建設的生活垃圾無害化處理設施只能距城市越來越遠,現有的垃圾收運系統已經無法滿足今后發展的需要。
3.3大部分自卸車和自背車在運輸過程中主要采用帆布或五彩布封閉車廂上的垃圾,封閉效果較差,垃圾在運輸過程中容易灑漏到街路上,造成二次污染。
3.4生活垃圾一般是每天上午清運,而單位和居民傾倒垃圾時間不統一,造成每天大部分時間垃圾箱、垃圾桶總是裝滿垃圾,甚至溢出。由于大多數垃圾箱都是敞口的,塵土和塑料袋等經常被大風刮起,影響周圍的環境。
3.5隨著城市能源結構和生活消費水平的提高,生活垃圾中塑料、廢紙等輕質成分所占比例增加,生活垃圾容重較低,不到400千克/立方米。據統計,自卸車和自背車平均每車次實際載重量是2.9噸,與額定載重量相比,每車次少裝載2.1噸,虧載嚴重,運輸成本明顯提高。
3.6現有垃圾運輸車都是額定載重量為5噸、3噸的車輛,只適合現階段的近距離運輸。新建項目崔門生活垃圾填埋場距市中心21公里,運距是目前的3倍,現有車輛和收集設施的運輸和轉運能力較小,運輸效率低,根本無法實現垃圾日產日清。
4對策
4.1盡快完成崔門生活垃圾衛生填埋場項目征地工作,積極籌措建設資金,拓寬融資渠道,積極利用地方債券和爭取國債資金來保證項目建設資金的落實,爭取在2011年年底建成1號衛生填埋區、污水處理站、部分附屬設施,完成主要設備采購,使項目具備投產條件,保證原有衛生填埋場封場后,中心城區產生的生活垃圾能夠繼續得到無害化處理。
4.2新建的崔門生活垃圾衛生填埋場到中心城區運輸距離將超過20公里,按照《城市垃圾轉運站技術規范》(GJJ47-1991)要求,垃圾運輸距離超過20公里時,應設置大、中型轉運站。因此應該在建設生活垃圾處理場的同時,同步建設一座大型中轉站,并配備大噸位封閉式垃圾運輸車。
4.3逐步淘汰敞開式自卸車運輸方式。盡快將現有的普通式密閉垃圾收集站改造成壓縮式密閉垃圾收集站,提高集裝箱垃圾車運輸效率,降低運輸成本。
4.4加大對自卸車和自背車的管理力度,確保自卸車和自背車清運過程中垃圾不、不灑漏。
4.5加強對垃圾箱、垃圾收集站等垃圾收集設施的管理,逐步增加封閉式垃圾箱、密閉式收集站,統一傾倒生活垃圾時間,保證生活垃圾及時清運,減少垃圾箱、收集站等收集設施對周圍環境的污染。
5
參考文獻
關鍵詞:南京;十三五;生活垃圾;問題;對策
中圖分類號 X33 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2016)23-0096-03
Countermeasures of Pollution Prevention of Domestic Waste in Nanjing During the “13th Five-Year”
Gao Xiaojie1,2 et al.
(1Nanjing Research Institute of Environmental Protection,Nanjing 210013,China;2.Jiangsu Rainfine Environmental Science and Technology Co,Ltd,Nanjing 210013, China)
Abstract:Studies were conducted to investigate the generation and disposal of domestic waste in Nanjing during the 12th Five-Year,the main problems and challenge during the 13th Five-Year were summarized,and some feasible suggestions were put forward.
Key words:Nanjing City;The 13th Five-Year; Domestic waste;Problems;Countermeasures
建設生態文明,打造宜居環境日益已成為了全社會的共識。城市生活垃圾無害化資源化處理是城市管理和環境保護的重要內容,是社會文明程度的重要標志,關系到廣大市民的切身利益。近年來,隨著我國城鎮化的發展以及人口的增加,生活垃圾的產生量越來越多,許多城市“垃圾圍城”,不得不把解決垃圾危機的途徑延伸到鄉村,尤其是城市垃圾的二次污染,導致城鄉結合帶區域生態環境惡化[1]。因此,生活垃圾處理對改善城市環境、建設宜居城市具有顯著的促進作用。
