垃圾填埋现状
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垃圾填埋现状范文第1篇
增城市棠厦垃圾填埋场位于增城市荔城街棠厦村，距离市区约12.6km，该场主要填埋增城市下属的六个镇街的生活垃圾。填埋场于1996年12月投入使用，日进垃圾量约200吨/天，自开始使用到2008年5月止，堆填垃圾达80多万吨，已填的垃圾堆体占地面积达48982m2，占填埋库区面积为58.22％。
填埋场为毫不设防的简易垃圾填埋场，场区内臭味四溢、蚊蝇四处乱窜，垃圾渗沥液通过地表遍布填埋场的空地；场内没有作业道路，作业方式十分简易，采用的是高处向下倾倒、简易压实、简易杂土覆盖作业；填埋场存在严重的环境污染及安全隐患。
垃圾填埋场平面布置图 垃圾填埋场实拍照片
2 简易垃圾填埋场的整治方案
毫不设防的棠夏垃圾填埋场产生的环境问题主要来自以下三个方面：填埋气体的污染与安全隐患、垃圾渗沥液的污染、填埋场的景观问题。针对污染现状，对各种污染源实施了行之有效的整治措施。
2.1填埋气体的整治
填埋的垃圾经微生物分解会产生填埋气体，气体的主要成分为甲烷（30％～40％）和二氧化碳（40％～50％）
现状垃圾堆体高度约40～50m，未设置填埋气体导排系统，填埋气体在填埋场的聚集，当甲烷浓度达到5～15％时，遇到火种会发生爆炸，当浓度达到40％以上时，遇到火种会迅速燃烧。另外，甲烷和二氧化碳都是温室气体。为有效解决填埋气体的环境问题，拟在现状垃圾堆体区域按照间距40m梅花状分布气体导排系统，导排系统实施方案如下：
（1） 钻入DN400钢管进入垃圾堆体2/3处；
（2） 在DN400钢管中套入Dn150HDPE穿孔管，在两管之间填充16～20mm碎石；
（3） 将d400钢管拔出。
现状垃圾堆体的产气量较小，沼气利用价值不大，因此，填埋气体拟采用收集后集中燃烧排放处理方案。
2.2 防渗方案
根据工程的现状，对库区防渗进行了多方案的比选与论证，最终确定了经济、合理、可行的工程方案，下面进行详细的论述。
（1）防渗目的
防渗工程的目的，就是采用天然的或人工的防渗层，切断库区内渗沥液向库外泄漏的通道，彻底杜绝渗沥液的外渗，同时防止地下水向填埋库区的渗入，确保垃圾填埋场安全可靠的运作，减少渗沥液产生量，避免造成二次污染。因此，防渗工程的设计好坏，是关系到填埋场设计成败的关键。
（2）防渗工艺
填埋场的防渗方式可以分为自然防渗、人工防渗两种：
① 自然防渗：如果在填埋场底部和周边有足够数量的高粘性土壤的压实土壤层，且各个部位的土层保持均匀，厚度至少2m，其渗透系数≤10-7cm/s，渗透性不因与渗沥液接触而增加时，可考虑采用自然防渗。
② 人工防渗：当填埋场在地形、地貌和水文地质条件达不到自然防渗要求时，必须进行人工防渗。根据场址的工程地质和水文地质条件，人工防渗主要有以下两种形式：
a、水平防渗：水平防渗指采用人工衬层将填埋场基底与垃圾堆体完全隔离，以防止渗沥液外渗，最常见的有以下几种工艺：天然粘土防渗层、钠基膨润土软衬防渗层、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗层或者上述几种的复合防渗层。
b、垂直防渗：所谓垂直防渗，系指通过垂直库底方向、沿库底周边敷设于岩土中的防渗幕墙，使幕墙与库底以下的天然隔水层相连，使得库底以下形成一个相对独立封闭的水系，从而阻止渗沥液外渗。其适应条件是：要求填埋场库底在地下水承压水位2m之上，必须连续存在不透水层。垂直防渗幕墙可以通过帷幕灌浆工艺来实施。通过灌注压入浆液（水泥砂浆+膨润土或其它化学浆液），使浆液填充岩石裂隙，胶结成符合防渗标准要求的地下幕墙。
