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生活垃圾填埋场生态与修复技术探究

北极星环境修复网  来源:建筑学研究前沿  作者:金意景  2019/11/11 11:37:09  我要投稿  

北极星环境修复网讯:摘要:城市生活垃圾卫生填埋处理虽然具有处理量大、操作工艺简单、运作费用低等优点,但是垃圾填埋不具有减量化的特点,填埋需占用较大的土地资源,且敞开填埋的作业方式,较难控制臭味外溢和蚊蝇滋生,对周边环境影响较大,填埋过程中产生的填埋气、渗滤液等会对周边生态环境造成一定负面影响。为了使垃圾填埋场的土地资源得以回用,同时改善城市环境质量,对已填埋饱和的填埋场及时进行封场,封场后的垃圾填埋场被重新规划开放,通过植被重建开发成为公园、运动场、植物园、苗圃等城市公共设施。本文就对垃圾填埋场生态与修复技术相关方面进行分析和探讨。

关键词:垃圾填埋场;封场;生态修复

1生态修复理论

我国于1979年开始对生态修复进行研究,为我国土地资源的修复与治理带来的新的思路和方法。如果生态系统受损程度较小,可以通过自身的恢复功能,很快的恢复到原先状态,但受损程度过大,自身恢复无法起作用时,这时可以通过人工干预方式进行生态恢复。因此,生态修复的基本原理就是利用生物特性和工程技术方法对受到破坏的生态系统进行改造,消除危害因素,修复受损结构,使系统能够融入到周围环境中,让整个系统向稳定、健康的良性循环发展,最终使生态系统到达平衡。

2垃圾填埋场的生态环境问题

目前,生活垃圾处置方式通常是填埋、焚烧、堆肥三种。由于垃圾填埋的方法操作简单、处理量大、运行费用较低等优势,成为大部分国家处理固体废物的主要方法。初始的填埋方式比较简陋,没有采取有效的环保措施,导致的垃圾堆体在十几年稳定化的过程中不断地向环境释放填埋气和渗滤液,严重的污染了当地的环境,对当地的居民的健康构成了严重的威胁。我国卫生填埋场的历史只有30年左右,在填埋饱和后对环境的影响会持续多长时间,是十几年还是几十年,还没有足够的实践经验。大量的非正规垃圾填埋场正严重的污染着周边环境,恢复受污染的环境是我们迫切解决的问题。

3对垃圾填埋场生态修复技术的思考

3.1地下水污染控制

3.1.1垂直防渗处理技术

垂直防渗处理技术是在垃圾填埋场的下游或周边形成垂直防渗帷幕墙,使场区为一相对独立的水文地质单元,垃圾渗滤液被拦截在库区一侧,不会通过填埋场的基底及侧壁向周围扩散,而污染地下水。该技术比较经济,且施工简便,最适合具有独立水文地质单元,且场地和谷口不透水层较浅的山谷性填埋场使用,其通常是在厂区地下水径流通道的出口处,设置垂直的防渗设施:如防渗墙,防渗板和灌浆帷幕等,来阻拦渗滤液向下游的渗漏,从而达到防治污染下游地下水的目的。

目前垃圾填埋场垂直防渗帷幕,主要分为刚性防渗和柔性防渗两大类。

刚性防渗在填埋场修复工程中应用广泛,一般分为灌浆帷幕和垂直防渗墙两大类,灌浆帷幕指利用压力将能固结的浆液,通过钻孔注入岩土孔隙或裂隙中,以减小岩土体的渗透性。垂直防渗墙指先在岩土体中,凿孔成槽,以泥浆护壁,并在槽孔中浇筑混凝土或塑性混凝土,形成的连续防渗墙体。

柔性防渗,先在岩土体中,凿孔成槽或成沟,或进行大开挖,形成工作面,在沟槽中施工保护层,铺设柔性防渗材料如HDPE膜等,回填后形成连续防渗体。

3.1.2渗滤液收集导排

为避免地下水污染,封场前需对垃圾填场垃圾堆体进行勘察取样,如果垃圾堆体由于污泥等原因,透水性差,垃圾渗滤液积存量大,需要适当增加渗滤液导排设施。在垃圾堆体两米以下设置渗滤液导排盲沟,盲沟内铺设HDPE穿孔管,将渗滤液收集到下游,通过设置倒排竖井,将渗滤液抽排到调节池统一处理。


3.2土壤修复

对已污染的土壤,通过改性法进行修复。土壤改性法主要对土壤环境中的黏土层注入表面活性剂和有机改性物质,进而达到土壤改性的目的,当土壤转变为有机土壤时,就可以对地下水中的有机污染物进行吸附,然后利用土著微生物降解吸附在土壤中的污染物,从而达到彻底消除污染物的目的。土壤改性法其成本较低,施工也十分便利,所以在垃圾填埋场地下水修复中有着较为广泛的应用,并且取得了一定的治理效果。

