前言:中文期刊网精心挑选了生活垃圾填埋处理工艺范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
生活垃圾填埋处理工艺范文1
关键词:生活垃圾 综合处理 研究现状 发展趋势
随着我国经济实力和技术储备的增强,各种生活垃圾处理处置技术在我国得到了不同程度、不同范围的研究和应用,很多经济发达地区已经建立了现代化填埋场、机械化堆肥厂和焚烧厂等多种处理设施。但对于某一地区来说,不同处理设施往往处理同样的混合生活垃圾。由于每种生活垃圾处理技术均具有各自的优势和局限性,从技术本身、经济性和环境影响角度分析,均只适宜处理生活垃圾中的某些组分,因此这种单一处理模式不仅难以满足数量日益增长、成分日益复杂的生活垃圾无害化、减量化、资源化的处理要求,而且使得生活垃圾处理设施运行效果差,前处理和二次污染控制技术复杂,处理费用高。
为了解决这种单一处理方式的不足,生活垃圾需要采取综合处理方式。所谓综合处理,就是将多种生活垃圾处理处置技术以适当的方式有机地结合在一起,形成完整的处理系统,每种处理技术或设施仅处理适宜的生活垃圾组分,从而改善生活垃圾处理的效果,降低生活垃圾处理的费用,在生活垃圾无害化的基础上,实现生活垃圾的资源化。
1 单一处理与综合处理的比较
1.1 卫生填埋
卫生填埋法由于技术比较成熟,操作管理简单,处理量大,投资和运行费用低,是当今世界各国主要的垃圾处理方式。但填埋混合垃圾有以下缺点:(1)生活垃圾中的可回收物、可焚烧组分或可堆肥组分等可以实现资源回收的部分被一并填埋,即使考虑填埋气的回收利用,混合垃圾填埋的资源化水平仍很低。(2)我国混合垃圾含水率和有机物含量都很高,因此渗滤液产生量大,处理成本高;沼气产生量大,控制其排放也增加了处理成本。因此限制进入填埋场的有机物含量是填埋法的发展趋势之一。目前欧盟、日本和美国等国家的有关政策,都提出了进一步限制进入填埋场垃圾有机物含量的规定[1]。(3)在场址选择日益困难,填埋费用不断增加的情况下,混合垃圾会大量占用填埋场的空间资源。
1.2 堆 肥
高温堆肥可以使生活垃圾中的有机成分成为可供施用的农田肥料,同时消除其环境污染,杀灭垃圾中的病菌,具有无害化和资源化特征。但我国的堆肥厂主要处理混合生活垃圾,其局限性主要表现在:(1)由于我国目前还没有开展普遍的生活垃圾分类收集,因此入厂垃圾中含有石块、金属、玻璃、塑料等多种不可降解组分,这些废弃物必须分拣出来,另行处理,分选工艺复杂,费用很高。(2)即使采用了分选工艺,生活垃圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除,许多有毒、有害物质会进入堆肥,如农田长期大量使用堆肥,可能会造成潜在污染,特别是一些重金属在土壤中富集将随食物链进入人体。受到堆肥产品成本和质量的约束,堆肥产品存在销路不畅的问题。
1.3 焚 烧
焚烧法具有减量化程度高,处理周期短,占地面积小,选址灵活,燃烧的热量可用来发电等优点。近年来焚烧法在我国得到了迅速发展,但焚烧混合垃圾有以下缺陷:(1)我国生活垃圾含水率高,热值低,需要更多的辅助燃料,此外生活垃圾中灰土含量多也会影响焚烧效果,最终导致焚烧成本上升。我国目前除少数经济较发达的城市外,其它城市的混合生活垃圾热值低,含渣量高,不适宜焚烧。(2)另一方面,由于我国混合垃圾中厨余垃圾较多,含盐量较高,对烟气中氯化物贡献较大,HCl会腐蚀焚烧炉,也增加了烟气处理的难度和污染控制成本。
1.4 综合处理
综合处理方式可以解决混合处理方式出现的问题。采用综合处理方式后,易腐物和可燃物都得到了利用,故填埋物的量很小,只占总体积的15%~20%,填埋物主要为砖头、瓦砾等无机垃圾,不会带来严重的二次污染,节省了填埋空间;综合处理中仅可燃垃圾进行焚烧,焚烧物易燃,产生的烟气少,二次污染小;采用综合处理方式后,堆肥法只处理易腐有机物,成分单一,容易堆腐,而且处理费用低,产品质量好。
2 综合处理的不同概念及研究内容
由于生活垃圾综合处理的诸多优势,国内很多研究者和管理人员对综合处理系统进行了大量研究,但由于对综合处理概念理解的不同,其研究方向存在很大区别。
2.1 生活垃圾综合处理系统
在发达国家,生活垃圾综合处理系统(MSW integrated processing system)的概念是多种处理设施(收运车辆、转运站、分选中心、回收站、焚烧厂、堆肥厂、填埋场)构成的完善的生活垃圾处理体系。对应于这一概念,研究者希望通过系统分析方法和数学工具的应用,提高综合处理系统运行的效率,减少系统运行的费用,减少系统运行造成的环境和社会影响[2-4]。主要研究内容包括:
处理方式的优化选择。在对不同生活垃圾处理方式适用性分析的基础上,可以针对不同地域的具体情况选取不同的处理方式及其组合。实践中常采用定性分析的方法,从必要性、可行性等方面对多种生活垃圾处理方式及其组合进行分析。生活垃圾处理方式的选择本身也是一个如何进行决策的问题,因此一些研究者在实践中也引入系统决策方法,如层次分析法[5]、模糊数学决策方法[6]、多目标动态模型[7,8]等,其中多目标动态模型选取的目标是综合效益最高,费用最小,通过该模型可以得出每年各种生活垃圾处理方式的处理量和比例。
处理设施的优化设置,包括确定其位置、数量及规模。生活垃圾处理设施的选址一般结合当地自然条件、社会经济发展和现有处理设施等情况综合考虑得到,没有固定的技术路线。处理设施的优化设置与生活垃圾处理方式的优选结合紧密,在确定了可能的选址后,依据确定的生活垃圾处理方式和当地的生活垃圾产生量、组分可以确定各个处理设施的类型和规模,尤其是采用多目标动态模型后可以确定不同处理方式的最佳处理量,从而为结合实际情况优化设置处理设施的数量和规模提供了依据。
