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生活垃圾处理的方式主要有卫生填埋、垃圾焚烧和高温堆肥三种。垃圾焚烧是一种高温热处理工艺,具有使垃圾高度减量、无害化和可以供热、发电的优点,但是所需投资高,尾气处理工艺复杂,适用于经济发达,垃圾热值高和土地少的地区[1]。垃圾高温堆肥是在一定的温度下,使垃圾中的有机质在微生物的作用下进行生物化学反应,最后形成腐殖质,可作肥料或土壤改良剂。堆肥法的优点是投资低、技术简单、有机物分解后可以作为肥料再利用从而达到资源循环利用,但是对垃圾分类要求高,垃圾分解过程中产生的臭味会污染环境,适用于场地缺乏、垃圾分类系统完善的地区。卫生填埋法是目前国内外广泛应用的垃圾处理方法,简单易行,处理量大,但是会占用大量的土地资源。
城市垃圾卫生填埋厂环境影响评价的内容丰富,包括填埋场选址的评价、自然环境质量现状评价、施工期机械噪声和扬尘污染评价、生态环境破坏评价、营运期渗滤液和填埋气污染评价[2-4]、封场期恶臭气体、可燃气体、渗滤液产生评价和生态环境恢复评价[5]、环境风险评价[6]等。渗滤液和填埋气体的评价是整个垃圾卫生填埋场评价工作的要点,因此,笔者将以沙湾县城填埋场为例,依据《生活垃圾填埋污染控制标准》的要求,分析垃圾渗滤液和填埋气体的来源、产量、组成、危害和防止措施。
1项目概况
沙湾县区卫生垃圾填埋场拟建场区属于半荒漠地区,方圆10km之内无地表水体,水源缺乏,为大陆性干旱气候特征,气候异常干燥,降水稀少,蒸发量大,日照长,昼夜温差相对;东、西、北三面10km之内无人居住,南面距离最近的环境敏感点村民居住区约4km。土壤多以富水性差,透水性强的沙土为主,且次生盐碱化。地下水开采条件较差,单位涌水量小,植被主要以梭梭、红柳等灌木为主。填埋场占地面积约30万m2,分2个区进行建设,总库容80.05万m3,使用年限20年。当地垃圾主要以居民生活垃圾和商业垃圾为主,垃圾无机成分占70%以上,垃圾热值低于3500kJ/kg,适于填埋处理。
2预测模式和方法
(1)单因子指数法[7]。
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式中,Pi为单项指标污染指数;Ci为第i种污染物浓度(3mg/m);Coi为第i种污染物评价标准(mg/m3)。
(2)COD估算模型[8]。
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式中,YCH4为1kg填埋垃圾的理论产CH4量(M3/kg);ω为填埋垃圾的含水率;V为1kg垃圾的有机物含量(%);COD为填埋垃圾1kg有机物的COD值。
(3)面源扩散模式[9]。

式中,C为落地浓度(mg/m3);Q为污染物源强(mg/s);U为平均风速(m/s);σy为水平扩散参数(多为C类按GB/T13201-91中B类取值);σz为垂直扩散参数(同上);y为y轴向离污染源距离(m);L为面源宽度(m);H为排放源的有效宽度(m)。
(4)经验-合理式模型[10]。
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式中,Q为渗滤液产生量(m3/d);I为降雨量(mm/d);C为浸出系数;A为填埋面积(m2)。
3结果与分析
3.1填埋气体和臭气评价分析
3.1.1空气监测现状。大气环境评价范围选定在以填埋场为中心半径1.5km的区域。根据单因子指数法的计算,由图1可知,大气各类污染因子均不超标,该地区环境质量满足《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的二级标准。
图1大气污染物检测结果
3.1.2空气环境影响评价。垃圾填埋场的有机物生物分解过程产生的填埋气体是混合气体,其中甲烷含量最大约占50%以上,其余为CO2、H2O、CH4等,H2S和NH3为主要的恶臭物质。因此,笔者考虑的空气污染物主要因子为CH4、H2S和NH3。由式(2)计算出甲烷的源强为4.64kg/h,类比资料[9-12]计算出H2S和NH3的排放源强为0.027和1.011kg/h,由面源扩散模式式(9)计算出CH4、H2S和NH3的地面轴线浓度;根据臭气物质浓度和臭气强度之间的函数关系韦伯-费西纳公式[11]NH3:y=1.671lgx+2.38,H2S:y=0.951lgx+4.14得到臭气强度值(表1),结合单因子指数法式(1)进行评价,结果见表2。
