探討城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場惡臭的防治措施
1、填埋場的主要臭源
垃圾衛(wèi)生填埋場產(chǎn)生惡臭的源頭無非有如下幾個(gè)區(qū)域:已覆蓋的填埋區(qū)域;填埋作業(yè)面;滲瀝液收集、存放區(qū)域(露天或封閉式);垃圾車進(jìn)出場的道路;洗車區(qū)域等。根據(jù)臭氣的來源和特點(diǎn),應(yīng)采取不同的預(yù)防和治理措施。
垃圾從城市中的各轉(zhuǎn)運(yùn)站被運(yùn)送到填埋場,在運(yùn)送過程中,往往滴落一些垃圾及滲瀝液,滴落的量在填埋場進(jìn)場的道路更甚。滴落的垃圾和滲瀝液由于車輛的壓輾及其太陽的暴曬更散發(fā)出大量的惡臭。
對于有洗車設(shè)施的填埋場,由于洗車沖落得滲瀝液及垃圾長時(shí)間存放,有機(jī)物的腐敗也散發(fā)出惡臭氣體。
填埋坑內(nèi)的填埋氣體(包括填埋作業(yè)面垃圾腐敗產(chǎn)生的臭味)及其滲瀝液散發(fā)的惡臭氣體,是填埋場惡臭的主要來源。對其惡臭的治理是消除填埋場臭味的根本。
2、填埋廢氣的產(chǎn)生及特征
填埋氣體主要包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、硫化氫、氮、氫、氧及微量組分。垃圾在整個(gè)分解過程中,產(chǎn)生的廢氣量與廢物成份、溫度、濕度、pH值、有毒物形成等因素有關(guān),因此,空氣溫度、壓力、填埋方式、覆蓋層、降雨量、地形、水文等因素也直接影響廢氣的產(chǎn)生量。對于一般城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場,填埋氣體有一定的組成比例,其經(jīng)典的組分和含量如下表。
表2-1 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋氣體的經(jīng)典組成及含量
注:以干體積為基準(zhǔn)
其中的微量組分雖然含量少,但成分比較復(fù)雜,毒性也比較大,同時(shí)也惡臭的主要來源。其組成可分成5類:①含硫化合物,如SO2、硫醇、硫醚等;②含氮化合物,如胺類、酰胺、吲哚等;③鹵素及衍生物,如氯氣、鹵代烴等;④烴類及芳香烴;⑤含氧有機(jī)物,如醇、酚、醛、酮、有機(jī)酸等。
(1)填埋氣體的產(chǎn)生過程
① 好氧分解階段:隨著垃圾填埋,垃圾孔隙中存在著大量空氣也同樣被埋入其中,因此開始階段垃圾進(jìn)行好氧分解,此階段時(shí)間的長短取決于分解速度,可以由幾天到幾個(gè)月。好氧分解將填埋層中氧耗盡以后進(jìn)入第二階段。
② 厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段:此階段微生物利用硝酸根和硫酸根作為氧源,產(chǎn)生硫化物、氮?dú)夂投趸?,硫酸鹽還原菌和反硝化細(xì)菌的繁殖速度大于產(chǎn)甲烷細(xì)菌。當(dāng)還原狀態(tài)達(dá)到一定程度以后,才能產(chǎn)甲烷,還原狀態(tài)的建立與環(huán)境因素有關(guān),潮濕而溫暖的填埋坑能迅速完成這一階段而進(jìn)入下一階段。
③ 厭氧分解產(chǎn)甲烷階段:此階段甲烷氣的產(chǎn)量逐漸增加,當(dāng)坑內(nèi)溫度達(dá)到55℃左右時(shí),便進(jìn)入穩(wěn)定產(chǎn)氣階段。
④ 穩(wěn)定產(chǎn)氣階段:此階段穩(wěn)定地產(chǎn)生二氧化碳和甲烷,但產(chǎn)量逐漸減少。
關(guān)于生活垃圾填埋場產(chǎn)生廢氣的持續(xù)時(shí)間,目前還無確切數(shù)據(jù),有待研究。在通常條件下,填埋氣體產(chǎn)生速率在垃圾填埋后2年內(nèi)達(dá)到高峰,而后開始緩慢下降,產(chǎn)氣周期一般估計(jì)在20~40年之間。以此可見,填埋場廢氣的治理是一項(xiàng)長期的工程。
(2)填埋氣體的產(chǎn)生量
生活填埋場產(chǎn)氣量的確定方法有理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)估算法、化學(xué)計(jì)算法、實(shí)測法等。
本文用經(jīng)驗(yàn)粗估法暫估垃圾與其廢氣產(chǎn)生量的容積比為6 m3/t(此參數(shù)只對后面的防護(hù)措施提供參考),即每噸垃圾大概能產(chǎn)生6m³的填埋氣體。于此,知道了垃圾的填埋量,即可知道填埋氣體的產(chǎn)生量。
3、填埋場惡臭的控制要求
垃圾填埋場控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889—1997)》 ,其中惡臭氣體的控制主要參考《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB14554—93) 》。