垃圾物流的优化分配。垃圾物流优化分配是综合处理系统研究的核心内容,优化手段包括多种规划方法和数学模型[3]。最常用的垃圾物流优化模型为最小费用模型。模型目标为总费用最小,总费用为运输费用、填埋费用、堆肥费用、焚烧费用、回收费用之和减去回收材料收入、堆肥肥料收入、焚烧能量收入。在实践中,陈炳禄等[9]对广州市的生活垃圾物流利用最小费用模型进行了优化分配。
由于我国生活垃圾的特点以及混合收集的影响,目前从国外借鉴的一些模型和规划成果难以在实践中应用。如在选择处理方式及其比例时常用的多目标动态规划模型,由于是在垃圾分类的基础上进行设计,模型仅按生活垃圾中厨余物的数量设计可堆腐参数,按可燃物的数量设计可焚烧参数,但实际中混合垃圾一般不进行分选,或者仅进行简单分选,得出的结果实际意义不大。此外由于模型中存在很多主观参数,对市场等因素缺乏考虑,模型结论也难以在规划中实施。
2.2 生活垃圾综合处理工艺
从20世纪90年代起,我国的研究者为解决单一处理方式的不足从生活垃圾综合处理的角度进行了研究,提出了多种生活垃圾综合处理的构想,但是这种构想区别于国外广泛应用的综合处理系统概念,而是指通过分选等预处理技术把不同垃圾组分进行分离,分别进入不同的处理单元,这些处理单元集合在一个厂内甚至一条生产线上,希望通过这种方式实现不同垃圾分别采用适宜的处理方式的目的,为了便于区分,本文称其为综合处理工艺(comprehensive treatment technology)。根据综合处理工艺采用预处理技术的不同,可以分为预分选合处理工艺、预堆肥综合处理工艺、预消解综合处理工艺等,其中前者一般采用物理分选技术,经过多次分选将垃圾分为几类,其分类类别根据后续处理工艺确定,而后两者虽然也有一些分选步骤,但是其预处理技术核心为堆肥或消解。此外,综合处理工艺的能量回用和自给也是其研究方向之一,为了便于说明,本文称其为能量自给综合处理工艺。
预分选综合处理工艺是指利用物理分选技术把混合垃圾中的不同组分按处理目的进行分离,使不同组分分别进行处理,这也是应用最多的综合处理工艺,研究重点集中在分选系统[10]。它面临的问题有:一是我国生活垃圾实行混合收集,在发达国家由产生者进行的分类工作不得不由厂内的分选系统完成,分选系统的投资和运行费用很大;二是目前的生活垃圾综合处理厂处理规模均较小,焚烧量和填埋量也很少,在这种情况下,相对于单一焚烧或填埋,综合处理如何实现经济上的比较优势也是需要重视的问题。
预堆肥综合处理工艺。堆肥过程可以降低生活垃圾的有机物含量和含水率,因此可以把堆肥过程作为生活垃圾综合处理系统的预处理步骤。对焚烧而言,经堆肥处理后垃圾易于燃烧,热效率高,产生的有害气体量较小;对填埋而言,经堆肥处理后减少了填埋量,降低了渗滤液的产量和处理难度,减少了填埋气的排放[11]。虽然堆肥预处理对于综合处理工艺具有明显的益处,但是尚未有深入研究,更没有投入运行的工程项目,此外,堆肥预处理工艺还存在成本高、堆肥时间长、周边环境差等缺点。预消解综合处理工艺与预堆肥综合处理工艺类似,相对于堆肥预处理,消解预处理的最大优势是可以减少堆肥的时间,其环境影响也较小,但是成本更高。
能量自给综合处理工艺也是一种结合多种生活垃圾处理技术的工艺,它以系统能量的完全自给为目标[12],因此与垃圾焚烧厂的余热利用系统不同。系统中的能量一般来自焚烧系统产生的热能或电能,也可以利用厌氧发酵产生的沼气产热发电。国内一些研究者已经提出了一些设想,但是缺乏对系统能量流的深入研究和经济性分析,而且由于现有技术能源利用效率较低,尚不能利用垃圾自身的能量解决工艺过程的高能耗问题,实际生产中难以实现。
总的说来,十多年来大多数这类综合处理研究还停留于简单的构想阶段,缺乏系统化的深入研究,对综合处理工艺的组织特性、环境特性、经济特性等内容基本没有涉及,对于分选垃圾区别于混合垃圾进行焚烧、填埋的特性也没有研究。工程实践中,我国目前运行的综合处理厂很少,规模也不大(处理量一般小于300 t/d),而且限于分选工艺与填埋、焚烧和堆肥的结合,吨投资一般在20万元/t以下。由于这种综合处理厂整体规模不大,其中的焚烧量、填埋量都很少,焚烧工艺效果较难控制,二次污染控制较差。其次,这些综合处理厂大多以堆肥或其它制肥工艺为核心,但由于我国堆肥质量和市场的原因,堆肥处理在很多地区面临困境,这也影响到综合处理厂的运行效益。另外不同区域在自然条件、经济实力、社会发展水平、生活垃圾特性等方面存在差异,适用的生活垃圾处理处置技术也有所不同,而目前有些地区盲目照搬发达国家和其它地区的经验,使得部分生活垃圾处理处置设施不能正常运行。由于这些原因,这类综合处理技术没有得到广泛的应用。
3 综合处理的发展趋势
对于国内提出的综合处理工艺(comprehensive treatment technology),虽然现有项目的投资成本较低,但其处理规模小,运行费用高,二次污染不能得到有效控制。另一方面,虽然垃圾处理的能量回用是资源化的一个重要方面,但是系统的能量自给从目前的技术水平看来难以实现。从生活垃圾处理的经济性分析,这种“小而全”的综合处理工艺难以获得持久的生命力和广泛的推广。
