可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用前景
摘要:引入可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù),可較好地解決資源浪費(fèi)、填埋庫(kù)容銳減和環(huán)境污染等問題。闡述了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù)的基礎(chǔ)是垃圾的源頭減量、回收利用、入場(chǎng)前預(yù)處理和填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化,并貫穿于填埋場(chǎng)選址、防滲、填埋工藝、污染控制、終場(chǎng)修復(fù)、礦化垃圾開采和土地再利用的過程,采用環(huán)境安全和經(jīng)濟(jì)合理的原則,實(shí)現(xiàn)垃圾處置的減量化、資源化和無害化。指出該技術(shù)在我國(guó)大型填埋場(chǎng)中的應(yīng)用前景。
1 可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù)的提出
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平的不斷提高,我國(guó)城市生活垃圾,除少部分回收利用、焚燒、堆肥外,80%以上的垃圾均為填埋處置。目前,我國(guó)上萬座大小不等、環(huán)衛(wèi)條件殊異的臨時(shí)堆放點(diǎn)、簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)正消納著歷年積存的65億t垃圾,它們不僅侵占大量土地,且由滲濾液、惡臭、蚊蠅、填埋氣等引起的二次污染正不斷對(duì)生態(tài)環(huán)境和城市發(fā)展施以消極影響。
針對(duì)現(xiàn)階段垃圾產(chǎn)生量大、可回收組分多、中小型簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)逐漸關(guān)閉和新填埋場(chǎng)選址難度大等特點(diǎn),可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù)著眼于垃圾的源頭減量、回收利用、入場(chǎng)前預(yù)處理和填埋場(chǎng)穩(wěn)定化的研究,在選址、防滲、填埋工藝、污染控制、終場(chǎng)修復(fù)、后續(xù)環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)采取嚴(yán)格的污染控制措施;并將封場(chǎng)土地資源和礦化垃圾作為資源加以利用,從而實(shí)現(xiàn)了垃圾衛(wèi)生填埋的良性循環(huán)。
因此,該技術(shù)的引入,既可真正實(shí)現(xiàn)垃圾處置的減量化、無害化和資源化,又能延長(zhǎng)填埋場(chǎng)的使用壽命,具有良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。
2 可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù)的基礎(chǔ)
2.1源頭減量
源頭減量是垃圾處理的首要原則,更是衛(wèi)生填埋可持續(xù)進(jìn)行的基礎(chǔ)。它不僅可大大削減入場(chǎng)垃圾量、節(jié)約場(chǎng)地資源、降低收運(yùn)和污染治理成本,還可借此推行清潔生產(chǎn)、倡導(dǎo)綠色消費(fèi)、改變傳統(tǒng)的垃圾被動(dòng)消納模式。
源頭減量可采取的措施有:提倡簡(jiǎn)潔的生活方式,減少人均垃圾產(chǎn)生量;改善城市能源結(jié)構(gòu),盡量使用天然氣、太陽能和生物能等清潔能源和可再生能源;推行凈菜進(jìn)城,精菜上市;限制過度包裝和一次性用品的使用,推廣使用易降解和可循環(huán)利用的材料;開展垃圾分類收集、分類處理和回收利用;調(diào)整和完善垃圾管理政策,征收垃圾處置費(fèi)。
2.2分類回收和預(yù)處理
城市垃圾其實(shí)是潛在的“巨大礦藏”,分類回收可把有用物質(zhì)轉(zhuǎn)化為豐富的資源。鑒于我國(guó)垃圾中可回收成分越來越多、分類收集成本相對(duì)較低,推廣分類收集、完善廢品回收和資源加工體系不僅可緩解填埋場(chǎng)庫(kù)容的銳減、降低垃圾處理成本,對(duì)垃圾處置的可持續(xù)發(fā)展,更有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義和效益。
經(jīng)源頭分類收集后,可根據(jù)垃圾的不同性質(zhì)加以處理和回收利用,如將易腐爛、易降解的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行堆肥,可提高堆肥質(zhì)量和堆肥效率;將可燃廢物進(jìn)行焚燒,可回收熱能,并大幅降低填埋體積;易拉罐、塑料瓶、金屬等物品可資源化回收利用,可補(bǔ)償分類收集的費(fèi)用;將膨松、中空的大塊垃圾經(jīng)壓實(shí)、打包等預(yù)處理,可降低收運(yùn)和填埋成本,達(dá)到延長(zhǎng)垃圾填埋場(chǎng)的使用年限、節(jié)約土地資源的目的。