“十二五”以來,南京市生活垃圾處置體系以垃圾衛生填埋為主,集中填埋于天井洼、水閣、轎子山三大垃圾填埋場,此外還有少量堆肥處置。隨著垃圾量的不斷增加,三大垃圾填埋場即將面臨封場,而新的處置設施尚未建成規模化處置能力,處置手段單一、處置能力跟不上垃圾增長等問題逐步顯現出來。因此,有必要研究加強南京市生活垃圾的環境監督管理,提高生活垃圾減量化和資源化水平的對策,優化全市生活垃圾處置設施的結構與布局,切實防止生活垃圾污染環境,保障人民群眾身體健康,為政府制定“十三五”生活垃圾“資源化、無害化、減量化”的相關政策提供技術支持。
1 “十二五”生活垃圾污染防治現狀及主要問題
1.1 生活垃圾產生、處理處置現狀 根據南京市環境質量報告,2011―2013年,南京市生活垃圾產生量均為200多萬t,相對穩定;而2014年生活垃圾量產生量為294.9萬t,同比上升高達39.4%;2015年生活垃圾產生量為348.50萬t,在2014年的基礎上又上升了18.2%。南京市垃圾無害化處理方式主要樘盥瘛J二五期間,南京市生活垃圾無害化處理率逐年升高,從2011年的86.6%,上升到2015年的100%。十二五期間生活垃圾產生量見圖1,十二五期間生活垃圾處理處置狀況見圖2。
1.2 生活垃圾處理處置存在的問題 十二五期間,南京市生活垃圾的處理處置主要是圍繞城區布置實施。生活垃圾的清運工作主要由各區環衛所負責,收運模式在不同地區略有差異。基本是采用分散一次轉運收運方式,輔助以“直運”方式,具體主要模式見表1。
目前,南京市生活垃圾處置體系以垃圾衛生填埋為主,集中填埋于天井洼、水閣、轎子山三大垃圾填埋場,此外還有少量堆肥處置。隨著垃圾量的不斷增加,三大垃圾填埋場即將面臨封場。雖然江南和江北生活垃圾焚燒發電項目已于2014年建成投運,日處理生活垃圾約5 000t(約180萬t/a),但相較2015年348.50萬t的生活垃圾產生量來說,還存在較大缺口。就收運體系來說,生活垃圾分類收集工作尚未有實質性進展。總的來說南京市生活垃圾處理處置存在的主要問題在于以下幾個方面:(1)垃圾處理設施建設滯后,城鄉環衛設施差距明顯。缺乏特種垃圾處置設施,裝潢垃圾、餐余垃圾等專項處置體系待建。(2)垃圾以填埋為主,缺乏先進處置技術。填埋場滿負荷運行,處置缺口問題突出。未來生活垃圾排放量將繼續增加,需增加新的垃圾填埋場。(3)垃圾收集系統存在垃圾分類率低、難以資源化利用,垃圾收集車不夠清潔、機械化程度低,環衛工人工作環境太差、待遇低等一系列問題;分類收集試點系統不完善,分類收集的垃圾未能做到分類運輸和分類最終處置。(4)垃圾減量化、資源化政策法規尚不完善;尚未形成全社會的良好垃圾投放習慣,宣傳教育有待于提高。(5)垃圾轉運系統主要存在轉運站建設缺乏統一布點規劃、轉運技術有待于提高、運行管理水平不高等問題。
2 “十三五”期間南京市生活垃圾污染防治形勢
2.1 生活垃圾產生情況預測 生活垃圾產生量主要由兩個因素決定,即區域總人口及人均垃圾產生量,因此對垃圾產生量的預測依據人口預測和生活垃圾人均日產生量預測來計算,計算公式:
W=m×P×10
式中:W為規劃年的垃圾產生量,t/d;m每人每日垃圾產生量,kg/(人?d);P規劃年區域人口預測量(萬人)。
根據南京市人口增長的趨勢和城市化發展的趨勢,到2020年南京市總人口將達到860萬人,城鎮人口達到740萬人,城市化水平達到86%。垃圾產生量指標按城鎮居民每人每天產1.0kg生活垃圾計算,農村按每人每天產0.8kg生活垃圾計算。則未來南京市生活垃圾產生量見表2。根據表2預測結果,2020年南京市生活垃圾量將達到305.1萬t,規劃南京市生活垃圾無害化處理率達到100%。根據以上預測和分析,2020年南京市生活垃圾無害化處理量為8 360t/d。
2.2 生活垃圾處置能力面臨的挑戰 南京市十三五期間生活垃圾處理處置面臨的挑戰是日益增長的生活垃圾產生量對處置場地要求不斷提升。根據上述預測,南京市2020年生活垃圾預測產生量為305.1萬t,與目前基本持平。但是近期水閣、轎子山、天井洼三大垃圾填埋場將封場,雖然江南和江北生活垃圾焚燒發電項目已于2014年建成投運,日處理生活垃圾約5 000t(約180萬t/a),但是就南京市遠期7 000~9 000t/d的預計生活垃圾產生量來說,僅靠兩大生活垃圾焚燒項目處置是不夠的。因此,應繼續推進配套的生態填埋場以及餐廚垃圾處置廠建設,遠期擴建江南和江北焚燒項目、在郊區視發展建設環境園,提高處置能力,至2020年南京市需建成焚燒、衛生填埋、綜合利用為主的日處置能力8 500t。