发达国家生活垃圾处理的历史和经验说明,源头分类(产生者分类)是最经济有效的垃圾分类手段,在此基础上建立生活垃圾综合处理系统,并通过数学模型优化设置各种收运处理设施、分配车辆和垃圾物流,可以实现城市生活垃圾的低成本、高效率管理,并最大限度的实现生活垃圾的资源化。虽然我国目前普遍采用生活垃圾混合收集模式,但分类收集对于垃圾处理、资源回收等的重要意义已经得到了广泛认知,全国很多大中城市开展了分类收集的试点工作,并制定了城市生活垃圾分类收集规划。随着经济实力的增强,生活垃圾收运处理设施的完善,分类收集和综合处理系统将互相促进,得到更为广泛的推广。
在这一前提下,深入分析城市生活垃圾综合处理系统的系统特性、运行规律,提炼总结适应我国现阶段及发展需要的系统模型和优化方法,将大大提高我国城市生活垃圾的管理水平。我国目前采用混合收集方式,基于这一前提,利用数学方法优化不同处理设施的数量和选址,优化生活垃圾物流在不同处理设施之间的分配都具有重要的意义。
参考文献
1 张 益.国外垃圾处理技术现状及发展.见:张 益,陶 华主编. 垃圾处理处置技术及工程实例. 北京:化学工业出版社,2002.106~114
2 Barlishen K D, Baetz B W.Development of decision support system for municipal solid waste management systems planning.Waste Management & Research,1996,14(1):71~86
3 Everett J W.Optimal regional scheduling or solid waste systemsⅠ:model development. Journal of Environmental Engineering,1996,122(9):785~792
4 Modak A R,Everett J W.Optimal regional scheduling of solid waste systems Ⅱ:model solutions.Journal of Environmental Engineering,ASCE,1996,122(9):793~799
5 郭广寨,陆正明,石 峰.城市生活垃圾综合处置系统的选择.上海环境科学,2001,20(1):37~40
6 陈绍伟,郭广寨,陆正明.模糊数学决策法的改进及在生活垃圾处理方式评价中的应用.上海环境科学,2002,21(7):426~428
7 陈炳禄,王志刚,陈新庚.广州市生活垃圾处理方式及物流管理方案优化.上海环境科学,2000,19(11):511~515
8 刘常青,陈健飞.福州市城市生活垃圾处理系统优化设计及规划.资源科学,2003,25(4):68~72
9 陈炳禄,王志刚,陈新庚.广州市生活垃圾处理方式及物流管理方案优化.上海环境科学,2000,19(11):511~515
10 刘克鑫.城市生活垃圾综合处理的实践与探讨.见:张 益,陶 华主编.垃圾处理处置技术及工程实例.北京:化工出版社,2002.253~258
11 陈朱蕾,黎小保,周 磊,等.堆肥化技术对生活垃圾预处理效果的研究.环境卫生工程,2004,12(1):11~13
生活垃圾填埋处理工艺范文2
2015年4月15日午后3点,位于北京市海淀区永丰乡的六里屯垃圾填埋场十分繁忙,运载大量垃圾的车辆源源不断地开进大门。
从场区大门左侧通向外界的排水沟里,酒红色的、泛着恶臭味的污水向北延伸。路对面,一群小学生在焦急地等着公交车,单手下意识地捂住鼻子。这是六里屯垃圾填埋场被曝偷排垃圾渗滤液的第五天。
如今处在风口浪尖上的六里屯垃圾填埋场,曾在海淀区管委会的介绍下,于2012年与国企方中市政建筑公司签订合同,后者将填埋场内处理不完的渗滤液运至高碑店污水处理厂进行处理,每日需运送约500吨,每吨处理费为124.2元。按照六里屯填埋场场长王宝平的说法,该场每天产生的渗滤液量已经超出了自身的处理能力,故与方中市政建筑公司签订合同,将部分渗滤液由后者运出处理。
渗滤液是垃圾在堆放过程中,经发酵等生化降解,同时在降水等作用下产生的一种高浓度废水。按相关法规,渗滤液必须在处理后方能排放。
2008年的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(下称《垃圾填埋污控标准》)有明文规定,“2011年7月1日起,现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液”。据此,六里屯填埋场的行为是违法的。
不过,王宝平提出的处理困境,却有真实的成分。据中国城市统计年鉴数据,全国每年进入正规填埋场的垃圾量约为1亿吨,这意味着每年会有两三千万吨渗滤液产生。
每日剧增的生活垃圾总量持续催升渗滤液,如何消纳如此巨量的废水,资金和技术都需提升。 没有完美的技术
如何处理浓缩液,是国内外处理渗滤液工艺普遍面临的难题。
垃圾渗滤液中含有多种重金属,特别是其中含有有毒的金属,如果隔离措施不及时会影响环境,并很有可能渗入到地下从而影响地下水质。
在欧美国家,生活垃圾中含水较少,仅仅产生约5%的渗滤液,生活垃圾处理厂大多交予污水处理厂处理或者采用回喷的方式,帮助本来就缺水的垃圾降解。渗滤液基本不会对垃圾处理场构成威胁。
而中国的生活垃圾中富含大量水分,再加上降水的影响,约有20%至30%的渗滤液产生,在夏天多雨季节,甚至高达35%。
