探討城市生活垃圾衛生填埋場惡臭的防治措施

摘要:摘要:隨著我國垃圾除了少部分焚燒、堆肥或回收利用外,其余70%以上被運送到填埋場進行處置。填埋垃圾產生的大量惡臭,本文通過對垃圾填埋場惡臭氣體產生及其影響強度進行的分析,為垃圾場廢氣的治理及環境管理提供科學依據。
1、填埋場的主要臭源
垃圾衛生填埋場產生惡臭的源頭無非有如下幾個區域:已覆蓋的填埋區域;填埋作業面;滲瀝液收集、存放區域(露天或封閉式);垃圾車進出場的道路;洗車區域等。根據臭氣的來源和特點,應采取不同的預防和治理措施。
垃圾從城市中的各轉運站被運送到填埋場,在運送過程中,往往滴落一些垃圾及滲瀝液,滴落的量在填埋場進場的道路更甚。滴落的垃圾和滲瀝液由于車輛的壓輾及其太陽的暴曬更散發出大量的惡臭。
對于有洗車設施的填埋場,由于洗車沖落得滲瀝液及垃圾長時間存放,有機物的腐敗也散發出惡臭氣體。
填埋坑內的填埋氣體(包括填埋作業面垃圾腐敗產生的臭味)及其滲瀝液散發的惡臭氣體,是填埋場惡臭的主要來源。對其惡臭的治理是消除填埋場臭味的根本。
2、填埋廢氣的產生及特征
填埋氣體主要包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、硫化氫、氮、氫、氧及微量組分。垃圾在整個分解過程中,產生的廢氣量與廢物成份、溫度、濕度、pH值、有毒物形成等因素有關,因此,空氣溫度、壓力、填埋方式、覆蓋層、降雨量、地形、水文等因素也直接影響廢氣的產生量。對于一般城市生活垃圾衛生填埋場,填埋氣體有一定的組成比例,其經典的組分和含量如下表。

表2-1城市生活垃圾衛生填埋場填埋氣體的經典組成及含量
組分甲烷二氧化碳氨一氧化碳硫化氫氮氫氧微量組分含量(%,V/V)50~6040~502~50~0.20.020~0.0280.1~1.00~0.20.1~1.00.01~0.6注:以干體積為基準
其中的微量組分雖然含量少,但成分比較復雜,毒性也比較大,同時也惡臭的主要來源。其組成可分成5類:①含硫化合物,如SO2、硫醇、硫醚等;②含氮化合物,如胺類、酰胺、吲哚等;③鹵素及衍生物,如氯氣、鹵代烴等;④烴類及芳香烴;⑤含氧有機物,如醇、酚、醛、酮、有機酸等。
(1)填埋氣體的產生過程
① 好氧分解階段:隨著垃圾填埋,垃圾孔隙中存在著大量空氣也同樣被埋入其中,因此開始階段垃圾進行好氧分解,此階段時間的長短取決于分解速度,可以由幾天到幾個月。好氧分解將填埋層中氧耗盡以后進入第二階段。
② 厭氧分解不產甲烷階段:此階段微生物利用硝酸根和硫酸根作為氧源,產生硫化物、氮氣和二氧化碳,硫酸鹽還原菌和反硝化細菌的繁殖速度大于產甲烷細菌。當還原狀態達到一定程度以后,才能產甲烷,還原狀態的建立與環境因素有關,潮濕而溫暖的填埋坑能迅速完成這一階段而進入下一階段。
③ 厭氧分解產甲烷階段:此階段甲烷氣的產量逐漸增加,當坑內溫度達到55℃左右時,便進入穩定產氣階段。
④ 穩定產氣階段:此階段穩定地產生二氧化碳和甲烷,但產量逐漸減少。
關于生活垃圾填埋場產生廢氣的持續時間,目前還無確切數據,有待研究。在通常條件下,填埋氣體產生速率在垃圾填埋后2年內達到高峰,而后開始緩慢下降,產氣周期一般估計在20~40年之間。以此可見,填埋場廢氣的治理是一項長期的工程。
(2)填埋氣體的產生量
生活填埋場產氣量的確定方法有理論計算法、經驗估算法、化學計算法、實測法等。
本文用經驗粗估法暫估垃圾與其廢氣產生量的容積比為6m3/t(此參數只對后面的防護措施提供參考),即每噸垃圾大概能產生6m³的填埋氣體。于此,知道了垃圾的填埋量,即可知道填埋氣體的產生量。
3、填埋場惡臭的控制要求
垃圾填埋場控制標準執行《生活垃圾填埋污染控制標準(GB16889—1997)》,其中惡臭氣體的控制主要參考《惡臭污染物排放標準(GB14554—93)》。
填埋氣體中的CH4和CO2占總量的90%以上,但CH4和CO2都是無色、無味的氣體。而控制的惡臭氣體,主要就是那些硫的化合物和氮的化合物及其他揮發性有機氣體(VOC)為主的微量氣體組合。這些氣體含量小,但臭氣強度大。往往填埋場的氣體達到排放標準,臭味卻仍然存在,從而給治理帶來很多的麻煩。《生活垃圾填埋污染控制標準(GB16889—1997)》中控制的大氣污染物的項目主要是氨、硫化氫、甲硫醇、臭氣濃度。下表是一些惡臭氣體的嗅覺閾值與排放限值。
