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【摘 要】本文从设计一个符合要求的生活垃圾卫生填埋场的角度提出了场址选择需搞清楚填埋年限与填埋库容的关系和运输距离关系,分区分单元填埋与土石方的平衡关系,渗滤液的收集、调节、处理、排放等关系几个主要方面进行了阐述。
【关键词】填埋场;场址选择;分区填埋;渗滤液
生活垃圾卫生填埋场是我国现阶段垃圾处理的主要方式,从事生活垃圾卫生填埋场设计许多年,有一些设计生活垃圾卫生填埋场理念和大家做一些探讨。
本文从场址选择、分区分单元填埋和渗滤液的收集、调节、处理、排放等几个主要方面对生活垃圾卫生填埋场的设计进行了阐述。
1.场址的选择
场址的选择必须遵循“符合城市规划、避开环境敏感目标、交通运输便利、运距合理和有足够大的填埋库容等”的选址原则。选取一个合适的场址可以说生活垃圾卫生填埋场设计成功了一半,但在实际垃圾填埋场场址的选择中,还是具有一定难度的,主要有以下几个因素:
1.1填埋年限与填埋库容的关系
填埋场不宜库容太小,时间太短,否则一次性投资不合理:
考虑到生活垃圾卫生填埋场地资源相对缺乏,场址选择的难度不但目前很大,而且将越来越大,为能一劳永逸或在今后相当长的一段时期内不再为生活垃圾的处理问题所困扰,应充分利用天然地形以增大填埋库容,并选择具有充足的可使用面积的地方,以利于满足填埋场二期工程或其他后续工程兴建使用,使一次性投资做到经济合理。同时垃圾处理技术日新月异,填埋场也不宜库容太大,填埋时间太长。
目前被广泛应用的处理方法主要有卫生填埋、焚烧、高温堆肥和综合利用(再生循环利用)。这也是国际上公认的、可实现生活垃圾无害化、减量化和资源化的处理方法。卫生填埋、焚烧、堆肥、回收利用等垃圾处理技术及设备都有相应的适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、综合治理和利用的原则下,可以合理选择其中之一或适当组合。在具备卫生填埋场地资源和自然条件适宜的城市,以卫生填埋作为垃圾处理的基本方案;在具备经济条件、垃圾热值条件和缺乏卫生填埋场地资源的城市,可发展焚烧处理技术;积极发展适宜的生物处理技术,鼓励采用综合处理方式。为便于其它处理工艺的开展,填埋本身的技术也在不断完善,因此填埋场库容不宜太大。
总之填埋场的建设应结合城市规划,与规划同步,填埋服务年限在20年左右较合适。
1.2运输距离要适宜
运输距离太近与城市发展相矛盾,且影响周边环境。
近年我国经济得到了高速发展,城镇化进程的迅猛发展使人口急增和城市边缘不断扩大,而填埋场场址大多处于城乡结合部或近郊,为了避免或减少填埋场处置过程对周边环境和健康造成危害,生活垃圾填埋场应近可能与城市居民区保持一定距离,距离太近会与城市发展相矛盾。
而运输距离太远又会使垃圾运输费用增加,且要设置中转站。
填埋场距离太远,运输一车垃圾跑的里程数就多,相应垃圾运输成本就增加,对于较长的运输距离来说,往往大容量的运输车辆要比小容量的运输车辆经济有效,因此还要在合适的地方设置中转站,会造成一次性投资费用增加。
因此填埋场既要保持一定環境距离,又要减低运输费用,合适距离在15公里左右较合适。
通过上面分析,经多场址比选,从技术、经济、社会及环境等方面出发就可以找到合理可行的好场址。
2.分区分单元填埋与土石方的平衡
根据多年设计经验,填埋场应有条件进行统一设计、分区建设,分区实施。
分区建设一方面可提高建设资金的利用率,避免一次性过大财政投入,同时分区建设,分区投入使用,有利于减少渗滤液的产生量,从而减少渗滤液处理厂的运营成本。