垂直防渗填埋场的地下水由于防渗帷幕的阻拦，不能按原来的渗流路线排泄，随着水位升高到场底以上和垃圾渗沥液混合，一并排入渗沥液调节池，由此造成清污合流，增加渗沥液处理站的负荷。一般采用场垂直防渗工艺的填埋场，其渗沥液水量是水平防渗的2~3倍。
（3）防渗方案
本填埋场总的面积为124600 m2，垃圾填埋库区面积为84127 m2，其中未堆填区的面积为35145 m2，已堆填区的面积为48982 m2。已填埋区堆填的垃圾的高度约40～50m，垃圾量约80多万吨，均为简易堆填，垃圾堆体高且不密实，现场情况非常复杂，针对复杂的现状，提出如下防渗方案：
方案一，库区完全采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗（已填垃圾转运）
实施方案如下：①将未堆填区清淤平整，按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统；②搬运现有垃圾至未堆填区，并按照国家相关标准进行垃圾摊铺、压实、覆土压实覆土，据初步估算，未堆填区的库容约53万吨，不足以容纳现状80万吨的垃圾，需在填埋场附近找地经简单防渗处理后，作为临时的垃圾堆放点；③现状垃圾搬运完毕后，对腾空的填埋二区库底进行清淤平整，并按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统，然后将剩余的垃圾转运至该区。
方案二，整体垂直防渗
根据地质勘察院的岩土工程初步勘察报告：本填埋场库区不存在断层及断裂带，为独立的水文单元，因此采用防渗幕墙阻隔库内地下水与库外地下水的联系是有条件的。
垂直防渗具体方案如下：① 在渗沥液调节池下游（现状氧化塘以西）设置一道垂直防渗幕墙隔绝场区地下水与场外地下水的联系；② 在填埋场北侧设置一减压井排场区的地下水至地下水处理系统；③ 设置地下水处理系统：三次钻孔的地下水水质指标表明，地下水虽呈污染加重趋势，但近期地下水仅BOD5、CODcr轻度超标，因此近期仅设置滤池及沉淀池处理地下水，保证地下水达标后排放，远期根据地下水水质的变化，预留场地以备增设地下水处理系统；④ 为最大程度减小库区内地下水的污染，将储存渗沥液的调节池进行水平及边坡防渗。
（4）方案比较及推荐方案
两方案的优缺点比较如下：
方案一
优点：
① 能彻底地防止垃圾填埋场的渗沥液及气体对生态环境的污染，完全满足垃圾无害化处理要求；
② 渗沥液处理规模小，日常运行费用低；
③ 后期运行管理简便。
缺点：
① 工程耗时耗工，一次性投资大；
② 施工周期较长；
③ 转运过程会对周边大气环境造成污染；
④ 需在垃圾填埋场找面积6万m3的空地用于现状垃圾转运，难度较大。
方案二
优点：
① 工程施工便捷，一次性投资少；
② 施工周期短。
缺点：
① 根据目前地下水的污染现状，该方案近期内基本能够满足垃圾无害化处理要求，但是该区域地下水污染呈逐渐加重的趋势，随着地下水水质的变化，地下水处理系统需同步更新，此种处理方式不足以保证地下水达标，并给以后的运行管理带来诸多不便，同时，不能准确评估后期的运营费用；
② 若底部的不透水层的垂直防渗系统不能承受泄压井的水压，最终导致地下水与渗沥液的混流，将使得地下水完全污染，环境污染风险较大。
③ 地下水监测资料显示，库区的地下水水质已被污染，且污染呈逐渐加重趋势，此种情况表明，该库底的不透水层可能存在如下的其中一种情况：a、不透水层厚度不够，渗沥液已经下渗到不透水层以下的土层；b、不透水层不完整，渗沥液通过漏洞下渗到不透水层以下的土层。库底的不透水层存在上述的任何一种情况，都会导致垂直防渗方案存在较大的环境污染风险。
④ 根据江门地质勘察院的地质勘察报告：该区地下水枯、丰水期水位变幅为3.0m左右，可见地下水水量变化较大，地下水处理系统的规模很难确定。
⑤ 渗沥液处理规模为完全水平防渗的2倍，日常运行费用高。
