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        非正規(guī)垃圾填埋場的危害及治理

        2021-09-17 09:08:10陳鴻浩
        中國新技術新產(chǎn)品 2021年13期
        關鍵詞:設置污染區(qū)域

        陳鴻浩

        (廈門市翔安區(qū)環(huán)境衛(wèi)生中心,福建 廈門 361101)

        0 工程概況

        我國當前的非正規(guī)垃圾填埋場在700座以上,由于城市在不斷發(fā)展,很多垃圾填埋場處于城市建設范圍,不僅影響城市發(fā)展,而且影響了城市環(huán)境。因為受到經(jīng)濟的限制,所以就導致非正規(guī)垃圾填埋場始終沒有得到處理,如何對其進行處理,就成為當前人們研究的重點內容。

        某非正規(guī)垃圾填埋場位于某市,具體位置在該區(qū)域河流沖積扇中下部,區(qū)域地勢相對平坦。經(jīng)現(xiàn)場勘察,該垃圾填埋場地下35m范圍內以黏質土、粉土為主,分布有2層地下水層,含水層以中細砂為主。填埋場附近有少量小型建筑、大量耕地以及2條省道公路??辈爝^程中,將該填埋場大致分為5個區(qū)域,包括生活垃圾填埋區(qū)、混合垃圾填埋區(qū)、建筑垃圾填埋區(qū)、混合垃圾土浸泡區(qū)以及其他垃圾填埋區(qū)。本次治理的重點區(qū)域為前3個區(qū)域,總治理面積約為89650.6m2。治理區(qū)域垃圾土埋深范圍為1.9m~12.1m,地面平均標高為21.2m。

        1 非正規(guī)垃圾填埋場治理技術的選擇和具體應用

        1.1 非正規(guī)垃圾填埋場現(xiàn)場環(huán)境勘察分析

        治理非正規(guī)垃圾填埋場之前,首先需要對其風險等級進行合理劃分,結合現(xiàn)場實際情況明確風險等級和類型,為后續(xù)的治理技術選擇及應用提供科學根據(jù)。在該項目中,考慮到現(xiàn)場區(qū)域較大,加上傳統(tǒng)垃圾填埋場建造和管理方面存在的問題,其風險要素較多[1]。風險等級的勘察需要考察非正規(guī)垃圾填埋場的地理位置、填埋面積、填埋時間,該填埋場填埋面積較大,自2019年建成收容垃圾填埋開始,填埋時間已超過2年。技術人員對該填埋場現(xiàn)場不同區(qū)域的土壤、垃圾、填埋氣進行取樣,結合對周邊不同距離位置土壤進行取樣,以評估該填埋場環(huán)境影響情況,便于后期劃定風險等級。

        1.2 不同風險等級適用的治理技術應用思路分析

        如圖1所示,根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境勘察及取樣檢測結果,針對非正規(guī)垃圾填埋場的風險等級劃分,主要分為A級、B級、C級別,決定風險等級的要素包括垃圾危害型以及區(qū)域風險。在該項目中,根據(jù)風險等級進行治理的主要思路如下:1)風險等級A級。填埋有高度危害型垃圾的風險較大區(qū)域和風險中等區(qū)域,填埋有中度危害型垃圾的風險較大區(qū)域,被定級為風險等級A級。針對該等級的風險區(qū),基本治理思路為全封閉、強制消化降解,目的在于及時制止污染蔓延,消除現(xiàn)有污染影響。同時,結合一些輔助性的治理技術及方法,將該區(qū)域風險逐步降至B級乃至C級?;诖?,要建立長效環(huán)境監(jiān)測機制,通過定期全面檢測和不定期重點檢測的方式,對該風險區(qū)乃至周邊區(qū)域進行檢測,評估治理效果。2)風險等級B級。在該項目中,填埋有高度危害型垃圾的風險較小區(qū)域,填埋有中度危害型垃圾的風險中等區(qū)域,填埋有低度危害型垃圾的風險較大區(qū)域,被定級為風險等級B級。針對該區(qū)域的治理,首先考慮對填埋場的頂部進行封閉,然后利用設備對下部垃圾滲濾液進行抽取,再按照標準流程運輸至正規(guī)處理廠進行科學處理。3)風險等級C級。在該項目中,填埋有中度危害型垃圾的風險較小區(qū)域以及填埋有低度危害型垃圾的風險中等區(qū)域和風險較小區(qū)域,被定級為風險等級C級。針對該區(qū)域的治理,主要采用覆蓋導流的方式,即采用土壤覆蓋,再輔助垃圾液抽取,結合地表綠化進行自然凈化。同時,對區(qū)域不同深度土壤進行定期的取樣檢測,直到其達到環(huán)保標準。