2.3填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化研究
如何加快填埋場(chǎng)的固結(jié)沉降和穩(wěn)定化進(jìn)程,對(duì)有效利用土地、延長(zhǎng)場(chǎng)地使用壽命、降低二次污染和生態(tài)恢復(fù)意義重大#$%。填埋場(chǎng)穩(wěn)定化的影響因素主要有垃圾有機(jī)組成與含水率、入場(chǎng)前預(yù)處理和填埋操作方式、填埋場(chǎng)的水文氣象條件、最終覆土層厚度、場(chǎng)內(nèi)微生物種群結(jié)構(gòu)等,我國(guó)中小型填埋場(chǎng)較多采用的準(zhǔn)好氧填埋工藝無需動(dòng)力供氧,它利用滲濾液收集管道的不滿流設(shè)計(jì),可使填埋體內(nèi)部形成一定的好氧區(qū)域,能加快場(chǎng)內(nèi)有機(jī)物的生物降解,促其快速穩(wěn)定。另外,滲濾液回灌、覆蓋層設(shè)計(jì)、營(yíng)養(yǎng)素添加、溫度調(diào)節(jié)、微生物接種以及分層通風(fēng)等措施也可大大促進(jìn)填埋場(chǎng)穩(wěn)定化。
3 可持續(xù)衛(wèi)生填埋技術(shù)的內(nèi)容
3.1選址
合理選址對(duì)填埋場(chǎng)的運(yùn)行維護(hù)、污染控制及土地再利用等影響重大。根據(jù)填埋區(qū)利用自然地形條件的不同,填埋場(chǎng)可分為山谷溝壑型和平原灘涂型。目前,我國(guó)已建成的填埋場(chǎng)受到地質(zhì)狀況、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件等因素的限制,絕大多數(shù)在選址上都存在一些問題。
按照CJJ17-2004生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范和城市建設(shè)總體規(guī)劃,從環(huán)保安全和經(jīng)濟(jì)合理的原則出發(fā),衛(wèi)生填埋場(chǎng)應(yīng)選取地質(zhì)地形適宜、填埋容量較大、覆土質(zhì)優(yōu)量多、運(yùn)距適中、交通方便、水電供應(yīng)充裕可靠、不占或少占耕地及拆遷工程量小的地區(qū),以使最終場(chǎng)址投資小、建設(shè)快、運(yùn)行費(fèi)用低、環(huán)境效益好,并便于機(jī)械化施工和滿足后續(xù)分期工程的需要。如果經(jīng)多方比選所確定的場(chǎng)地仍不能滿足以上條件,則防滲、填埋操作和污染控制等后續(xù)工藝必須嚴(yán)格監(jiān)管,以確保環(huán)境安全。
3.2場(chǎng)地防滲
防滲系統(tǒng)通常由滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)、防滲層、保護(hù)層和過濾層等構(gòu)成。它既可阻隔填埋氣和滲濾液侵入周圍土壤和水體引發(fā)污染,也可防止地下水和地表水滲入填埋體增加滲濾液產(chǎn)生量。為確保防滲質(zhì)量,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)底的水文地質(zhì)條件選擇合適的防滲材料,如壓實(shí)黏土、土工薄膜、合成黏土層等;適當(dāng)?shù)姆罎B工藝,如水平防滲、垂直防滲、頂部防滲等;以及不同的襯層結(jié)構(gòu),如單層、雙層、多層等,并在鋪設(shè)之前進(jìn)行嚴(yán)格的場(chǎng)地處理。
過去,我國(guó)大部分填埋場(chǎng)僅采用黏土進(jìn)行簡(jiǎn)單的防滲處理,防滲效果不佳。隨著衛(wèi)生填埋技術(shù)的不斷發(fā)展,HDPE膜、高效人工合成黏土卷材及其他新型防滲材料的應(yīng)用越來越多,廣州興豐衛(wèi)生填埋場(chǎng)的實(shí)踐表明,良好防滲措施是填埋氣回收利用、滲濾液回灌與減量的保證,而其長(zhǎng)期運(yùn)行成本遠(yuǎn)小于防治二次污染的費(fèi)用。
3.3填埋工藝
衛(wèi)生填埋對(duì)傾卸、轉(zhuǎn)運(yùn)、填充、推平、壓實(shí)、覆蓋和再壓實(shí)、直至封場(chǎng)等整個(gè)操作過程有著嚴(yán)格的技術(shù)和衛(wèi)生要求。填埋工藝的規(guī)范化、程序化管理,不僅是減少滲濾液、杜絕蚊蠅惡臭、控制和利用填埋氣的關(guān)鍵,還有利于封場(chǎng)植被恢復(fù)、相對(duì)增加填埋場(chǎng)庫(kù)容。