3 十三五期間生活垃圾污染防治主要對策措施
根據《南京城市總體規劃修編(2007―2030)》、《南京市“十二五”環境保護規劃》、《南京市生活垃圾收運處置體系及設施布局規劃(2013年)》等規定和要求,未來南京市生活垃圾管理的具體指標詳見表3。
表3 南京市生活垃圾污染防治目標指標(%)
[類別\&指標名稱\&2020\&生活垃圾\&生活垃圾分類收集覆蓋率\&≥80\&城市生活垃圾無害化處理率\&100\&農村生活垃圾收運體系覆蓋率\&≥80\&]
綜合分析十二五南京市生活垃圾污染防治現狀及存在的問題,為實現十三五生活垃圾管理及污染防治目標,建議采取以下對策措施。
3.1 處理處置及能力建設方面
3.1.1 轉變垃圾管理理念,從源頭上減少生活垃圾產生量 近年來,國際上主要發達國家和地區在城市生活垃圾管理理念方面實現了一個革新,即由傳統的“重末端處理,輕源頭管理”轉變為“優先源頭管理,減少末端處置”[2]。目前南京生活垃圾處理側重于垃圾末端處理,屬于垃圾“產生多少、清運多少、處理多少”的傳統的垃圾管理思想,管理對象是垃圾。實質上,導致垃圾產生量劇增的根本原因是大量生產、大量消費和大量廢棄的經濟、生活模式。因此,必須變革這種不可持續的傳統的經濟發展與生活消費模式,發展循環經濟、提倡綠色消費,才能從根本上控制或減少垃圾產生,緩解末端處理設施的壓力。垃圾管理對象從對垃圾的管理延伸到對人類經濟、消費行為的管理。在傳統管理模式下,填埋、焚燒等傳統低效的處置方法居于金字塔的底端,意味著末端處理占主要地位;而在新的全過程控制管理模式下,減量、回收、堆肥等新型高效的方法居于金字塔的底端,垃圾的源頭控制占主要地位。
3.1.2 大力建設焚燒為主、填埋為輔、綜合利用的處置體系 由于垃圾焚燒行業經過前期十幾年的摸索,在技術上已日漸成熟,因此,“十三五”期間,清潔高效焚燒技術是生活垃圾焚燒發展的大勢所趨[3]。相比北京、上海等其他大城市,南京生活垃圾焚燒處理落后。應大力增加垃圾焚燒廠及其配套的建設,在江北和江南兩大生活垃圾焚燒廠建成投運后,繼續推進生活垃圾焚燒電廠配套的生態垃圾填埋場、二期工程建O以及發展衛生填埋技術,實現從全量填埋向以焚燒為主、衛生填埋為輔多種處置方式結合的綜合處理。
3.1.3 采用“集中或相對集中”的收運方式 未來,南京市生活垃圾收運規劃采取分類收集、密閉運輸和垃圾中轉站3個環節的收運體系。密閉運輸主要是用機動車或電動車代替傳統的人力車;建設大中型轉運站取代部分原有環境效益低的小型轉運站,壓縮垃圾后再通過大中型運輸車直接運往垃圾處理場。在距垃圾處置場30km以上的城區逐步建設大型中轉運輸系統,都市區建設大中型垃圾中轉站。
3.2 經濟與環境政策方面
3.2.1 實施可持續全過程垃圾管理的法規體系 目前南京城鎮生活垃圾由市城管局主管,由于職責的限制,只能分析和解決垃圾處理和處置問題,很難推動全社會參與全過程控制垃圾這一管理活動。城市生活垃圾問題是一個綜合性的社會問題,應由政府出面來解決這一問題。為實現可持續的全過程垃圾管理,不僅需要法律手段也需要經濟手段,政府可以制定促進全過程垃圾管理的相關法律、產業政策、經濟政策,促進垃圾減量化、資源化和無害化的實施。
3.2.2 實施垃圾動態總量控制,積極探索引入排污權交易機制 遠期可以引入排污權交易機制,通過市場來控制生活垃圾的產生。南京可以制定市級垃圾總量控制目標,并綜合分析各區縣垃圾減量的可行性,發放各區縣的垃圾排放總量指標,然后各區縣按小區、企業、事業單位、街道排放組織分配相應的排污權。引入排污權交易機制。允許不同垃圾排放單位之間實行排污權的交易,促使各區縣、各單元主動實施垃圾減量計劃,最終達到全市垃圾減量的目標。
3.2.3 建立垃圾分類收集和處理的激勵機制 垃圾分類是垃圾全過程管理中實現減量化、再循環、再利用的關鍵,也可以減少垃圾運輸、處理處置工作量,減少垃圾的二次污染,因此垃圾源頭分類收集是實施垃圾全過程控制的關鍵環節。除了立法、宣傳等傳統手段,應采取一些創新的機制來推動“四分法”――可回收物、有害垃圾、餐余垃圾、其他垃圾的分類收集。
參考文獻
[1]曹錚.城市垃圾處理現狀[J].資源節約與環保,2013(1):14-16.
