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生活垃圾填埋場生态與修複技術探究
浏覽:447 發布日期:2019-11-19 04:00:08

城(chéng)市生活垃圾衛生填埋處理(lǐ)雖然具有處理(lǐ)量大(dà)、操作(zuò)工(gōng)藝簡單、運作(zuò)費用(yòng)低(dī)等優點,但(dàn)是垃圾填埋不具有減量化的特點,填埋需占用(yòng)較大(dà)的土地資源,且敞開(kāi)填埋的作(zuò)業方式,較難控制臭味外(wài)溢和(hé)蚊蠅滋生,對(duì)周邊環境影響較大(dà),填埋過程中産生的填埋氣、滲濾液等會(huì)對(duì)周邊生态環境造成一定負面影響。爲了(le)使垃圾填埋場的土地資源得以回用(yòng),同時(shí)改善城(chéng)市環境質量,對(duì)已填埋飽和(hé)的填埋場及時(shí)進行封場,封場後的垃圾填埋場被重新規劃開(kāi)放(fàng),通過植被重建開(kāi)發成爲公園、運動場、植物園、苗圃等城(chéng)市公共設施。本文(wén)就對(duì)垃圾填埋場生态與修複技術相關方面進行分析和(hé)探讨。

1生态修複理(lǐ)論

我國于1979年開(kāi)始對(duì)生态修複進行研究,爲我國土地資源的修複與治理(lǐ)帶來(lái)的新的思路和(hé)方法。如果生态系統受損程度較小(xiǎo),可以通過自(zì)身的恢複功能(néng),很(hěn)快(kuài)的恢複到(dào)原先狀态,但(dàn)受損程度過大(dà),自(zì)身恢複無法起作(zuò)用(yòng)時(shí),這(zhè)時(shí)可以通過人工(gōng)幹預方式進行生态恢複。因此,生态修複的基本原理(lǐ)就是利用(yòng)生物特性和(hé)工(gōng)程技術方法對(duì)受到(dào)破壞的生态系統進行改造,消除危害因素,修複受損結構,使系統能(néng)夠融入到(dào)周圍環境中,讓整個系統向穩定、健康的良性循環發展,最終使生态系統到(dào)達平衡。

2垃圾填埋場的生态環境問題

目前,生活垃圾處置方式通常是填埋、焚燒、堆肥三種。由于垃圾填埋的方法操作(zuò)簡單、處理(lǐ)量大(dà)、運行費用(yòng)較低(dī)等優勢,成爲大(dà)部分國家處理(lǐ)固體廢物的主要方法。初始的填埋方式比較簡陋,沒有采取有效的環保措施,導緻的垃圾堆體在十幾年穩定化的過程中不斷地向環境釋放(fàng)填埋氣和(hé)滲濾液,嚴重的污染了(le)當地的環境,對(duì)當地的居民的健康構成了(le)嚴重的威脅。我國衛生填埋場的曆史隻有30年左右,在填埋飽和(hé)後對(duì)環境的影響會(huì)持續多長時(shí)間,是十幾年還是幾十年,還沒有足夠的實踐經驗。大(dà)量的非正規垃圾填埋場正嚴重的污染着周邊環境,恢複受污染的環境是我們迫切解決的問題。

3對(duì)垃圾填埋場生态修複技術的思考

3.1地下(xià)水(shuǐ)污染控制

3.1.1垂直防滲處理(lǐ)技術

垂直防滲處理(lǐ)技術是在垃圾填埋場的下(xià)遊或周邊形成垂直防滲帷幕牆,使場區(qū)爲一相對(duì)獨立的水(shuǐ)文(wén)地質單元,垃圾滲濾液被攔截在庫區(qū)一側,不會(huì)通過填埋場的基底及側壁向周圍擴散,而污染地下(xià)水(shuǐ)。該技術比較經濟,且施工(gōng)簡便,最适合具有獨立水(shuǐ)文(wén)地質單元,且場地和(hé)谷口不透水(shuǐ)層較淺的山谷性填埋場使用(yòng),其通常是在廠(chǎng)區(qū)地下(xià)水(shuǐ)徑流通道(dào)的出口處,設置垂直的防滲設施:如防滲牆,防滲闆和(hé)灌漿帷幕等,來(lái)阻攔滲濾液向下(xià)遊的滲漏,從(cóng)而達到(dào)防治污染下(xià)遊地下(xià)水(shuǐ)的目的。

