基本介紹
- 中文名：垃圾填埋場
- 外文名：landfill site
- 學科：自然環境
- 影響：污染環境
處理方式,生物法,活性污泥法,穩定塘,生物轉盤,厭氧氧化處理,各種生物法比較,物化法,絮凝沉澱,反滲透,活性炭吸附,化學氧化,土地法,實例,
處理方式
垃圾填埋場一般採用分層覆土填埋的方式對垃圾進行處理，堆積一層垃圾後再覆蓋一層黃土，這樣很容易降低垃圾的污染。
垃圾填埋場的建設包括選址、設計與施工、填埋廢物入場條件、運行、封場、後期維護與管理和污染物控制和監測等方面的程式。
環境保護部於2008年頒布了《生活垃圾填埋場污染物控制標準》（ GB 16889-2008），對垃圾填埋場建設的污染標準進行了詳細的規範。該標準在修訂過程中，對生活垃圾填埋場從場址的選擇、建設、運行與封場後的全過程中的污染控制提出了更加嚴格的要求。標準補充了生活垃圾填埋場選址、基本設施的設計與施工要求，增加了可以進入生活垃圾填埋場共處置的一般工業固體廢物、生活污水處理污泥等入場要求，並提出了經過一定處理、符合標準要求的生活垃圾焚燒飛灰等廢物可以進入生活垃圾填埋場，對促進我國的生活垃圾焚燒設施建設也將有很大的促進作用。 該標準對生活垃圾填埋場的滲濾液處理提出了新要求，標準規定現有和新建生活垃圾填埋場都應建有較完備的污水處理設施，滲濾液需經過處理後達到標準規定的排放限值才能直接排放。對於現有生活垃圾填埋場標準實施後3年內無法滿足規定的排放濃度限值要求的，應滿足生活垃圾滲濾應經過預處理，均勻注入城市二級污水處理廠並不超過城市二級污水處理廠額定的污水處理能力等要求才可將生活垃圾滲濾液送往城市二級污水處理廠進行處理。該標準還對生活垃圾填埋場產生的惡臭氣體提出了嚴格的監控措施，規定甲烷氣體應綜合利用和處置，對全球氣候變化、促進節能減排和建設循環型社會方面起到積極作用。
垃圾填埋場
垃圾填埋場生活垃圾填埋場建設中的滲濾液處理系統是決定垃圾填埋場技術成功的關鍵，其直接關係到對附近地表水的污染程度。垃圾掩埋有兩種方式：傾倒——在地上挖一個露天的坑，將垃圾掩埋在坑中，坑周圍群集著各種動物（老鼠和鳥類）。（這是大部分人對垃圾填埋場的概念！）填埋——在地下或地面建造精心設計的設施，將垃圾與周圍環境（地下水、空氣和雨水）隔離。這種隔離是通過底部襯層和每天進行的土壤覆蓋來實現的。 衛生垃圾填埋——用一個粘土襯層把垃圾和環境隔離開來 城市固體廢物填埋——用一個合成（塑膠）襯層把垃圾和環境隔離開來。垃圾填埋的目的是將垃圾掩埋起來，使其與地下水隔開、保持乾燥且不與空氣接觸。在這樣的條件下，垃圾就不會大量分解。垃圾填埋場不同於堆肥堆，後者的目的是使掩埋的垃圾迅速分解。
垃圾正在填埋場被裝載和壓縮
垃圾正在填埋場被裝載和壓縮生物法
生物法是滲濾液處理中最常用的一種方法，由於其運行費用相對較低、處理效率高，不會出現化學污泥等造成二次污染，因而被世界各國廣泛採用。垃圾滲濾處理裝置種類具體的工藝形式有傳統活性污泥法、穩定塘、生物轉盤、厭氧固定膜生物反應器等。
活性污泥法
美國和德國幾個垃圾填埋場採用活性污泥法處理滲濾液，其實際運行結果表明，通過提高污泥濃度來降低污泥的有機負荷，可以獲得令人滿意的處理效果。如美國賓州的FallTownship污水處理廠，其垃圾滲濾液進水的ρ(CODcr)為6000～21000mg/L，ρ(BOD5)為3000～13000mg/L，ρ(氨氮)為200～2000mg/L，曝氣池的p(污泥)為6000～12000mg/L，是一般污泥的質量濃度的3～6倍。在體積有機負荷為1.87kg[BOD5]/(m3·d)，F/M為0.15-0.31kg[BOD5]/kg[MLSS·d)時，BOD5的去除率為97%;在體積有機負荷為0.3kg[BOD5]/(m3·d)，F/M為0.03-0·05ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)時，BOD5的去除率為92%。