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| 国外垃圾填埋场再生及对我国填埋场建设的启示 | |||||
| http://www.eedu.org.cn 作者：李广魏 张书廷… 文章来源：环境保护科学 2004年12月 点击数： 更新时间：2005-5-27 | |||||
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填埋场现阶段运行和管理中存在的不足，提出我国垃圾填埋场填埋过程中应该注意加强的事项。 关键词 填埋场再生 生活垃圾 垃圾卫生填埋作为一种成本较低、技术相对简单、能迅速处埋垃圾的方式，比较适合我国国情， 目前已经成为我国垃圾处理的主要形式。尽管垃圾填埋场的选址，一般建在距市区15～25km，使用年 限能满足15年以上的地域，但是我们也应该考虑到现代城市的膨胀速度以及15年以后我们的对策，如 美国在1997年关闭相当一些不正规的垃圾处置场后，作为解决垃圾问题的策略之一就是在近郊重新设 置容量巨大的处置场，对于新建处置场，周边很多市民表示强烈反对，同时业主还需要增加生活垃圾 (MSW)长距离运输处置费用，需要去付占用几十公顷土地的费用。所以对业主来说，如果可以将场地 进行最大限度的利用，如果可以通过处置场再生来增加处置容量，则能创造可观的社会经济效益。 这种处置场再生趋势特别是在人口较为密集的大城市更为显著与急切。 1 生活垃圾处置场再生概念及再生操作 所谓废弃物最终处置场的再生，就是将过去填埋在处置场内的垃圾(废弃物，覆土材料等)再度挖 掘出来，分别筛选回收有价值物品后，再施以无机化过程等处理再埋回去的过程。代表性的操作流程 如表1所示。 表1 处理场再生的基本工序 垃圾填埋处理用地特性调查设计图以及地质数据 沼气发生量 浸出液体水 质通过钻探，挖掘调查填埋物 有机物分解状况 促进垃圾稳定化的过程、方法 中长期对策短期对策 好氧稳定化低流量强制通气 非强制通气 厌氧稳定化浸出液循环 硫酸还原活性物 好氧稳定化高流量强制通气 挖掘阶段任务 挖掘 搬运 短时保存，筛选 大气污染管理 二次浸出液管理 挖掘筛选处理收回可利用成分 固体燃料化 覆土 压缩，溶融 土地利用对策修复周边土壤及地下水污染 回填用土 表层种植植物 作新建处理场 关于处置场再生，在挖掘前需进行详细周全的分析以及风险评估，挖掘时，事前40～50d， 通常通过生物学手段进行垃圾稳定化促进处理，欧美各国的试验报告显示一般好氧处理可以明显减少臭气 的产生，为再生创造良好的操作条件。挖掘物筛选后，有机物或堆肥，或回收，或回填到新建的MSW处理场， 无机物可以直接回填到处理场。作为处置场挖掘的必需工具是挖掘机械大型翻斗车，推土机等，筛选设备洗矿 滚筒以及运输机械等。若要从挖掘的垃圾中回收有用物质和提高分级筛选精度等目的还需追加一些机器。另外 作为环境修复手段，需要进行流出雨水水质监测、大气质量监测以及处理臭气用喷雾系统〔1，3，4〕。 2 国外生活垃圾处置场再生状况 处置场埋设物再生利用的想法最早可以追溯70年代以前，直到1980年欧美各国才真正将处置场再生事业提 上日程，取得了一定的进展。 在美国，处置场再生已经成为已有处置场的规章制度的一环，并且确立了关于处置场再生技术的基准。 北美废弃物协会(SWANA)设有处置场再生特别工作组，进行再生技术推广以及评价。美国环保局也对再生技 术以及再生工程的成功事例进行总结。 如在宾夕发尼亚州，一个在县废弃物管理局管理下的州垃圾处理场于1988年开始填埋后，又建设了一个 日处理量1100t的焚烧处理设施。投入从填埋场挖掘的没有经过筛选垃圾时，挖掘垃圾和废弃物(MSW)的投入 比例以重量计从1/7到1/8，通过垃圾筛选后，提高了单位垃圾燃烧能量，投入比改善到1/3。挖掘垃圾的焚烧 灰分转化率为35%，显示出高的减容化效果。 尽管负责管理的州环境资源局当初担心处理场的挖掘会导致雨水流入导致浸出水量的增加和沼气扩散。 但实际上除了量增加外，没有发生任何二次污染问题，对于资源回收设施以及处理场也没有不好的影响。 而作为再生技术以及规范的研究，纽约州能量研究开发局(NYSER-DA)提供了一个地处农村的小都市约4000m2 处理场再生试验。在试验过程中，挖掘物的25%先是通过7.6cm的粒径筛选，再通过2.5cm的筛选。在粒径 7.6cm的成分中含有金属屑，纸屑、木屑、纤维屑等，通过焚烧实验明确其含有4700～5800kj/kg的高热量。 含有罐瓶以及粒径2.5cm以上的成分返回到手选程序。在那里被去除的成分50%以上作为可再利用物质运到 资源回收工厂。另外，所有的家电被挖掘后连同金属屑等被卖给洗净业者，关于再生资源的安全性，完全 符合堆肥化品质、浸出液毒性、病原菌等各项基准。关于再生土壤成分也满足堆肥化品质和隔离地域利用 的基准。