填埋氣體中的CH4和CO2占總量的90%以上,但CH4和CO2都是無色、無味的氣體。而控制的惡臭氣體,主要就是那些硫的化合物和氮的化合物及其他揮發(fā)性有機(jī)氣體(VOC)為主的微量氣體組合。這些氣體含量小,但臭氣強(qiáng)度大。往往填埋場的氣體達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),臭味卻仍然存在,從而給治理帶來很多的麻煩。《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889—1997)》中控制的大氣污染物的項(xiàng)目主要是氨、硫化氫、甲硫醇、臭氣濃度。下表是一些惡臭氣體的嗅覺閾值與排放限值。
表3-1 部分惡臭氣體的嗅覺閾值與排放限值
由此可知,通過一定的措施使得填埋場的填埋氣體達(dá)標(biāo)排放的同時(shí),也要采取措施使填埋場的惡臭盡量降低到嗅覺閾值以下。
4、惡臭的防治措施
(1)垃圾覆蓋
垃圾填埋場通過每日覆蓋、適時(shí)覆蓋、最終覆蓋等措施一定程度控制了污染物的擴(kuò)散。覆蓋層的厚度及采用的覆蓋方式都按照填埋場的操作規(guī)范實(shí)施。覆蓋層可以減少道路外觀的污染,美化景觀,并可減少沙塵和碎片(如紙、塑料等)的飛揚(yáng)以及疾病通過媒介(蒼蠅、鳥類、昆蟲和老鼠)的傳播,同時(shí)也一定程度地防止了惡臭的擴(kuò)散。
(2)填埋氣體的收集、導(dǎo)排、處理
填埋氣體治理的重要環(huán)節(jié)就是對填埋氣體的收集、導(dǎo)排、處理。對于不同規(guī)模的填埋場可采用被動導(dǎo)排和主動導(dǎo)排等形式對填埋氣體進(jìn)行疏導(dǎo)。填埋氣體導(dǎo)排的作用是減少填埋氣體向大氣擴(kuò)散,同時(shí)也可有效回收甲烷并加以利用。被動導(dǎo)排是依靠填埋氣體自身的壓力沿導(dǎo)排井和盲溝排向填埋場外,一般適用于小型填埋場和深度比較小的填埋場。主動導(dǎo)排是在填埋場內(nèi)鋪設(shè)水平的盲管或垂直的導(dǎo)氣井,用管道把導(dǎo)氣井和盲管連接到抽氣設(shè)備,利用抽氣設(shè)備主動把填埋氣體抽出。抽出的填埋氣體可進(jìn)行直接焚燒、回收、焚燒發(fā)電、加熱鍋爐等。甲烷在空氣中的爆炸極限為4.9%~16%,所以在對填埋氣體處理時(shí)要充分考慮安全問題。
(3)滲瀝液存放區(qū)域或調(diào)節(jié)池的臭氣控制
對于滲瀝液存放區(qū)域或調(diào)節(jié)池,盡量對其進(jìn)行全面密封,而后通過引風(fēng)系統(tǒng)把該區(qū)域內(nèi)的惡臭氣體抽出,經(jīng)過水洗、吸附、焚燒、化學(xué)吸收、干燥化學(xué)制劑過濾(DK.FIL)、生物脫臭、光催化氧化、臭氧氧化、等離子體分解等除臭技術(shù)中的單種或多種聯(lián)合工藝進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。
(4)擴(kuò)散的填埋氣體的防治
盡管對填埋垃圾進(jìn)行有效的覆蓋,采用有效的填埋氣體收集、導(dǎo)排措施,對滲瀝液散發(fā)的臭味進(jìn)行了有效的控制,但還是有大量的惡臭氣體從填埋場散發(fā)出來。更何況多數(shù)的填埋場對前面的幾項(xiàng)還沒能充分完善。那么,能否較大程度地控制擴(kuò)散出來的惡臭氣體也是能否控制填埋場投訴量的關(guān)鍵。
隨著城市化進(jìn)程的不斷加大,垃圾的填埋場衛(wèi)生防護(hù)距離(國家規(guī)定了有害因素與居民區(qū)之間應(yīng)保留的距離)不斷縮小,這又給填埋場惡臭氣體的治理效果提出了新要求。下表是不同規(guī)模填埋場一般的衛(wèi)生防護(hù)距離。然全國多數(shù)的填埋場的衛(wèi)生防護(hù)距離都遠(yuǎn)小于此。
表4-1 不同規(guī)模垃圾填埋場衛(wèi)生防護(hù)距離一覽表(m)
對于開放式無組織排放的惡臭氣體,目前多數(shù)采用噴淋的方式除臭。該工藝主要通過噴淋霧化設(shè)備把化學(xué)藥劑、生物藥劑、植物藥劑霧化,讓其飄散在填埋場區(qū)域的上空,利用藥劑的一系列作用把惡臭氣體去除。由于該工藝是針對開放式的空間,同時(shí)還是霧化的液滴,則就要求使用的除臭藥劑必須是無毒、無害,不會對環(huán)境造成二次污染的環(huán)保產(chǎn)品。因此,純天然植物除臭劑就有較廣闊的市場前景。
(5)周邊綠化
填埋場周圍應(yīng)建有圍墻,盡可能種植灌喬木、綠地、防護(hù)林等綠化帶。植被可在一定程度上吸附、吸收惡臭氣體,同時(shí)綠化帶也是一到天然屏障。
5、結(jié)語
通過分析各個(gè)臭源的特點(diǎn),了解惡臭氣體的成分及含量。結(jié)合填埋場的實(shí)際情況,選擇采取適宜的惡臭控制措施。通過實(shí)施惡臭污染控制措施,可改善該區(qū)域的環(huán)境,提高空氣質(zhì)量,解決附近居民與填埋場之間的矛盾,并因生態(tài)環(huán)境的改善間接地促進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,顯著提高社會效益和環(huán)境效益。
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