[關鍵字]:水泥窯 協同處置 城市垃圾
引言:
水泥窯協同處理城市垃圾是垃圾處理方面的新秀,我們對這一新生事物做了廣泛調研和深入研究(國內;國外)。傳統的垃圾處理方式弊端眾多:衛生填埋占地面積大二次污染嚴重;垃圾焚燒和發電投資大運行成本高而且不適宜處置水分大、渣土多、熱值低的生活垃圾。水泥窯遍布各地,協同處置生活垃圾有投資低、垃圾熱值水分要求低,適用范圍廣、垃圾處置效率高、基本無二次污染和資源的綜合利用等方面的顯著優勢。本文主要闡述了南方巖溶地區大型干法水泥窖協同處理生活垃圾的具體應用情況。
1.國城市垃圾的現狀及來源
1.1城市垃圾現狀
我國城市生活垃圾增長迅速,每年以 6%――8%的速度增長,2003年以后,總量基本上穩定在每年1.5 億噸左右。目前,全國城市生活垃圾累積堆存量已達70 億噸,占地約80 多萬畝,近年來又以平均每年4.8%的速度持續增長。全國600 多座城市,除縣城外,已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包圍之中,且有四分之一的城市已沒有合適場所堆放垃圾。根據統計資料,全世界每年產生 4.9 億噸生活垃圾,而僅中國每年就產生1.5億噸城市生活垃圾,對于人口密度大的中國城市而言,垃圾圍城已成城市痼疾。
1.2城市垃圾的來源
一般來說,將城市生活垃圾分為為輕質可燃物、廚余物、無機物三類,其中,輕質可燃物是指紙張、樹葉、塑料、織物、竹木等質量較輕、熱值較高的有機物;廚余物是指果、皮、剩菜、骨頭等廚房垃圾,含水量大;無機物包括金屬、玻璃、灰渣等,一般不可燃燒。由于我國的生活習慣和能源結構,城市生活垃圾中廚余物和渣土含量較大,二者合計占比達到90%左右;而美國、德國、法國的占比基本在40%以下;廚余物的占比大,決定了生活垃圾的水分含量大;渣土占比大,決定了生活垃圾中惰性物質占比大,燃燒困難。我國生活垃圾中廚余垃圾含量高,決定了我國生活垃圾水分含量高于發達國家。
1.3傳統垃圾處理方法
傳統垃圾處理方法主要有填埋、堆肥、焚燒等方法。我國土地資源緊張,目前尚未建立完善的生活垃圾分類體系和機制,填埋法不利于節約土地,難以控制地下水、地表水的污染。堆肥法對垃圾成分要求高,工作面積大,處置周期過長,惡臭污染嚴重,堆肥產品的肥效低、存在有害成分等。焚燒法尾氣凈化系統投資、運行成本高,難以徹底處理二惡英等有害物質。
例如我國南方巖溶地區的垃圾也是這樣的。近年來,南方巖溶地區城市經濟、社會發展迅速,具備了一定的城市基礎,但是城市生活垃圾處理事業卻遠落后于城市發展的進程,垃圾處理的現狀不容樂觀。城市的生活垃圾量逐年增加,垃圾的收集以人工收集后采用簡單的填埋處理為主,未能實現資源化利用,并未消除填埋產生二次污染。其主要原因在于對垃圾處理事業投入不足,垃圾處理設備設施落后,環衛的管理體制不能適應市場的發展。但后來,該地區垃圾處理問題得到了有效改善。該地區的主要制約情況是:
(1)提高垃圾處理資源化率。從源頭分揀開始,遵循了“循環利用-堆肥-焚燒發電-衛生填埋”處理的科學原則,從資源化與無害化方面著手,使生活垃圾實現資源最大化以及最終處理最小化。同時,也發展生活垃圾資源化相關產業。
(2)拓寬融資渠道,提高污染收費。政府方面大力清理了各種行政性壁壘,來創造良好的市場環境,拓寬融資渠道;并且執行和提高污染收費制度,提高生活垃圾資源化處理的資金供給,增強政府或市場投資和運營成本的補償能力,還吸引多元化資本參與生活垃圾填埋處理設施的建設和運營,從而解決了垃圾處理管理經費、設施設備不足等各種問題。
(3)針對南方巖溶地區,按照產業化發展、市場化運作、企業化經營、法制化管理的要求,在制約措施上也成立環衛體制改革領導小組,加大落實力度,使該地區環衛事業基本形成了政府扶持與市場機制、社會參與相結合的運行新格局。
縱然如此,垃圾的處理現狀仍然堪憂。要使得垃圾的處理科學、合理,需要進一步探求新型的方法。
2.新型干法水泥窯協同生活垃圾處理方法的應用現狀
水泥窯特別是現代化的新型干法水泥生產線協同處置工業廢料、生活垃圾和多數危險廢棄物時,水泥混凝土生命周期環境評價維持不變,對其周圍自然生態環境的安全性沒有不良影響,同時還能替代(節省)一部分天然化石燃料(煤),相應地減少了二氧化碳排放,協同全社會妥善銷納一定數量的廢棄物。它是目前認為非常有效的一種垃圾處理方法。
2.1國外現狀