根据上述，方案一虽然整治后，不存在环境风险，且运行管理方便，但在进行现状垃圾转运时，实施难度大，耗时耗工，投资大；方案二虽实施难度小，但整治后仍然存在环境风险，且运行管理复杂。综合本填埋场的现状特点及两方案的技术优点，本填埋场决定采用水平防渗与垂直防渗相结合的方案：在未堆填区与已堆填区之间设置一道分割坝，未堆填区采用HDPE膜水平防渗，已堆填区采用垂直防渗。
4 结论
垃圾填埋现状范文第2篇
[关键词]城市垃圾 垃圾处理 发展
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0255-01
1 我国城市生活垃圾处理的现状
1.1 我国城市生活垃圾构成的特点
我国城市生活垃圾含水率高，垃圾中的水分对焚烧处理是非常不利的，若水分较大，必须投入辅助燃料才能保证垃圾焚烧的正常进行;可燃有机物含量比例低，工业化国家城市生活垃圾中有机物含量为66～82.9%，而我国仅为22.18～56.2%，这将直接影响垃圾热值的高低;垃圾热值低，一般认为，当垃圾的发热值大3349kJ/kg时，可直接燃烧。我国城市生活垃圾的热值普遍达不到这个标准。因此，燃烧时必须投入辅助燃料，这就增加了垃圾焚烧的成本。
1.2 我国城市生活垃圾收集的现状
1.2.1混合收集
我国城市生活垃圾收集以混合收集为主，混合收集是指各种城市生活垃圾未经任何处理混合在一起收集的方式。该方式简单易行、运行费用低。但是，垃圾的利用价值和有用物资的纯度很低，同时也增加了城市生活垃圾处理的难度，提高了垃圾处理的总费用。
1.2.2分类收集
目前垃圾分类收集尚在一些大城市进行试点。分类收集是指按城市生活垃圾的组成成分进行分类的收集方式。这种方式可以提高回收物资的纯度和数量，减少需要处理的垃圾量，有利于城市垃圾的资源化和减量化。垃圾分类收集是降低垃圾处理成本、简化处理工艺、实现垃圾综合利用的前提。
1.3 城市生活垃圾处理技术现状
中国城市生活垃圾处理处置工作自七五期间起步以来取得了极大的发展。按清运量统计，综合考虑其他因素2008年底我国城市生活垃圾的无害化处理率约为50%。目前，垃圾处理方式主要有卫生填埋、堆肥、焚烧和综合利用这四种，其中卫生填埋是目前我国垃圾处理的最主要方式。从2001年开始到2008年，建设部纳入年度科技计划实施的“建设部环境卫生科技示范工程”共计20项。其中，卫生填埋技术类6项，占30%;焚烧技术类5项，占25%;堆肥技术类1项，占5%;综合处理技术类5项，占25%;其它专项技术类3项，占15%。基本覆盖了我国垃圾处理发展的各个技术类型。
1.3.1卫生填埋技术
卫生填埋是指利用坑洼地填埋城市生活垃圾的方法。该方法必须经过科学的选址、严格的场地防护处理和对渗滤液及填埋气体的严格控制。采用焚烧处理后的残渣和堆肥处理中的不可堆肥物都需要卫生填埋处置。在卫生填埋场地底部敷设排水管道使渗滤液排出场外进行处理;在垃圾体内部设有导气系统，将导出的填埋气通过燃烧等方式利用;还要在场地周围设截洪沟阻止洪水进入场内。待填埋场封场后尽可能的恢复地貌和维护生态平衡。该技术总的原则是不使掩埋的垃圾对地下水、地表水、土地、空气及周围环境造成污染。卫生填埋技术比较成熟、操作管理简单、处理量大、运行费用低、总体投资小、适用于所有类型垃圾。但是，卫生填埋技术也存在许多弊端：填埋场选址需远离市区，这就增大了运费成本;填埋法占用大量土地，且使用后的土地在短时间内无法恢复原来的用途。2000年我国城市生活垃圾清运量为1.2亿t，按垃圾容重0.4t/m，堆高3m计算，填埋占用土地为1.23万hm2。若按10%平均递增率，至2050年，累计占用土地145.3万hm2，相当于国土面积的l‰，耕地面积的1.4%;填埋垃圾发酵产生的甲烷等气体，既存在火灾及爆炸隐患，又加剧了温室效应。
1.3.2焚烧处理技术
