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固體廢棄物的危害與環(huán)保治理技術分析

2023-09-28 03:37:00龐震
工程建設與設計 2023年18期
關鍵詞:填埋場危害氣體

龐震

(北京首創(chuàng)環(huán)境科技有限公司,北京 100037)

1 引言

固體廢棄物是指在生產、生活過程中產生,占用土地、水源和大氣資源的廢棄物。 人類活動中不可避免地產生固體廢棄物,造成的環(huán)境污染不斷加劇。 我國現行固體廢棄物處理政策主要以焚燒、高溫堆肥為主,焚燒處理費用較高,高溫堆肥難以消滅有害病菌,易造成二次污染。 基于此,本文提出垃圾滲瀝液就地處置技術,其不但費用較低,并且不會造成二次污染,極具推廣價值。

2 固體廢棄物的危害

廢棄的資源無法再生, 釋放的有害氣體也對人們的健康及自然環(huán)境有不良影響。 焚燒垃圾和滲濾液會污染土壤和地下水,進而危害人體健康。 工業(yè)廢水、尾渣等有機廢棄物中含有大量有毒有害物質,誘發(fā)疾病、致癌、致畸、致突變等危害,若隨意丟棄廢棄物將對環(huán)境造成嚴重破壞。

2.1 對人體健康造成不良影響

固體廢棄物的排放不僅污染環(huán)境,而且會危害人類健康。固體廢棄物被直接排放至自然環(huán)境中,會導致土壤污染、大氣污染等自然生態(tài)的破壞; 固體廢棄物在堆存過程中未完全分解并產生有害物質, 如在堆存過程中釋放二氧化硫、 二氧化氮、氟化物、鉛等不可降解的物質。 隨著時間的推移和雨水的滲透作用,上述物質均會慢慢排出,在大氣中分解成為二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等物質,對人體造成損害,如二氧化硫會刺激人的呼吸道, 在長時間刺激下使人體患有慢性支氣管炎; 部分含汞化合物會在人的皮膚表面形成斑塊或褐色斑點。 據不完全統(tǒng)計,工業(yè)廢物中40%~60%的有毒有害物質會造成人體中毒,甚至死亡。 其他有毒有害物質還包括苯、甲醛、乙醛等化工廢料以及含鉛、鎘、砷、甲苯、二甲苯等雜質的石油瀝青產品。

中國地質環(huán)境所研究表明:我國城市環(huán)境中,大氣污染對土壤質量的影響程度達90%以上; 城市空氣污染主要包括大氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物,一氧化碳、臭氧等溫室氣體,以及二氧化碳、硫化氫等有毒有害氣體等。 大氣污染中,PM2.5主要以細顆粒物為主,其中,微顆粒物多集中于大氣污染物中,對人體健康危害極大。

2.2 安全隱患與水體污染

部分固體廢物在堆放時未進行有效防護, 僅直接堆放在相關場所中,如此一來便在堆放現場埋下了安全隱患。 若堆放現場未采取消防安全措施,極易引發(fā)火災事故,造成嚴重的經濟損失,甚至人員傷亡。 此外,固體廢物在堆放過程中,內部的有害物質會滲入地下水中,對地下水或河流造成污染,影響人們的日常生活,危害人們身體健康。 因此,固體廢棄物的處置方式與人們的身體健康與財產安全存在直接關系, 加強對固體廢棄物處置方式的研究是十分必要的。

2.3 造成全球變暖

據統(tǒng)計,自1990 年以來,全球平均氣溫上升了1.2 ℃。 根據聯(lián)合國調查, 二氧化碳在地球大氣層中含量過高時會引發(fā)全球變暖、海平面上升和酸雨等現象。 隨著經濟的發(fā)展,我國固體廢棄物數量不斷增加,由此引發(fā)的環(huán)境問題日益突出。 近年來, 部分城鎮(zhèn)在環(huán)境保護方面因投入不足導致固廢處理設施建設滯后、焚燒能力不足等問題凸顯。

3 固體廢棄物治理技術應用

以安徽阜陽市界首市垃圾填埋場為例, 闡述垃圾滲瀝液就地處理技術的應用方法。

3.1 項目概況

安徽阜陽市界首市總面積667.3 km2, 城區(qū)規(guī)劃面積為21 km2,人口83.4 萬人,下轄18 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道,其市區(qū)內部現有2 個工業(yè)區(qū)、2 個生活區(qū)、1 個行政區(qū)、1 個金融區(qū)、1 個商貿區(qū),共7 個功能區(qū)。 鎮(zhèn)內工業(yè)企業(yè)共計337 個,重工業(yè)58 個,輕工業(yè)279 個。 其中,年銷售額500 萬元以上的非國有企業(yè)18 個,中型企業(yè)4 個,股份制企業(yè)13 個。 鎮(zhèn)政府將能耗較高、污染較重的企業(yè)定為重點污染源, 并按照相關規(guī)范進行統(tǒng)計。 2021年,該鎮(zhèn)固體廢棄物產生總量為9.49 萬t,固體廢棄物的排放量0.79 萬t,固體廢棄物利用率為89%,其中,利用率較高的為粉煤灰、爐渣(見表1~表3)。該鎮(zhèn)目前未被利用的固體廢棄物數量仍較多,若放任不管易帶來嚴重后果。 該鎮(zhèn)垃圾處理廠結合實際情況對目前主流固體廢棄物的處理方法進行了對比(見表4),高溫堆肥技術有待完善,而該鎮(zhèn)固體廢棄物多數為煤渣磚瓦,多為無機物,不具備堆肥的先決條件,而焚燒對于管理水平要求較高,經營成本較大,若操作不當極易造成二次污染。 因此,該鎮(zhèn)垃圾填埋場決定采用衛(wèi)生填埋處置方法,并配備防滲系統(tǒng)對其垃圾滲瀝液就地進行處理[1]。

