垃圾填埋場常見污染問題及防治方法

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簡介： 衛(wèi)生填埋作為目前最常見的垃圾處理方法，具有投資少、處理費用低、處理量大、操作簡便等特點，在世界上許多國家得到廣泛應(yīng)用，如美、英等國生活垃圾處理都以衛(wèi)生填埋法為主。我國80%以上的垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的簡易填埋法。但衛(wèi)生填埋也存在著諸多污染問題，填埋過程中產(chǎn)生的大量二次污染物，如不妥善處理，會對周圍的水體、大氣和土壤造成嚴(yán)重污染。采取有效措施防治垃圾填埋二次污染，見山填埋場對周邊環(huán)境的影響，促進(jìn)人口、資源、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展，是我們當(dāng)前面臨的一個重要課題。本文根據(jù)建設(shè)部《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，參考國內(nèi)外先進(jìn)的垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)，對垃圾填埋場中常見的污染問題進(jìn)行了分析研究，提出了解決方法。
關(guān)鍵字：垃圾填埋場 常見污染問題 防治方法

衛(wèi)生填埋作為目前最常見的垃圾處理方法，具有投資少、處理費用低、處理量大、操作簡便等特點，在世界上許多國家得到廣泛應(yīng)用，如美、英等國生活垃圾處理都以衛(wèi)生填埋法為主。我國80%以上的垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的簡易填埋法。但衛(wèi)生填埋也存在著諸多污染問題，填埋過程中產(chǎn)生的大量二次污染物，如不妥善處理，會對周圍的水體、大氣和土壤造成嚴(yán)重污染。采取有效措施防治垃圾填埋二次污染，見山填埋場對周邊環(huán)境的影響，促進(jìn)人口、資源、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展，是我們當(dāng)前面臨的一個重要課題。本文根據(jù)建設(shè)部《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，參考國內(nèi)外先進(jìn)的垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)，對垃圾填埋場中常見的污染問題進(jìn)行了分析研究，提出了解決方法。

　　一、垃圾填埋常見的二次污染

　　垃圾填埋后對環(huán)境造成的污染是多方面的。監(jiān)測結(jié)果表明：目前全國尚無一家城市生活垃圾填埋場所排放的污染物全部指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。這些污染物如不加處理排放，極易對周邊環(huán)境造成影響，其中最主要的是對水、大氣和土壤的污染。

　　1、水污染。垃圾填埋對水產(chǎn)生的污染主要來自于垃圾滲濾液。這是垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而滲濾出來的污水。滲濾液成分復(fù)雜，其中含有難以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、鄰苯二甲酸脂、酚類類和苯胺類化合物等。滲濾液對地面水的影響會長期存在，即使填埋場封閉后一段時期內(nèi)仍有影響。滲濾液對地下水也會造成嚴(yán)重污染，主要表現(xiàn)在使地下水水質(zhì)混濁，有臭味，COD、三氮含量高，油、酚污染嚴(yán)重，大腸菌群超標(biāo)等。地下和地表水體的污染，必將會對周邊地區(qū)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活造成十分嚴(yán)重的影響。

　　2、大氣污染。衛(wèi)生填埋場中的生活垃圾含有大量有機(jī)物，這些有機(jī)物被微生物厭氧消化、降解，會產(chǎn)生大量的垃圾填埋氣。填埋氣主要成為為CH₄、CO₂以及其它一些微量成分，如N₂、H₂S、H₂和揮發(fā)性有機(jī)物等，其中CH4的含量達(dá)到40%～60%。CH₄和CO₂是主要的溫室氣體，CH₄對O₃的破壞是CO₂的40倍，產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比CO₂高20倍以上，CH₄和CO₂產(chǎn)生的溫室效應(yīng)會使全球氣候變暖。甲烷易燃易爆，當(dāng)其與空氣混合比達(dá)到5%～15%時，極易引發(fā)爆炸和火災(zāi)事故。填埋氣的惡臭氣味會引起人的不適，其中含有多種致癌、致畸的有機(jī)揮發(fā)物。這些氣體如不采取適當(dāng)措施加以回收處理，而直接向場外排放，會對周圍環(huán)境和人員造成傷害。

　　3、土壤污染。城市生活垃圾中含有大量的玻璃、電池、塑料制品，它們直接進(jìn)入土壤，會對土壤環(huán)境和農(nóng)作物生長構(gòu)成嚴(yán)重威脅，其中廢電池污染最為嚴(yán)重。資料表明，1節(jié)一號電池可以使1平方米的土地失去使用價值，廢舊電池中含有的鎘、錳、汞等重金屬，進(jìn)入土壤和地下水源，最終對人體健康造成嚴(yán)重危害。目前我國每年電池消費量為140億只，幾乎全部進(jìn)入土壤之中。大量不可降解的塑料袋和塑料餐盒被埋入地下，百年之后也難以降解，使垃圾填埋場占用后的土地幾乎全部成為廢地。因此，許多城市在填埋場選址時遇到很大阻力，郊區(qū)農(nóng)民拒收垃圾，以及反對在當(dāng)?shù)亟ㄌ盥駡龅氖录乙姴货r。而在我國許多大城市及人口稠密的東南沿海城市，填埋場的建設(shè)也存在著無地可用的問題。