焚烧是将垃圾放在特殊设计的封闭炉中进行焚烧，一般炉内温度控制在980℃左右，焚烧后可使垃圾减容85%以上，减重75%以上，焚烧法处理城市生活垃圾具有减量化、无害化的特征。由于受经济水平的限制，我国的垃圾焚烧处理技术起步较晚，长期以来发展较为缓慢。
自1985年我国深圳市从日本三菱重工引进马丁往复逆推式垃圾焚烧炉设备和整套技术以来，垃圾焚烧技术逐步得到了发展。近年来，随着经济的高速发展，我国生活垃圾焚烧处理发展很快。处理能力从2001年的6520t/d提升到2005年的33010t/d;在垃圾无害化处理中所占比例，从2001年的3%提升到2005年的13%。目前的生活垃圾焚烧技术主要有：直接焚烧法。直接焚烧是高温和深度氧化的综合过程;热解焚烧法。该技术根据不同垃圾在热解过程中的相似性，将有机物在缺氧条件下利用其热能，产生裂解和凝聚反应，形成气、液、固三相产物，达到洁净燃烧的目的。发达国家已由“直接焚烧法”向“热解焚烧法”发展，我国也已将其列入了自然科学领域中的前沿研究项目。
1.3.3堆肥处理技术
堆肥法是利用自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物的新陈代谢作用，在适宜的条件下，进行微生物的自我繁殖，从而将可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质。微生物的生长繁殖受到下列多种因素的影响：垃圾中有机物质的含量、含水率、通风供氧情况、翻拌要求、碳氮比（根据需要添加有机肥）、堆肥温度、pH值以及自然气候条件等。有效促进和控制堆肥过程中微生物的正常繁衍是整个堆肥处理技术的核心。目前国内应用较多的堆肥方式主要有以下三种：自然通风静态堆肥、强制通风静态堆肥和筒式发酵仓堆肥。自然通风静态堆肥，该法是在一块场地上，堆高2～3m，一般上部覆土，场底以混凝土硬化并铺设通风排水沟，腐熟垃圾用铲装机、滚筒筛、皮带机和磁选滚筒等生产堆肥产品，这种方式简单，成本较低，应用最广;强制通风静态堆肥，该种方式多为非露天堆场，一次发酵仓要求能容纳10～20天垃圾，室内堆高约215m，设有翻堆和运输通道;筒式发酵仓堆肥即垃圾从仓顶输入，发酵后腐熟料从仓底输出，用高压风机从仓底强制供风。这是一种间歇式动态好氧发酵工艺。
2 我国城市生活垃圾处理的发展趋势
我国生活垃圾含水率高，可燃有机物含量比例和热值低的特性决定了很难有一种垃圾处理技术能对其进行有效的处理，因此，我国必须采用多元化、资源化的方式对城市生活垃圾进行处理以达到减量化、无害化和资源化。
3 小结
尽管垃圾处理方法各有其优势和劣势，但只要合理地应用各种处理技术，充分发乎其优势，我国城市生活垃圾处理工作一定会有很大的改观;同时，还要大力开展宣传教育活动，提高全民对生活垃圾分类的认识水平，减轻垃圾后续处理负担。
参考文献：
[1]张英民，尚晓博，李开明，张朝升，张可方，荣宏伟.城市生活垃圾处理技术现状与管理对策[J].生态环境学报.2011（02）
垃圾填埋现状范文第3篇
关键词：卫生填埋困境 生物反应器 填埋技术 好氧生物 厌氧生物 反应器
1 城市生活垃圾卫生填埋处理现状及困境
城市生活垃圾卫生填埋处置方式由于具有技术可靠，工艺简单，管理方便；投资相对较省，运行费用低；适用范围广，对生活垃圾成分无严格要求，能完全消纳进场垃圾等一系列优点，在许多地区和国家都得到了广泛的运用。如1993年美国填埋处理量占垃圾总处理量的69.24％[1]，英国1999年垃圾填埋处理占垃圾总处理量的67％，1991在德国年垃圾填埋处理量占垃圾总处理量的60％，在西班牙占75％，而我国在2001年统计结果显示垃圾填埋处理量占垃圾总处理量的80％。