        圖1 非正規(guī)垃圾填埋場風險等級表

        1.3 治理技術的選擇及應用

        1.3.1 整體治理——基于好氧生物反應器治理技術

        該技術的核心目標是治理污染源,即對非正規(guī)垃圾填埋場中填埋的垃圾以及形成的垃圾土、滲濾液進行處理。在具體實施中,該技術主要是加壓新鮮空氣,使用不同口徑的管道將氣體注入垃圾填埋場的垃圾層中。同時,抽離內部以二氧化碳及相關污染氣體。新鮮空氣進入垃圾層后,會刺激垃圾、土壤發(fā)生氧化反應,通過激活微生物活動,加速垃圾降解[2]。同時,將抽離的混合污染氣體運輸至正規(guī)垃圾及污染氣體治理廠進行規(guī)范處理。正常情況下,該處理技術可以在短時間內快速降低填埋場垃圾有機物含量,減少有毒有害物質的產(chǎn)生。通常情況下,好氧生物反映器治理技術適用于垃圾中可降解有機物超過5%的垃圾填埋場,不僅適用于封場達到3年的垃圾填埋場,也可以在非正規(guī)垃圾填埋場進行搬遷之前對其進行預處理。在該項目中,考慮到該非正規(guī)垃圾填埋場投入使用的時間接近3年,且容納的垃圾量超過50萬m3,所以技術單位在所有等級風險區(qū)中將該治理技術作為基礎技術。在具體實施時,技術單位還在垃圾層中不同位置設置監(jiān)控儀器,監(jiān)測處理過程中各位置的濕度、溫度等,便于實時分析。

        1.3.2 地下水及土壤保護——基于地下防滲帷幕注漿治理技術

        地下防滲帷幕注漿技術是一項防止垃圾填埋場污染物繼續(xù)向土層深處和周邊滲透的技術,是一種典型的封堵型技術,通常作為垃圾填埋場治理首要環(huán)節(jié)基礎技術來應用。地下防滲帷幕注漿治理技術具體分為設置帷幕和注漿成墻2個環(huán)節(jié),設置帷幕是利用專用復合材料,將其設置于垃圾填埋場土層四周,阻斷垃圾滲濾液及有害氣體繼續(xù)滲透。而注漿則是在設置帷幕的基礎上,通過挖掘溝渠,形成阻斷區(qū),再注入高密度混凝土材料,形成連續(xù)性阻斷墻的形式,利用阻斷墻高強度、高耐久度的特點,進一步強化防滲帷幕的應用效果。在大多數(shù)非正規(guī)垃圾填埋場的處理中,設置帷幕都可有效迅速阻止污染擴散,對生態(tài)急救、綠化保護等有積極的作用。

        例如在非正規(guī)垃圾填埋場項目的治理中,判斷該垃圾填埋場原始范圍污染物影響范圍已經(jīng)超過300m,而污染區(qū)距附近河流最短距離不到200m,具有嚴重的河流污染風險。為此,經(jīng)過現(xiàn)場勘察,結合該填埋場治理區(qū)域環(huán)境特點,決定采用挖篩分治和隔水帷幕治理技術結合的方案,首先阻斷污染進一步擴張的路徑,保護好河流生態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場勘探發(fā)現(xiàn),該區(qū)域垃圾填埋土已經(jīng)入侵距地面約16m的首層地下水層,同時還產(chǎn)生大量的滲濾液,對周邊地下水的污染范圍在逐步加大。因此,在挖篩分治之前,要做好現(xiàn)場的止水工作,及時避免污染擴散,減少地下水抽出量,所以設置隔水帷幕是比較關鍵的方法[3]。

        在該工程中,治理單位結合現(xiàn)場情況,在治理區(qū)分2個區(qū)段進行隔水帷幕的設置。其中,2個隔水帷幕深度分別為15.6m和19.1m。設置隔水帷幕時,選用的是高壓旋噴樁施工技術,為了避免在采用高壓旋噴樁施工時出現(xiàn)垃圾土、填埋土中成樁的情況,在施工前對現(xiàn)場進行了一級邊坡開挖。高壓旋噴樁施工時,旋噴樁樁頂標高21.5m,成樁范圍均在自然土層之中。樁徑為750mm,共設置2排樁,樁間咬合厚度為200mm,墻體厚度為115.5cm,樁身深入垃圾填埋土,進入自然土層中的黏土層約2.0m。該工程隔水帷幕設置情況見圖2,可見隔水帷幕樁深入以粉質黏土、粉土及黏土為主的第4大層。該層土壤密實度高,自然抗?jié)B能力較強,和隔水帷幕可以形成一套全方位的地下防滲、防污染擴散系統(tǒng),進而達到阻斷非正規(guī)垃圾填埋場污染擴散的目的。在此基礎上,治理單位結合后續(xù)的污染物治理、植被覆蓋等方法,在有效處理該填埋場污染問題的基礎上,促進了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的有效恢復。