另一方面分区建设还可以合理调配库区内土料,使取土和弃土做到平衡。填埋区土方开挖、修筑采用水平防渗,必须将库区表土清除,在东西纵向沟底要保持不小于2%的纵坡,确保渗滤液通畅流向垃圾坝方向,开挖出来的土方,可用来修筑垃圾坝,大部分用来作垃圾填埋覆盖用土能及渗滤液处理站、管理中心的回填用土,平衡后多余弃土再外运。
3.渗滤液的收集、调节、处理、排放
3.1渗滤液的收集
做到清污分流,减少渗滤液量,相应减少运行费。
一是最大限度控制垃圾填埋作业面,作业后及时覆土20~30cm,斜面日覆盖采用防雨布临时覆盖,有效减少进入垃圾层的雨水量;可将原来单纯单元土覆盖优化为土覆盖加膜覆盖方式,提高雨污分流效果,从源头减少污水量。
二是利用膜锚固平台边沟作为排水沟。
三是在填埋堆体坡面设截水沟。
3.2渗滤液的调节
我们知道决定填埋场渗滤液量的主要因素是大气降水量,一年内同一地区的降水量雨季多,旱季少,而渗滤液处理站的日处理量是一定值,因此须设置渗滤液调节池,其功能是蓄水和调节渗滤液处理站进水的水质和水量。
调节池的调蓄能力在满足渗滤液来水量、调节池、渗滤液处理水量的三者之间的动态平衡的同时,调节池的调蓄能力要足够大,调节池足够大的好处一方面可以确保渗滤液不外溢,另一方面使渗滤液处理量刚好合适,减少运行成本。
3.3渗滤液的处理
渗滤液的水质特点是水质含有高氨氮和水溶性腐殖质,使其较其它废水更难处理。
垃圾渗滤液中有机物主要由大分子物质和小分子物质组成。大分子物质主要含大分子水溶性腐殖质(难以被微生物所降解);小分子物质主要含挥发性有机酸(能被微生物所降解)和小分子水溶性腐殖质(难以被微生物所降解)。
目前渗滤液处理主要工艺是采用膜生化反应器(MBR)+纳滤膜/反渗透膜。
采用膜生物反应器(MBR)可去除小分子挥发性有机酸和大分子水溶性腐殖质,采用纳滤膜和反渗透膜可以去除小分子水溶性腐殖质。
膜生物反应器(MBR)技术处理效果好,是将膜分离技术与传统的废水生物反应器相互有机地组合形成的一种新型、高效的污水处理系统。膜生物反应器(MBR)技术通过超滤膜或微滤膜组件几乎以一种强制的机械拦截作用将来自生物反应器的混合液中的固液进行分离,其分离效果优于传统活性污泥中二沉池的自由重力沉降的作用,由此强化了生化反应,提高了污水的处理效果和出水水质。
膜生物反应器(MBR)最突出的优点
一是可以控制生物反应器中的泥龄和水力停留时间。这样就使废水中那些大分子难降解的成分在有限体积的生物反应器中有足够的停留时间,而达到较高的去除效果。泥龄长也为世代周期长的硝化细菌的繁殖提供了条件。因此MBR工艺对氨氮去除率高,可达90%以上。
二是温度,传统生化在冬天水温低情况下去除效率低,而MBR刚好解决了这个问题。
3.4渗滤液的排放(事故应急)
正常情况下渗滤液达标可直接外排,非正常情况下要设一外排管线进入城市污水管网。
外排管线的设计:
垃圾场外排管线采用管径稍大(管道因渗滤液的特性易结垢,运行一段时间后管径会变小)的HDPE管(压力0.6MPa~1.0MPa)将填埋场的处理出水延伸至下游城市污水管网。
管线采用静压流,埋深0.7~1m左右。为保证管线的通畅,在管线的高点设通气检查井,建议通气检查井按照标准图集05S502-54进行设计,低点设排泥阀门井, 排泥阀门井按照标准图集05S502-60进行设计, 防止气堵和污泥堵塞。
4.结束语
设计时把场址选择、填埋年限与填埋库容的关系和运输距离问题,分区分单元填埋和渗滤液的收集、调节、处理、排放等几个主要方面搞清楚后,就可以设计出一个符合要求的生活垃圾卫生填埋场。
参考文献:
[1]中华人民共和国环境保护部.生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008).北京:中国环境科学出版社,2008.
[2]陈少华 刘俊新 垃圾渗滤液中有机物分子量的分布及在MBR系统中的分化.环境化学,2005,(2):153-157.
