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城市垃圾填埋范文1
Risk Analysis on Municipal Solid Waste Landfill
HUI Yuan1,2，JIANG Yonghai2，XI Beidou2
(1. Shenyang University of Aeronautics and Astronautics, Liaoning Shenyang 110136; 2.Laboratory of Urban Environmental Systems Engineering, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012)
Abstract: In the landfill process of municipal solid waste may have environmental risks, including fire, explosion, leachate pollution, slope instability and odor pollution. This article gives an analysis based on the discussion of all the environmental risk accidents, and also summarized the causes of risk, hazard and effect factors. Finally the development direction of the preventive steps for landfill environmental risk is pointed out.
Key words：municipal solid waste；landfill；risk analysis
1. 引言
城市生活垃圾是指在城市日常生活或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固态、半固态废弃物。随着自然资源的开发利用和社会文明、经济的发展，城市生活垃圾的产生量急剧增加。据报导，全世界每天新增城市垃圾469.49万t，人均日产垃圾0.81kg，垃圾产生量的年平均增长速度高达8.24%。我国城市生活垃圾的产生量更是大于10%的速度持续增长，历年垃圾堆存量已达66亿吨，占用耕地超过5亿平方米。因此，垃圾处理或处置就成了亟待妥善解决的问题。纵观世界，城市垃圾处理方法很多，如堆肥法、焚烧法、填埋法、蚯蚓床法、热解法等。其中，卫生填埋法由于成本低廉，处置彻底，能达到垃圾无害化和资源化，成为当前国际上应用最为普遍，技术最成熟最终处理方式，也是目前乃至今后相当长时间内，我国绝大多数地区处理城市生活垃圾不可替代的主要手段。我国生活垃圾中约有70%采用卫生填埋的方式进行处置。
据建设部统计，截至2006年底，我国共建有生活垃圾填埋场372座，处理能力达7103万吨。虽然我国的垃圾填埋场建立了较完善的废物接收、贮存和预处理系统、防渗和渗滤液收集系统以及覆盖和填埋气导排系统，并采取了一系列环境保护工程措施，但仍可能会发生多种风险事故，如贮存、预处理车间发生渗漏，渗滤液渗漏污染地下水，填埋场边坡失稳、崩塌以及填埋气火灾爆炸等。风险事故一旦发生，必然会对周围环境造成严重污染，危害人群健康。因此，研究生活垃圾填埋场处置过程，分析填埋场中可能发生的各种风险事故，对填埋场风险事故的防范和人群健康的保护具有重要意义。
2. 生活垃圾填埋场风险分析
2.1 火灾爆炸
火灾爆炸是填埋场中常见的风险事故之一，导致其发生的罪魁祸首是填埋场本身所产生的填埋气体。我国城市生活垃圾年产生量约为1.5亿t，如果其中70%采用填埋处置方式，将会产生约460亿m3的垃圾填埋气体。大量的填埋气体若是不进行收集利用或者利用不当，发生泄露，引发火灾爆炸事故必将造成巨大的危害。
2.1.1 填埋场气体的组成
填埋场气体是城市生活垃圾填埋处理过程中，有机废物经厌氧降解产生的混合气体，其主要成分包括CH4、CO2、H2、N2和O2，还有一些微量气体，如H2S、NH3、庚烷、辛烷、氯乙烯等。其中CH4和CO2二者约占填埋气体的99.5%-99.9%，H2S和NH3等有毒的恶臭成分约占0.2%-0.4%。
2.1.2 填埋气火灾爆炸条件
填埋气爆炸一般需要具备三个条件：（1）适当的甲烷浓度：一般在5%-15%之间，当甲烷浓度为9.5%左右时爆炸最为强烈；（2）达到甲烷引火温度：甲烷的引燃温度一般为650-750℃。明火、电气火花、吸烟甚至撞击磨擦产生的火花等都可达到之一温度。（3）氧气浓度：填埋气爆炸界限与氧气浓度密切相关，氧气浓度增加，爆炸极限范围扩大，反之亦然，当氧气浓度降低到12%以下，甲烷混合气体失去爆炸性。
2.2.3 填埋气爆炸类型
2.2.3.1 物理爆炸
物理爆炸是由于填埋场中产生的甲烷在垃圾层中大量积聚，形成了强大的能量，当积聚的压力大于覆盖层压力时，在瞬间将垃圾以迅猛速度突出，发生减压的膨胀。发生物理爆炸事故，除垃圾产生甲烷是必要条件外，填埋的深度、覆盖层的厚度和层数，以及覆盖层的透气性都是影响爆炸的因素。当垃圾上覆盖土层或填埋深度增加，透气性受到影响，甲烷垂直扩散运动受到阻碍就会横向迁移，从而在垃圾中容易发生积累而增加爆炸的危险性。
2.2.3.2 化学爆炸
当大量释放与扩散的可燃性填埋气没有立即遇到火源时，这些可燃气体大量积聚，在相当大的空间范围内形成云状气团（层），并不断扩散；当遇到火源时，可能被点燃，发生化学爆炸。由于外界环境、火源特性不同，产生的爆炸也不同。填埋场气体的化学爆炸主要为闪火和蒸气云爆炸。化学爆炸必须同时满足前面提到的甲烷浓度、引火温度和氧气浓度三个条件。
2.2 渗滤液污染
填埋降解过程中会产生大量垃圾渗滤液。渗滤液其收集、防渗及处理过程中可能产生的渗漏是填埋场存在的最大潜在风险因素。垃圾填埋场渗漏污染的环境危害非常巨大，垃圾填埋场渗滤液渗入地下后，会使周围地层介质的物性发生变化，土壤被污染后，将会盐碱化、毒化，土壤中的寄生虫、致病菌等病原体能使人致病；还可能污染地下水，并最终进入人类的食物链，对整个生态环境系统造成严重破坏。
2.2.1 垃圾渗滤液的来源
垃圾渗滤液，是垃圾发酵分解后产生的液体和溶解于其中的溶解性、悬浮性物质已经外来水分混合而成的一种含有高浓度悬浮物和有机或无机成分的液体。垃圾渗滤液主要来源于三个方面，一是填埋区周边降水、地下水及地表排水的渗入；二是垃圾填埋后由于微生物的厌氧分解作用而产生的液体；三是废弃物的本身持水，当垃圾受压、发生降解时其中固体含量减少，有机物转化为无机物，使垃圾持水能力下降，导致部分初始含水释放。
2.2.3 垃圾渗滤液环境污染
2.2.3.1 渗滤液污染地表水
垃圾渗滤液属高浓度难降解有机废水，成分复杂，毒性强，直接接触对于植被及人畜均存在较大的危害风险，是潜在的地表水污染风险源。垃圾渗滤液一旦通过渗透或其他方式进入下游用水区，会影响地表水水体，给周围人畜饮水、农田或果树生在带来严重危害。此外，还容易形成下游地表径流，对周边更大范围内的地表水体造成危害。
2.2.3.2 渗滤液污染地下水
垃圾渗滤液污染地下水的主要途径是通过包气带下渗进入地下水含水层，由于其浓度高，流动缓慢，渗漏持续时间长，即使是在填埋场封场后仍是地下水的最主要污染源。渗滤液对地下水的污染影响程度因填埋场水文地质条件不同而存在差异，一般情况下，防渗能力强的地区，渗滤液对地下水的影响较小。此外，不同污染物的影响程度也有所不同，一部分污染物能够被表层的土壤有效地阻留而积累下来，而另一部分污染物则渗透到深层土壤，进入到含水层的饱和区对地下水造成污染，如各种有机物及部分重金属等。
2.2.3.2 渗滤液污染土壤
渗滤液发生渗漏污染都是首先进入填埋场周围土壤层，也会对土壤环境造成严重污染。垃圾堆体经降雨淋溶产生的大量渗滤液中含有的有害成分可能会改变土质和土壤结构，使土壤碱度增高，重金属富集，土质和土壤结构遭到破坏，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长，或在周围机体内积蓄，危害食物链。
