生活垃圾卫生填埋场恶臭污染防治对策研究进展.docx
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生活垃圾卫生填埋场恶臭污染防治对策研究进展
生活垃圾卫生填埋场恶臭污染防治对策研究进展
摘要:
生活垃圾填埋过程中的恶臭污染已成为制约卫生填埋技术发展的重要因素,造成强烈社会反响。
以填埋场恶臭防治为目标,提出了垃圾源头分类处置框架,介绍了几种新型作业面控制的填埋作业工艺与场区恶臭控制技术,阐述了填埋场基于恶臭控制的作业管理体系及联动应急体系,对卫生填埋场的恶臭污染控制具有理论与实践的指导意义。
关键词:
卫生填埋场恶臭污染垃圾分类填埋工艺联动应急体系
从2007年开始,我国城市生活垃圾年清运量已超过1.5亿吨,其中79%~85%运至生活垃圾卫生填埋场(以下简称填埋场)处置[1]。
虽然近期垃圾焚烧行业发展迅速,但是填埋处置依然是近期很长一段时间内我国城市生活垃圾最主要的处置方式。
由于生活垃圾中存在大量有机质成分,微生物的厌氧降解过程中释放出NH3、H2S、硫醇、硫醚、VOCs、VFAs等引起人体感官不适的恶臭物质[2]。
恶臭气体随大气运动扩散至周围生活区,影响周围居民的正常生活生产活动。
近年来,针对垃圾填埋场恶臭污染的投诉越来越多,已经引起社会的广泛关注。
全面解决垃圾填埋场恶臭污染,不仅是建设生态化填埋场、改善垃圾填埋作业环境的发展趋势,而且成为解决社会问题、建设和谐社会的必然要求。
应充分利用社会资源、场地条件、人员制度等各种条件,发展恶臭污染小的填埋技术、除臭技术,形成完善的恶臭污染控制管理机制。
1实行垃圾分类处置
我国城市生活垃圾组分复杂、差异性大,有机组分含量高。
以上海市生活垃圾组成(见表1)为例进行分析,有机垃圾组分占50%以上。
生活垃圾恶臭气体是生活垃圾中有机成分在厌氧降解过程中产生的,高有机组分的垃圾进场为产臭微生物提供了充足的营养来源,是垃圾填埋场恶臭污染严重的源头。
垃圾分类收集、处理是垃圾处理行业的大势所趋,是实现城市生活垃圾减量化、无害化、资源化处置的必经之路[3],在日本、德国等发达国家垃圾分类已比较成熟,我国还处于起步探索阶段。
按照垃圾的资源化性质及组分进行分类,对生活垃圾中的可燃组分进行垃圾焚烧发电回收能源,同时很好地实现了垃圾减量化;对大量存在的厨余组分和其他高有机含量的组分采用堆肥方法处置,堆肥产品可做农用或作填埋场的覆盖材料;无机垃圾在充分资源化利用之后作填埋处置[4]。
做好垃圾分类,控制有机垃圾进场量,不仅有利于生活垃圾中有价值组分的资源化利用和从源头上降低填埋场的恶臭污染,而且使微生物的降解活动受到极大抑制,从而大大改善垃圾填埋场恶臭污染现象。
2改进填埋作业工艺
垃圾填埋作业面的恶臭排放是一种无组织源排放,是填埋场恶臭污染的重要来源之一。
根据达西定律[5~6],作业面恶臭物质的释放源强与垃圾作业面的面积成正比。
我国多数垃圾填埋场的作业单元划分较大,作业面面积大,垃圾摊铺面广,作业机械运程远,导致垃圾卸料、推铺、压实的作业面恶臭释放源强增大。
为此,在保证作业安全的条件下,有必要改进现有填埋作业工艺,采用缩小作业面的面积、填埋作业紧凑有序的新型作业方法,实现恶臭污染的源头减量化。
首先,应根据填埋场垃圾处置量、场地条件、作业工艺、机械配置等合理进行填埋区域规划和作业单元规划,可采用路堤分格填埋作业法进行单元划分[7],可概括为“垃圾分季、干燥作堤、筑堤为路、以路分区、区内分格、格为单元”,填埋作业在规划预定的作业单元内进行,可实现作业单元面积的良好控制。
其次,卸料、推铺、压实等作业过程应紧凑连贯,适当减小作业机械运程,减少对垃圾的扰动,增加摊铺压实厚度,减小单位垃圾的暴露面积。
同济大学和上海市老港填埋场在理论与实践基础上联合开发出一种快速卸料有序填埋的“C”型作业工艺,其特点主要为“背风布坡、旋转卸料、斜面推运、平面压实”,明确作业机械各自运行区域和行驶路线,车辆在各自制定区域内按既定路线行驶,可较好地实现作业面控制、快速卸料和有序填埋。
此外,北京安定填埋场正尝试采用充气膜结构车间密闭化的作业方式代替传统开放式作业,以将作业面与大气环境达到边界隔离效果,且对空气膜作业空间进行空气循环,对其中的恶臭气体进行有组织收集、处理与排放[8],基本上杜绝了填埋场作业面恶臭气体对环境的影响。
3增强除臭技术措施
3.1除臭措施
垃圾填埋场恶臭污染是一种区域性的面源污染,这就意味着传统恶臭治理技术在填埋场的应用存在限制性因素,如物理吸收、化学洗涤、催化氧化、生物过滤等方法都需要先将气体收集起来才能实施处理,而填埋作业面的恶臭气体收集难度高。
因此,在作业现场喷洒除臭药剂是较为常见的措施。