該廠的數據說明，只要適當提高活性污泥的質量濃度，使F/M為0.03-0.31以活性污泥為主體的廢水處理法。常用的活性污泥法中，所用的活性污泥是保持懸浮狀的，因此也可以稱為“懸浮式活性污泥法”。近些年來，發展了“固定式活性污泥法”，即在曝氣池中設定附有生物膜的填料，即生物膜和懸浮活性污泥的聯合淨化污水法。一般活性污泥法需要用以下幾部分設備：①預處理設備。包括沉砂池、初次沉澱池、除油池、均化調節池等，有些情況下，僅有部分或完全沒有預處理設備;②曝氣池。是活性污泥法所用設備的核心部分;③二次沉澱池。供澄清出水，回收污泥之用。
穩定塘
又稱氧化塘，生物塘。將經過預處理的污水引入自然的或人工修建的池塘，緩慢流動，長期滯留，主要在自然條件下生物淨化污水的技術。根據污水中溶解氧存在的狀況及存活微生物的種類。可分為好氧塘、兼性塘和厭氧塘等。此外，屬於穩定塘系列的還有：採取人工強化措施的曝氣塘;使污水達到高度處理程度的深度處理塘;在冬季低溫季節控制排放的貯存塘和控制出水塘以及兼收養殖水生生物效益的綜合生物塘等。該工藝一般屬二級處理範疇，其淨化功能與當地氣候條件密切相關，此外，也取決於有機物負荷、塘型等因素。在溫暖季節，去除污染物效果能夠相當於二級處理技術，在低溫季節將有所降低，此時應採取降低負荷、延長停留時間的措施，在北方冰封期間，則一般按貯存塘考慮，不向外排水。該工藝塘體構造簡單，便於維護運行。建設與運行費用較低。在世界上已有40多個國家採用了穩定塘，其中以美國為最。中國從上世紀60年代起陸續興建了一批穩定塘，其中效果比較顯著的有：湖北鴨兒湖穩定塘、黑龍江齊齊哈爾穩定塘、山東膠州穩定塘、內蒙邊陲重鎮滿洲里穩定塘等。國外早在80年代就有成功運用穩定塘技術處理滲濾液的生產性處理廠(HowardRobison，1992)，英國在1983年建成的BrynPostey填埋場滲濾液處理廠，運用曝氣氧化塘技術處理滲濾液。該氧化塘有效庫容1000立方米，由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防滲襯底，採用兩台高效表面曝氣機進行曝氣，滲濾液最小水力停留時間10d，滲濾液處理量D-150立方米/d。此系統自1983年開始運行，滲濾液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分別達24000mg/L和10000mg/L，F/M為0.05～0.3kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)時，CODcr去除率達97%。
生物轉盤
生物轉盤是所謂固定生長系統生物膜法中的一種，運用於常規的污水處理中可有效地解決活性污泥法的污泥膨脹問題，並且由於膜上生物量大，生物相豐富，既有表層的好氧微生物，又有內層的厭氧微生物，因而具有抗水量、水質衝擊負荷的優點，同時生物膜上還能生長世代時間較長的硝化菌等。
Pitea滲濾液處理廠即採用生物轉盤處理垃圾滲濾液，設計規模500立方米/d，設計轉盤表面積3000平方米，平均設計負荷4.8g[NH3-N/(平方米·d)。該廠利用填埋場氣體加熱使進人生物轉盤的滲濾液溫度保持在20℃左右，取得了良好的處理效果。
厭氧氧化處理
厭氧生物處理B前採用厭氧生物濾池，厭氧接觸法，上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧消化等，實踐證明厭氧處理時高質量濃度ρ(BOD5)>2000mg/L)有機廢水的處理是有效的，但單獨採用厭氧生物處理滲濾液的情況很少見。北京市政設計院1988年進行了這方面的研究，得出的結論是建議採用厭氧一好氧法處理工藝。垃圾填埋場中垃圾的生物降解是一個複雜的過程。它包括多種連續的或並行的生化反應途 徑。垃圾填埋從垃圾分層分塊填埋、覆土、封場直到穩定的整個過程中，垃圾的可降解有機物在 微生物的作用下，一般經歷四個階段：好氧分解階段、厭氧分解不產甲烷階段、厭氧分解產甲烷階 段和穩定產氣階段。