[3]赵由才 龙燕 张华 生活垃圾卫生填埋技术,化学工业出版社,2004.
【关键词】填埋场;场址选择;分区填埋;渗滤液
生活垃圾卫生填埋场是我国现阶段垃圾处理的主要方式,从事生活垃圾卫生填埋场设计许多年,有一些设计生活垃圾卫生填埋场理念和大家做一些探讨。
本文从场址选择、分区分单元填埋和渗滤液的收集、调节、处理、排放等几个主要方面对生活垃圾卫生填埋场的设计进行了阐述。
1.场址的选择
场址的选择必须遵循“符合城市规划、避开环境敏感目标、交通运输便利、运距合理和有足够大的填埋库容等”的选址原则。选取一个合适的场址可以说生活垃圾卫生填埋场设计成功了一半,但在实际垃圾填埋场场址的选择中,还是具有一定难度的,主要有以下几个因素:
1.1填埋年限与填埋库容的关系
填埋场不宜库容太小,时间太短,否则一次性投资不合理:
考虑到生活垃圾卫生填埋场地资源相对缺乏,场址选择的难度不但目前很大,而且将越来越大,为能一劳永逸或在今后相当长的一段时期内不再为生活垃圾的处理问题所困扰,应充分利用天然地形以增大填埋库容,并选择具有充足的可使用面积的地方,以利于满足填埋场二期工程或其他后续工程兴建使用,使一次性投资做到经济合理。同时垃圾处理技术日新月异,填埋场也不宜库容太大,填埋时间太长。
目前被广泛应用的处理方法主要有卫生填埋、焚烧、高温堆肥和综合利用(再生循环利用)。这也是国际上公认的、可实现生活垃圾无害化、减量化和资源化的处理方法。卫生填埋、焚烧、堆肥、回收利用等垃圾处理技术及设备都有相应的适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、综合治理和利用的原则下,可以合理选择其中之一或适当组合。在具备卫生填埋场地资源和自然条件适宜的城市,以卫生填埋作为垃圾处理的基本方案;在具备经济条件、垃圾热值条件和缺乏卫生填埋场地资源的城市,可发展焚烧处理技术;积极发展适宜的生物处理技术,鼓励采用综合处理方式。为便于其它处理工艺的开展,填埋本身的技术也在不断完善,因此填埋场库容不宜太大。
总之填埋场的建设应结合城市规划,与规划同步,填埋服务年限在20年左右较合适。
1.2运输距离要适宜
运输距离太近与城市发展相矛盾,且影响周边环境。
近年我国经济得到了高速发展,城镇化进程的迅猛发展使人口急增和城市边缘不断扩大,而填埋场场址大多处于城乡结合部或近郊,为了避免或减少填埋场处置过程对周边环境和健康造成危害,生活垃圾填埋场应近可能与城市居民区保持一定距离,距离太近会与城市发展相矛盾。
而运输距离太远又会使垃圾运输费用增加,且要设置中转站。
填埋场距离太远,运输一车垃圾跑的里程数就多,相应垃圾运输成本就增加,对于较长的运输距离来说,往往大容量的运输车辆要比小容量的运输车辆经济有效,因此还要在合适的地方设置中转站,会造成一次性投资费用增加。
因此填埋场既要保持一定環境距离,又要减低运输费用,合适距离在15公里左右较合适。
通过上面分析,经多场址比选,从技术、经济、社会及环境等方面出发就可以找到合理可行的好场址。
2.分区分单元填埋与土石方的平衡
根据多年设计经验,填埋场应有条件进行统一设计、分区建设,分区实施。
分区建设一方面可提高建设资金的利用率,避免一次性过大财政投入,同时分区建设,分区投入使用,有利于减少渗滤液的产生量,从而减少渗滤液处理厂的运营成本。
另一方面分区建设还可以合理调配库区内土料,使取土和弃土做到平衡。填埋区土方开挖、修筑采用水平防渗,必须将库区表土清除,在东西纵向沟底要保持不小于2%的纵坡,确保渗滤液通畅流向垃圾坝方向,开挖出来的土方,可用来修筑垃圾坝,大部分用来作垃圾填埋覆盖用土能及渗滤液处理站、管理中心的回填用土,平衡后多余弃土再外运。
