城(chéng)市(shì)生(shēng)活垃圾衛生(shēng)填埋處理雖然具有處理量大、操作工(gōng)藝簡單、運作費(fèi)用低(dī)等優點,但是垃圾填埋不具有減量化的特點,填埋需占用較大的土(tǔ)地資源,且敞開(kāi)填埋的作業(yè)方式,較難控制臭味外溢和蚊蠅滋生(shēng),對周邊環境影響較大,填埋過程中産生(shēng)的填埋氣、滲濾液等會(huì)對周邊生(shēng)态環境造成一(yī)定負面影響。為(wèi)了使垃圾填埋場的土(tǔ)地資源得以回用,同時改善城(chéng)市(shì)環境質量,對已填埋飽和的填埋場及時進行封場,封場後的垃圾填埋場被重新規劃開(kāi)放(fàng),通(tōng)過植被重建開(kāi)發成為(wèi)公園、運動場、植物(wù)園、苗圃等城(chéng)市(shì)公共設施。本文就(jiù)對垃圾填埋場生(shēng)态與修複技(jì)術(shù)相(xiàng)關方面進行分析和探讨。
1生(shēng)态修複理論
我國(guó)于1979年(nián)開(kāi)始對生(shēng)态修複進行研究,為(wèi)我國(guó)土(tǔ)地資源的修複與治理帶來的新的思路(lù)和方法。如果生(shēng)态系統受損程度較小(xiǎo),可以通(tōng)過自(zì)身的恢複功能(néng),很快的恢複到(dào)原先狀态,但受損程度過大,自(zì)身恢複無法起作用時,這時可以通(tōng)過人工(gōng)幹預方式進行生(shēng)态恢複。因此,生(shēng)态修複的基本原理就(jiù)是利用生(shēng)物(wù)特性和工(gōng)程技(jì)術(shù)方法對受到(dào)破壞的生(shēng)态系統進行改造,消除危害因素,修複受損結構,使系統能(néng)夠融入到(dào)周圍環境中,讓整個(gè)系統向穩定、健康的良性循環發展,最終使生(shēng)态系統到(dào)達平衡。
2垃圾填埋場的生(shēng)态環境問題
目前,生(shēng)活垃圾處置方式通(tōng)常是填埋、焚燒、堆肥三種。由于垃圾填埋的方法操作簡單、處理量大、運行費(fèi)用較低(dī)等優勢,成為(wèi)大部分國(guó)家處理固體廢物(wù)的主要方法。初始的填埋方式比較簡陋,沒有采取有效的環保措施,導緻的垃圾堆體在十幾年(nián)穩定化的過程中不斷地向環境釋放(fàng)填埋氣和滲濾液,嚴重的污染了當地的環境,對當地的居民(mín)的健康構成了嚴重的威脅。我國(guó)衛生(shēng)填埋場的曆史隻有30年(nián)左右,在填埋飽和後對環境的影響會(huì)持續多(duō)長(cháng)時間,是十幾年(nián)還(hái)是幾十年(nián),還(hái)沒有足夠的實踐經驗。大量的非正規垃圾填埋場正嚴重的污染著(zhe)周邊環境,恢複受污染的環境是我們迫切解決的問題。
3對垃圾填埋場生(shēng)态修複技(jì)術(shù)的思考
3.1地下(xià)水(shuǐ)污染控制
3.1.1垂直防滲處理技(jì)術(shù)
垂直防滲處理技(jì)術(shù)是在垃圾填埋場的下(xià)遊或周邊形成垂直防滲帷幕牆,使場區為(wèi)一(yī)相(xiàng)對獨立的水(shuǐ)文地質單元,垃圾滲濾液被攔截在庫區一(yī)側,不會(huì)通(tōng)過填埋場的基底及側壁向周圍擴散,而污染地下(xià)水(shuǐ)。該技(jì)術(shù)比較經濟,且施工(gōng)簡便,最适合具有獨立水(shuǐ)文地質單元,且場地和谷口不透水(shuǐ)層較淺的山谷性填埋場使用,其通(tōng)常是在廠區地下(xià)水(shuǐ)徑流通(tōng)道的出口處,設置垂直的防滲設施:如防滲牆,防滲闆和灌漿帷幕等,來阻攔滲濾液向下(xià)遊的滲漏,從(cóng)而達到(dào)防治污染下(xià)遊地下(xià)水(shuǐ)的目的。
