羅克菊+陳誠(chéng)

摘要：闡述了城市垃圾填埋所產(chǎn)生的滲濾液的處理方法，分析了其優(yōu)劣勢(shì)。對(duì)填埋場(chǎng)所產(chǎn)生的填埋氣的科學(xué)利用方法（即資源化），探討了其重要性與經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益，以期實(shí)現(xiàn)資源合理利用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市生活垃圾；垃圾填埋；滲濾液；填埋氣；資源

1 引言

如今，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口數(shù)量的增加以及大量人口不斷向城市集中，城市生活垃圾呈逐年上升趨勢(shì)[1]。因此，生活垃圾對(duì)環(huán)境帶來(lái)的影響也越來(lái)越突出。根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒可知，中國(guó)2010年生活垃圾清運(yùn)量15804.8萬(wàn)t，2015年生活垃圾清運(yùn)量19141.9萬(wàn)t，同比增加21.1%。重慶2010年生活垃圾清運(yùn)量256.7萬(wàn)t，2015年生活垃圾清運(yùn)量440.0萬(wàn)t，同比增加71.4%。

目前，國(guó)內(nèi)外垃圾處理方法主要有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒等。根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2016年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒可知我國(guó)城市垃圾采用衛(wèi)生填埋方法處理的約占全部無(wú)害化處理量的78%。在垃圾填埋過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量滲濾液和填埋氣，如果處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)不可估量的污染，并對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響[2]。因此，現(xiàn)代垃圾填埋場(chǎng)的主要目標(biāo)就是滲濾液的處理和填埋氣的利用與資源化。

2 滲濾液的處理

2.1 滲濾液的特點(diǎn)

填埋垃圾受雨水侵蝕、生物發(fā)酵及其他物理化學(xué)因素的作用，產(chǎn)生大量垃圾填埋滲濾液。距離填埋場(chǎng)達(dá)4 km遠(yuǎn)的地表水下游也會(huì)受到滲濾液的污染，而且貫穿60 m 深的垂直截面。滲濾液成分復(fù)雜，含有高濃度的氮磷、有機(jī)物和重金屬等有毒物質(zhì)，且隨氣候條件、填埋場(chǎng)年齡等不同而產(chǎn)生差異較大的理化性質(zhì)，從而使其凈化處理面臨很大的困難[3]。

2.2 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)大致可分為兩大類(lèi)：厭氧處理與好氧處理。通過(guò)厭氧生物處理，滲濾液中的復(fù)雜有機(jī)分子被產(chǎn)甲烷菌轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳，整個(gè)操作簡(jiǎn)單，耗能低，但單一厭氧處理的效率不高，必須與其他工藝聯(lián)用[4]。對(duì)于BOD∶COD>0.5的早期滲濾液，含有大量易于生物降解的脂肪酸，好氧生物處理是非常有效的。在有氧條件下，微生物將有機(jī)物分解為二氧化碳[5]。好氧生物處理方法包括活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、滴濾池和氧化塘等[4]。生物處理在實(shí)際運(yùn)行中，菌種常無(wú)法適應(yīng)垃圾滲濾液水量和水質(zhì)等劇烈的變化，經(jīng)常被抑制甚至死亡。當(dāng)菌種一旦被破壞，重新恢復(fù)將需要時(shí)間，在實(shí)踐中無(wú)法達(dá)到處理的目的[6]。

2.3 物化處理方法

物化處理技術(shù)一般同生物處理技術(shù)相同，都可以采用城市污水處理的一般方法，例如混凝、吸附、吹脫和氧化、反滲透膜等進(jìn)行滲濾液的凈化。目前位于重慶市北碚區(qū)的重慶同興垃圾處理有限公司的滲濾液就采用反滲透的膜技術(shù)進(jìn)行處理，處理效率高，處理后的廢水能夠穩(wěn)定達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008 ）的排放標(biāo)準(zhǔn)。但滲濾液成分復(fù)雜，變化較大，穩(wěn)定性較差，物化處理技術(shù)處理效果單一，而物化法需要使用大量的化學(xué)藥品且在膜處理工藝中，關(guān)鍵處理單位膜的成本較高，而且容易損耗，不適于大水量垃圾滲濾液的處理[7]。

2.4 土地處理

土地處理方法一般包括人工濕地處理法和回灌處理法。通常來(lái)講，人工濕地由基質(zhì)、水體、水生植物、好氧或厭氧微生物種群、水生動(dòng)物等五部分構(gòu)成。在人工濕地中通過(guò)物理的過(guò)濾、吸附、揮發(fā)、淋溶、沉淀，化學(xué)的氧化還原、分解與轉(zhuǎn)化，動(dòng)植物的吸收與微生物的降解、吸收等作用去除有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。因此根據(jù)實(shí)際情況以及滲濾液的特點(diǎn)選擇合適的濕地動(dòng)植物，并對(duì)滲濾液進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂屢赃_(dá)到水生生物理想的生存條件[8]。雖然人工濕地的建設(shè)與運(yùn)行成本低，但處理周期較長(zhǎng)，易受到外界環(huán)境的影響，多應(yīng)用于南方地區(qū)[9]。