这些废水需要经处理褪去其中含有的重金属、有机物等多种有害物质。六里屯垃圾填埋场像国内大部分垃圾处理场一样,采用的是传统的“生物处理+膜处理”的工艺:渗滤液先经过生物处理去除易降解有机物;然后,再用纳滤或反渗透法,靠压力把渗滤液中的清水挤出去。
这套工艺最大的问题,就是通过膜技术物理截留产生的浓缩液,富集大部分难于处理的污染物,危害更大、更难处理。
浓缩液是垃圾场的“精华”,是渗滤液中最具有污染力的一部分,大约占到渗滤液的30%左右,如何将之处置是渗滤液处理、乃至固体垃圾处理的关键所在。
由环保和质检两部门联合修订的《垃圾填埋污控标准》中,将浓缩液默认为渗滤液一种,因此并没有专门规定如何处理。
“如果将浓缩液回填埋场不太现实,会导致盐分不断地循环与累积,最终导致膜的系统运行效率降低。”清华大学环境学院固体废物控制与资源化教研所副研究员岳东北对《财经》记者分析,因浓缩液循环致使整个膜系统效率大减甚至崩溃,这在中国已有先例。
膜系统运行时,盐的浓度越大,需要的压力就越大。如果将浓缩液不断重新循环累积,至两年后,整个系统的效率将大打折扣,即便将全部动力都用上,连一半的清水也挤不出。
此外,“MVC蒸发+DI法”逐步在十多个城市推广开来。这是近些年产生的渗滤液处理新工艺,该工艺采用管道外蒸发方式,以“能效高、浓缩液量少、去氨氮”等优点在几十个大型垃圾填埋场进行推广。
有专家分析,这一工艺虽具有运行能耗低的优势,但为避免结垢,需要加大药剂量,这意味着处理成本的增加。蒸发过程中还会产生挥发性污染物的释放。这些挥发性的污染物在蒸发过程中与水汽一同排入大气,躲过了环保部门的监测电子眼。其污染性越发为环保人士所诟病。此外,该工艺同样面临浓缩液的处理问题,而且由于添加了去氨氮的药剂,新产生的盐分更高。
如何处理浓缩液是国内外渗滤液处理工艺普遍难以跨越的难关。目前针对浓缩液的处理方法主要有回灌、膜蒸馏、蒸发和高级氧化。
其实,四种处理方法均各有弊端:回灌会加剧盐积累,导致膜产水率下降,还存在地下水污染的潜在风险;膜蒸馏容易造成传质推动力下降和膜污染;蒸发难以跨越结垢难题;高级氧化不仅技术复杂,间接增加运行管理的难度,而且,加入的药剂会产生污泥,造成二次污染。
此外,固化后填埋也是浓缩液处理的选项之一,然而此法一般适用于最难处理的放射性危险废物,采用沥青、塑料等进行不容性固化处理后,才能填埋。由于处置费用高,从经济上是不可持续的,鲜有填埋场将之用于处理浓缩液。
浓缩液成为了渗滤液处理工艺中的阿喀琉斯之踵。 投入赶不上标准
1997年版《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889―1997)中规定,“生活垃圾填埋场产生的渗滤液可以排入二级污水处理厂”。2008年修订后的新国标则完全颠覆了这一说法,严禁垃圾填埋场的渗滤液离开垃圾厂,转移他处处理。
“(2008年版)新国标最大的改动一方面基于防止渗滤液转运过程中发生泄漏污染与偷排现象,另一方面则乐观地高估了当时渗滤液处理工艺与技术。”国内一位大型垃圾填埋场的负责人如是说。实际上,渗滤液处理与后期的浓缩液处理问题并没有得到实质解决,技术没有突破。
在中国,垃圾填埋场与污水处理厂同属住房建设系统,在地方是一个局长管两家,这使得二者“互通有无”的几率加大。
一位业内专家说:“在很多城市,污水处理厂的污泥不管合不合标准,都可以进填埋场;填埋场的渗滤液不管合不合标准,都可以进污水处理厂。”
按照有关规定,垃圾焚烧厂可以自行处理渗滤液,也可以交由附近的生活污水处理厂处理,而生活污水处理厂必须建设专门的渗滤液调节池,与普通的生活污水处理工艺分开运行。
一位不愿透露姓名的专家向《财经》记者表示,除非上马专门的处理设备,渗滤液进入生活污水处理装置后,会直接拖累整个装置的处理效果,致使同批次的污水处理不达标,甚至导致整个系统瘫痪。
而将渗滤液或者浓缩液排放到市政污水管网,流到污水处理厂进行处理,其实就是稀释污染物,稀释就是转移。
转移污染物则违背了环保的基本原则。
2008年版的《生活垃圾污控标准》要求垃圾填埋场的渗滤液经处理达到化学需氧量(COD)100、色度40、总氮40、总磷3、氨氮25、总砷0.1等指标以下,方可送往城市二级污水处理厂进行处理。与1997年版标准相比,增加了若干排放指标限值,比如增加了对总氮的控制。
标准提升对于控制污染物排放来说是好事,但到了一定程度后,一个指标再提升1%,其背后带来的成本与技术难度的提升不是一个简单的10%能衡量的。比如,渗滤液处理工艺中为了降低某一个指标,可能要加入更多的药剂,新药剂有可能产生新的污染物,这就形成了恶性循环。
一位熟识《生活垃圾污控标准》的专家对《财经》记者表示,“需要重新审视各种技术规范、管理标准的合理性,真正在中国生活垃圾现状与特点下制定标准、加强管理、建设项目与工艺。”
比如,在《垃圾填埋污控标准》中规定,要求生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统,而且“应确保在填埋场的运行期内防渗衬层上的渗滤液深度不大于30厘米”。
“30厘米”这一指标来自于美国,在该指标下设计、建设的防渗层能在1米以下的渗滤液环境中,安全运行30年而不发生渗透。
由于国内生活垃圾普遍多水,少则20%、多则40%的渗滤液与美国5%相比,其产生的总量与速度都是惊人的,导排系统难以将渗滤液水头控制在30厘米以下,“很多填埋场的渗滤液有几米深,甚至在多雨期达到十几米”。上述专家分析,仍按照“30厘米”水深设计的防渗层在高压的环境下岌岌可危,其寿命也难以达到设计寿命的30年。