　　二、垃圾填埋二次污染的防治方法

　　1、填埋場場底防滲。為防止垃圾滲濾液污染地下水，必須在填埋場底采取有效的防滲措施。以前垃圾填埋場底部都鋪放一層防滲材料，主要有黏土、瀝青、塑料膜等合成橡膠等。近幾年國外開始采用人工合成防滲層，有的采用雙防滲層，效果明顯好于前者。垂直防滲可采用帷幕灌漿、不透水布等。各填埋場可根據(jù)具體工程和水文地質(zhì)情況，采取相應(yīng)的防滲措施。

　　2、滲濾液的收集處理。滲濾液由于成分復(fù)雜、污染大，在排放前必須進(jìn)行處理。但目前國內(nèi)外尚無完善的能夠適應(yīng)各種垃圾滲濾液的處理工藝。一般來說，滲濾液可采取“清污分流—滲濾液回灌—預(yù)處理—匯入城市污水處理廠合并處理”的方法進(jìn)行處理。

　?。?）清污分流。為防止垃圾滲濾液對地表水、地下水的污染，同時也減少滲濾液量，填埋場應(yīng)設(shè)置清污分流設(shè)施；在垃圾場外設(shè)置截洪溝和疏導(dǎo)渠，截留和疏導(dǎo)填埋區(qū)上游地表徑流和部分潛水。由于截洪溝深度有限，部分來自填埋場上游的地下潛水將進(jìn)入填埋場，可能會增大滲濾液量，對此可以在填埋場內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)置雨水引流溝和引流管，利用引流設(shè)施減少進(jìn)入填埋場的雨水和潛水量。對于地下水，要設(shè)置地下水導(dǎo)排系統(tǒng)，在場底基礎(chǔ)上鋪設(shè)導(dǎo)流層，導(dǎo)流層底部鋪設(shè)排水盲溝，盲溝中放置多孔導(dǎo)流管，將滲濾液收集后進(jìn)行處理。

　?。?）滲濾液回灌。滲濾液回灌就是將在填埋場底部收集的滲濾液從其覆蓋層表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場，利用填埋場垃圾層這個"生物濾床"凈化滲濾液?；毓嗫s短垃圾降解所需時間，增加垃圾壓實密度，進(jìn)而增加垃圾填埋量，同時增加滲濾液在填埋場中的停留時間，使得滲濾液污染物充分降解而濃度大為降低?；毓喾ㄖ饕m用于氣候干旱、滲濾液產(chǎn)生量較少的情況。

　　（3）預(yù)處理。滲濾液為高濃度廢水，必須經(jīng)過必要的現(xiàn)場預(yù)處理后，才能匯入城市污水處理場合并處理?，F(xiàn)場預(yù)處理通?？刹捎蒙幚砗臀锘幚?。生化處理可采用好氧處理、厭氧處理及兩者結(jié)合。物化法主要有：活性炭吸附、沉淀、氧化還原、離子交換和濕式氧化法等。垃圾滲濾液的處理一直是個辣手的問題，各地可根據(jù)實際情況，選用適合的方法處理。石家莊峽石溝垃圾衛(wèi)生填埋場2001年二期工程已經(jīng)竣工，垃圾場污水處理站管道已與城市污水系統(tǒng)接通，現(xiàn)準(zhǔn)備采用活性污泥轉(zhuǎn)盤曝氣處理工藝，將滲濾液經(jīng)現(xiàn)場預(yù)處理后，通過管道匯入城市污水系統(tǒng)進(jìn)行處理。

　　3、填埋氣的回收利用。垃圾填埋氣（也稱沼氣）是一種可回收利用的能源，其熱值與城市煤氣的熱值相近。但由于填埋氣回收設(shè)備復(fù)雜，投入大而效益低，我國目前運行的垃圾填埋場中，大多沒有氣體回收系統(tǒng)，大量有毒有害氣體被放入空中，不僅造成污染，也是一種資源浪費。一般來講，沼氣回收利用可通過“收集—凈化—利用”的方式進(jìn)行。