以前國外城市生活垃圾處理辦法概況,以填埋為主,焚燒為輔,堆肥較少;但是在加權平均的概念上,國外生活垃圾回收利用的比例占到19%,焚燒的比例占到22%。歐盟在處理城市生活垃圾方面,有過幾次轉變:剛開始是以填埋和焚燒為主,焚燒后的灰渣也被填埋;90 年代后期相繼發生了幾起垃圾填埋場滲透液泄漏事故,于是他們一方面修訂并大幅提高了填埋場的防滲漏標準和技術規范;這樣經歷了6--8年,歐盟發現他們所采取補救措施成本太高,收效不大,且不能根治二次污染之隱患;經過慎重而痛苦的反思和論證,2007 年至今,德、英、等國終于相繼作出了新決策,不再新建可燃廢物與城市生活垃圾填埋場和焚燒爐廠;今后所有新產生的可燃廢物和垃圾都要采取其他的更經安全更濟的方法,盡可能地全部即時處置, 一步到位,消納干凈,不留后患,盡量少用或不用填埋場和焚燒爐。同時對水泥工業消納可燃廢物與城市生活垃圾的前景也頗為看好。在日本,以前他們先用焚燒爐燒垃圾、再建工藝技術復雜的生態水泥廠來處置焚燒爐灰的技術路線是很不經濟、不可取的。很明顯,日本為這條曲折的道路已付出了慘痛的代價,不值得我們效仿。
2.2國內現狀
我國城市生活垃圾既有與國外不同的地方;又包含了經濟發展階段的特點;又有區域性的特征。因此處理城市垃圾,必須考慮種種特點,因地制宜,因時制宜。我國垃圾組分中大部分是水分和灰渣、以及部分輕質可燃物,在這些污染物中,目前人們議論得最多的是二惡英類物質,尤其以四氯二苯并二惡英( TCDD) 為甚,毒性相當于氰化鉀的1000倍。二英有多種合成方式,不論哪種合成方式,都必須具備一些條件:低溫、潮濕、缺氧、停留時間短、不完全燃燒等。我國采用的是干法水泥窖處理。由于水泥窯的固有特點,回轉窯體較長,具備從 200 度到2000 度的多種環境,能夠處理燃點不同的垃圾;氣體最高溫度達到1700 度,且在窯內停留6-10秒,可以較為徹底的消滅二英(要有效消解二英,必須在850 度以上的高溫下停留2秒以上);水泥窯中氣體湍流度(雷諾氏指數)達到100000級別,燃燒充分,可預防新的二惡英的生成。
經過充分調研及分析比較,我們認為將國外先進的生活垃圾氣化技術與新型水泥干法窯相結合是處理城市生活垃圾的最佳途。
3.新型干法水泥窯協同處置生活垃圾的方式
新型干法水泥窯協同處置城市生活垃圾,是用水泥窯燒成系統代替垃圾焚燒處理工藝的焚燒和尾氣凈化系統。該處置方式典型工藝主要包括供料、垃圾氣化、灰渣處理、除氯等四部分,核心環節是垃圾氣化和灰渣處理。
3.1 垃圾氣化
垃圾進入氣化爐內與流化砂混和、沸騰,部分垃圾燃燒產生熱量保持流化砂的溫度500-550℃,另一部分垃圾氣化,生成可燃氣體送到水泥窯分解爐內進一步燃燒,徹底分解有害物質。氣化爐氣化垃圾產生的煙氣通過管道送入水泥窯分解爐內進一步焚燒分解有害物質。煙氣中二惡英等有害物質在分解爐高溫、足夠的停留時間及堿性物料環境中分解、固化,達到徹底無害化的目的。
3.2 灰渣處理系統
氣化爐內垃圾的不燃物灰渣從爐底排出,采用水冷設備將溫度從500℃降到300℃以下,分離出鐵、鋁金屬后,最終剩下的塊狀灰渣用作水泥生產的原料。
3.3 除氯系統
在水泥窯窯尾煙室處設置除氯系統,抽取部分含氯粉塵氣體.通過冷卻系統急冷后用收塵設備回收粉塵,減小對水泥窯運行及產品質量的影響。此環節無大氣污染物排放,無固體廢物產生,且充分利用了垃圾的熱值,實現了垃圾的減量化、無害化、資源化。
4.新型干法水泥窯垃圾處理系統的優勢
4.1 對垃圾適應性好,處理徹底
系統內設置一系列破碎、均化、計量、喂入設備,城市生活垃圾通過密閉垃圾運輸車送入,不需分選,對生活垃圾的適應性很強。
此種處理方式是能夠將垃圾徹底消滅的方法:首先將垃圾充分焚燒,利用其熱值;灰渣本身又變成原料的一部分。由于該水泥窯系統的負壓和全封閉特點,廢氣、以及處理中產生的氣體不容易溢出,反而在負壓的作用下不斷被吸入回轉窯,在高溫下徹底消解。垃圾廢液可以在窯尾用高壓打入窯內,高溫處理掉。
4.2 資源化程度高,節能減排效果好
垃圾焚燒產生的熱量可替代部分水泥窯燃料,減少燃料燃燒產生的二氧化碳排放;爐渣可替代部分水泥原料,游離態鐵、鋁等金屬可分別回收,資源化程度高。采用氣化爐技術,氣化時空氣消耗量小,產生廢氣量少,對水泥生產影響小,能源利用率高。
4.3 處理流程簡潔,處理垃圾方式靈活
利用水泥窯燒成系統代替垃圾焚燒處理工藝的尾氣凈化系統,簡化了處理流程,降低了相應投資。水泥廠可以在生活垃圾處理的各個環節參與進去,可以直接與市政環衛部門協調,將所有生活垃圾交予水泥廠處理;也可以在設立垃圾分揀站的基礎之上,只參與處理分揀出來的輕質可燃物;也可以在垃圾處理的后端,在給予一定補貼的情況下,參與處理垃圾焚燒廠的灰渣。
4.4降低垃圾處理投資、運行和監督成本