防渗层被穿透的直接后果便是渗滤液穿过保护层、防渗层、基础层,污染土壤与地下水。
此外标准提升,还无可避免地带来一个负效应,工艺成本剧增。垃圾填埋场不得不在渗滤液的处理工艺中增加一套反渗透的设备,这让本已沉重的渗滤液处理成本雪上加霜。从事渗滤液处理研究十余年的岳东北表示,国内大部分垃圾填埋场没钱上马足够运行能力的渗滤液处理装置,上马的也大部分没钱运行。
虽然,大部分垃圾填埋场的渗滤液处理设备多由当地政府直接或外包运营,财政补贴中却没有专门针对渗滤液的补贴,而是打包到生活垃圾处理补贴中一并发放,每吨垃圾补贴六七十元。
一位业内专家算了一笔账:国内某城市的一座垃圾填埋场采用了传统的“生物处理+膜处理”工艺,其基本运行费用算上水、电、药剂为每吨20元左右,再加上人工费用、设备折旧费用、浓缩液的处理成本,成本总费用达到每吨80元-100元以上,按照三分之一的比例折算,填埋处理每吨垃圾时,仅渗滤液的处理费用就约为30元,占据政府给填埋场补贴的一半,填埋场还有其他的业务要运行,如果要按照正规流程处理,几乎是一定赔钱。
生活垃圾填埋处理工艺范文3
1 内黄县基本概况
内黄县位于河南省北部,东界濮阳清丰县,南临鹤壁浚县,西临汤阴县,北临河北省魏县.地理座标为东经114°35′-114°,59′,北纬35°39′-36°09′,南北平均长55公里,东西平均宽21.1公里,总面积1161km2。目前内黄县全县人口70万人,县城人口12.7万人 , 内黄县城市生活垃圾年产生总量约为5万吨,已全部进入垃圾处理场进行处理。
2 内黄县城市生活垃圾污染危害
内黄县城在垃圾处理场未建成以前,垃圾堆放在县城西南司杨庄村旁的大坑内,未设渗沥液导排和甲烷收集导排设施,也未作任何的防渗处理,污染得不到有效控制。城市生活垃圾的危害主要有:(1)垃圾堆放侵占了大量农田;(2)垃圾露天堆放,有机物分解产生恶臭并释放大量氨、硫化物等有害气体,其中含有机挥发气体达100多种,这些释放物中含有许多致癌、致畸物。塑料膜、纸屑和粉尘则随风飞扬形成“白色污染”,严重污染了大气和城市的生活环境;(3)垃圾不但含有病原微生物,功能在堆放腐败过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物,并会将垃圾中的重金属溶解出来,形成有机物质,重金属和病原微生物三为一体的污染源,雨水淋入产生的渗滤液必然会造成地表水和地下水的严重污染;(4)垃圾中有许多致病微生物,同时垃圾往往是蚊、蝇、蟑螂和老鼠的孳生地,这些必然危害着广大群众的身体健康;(5)垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气,遇明火或自燃易引起火灾,造成重大损失。
3 国内外垃圾处理方法
3.1 垃圾处理方法概述
城市生活垃圾成分复杂,与当地经济发展水平、能源结构、气候条件以及居民生活习惯有关,其处理方法没有统一的模式。但不同的处理技术、处理方法最终都以垃圾的无害化、减量化及资源化为目标。总的来说,国内外在城市生活垃圾处理方面普遍采用的处理方法主要有三种:卫生填埋法、堆肥处理法、焚烧法。这三种处理方法的适用条件和处理效果各有其特点。
(1)卫生填埋法:在垃圾填埋场的水平方向和垂直方向分别进行防渗漏处理,将垃圾污水收集后集中处理,并将填埋场产生的气体进行收集处理。在填埋作业过程中,采用压实消毒、覆土等措施,尽量减少对周边环境的影响,避免产生二次污染。卫生填埋技术成熟,作业机械设备相对较简单,一次性投资相对较小,处理成本相对较低,且处理量较大。
(2)堆肥法:堆肥是对垃圾进行资源化利用的有效方式,其处理方法是在人工控制的厌氧或好氧条件下,利用自然中的各种微生物,对垃圾中的各种动物、植物性有机物进行分解,形成稳定的腐殖质,同时杀灭垃圾中的各种致病微生物,达到资源化和无害化的目的。
采用堆肥法处理城市生活垃圾可通过前分选对垃圾中的有用成分进行分选回收,其堆肥产品可以作为土壤改良剂施用于农田,也可以进一步加工生产高效复合肥。但垃圾堆肥要求垃圾中有机物含量较高,一般不低于40%为宜。该方法投资相对较大,处理成本相对较高。
(3)焚烧法:垃圾焚烧是利用高温使垃圾中碳水化合物转化成CO2和H2O,同时在高温条件下杀灭垃圾中的细菌与病毒,并对垃圾焚烧过程中产生的热能进行合理的利用,对焚烧过程中产生的烟气进行严格的处理。垃圾焚烧处理对垃圾的热值要求较高,要求每千克垃圾低位热值不宜低于800千卡。由于垃圾焚烧产生的烟气中含有二恶英等多氯苯物质,会对大气造成严重的二次污染,因此必须对烟气进行严格的处理后才能排放。该方法焚烧设备昂贵,一次性投资大,运行费用也很高。
3.2 国内生活垃圾处理概况
近年来我国城市生活垃圾处理行业取得了快速的发展,在中央国债的支持下,地方政府加大了投入的力度。垃圾卫生填埋场技术规范经过2001年和2004年两次修订,2007年又增加了CJ113-2007《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》,已经在填埋场防渗、渗滤液处理、填埋气体控制等方面达到国际上较高标准。“十一五”期间,一大批垃圾处理项目按照新标准开工建设并相继投入使用,极大地提高了我国城市生活垃圾处理能力。填埋是我国目前大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法, 85%的城市生活垃圾采用填埋处理。在填埋处理中,有近80%的属于简易和受控填埋场。这些填埋场大多有以下特点:不能做到及时覆盖;不具备完善的垃圾渗滤液收集、排导和处理设施;没有完善的填埋气体排导和处理设施。特别是填埋场的渗滤液,许多填埋场还未能达到达标排放。采用堆肥方式处理的生活垃圾占无害化处理总量的4%。堆肥处理可分为简易堆肥、好氧高温堆肥和厌氧消化三类。我国有约10%的城市生活垃圾采用焚烧处理。随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高,不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了办事日程,正在积极组织实施,目前处于快速发展阶段。