填埋场除臭剂主要有气味屏蔽剂、香味中和剂、酸碱除臭剂、植物提取液、化学除臭剂、纳米材料除臭剂、生物除臭剂等。
其中,生物除臭剂中含有复合菌群[9],不同的微生物菌种发挥着不同的作用,有的微生物可将垃圾中的恶臭物质快速分解,有的则通过代谢产生具有杀菌功能的产物,有效抑制产臭微生物的活动和垃圾中有机物的急剧腐败分解,由于其高效、环保特点,应用前景较为广泛。
垃圾填埋场除臭剂喷洒区域应包括作业区、沼气导排井、场区道路及场区边界。
其中填埋作业区域应采用人工或风炮或车载除臭装置不停向裸露垃圾表面喷洒除臭剂,场区道路宜采用移动式喷洒车辆定期喷洒除臭剂,场区边界也应安装自动式喷头并设定喷洒频率,实施全覆盖式的药剂除臭措施,确保将恶臭气体消灭在填埋场区,将少对周边环境的危害。
3.2排水措施
生物都是含水系统,一切生物的代谢活动都离不开水。
高含水率的生活垃圾直接进入填埋库区,且压实后垃圾渗透系数降低,导致垃圾堆体中的水位较高,一方面增加了垃圾堆体滑坡的风险;另一方面也为产臭微生物活动提供了良好的水环境,直接影响填埋库区的恶臭释放量。
在完善填埋场雨污分流系统和库区污水导排系统的基础上,应增大技术投入,排出垃圾堆体中残留水分。
常见的排水措施有排水板导排、竖井导排工艺[10]、层间导排工艺等,各有其优点与局限性,因此,应根据具体垃圾堆体的水位情况、水位控制要求与场地条件等情况,选用合适的排水方法,以最大限度的排出垃圾堆体内的水分,降低恶臭污染。
3.3覆盖措施
填埋作业完成后的覆盖措施也是填埋库区恶臭污染控制的重要环节,可防止垃圾飞扬、减少蚊蝇滋生、控制疾病、减少雨水渗入和隔离恶臭污染源。
完善的覆盖措施应包括每日覆盖、适时覆盖和最终覆盖三个层面[11]。
常用的覆盖材料主要有黏土材料、工业渣土和人工合成材料三种。
其中,黏土覆盖在黏土储量丰富的填埋场应用较为广泛,但其来源有限,且占用大量库容;工业渣土主要包括工业建筑垃圾、污泥、工业灰渣、堆肥复合基质、矿化垃圾等,在对工业渣土进行处置的同时实现了以废制废[12~14];近年来人工合成覆盖材料发展迅速,也是填埋场覆盖材料的重要发展方向,常见的主要有PE膜、LDPE膜、HDPE膜、PVC膜、EVA膜等,由于其独特的延展性、密闭性、抗老化性和可重复利用性,HDPE膜在南方填埋场得到广泛应用,但存在膜下恶臭污染物质浓度过高的问题。
填埋场覆盖材料的选用应综合考虑现场条件和垃圾覆盖要求确定,以抗渗性好、抗老化性强、可实现雨污分流、轻便易施工等为导向,同时宜具备选择通气性,利于表面氧气向膜下散发,同时阻隔恶臭气体的向外逸散,保持膜下的局部好氧环境,抑制恶臭产生。
4强化作业管理
现代化的卫生填埋场在引进先进填埋技术的同时,应更加重视作业现场的管理,以管理保证技术实施到位。
填埋场恶臭污染治理离不开严格的管理。
首先,以先进的技术为指导,建立规范的作业制度,合理规划填埋区域,划分填埋单元,明确作业班次和现场条件下的车流、物流轨迹,确定垃圾单层摊铺厚度、压实密度、碾压次数等作业参数,编制作业管理手册。
填埋作业过程中严格按照预定的单元和制定的作业方法实施,明确责任分工,建立作业监督制度,将作业评估纳入绩效考核。
其次,应建立专业化的填埋作业人才队伍和完善的人员培训上岗制度,人才队伍主要包括作业队伍、日覆盖队伍、异味控制队伍、作业管理队伍和科技支撑队伍等,通过管理保证技术的指导作用得以发挥,以及作业过程对科技队伍的信息反馈。
5建立联动应急机制
生活垃圾填埋场恶臭污染与周围居民的生活密切相关,易引发社会问题,应建立联动应急机制以应对突发性的填埋场恶臭污染。
恶臭气体在大气中的扩散规律很大程度上受到风向、风速、气压等气象条件的影响,因此,需要研究不同气象条件下填埋场恶臭气体逸散规律,建立恶劣气象条件应急保障机制,以指导不同条件下除臭措施的实施。
其次,在周围居民与填埋场异味控制部门之间建立信息反馈应急机制[15],恶臭污染发生后,由居民提供反馈,管理人员迅速到位,展开污染源排查,并采取强有力的控制措施,如喷洒强力除臭剂、完善覆盖措施、封闭污染源、开启恶臭捕集处理设备等,最大限度的控制恶臭污染。
此外,将恶劣气象条件应急保障机制和居民信息反馈应急机制以及突发情况下的应急机制相结合,建立完善的联动应急管理机制,在恶臭污染发生时,做到人员迅速到位、污染源快速排查、除臭措施迅速落实。
6结语
我国城市生活垃圾卫生填埋场的恶臭污染是多因素综合作用的结果,严重制约着垃圾处置行业的发展。
需综合社会各方面的力量,推动垃圾分类处置,同时应用利于恶臭控制的填埋作业工艺,大力发展恶臭控制技术,不断加强填埋作业管理,并建立恶臭控制的联动应急机制,最大限度地控制填埋场恶臭污染,促进垃圾填埋处置行业健康发展。
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