3.渗滤液的收集、调节、处理、排放
3.1渗滤液的收集
做到清污分流,减少渗滤液量,相应减少运行费。
一是最大限度控制垃圾填埋作业面,作业后及时覆土20~30cm,斜面日覆盖采用防雨布临时覆盖,有效减少进入垃圾层的雨水量;可将原来单纯单元土覆盖优化为土覆盖加膜覆盖方式,提高雨污分流效果,从源头减少污水量。
二是利用膜锚固平台边沟作为排水沟。
三是在填埋堆体坡面设截水沟。
3.2渗滤液的调节
我们知道决定填埋场渗滤液量的主要因素是大气降水量,一年内同一地区的降水量雨季多,旱季少,而渗滤液处理站的日处理量是一定值,因此须设置渗滤液调节池,其功能是蓄水和调节渗滤液处理站进水的水质和水量。
调节池的调蓄能力在满足渗滤液来水量、调节池、渗滤液处理水量的三者之间的动态平衡的同时,调节池的调蓄能力要足够大,调节池足够大的好处一方面可以确保渗滤液不外溢,另一方面使渗滤液处理量刚好合适,减少运行成本。
3.3渗滤液的处理
渗滤液的水质特点是水质含有高氨氮和水溶性腐殖质,使其较其它废水更难处理。
垃圾渗滤液中有机物主要由大分子物质和小分子物质组成。大分子物质主要含大分子水溶性腐殖质(难以被微生物所降解);小分子物质主要含挥发性有机酸(能被微生物所降解)和小分子水溶性腐殖质(难以被微生物所降解)。
目前渗滤液处理主要工艺是采用膜生化反应器(MBR)+纳滤膜/反渗透膜。
采用膜生物反应器(MBR)可去除小分子挥发性有机酸和大分子水溶性腐殖质,采用纳滤膜和反渗透膜可以去除小分子水溶性腐殖质。
膜生物反应器(MBR)技术处理效果好,是将膜分离技术与传统的废水生物反应器相互有机地组合形成的一种新型、高效的污水处理系统。膜生物反应器(MBR)技术通过超滤膜或微滤膜组件几乎以一种强制的机械拦截作用将来自生物反应器的混合液中的固液进行分离,其分离效果优于传统活性污泥中二沉池的自由重力沉降的作用,由此强化了生化反应,提高了污水的处理效果和出水水质。
膜生物反应器(MBR)最突出的优点
一是可以控制生物反应器中的泥龄和水力停留时间。这样就使废水中那些大分子难降解的成分在有限体积的生物反应器中有足够的停留时间,而达到较高的去除效果。泥龄长也为世代周期长的硝化细菌的繁殖提供了条件。因此MBR工艺对氨氮去除率高,可达90%以上。
二是温度,传统生化在冬天水温低情况下去除效率低,而MBR刚好解决了这个问题。
3.4渗滤液的排放(事故应急)
正常情况下渗滤液达标可直接外排,非正常情况下要设一外排管线进入城市污水管网。
外排管线的设计:
垃圾场外排管线采用管径稍大(管道因渗滤液的特性易结垢,运行一段时间后管径会变小)的HDPE管(压力0.6MPa~1.0MPa)将填埋场的处理出水延伸至下游城市污水管网。
管线采用静压流,埋深0.7~1m左右。为保证管线的通畅,在管线的高点设通气检查井,建议通气检查井按照标准图集05S502-54进行设计,低点设排泥阀门井, 排泥阀门井按照标准图集05S502-60进行设计, 防止气堵和污泥堵塞。
4.结束语
设计时把场址选择、填埋年限与填埋库容的关系和运输距离问题,分区分单元填埋和渗滤液的收集、调节、处理、排放等几个主要方面搞清楚后,就可以设计出一个符合要求的生活垃圾卫生填埋场。
参考文献:
[1]中华人民共和国环境保护部.生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008).北京:中国环境科学出版社,2008.
[2]陈少华 刘俊新 垃圾渗滤液中有机物分子量的分布及在MBR系统中的分化.环境化学,2005,(2):153-157.
[3]赵由才 龙燕 张华 生活垃圾卫生填埋技术,化学工业出版社,2004.