表1 2021 年該鎮(zhèn)固體廢棄物產生量

表2 2021 年該鎮(zhèn)固體廢棄物排放量

表3 2021 年該鎮(zhèn)固體廢棄物利用情況

表4 處理方法對比評價

3.2 選址

選擇填埋地址時,應綜合考慮庫容量、地形、土壤、水文地質、氣候條件、噪聲、交通、距離方位、征用難度、開發(fā)等因素。通過篩選,管理人員選定該鎮(zhèn)內部村作為填埋地址,該處距離周圍水源較遠,填埋容量較大,且地殼穩(wěn)定。 場地內基巖裸露,以黏土巖組與粉砂巖為主,有較強的地基承載能力。 水文地質情況較簡單,主要存在于粉砂巖內部且受裂隙影響,水分以浸水形式透出。 此外,由于地下水埋藏較深,含水量較少,且不存在不良地質現象,符合條件。該場地總面積為6.67 hm2(100 畝),僅需搬遷4 戶村民,征地難度較低。 劣勢為距城區(qū)較遠,需修建中轉站以節(jié)省運力。 該場地可容納75 萬m3固體廢棄物,總操作面積4.7 萬m2以上。 由于該鎮(zhèn)固體垃圾以無機物為主,可將其進行壓實。 該場地服務年限約9 年,整體庫容為12 萬m3[2]。

3.3 填埋方式

目前,我國主要填埋方式包括簡易厭氧填埋、厭氧衛(wèi)生填埋及改良型厭氧填埋。 由于前兩種不具備浸出液的處理系統(tǒng),故該鎮(zhèn)垃圾處理廠選用改良型厭氧填埋方法。 在具體應用中,通過工作人員手工分選, 符合填埋條件的固體廢棄物由汽車運輸至場地,由機械推平、碾壓,壓實厚度在50 cm 以下。 當整體厚度達3 m 時,在其上方覆蓋黏土并壓實至20 cm。 壓實后的填埋單元需保持一定坡度,此坡度在2%以上,以便排水,直至場地內完全填滿。

根據現場調查, 發(fā)現場地內部無法滿足天然防滲相關標準,因此,必須進行人工防滲。 目前較常用的防滲系統(tǒng)包括改性土水平襯層系統(tǒng)、HDPE 系統(tǒng)與垂直防滲帷幕系統(tǒng)。 該項目采用較先進的HDPE 系統(tǒng)。 其主要結構有無紡布保護層、30 cm的滲濾液排水層(其中包括管道系統(tǒng)及礫石層)、無紡布保護層、HDPE 防滲層、50 cm 黏土層、場地內原土層。 通過最上層的無紡布避免填埋垃圾進入排水層, 再使用高密度聚乙烯HDPE 與下方黏土層聯(lián)合,構成完整的防滲層,通過排水層的管道聚集滲濾液,最后在場地鋪設排水層,通過排水層之上的無紡布保護與分隔防滲層及排水層。

3.4 氣體控制

為進一步提高填埋場的安全程度, 該項目在填埋場地設置氣體控制系統(tǒng), 其目的是最大限度地保證填埋過程的安全性。 通常氣體控制分為主動與被動兩種方式,對于被動控制需利用場地內的氣體壓力; 對于主動控制系統(tǒng)需通過抽真空的方法進行控制。 由于此垃圾填埋場內部多數為無機物,氣體產生量較小,故采用被動氣體控制系統(tǒng)即可。 管理人員可在場內設置直立排氣井,并采用HDPE 管道,設置保護網,在管道與保護網間填充卵礫石。 建立起排氣系統(tǒng)后,場地內部垃圾腐爛所產生的氣體便能及時排除,可有效避免爆炸事故[3]。

4 結語

綜上所述,固體廢棄物無法再生,其在堆積過程中所釋放的有害氣體對人體健康及自然環(huán)境有不良影響。 本文詳細說明了固體廢棄物的危害及造成的安全隱患, 并以安徽阜陽市界首市垃圾填埋場為例,提出垃圾滲瀝液就地處置技術,將此技術與傳統(tǒng)焚燒、高溫堆肥等進行比較,從選址、填埋形式、氣體控制3 個方面對其應用過程進行說明。 此技術可將固體廢棄物產生的液體污染物就地處理, 且管理難度與經營成本較低,宜進行推廣。

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