衛(wèi)生填埋應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①分區(qū)作業(yè),減少垃圾暴露面,降低環(huán)境污染;②選擇專用的填埋壓實(shí)機(jī)械,提高壓實(shí)密度,增加單位空間的填埋量;③控制垃圾的飛揚(yáng)逸散,及時(shí)覆土,落實(shí)環(huán)保措施;④場(chǎng)外設(shè)置截洪溝和疏導(dǎo)渠,實(shí)行清污分流,減少滲濾液產(chǎn)生量;⑤超前規(guī)劃,采取合理的填埋方式,縮短穩(wěn)定期。
3.4污染控制
滲濾液水質(zhì)復(fù)雜、水量波動(dòng)大,國(guó)內(nèi)外尚無經(jīng)濟(jì)高效的處理工藝。目前滲濾液的處理有場(chǎng)外場(chǎng)內(nèi)之分:場(chǎng)外處理是與城市污水合并進(jìn)行的,工藝簡(jiǎn)單,但受到滲濾液輸送成本、有機(jī)負(fù)荷波動(dòng)等因素的限制;場(chǎng)內(nèi)處理主要有生物法(活性污泥法、曝氣氧化塘、穩(wěn)定塘等)、物化法(化學(xué)氧化、吸附、混凝、吹脫、膜分離、反滲透等)、土地法(慢濾、快濾、人工濕地等)、減量法(蒸發(fā)、回灌等)及其組合工藝等。各類方法均有其優(yōu)缺點(diǎn):生物法工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、可大幅去除其中的污染物,但占地大、停留時(shí)間長(zhǎng);物化法不受水質(zhì)影響,出水水質(zhì)比較穩(wěn)定,可用于預(yù)處理或深度處理,但費(fèi)用較高;土地法投資少、操作簡(jiǎn)單,但對(duì)土壤和地下水有長(zhǎng)期污染作用,且易受土地條件限制;減量法作為一種源頭治理技術(shù),對(duì)周圍環(huán)境有較大污染,且累積的高濃度污染物仍需要進(jìn)一步處理;組合工藝雖能使?jié)B濾液達(dá)標(biāo)排放,但處理成本較高,需要具有很強(qiáng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。因此,發(fā)展以土地、人工濕地和礦化垃圾生物反應(yīng)床為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的滲濾液處理技術(shù)前景較好。
填埋場(chǎng)惡臭濃度高、危害大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),惡臭集中區(qū)域往往也是蚊蠅的聚居地。衛(wèi)生填埋中常采用的除臭滅蠅措施主要有:①垃圾中轉(zhuǎn)時(shí)減少停留時(shí)間,及時(shí)沖洗地面并噴灑藥劑;②縮小作業(yè)區(qū)、減少垃圾暴露時(shí)間、保證壓實(shí)密度和覆土厚度;③填埋區(qū)域應(yīng)營(yíng)造綠化隔離帶、種植吸附性和耐臭性好的植物,并采取通路隔斷,減少臭氣污染;④根據(jù)蚊蠅的棲息活動(dòng)特點(diǎn),采取及早殺滅越冬蟲卵,用蠅籠、藥物和生物誘殺等多種方式進(jìn)行防治。
3.5封場(chǎng)修復(fù)
封場(chǎng)工程由終場(chǎng)覆蓋與生態(tài)恢復(fù)系統(tǒng)、防滲導(dǎo)排系統(tǒng)、滲濾液處理系統(tǒng)、氣體回收利用系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成,其目的是進(jìn)一步控制污染、改善封場(chǎng)后的環(huán)境質(zhì)量和景觀,加速封場(chǎng)單元的生態(tài)恢復(fù)和演替,以便通過分階段的合理開發(fā),創(chuàng)造一個(gè)新型生態(tài)環(huán)境。
終場(chǎng)覆蓋作為場(chǎng)地復(fù)墾的基礎(chǔ),可為未來構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)中的植物生長(zhǎng)提供基質(zhì),同時(shí)具有保護(hù)頂部防滲層、減少雨水滲入填埋體的作用。覆蓋土層的厚度因封場(chǎng)類型、垃圾堆齡和欲構(gòu)建植被的類型而異。生態(tài)恢復(fù)初期應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯臏\根類耐性植物或野生先鋒植物,如牛筋草、灰綠藜、蘆葦?shù),中期?yīng)選擇絲蘭、夾竹桃、木槿等灌木類植物,后期開發(fā)階段可栽種合歡、構(gòu)樹、烏桕等喬木,完成草、灌、喬的群落結(jié)構(gòu)過渡,并按照各個(gè)不同的功能區(qū)劃和綠化帶設(shè)計(jì),有計(jì)劃地進(jìn)行大規(guī)模園林綠化種植。但由于填埋氣和滲濾液不斷產(chǎn)生所引起的表面凹陷和沉降不均將直接影響封場(chǎng)后的植被恢復(fù),因此在初始設(shè)計(jì)中應(yīng)確定場(chǎng)地的最終用途并采取相應(yīng)防護(hù)措施。
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