城市垃圾從收集、分揀、運輸、焚燒、灰渣和燃燒廢氣處置等各環節,投資、運行和監督均耗資巨大。靈活利用水泥窯協同處置生活垃圾,可有效節約各環節的投資、運行和監督的成本。
取得的環保突破――高效處理二惡英水泥窯系統的分解爐內溫度高(近900℃),垃圾氣化氣體燃燒時間充足(7秒以上),氣化爐中產生的二惡英在分解爐中能夠完傘分解;氣體與高溫、高細度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的水泥堿性物料充分接觸,有利于吸收氯離子,控制氯源,再加上離開氣化爐后的氣體有個急冷的環節(250℃),可以避免二惡英類物質的二次生成。
5.處理方法的不足
5.1遇到的困難
在我國,在這方面的投資不足,所以實施的力度不夠大,很長一段時間內可能還是沿用前人的方法和經驗,這需要一段時間來推廣。
5.2問題
在處理技術上,我們還需要有更為完善的地方,還需要往低污染,高效率,高環保的方向做研究。
6.結束語
水泥窯協同處理城市垃圾是符合循環經濟和可持續發展的內在要求的新型垃圾處理方法。該處理方法雖然目前還有許多困難和問題,但其應用潛力十分巨大,必將成為垃圾處理行業發展中一個新的亮點,給國家和社會帶來良好的環境效益、社會效益和經濟效益。
參考文獻:
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[3]莊偉強.固體廢棄物處理與處置[M].北京.化學工業出版社.2001
關鍵詞:城市生活垃圾;處理
中圖分類號:X2
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2009)08-0300-01
1 我國城市生活垃圾處理現狀分析
1.1 主要技術介紹
國內垃圾處理方法多種多樣,主要有:填埋、堆肥、焚燒三種方法,另外還有熱解、分選回收、綜合處理方法。
(1)填埋。
填埋技術作為生活垃圾的傳統和最終處理方法,目前仍然是我國大多數城市解決生活垃圾出路的最主要方法。根據環保措施(主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲瀝液處理、蟲害防治等)是否齊全、環保標準能否滿足來判斷,填埋場大致可分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場三個等級。
(2)焚燒。
我國生活垃圾焚燒計數的研究和應用起步于八十年代中后期,全國現有各類生活垃圾焚燒廠50多座,綜合目前我國生活垃圾焚燒技術應用的現狀,大致可分為簡易焚燒爐、國產化焚燒設施和綜合型焚燒設施三類。
(3)堆肥。
生活垃圾堆肥在我國具有悠久歷史,但堆肥處理率并不高,目前全國共有各類生活垃圾堆肥廠約70多座。在我國常用的生活垃圾堆肥技術大致可分為簡易堆肥、好氧堆肥和厭氧堆肥三類。
(4)熱解。
熱解法就是把有關固體廢物(或液體廢物)在無氧或少量氧的條件下加熱至800~1000"(3?獲得高溫氣體的方法,同時還可以獲得煤(焦油)再作化工原料,關于分解后剩余的以碳為主的殘渣,可以作肥料、填坑物和固體燃料等。熱解可在焚燒溫度低的條件下,從有機物中直接回收燃料油、氣,從資源化的角度論,熱解比焚燒有利。
(5)分選回收。
城市生活垃圾分選回收技術較為可靠。資源化效果較好,分選出的資源化物質可以直接回收利用,該技術是許多發達國家基于分類收集基礎上的首選處理技術。該技術選址較為容易,但有一定的噪聲、臭氣污染。
(6)綜合處理。
城市生活垃圾綜合處理技術是以社會、經濟和環境協調發展為目標,并優化用多種管理、技術手段構筑的城市生活垃圾處理系統工程。綜合處理技術內部各類單元處理技術根據應用的先后順序,主要包括前處理、中間處理、后處理和最終處置等四道工序。事實上,組成這四道工序的主要單元處理技術包括填埋、堆肥處理、焚燒、回收利用四類。
1.2 應用情況
近年來綜合處理已引起越來越多的重視,但迄今為止應用最廣泛的仍是填埋、焚燒、堆肥三種方法,其中填埋法是我國城市生活垃圾處理的最主要方法,無論是大城市還是中、小城市都普遍采用;中、小城市采用堆肥技術較多,但處理規模較小,因堆肥銷路等原因,有的已關閉;焚燒技術這幾年在經濟發達城市得到了迅速發展。
1.3 存在的問題分析
(1)填埋場問題分析。
大多數填埋場的設計、建設和運營仍存在很多問題,表現在:①設計理念比較落后,科技水平低,土地填埋利用率不高,占用了大量土地資源;②大部分生活垃圾填埋場缺乏有效的基礎和邊坡防滲措施;③填埋氣體處理與利用系統剛剛開始發展,現有填埋場多為敞開式排放或通過豎井排放,簡易填埋場的填埋氣仍處于無組織排放狀態,不僅引起了溫室效應,造成安全隱患,而且也是產生惡臭的主要原因;④填埋場的封場一般都未進行生態恢復,由于缺乏封場和后續管理標準,缺乏相應的政策和法規。已經終場的生活垃圾堆體不能夠合理地安全封場和持續維護。