2.3 边坡失稳
垃圾填埋体作为特殊土体，与一般土体一样也存在边坡稳定问题。尤其是在持续降雨之后，填埋场的边坡失稳的频繁发生。垃圾填埋堆坍塌，填埋渗滤液渗漏，严重污染周围环境，给国民经济造成不可挽回的损失。
2.3.1 填埋场边坡稳定性影响因素
影响填埋场边坡稳定性的主要因素包括：①持续一定时间的降雨入渗，这是最重要影响因素；②废弃物岩土工程特性；③边坡位置多层衬垫系统的工程特性及中间盖层土与最终盖层土的岩土工程特性；④填埋体边坡的几何特征；⑤渗滤液产生与迁移情况；⑥垃圾气体的产生与迁移情况。
2.3.2 垃圾填埋场边坡破坏形式
填埋场潜在的边坡破坏模式可分为6种：①边坡及坡底破坏；②衬垫系统从锚沟中脱出向下滑动；③沿固体废弃物内部破坏；④穿过垃圾和地基发生破坏；⑤沿衬垫系统的破坏； ⑥封顶和覆盖层的破坏。
2.3.3 降雨渗流作用对土坡稳定性的影响
降雨渗流作用对填埋场边坡稳定性具有重要影响，大部分填埋场边坡失稳通常是出现在降雨后，尤其是持续一定时间的雨。发生降雨时，垃圾堆体含水率增加，达到饱和后产生大量渗滤液。渗滤液和雨水不断流出，冲刷带走垃圾中大量无粘性的细小颗粒，引起垃圾堆体内颗粒或群粒移动，致使边坡土体的强度下降，容重增大，坡面的安全系数减小，破坏了边坡稳定性，引起滑坡失稳，垃圾堆体滑塌。并非所有的降雨都能诱发滑坡，垃圾堆体的滑坡需要有一定的降雨量、降雨强度、降雨时间。
2.4 恶臭气体污染
填埋过程中发生的一系列物理、化学、微生物反应，产生的大量有恶臭、强刺激、易燃、易爆的填埋气体，其中H2S、NH3、CH3SH等属于典型的恶臭气体。恶臭污染是由于恶臭气体的存在而产生的一种感觉公害，它直接作用于嗅觉，使人产生厌恶，甚至中毒，危害人类健康。
2.4.1 填埋场主要恶臭气体
城市生活垃圾卫生填埋场内恶臭气体主要为各种硫化合物，包括H2S、NH3、CH3SH等。其中H2S为最重要的一种易挥发、无色的恶臭性气体，相对密度较大，越接近地面浓度越高。长期吸入会导致人体质变弱、抵抗力下降，易发生肠炎和心脏衰弱，神经紊乱、多发性神经炎等。如果H2S浓度过高，会使人中枢神经麻痹，导致窒息死亡。NH3是一种无色，而有强烈刺激性气味的气体，在水中的溶解度很高。NH3对上呼吸道有强烈刺激和腐蚀作用。
2.4.2 填埋场恶臭气体的来源
填埋场恶臭气体主要来源于垃圾填埋区和渗滤液处理区。填埋场由于填埋场填埋工艺的原因，从垃圾收集、压实、转运、垃圾填埋过程、最终封场、稳定等过程中，垃圾始终处于降解过程中，H2S、NH3等恶臭气体不断从填埋过程和填埋区放出。垃圾渗漏液处理过程中，伴随着大量有机、无机化合物的浓缩，各种恶臭气体会从中溢出。
3. 结论
目前，我国城市生活垃圾产生量巨大，危害严重，主要采用填埋法处置。由于生活垃圾填埋过程中会产生大量填埋气和渗滤液，因此，卫生填埋场会对周围环境及人群健康产生极大风险。填埋场风险一般主要包括填埋气的恶臭污染、火灾爆炸、渗滤液渗漏污染及垃圾堆体边坡失稳、坍塌等。虽然大多数的垃圾填埋场位于市郊，并且为空旷场地，但是随着城市化进程的加快，不能轻视填埋场可能造成的事故灾害，应该针对填埋场本身的特征，制定安全管理措施并进行安全运行控制，这样可以避免造成财产的损失和人员的伤亡。
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城市垃圾填埋范文2
关键词：城市垃圾；垃圾渗滤液；处理工艺
1引言
随着我国城市化发展进程的加快，城市人口的不断增加，城市垃圾也越来越多，垃圾的成份也日趋复杂，因此造成的环境污染也日益严重，城市垃圾的处理已经成为目前亟待解决的首要问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋，它能够长期、安全、可靠地处理无再利用价值的固体废弃物[1]。因此，近年来垃圾卫生填埋场在各个城市兴建起来。填埋场设计和管理的一项主要内容就是垃圾渗滤液的控制和处理，如果垃圾渗滤液处理不当就会对环境造成二次污染，致使垃圾的卫生填埋失去应有的价值和意义[2]。故垃圾渗滤液处理是否达标排放是衡量一个填埋场是否为卫生填埋场的重要指标之一[3]。渗滤液的成分相对比较复杂，含有很多污染物质，如果不经过处理直接排放将会对城市环境造成巨大的危害。并且由于垃圾渗滤液的水质和水量变化较大，给处理工艺的选择和运行带来困难。因此，垃圾渗滤液是一种处理难度较大的废水[4]。
2垃圾渗滤液的性质
2.1渗滤液的来源
垃圾填埋场的渗滤液主要有以下来源：自然降水、废物中自身含有的水分、地表径流、有机物分解生成的水分、地下水等。
2.2渗滤液的特征
影响垃圾渗滤液水质的因素包括水分供给情况、填埋场表面情况、垃圾性质、填埋场底部情况、填埋场操作运行方式和填埋的时间等[5]。正因为影响垃圾渗滤液的因素多种多样，才会使得渗滤液中污染物质的种类、浓度变化很大，所表现出来的特征是水质波动较大、成分相对复杂、生物可降解性随着填埋场的场龄增加而逐渐降低、金属离子含量低、污染物浓度高、持续时间长、流量小且不均匀等[6]。城市垃圾渗滤液污染物含量的典型指标见表1[7～12]。
从表1中可知，垃圾渗滤液分为年轻渗滤液、中位年龄和老龄渗滤液，渗滤液中有机污染物质很多，且含有10多种重金属离子，水质很复杂。并且渗滤液的COD、BOD和氨氮含量很高。除此之外，垃圾渗滤液的水量变化很大，填埋场中产生的渗滤液量的多少会受很多因素的影响，如降雨量、蒸发量、地下水的渗入量、垃圾自身的特性、地表径流量和填埋场的结构等等[13]。
3垃圾渗滤液的处理技术
近年来，国内外对于垃圾渗滤液处理技术的研究取得了很大的进步。尤其是在欧美等经济发达的国家，对垃圾渗滤液的研究已经取得了一些成果，在处理垃圾渗滤液的方法上，现在比较常见的有：物理化学处理法、生物处理法、土地过滤法等。
3.1物理化学处理法
物理化学法就是通过一系列物理、化学反应去除垃圾渗滤液中的不可溶组分和可吸附有机物，同时将垃圾渗滤液中的难生物降解有机物转化为易生物降解的有机物并将其去除[1]。物理化学法主要有混凝沉淀法、活性炭吸附法、化学沉淀法、化学氧化法、密度分离法等。物理化学处理法受水质水量变化影响较小，出水水质相对比较稳定，尤其是对BOD/COD比值介于007～020之间含有毒、有害的难以生化处理的渗滤液处理效果比较好[14]。
3.1.1混凝沉淀法
混凝沉淀法是将混凝剂投加在废水当中，使废水中的悬浮物和胶体聚集形成絮凝体，再加以分离的方法。在目前，常采用的混凝剂多为AL2（SO4）3、FeSO4、FeCl3以及聚铁、聚铝等[15～17]（表2）。
3.1.2化学氧化法
化学氧化法是利用强氧化剂氧化分解废水中的污染物质，以达到净化废水的目的，是最终去除废水中污染物质的有效方法之一[18]。化学氧化法主要去除渗滤液中的色度和硫化物，对COD的去除率通常为20%～50%[19]。处理垃圾渗滤液方面应用的化学氧化法主要有Fenton法、光化学氧化法、电化学氧化法等（表3）[21～29]。
（1）Fenton法。Fenton 试剂是一种由H2O2、Fe2+组成的均相催化氧化体系，氧化和絮凝作用是其去除有机污染物的2 个主要途径。选用Fenton工艺对经过生化处理的城市垃圾渗滤液进行深度处理，结果表明：该工艺具有氧化和混凝的双重作用，其最优工艺条件为：[H2O2]=38.8mol/L、初始pH值=3、混凝pH值=8，反应时间60min，H2O2为一次投加。在此条件下，COD和TOC的去除率分别达63.43%和80.58%[20]。郭劲松等[21]对垃圾渗滤液进行实验，在最佳的实验条件下，考察了Fenton试剂对渗滤液中不同表观分子质量和不同种类有机物的去处效果。结果表明，进水COD为4500mg/L，去除率可达76%，且Fenton试剂对富里酸和腐殖酸的去除率分别为85%和68.4%。王杰等[22]以颗粒活性炭为催化剂，建立活性炭-Fenton催化氧化体系，对垃圾渗滤液进行有效处理，分别考察了反应时间、pH值、活性炭用量和过氧化氢用量对废水处理效果的影响，结果表明：在反应时间为30min、pH值=3、活性炭用量20g/L、硫酸亚铁用量0.02mol/L和过氧化氢用量2ml/L的条件下，可使废水的COD从3000mg/L降至1522.2mg/L，COD去除率达到48.26%。
