生活垃圾填埋场二次污染的应对措施研究

2019-10-17迟军永张忠原徐州市环境卫生管理处

节能与环保 2019年9期

文_迟军永张忠原徐州市环境卫生管理处

随着我国的经济快速发展，居民日常生活垃圾的产生量也在不断增长。2014年城市生活垃圾清运量为17860.2万吨，2015年为18546.6万吨，每年在以10%～20%的速度快速增长，预计2020年我国城市生活垃圾清运量将突破两亿吨。目前由于生活垃圾焚烧推进较慢且存在争议，因此在未来相当长的一段时间内填埋仍将作为生活垃圾处置的主要方式。垃圾量的不断增长和垃圾分类的不彻底导致垃圾填埋场在运行过程中产生污染物的种类和数量都很大。因此，垃圾填埋场应该在场区建设和运行过程中采取必要的监测和隔离措施以避免二次污染对周边环境的影响。

1 生活垃圾填埋产生的二次污染及危害

生活垃圾填埋场二次污染是指倾倒进填埋库区的生活垃圾在填埋库区内部经过微生物分解等作用，改变了原来的化学性质，产生了新污染物的过程。我国中东部发达地区城市生活垃圾中可降解有机物含量比较高，加上我国垃圾分类工作正处于起步阶段，很多有害垃圾比如废旧电池、荧光灯管、电路板等并未单独收集处置而是直接混入生活垃圾后进入了填埋场，因此我国垃圾填埋场接收的居民生活垃圾的成分比较复杂。垃圾在填埋库内经过酸化、厌氧、腐化、分解作用产生大量的甲烷聚集物、硫化氢、氨气、甲硫醇等有毒有害气体和酸脂类、酮酸类物质和垃圾渗滤液，同时会引发臭气、蚊蝇等一系列负面环境影响。

1.1 垃圾渗滤液

入场生活垃圾中的有机物在微生物厌氧作用下被分解产生的水份加上垃圾自身的含水、库区运行过程中混入的自然降水、地表径流、地下水等共同形成了垃圾渗滤液。渗滤液污染物浓度高，成分复杂，而且随着填埋年限的推移和垃圾成分的变化，各个阶段的垃圾渗滤液成分会不同。垃圾渗滤液中大多都含有难被微生物降解的酚类和苯胺类化合污染物，这些高浓度、高污染、难降解混合化合物质如果防范措施不当将对垃圾填埋场周围的土壤和地下水造成污染。

1.2 填埋气

易腐有机物垃圾在填入库区后经微生物厌氧反应，产生甲烷、乙烷等易燃易爆气体的同时，也还原产生氨气、硫化氢、甲硫醇等多种刺激性恶臭气体。甲烷类易燃易爆气体如不能及时收集、处置，将会造成很大的安全运营隐患。氨气、硫化氢、甲硫醇等刺激性恶臭气体如果不能及时处置也会对周边环境和居民造成很大的影响。

1.3 其它二次污染

受垃圾分类不彻底的影响，进入填埋场的生活垃圾包含了剩菜剩饭、废旧电池、荧光灯管、水银温度计、电路板、废机油、油漆桶、病死生物、医疗废弃物等，成分十分复杂。厨余类垃圾会滋生蚊蝇四害，传播传染疾病；电子类垃圾会释放出铅、汞、鎘等重金属，污染土壤和地下水环境并最终进入食物链。这些有害生物和有毒物质如果不能控制在填埋场内部，将对周边环境和居民造成极大影响。

2 生活垃圾填埋二次污染物控制措施

生活垃圾填埋场的垃圾处理方式需要改进，以减少对周围环境的破坏。一是依靠技术革新做好垃圾渗滤液及危害气体的处理和收集。二是对垃圾填埋场进行封场，减少污染气体和渗滤液向周围扩散。做到降低污染物产生量、资源回收利用和无害化处理。

2.1 垃圾填埋库区的防渗与垃圾渗滤液的处理策略

2.1.1 填埋库区的防渗与监测

填埋场的选址在考虑交通的同时也要考虑到地质构造稳定性和库区防渗性。平原型填埋场的特点是在选址地向下开挖至指定深度，自下而上铺设防渗层，目前通用的防渗层设计多分为9层（表1），主要包括地下水导流层、防渗层、保护层、渗滤液导流层，目的是为了在做到库区内渗滤液不外渗，同时防止丰水期地下水渗入库区造成渗滤液产量增加。