(2)焚燒問題分析。
①對熱值低、水分高、成分復雜的生活垃圾適應性不好。②工程投資大。③運行成本高。④飛灰沒得到安全處置。
(3)堆肥問題分析。
阻礙我國生活垃圾堆肥化發展的主要因素不是技術因索,而是非技術的經濟因素。這表現在:①混合收集的生活垃圾雜質含量高,為保證產品質量而采用復雜的分離過程導致產品成本高,沒有政府的補貼,是很難運行下去的;⑦一般堆肥廠的粗堆肥產品只能作為土壤改良劑,其銷路取決于堆肥廠所在地區封條件的適宜性,在粘性土壤地區,特別是南方的紅黃粘土、磚紅粘土、紫色土地區有較好的銷路;③堆肥廠產品的經濟服務半徑一般較小。質量較差的粗堆肥產品一般只能就近銷售,利用粗堆肥產品制造的復合肥,其銷售也面臨一般化肥和復合肥的競爭;④生活垃圾處理的連續性和堆肥產品銷售季節性之間存在的固有盾,也會增加生活垃圾的處理成本和堆肥產品的生產成本。
因此,雖然個別大型生活垃圾堆肥處理廠和一些不定期地運行的、簡易小型生活垃圾堆肥廠產品有銷路,近幾年國內建成的大多數堆肥廠,實際上均不能正常運行。
2 城市生活垃圾處理技術發展方向展望
根據我國實際情況,現實的生活垃圾處理技術發展方向必須面對混合收集的、可回收物質含量和熱值低、垃圾含水率和可生物降解的有機物含量高的生活垃圾。遠期可考慮實現了分類收集基礎上的垃圾處理技術。
(1)發展生活垃圾綜合處理技術。
我國生活垃圾的特性決定了很難有一種垃圾處理技術能對其進行有效的處理,必須采取多種技術對其進行綜合處理才能達到減量化、無害化和資源化。但是,這需要在一個新的基礎上去考慮綜合處理模式中各種技術的地位和作用。
針對我國混合收集垃圾的特點,將生物處理技術作為填埋或焚燒的預處理技術,是解決我國垃圾處理難題的一種有前途的技術組合。
(2)生活垃圾填埋技術和焚燒技術標準化、規范化、環保化、國產化發展。
主要表現在以下幾點:①填堙氣導排技術在生活垃圾填埋場得以普遍采用并不斷完善,同時填埋氣回收利用技術在取得經驗的基礎上擴大試驗范圍;②大、中城市的生活垃圾填埋場基本上能做到每天覆土。③在引進、消化的基礎上。開發出壓實機等新一代的國產化填埋專用機具,用于生活垃圾填埋場并取得較好效果;④國產化人工合成防滲襯底材料的質量有較大的提高,設置人工合成防滲襯底的生活垃圾填埋場不僅僅局限于個別示范工程;⑤生活垃圾滲濾水的處理技術多樣化并取得實質性進展;⑥發達國家普遍采用的好氧填埋技術,在部分示范工程中率先得到應用。
(3)生活垃圾堆肥技術機械化、國產化,堆肥產品高附加值發展。
主要表現在以下方面:①生活垃圾堆肥廠的機械化水平和堆肥質量有明顯提高,②堆肥產品中的重金屬和碎玻璃等雜質的含量得到有效控制;③國產化有機復合肥成套生產技術與設備進一步完善,生活垃圾堆肥廠中生產有機復合肥和顆粒肥的比例將逐步提高;④采用機械化動態發酵工藝和利用有效菌種快速分解的新型堆肥技術。在部分城市得到應用并逐步推廣;⑤由于具有良好的減量化和資源化效果,生活垃圾堆肥技術將重新得到重視,生活垃圾堆肥處理的比例將逐步增加。
(4)分類收集、分類處理逐步推行。
生活垃圾作為一種取之不盡的再生資源將逐步得到重視,垃圾分類收集、分類處理方式在我國大、中城市中逐步推行,主要途徑如下:①對一次性物語的限制使用初見成效,同時產品包裝行為進一步規范,過度包裝逐步減少;⑦凈菜進城工作逐步被市民認可。生活垃圾中易腐有機物的比例逐步下降;③有關生活垃圾減量化、資源化的地方性法規將陸續出臺,生活垃圾回收利用工作將納入依法管理的軌道。
關鍵詞:城市生活垃圾處理;焚燒法;填埋法;堆肥法
中圖分類號:R124.3 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)06-00-01
一、前言
本文主要通過2大方面進行具體的分析和論述。1.分析了我國城市垃圾的處理現狀,主要是探討了垃圾處理方法和我國垃圾的產量和成分。2.對我國城市生活垃圾具體的管理方法進行了研究。通過對上述這2方面進行具體的介紹,進而使讀者能夠進一步了解有關于我國城市生活垃圾的處理。下面就進行具體的分析。
二、我國城市生活垃圾處理的現狀分析
1.垃圾處理方法
(1)焚燒法