各種生物法比較
生物法中，好氧工藝的活性污泥法和生物轉盤的處理效果最好，停留時間較短(6～24h)、運行經驗豐富，但工程投資大。運行管理費用高;相對來說穩定塘工藝比較簡單，投資省，管理方便，但停留時間長(10～30d)、占地面積大且淨化能力隨季節變化較大。厭氧處理工藝發展很快，特別適合於高濃度的有機廢水，它的缺點是停留時間長，污染物的去除率相對較低，對溫度的變化比較敏感，但通過研究表明厭氧系統產生的氣體可以滿足系統的能量需要，若將這部分能量加以合理利用，將能夠保證厭氧工藝有穩定的處理效果，還能降低處理費用。因而對於高濃度有機物的垃圾滲濾液，採用厭氧和好氧I藝的組合處理，無論是對於提高處理效率，還是就降低運行費用都是有意義的。
物化法
物化法過去只用在處理填埋時間較長的單元中排出的滲濾液，而今隨著滲濾液控制排放標準的日益嚴格，物化法也用來處理新鮮的滲濾液，且是滲濾液後處理工藝中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉澱、活性炭吸附、膜分離和化學氧化法等。由於物化法處理成本較高，不適於大量的滲濾液的處理。
絮凝沉澱
實驗證明;生物處理後的滲濾液進行絮凝沉澱時(利用鐵鹽或鋁鹽作絮凝劑)，即使在ρ(BOD5)很低(<25mg/L)的情況下，CODcr的去除率仍可以達到50%，反應過程中最佳的pH值對於鐵鹽和鋁鹽分別為4.5～4.8和5.0～5.5，最小的加藥量在250-500g/立方米之間。
絮凝沉澱工藝的不足之處是會產生大量的化學污泥;出水的pH值較低，含鹽量高;氨氮的去除率較低等。所以絮凝沉澱工藝即使有可觀的處理效率，在選用時還是要慎重考慮。
反滲透
反滲透經常用於滲濾液的後處理中，因其能夠去除中等分子量的溶解性有機物，國內早期利用醋酸纖維膜進行的試驗表明，CODcr的去除率可以超過80%，雖然在運行過程中有膜污染的問題，但反滲透工藝作為後處理工藝設在生物預處理後或物化法之後，負責去除低分子量的有機物、膠體和懸浮物，可以提高處理效率和膜的使用壽命[5]。根據Ehrig在1989年的研究，一級反滲透工藝可使CODcr、BOD5和有機鹵代物(AOX)的去除率達到80qc，但是氨氮和氯離子的去除率要達到較高水平則至少需要二級反滲透工藝。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
總之，反滲透工藝因其高效性、模組化和易於自動控制等優點，套用得越來越多，但其用於滲濾液處理還存在以下問題：小分子量的物質的截留效率還不盡人意(例如氨、小分子的有機鹵代物(AOX)等)。高濃度的有機物或無機可沉降物容易造成膜污染或在膜表面結垢等問題。由於操作壓力很高(3～50ba)造成能耗很高。反滲透濃液的處理是最大的困難，將其回灌到填埋場中已經不可取了，因為濃液的污染物濃度很高，是非常危險的廢物。多採用蒸發和乾燥的方法，但費用很高。
在英國垃圾滲濾液處理廠使用Rochem’s專利圓盤管反滲透系統對初級滲濾液處理，這種處理技術是由南亨伯塞德郡穩特頓填埋場所設計和生產的Rochem’s離析膜系統。Rochem’s離析膜系統能夠去除重金屬、SS、氨氮、有害難降解的有機物，處理後的水質滿足嚴格的排放標準。