（2）光催化氧化法。光催化氧化法是一种能耗低、易操作、工艺较为简单、没有二次污染的技术，并且对于一些特殊的污染物质的处理比其他方法要好，因此该法应用前景良好。其原理是在废水中加入一定数量的催化剂，在光的照射下产生自由基，利用自由基的强氧化性达到处理目的[23]。光催化化学采用的半导体有二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁。D E Meeroff等[24]用TiO2作催化剂进行光催化氧化垃圾渗滤液实验，垃圾渗滤液经过4h的紫外光催化氧化后，COD去除率达到86%，BOD/COD从0.09提升到0.14，氨氮去除率为71%，色度去除率为90%；反应完成后85%可被回收。黄本生[25]等以城市生活垃圾为研究对象，采用悬浮态半导体催化剂对渗滤液进行处理实验。研究表明，在一定的实验条件下，用ZnO/TiO2复合半导体催化剂处理垃圾渗滤液效果较好，用光催化氧化法处理垃圾渗滤液，COD的去除率可达84.48%。T I Qureshi[26]等用紫外光-光催化氧化法处理垃圾渗滤液，在最佳的实验条件下，TOC和颜色的去除率分别为61%和87.2%，BOD/COD显著增加，从0.112提升至0.32，COD的去除率也达到63%。
（3）电化学氧化法。电解氧化法处理废水的实质就是利用电解作用把水中有毒物质变成无毒或是低毒物质的过程[27]。E Turro等 [28]对影响垃圾渗滤液电解氧化处理的因素进行了研究，以Ti/IrO2-RuO2为电极，HCLO4为电解质，结果表明：反应时间、反应温度、电流密度和pH值是影响处理效果的主要因素，在温度为80℃、电流密度为0.032A/cm2、pH值=3的条件下反应4h，COD由2960mg/L降至294mg/L，TOC由1150mg/L降至402mg/L，色度去除率可达100%。魏平方[29]等用电化学氧化法处理垃圾渗滤液，研究表明，电化学氧化过程可有效的去除垃圾渗滤液中的污染物。当电流密度为12A/dm2，氯化物浓度为6000mg/L时，用SPR阳极电解240min，可去除90%COD、3000mg/L氨氮。
2014年7月绿色科技第7期3.1.3吸附法
吸附法是利用吸附材料的巨大表面积和不规则的网孔结构，使垃圾渗滤液中的污染物质吸附在其表面而被去除。吸附法应用于垃圾渗滤液的处理中，主要去除的是渗滤液中难降解的有机物、金属离子和色度等[30～32]。
3.2生物处理法
生物处理法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及厌氧～好氧组合生物处理。生物处理法处理效果好、运行成本低，适合于处理生化较好的渗滤液。目前为止，生物处理法是目前最有效、应用最多的处理方法，该法可以有效的降低渗滤液中的COD、BOD和氨氮，还可以去除铁、锰等金属。
3.2.1好氧和厌氧生物处理法
好氧生物处理法常用的处理方法有活性污泥法、曝气稳定塘、生物膜法、生物滤池和生物流化床。好氧生物处理能够有效的降低水中的BOD、COD和氨氮。O.N.Agdag[33]等对垃圾渗滤液进行处理，研究了一个两阶段的顺序升流式厌氧污泥反应器（UASB）和好氧完全搅拌式反应器（CSTR）。结果表明，COD的去除率一直在稳步提升，最终可高达90%。A.Uygur[34]等进行的垃圾渗滤液处理研究实验，在pH值=12时用石灰石进行预处理，再用序批式反应器（SBR）进行深度处理，最后可去除62%的COD。
结果表明，在平均进水氨氮，TN质量浓度和COD分别为2315，2422，13800mg/L的条件下，去除率分别可达99%，87%，92%，能同时实现有机物和氨氮的有效深度去除。高锋[40]等利用ASBR和SBR组合工艺对垃圾渗滤液进行实验。ASBR 反应器作为厌氧消化反应器，主要完成初步降解有机物的目的，并且处理后的渗滤液对后续的好氧生物处理较为有利，经SBR处理后的渗滤液COD的去除率可达92%左右。
3.3土地处理法
土地处理技术利用土壤、微生物和植物组成的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理填埋场渗滤液，常见的渗滤液土地处理方式有人工湿地和回灌两种。土地处理投资少、运行费用低，但受气候条件限制，一般只应用于干旱地区。王传英[41]采用回灌技术处理城市生活填埋场渗滤液，结果表明，渗滤液的回灌对COD和氨氮有一定的去除效果。土地处理技术与其他处理系统相比，是一种便宜去除填埋场渗滤液污染物的途径，但从长远看来，该系统存在重金属及盐类在土壤中积累与饱和问题，这会对土壤结构及植物的生长带来负面影响。另外，随着使用时间的延长，其处理效率会下降。
4结语
最佳的渗滤液的处理方法要求充分降低对环境的影响，这也正是现代垃圾渗滤液处理方法面临的主要问题。生活垃圾渗滤液作为一种高浓度、成分复杂和水质变化大的有机废水，采用单纯的生化法、物化法及土地法等无法实现渗滤液的最终无害化处理。虽然近年来各种垃圾渗滤液处理技术不断涌现出来，取得了较好的效果，但是仍然存在一定问题。因此选择垃圾渗滤液处理工艺的时候，应根据渗滤液的特性以及各地实际情况，因地制宜地选用处理方法，并通过实验取得优化的工艺参数，用于指导实践。
垃圾渗滤液处理首先应该在源头上进行有效控制，减少渗滤液量，并且加快污水处理的先进技术在渗滤液处理上的研究和应用，探寻渗滤液高浓度有机废水资源化处理利用的新途径，争取化害为利，变废为宝。
在垃圾渗滤液的处理过程中，选择何种工艺最适合还得依赖于渗滤液废水的性质。根据废水中COD、BOD以及氨氮和重金属的浓度，选择适当的工艺进行处理，并且应该在处理过程中考虑整体的因素，如填埋场的年龄、厂房的灵活性和可靠性、季节变化、投资和运营成本以及对周围环境的影响等，因此，选择恰当的处理方法应考虑诸多因素，以选择最有效、最经济并且对周围环境影响最小为原则。
综合考虑经济和处理效果等诸多因素，今后垃圾渗滤液的处理方法中将有可能更多的采纳过滤-混凝沉淀法，采用常用的混凝剂及活性炭吸附过滤就能达到很好的处理效果，并且投入成本相对较低。
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城市垃圾填埋范文3
【关键词】城市生活垃圾；填埋；风险；环境
一、绪论
所谓城市生活垃圾，指的是在城市生产生活中产生的固态和半固态废弃物。目前垃圾处理的方法和技术主要以堆肥、焚烧、填埋三种。其中堆肥方式的特点是首先需要对垃圾进行分类，利用含有机物的垃圾发生生物化学反应来实现垃圾的降解，分类出来的无机物垃圾需要利用其他方式来进行处理，并且堆肥方式处理垃圾的程度不彻底，很难得到广泛的使用。焚烧方式处理垃圾具有占地少、危害小、并且还能进行循环利用进行发电和供热等，但投资规模大、技术要求和对垃圾的分类要求高。而填埋方式由于成本低、处理程度彻底，并且还能实现垃圾无害化和资源化，成为当今处理城市生活垃圾最为普遍的方式，我国的城市生活垃圾中将近有75%是采用填埋的方式进行处理。
二、城市生活垃圾填处置的现状
随着时代的发展，人们对自然资源的开发利用程度越来越深，城市生活垃圾的产生量急剧上升，相关调查研究数据显示，全球城市垃圾日产量高达469.50万吨，平均每人每天生产垃圾0.81kg，城市垃圾的产生量年增长速度为8.31%。而对于正处在经济增长黄金时期我国而言，城市生活垃圾的产生量增长速度超过了10%。因此，城市垃圾处理成为了我国乃至全球迫切需要解决的问题。
据国家建设部统计，到2010年，全国共建有生活垃圾填埋场935座，设计库容量23.4亿立方米，处理垃圾的能力达到了9585万吨。虽然数据显示我国在处理城市生活垃圾上有了一个强大的系统保障，并采取了一系列的环境保护措施，但还是不可避免发生许多风险事故，风险事故一旦发生，将会对周边的自然环境造成极大的影响。因此，加强生活垃圾填埋过程中存在的风险和对环境产生的影响分析研究，对有效避免发生风险事故和保护自然环境具有重大意义。
三、城市生活垃圾填埋过程存在的风险研究
1、火灾爆炸