目前垃圾填埋場垂直防滲帷幕,主要分為(wèi)剛性防滲和柔性防滲兩大類。
剛性防滲在填埋場修複工(gōng)程中應用廣泛,一(yī)般分為(wèi)灌漿帷幕和垂直防滲牆兩大類,灌漿帷幕指利用壓力将能(néng)固結的漿液,通(tōng)過鑽孔注入岩土(tǔ)孔隙或裂隙中,以減小(xiǎo)岩土(tǔ)體的滲透性。垂直防滲牆指先在岩土(tǔ)體中,鑿孔成槽,以泥漿護壁,并在槽孔中澆築混凝土(tǔ)或塑性混凝土(tǔ),形成的連續防滲牆體。
柔性防滲,先在岩土(tǔ)體中,鑿孔成槽或成溝,或進行大開(kāi)挖,形成工(gōng)作面,在溝槽中施工(gōng)保護層,鋪設柔性防滲材料如HDPE膜等,回填後形成連續防滲體。
3.1.2滲濾液收集導排
為(wèi)避免地下(xià)水(shuǐ)污染,封場前需對垃圾填場垃圾堆體進行勘察取樣,如果垃圾堆體由于污泥等原因,透水(shuǐ)性差,垃圾滲濾液積存量大,需要适當增加滲濾液導排設施。在垃圾堆體兩米以下(xià)設置滲濾液導排盲溝,盲溝内鋪設HDPE穿孔管,将滲濾液收集到(dào)下(xià)遊,通(tōng)過設置倒排豎井,将滲濾液抽排到(dào)調節池統一(yī)處理。
3.2土(tǔ)壤修複
對已污染的土(tǔ)壤,通(tōng)過改性法進行修複。土(tǔ)壤改性法主要對土(tǔ)壤環境中的黏土(tǔ)層注入表面活性劑和有機(jī)改性物(wù)質,進而達到(dào)土(tǔ)壤改性的目的,當土(tǔ)壤轉變為(wèi)有機(jī)土(tǔ)壤時,就(jiù)可以對地下(xià)水(shuǐ)中的有機(jī)污染物(wù)進行吸附,然後利用土(tǔ)著微生(shēng)物(wù)降解吸附在土(tǔ)壤中的污染物(wù),從(cóng)而達到(dào)徹底消除污染物(wù)的目的。土(tǔ)壤改性法其成本較低(dī),施工(gōng)也十分便利,所以在垃圾填埋場地下(xià)水(shuǐ)修複中有著(zhe)較為(wèi)廣泛的應用,并且取得了一(yī)定的治理效果。
3.3封場覆蓋
比較通(tōng)用做法是采用HDPE膜對垃圾堆體進行全方位覆蓋,膜下(xià)鋪設碎石層導排填埋氣及滲濾液,并設置土(tǔ)工(gōng)織布保護HDPE膜,膜上(shàng)設置排水(shuǐ)網格,導排表面雨水(shuǐ),最後覆土(tǔ)。表面土(tǔ)的選擇對植物(wù)生(shēng)長(cháng)和品質影響很大,直接影響到(dào)生(shēng)态修複的效果。如何去選擇表面覆蓋材料主要取決于投入支出與生(shēng)态恢複産出效益,同時針對不同的生(shēng)态恢複設計方案和不同的垃圾填埋地點也有所不同。對以降低(dī)投入為(wèi)優先因子的設計方案,推薦垃圾土(tǔ)、活性污泥、爐渣和粉煤灰,其中以垃圾土(tǔ)為(wèi)首選材料;對以獲得植物(wù)産出效益為(wèi)主要目的設計方案,應首先選擇砂土(tǔ)為(wèi)覆蓋材料,其次推薦壤土(tǔ)。
3.4填埋氣收集
填埋氣體中的甲烷,在空氣中達到(dào)5%-15%的濃度時,具有爆炸可能(néng),如果填埋層中甲烷,不引導而随意排入大氣,就(jiù)有可能(néng)聚集在建(構)築物(wù),或者是附近的封閉空間裡(lǐ),達到(dào)一(yī)定含量,遇明火就(jiù)發生(shēng)爆炸;另一(yī)方面,由于氣體不能(néng)導出,将導緻堆體内壓力積聚,當達到(dào)壓力臨界值時,會(huì)引發堆體滑坡,就(jiù)是常說的壓力爆炸,為(wèi)了避免這些氣體在填埋垃圾内積累,消除由此而來的潛在火災及爆炸危險,在垃圾層中設置氣體導排系統是必要的。
填埋氣收集一(yī)般采用豎向收集井加橫向水(shuǐ)平收集盲溝的方法,對填埋氣進行收集,豎向收集井布置間距根據垃圾堆體的産氣率設置,收集井最後與收集管網連接,主動收集後進入填埋氣燃燒火炬燃燒。如果垃圾産氣率高(gāo),建議上(shàng)填埋氣發電(diàn)項目,資源化利用,既經濟又(yòu)環保。