3.3封场覆盖

比较通用做法是采用HDPE膜对垃圾堆体进行全方位覆盖,膜下铺设碎石层导排填埋气及渗滤液,并设置土工织布保护HDPE膜,膜上设置排水网格,导排表面雨水,最后覆土。表面土的选择对植物生长和品质影响很大,直接影响到生态修复的效果。如何去选择表面覆盖材料主要取决于投入支出与生态恢复产出效益,同时针对不同的生态恢复设计方案和不同的垃圾填埋地点也有所不同。对以降低投入为优先因子的设计方案,推荐垃圾土、活性污泥、炉渣和粉煤灰,其中以垃圾土为首选材料;对以获得植物产出效益为主要目的设计方案,应首先选择砂土为覆盖材料,其次推荐壤土。

3.4填埋气收集

填埋气体中的甲烷,在空气中达到5%-15%的浓度时,具有爆炸可能,如果填埋层中甲烷,不引导而随意排入大气,就有可能聚集在建(构)筑物,或者是附近的封闭空间里,达到一定含量,遇明火就发生爆炸;另一方面,由于气体不能导出,将导致堆体内压力积聚,当达到压力临界值时,会引发堆体滑坡,就是常说的压力爆炸,为了避免这些气体在填埋垃圾内积累,消除由此而来的潜在火灾及爆炸危险,在垃圾层中设置气体导排系统是必要的。

填埋气收集一般采用竖向收集井加横向水平收集盲沟的方法,对填埋气进行收集,竖向收集井布置间距根据垃圾堆体的产气率设置,收集井最后与收集管网连接,主动收集后进入填埋气燃烧火炬燃烧。如果垃圾产气率高,建议上填埋气发电项目,资源化利用,既经济又环保。

3.5渗滤液处理

填埋场渗滤液,存在水量变化大,水质冲击负荷大,高COD、BOD,氨氮含量高的特点,渗滤液处理是生态修复中一重点和难点。渗沥液处理宜采用“ 预处理+生物处理+深度处理”的工艺组,也可采用“预处理+生化处理”或“生物处理+深度处理”的工艺组。目前主流做法是选用“预处理+ A/O +MBR超滤系统+NF系统+RO系统的处理工艺,其中预处理可采用水解酸化、混凝沉淀、砂滤等工艺,可根据渗滤液特点选择建设,通过后续MBR和反渗透系统处理后,出水率可达75%-85%,水质满足GB16889表二排放标准,每吨水处理费用60-70元。缺点是系统产生15%-25%的浓缩液,目前大都进行回灌到填埋场处理,也有地区开始采用蒸发等工艺处理,但处理工艺并不成熟和稳定。最近一两年,纳滤系统后通过增加减量膜处理系统,出水率可提高10%左右。

渗滤液处理的另一种工艺是天子岭模式,即GZBS处理工艺,该工艺前端是基于优化芽孢杆菌处理系统的生化处理,后端采用“Fendon+BAF”的深度处理。该处理工艺突破了主流工艺日渐突显的浓缩液无法妥善处理的技术瓶颈,但处理后的水质氯离子偏高。

3.6修复植物的选择

通常垃圾填埋场的生态环境比较恶劣,且不同地区不同类型垃圾填埋场的环境条件也有所差异,因此,选择合适的植物品种是决定垃圾填埋场植被重建成功与否的关键。受环境条件的限制,在进行垃圾填埋场植被重建时,一般选择抗逆性强、易于管护、景观效果好的本土植物品种作为修复植物。修复植物的选择对垃圾填埋场的植被恢复具有重要意义。

国内相关工程研究结果表明,乔灌木对垃圾沼气等的抗性因种类不同而有差异,草本植物因根系浅、多为须根,匍匐茎根,在分场覆土表面较容易生长,主要物种为牛筋草、画眉草、知风草等,因此生态修复阶段建议坡顶上以低矮绿化为主,地被、灌木加开花小乔木结合地形,营造层次丰富的感觉,边坡上根据不同坡比以植草喷播,地被加灌木为主,形成连贯的色带,坡角及周边与绿篱加大乔木种植形式,增加植物群落的多样性和稳定性,阻挡视线,同时又可以起到阻隔灰尘废气和噪音的作用。考虑到经济回收率,也可以建成种植苗圃。

结语

随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的不断加快,城市土地资源日益紧张,如何将垃圾填埋场占用的大量土地进行复垦开发利用,越来越引起政府主管部门和科研人员的关注。对城市垃圾填埋场进行封场、植被恢复和景观重建,不仅可以有效利用土地资源、改善周边生态环境,而且对于优化城市环境、促进城市和谐健康发展具有重要意义。

原标题:生活垃圾填埋场生态与修复技术探究

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