城市生活垃圾在填埋场进行填埋后，发生火灾爆炸是经常发生的风险事故之一，引起这类事故的主要原因是城市生活垃圾进行填埋之后产生了可燃性气体，导致垃圾填埋之后气体产生爆炸的主要原因包括了以下几个方面，首先是产生了足量的甲烷，当甲烷的浓度达到了9.5%，产生的爆炸危害最大；其次是由于甲烷达到了一定的温度引起了火灾，甲烷在燃烧时的温度高达700℃。明火、电气火花、吸烟等等都有可能引发火灾；最后就是氧气的浓度，在填埋场发生爆炸与氧气的浓度是紧密相连的，氧气的浓度越高，爆炸的影响范围越广，相反的若氧气的浓度低于12%以下，产生的甲烷等可燃性气体发生爆炸的几率将大大降低。
在我国，城市生活垃圾年产生量高达1.5亿t，若按照城市生活垃圾总量的70%采用填埋的方式处理，那么在垃圾填埋场将会产生460亿m3的垃圾填埋气体。对这些气体不加以利用和处理，一旦发生泄漏，将会极大增加发生火灾爆炸的可能性。
2、边坡失稳
城市生活垃圾填埋土体，与一般的土体一样会存在边坡失稳的问题，尤其是在大雨过后，垃圾填埋场发生边坡失稳的可能性将大大增加，生活垃圾填埋场周边土体失去稳定性的原因有很多，包括了垃圾填埋场的土质、填埋场边坡的几何特征以及城市生活垃圾的种类等，最主要的因素是降雨渗入的时间长短，大多垃圾填埋场边坡失稳通常是出现在降雨后，此时垃圾堆体含水率大大增加，当达到一定程度后，将会产生大量的渗沥液在降雨的作用下，冲刷出来，并会引起垃圾的移动，进而导致了垃圾填埋场边坡的稳定，造成滑坡失稳。
3、产生大量恶臭气体
城市垃圾中近一半是属于易腐蚀性有机物，这些有机物在填埋后将发生一系列大量的物理、化学、微生物反应等，可以在很短的时间内进行降解。与此同时，将会伴随着产生大量的恶臭、强刺激、易燃、易爆的填埋气体。其主要来源于垃圾的填埋区和渗沥液处理区，垃圾填埋处置方式决定了垃圾在填埋过程中一直处于降解的过程中，这些恶臭气体不断的在垃圾填埋过程和填埋场放出，且大多为各种硫化合物，各种这些气体并存在一定的毒性，其中最为典型的有CH3SH、H2SNH3等。这些恶臭气体容易挥发，密度大，含有许多致癌、致畸性物质。对填埋场周边的环境的污染巨大，人体如果接触过多将会导致体质下降，诱发肠炎和心血管疾病等。
四、城市生活垃圾填埋对环境的影响分析
1、土壤污染
城市垃圾进行填埋之后，垃圾在降解的过程中，其中大量电池、塑料、玻璃等垃圾很难降解，直接进入土壤，对填埋场周边的土壤环境造成巨大的污染，尤其是废电池污染最大，在我们生活中使用的电池一般是在化学腐蚀作用下产生电能，其中还有大量的重金属污染物，若没有将废电池等垃圾进行分离，进行填埋之后其中的有毒物质将会从电池组分离出来，污染土壤和水源。
2、占用大量的土地资源
随着经济的发展，城市化进程进一步推进，土地资源紧缺问题越来越严重，以我国的首都北京为例，目前已近进入了国际特大城市行列，人口数目高达1800万，大量的人口也就意味着将产生大量的垃圾，就现在而言，北京每年需要占用500亩的土地资源来对城市生活垃圾进行填埋处置，面对如此严峻的形式，今后在征用城市生活垃圾填埋土地上将会变得更加艰难。
3、水污染
垃圾在进行填埋之后，在地底下有发生微生物反应进行发酵，经过雨水的冲刷将会深绿出大量的污水。这是垃圾处置过程中造成水体污染主要原因。垃圾处置之后产生渗沥液的来源主要包括了以下几个方面：垃圾自身含有水分；由于降雨和地下水；垃圾在地底下进行分解伴随着产生了水分；地表径流。在这个因素当中，其中垃圾本身含水和降水和地下水是造成渗滤水产生的主要原因，里面含有了诸多污染物分解遗留下来的有毒物质，包括了难以降解的有机物和重金属离子，将会对垃圾填埋场周边的环境带来巨大的危害。
4、噪音污染
噪音污染主要是由于垃圾在填埋过程中，车辆和机械设备在工作中产生的噪音，具体表现在以下三个方面：垃圾运输车在运输垃圾的过程中，产生的噪声污染；垃圾在填埋过程中，机械设备发出的工作噪声；渗沥液废水处理站的鼓风机和水泵的噪声等。早在几年之前，环保部门就对垃圾填埋场的噪音进行了检测，在75分贝作用徘徊，而按照国家相关标准规定，白天住宅区的噪音不能高于50分贝，夜间应小于45分贝，如果人体长期处于高分贝噪音环境之下，将会对人体健康产生一定的影响之间，甚至造成耳聋。
5、垃圾填埋场封场后的污染
垃圾填埋处理方式将垃圾运至填埋场填满之后，一般都会采取封场措施。但是垃圾在地底下进行生物分解的过程将会很漫长，而且期间会产生大量的废气和垃圾渗沥液，对周边的环境造成持续的污染，广州市白云区太和镇大源村的老虎窿填埋场，该填埋封场至今已有12年的时间，是广州封场较早的垃圾填埋场，但是之后很长的一段时间内，填埋场流出大量的垃圾渗沥液，污染了当地村民的饮用水质。
五、结束语
我国城市生活垃圾产生量巨大对环境的危害巨大，垃圾在填埋的过程会对周边的环境和人们的健康造成巨大的影响，文章只是简单的探讨了城市生活垃圾填埋的风险及对环境的影响，希望能够抛砖引玉，在今后看到更多关于城市生活垃圾处理的技术和方式研究，为我们的生存环境增添一片“绿色”。
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城市垃圾填埋范文4
我国城市生活垃圾产生量不断增加，从2000 年的1. 18 亿吨增长至2012 年的1. 71 亿吨; 与此同时，北京市生活垃圾产生量从244. 39 万吨增加到648. 31 万吨，2012 年人均垃圾日清运量达到1. 0kg，而台北市已降到0. 37kg。随着垃圾处置量稳步增加、处置标准的提高、用工成本的增加，垃圾处置的政府责任和资金压力也越来越大。然而，现有公开的统计资料仅包含生活垃圾末端处置费用，不是生活垃圾全生命周期的成本，并且，缺乏详细的界定，以至于误导社会并影响正确的决策。因此，文中尝试在界定生活垃圾管理全过程、各环节管理内容、管理标准的前提下，应用市场价格估计成本，即文中所称的社会成本核算，旨在为社会提供生活垃圾管理的成本信息，揭示生活垃圾管理所占用的社会资源，纠正公众的认识偏差，促进垃圾分类。
生活垃圾处置属于城市公共产品，当经济发展到一定阶段后，垃圾产生量迅速增加，其管理成本呈逐渐增加趋势[3]。很多发达国家采用各种措施努力控制生活垃圾管理成本，包括垃圾处置经营模式改革、实施垃圾分类促进减量等[4]。Lohri 等[5]将生活垃圾管理的总成本按照成本类型分为固定资产投资和运行维护费用，按照管理环节将其划分为收集成本、运输成本、处置成本、垃圾费征收成本、公共部门管理与服务费、资源回收成本。Debnath 等[6]建立了生活垃圾管理服务的全成本核算框架，按照成本要素将其划分为可变成本与固定成本，进而按照生活垃圾的主要管理过程将成本要素划分为收集成本、转运成本、处置成本。Kinnaman[7]为确定生活垃圾最优回收率讨论了生活垃圾处置全社会成本的估算方法，对社会成本进行了界定，认为社会成本包括垃圾收集与处置成本、家庭回收成本、处置外部环境成本、回收外部环境收益等。Fiorucci 等[8]和Costi 等[9]采用非线性优化模型核算了意大利热那亚市的生活垃圾处置成本，包括回收成本( 含收集费用) 、运输成本、处理成本。此外，学者还研究了生活垃圾管理各环节成本的构成，如，运输成本包括人工成本、燃料和车辆费用( El - Hamouz) [10]; 填埋成本包括基建成本、操作运营成本、垃圾运输到填埋场地的成本( Assamoi) [11]。国外针对生活垃圾处置成本核算的研究较为成熟，由于国内外生活垃圾收集处置经营管理模式、垃圾处置标准的差异，在成本的界定与划分上有所不同。
国内学者在生活垃圾成本核算方面做了尝试。陈科等[12]基于垃圾计量收费的定价思路，估算北京市1998 年生活垃圾收集、转运、填埋的社会成本，分别为21. 7 元/吨、37. 0 元/吨、39. 1 元/吨。何品晶等[13]认为垃圾处置成本应涵盖收集、运输、转运、处理等环节的费用，计算了2009 年杭州市余杭和临安的垃圾处理成本，分别为253. 5 元/吨和276. 6 元/吨。褚祝杰等[14 - 15]围绕生活垃圾按排计费的费率，根据边际成本定价法核算了垃圾处置的边际费用，包括固定费用和变动费用。国内研究已对生活垃圾处置成本进行了初步核算，但尚未准确界定生活垃圾处置的全社会成本，并不是以市场价核算的全成本，核算所用数据资料不细致不系统。