表1恶臭气体强度分级[9,11]
表2臭气强度评价
由表2可知,在填埋区50m范围内臭气强度最大,200m范围内可以降到臭气闽值1~0级,超出200m外基本感觉不到臭味。氨气排放浓度可以满足恶臭污染物场界标准中的二级标准(GB14554-93),而H2S的排放浓度在100m以外满足排放限值。由于拟建项目周围3km之内无环境敏感点,所以臭气物质对周围环境影响不大。
填埋垃圾中的有机物降解会产生大量的甲烷,当甲烷在空气中的浓度达到5%~15%时,容易发生爆炸燃烧,对CH4的地面轴线浓度预算为(单位:mg/m3):20m 0.342,50m 0.191,80m 0.116,100m 0.081,150m 0.050,200m 0.036,300m 0.021,400m 0.016。在填埋场内设置导气装置系统,并在导气管口设置点火装置,控制CH4的浓度。
3.2渗滤液评价
3.2.1地下水监测现状
地下水的评价范围为以填埋场为界,边长为4km的正方形区域。地下水的采用单因子指数法对地下水检测结果进行评价。由表3可知,地下水水质较好,各污染因子浓度数值低于《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中的三类标准限值。
3.2.2渗滤液产量和组成分析。拟建项目营运期渗滤液的主要来源是垃圾本身含水量和厌氧发酵产生的水分,根据式(4)的经验-合理式模型,求的填埋场日均渗滤液产量为9.3m3/d,类比资料得到渗滤液组成见表4。
表3地下水检测结果评价
由表4可知,除了SS和大肠杆菌外,其余检测项目浓度值均严重超出《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)中规定的生活垃圾渗滤液排放的限值中的二级限值。由于渗滤液产量较低,并且当地气候干燥,降水稀少,蒸发量大,因此采用多次回喷蒸发处理,可以设置采集收集系统和调节池来降低渗滤液中超标污染物浓度。
表4渗滤液组成评价
4结论
(1)填埋场营运时期的主要评价因子是填埋废气和渗滤液。填埋废气的主要污染物是CH4和恶臭物质H2S、NH3。根据地面轴线浓度和臭气强度的预测结果,距离拟建场地200m外臭气强度降为零级,可以满足排放标准的要求。
(2)根据经验公式的计算,拟建项目的渗滤液产量较低,渗滤液中的CODcr、BOD5和氨氮都严重超标,因此必须采取收集装置和调节池来降低污染物浓度,结合当地的气候状况,回喷蒸发处理是渗滤液处理的合理途径。
(3)调节池也会产生一定的恶臭气体,因此必须采取投加药剂或者封盖的手段减少恶臭气体产生,为防止CH4爆炸的风险事故发生,须设置点火装置及时燃烧产生的CH4气体,减少空气中CH4的含量。
参考文献
[1]赵坤,吕志强.城市生活垃圾处理方案的选择[J].环境卫生工程,2001,9(2):68-71.
[2]苑春晖.生活垃圾卫生填埋场环境影响评价的几个要点[J].内蒙古环境科学,2009,21(3):56-59.
[3]孙亚敏,唐萍.城市生活垃圾卫生填埋场环境影响评价[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2007,30(2):196-199.
[4]郭水龙.论城市生活垃圾卫生M埋场的环境影响评价[J].环境保护,2001(1):28-30.
[5]敖漉,易其臻,谢朝新,等.一般固废填埋场环境影响评价探讨[J].环境科学导刊,2010,29(2):79-81.
[6]韩东升,萧国芽,谢雯.城市垃圾填埋场环境风险评价浅析[J].山东化工,2007,36(10):20-23.
[7]国家环境保护总局开发监督司.环境影响评价技术原则与方法[M].北京:北京大学出版社,1992.
[8]刘春华.固体废物填埋场气体产生过程及模型研究[D].北京:清华大学,1995.
[9]刘先利,傅朝杰,罗建国.巴东县城市垃圾处理场空气环境质量评价[J].环境工程,2001,19(1):47-49.
[10]蒋建国,梁顺文,陈石,等.深圳下坪填埋场渗滤液产生量预测研究[J].新疆环境保护,2002,24(3):1-4.
[11]邹梓,林剑,陈娟,等.垃圾填埋场臭气评价方法研究[J].地球与环境,2010,38(1):75-78.
[12]要黄磊,安琪,程璜鑫.垃圾填埋场环境影响预测与环保对策研究——以武汉金口卫生填埋场扩建工程为例[J].湖南科技大学学报:自然科学版,2005,20(1):83-86.