　　（1）填埋氣的收集。由于大部分沼氣在填埋場填埋過程中就已形成，所以沼氣采集應(yīng)在填埋過程中就開始實施。在荷蘭，對正在使用的垃圾場，主要采用立式或水平式收集技術(shù)。立式采氣系統(tǒng)是在垃圾場的填埋過程逐步建造成的，其方法是在填埋場內(nèi)均勻分布豎立大口徑鋼管，在每個鋼管外砌筑豎井，當(dāng)填埋厚度達(dá)到2～5米時，將鋼管向上抽一部分，并繼續(xù)砌筑，直到填埋場達(dá)到設(shè)計高度，然后將鋼管移走。通過將各豎井用排氣管水平連接，即可實現(xiàn)垃圾填埋與沼氣回收同步進(jìn)行。對于分層堆放的填埋場，可采用水平采氣系統(tǒng)，但要注意采氣管道的鋪設(shè)不要影響垃圾的填埋。對已建成封場的填埋場，可采用表面收集或豎井收集技術(shù)。

　?。?）填埋氣的凈化。溶劑吸收法是目前較為成熟的沼氣凈化方法，如采用雙塔式溶劑吸收法提純垃圾沼氣（工藝如圖），設(shè)備簡單、成本低、操作簡便，凈化效果好。

雙塔式提純垃圾沼氣工藝簡圖

　　采用MDEA作為CO₂的吸收劑，可分離垃圾沼氣中的CH₄，供作汽車燃料，或作高熱質(zhì)燃?xì)獠⑷胩烊粴夤芫W(wǎng)用于工業(yè)鍋爐、民用燃?xì)饣虬l(fā)電。凈化前后沼氣組成成分如下表。

凈化前后沼氣組成分表

組成（%）

CH₄

CO₂

O₂

N₂

凈化前

59.8

36.9

-

-

凈化后

94.3

3.5

0.5

1.7

　　 上述工藝的CO₂脫除率大于90%，甲烷回收率90%～95%，凈化氣中甲烷含量高于90%，據(jù)介紹，北京柯林曼環(huán)境工程技術(shù)有限公司已進(jìn)行了該類凈化技術(shù)的開發(fā)。其凈化技術(shù)為吸收法，操作費用低，投資少，凈化度高；所有設(shè)備均為國產(chǎn)，操作簡單，無二次污染，工藝符合中國國情。

　　 （3）填埋氣的利用。沼氣為一種經(jīng)濟(jì)上可行的能源，其應(yīng)用主要有以下三種形式；直接供給工業(yè)以及暖房或溫室，用于供暖或工業(yè)生產(chǎn)，這種方式沼氣的熱效率最高；沼氣經(jīng)脫水后用于燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電；經(jīng)加工處理升級，使沼氣達(dá)到天然氣質(zhì)量，用途更為廣泛。

　　 4、土壤污染的防治

　　 （1）搞好垃圾源頭控制。垃圾減量化、無害化是解決城市生活垃圾問題的關(guān)鍵。要大力推行清潔生產(chǎn)，控制過份包裝，嚴(yán)格限制一次性商品的生產(chǎn)。倡導(dǎo)綠色消費，呼吁老百姓重新拿起菜籃子、米袋子、飯盒子，少用或不用塑料包裝物。要推廣使用可降解餐盒及包裝材料，鼓勵包裝材料的合理重復(fù)利用，通過“少用一點、回收一點、降解一點、替代一點”的辦法，消除“白色污染”。

　　 （2）實行垃圾分類回收。城市垃圾中含有大量污染物，也含有大量可回收再利用的資源，實行垃圾分類回收，不僅可以解決垃圾污染問題，還可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。對廢紙、玻璃、廢塑料等廢品要實行分類回收，搞好再利用。據(jù)測算：每回收1噸廢紙，可以重新造紙800公斤，相當(dāng)于10棵大樹的造紙量。對廢舊電池及對環(huán)境影響較大的廢舊電器，要回收送到指定地點進(jìn)行處理，保證不對環(huán)境產(chǎn)生危害。對經(jīng)過分類回收的垃圾，再進(jìn)入填埋場進(jìn)行填埋處理。

　　 （3）搞好填埋區(qū)植被覆蓋。理想的植被覆蓋是衛(wèi)生填埋法成功推廣的重要因素，也是已關(guān)閉的垃圾填埋場重新開發(fā)利用的關(guān)鍵。在填埋過程中，應(yīng)邊填埋邊綠化，盡量減輕污染。對建成封場后的填埋場，要大力搞好植被覆蓋，為填埋區(qū)的重新開發(fā)利用創(chuàng)造良好條件。

　　 5、加強(qiáng)監(jiān)測消除隱患

　　 要在場區(qū)周圍設(shè)立觀測井，配置有害氣體檢測儀，定期對地下水質(zhì)和大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，消除污染隱患。