表3-1部分惡臭氣體的嗅覺閾值與排放限值
名稱分子式嗅覺閾值(mL/m³)廠界標準一級~三級(mg/m³)臭味特性硫化氫H2S0.00050.03~0.60臭蛋味甲硫醇CH3SH0.00010.004~0.035爛洋蔥味乙硫醚(C2H5)2S0.0050.03~1.1蒜臭味二硫化碳CS20.212.0~10臭蛋味氨NH30.11.0~5.0刺激味三甲胺(CH3)3N0.00010.05~0.8爛魚味由此可知,通過一定的措施使得填埋場的填埋氣體達標排放的同時,也要采取措施使填埋場的惡臭盡量降低到嗅覺閾值以下。
4、惡臭的防治措施
(1)垃圾覆蓋
垃圾填埋場通過每日覆蓋、適時覆蓋、最終覆蓋等措施一定程度控制了污染物的擴散。覆蓋層的厚度及采用的覆蓋方式都按照填埋場的操作規范實施。覆蓋層可以減少道路外觀的污染,美化景觀,并可減少沙塵和碎片(如紙、塑料等)的飛揚以及疾病通過媒介(蒼蠅、鳥類、昆蟲和老鼠)的傳播,同時也一定程度地防止了惡臭的擴散。
(2)填埋氣體的收集、導排、處理
填埋氣體治理的重要環節就是對填埋氣體的收集、導排、處理。對于不同規模的填埋場可采用被動導排和主動導排等形式對填埋氣體進行疏導。填埋氣體導排的作用是減少填埋氣體向大氣擴散,同時也可有效回收甲烷并加以利用。被動導排是依靠填埋氣體自身的壓力沿導排井和盲溝排向填埋場外,一般適用于小型填埋場和深度比較小的填埋場。主動導排是在填埋場內鋪設水平的盲管或垂直的導氣井,用管道把導氣井和盲管連接到抽氣設備,利用抽氣設備主動把填埋氣體抽出。抽出的填埋氣體可進行直接焚燒、回收、焚燒發電、加熱鍋爐等。甲烷在空氣中的爆炸極限為4.9%~16%,所以在對填埋氣體處理時要充分考慮安全問題。
(3)滲瀝液存放區域或調節池的臭氣控制
對于滲瀝液存放區域或調節池,盡量對其進行全面密封,而后通過引風系統把該區域內的惡臭氣體抽出,經過水洗、吸附、焚燒、化學吸收、干燥化學制劑過濾(DK.FIL)、生物脫臭、光催化氧化、臭氧氧化、等離子體分解等除臭技術中的單種或多種聯合工藝進行處理后達標排放。
(4)擴散的填埋氣體的防治
盡管對填埋垃圾進行有效的覆蓋,采用有效的填埋氣體收集、導排措施,對滲瀝液散發的臭味進行了有效的控制,但還是有大量的惡臭氣體從填埋場散發出來。更何況多數的填埋場對前面的幾項還沒能充分完善。那么,能否較大程度地控制擴散出來的惡臭氣體也是能否控制填埋場投訴量的關鍵。
隨著城市化進程的不斷加大,垃圾的填埋場衛生防護距離(國家規定了有害因素與居民區之間應保留的距離)不斷縮小,這又給填埋場惡臭氣體的治理效果提出了新要求。下表是不同規模填埋場一般的衛生防護距離。然全國多數的填埋場的衛生防護距離都遠小于此。
表4-1不同規模垃圾填埋場衛生防護距離一覽表(m)
填埋場規模氨硫化氫2.0(m/s)4(m/s)2.0(m/s)4(m/s)小型300t/d422224158117中型800t/d793555354283大型2000t/d13151080550428對于開放式無組織排放的惡臭氣體,目前多數采用噴淋的方式除臭。該工藝主要通過噴淋霧化設備把化學藥劑、生物藥劑、植物藥劑霧化,讓其飄散在填埋場區域的上空,利用藥劑的一系列作用把惡臭氣體去除。由于該工藝是針對開放式的空間,同時還是霧化的液滴,則就要求使用的除臭藥劑必須是無毒、無害,不會對環境造成二次污染的環保產品。因此,純天然植物除臭劑就有較廣闊的市場前景。
(5)周邊綠化
填埋場周圍應建有圍墻,盡可能種植灌喬木、綠地、防護林等綠化帶。植被可在一定程度上吸附、吸收惡臭氣體,同時綠化帶也是一到天然屏障。
5、結語
通過分析各個臭源的特點,了解惡臭氣體的成分及含量。結合填埋場的實際情況,選擇采取適宜的惡臭控制措施。通過實施惡臭污染控制措施,可改善該區域的環境,提高空氣質量,解決附近居民與填埋場之間的矛盾,并因生態環境的改善間接地促進該地區經濟的發展,顯著提高社會效益和環境效益。
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