焚燒法是在我國應用最為廣泛的垃圾處理方法,通過對垃圾進行燃燒進而減少城市生活垃圾的數量。但是采用焚燒法存在著一個問題就是,燃燒垃圾需要較高的熱值,也就是說需要非常多的燃料[1]。從目前我國采用焚燒法的效果并不是非常的好,造成了很大的經濟上的浪費。尤其是一些垃圾中可燃的成分非常少的時候,采用焚燒法會造成很大程度的經濟損失。因此,采用焚燒法雖然能夠大范圍的減少垃圾的數量,但是卻存在著非常大的經濟問題。
(2)填埋法
填埋法在我國城市生活垃圾處理中也應用的非常廣泛。填埋法主要是將生活垃圾在一個適當的場所中加上覆蓋的材料,進而使垃圾自行經過化學反應和物理反應。采用填埋法主要的優勢在于,投入的資金比較少,并且容易實行,處理垃圾的數量非常大[2]。但是,采用填埋法也有其自身的缺點,并且該缺點對環境有著非常嚴重的破壞。就是采用填埋法是土地中含有大量的有毒物質,然后通過風化和流水侵蝕等進而破壞了土地的肥力,不僅對種植業有著非常嚴重的影響,而且也危害著人類的身心健康。
(3)堆肥法
堆肥法與焚燒發以及填埋法相比,在處理城市生活垃圾方面是比較綠色和環保的。堆肥法主要是將垃圾中的有機物和無機物進行混合,在微生物的作用下,將生活垃圾降解成為一定的腐質物,并且這些腐質物可以當作農田的肥料,實現一種可循環利用的模式[3]。采用堆肥法處理城市生活垃圾的能夠實現資源效益,但是其缺點在于采用堆肥法處理城市生活垃圾的處理周期過于長,不適用于大范圍的使用,處理的速度大大小于產生城市生活垃圾的速度。
2.我國城市垃圾產量及其組成成分
我國城市垃圾的產量非常的驚人,并且增長速度非常大。根據相關資料表明,1998年我國的城市生活垃圾的數量為5001萬噸,而到了2008年我國城市生活垃圾的數量上升到11923萬噸,并且還在持續的增長中,形勢非常的嚴峻。我國城市生活垃圾的特點是可燃物質含量較低,可再利用的物質非常的少,不可燃物遠遠的高于可燃物。而伴隨著我國社會經濟的不斷發展,人們生活水平的不斷提高,食品結構在發生著變化,進而導致我國的能源結構也在變化,也進一步影響了我國城市生活垃圾的成分變化。總的來說就是,我國城市生活垃圾中的可燃物質,可再利用的物質以及有機物質在大大的增加,進一步提高的垃圾中熱值的幅度。
二、城市生活垃圾管理分析
1.經濟管理
所謂的經濟管理最為主要的形式就是進行收費。在對城市生活垃圾收費主要是采用計量進行收費的。對城市垃圾進行收費是最直接的減少垃圾數量的方法。目前,在我國的一線城市,如:北京,上海等已經得到了廣泛的應用。但是,由于采用計量收費的方式難度較大,需要具備成熟的客觀條件[4]。因此,像我國的很多二線城市還沒有對城市生活垃圾進行計量收費時,應該根據自身城市的實際條件逐步的開展定額收費以及逐步的對單位普通垃圾的計量進行收費。另外,對于城市生活垃圾進行如何的計量收費也要根據實際的情況來定。像:以桶的體積計量或者采用重量稱重的方式實施起來困難較大,成本也較高。例如:像德國對于居民垃圾收費方式中計量收費只占26%。因此,一些如水、電、煤消費系數折算法的計量方法,具有強制性大、操作成本低等優勢,是現如今最為廣泛的計量方式。
2.法律管理
所謂的法律管理主要是我國應該針對于城市生活垃圾方面制定完善的法律法規,針對于居民生產垃圾以及企業生產垃圾等,都要進行明確的規定,并且應該對于產出垃圾較大的企業采用一些法律上的措施,嚴格控制企業生產垃圾的數量[5]。另外,針對于城市生活垃圾的處理方式,也應該做一些法律上的規定,進而約束城市生活垃圾處理單位能夠按照法律法規上的相關規定進行城市生活垃圾的處理。
3.輿論監督
我們還應該重視輿論監督的作用。通過媒體曝光等手段監督城市生活垃圾的處理情況,對與一些處理垃圾方式不科學的方面應該在媒體上進行深入的探討,以督促城市生活垃圾處理單位能夠進一步改善城市生活垃圾的處理方式。另外,我們還應該積極的鼓勵市民進行監督,對于城市處理垃圾中存在著的有害于環境的方法進行譴責和舉報有關部門,促進我國城市生活垃圾處理方式的進一步科學化,促進我國經濟的良性發展。
三、結束語
本文對城市生活垃圾處理的現狀與管理進行了具體的分析和探討,通過本文的研究,我們了解到,對于城市生活垃圾的處理行為,我們應該進行有效的管理,對于在處理城市生活垃圾中存在的問題應該積極的采取有效的管理措施進行解決,進而進一步維護我國的城市環境,促進城市的發展。
參考文獻:
[1]張樂觀,朱新鋒.我國生活垃圾的處理現狀及發展趨勢[J].工業安全與環保,2006(09).
[2]吳克明,陳新麗.城市生活垃圾處理現狀及發展趨勢[J].安全與環境學報,2004(S1).
[3]徐國華,隋玉柱,魏玉西.城市垃圾問題及處理對策[J].環境科學與管理,2006(03).