因此，要做好垃圾填埋场的防渗，选址前的地勘和地下水液位、流向评估是前提，库区防渗层铺设的完整性是基础。在库区投运后，做好库区防渗层保护、渗滤液的抽排和场区周边地下水质的监测尤为重要，一旦发现场区周边地下水质恶化，要及时分析恶化原因，确定渗滤液是否渗漏，启动相关应急预案，及时阻断对地下水和土壤的污染。

表1 库底防渗系统

2.1.2 垃圾渗滤液的处置

自GB16889-2008颁布实施以后，垃圾渗滤液只能原厂处理，目前通常是在原有生化处理工艺的基础上增加了深度处理组合工艺。其方向大概分为膜法工艺和非膜法工艺2类。膜法工艺以生化出水+纳滤/反渗透为主，该类工艺最终将会产生一定比例的高浓度浓缩液回灌场区，最终导致后续产生的渗滤液处理难度越来越高。非膜法则以生化+高级氧化的工艺为代表，该类工艺可以做到渗滤液的全量化处置，但是出水含盐量较高，且会产生大量的化学污泥回填场区，一旦管理不善，这些化学污泥有可能会重新混入垃圾渗滤液，增加后续渗滤液的污染物种类和浓度，最终导致渗滤液处理难度增加。因此如何做到垃圾渗滤液的全量化处置，避免浓缩液的回灌，减少化学污泥的二次污染将成为未来垃圾渗滤液处理的研究重点。

2.2 填埋气体的收集以及库区恶臭的控制

2.2.1 填埋气的收集、利用

垃圾填埋场库区底部多按20～50m的间隔建设竖向的填埋气收集井，并随着垃圾的填埋高度而不断续加高；有条件的填埋场还可以在运营的同时铺设横向收集井，可以加速填埋气导排、渗滤液收集和垃圾堆体腐化的速率。

主动抽导出库区的填埋气需要进行集中收集燃放或者净化利用，以降低安全隐患，避免温室气体的污染。对于填埋规模较大的填埋场建议实行填埋气的净化回收和发电，避免造成能源浪费。因为填埋气净化回收和发电设备的投入成本较高，所以对中小型填埋场，建议以火炬燃放的形式直接处置即可。

2.2.2 填埋库区的恶臭控制

垃圾堆体内部长期保持30℃以上的厌氧发酵状态，因此在春秋季节早晚气温较低的季节，外溢的填埋臭气容易在低空富集而影响周边居民。因此填埋场的选址尽量在居民区春秋季主导风的下风向，同时尽量利用沼气燃放设施的主动抽排特性，极可能少地减少填埋气的外溢效果会更好。

由于垃圾填埋场属于开放性空间，无法对臭气进行有效的收集和处置。填埋现场应用更多的是控制作业面，对完成作业的区域及时进行覆膜焊接，缩小暴露面。在作业暴露面和库区下风向喷洒微生物除臭药剂或物理化学除臭药剂。微生物除臭药剂涉及微生物驯化和环境适应的问题，因此这类药剂生效时间长、效果慢；物化药剂反应迅速，但是无法根除臭味，且时效性短，需要经常大量喷洒，综合成本较高，并会造成最终的二次污染，增加后续渗滤液、填埋气的处理难度的成本。虽然近几年有光催化氧化、电晕、等离子分解等先进的除臭方法研究，但是鲜见现场实用案例。

2.3 土壤污染的控制及修复措施

常见的土壤污染修复方法有微生物法、植物法、动物法。通常可以利用微生物吸收有害物质然后转化成无害物质，这种方法操作简单但是最终仍将有30%～40%的有害物质无法通过微生物处理。需要和植物修复结合，依靠植物的根系和微生物形成微小型生态圈。动物修复常常使用蚯蚓对土壤进行修复，这种修复方法需要建立在植物修复和微生物修复相对稳定的环境中。值得注意的是上述修复方法都有可能导致污染物进入生态食物链最终传送到人类身上，因此需要在修复过程中严格把控。