3.5滲濾液處理
填埋場滲濾液,存在水(shuǐ)量變化大,水(shuǐ)質沖擊負荷大,高(gāo)COD、BOD,氨氮含量高(gāo)的特點,滲濾液處理是生(shēng)态修複中一(yī)重點和難點。滲瀝液處理宜采用“ 預處理+生(shēng)物(wù)處理+深度處理”的工(gōng)藝組,也可采用“預處理+生(shēng)化處理”或“生(shēng)物(wù)處理+深度處理”的工(gōng)藝組。目前主流做法是選用“預處理+ A/O +MBR超濾系統+NF系統+RO系統的處理工(gōng)藝,其中預處理可采用水(shuǐ)解酸化、混凝沉澱、砂濾等工(gōng)藝,可根據滲濾液特點選擇建設,通(tōng)過後續MBR和反滲透系統處理後,出水(shuǐ)率可達75%-85%,水(shuǐ)質滿足GB16889表二排放(fàng)标準,每噸水(shuǐ)處理費(fèi)用60-70元。缺點是系統産生(shēng)15%-25%的濃縮液,目前大都進行回灌到(dào)填埋場處理,也有地區開(kāi)始采用蒸發等工(gōng)藝處理,但處理工(gōng)藝并不成熟和穩定。最近一(yī)兩年(nián),納濾系統後通(tōng)過增加減量膜處理系統,出水(shuǐ)率可提高(gāo)10%左右。
滲濾液處理的另一(yī)種工(gōng)藝是天子嶺模式,即GZBS處理工(gōng)藝,該工(gōng)藝前端是基于優化芽孢杆菌處理系統的生(shēng)化處理,後端采用“Fendon+BAF”的深度處理。該處理工(gōng)藝突破了主流工(gōng)藝日漸突顯的濃縮液無法妥善處理的技(jì)術(shù)瓶頸,但處理後的水(shuǐ)質氯離子偏高(gāo)。
3.6修複植物(wù)的選擇
通(tōng)常垃圾填埋場的生(shēng)态環境比較惡劣,且不同地區不同類型垃圾填埋場的環境條件(jiàn)也有所差異,因此,選擇合适的植物(wù)品種是決定垃圾填埋場植被重建成功與否的關鍵。受環境條件(jiàn)的限制,在進行垃圾填埋場植被重建時,一(yī)般選擇抗逆性強、易于管護、景觀效果好的本土(tǔ)植物(wù)品種作為(wèi)修複植物(wù)。修複植物(wù)的選擇對垃圾填埋場的植被恢複具有重要意義。
國(guó)内相(xiàng)關工(gōng)程研究結果表明,喬灌木(mù)對垃圾沼氣等的抗性因種類不同而有差異,草(cǎo)本植物(wù)因根系淺、多(duō)為(wèi)須根,匍匐莖根,在分場覆土(tǔ)表面較容易生(shēng)長(cháng),主要物(wù)種為(wèi)牛筋草(cǎo)、畫(huà)眉草(cǎo)、知風草(cǎo)等,因此生(shēng)态修複階段建議坡頂上(shàng)以低(dī)矮綠化為(wèi)主,地被、灌木(mù)加開(kāi)花小(xiǎo)喬木(mù)結合地形,營造層次豐富的感覺,邊坡上(shàng)根據不同坡比以植草(cǎo)噴播,地被加灌木(mù)為(wèi)主,形成連貫的色帶,坡角及周邊與綠籬加大喬木(mù)種植形式,增加植物(wù)群落的多(duō)樣性和穩定性,阻擋視線,同時又(yòu)可以起到(dào)阻隔灰塵廢氣和噪音(yīn)的作用。考慮到(dào)經濟回收率,也可以建成種植苗圃。
結語
随著(zhe)我國(guó)社會(huì)經濟的快速發展和城(chéng)市(shì)化進程的不斷加快,城(chéng)市(shì)土(tǔ)地資源日益緊張,如何将垃圾填埋場占用的大量土(tǔ)地進行複墾開(kāi)發利用,越來越引起政府主管部門(mén)和科研人員(yuán)的關注。對城(chéng)市(shì)垃圾填埋場進行封場、植被恢複和景觀重建,不僅可以有效利用土(tǔ)地資源、改善周邊生(shēng)态環境,而且對于優化城(chéng)市(shì)環境、促進城(chéng)市(shì)和諧健康發展具有重要意義。