4 内黄县城市生活垃圾成分与处理技术、工艺
分析
内黄县城市生活垃圾主要来自居民家庭、饮食服务行业、商业、公共场所、街道清扫和集贸市场等,其中不可回收垃圾中有机成分含量约占25.0%,无机成分含量约占65.0%。垃圾成分以不可回收无机物为主,占生活垃圾总成分的90.0%左右。
根据内黄县城市生活垃圾的成分组成、自然条件与经济条件分析,内黄县城市生活垃圾采取焚烧工艺投资过高,财政难以承受。采用堆肥处理,目前的垃圾有机组分达不到堆肥要求。采用卫生填埋处理从投资和处理工艺上均比较符合内黄县的实际情况,也符合我国县级城市的实际情况。目前内黄县的垃圾处理采用卫生填埋处理工艺,同时采用了人工防渗技术,对填埋库区进行了防渗处理;对填埋气体进行了集中燃烧处理。经监测渗滤液中BOD与COD比值大于0.45,对渗滤液采取的处理工艺为“一体化生化处理系统(包括混凝沉淀池+A/O+MBR膜反应器)+纳滤+反渗透”污水处理装置。在填埋过程中采取了及时覆土、洒水、消毒等措施,使填埋场对周围环境的影响降到最小。该项垃圾处理工程目前已通过省市环保部门的验收,取得了明显的环境效益和社会效益。
5 未来城市生活垃圾处理对策的趋势
随着城市化进程的快速发展,内黄城市垃圾产生的数量将会增加,垃圾填埋场的服务年限逐渐缩短(该处理场服务年限为11年)。由于垃圾填埋处理需占用大量土地,因此垃圾需要减量,要限制过度包装,减少一次性消费产生的生活垃圾,改变燃料结构,提高燃气普及率和集中供热率,减少煤灰垃圾产生量。再者积极开发垃圾分类收集,垃圾分类收集是实现垃圾资源化的最有效途径。通过分类收集,不仅可直接回收大量的废旧原料,实现垃圾减量化、资源化,而且可以减少垃圾运输费用,大大简化垃圾处理工艺,降低垃圾处理成本。有机物含量大于40%的垃圾在垃圾分类的基础上进行高温堆肥处理。随着经济的发展,垃圾填埋标准越来越高,填埋比例逐步下降,垃圾焚烧将会稳步发展,垃圾焚烧产生的热能应尽量回收利用。
参考文献
[1]郑州大学.《内黄县城市生活垃圾无害化处理场工程环境影响报告书》,2007,2-6.
生活垃圾填埋处理工艺范文4
一、县已投入运营生活垃圾处理设施情况
县城市生活垃圾卫生填埋场一座,处置方式为卫生填埋,投入运营时间2014年5月,设计运营时限20年,设计容量30万m3,预计剩余服务年2限,设计处理能力30t/d,
实际处理能力26t/d,剩余容量25万m3。渗漏液处理方式为自处,处理工艺回喷。该垃圾填埋场由第三方(都江堰岷江环卫有限公司)代为运营管理,责任监督部门为县住建局。
二、县已封场或停用生活垃圾填埋场情况
无。
三、县生活垃圾处理设施在建项目情况
县乡镇生活垃圾卫生填埋场工程,处置方式为卫生填埋,2020年7月开工建设,10月12日竣工验收,预计2020年12月底投入运行,设计容量8万/m3,设计处理能力10t/d,渗滤液处置方式为自处,处置工艺为回喷。该项目的主管部门是县住房和城乡建设局。
生活垃圾填埋处理工艺范文5
【关键词】厌氧消化;城市生活垃圾;综合利用;有机质垃圾
一、前言
城市垃圾已成为当今世界的一大公害,也成为我国环境污染的突出问题之一。近几年来,我国城市生活垃圾产量达1亿多吨,且每年以10%的速率增长。而且随着城镇化进程的加快,垃圾产量将持续增长。传统的垃圾处理,填埋、堆肥和焚烧是最常用的方法,但由于垃圾卫生填埋和焚烧处理的环保要求较高,焚烧和填埋成本也随之增加,且这些方式本身存在一定的弊端,对土壤、地下水和大气都会造成严重污染局面。由于环境立法的日益严格和垃圾的分类收集,为垃圾处理提供了条件。在各种处理方法中,生物方法成为处理分类收集有机部分的一种有效方式,它能最大程度地循环利用有用成分。在生物处理方法中,利用微生物将有机物转化为甲烷、二氧化碳、无机营养物和腐殖质的厌氧技术逐渐引起人们的重视。
二、我国垃圾处理现状及存在问题
解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能量化及无害化。目前主要有填埋、堆肥及焚烧处理三种方法。填埋是目前我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法,到2003年底全国共有559座生活垃圾填埋场,近85%的城市生活垃圾采用填埋处理。利用微生物分解垃圾有机成分的填肥处理,虽在我国具有悠久历史,但由于各种原因目前堆肥处理的效率不高,限制了该处理方法的发展。垃圾焚烧技术在我国的研究和应用起步于八十年代中期,随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高,不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了议事日程,目前正处于快速发展阶段。