滲濾液回灌是將在填埋場(chǎng)底部收集到的滲濾液從其覆蓋層表面或覆蓋層下部重新灌入填埋場(chǎng)，利用填埋層內(nèi)的微生物進(jìn)行生化反應(yīng)，從而降低污染物的濃度[10]?；毓嗵幚矸ǖ慕ㄔO(shè)與運(yùn)行成本較低，工藝較簡(jiǎn)單，可以縮短填埋場(chǎng)穩(wěn)定化進(jìn)程，但是易受氣候及填埋方法的影響，容易造成土壤堵塞，氨氮大量積累[9]。

2.5 新技術(shù)的應(yīng)用

上述的處理方法都是將滲濾液收集起來(lái)在地面上進(jìn)行處理，導(dǎo)致建設(shè)成本增加?，F(xiàn)在有專(zhuān)家研究將原位處理的方法應(yīng)用于滲濾液，這樣可以減少能量消耗，方便快捷。例如可以將地下水原位修復(fù)的可滲透反應(yīng)墻（PRB）技術(shù)應(yīng)用于滲濾液[11]。PRB是一個(gè)填充有活性反應(yīng)介質(zhì)（如零價(jià)鐵、活性炭和沸石等）的被動(dòng)反應(yīng)區(qū)，當(dāng)污水通過(guò)時(shí)，其中的污染物與反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而被去除。不過(guò)水通過(guò)反應(yīng)墻后也可能造成二次染污，且垃圾滲濾液成分復(fù)雜，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易導(dǎo)致反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生堵塞[12]。

3 填埋氣的資源化

3.1 填埋氣的特點(diǎn)

垃圾填埋氣是城市生活垃圾填埋場(chǎng)的生物質(zhì)廢棄物厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體，即沼氣，其中主要含有約50%的甲烷以及50% 的二氧化碳，并且甲烷是強(qiáng)溫室效應(yīng)氣體，約為二氧化碳的2l倍[13]。此外，大量沼氣可形成較高的內(nèi)壓，處理不當(dāng)，易引發(fā)燃燒爆炸事故，從而導(dǎo)致嚴(yán)重事故。但同時(shí)，垃圾填埋氣又是一種潛在的清潔能源，1 m3沼氣完全燃燒后，能產(chǎn)生相當(dāng)于0.7kg無(wú)煙煤提供的熱量[1]?？梢?jiàn)垃圾填埋產(chǎn)生的沼氣是一種巨大的資源，如果加以利用，將化害為利，變廢為寶，其能源效益是巨大的。

3.2 填埋氣的資源化

填埋氣作為填埋場(chǎng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，若直接排放不僅會(huì)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，還會(huì)造成資源的大大浪費(fèi)。垃圾填埋氣的利用主要有如下幾種途徑：①直接利用或混于城市煤氣作普通燃料；②轉(zhuǎn)化為其他能源形式利用，如用于發(fā)電，燒鍋爐制造蒸汽、熱水，轉(zhuǎn)化為熱能；③）進(jìn)行分離加工制作化工原料，如制造干冰和做化工原料；④凈化后制汽車(chē)燃料[14]。

如果填埋場(chǎng)在距離市區(qū)的路段中，架設(shè)輸電線方便，可以將填埋氣作為能源發(fā)電，如南京水閣垃圾填埋廠。如果架線不方便，可以將填埋氣用于熱水或蒸汽的制造，為賓館、生活區(qū)、學(xué)校等提供熱水和采暖等[15]。填埋氣經(jīng)過(guò)收集、凈化，分離出的二氧化碳、硫化氫等可以作為重要的化工原料，用于化工生產(chǎn)，而凈化后得到的天然氣通過(guò)壓縮、分裝到汽車(chē)，可作為汽車(chē)的綠色能源[16]。重慶現(xiàn)有多座CNG（即壓縮天然氣）加氣站，主要用于全市出租車(chē)的供氣使用，因此填埋氣凈化得到的天然氣在重慶有巨大的實(shí)用價(jià)值。

4 結(jié)論

垃圾填埋作為現(xiàn)代社會(huì)主要的城市生活垃圾處理方法，其滲濾液和填埋氣的處理是關(guān)鍵。對(duì)于填埋場(chǎng)滲濾液的管理，首先要考慮的是從源頭上控制滲濾液的產(chǎn)生，從而減少需要處理的量，降低輸送和處理成本。采用何種技術(shù)處理要根據(jù)滲濾液的成分，再參考當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌夂驐l件，此外還要考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。填埋氣進(jìn)行合理的凈化，不僅可以提高其熱值，將其作為燃料燃燒發(fā)電還可供熱，提供蒸汽。此外還可以通過(guò)收集凈化，將分離出的物質(zhì)進(jìn)一步利用，作為化工原料和綠色能源。合理利用一切資源，才能變廢為寶，建設(shè)綠色工程，實(shí)行社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展。

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