北京城市规模大，垃圾产生量多，生活垃圾处理面临严峻挑战; 北京的生活垃圾管理是我国特大城市的典型，良好的垃圾处置成本控制具有示范效应。文中参照国外的成本划分方式，并结合北京市生活垃圾管理现状，对生活垃圾处置的全社会成本进行界定，进而提出基于市场价格的全社会成本核算方法，据此测算北京市生活垃圾填埋处置的社会成本，以揭示当前垃圾处置所占用的社会资源。
1 生活垃圾处置的社会成本与核算方法
1. 1 社会成本界定
城市生活垃圾分为可回收物、厨余和其他垃圾三类，如果可回收物、厨余未分类并混入了其他垃圾，则算作其他垃圾。文中估算其他垃圾处置的社会成本。若可回收物、厨余已分类存放并单独处置，则不进入其他垃圾处置系统，文中不对此继续分析。北京市虽然试点垃圾分类已有14 年，但至今基本没有实现源头分类，因此，文中使用的生活垃圾( 进入填埋场处置的) 实质是其他垃圾。生活垃圾处置是指将生活垃圾从小区公用垃圾桶运送到密闭式清洁站、转运站直至垃圾卫生填埋场或焚烧厂进行安全处置的过程。城市生活垃圾管理包括收集、转运与安全处置环节。以北京市为例，收集环节通常由各区环卫中心负责，将社区、机构公用垃圾桶中的垃圾收运到密闭式清洁站; 转运和安全处置环节的责任主体通常是市环卫集团或各区环卫中心，将垃圾从密闭式清洁站送至大型垃圾转运站，而后负责垃圾的卫生填埋或焚烧。生活垃圾处置全社会成本并未包含资源回收成本，原因是可回收物与其他垃圾并不属于同一管理系统，资源回收利用以价格和利润为导向，属于市场行为，并非公共支出的范畴[16]。北京市卫生填埋的比例为70%，是主要的无害化处理方式，文中针对最终卫生填埋处置的垃圾进行全社会成本核算，焚烧处置文中不做研究。生活垃圾处置全社会成本指全过程的、社会为其安全处置直接或间接支付的并以市场价核算的成本，包括财政支出的费用和未以货币形式体现的成本( 如，土地成本) 。由于城市生活垃圾处置并非完全的市场化行为，运输环节的真实成本用市场价反映; 同时，北京土地资源稀缺且土地存在机会成本，在核算中应考虑土地成本。
社会成本应包括私人成本和公共成本，由于生活垃圾处置属于公共服务范畴，因此，其社会成本实际为公共成本。按照生活垃圾管理的生命周期，文中将其社会成本划分为收集成本、转运成本和卫生填埋成本。收集成本指从社区公用垃圾桶将垃圾收运到密闭式清洁站和清洁站的全部成本，不包括社区内的垃圾清扫。转运成本包括密闭式清洁站至转运站的运输成本I、转运站建设和运营成本、转运站至卫生填埋场的运输成本II。其中，转运站成本指垃圾经过筛选、压实及最终渗滤液达标处理等产生的费用。卫生填埋成本指在渗滤液达标排放、填埋气回收处理条件下，垃圾填埋场的建设及运行成本。按照成本发生的时间尺度，将其分为固定成本和可变成本，其中固定成本即为基建成本，需计算固定资产折旧，可变成本即为运行维护费，直接构成当年成本。而且，在生活垃圾处置缺乏市场化的背景下，垃圾处理厂建设用地、运输等多个环节存在隐性成本。
1. 2 成本核算方法
基于管理环节划分的收集成本、转运成本、卫生填埋成本需涵盖各环节的所有费用，核算方法详。其中，采用平均年限法①估算固定资产折旧，净残值率按照其原值的4% 确定。采用机会成本法估算垃圾处置占用的土地成本，且认为商业用地价格能够反映土地的机会成本。运用市场价格替代法估计运输成本，主要通过对物流公司的访谈获取相关数据。
2 北京市生活垃圾处置社会成本核算
2. 1 收集成本
北京市生活垃圾收集费用尚无统计资料，收集环节采用案例社区核算方法。以西城区阜外西里社区为例，该社区占地129. 1985 万m2，常住人口6159 人。社区其他垃圾清运量1168 吨/年( 2012 年调查数据) ，人均其他垃圾日清运量为0. 49kg，与北京市城八区居民户的人均垃圾日产生量0. 44kg 近似②。尽管2012 年北京市城区人均生活垃圾日清运量为1. 0kg，但由于居民具有流动性，差额0. 51kg 应是在机构的产生量，假定机构和社区的收集成本差异不大，可用社区的代替。其他垃圾由西城区环卫中心收运到密闭式清洁站，进行压缩并以集装箱形式由市环卫集团送至大屯垃圾转运站，在转运站进行压缩并装入大型集装箱，最终运至阿苏卫垃圾卫生填埋场。
该社区的收集成本具有代表性: 首先，北京市90% 以上生活垃圾经过密闭式清洁站运至垃圾转运站或处理设施，且密闭式清洁站均执行北京市统一标准③; 其次，多数密闭式清洁站由所在区县环卫部门负责管理运行，该社区密闭式清洁站由区环卫中心运营，在运营方式上较为一致; 再次，密闭式清洁站之前的收集成本主要是从公用垃圾桶到密闭式清洁站的运输费用，而收集工与收集设备一般由环卫部门根据社区规模统一配备，另外，由于核算的是单位垃圾收集成本，可避免不同社区因其规模、垃圾产生量不同而导致收集工及收集设备配备不同引起的成本差异。并且，本研究核算其他垃圾处置的社会成本，与社区是否进行垃圾分类关系不大。
西城区阜外西里社区有38 个其他垃圾专用桶，平均一个桶服务162 人，垃圾采用电瓶车密闭收集。密闭式清洁站位于社区内，占地约140m2，主要固定投资为一套吊装设备。收集成本分为公用垃圾桶成本、运输成本、密闭式清洁站成本。其中，密闭式清洁站土地成本根据北京市2011 年的商业用地价格以及商业用地40 年使用年限计算，为38. 3 元/吨。收集成本合计727. 2 元/吨。
2. 2 转运成本
( 1) 转运站成本。大屯垃圾转运站位于朝阳区大屯乡，是国内首座密闭压缩式②且符合卫生条件的垃圾转运站，执行《关于北京市生活垃圾填埋场水污染物排放适用标准有关问题的公告》。该转运站于1994年投入运行，2008 年12 月经过改建后正式运行，占地9667m2，其主体建筑物为垃圾压缩车间，另有车库、门卫、地磅、污水池等附属建( 构) 筑物[20]，主要承担北京市东城区、西城区、朝阳区的垃圾转运( 涵盖阜外西里社区) ，总投资10417 万元，设计转运能力1800 吨/日，若按20 年使用寿命，其单位垃圾基建折旧为7. 6 元。2012 年，大屯垃圾转运站运行维护成本为39. 1 元/吨，包括人工费、动力费、材料费( 含轮胎) 、工艺费、修理费、设备折旧、资产税费、期间管理。其中，人工费占比最高( 49. 26%) ，其次是工艺费( 12.38%) ，动力费和设备折旧费分别占4. 72%、4. 30% 。参照密闭式清洁站土地成本计算方法，转运站土地成本为4. 7 元/吨( 2011 年数据) ，转运站成本合计51. 4 元/吨。
( 2) 运输成本。考虑到不同社区生活垃圾运输路线及运输距离不同，本研究以大屯垃圾转运站和阿苏卫垃圾卫生填埋场的主要服务区域( 西城区、东城区、朝阳区) 的平均距离核算垃圾运输成本。西城区、东城区、朝阳区的中心位置距离大屯垃圾转运站分别为17. 1km、10. 9km、12. 5km，即运输I 的平均距离为13. 5km，而运输II 即大屯垃圾转运站至阿苏卫垃圾卫生填埋场的距离为24. 0km，因此，垃圾的平均运输距离为37.5km。北京市生活垃圾均由集装箱密闭清运，可按普通货物运输价格估算，根据对物流公司的访谈，按照平均运输距离37. 5km 计算，单位垃圾的运输成本为150. 0 元( 2012 年价格) 。
2. 3 卫生填埋成本
2011 年北京市环卫集团阿苏卫、安定、北神树三个垃圾填埋场处理的垃圾量占北京市城六区垃圾清运总量的53. 5%。其中，阿苏卫垃圾卫生填埋场位于昌平区百善乡，是北京市第一座符合现代卫生填埋标准的大型垃圾填埋场。填埋区实施气体表面收集及全密闭工程，通过点燃和沼气发电两种形式对填埋气进行综合利用; 渗沥液出水执行《关于北京市生活垃圾填埋场水污染物排放适用标准有关问题的公告》。该填埋场于1994 年建成并投入运行，填埋场工程主要包括防渗处理系统、渗滤液收集处理系统和沼气收集利用系统。该填埋场占地604000m2，总投资1. 1 亿元，使用寿命17 年，日垃圾处理能力2000吨，主要承担东城区、西城区的全部生活垃圾以及朝阳区、顺义区、昌平区的商业垃圾的卫生填埋( 涵盖阜外西里社区) ，单位垃圾基建成本为8. 5 元。2012 年，环卫集团三个填埋场的运行维护成本均为110. 0元/吨，即为政府补贴价，其中，材料费占比最高，为50. 09%，其次是工艺费21. 77%，动力费和设备折旧分别占1. 34%和2. 65%，成本结构详。参照密闭式清洁站土地成本计算方法，垃圾卫生填埋的土地成本为264. 5 元/吨。因此，卫生填埋末端处置的社会成本合计383. 0 元/吨。