存在的问题是由于污浊物的附着等造成物品纯度低下，品质恶劣，需要进一步处理才可以利用。 德国的垃圾填埋场再生事业则显示出其特有的严谨性。德国最初的处置场再生事业非常重视处理减容效果， 处理场再生技术及以经济实现的可能性，同时进行长期垃圾回填影响评价，以确保操作人员、临近居民的 安全性。为了抑制挖掘时臭气的产生，首先将填埋垃圾实施好氧分解促进其稳定化。挖掘垃圾也区分为铁 屑、玻璃、塑料等再生可利用成分，木屑、轻组分等可燃物成分以及微粒子组分。被筛选出来的大量填埋 物中大部分是无机物。被压缩到1.8t/m3后回填。回收再生资源成分后，可燃物成分中高纯度的木屑、 塑料以及高热量成分(19.5mj/kg)除木屑以外，返回到焚烧炉回收能量。最终通过再生事业一般可以减容到 初期容积的56%。德国的填埋场再生中试显示出了较高的减容效果，只进行一般的挖掘——回填，废弃物的 干燥密度增加50%，实施筛选和生物处理后最大的增加到85%。 鉴于以前的成功实例，美国国家环保局(USEPA)指出垃圾填埋处理场再生具有很强的可行性，其再生的优 点主要有以下几点：①可以增加原有填埋场处理容积。②可以回收有用资源，获取经济效益和环境效益。 ③通过贩卖再生土的收益可以削减维护管理的成本。④通过挖掘垃圾的焚烧回收能量。⑤削减处置场关闭 另劈土地的成本以及促进旧址的利用。当然，报告中也提到再生过程的缺点：①挖掘物中可能含有有害物 质以及病菌，造成新的污染。②导致填埋的沼气和臭气的扩散。③导致地基下沉和损坏。④增加了挖掘和 焚烧设施的费用〔5〕。所以在开始实行填埋再生事业时，要求我们要通过多种角度多方面进行评价。主要 应该考虑的是填埋用地特性的调查、获取经济利益的评价、总体成本的衡算以及相关制约的规章调查和劳 动安全保障计划的制定等。 3 欧美生活垃圾填埋场再生历程对我国现阶段垃圾填埋场建设的启示 垃圾卫生填埋技术在我国起步较晚。我国目前的许多垃圾填埋场存在设计和建设缺陷，对后续运行管 理造成一定的负面影响。前车之鉴，我们有必要借鉴国外垃圾处置场再生事业过程中存在的问题，探讨我 国现阶段的垃圾填埋场的建设，以利于将来的环保事业。笔者认为现阶段我国垃圾填埋场建设主要有以下 三个方面需要加强。 3.1 垃圾渗滤液 在各国的垃圾填埋场成功再生的报告中，有很多都提到“继生污染源”的污染，即最主要是垃圾浸出 液的外渗污染。如填埋垃圾容量约90万t的Berger处理场，从1970年到1987年接纳各种废弃物，其底部没 有设置垫圈以及沼气回收设备。再生时已经确认氨态氮、硝态氮、COD等污染了地下水。另外，从沼气中 检测出到C1的炭水化合物。因此，通过工程措施来有效控制浸出液的产生，有效地抑制或疏导浸出液的渗 流并进行必要的监测，对于生态填埋工程有十分重要的意义。国内已建卫生垃圾填埋场大多采用粘土强化 防渗方式进行底部防渗处理，但由于受场区地质条件、具体施工以及缺乏科学的依据和规范等原因，目前 还很难达到国家制订的防渗标准要求。近年来，国内少数几个新建垃圾填埋场采用了HDPE膜为主体的复合 防渗体系，由于对复合防渗体系的认识还不够充分、各种材料的选择及其衔接不当，也没有具体施工标准， 导致施工质量无法保证，达不到预期的效果。同时渗滤液收集处理系统在设计时存在一些问题，渗滤液收 集池过大或过小，曝气设备位置过高或过低，而有垃圾填埋场的没有设计渗滤液收集处理系统。因此，开 发经济有效的渗滤液防渗系统、收集系统、相应的检测技术是十分必要的。 3.2 垃圾分类 我国现阶段垃圾填埋场运行过程中存在不同程度接纳非生活垃圾的现象，如有些填埋场大量接受建筑 垃圾、化妆品、医疗垃圾，甚至接纳有毒有害物质，如此以来极剧减少了垃圾填埋量，缩短了填埋场寿命， 造成浪费，失去以后再生的意义。如瑞典学者Hogland等在接纳废弃物长达30年之久Gladsax处理场进行了 挖掘试验明确了从表层到4m深的空间大部分都被建设解体的废弃物占据。筛选后的粗大组分占挖掘垃圾重 量50%以上，微细组分的比例很低。通过这些试验研究，他们指出填埋垃圾如果不进行分类填埋，那么处理 场再生的效益以及效果不大。另外，在特拉维夫处理场，人们开始希望把挖掘物作为有机肥料使用，可是 由于其含有大量的玻璃片，不能面向农田使用，最终只能作为果园的土地改良剂。所以，在城市生活垃圾 填埋过程中我们必须严格垃圾分类，即着眼于将来回收利用这些潜在的资源。 3.3 沼气扩散 在各国的再生失败的例子中，有很多是由于对于再生过程中存在的臭气污染认识不够而夭析的。如在 奥地利的一个埋有MSW以及建设废弃物、下水污泥等产业废弃物的处理场，由于臭气扩散，再生事业数周 后被迫中止。所以在填埋垃圾稳定化过程中建议用好氧消化法，对于厌氧消化，则需要布设导气管。我国 现阶段在设计填埋场时，设置的导气管大都以排放沼气为主要目的，而没有考虑收集利用沼气的收集系统。 国外一些工艺设计较好的垃圾填埋场，都有沼气收集系统，并且将气体收集并建在垃圾山底部。