各种方法都具有自身的局限性。填埋处理不仅填埋掉了废物,也埋掉了可回收利用的资源,填埋场占地面积大,且存在严重的二次污染,如地下水污染,土壤污染,堆放场产生的臭气严重影响场地周边的空气质量等。堆肥周期长,占地面积大,卫生条件差,堆肥处理产生的肥料肥效低、成本高,与化肥比销售困难,经济效益差。而焚烧处理对垃圾低位热值有一定要求,且垃圾焚烧对垃圾具有选择性,焚烧不仅使垃圾中的可利用资源被销毁,产生的大量烟气,造成热能损失。产生的烟气必须净化,净化技术难度大,运行成本高,焚烧设备一次性投资大,焚烧产生的残渣还必须消化。
当前,我国城市生活垃圾处理存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)城市生活垃圾资源利用水平低下,与发达国家相比存在较大差距;(2)虽然我国各地均设有城市垃圾收集、运输、处理的专门机构,但垃圾处理的整体水平较低,大部分城市垃圾采用混合回收方式,加大了垃圾出来难度,垃圾资源化未能引起相关部门的重视;(3)在我国垃圾处理的经费主要来自国家和地方财政,资金主要用于垃圾的清运和掩埋处置,难以满足资源化需求。
三、厌氧消化处理技术
(一)厌氧消化处理工艺
城市生活垃圾中的纸类、塑料、织物、金属等被分拣回收利用后,剩余的主要是废弃的动植物有机物质,其含水量高达80%左右极易腐烂,除了其中的木质素外都可进行厌氧消化降解。若利用传统的填埋等方法进行处理,可能增加处理成本,造成二次污染。针对我国现行垃圾处理方式的弊端,应用厌氧消化技术处理城市生活垃圾,实现垃圾无害化,资源化和减量化的目标是可行的。
生活垃圾的厌氧发酵是指在无氧条件下,微生物分解有机物,其中的C、H、O转化为沼气-甲烷和二氧化碳,而N、P、K等微量元素存于残留物中并转化为易被动植物吸收利用的过程。有机物首先通过快速增值和对PH敏感的酸化菌将其水解和发酵转化为挥发酸,挥发酸通过乙酸菌氧化为乙酸盐、分子氢和二氧化碳,甲烷菌再将这些物质转化为甲烷,一般厌氧消化可分为水解酸化阶段、产氢、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
(二)厌氧消化工艺研究进展
厌氧消化处理城市垃圾,主要集中处理城市垃圾中厨房剩余垃圾以及庭院垃圾,德国、丹麦等欧洲国家已建成一批消化处理厂,利用厨房垃圾产沼气的研究较为成熟。早在20世纪80年代厌氧消化技术已成为日本等国的研究课题,近年来,在引进欧洲技术的同时,地方政府支持进行了工业规模生产。厌氧消化技术最早应用于高浓度有机废水处理,在城市垃圾处理中占的比例还小。1920年,英国农学家Albert Howard发明了厌氧堆肥法,而后通过不断的技术革新,逐步形成了以湿式完全混合厌氧消化、厌氧干发酵、两步厌氧消化等为主的工艺形式。
1.湿式完全混合厌氧消化。湿式完全混合厌氧消化(简称湿式工艺)应用最早也最广泛,其液化、酸化和产气3个阶段在同一反应器内进行,工艺过程简单、投资小、运行和管理方便。早期消化工艺中没有搅拌装置,易引起分层现象,反应器中较轻的部分上升成浮渣层,较重的部分下沉成为底层,这样在反应器中形成3个浓度不同的物理层,不但影响混合效果,而且损伤发酵设备。自上世纪90年代以来,搅拌器应用研究的快速发展,利用机械沼气混合搅拌取得了很好的效果。但由于酸化、水解、产甲烷均在同一反应器中同时进行,通常认为在这个系统中各阶段反应都不能达到各自最佳的反应条件,处理效率低。与其他工艺相比,湿式工艺含水量高,可以稀释抑制物的浓度(固体浓度达15%),在一定程度上也加大了系统的抗抑制能力。
2.一步厌氧干发酵。湿式工艺的广泛应用,为提高其处理能力,提出了一步厌氧干发酵系统。厌氧干发酵系统的固体浓度可以维持在20%-50%,大大提高了处理能力。干发酵系统中只有含水率非常低的原料需要进行稀释,且用水量小。同时,厌氧干发酵系统对进料的分选要求不高,原料进入处理系统前,只需用滚筒筛将大的颗粒物去除即可。然而,从投资角度看,干发酵工艺比湿式工艺要高得多,另外,由于固体浓度的加大,需要设计能够抗酸、抗腐蚀性强的发酵反应器。
3.两步厌氧消化工艺。在湿式工艺和干发酵工艺中,垃圾中的有机质转化为沼气的过程是在一个连续的生化反应中完成,各个不同的反应阶段难以达到其各自的最佳反应条件。例如酸化阶段会导致PH值的下降,产甲烷阶段要求接近中性或偏碱的环境,而两步厌氧消化工艺即是要创造两个不同的生物和营养环境条件如:温度和PH等。典型的两步工艺,在第一阶段进行反应物的酸化和水解,第二个阶段进行产甲烷。在微生物环境方面,水解产酸菌和产甲烷菌对厌氧环境的要求不同,只有在产甲烷阶段,由于甲烷菌是严格的厌氧菌,才需要严格的厌氧环境。
4.制约厌氧消化处理工艺发展应用的因素。厌氧消化处理城市垃圾是一种古老的方法,其消化过程是一个动态、多相、多介质的物理、化学和生物反应紧密相关的复杂过程。其中有机物的生物、化学转化及物质的传输与分布不易监控,在城市垃圾分选、厌氧发酵工艺、二次污染的处理等方面都存在许多问题。制约厌氧消化处理技术在城市垃圾处理应用中的制约因素主要表现在:(1)城市垃圾的分选需投入大量的人力物力,系统工程复杂。现阶段要对城市垃圾作较系统的分选很难,城市垃圾分选效率将直接影响到堆肥生产的成本和产品的质量,故垃圾收集分区、分类收集和建立垃圾收费制度将是影响今后我国垃圾厌氧发酵产业进一步发展的关键因素;(2)厌氧微生物对垃圾中复杂有机物降解能力对发酵过程起决定性作用,选用优良的厌氧菌种是厌氧消化技术的核心。因此,发酵厌氧微生物的筛选、培养和鉴定也成为制约因素之一;(3)厌氧过程中温度、PH值、营养物质和底物毒性对发酵过程有较大的影响,操作人员要不断监视发酵过程、判断和调整各种参数,很难实现实时监控;(4)消化过程中产生的废水和废气由于处理效果不佳,已成为严重的环境污染源。废气的产生量和浓度随垃圾的不同而改变,容易对处理系统造成冲负荷,从而导致处理系统的失败;(5)消化产品的腐熟度是衡量厌氧消化过程的最终指标。未经腐熟的产品中有机物和毒性物质会造成植物生长的缺氧和间接毒性,危害作物生长。目前,对堆肥产品的腐熟检测缺乏统一的标准,且检测过程相对复杂,无法进行现场检测。