2. 4 可比价格调整
为了更加准确且完全可比，有必要对不同年份的价格调整为以2012 年为基期的可比价。贴现率的选择在跨期成本( 或收益) 分析中非常重要，结合2000 年以来2. 24% - 4. 14%②的国有银行一年期存款利率，文中选择4% 作为基准贴现率。同时，采用居民消费价格指数③调整因通货膨胀带来的物价波动。调整后的单位垃圾填埋处置社会成本为1530. 7 元。
3 讨论
北京市生活垃圾填埋处置社会成本核算结果表明，收集成本占全成本的比重高达59. 1%; 转运成本占13. 3%，其中，转运站和运输分别占3. 5%、9. 8%; 卫生填埋成本为421. 7 元/吨，占27. 6%。收集与卫生填埋成本构成全成本的主要部分。垃圾收集环节属于劳动密集型，人工费占收集成本的36. 5%; 而真正用于垃圾处理的费用较少，转运站和卫生填埋的作业成本合计188. 4 元/吨( 未包括土地成本) ，其他1342. 3 元主要产生于收集与运输环节以及往往被忽视的土地成本。此外，在生活垃圾处置社会成本中，土地的机会成本为328. 1 元，占全成本的21. 4%，垃圾处置占用的土地资源不容忽视。
根据《中国环境年鉴》中相关数据核算北京市2012 年生活垃圾处置成本为151. 2 元/吨。该成本包括垃圾处理厂的固定资产投资、运行维护费用( 能源消耗、设备维修、人员工资、管理费及与垃圾处理厂运行有关的其他费用) ，为垃圾处理厂的处置费用，仅占垃圾处置全社会成本的9. 9%。依据公开统计资料估算的垃圾处置费用仅为末端处理作业成本，远低于垃圾处置的全社会成本。
2012 年，北京市生活垃圾清运量648. 31 万吨，根据1530. 7 元/吨的垃圾处置社会成本，估算其垃圾处置的社会成本总额达99. 23 亿元，占当年北京市财政支出的2. 1%，人均垃圾处置支出高达556. 4 元/年。不难看出，垃圾处置的社会成本已经非常高，垃圾减量已刻不容缓。
4 结论与建议
文中依据生活垃圾的管理环节，明确界定生活垃圾处置全社会成本，提出基于市场价的全社会成本核算方法，并将其应用于北京市的案例核算，得出如下结论:
( 1) 2012 年，北京市生活垃圾填埋处置的社会成本为1530. 7 元/吨，包括收集成本905. 1 元/吨、转运站成本54. 0 元/吨、运输成本150. 0 元/吨、卫生填埋成本421. 7 元/吨。通过该方法核算的成本涵盖垃圾从收集到卫生填埋处置的全部成本，远高于由公开统计资料估算的处置成本，垃圾处置的全社会成本被低估。
( 2) 北京市生活垃圾处置的社会成本已经相当高，人均垃圾处置支出达到556. 4 元/年。
( 3) 垃圾收集成本、转运站成本、运输成本、卫生填埋成本所占比重分别为59. 1%、3. 5%、9. 8%、27.
5%，收集环节成本远超过中间转运成本和末端处置成本。
( 4) 生活垃圾处置社会成本中的土地成本所占比重高达21. 4%，在成本核算中不应忽略。
城市垃圾填埋范文5
关键词：垃圾填埋场；渗滤液组合；处理工艺
中图分类号：TU74文献标识码： A
近年来，随着城市发展和生活水平的提高，固体垃圾产生量逐年增加，已成为世界性的环境污染问题。目前比较经济和环保的处置方法是卫生土地填埋。然而，在填埋过程中所产生的垃圾渗滤液是亟需解决的关键问题。垃圾渗滤液是一种成分复杂、含有大量的“致癌、致畸”化合物和重金属的有机废水，若不妥善处理，会污染地下水、地表饮用水源，并对环境和人体造成极大危害。目前，垃圾渗滤液的处理方法主要包括物化法、回灌法和生物法，其中生物法因具有运行费用低、处理效率高，不会产生二次污染等优点，而被世界各国广泛采用。
一、垃圾渗滤液处理的来源和特点
垃圾渗滤液中污染物主要有以下三个来源：垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解的污染物；垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性的污染物；覆土和周围土壤渗入的可溶性污染物。垃圾渗滤液的组成受垃圾成分、气候、水文地质、垃圾填埋时间和填埋方式等因素的影响，垃圾渗滤液主要有以下几个特征：渗滤液水质水量随时间变化大；渗滤液成份复杂，一般而言渗滤液中的有机物可分为三类：低分子量的脂肪酸类、腐殖质类高分子的碳水化合物及中等分子量的灰黄霉酸类物质；COD浓度很高，随着填埋时间的延长，BOD/COD值降低甚至低于0.1，说明稳定期和老龄渗滤液的可生化性较差；氨氮含量高；金属离子含量高；色度高，有臭味。
二、选择垃圾渗滤液处理工艺的原则
根据进水水质特点、排放标准要求、渗滤液处理的规模，结合当地自然和社会经济等条件综合分析确定，选择垃圾渗滤液处理工艺的原则如下：（1）处理工艺确保出水稳定并达到设计排放标准，处理技术先进、可靠；（2）工程运行费用低，管理、维修方便，运转自动化程度较高；（3）可根据进水水量、水质灵活调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。借鉴和参考国内外先进技术和经验，结合当地的实际情况，选择切实可行的处理工艺，保障垃圾渗滤液处理处理系统的正常、稳定运行。
三、垃圾填埋场渗滤液组合处理工艺
1.膜处理系统性能
近几年来，基于膜处理的相关新型组合工艺在垃圾渗滤液处理上得到了广泛的应用。一般常用的是超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，由于垃圾渗滤液的难处理性，通常使用多种膜集成工艺处理。该工程采用超滤+纳滤双膜法工艺，超滤错流水回流至SBR出水池，纳滤浓水回灌填埋场区，总回收率为75%。采用双膜法出水水质稳定可靠，完全达到设计排放标准。由于预处理和生化处理已经去除了大部分污染物，因此，膜通量能长时间保持稳定，清洗频率较低，大大降低了运行成本。
2.超临界水氧化
超临界水氧化（SCWO）是利用超临界水的特殊性质，使有机物和氧气在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物的新型废水处理技术。与常规水处理方法相比，该技术具有处理彻底、反应迅速、无二次污染等优点。
SCWO对垃圾渗滤液中的有机物具有极好的降解效果，在较短的反应时间（5~10min），温度为400~450℃时，垃圾渗滤液中COD和NH3-N的去除率可以分别达到99%和97%以上，甚至出水的COD、pH、色度、NH3-N、SS等指标可以直接达到国家规定的《生活垃圾填埋场污染控制标准》。在温度为450℃、反应时间为300s、氧化系数为3.5、压力25MPa和MnO2催化作用下，出水COD和NH3-N分别降至50.75mg/L和17.66mg/L。P.T.Williams等进行了两种垃圾渗滤液（工业垃圾渗滤液和生活垃圾渗滤液）的亚临界水氧化和SCWO试验，渗滤液中数十种有机污染物的去除率均大于99.99%，垃圾渗滤液中的有机物可以在超临界条件下得到完全的氧化。
3.重金属去除效果
SCWO技术不仅可以去除垃圾渗滤液中的有机污染物，而且可以去除废水中的重金属。渗滤液SCWO出水的Ni、Co、Cu、Zn、Cd、Pb等各种重金属离子的去除率均大于98%，只是在间歇式反应釜被冷却时重金属离子有部分溶解于水样中，导致浓度有所增大；马承愚等在连续式SCWO系统的出水中未检测到Cu、Cr、Pb、Cd的存在，渗滤液中重金属离子的去除率达到了100%。
4.垃圾渗滤氨氮去除的方法
1)反渗透法
利用高压下的反渗透膜选择性通过某种物质而截留其他物质，实现对液体混合物不同组分的分离，这是反渗透法的特点。用反渗透膜处理技术，在超低压下，研究氨态氮去除的特点，并对工艺条件进行优化，实现了高效分离。这些研究为此技术在该领域中的应用提供参考。但此法缺点很多，一是膜容易被污染，而是设备成本较高，限制了其在国内外的废液处理上的应用。
2)吸附法
利用多孔性的固体，使渗滤液中氨氮被吸附在固体表面而去除的方法，这是吸附法的特点。由于沸石内表面积大，因而它具有较强的离子交换和吸附能力。在国内，天然沸石资源丰富，沸石吸附法有很大的应用前景，且此法可以回收氨，实现变废为宝，而且此法没有二次污染。但是对该法用于渗滤液处理的研究还不太多，用于实际生产还有待进一步研究。