这样，从 填埋场开始运行就对填埋场气体进行利用，减少了对于大气环境的污染。再生时也可通过管道提前向填埋 垃圾层好氧稳定化，有效抑制臭气的产生。另外，在垃圾填埋场的运行中，及时覆盖、压实对臭气污染有 明显的抑制作用。对垃圾堆体压实不够或覆盖不及时，使得垃圾堆体极不稳定，填埋场气体也易从堆体的 松软地方向四周扩散。对现在以及将来的环境和人体造成危害。 4 总结欧美各国的生活垃圾处理场再生表明了以下几点。 ①处置场再生技术作为管理垃圾处理场的一个手段正在引起人们的关注。 ②环境安全方面可以通过好氧处理使得挖掘前处于厌氧环境的垃圾稳定化。 ③挖掘的高热量垃圾可以通过焚烧回收能量并且减容效果高。 ④最小无机成分进行回填处理，回收可利用资源成分，改善事业收支平衡。 ⑤对于挖掘过程中以及挖掘后，瓦斯的排放，病原菌，金属类物质的溶出，有害化学物质释放等潜在 环境风险应该有充分的认识欧美各国MSW填埋场再生事业正在进行之中，而我们也有必要对填埋垃圾稳定后 的开挖和再填埋技术等进行研究，现阶段我们就应该加强填埋场建设与管理，加强对浸掺控制、填埋操作、 填埋土地生态修复以及挖掘物质稳定化等技术的研究，为将来垃圾处理场再生创造良好的条件。 参 考 文 献 1.Hull R.M,Krogmann U.and Strom P.F,Characterization of municipal solid waste reclaimed f rom a landfill.proc.of Eight international waste management and Landfill Symposium,IV,pp. 568～576(2001)。 2.Inanc B.Yamada M,Ishigaki T.Inoue Y.Ohkochi y.Mohri S.Nagamori M.and Ono Y,Feasibility of landfill reclamation in Japan of The 2nd Asian Pacific Landfill Symposium,pp.822～827(2002)。 3.SWANA:Landfill Reclamation:Manual of Practiceand Procedure,The Landfill Reclamation Task Force,SWANA Publicastion No.GR-D2245(1997). 4.Retterberger G:Results from a landfill mining demonstration project,proc.of Fifthinternational Landfill Symposium,I.pp827～840(1995). 5.USEPA:Fact sheet:Landfill Reclamation(1997). 6.Kraiger H:A case study of landfill remediation on Austria,proceeding of Fifth international Landfill Symposium,I.pp767-770(1997). 7.陈洁，李淑敏，垃圾填埋场高密度聚乙烯防渗垫衬材料的研制及应用［J］.环境卫生工程. 8.Hogland W:jagodzinski K.and Meijer j.e.:Landfill mining tests in Sweden.Proceedings of Fifth International Landfill Symposium,I,pp.783～794. 9.Shuval H.:Composting municipal garbage in Israel Tavruau(1958). [FL]] 表4 调试阶段最终出水指标 /mg·L-1 序号Cu2+Zn2+Ni2+CODpH值 1未检出010201446782 2未检出未检出00979682 3未检出未检出00838585 40518052202017284 50314011901537285 602680091未检出6484 708720044未检出8886 802680058未检出6283 平均031401170150755 注：原水各项指标与实验室测试数据相近；pH值除外。 从运行测试的结果看，整个水样的化验结果均已达到设计出水指标。因此确定的吸附共沉淀污水处理 工艺是可行的，改造后的污水站目前使用的设备也可满足生产要求。 5 结论 本处理工艺有如下优点： (1)占地面积小。由于不采用耗氧气化处理，可减少占地面积。 (2)水处理效果好，处理后的水可达到国家污水排放二级标准。 (3)投资小，运转费用低。(加药费用：114元/t) (4)本工艺稳定性好，易于控制，维护成本低且易于维护。 |
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