目前垃圾填埋場垂直防滲帷幕,主要分爲剛性防滲和(hé)柔性防滲兩大(dà)類。

剛性防滲在填埋場修複工(gōng)程中應用(yòng)廣泛,一般分爲灌漿帷幕和(hé)垂直防滲牆兩大(dà)類,灌漿帷幕指利用(yòng)壓力将能(néng)固結的漿液,通過鑽孔注入岩土孔隙或裂隙中,以減小(xiǎo)岩土體的滲透性。垂直防滲牆指先在岩土體中,鑿孔成槽,以泥漿護壁,并在槽孔中澆築混凝土或塑性混凝土,形成的連續防滲牆體。

柔性防滲,先在岩土體中,鑿孔成槽或成溝,或進行大(dà)開(kāi)挖,形成工(gōng)作(zuò)面,在溝槽中施工(gōng)保護層,鋪設柔性防滲材料如HDPE膜等,回填後形成連續防滲體。

3.1.2滲濾液收集導排

爲避免地下(xià)水(shuǐ)污染,封場前需對(duì)垃圾填場垃圾堆體進行勘察取樣,如果垃圾堆體由于污泥等原因,透水(shuǐ)性差,垃圾滲濾液積存量大(dà),需要适當增加滲濾液導排設施。在垃圾堆體兩米以下(xià)設置滲濾液導排盲溝,盲溝内鋪設HDPE穿孔管,将滲濾液收集到(dào)下(xià)遊,通過設置倒排豎井,将滲濾液抽排到(dào)調節池統一處理(lǐ)。

 

3.2土壤修複

對(duì)已污染的土壤,通過改性法進行修複。土壤改性法主要對(duì)土壤環境中的黏土層注入表面活性劑和(hé)有機改性物質,進而達到(dào)土壤改性的目的,當土壤轉變爲有機土壤時(shí),就可以對(duì)地下(xià)水(shuǐ)中的有機污染物進行吸附,然後利用(yòng)土著微生物降解吸附在土壤中的污染物,從(cóng)而達到(dào)徹底消除污染物的目的。土壤改性法其成本較低(dī),施工(gōng)也(yě)十分便利,所以在垃圾填埋場地下(xià)水(shuǐ)修複中有着較爲廣泛的應用(yòng),并且取得了(le)一定的治理(lǐ)效果。

3.3封場覆蓋

比較通用(yòng)做法是采用(yòng)HDPE膜對(duì)垃圾堆體進行全方位覆蓋,膜下(xià)鋪設碎石層導排填埋氣及滲濾液,并設置土工(gōng)織布保護HDPE膜,膜上(shàng)設置排水(shuǐ)網格,導排表面雨水(shuǐ),最後覆土。表面土的選擇對(duì)植物生長和(hé)品質影響很(hěn)大(dà),直接影響到(dào)生态修複的效果。如何去選擇表面覆蓋材料主要取決于投入支出與生态恢複産出效益,同時(shí)針對(duì)不同的生态恢複設計(jì)方案和(hé)不同的垃圾填埋地點也(yě)有所不同。對(duì)以降低(dī)投入爲優先因子的設計(jì)方案,推薦垃圾土、活性污泥、爐渣和(hé)粉煤灰,其中以垃圾土爲首選材料;對(duì)以獲得植物産出效益爲主要目的設計(jì)方案,應首先選擇砂土爲覆蓋材料,其次推薦壤土。

3.4填埋氣收集

填埋氣體中的甲烷,在空(kōng)氣中達到(dào)5%-15%的濃度時(shí),具有爆炸可能(néng),如果填埋層中甲烷,不引導而随意排入大(dà)氣,就有可能(néng)聚集在建(構)築物,或者是附近的封閉空(kōng)間裏,達到(dào)一定含量,遇明(míng)火就發生爆炸;另一方面,由于氣體不能(néng)導出,将導緻堆體内壓力積聚,當達到(dào)壓力臨界值時(shí),會(huì)引發堆體滑坡,就是常說的壓力爆炸,爲了(le)避免這(zhè)些(xiē)氣體在填埋垃圾内積累,消除由此而來(lái)的潛在火災及爆炸危險,在垃圾層中設置氣體導排系統是必要的。

填埋氣收集一般采用(yòng)豎向收集井加橫向水(shuǐ)平收集盲溝的方法,對(duì)填埋氣進行收集,豎向收集井布置間距根據垃圾堆體的産氣率設置,收集井最後與收集管網連接,主動收集後進入填埋氣燃燒火炬燃燒。如果垃圾産氣率高(gāo),建議(yì)上(shàng)填埋氣發電項目,資源化利用(yòng),既經濟又環保。

3.5滲濾液處理(lǐ)