5.回灌法
回灌法是把填埋场作为一个以垃圾为填料的巨大生物滤床，渗滤液经覆土层和垃圾层，发生一系列生物、化学和物理作用而被降解和截留，同时使渗滤液由于蒸发而减少。分析了循环回灌法对渗滤液不同组分的去除效果，发现回灌出水中HA、FA的比例提高，HyI比例下降，同时回灌出水中各组分的芳香性构成程度提高，但羧基官能团含量减少，DOM中小分子量有机质所占比例有所下降。回灌法对渗滤液的去除效果随垃圾堆体高度的增加而增加，但是进入垃圾堆体的有机负荷不能无限制增加，否则会破坏渗滤液回灌系统。
6.好氧厌氧结合处理法
中国现行的渗滤液处理厂大多采用厌氧－好氧结合处理系统以实现废水达标排放。采用上流式厌氧复合床(UBF)－缺氧/好氧膜生物反应器(AOMBR)工艺处理垃圾渗滤液，当进水渗滤液COD在10000mg/L左右时，出水COD为1000mg/L左右，COD总去除率＞90%。AOMBR系统能够实现稳定脱氮，进水NH+4－N最高质量浓度达2000mg/L左右时，出水NH+4－N质量浓度为50～100mg/L，NH+4－N去除率为95%左右。
综上所述，城镇生活垃圾渗滤液处理工艺基本上是借用城镇污水处理工艺方法进行，尚无针对垃圾渗滤液的特性，创建独立的处理方法。为避免产生次生污染，省、市有关主管部门应对具有垃圾渗滤液处理试验研究力量的单位、公司给予财力支持，以深入渗滤液处理工艺的组合研究，探索更完善的、新型的城镇生活垃圾渗滤液处理工艺，这样对促进我国垃圾处理事业有很大的促进作用。
参考文献：
[1]李莉.生活垃圾填埋场渗滤液物化和生化预处理及组合处理工艺研究[D].重庆大学,2010.
城市垃圾填埋范文6
关键词：污泥；城市生活垃圾；混合填埋；物理与工程力学特性；稳定性
中图分类号：TU4
文献标志码：A 文章编号：1674-4764（2016）03-0080-10
Abstract：With the increase of sludge production of wastewater treatment plants， sludge treatment has become one of the hot topics in environmental engineering and environmental geotechnical engineering. Sludge-municipal solid waste（MSW） mixture landfill has been applied abroad. But the current domestic foundational laboratory test result of MSW mixture sample is not much，there is a lack of understanding on its mechanical properties and the appropriate proportion of mixed landfill. Hence domestic sludge-municipal solid waste（MSW） mixture landfill engineering accidents occur frequently. Consolidation compression experiments， three axis consolidated undrained tests and unconfined compressive strength tests are conducted to disscuss the mechanical properties of different mixing ratio of sludge-municipal solid waste（MSW） mixture. At the same time， ANSYS numerical simulation is operated to analyze the slope stability of landfill with different mixing ratio of sludge-municipal solid waste（MSW） mixture. The theoretical support on the appropriate proportion of mixed landfill and stability security of sludge-municipal solid waste mixture landfill is proposed.
Keywords：sludge； municipal solid waste （MSW）； mixture backfilling； mechanical properties； slope stability
随着社会经济快速发展和城市化水平的不断提高，工业污水和生活污水的排放量日益增多，污水处理厂污泥产量急剧增加，据中国住房和城乡建设部 2013 年 2 月公布的数据，截止 2012年底，中国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂共 3 340座，污水处理能力约1.42 亿m3/d，假设污水处理负荷率为 75%，
每万吨污水产生 6 t含水率为 80%的污泥，则中国每天将产生含水率 80%的污泥 6.39万t[1]。2010年10月的“京城环保第一大案”，以及随后的“深圳污泥坑管涌威胁自然生态”、“重庆污泥不治污水处理系统将崩溃”等相继见诸媒体的报道，揭开了中国在污泥处理上的严重缺口，污泥处置问题已成为中国亟待解决的环境问题。
目前，污泥处置与利用的方式主要有填埋、焚烧、农用以及资源化利用等[2]。由于污泥卫生学指标、重金属指标难以满足农用标准，污泥焚烧存在汞汽化和二f英污染等问题未能得到有效解决，污泥填埋因其有投资少、容量大、见效快的优势，已逐渐成为国内外污泥处置的主要途径之一。
与污泥填埋相关的土工性质或力学性质的研究在其它国家70年代已经开始进行，主要在污泥用作填埋场覆盖材料方面有较为深入研究[3-4]。近几年来的研究成果研究表明，将城市生活垃圾与污泥进行混合，其降解稳定过程比单独填埋时明显加快。比如，单华伦[5]的研究表明，污泥和生活垃圾进行混合填埋可以促进垃圾降解和填埋体沉降，对加速填埋场稳定及扩大填埋库容有利。徐华亭[6]通过造纸污泥与生活垃圾混合填埋的模拟实验，提出添加适量的造纸污泥可加速生活垃圾降解过程，提高垃圾降解效率。吴正松等[7]通过生活垃圾与污泥一体化处理反应器试验后提出，生活垃圾与污泥一体化处理，对污泥和垃圾的减量及稳定效果良好。Kavitha 等 [8] 研究指出，活化污泥可提高城市生活垃圾生物降解能力，促进其稳定化进程。另外，Martin[9]对垃圾与污泥均匀混合填埋，加速填埋层进入稳定的甲烷化阶段的机理进行了理论分析。Kong 等 [10]对城市生活垃圾与污泥混合物汽化动力学特性及其活化能和指前因子等参数进行了研究。Fang等 [11] 进行了造纸污泥与城市生活垃圾混合的共热解热重量分析。Zuhaib等 [12] 对污泥加速城市生活垃圾进入甲烷化阶段的最优组分比进行了实验分析。彭晨[1]利用城市生活垃圾堆肥的热量可作为维持污泥中温厌氧消化这一特性，对城市生活垃圾和污水厂污泥一体化反应器小件模型试验进行了研究，试验结果确定污泥的最优运行投配率为25%。李耕宇[13]进行了不同污泥负荷下常温厌氧活性污泥对生活垃圾填埋渗滤液处理效果研究，指出当污泥培养温度为 21 ℃，渗滤液 pH 为 7.6 时，厌氧反应池中污泥负荷约为 7.83 kgCOD/kgMLSS・d 时，反应器处理效果最佳。另外，朱英等[14]对填埋物质分别为污泥、污泥+牛粪、污泥+铁刨花以及准好氧填埋方式的加速稳定化过程进行了研究。谢震震等[15]研究表明，污泥和粉煤灰混合填埋比污泥单独填埋能够加大有机物的降解速率，从而缩短稳定化时间。