又稱逆向滲透。膜分離技術的一種。在半透膜高濃度溶液的一側施加足夠的壓力，使溶劑從高濃度的一側移向低濃度一側作與自然滲透的反向流動過程。利用這一過程可達到溶液中的溶劑與溶質分離的目的。60年代以後，用反滲透原理已發展了許多種反滲透分離裝置，用於苦鹹水和海水的淡化、超純水的製備、城市生活污水的深度淨化回用、電鍍漂洗水的閉路循環體系，化工廢水、有機廢水、造紙廢水等的處理。反滲透法具有操作簡單、節省能源，可回收有價值的物質等優點。
活性炭吸附
活性炭吸附工藝適用於處理填埋時間長的或經過生物預處理後的滲濾液，它能去除中等分子量的有機物質。20世紀70年代在歐洲的實驗室研究表明，CODcr的去除率為50%-60%，若用石灰石作預處理，去除率可高達80%，而活性炭處理了140床後去除效率將明顯下降。在生產性試驗中，由於滲濾液水質水量多變等原因，出現了去除效率下降和活性炭被大量污染的現象。活性炭的投加量與去除的CODcr量的線性關係當活性炭的投加量為800～1200g/立方米時，每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr。活性炭吸附工藝的主要問題是高額的費用。儘管如此，首先進行生物預處理，再將該工藝與絮凝沉澱工藝相結合時、能保證出水較低水平的CODCr和AOX。
化學氧化
化學氧化工藝可以徹底消除污染物，而不會產生絮凝沉澱工藝中形成的污染物被濃縮的化學污泥。該工藝常用於廢水的消毒處理，而很少用於有機物的氧化，主要是由於投加藥劑量很高而帶來的經濟問題。對於滲濾液中一些難控制的有機污染物，化學氧化工藝可以考慮使用。
常用的化學氧化劑有氯氣、次氯酸鈣、高錳酸鉀和臭氧等。用次氯酸鈣作氧化劑時CODcr的去除率不超過50%;用臭氧作氧化劑時，沒有剩餘污泥的問題，CODcr的去除率也不超過50%且對於含有大量的有機酸的酸性滲濾液使用臭氧作氧化劑不是很有效的，因為有機酸是耐臭氧的，相應就需要很高的投加劑量和較長的接觸時間。過氧化氫作氧化劑時因為可以去除硫化氫而主要用來除臭氣，加藥量一般每一份溶解性的硫要投加1.5～3.0份的過氧化氫。用化學氧化法處理滲濾液的研究還處在實驗室階段，其上要的問題是處理費用太高，但對於垃圾填埋場封場後所)一生的小水量、低含量的難降解滲濾液處理還是有一定意義的。
土地法
用土地法處理滲濾液的主要形式是滲濾液回灌和土壤植物處理系統。
在英國進行的滲濾液回灌生產性試驗中發現，滲濾液回灌不僅因為蒸發的作用而可以減少滲濾液的水量，而且還能大幅度降低滲濾液中有機物的含量。
土壤植物處理系統(S-P系統)不僅利用土壤或陳垃圾的物化及生化作用，而且還利用了植物根系對微生物的強化和植物修復技術。1985-1986年在瑞典建立了大規模現場S-P系統進行試驗，該系統占用了總面積為22公頃的填埋場中的4公頃，其中1.2公頃種植了柳樹，另外2.8公頃種植了各種草本植物。試驗區域為填埋場邊緣的3個坡地，種植了30000棵柳樹。在試驗的最初3年中，灌入試驗區域的滲濾液總計3290mm，測得年平均的蒸發量為340mm，為降水量的引%，而在試驗前相應區域的年平均蒸發量為140mm，為年降水量的19%，蒸發量增加了二到三倍。該系統不光有減量的功能，還能夠降低滲濾液的濃度，例如氮的濃度平均下降了60%，從6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L，可以肯定隨著柳樹的生長和根系的發展，處理效果還可能進一步地提高。
實例
雙口垃圾填埋場建於2000年3月。地處天津市北辰區雙口鎮京福公路兩側，投資1.2億元，是全國規模最大的垃圾填埋場。該項目由一個長700米、寬550米的填埋坑和一個日處理300噸的污水處理廠組成。設計能力達日處理垃圾2700噸，相當於全市日產垃圾5500噸總量的一半。總容積量1000萬立方米，服務期限8年。雙口垃圾填埋場在設計上參考先進國家的方法，不破壞周邊環境，不污染空氣和地下水，並能處理垃圾中的污水。