填埋場滲濾液,存在水(shuǐ)量變化大(dà),水(shuǐ)質沖擊負荷大(dà),高(gāo)COD、BOD,氨氮含量高(gāo)的特點,滲濾液處理(lǐ)是生态修複中一重點和(hé)難點。滲瀝液處理(lǐ)宜采用(yòng)“ 預處理(lǐ)+生物處理(lǐ)+深度處理(lǐ)”的工(gōng)藝組,也(yě)可采用(yòng)“預處理(lǐ)+生化處理(lǐ)”或“生物處理(lǐ)+深度處理(lǐ)”的工(gōng)藝組。目前主流做法是選用(yòng)“預處理(lǐ)+ A/O +MBR超濾系統+NF系統+RO系統的處理(lǐ)工(gōng)藝,其中預處理(lǐ)可采用(yòng)水(shuǐ)解酸化、混凝沉澱、砂濾等工(gōng)藝,可根據滲濾液特點選擇建設,通過後續MBR和(hé)反滲透系統處理(lǐ)後,出水(shuǐ)率可達75%-85%,水(shuǐ)質滿足GB16889表二排放(fàng)标準,每噸水(shuǐ)處理(lǐ)費用(yòng)60-70元。缺點是系統産生15%-25%的濃縮液,目前大(dà)都進行回灌到(dào)填埋場處理(lǐ),也(yě)有地區(qū)開(kāi)始采用(yòng)蒸發等工(gōng)藝處理(lǐ),但(dàn)處理(lǐ)工(gōng)藝并不成熟和(hé)穩定。最近一兩年,納濾系統後通過增加減量膜處理(lǐ)系統,出水(shuǐ)率可提高(gāo)10%左右。

滲濾液處理(lǐ)的另一種工(gōng)藝是天子嶺模式,即GZBS處理(lǐ)工(gōng)藝,該工(gōng)藝前端是基于優化芽孢杆菌處理(lǐ)系統的生化處理(lǐ),後端采用(yòng)“Fendon+BAF”的深度處理(lǐ)。該處理(lǐ)工(gōng)藝突破了(le)主流工(gōng)藝日漸突顯的濃縮液無法妥善處理(lǐ)的技術瓶頸,但(dàn)處理(lǐ)後的水(shuǐ)質氯離子偏高(gāo)。

3.6修複植物的選擇

通常垃圾填埋場的生态環境比較惡劣,且不同地區(qū)不同類型垃圾填埋場的環境條件也(yě)有所差異,因此,選擇合适的植物品種是決定垃圾填埋場植被重建成功與否的關鍵。受環境條件的限制,在進行垃圾填埋場植被重建時(shí),一般選擇抗逆性強、易于管護、景觀效果好(hǎo)的本土植物品種作(zuò)爲修複植物。修複植物的選擇對(duì)垃圾填埋場的植被恢複具有重要意義。

國内相關工(gōng)程研究結果表明(míng),喬灌木(mù)對(duì)垃圾沼氣等的抗性因種類不同而有差異,草本植物因根系淺、多爲須根,匍匐莖根,在分場覆土表面較容易生長,主要物種爲牛筋草、畫(huà)眉草、知(zhī)風(fēng)草等,因此生态修複階段建議(yì)坡頂上(shàng)以低(dī)矮綠化爲主,地被、灌木(mù)加開(kāi)花(huā)小(xiǎo)喬木(mù)結合地形,營造層次豐富的感覺,邊坡上(shàng)根據不同坡比以植草噴播,地被加灌木(mù)爲主,形成連貫的色帶,坡角及周邊與綠籬加大(dà)喬木(mù)種植形式,增加植物群落的多樣性和(hé)穩定性,阻擋視(shì)線,同時(shí)又可以起到(dào)阻隔灰塵廢氣和(hé)噪音(yīn)的作(zuò)用(yòng)。考慮到(dào)經濟回收率,也(yě)可以建成種植苗圃。

結語

随着我國社會(huì)經濟的快(kuài)速發展和(hé)城(chéng)市化進程的不斷加快(kuài),城(chéng)市土地資源日益緊張,如何将垃圾填埋場占用(yòng)的大(dà)量土地進行複墾開(kāi)發利用(yòng),越來(lái)越引起政府主管部門(mén)和(hé)科研人員的關注。對(duì)城(chéng)市垃圾填埋場進行封場、植被恢複和(hé)景觀重建,不僅可以有效利用(yòng)土地資源、改善周邊生态環境,而且對(duì)于優化城(chéng)市環境、促進城(chéng)市和(hé)諧健康發展具有重要意義。