尽管以上研究成果表明污泥城市生活垃圾混合填埋可加速污泥稳定化进程，减少污泥对垃圾填埋场稳定的不利影响，但目前的研究成果多数停留在城市垃圾与污泥混合填埋对加快填埋场降解与稳定过程有促进作用的描述上，中国具体的工程应用鲜有报道。相比而言，国外的污泥与城市垃圾混合填埋技术相对成熟些[16]。国外也有将污泥与城市生活垃圾或泥土混合填埋的应用：与生活垃圾混合填埋时，将污泥撒布在城市垃圾上面，混合均匀后铺放于填埋场内，压实覆土。污泥与垃圾的混合比为1：4-1：7，中间覆土层厚度0.15～0.3 m，填埋容量为900～7 900 m3/ha[17]。由于中国的城市垃圾种类比国外的要复杂得多，中国污水处理厂对污泥固化/稳定预处理的标准、经费投入等与国外的相差巨大，因而国外污泥与垃圾混合填埋技术的具体参数不适用于中国国情。目前，中国对于污泥与城市垃圾土混合样的土力学性质还了解不多，对污泥与城市垃圾混合样的抗剪强度（内摩擦角、粘聚力）、固结特性（压缩指数、固结系数）等工程力学性质认识不足，从而对混合填埋时污泥与城市垃圾的适宜混合比例以及填埋的极限容量等问题不甚了解，而中国鲜有现成的资料可供借鉴，国外的又不适用于中国，从而导致中国污泥被大肆倾倒入MSW填埋场的现象屡见不鲜，填埋场工程安全隐患丛生，工程事故频繁发生，不仅造成了惨重的人员伤亡和财产损失，也给当地带来了巨大的环境灾难。比如，潮州市鸡笼山垃圾填埋场的垃圾崩塌滑坡事故、深圳下坪固体废弃物填埋场污泥坑管涌事故，以及由于污泥倾倒引发的广州大王岗垃圾填埋场崩塌事故等。
为解决上述问题，进行了污泥及其城市生活垃圾混合样室内试验的基础性研究工作，获取了污泥与城市生活垃圾土混合样的物理、力学性质等土性参数，为全面了解污泥城市垃圾混合样的土工性质提供重要基础数据。同时，对污泥与城市垃圾混合样的变形、强度随污泥掺入量的变化规律进行实验与分析，从而对混合填埋时污泥与城市生活垃圾的适宜混合比作了探索性研究。最后，用数值模拟方法对不同配合比的污泥城市生活垃圾混合边坡的稳定性进行了分析。
1 污泥与城市生活垃圾混合样的工程
力学特性室内实验研究
1.1 污泥物理性质指标及城市生活垃圾样制备
实验中的污泥取自盐城市城东污水处理厂，污泥的物理力学指标如表1所示。
根据盐城市区城市生活垃圾的现场取样，测得垃圾样平均含水率ω=49.92%，ρ=1.69 g/cm3，ρd=1.13 g/cm3。
实验中的城市生活垃圾，根据盐城市区城市生活垃圾的分拣资料，进行了人工配制，城市生活垃圾各组分如表2所示。根据中华人民共和国行业标准《土工试验规程》（SL237―1999）中对试验材料尺寸规定，将废纸，木材，塑料等材料用剪刀剪碎，并控制其尺寸在试样尺寸的1/5～1/10，测定各种材料初始含水率，结果列于表3。
根据表2和表3中的资料配制垃圾土。
在现场，垃圾填埋工程都要进行碾压，机械碾压所达到的压实程度以及通过碾压所获得的密实度是实验室模拟现场状态时所面临的两个重要问题，为此，分别配置不同含水率的垃圾样，进行室内标准击实试验。根据《土工试验规程》，进行室内标准击实试验。击实试验结果见图1。
击实实验，含水率越高，干密度越大，曲线无显著下降，造成这一现象的原因是垃圾土与正常土体性质上的差异。城市固体废弃物（MSW）以其特殊的物理、力学及工程特性而显著有别于无机土，虽然其高压缩性与泥炭和有机质土有相似之处，但其变形机制以及生物降解特性与现有天然土体有本质的差别。
1.2 污泥与城市生活垃圾混合样固结压缩实验研究
将填埋场准入污泥（含水率小于60%）与城市生活垃圾样按照不同配比混合进行固结压缩实验，固结压缩实验共分5组，纯污泥以及污泥与城市垃圾混合样，污泥与垃圾湿重百分比分别为10%、20%、30%、40%，每组两个平行样。纯污泥及其污泥垃圾混合样加荷等级分别为100、200、300 kPa。
污泥及其与城市生活垃圾混合样的压缩模量，压缩系数及次固结系数分别见表4～8。
从表4～8可知，污泥的次固结系数大，主固结压缩变形后表现有较大的蠕变特性；污泥与城市生活垃圾混合后，其次固结系数大为减小，污泥的蠕变特性得到较大改善。
图4显示，污泥垃圾混合样的次固结系数均远小于纯污泥的次固结系数；随着污泥湿重百分比的增加，混合样的次固结系数普遍增大。
以上固结压缩实验结果表明，污泥与城市生活垃圾混合，可较好地改善污泥的固结压缩特性，但要控制污泥的填入量，污泥含量增大，混合样的压缩性会增大；污泥与城市生活垃圾混合，可较大地减小纯污泥的次固结系数，污泥与垃圾湿重百分比较小时，次固结系数小，表明合宜比例的污泥与垃圾混合，可较大地改良污泥的流变特性。
1.3 污泥与城市生活垃圾混合样强度特性实验研究
在三轴固结不排水实验和无侧限抗压强度实验，污泥与城市垃圾混合样中污泥与垃圾湿重百分比分别为10%、20%、30%、40%、50%，其中污泥含水率为60%。
三轴固结不排水实验结果见表9所示。实验可得到污泥与垃圾混合样强度参数与污泥含量的关系，如图5、6所示。
从表9可知，污泥与城市垃圾混合后，混合样的粘聚力和摩擦角均要大于纯污泥的，表明污泥与城市垃圾混合，可较好改善污泥的抗剪强度。表9及图5、6显示，混合样的粘聚力随着污泥含量的增加而增加，但当污泥含量超过某一数量（本实验为40%）时，混合样粘聚力又将较大幅度降低，而混合样内摩擦角随着污泥含量的增加而减小，表明污泥含量较高时，混合样的粘聚力和摩擦角均较小，其强度较低。
对以上结果进行解读：城市垃圾中，掺入污泥时，污泥会包附在垃圾土的颗粒表面，形似类似的“膜”，随着污泥含量的增大，这层“膜”会越来越完整，污泥在垃圾混合样中所发挥的作用将越来越大。有机质的黏性性质大约只有粘性土的几分之一，污泥含量越高，混合样中的有机质含量就越大，从而导致高污泥含量混合样的粘聚力相比低污泥含量的混合样必将大为降低。另外，污泥中的有机质在混合样的土颗粒之间会起到 “剂”的作用，因此，随着污泥含量的增大，有机质增多，此作用将越显著，从而混合样的摩擦角将随着污泥含量的增加而降低。三轴固结不排水主应力差与轴向应变关系曲线如图7所示。从图7的主应力差与轴向变形曲线可以看出，在试验的应变范围内混合试样并没有出现明显的破坏面，且应力应变曲线为加工硬化形，主应力差随着轴向变形的增大而持续变大，在试验范围内未出现峰值，其应力应变曲线接近于垃圾土的性质。
上述图表显示，随着污泥含量的增加，混合样的无侧限抗压强度增大，但增加到一定值后，随着污泥含量的进一步增加，其qu值会显著降低。解读：污泥填入城市生活垃圾，污泥含量不高时，随着污泥含量的增加，流动性较强的污泥细颗粒能更好地填充垃圾土颗粒之间的空隙，促进各组分间能更紧密排列，从而使混合样粘聚力增大，无侧限抗压强度增大；但随着污泥含量的增大，污泥在混合样中的作用将渐趋呈主导，污泥的“膜”作用及其有机质的作用将越趋增大，从而导致其无侧限抗压强度显著下降。
2 污泥与垃圾混填边坡的ANSYS数
值模拟分析
污泥与垃圾混填边坡的ANSYS数值模拟，坡角为15.5°，边坡形状及计算模型如图9所示。弹性模量E=15 MPa，泊松比0.3。计算范围取坡脚向左延伸40 m，深度取坡脚以下30 m，模型总宽280 m。左、右边界仅约束水平位移，底部边界约束水平和竖直位移。网络划分见图10所示。Plane42单元，分成1 139个单元，1 233个节点。模型按平面应变考虑。
由上述的数字模拟分析结果可知，污泥含量为10%、30%左右的混填边坡的安全系数较高，但当污泥含量增大到50%时，其安全系数会激剧下降。因此，污泥与垃圾混合填埋时，一定要控制污泥的掺入量，以确保填埋体边坡的稳定安全。
3 结 论
1）通过污泥及其与城市生活垃圾土混合样的压缩及强度等实验，获取了污泥及其与城市生活垃圾土混合样的物理、力学性质指标，为全面了解污泥城市垃圾混合样的土工性质提供重要基础数据。
2）对污泥与城市垃圾混合样的变形、强度随污泥掺入量的变化规律进行实验与分析，从而对混合填埋时污泥与城市生活垃圾的适宜混合比作了探索性研究：合宜比例的污泥与垃圾混合，可较好地改善污泥的流变特性和强度。
3）通过污泥与垃圾混填边坡的ANSYS数值模拟分析可知，污泥含量为10%、30%左右的混填边坡的安全系数较高，但当污泥含量增大到50%时，其安全系数会骤然下降。因此，污泥与垃圾混合填埋的实际工程，一定要结合混合样的固结压缩特性、强度特性试验和边坡稳定计算结果，控制污泥的适宜掺入比例，以确保填埋体边坡的稳定安全。
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