四、垃圾厌氧消化处理的环保效益和经济效益
厌氧消化技术能最大限度的循环利用垃圾中的可用成分,采用“分选+厌氧消化+堆肥”的方式处理可明显减少温室气体的排放,抑制有毒气体和液体的排放可避免二次污染。另外,使用厌氧消化技术处理生活垃圾,对垃圾中有用物质及能量加以回收和利用,使垃圾处理无害化、减量化。以我国2000年的垃圾量来计算,大约可以获得25亿立方米左右的沼气,其经济效益相当可观。同时,厌氧消化处理的残留物无论是做肥料还是饲料,都可取得较好的经济效益。
五、结语
随着经济的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾日益增多,和资源、能源愈渐短缺的矛盾越来越突出。传统的填埋、堆肥和焚烧处理方法的局限性限制了我国城市生活垃圾处理的发展。而目前垃圾整体处理水平低,规模小,技术落后,垃圾分选程度低,很大程度上限制了厌氧技术的使用。因此,必须认真研究和总结国内外生活垃圾资源化综合利用的经验,开拓厌氧消化处理技术,结合适合我国国情的城市生活垃圾资源化综合利用的途径,尽快解决我国城市生活垃圾问题,提高资源利用水平。 参考文献
[1]郭海强,马应珍,等.我国城市生活垃圾处理现状与对策[J].长治学院学报,2007.
[2]李晓辉.垃圾公害资源化处理势在必行[J].问题探讨,1997.
[3]谢海燕,丛振华,等.城市生活垃圾资源化利用途径的探讨[J].新疆环境保护,2005.
[4]乔玮,曾光明,等.厌氧消化技术在城市垃圾处理应用中的制约因素[J].江苏环境科技,2002.
[5]张艳,乔玮.厌氧消化处理城市垃圾研究进展[J].湖南城市学院学报(自然科学),2003.
[6]苏有勇,张无敌.我国城市生活垃圾厌氧消化处理的探讨[J].能源与环境,2004.
生活垃圾填埋处理工艺范文6
一、基本情况
目前,我市投运的城镇污水处理厂共有6个,总设计处理能力16万吨/日,全部负责各自县区的城镇生活污水处理,处理工艺上均有脱磷脱氮流程,6个污水处理厂[,!]均有环保审批手续,目前有5家通过了环保验收,尚有1家未进行环保验收。6家污水处理厂均安装了出水水质自动监控设备,主要监控因子为流量、cod。污水处理厂处理过程中产生的污泥基本都是采用填埋的方式来处理。
我市共有3个垃圾填埋场,总设计库容量816.2万吨,实际日均处理生活垃圾780吨,三个垃圾填埋场均未设计防渗漏设施,日均产生渗漏液188.2吨,三个垃圾填埋场,仅有市区的小岭垃圾处理有限公司,开展了渗漏液的监测,监测结果达标。泗洪县无垃圾填埋场,城镇生活垃圾主要采用露天堆放的方式处理,宿豫区和宿城区的生活垃圾,送市区的__市小岭垃圾处理有限公司处理。
二、主要做法和基本成效
对于城市生活污水处理厂,我们严把审批关,从源头上控制,确保使用先进的污水处理工艺,确保满足日益增加的城市生活污水产生量。为了解决资金困难,除了市县配套财政资金之外,我们还灵活利用外来资金,采用bot方式建设运行污水处理厂。环保的日常监管方面,我们要求对所有的城市生活污水处理厂进行每周一次例行监察,每个月进行一次例行监测,确保污水处理厂正常运行。根据监管的需要,我们在所有的污水处理厂安装了在线监测仪,并联网至市环保局监控平台,数据传输采用gprs无线传输方式,目前主要监测cod因子,确保处理效果,达标处理。
我市生活垃圾填埋场一共有3个,最大的是__市小岭小岭垃圾处理有限公司,06年通过环保审批,目前已经投运,但尚未进行环保验收。沭阳县的垃圾填埋场建于20__年,目前容量已经饱和,引进外来资金建设的新的垃圾填埋场目前已经开工,预计20__年底投入试运行。泗阳县的大卫环保有限责任公司,目前正在正常运行。
三、存在问题和原因
目前城市生活污水处理厂存在以下5个方面的问题:1、城市配套官网不完善,部分城镇生活污水不能接入官网进入污水处理厂进行处理。2、大部分生活污水处理厂的脱磷、脱氮工艺落后,不能满足节能减排的要求。3、部分污水处理厂的处理效果不理想,目前泗洪县集泰污水处理有限公司的总体出水合格率仅50%,氨氮排放浓度全部不达标。4、污泥目前主要采用填埋的方式进行处理,不能进行有效化利用。5、部分污水处理厂尚未通过环保验收。
生活垃圾填埋场,目前存在的问题主要有以下几个方面:1、生活垃圾填埋场数量较少,泗洪县尚未建设垃圾填埋场,还在使用露天堆放的方式进行处理,宿豫区和宿城区的生活垃圾,送交市区的小岭垃圾填埋场进行处理。
2、生活垃圾填埋场设计缺陷,导致渗滤液未能有效处理,形成二次环境污染。3、环保部门对生活垃圾填埋场的监管空白,目前没有针对垃圾填埋场的监察和监测制度。
四、对策措施和下一步工作打算
下一阶段,我市从以下几个方面做好专项行动的工作:
1、根据目前针对污水处理厂和垃圾填埋场监管过程中发现的问题,形成书面材料,上报市政府,引起领导重视,制定下一步工作方案。