        圖2 隔水帷幕設置示意圖

        1.3.3 滲濾液處理——基于原位好氧穩(wěn)定化技術

        黏性土

        滲濾液是垃圾填埋場中比較常見的污染物,通常是由于垃圾在土壤中發(fā)生反應,結合地表滲流、地下水而形成的,具有滲透性的高濃度污染液體。受到液體特性的影響,滲濾液通常會滲透到較深的土層之中,污染土壤的同時對地下水造成嚴重污染。而通常情況下,非正規(guī)垃圾填埋場的滲濾液處理及防滲措施都做得不好,導致滲透范圍廣,對環(huán)境污染程度不言而喻。針對非正規(guī)垃圾填埋場滲濾液的處理,通常采用封、抽、凈化結合的方法。除了前文提到的設置防滲帷幕以外,還可以通過現(xiàn)場抽取、轉移的方式進行處理。在該項目中,考慮到該非正規(guī)垃圾填埋場垃圾容量巨大,待處理滲濾液多,抽取、運輸成本高,因此決定通過在現(xiàn)場設置提升井、調節(jié)池的方式,結合原位好氧穩(wěn)定技術,進行現(xiàn)場處理。

        在該項目具體實施中,于治理區(qū)域南側和北側分別建立2排滲濾液提升井,建設總數(shù)為115座。在井內設置型號為100QJ10-51/5-3kW的提升泵,實現(xiàn)對井底滲濾液的提升,再輸送到調節(jié)池,以備處理。該項目在預處理的基礎上,采用厭氧反應器結合A2/O+MBR,再結合芬頓氧化系統(tǒng)的組合處理工藝。經(jīng)過該技術系統(tǒng)的建立,實現(xiàn)了該區(qū)域滲濾液日處理量超過280m3的目標,且達到了相應排放標準,具體處理效果見表2。

        表2 滲濾液處理前后污染物含量對比

        在滲濾液處理之后,通過在其中加入化學藥劑及生物菌劑的方式,將溶液回灌到垃圾堆體中。通過溶液的滲透和微生物的活動,可以對垃圾進行快速好氧降解,同時不會產(chǎn)生新的污染物。考慮到該項目實際情況,技術單位采取的具體處理方式如下。在前文提到的滲濾液處理系統(tǒng)的出水口配置水箱。然后,按照一定比例,階段性向水箱內加入化學藥劑及生物菌及,使其與處理后的滲濾液充分融合,再由抽水泵將水箱中的溶液輸送到垃圾堆體頂部水箱,由該水箱將溶液分別輸送到各個回灌橫井之中,具體設置圖如圖3所示。

        圖3 滲濾液回灌橫井布置示意圖

        2 治理效果分析

        2.1 整體效果

        基于好氧生物反應器治理的全面應用,該項目有效實現(xiàn)了對垃圾層、污染土壤層的有機降解。自正式實施25個月后,經(jīng)先勘測,發(fā)現(xiàn)垃圾整體降解率達到了89.1%,遠超治理目標。相對垃圾挖掘、轉移運輸處理的原始方案,該方案雖前期投入成本較高,但總成本僅為原始方案模擬成本的67.3%,展現(xiàn)出很好的效益性。

        2.2 地下水及土壤保護效果

        該項目中,花費約3個月時間完成隔水注漿帷幕的建造,建造期間及建造之后,通過現(xiàn)場勘察分析,將該非正規(guī)垃圾填埋場的污染擴散趨勢進行了有效阻斷。結合區(qū)域化的土壤污染治理,實現(xiàn)了對填埋場周邊區(qū)域的生態(tài)恢復,加上一些綠化種植措施,提升了高區(qū)域的綠化率。阻斷污染擴散之后,經(jīng)過一系列的地下水保護措施,有效實現(xiàn)了地下水污染治理。至2021年初,該填埋場周邊地下水污染物質含量降低至標準范圍以內,表明該生態(tài)恢復措施獲得了顯著成果。

        2.3 滲濾液處理效果

        在該項目中,經(jīng)隔水帷幕內外多個位置的監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)及現(xiàn)場取樣分析結果發(fā)現(xiàn),該舉措很好地阻斷了滲濾液進一步擴散污染的趨勢,基本消除了對周邊土壤及河流生態(tài)的污染風險。而得益于原位好氧穩(wěn)定化技術的應用,通過對該非正規(guī)垃圾填埋場滲濾液的提取和處理,整體處理達標率達到91.1%,很好地實現(xiàn)了該垃圾填埋場垃圾與滲濾液的分離和處理。

        3 結語

        總而言之,從我國的實際情況能夠看出,各省依然還有一定數(shù)量的非正規(guī)垃圾填埋場,在影響城市環(huán)境的情況下,還占用大量的土地資源。因此,在治理過程中,要了解填埋場的具體情況,例如位置、時間等。結合城市的規(guī)劃進行分析,科學選擇處理技術,例如非正規(guī)垃圾填埋場必須要用于其他的用途,那么就只能夠將其搬遷。此外,根據(jù)不同方法所使用的資金各不相同,需要從實際情況來加以分析,確保資金合理使用。

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