尽管垃圾卫生填埋处理技术拥有以上一系列的优点和得到了广泛的运用，然而现行传统的“式”（Dry Tomb）卫生填埋技术要求填埋过程中实行单元填埋、每日覆土、中场覆土，封场时再用自然土和粘土甚至土工膜组成最终覆盖层，严格按照上述要求施工的填埋场封场后就成了一个垃圾的“干墓穴”，由于湿度减少，微生物的活性减弱甚至停止，场内垃圾的生物降解是一个无任何控制的自然降解过程，封场后很长一段时间（数十年）内垃圾保持不变或者变化很小。此时的垃圾填埋场是一个潜在的污染源，一旦填埋场的覆盖层和防渗层部分功能失效，其污染特性必将暴露无疑。这种垃圾填埋形式实际上人为制造了一个定时炸弹，其实质只是将当代人产生的垃圾这一污染源转移给了下一代或后几代，这不符合可持续发展战略要求。现行的垃圾卫生填埋技术存在占地面积大的缺点之外，还存在如下几个无法避免的缺陷，由此严重的制约了垃圾卫生填埋技术的进一步推广和运用。
1.1 传统填埋场渗滤液水质、水量波动较大，处理难度大
现行垃圾填埋场渗滤液产量直接受进入场内的大气降水量的影响，一般填埋场运营期间渗滤液产量大，封场后渗滤液量相应减少；雨季渗滤液产量大，旱季渗滤液量则较少。受垃圾组分，大气降雨量的影响，填埋场渗滤液水质水量季节性波动显著；受填埋垃圾分解阶段的影响，填埋初期渗滤液有机污染物浓度特别高，垃圾填埋后期污染物浓度则逐渐降低。由于一般填埋场据城市污水处理厂距离较远，即使较近大量高污染物特征的渗滤液也会对城市污水处理系统的正常运行带来冲击，故一般填埋场都建设有独立渗滤液处理系统。但包括物理、化学、生物处理法等工艺在内的渗滤液处理系统都无法适应不断变化的渗滤液水质和水量的要求，经常要求随季节以及填埋阶段的不同改建渗滤液处理系统或对系统的有关运行参数进行调整。
1.2 传统填埋场渗滤液污染强度高，二次污染严重
传统填埋场渗滤液不仅污染种类繁多，成分复杂，同时污染物浓度极高。部分填埋场渗滤液COD可能高达近十万mg/L，氨氮浓度也可能高达近万mg/L，要使组分复杂，污染物浓度高的渗滤液排放前达到有关排放标准的要求，必须对其进行深度处理。深度处理费用之高，令很多填埋场的运行管理者望而止步。2001年7月国家环保总局下发了《关于开展生活垃圾处理设施环境影响调查和监测的通知》（环办[2001]72号），对全国垃圾处理设施的污染排放情况及其对周围环境的影响展开调查，调查结果显示，我国垃圾卫生填埋场渗滤液排放、地下水水质及无组织排放等无一家达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16887－1997）之规定，且二次污染程度较高[2]。
1.3 传统填埋场封场后维护监管期长、风险大、费用高、不利于场地及时复用
尽管传统填埋场不时有雨水进入，但受季节影响进入水量分布不均、受填埋场所布设的覆盖层影响使进入场内水分分布地点不均，因而填埋垃圾得不到均匀的、快速的降解，垃圾体的污染特征长期存在。美国EPA要求填埋场封场后监管30年，但有专家认为现行部分垃圾填埋场封场100年后还有大量垃圾未得到有效降解，仍对周围环境构成潜在威胁。长时间填埋场监管期不仅增加渗滤液处理、监测以及其他系统的维护费用，还增大了渗滤液收集系统、防渗层等系统失效的可能，从而增加了潜在的二次污染风险。
1.4 传统填埋场产气期滞后且历时较长，产气量小，资源化率低
传统填埋场进入甲烷化阶段所需时间长，还因渗滤液连续排放而损失大量可转化为甲烷气体的有机物，从而降低填埋场甲烷气体总产量；由于产气期较长而降低了产甲烷速率，使填埋场在甲烷总量减少的同时还延长了回收甲烷气体所需时间，因而降低了回收甲烷气体作为能源的经济效益。目前，除杭州、广州和深圳已在利用填埋场气体发电外，其余100多个填埋场都将填埋气体在燃烧后排放或直接排放，造成资源的严重浪费和对环境的负面影响。
1.5 传统填埋场垃圾处理费用高
由于传统填埋场的以上不足之处，自然就直接导致较高的单位垃圾填埋处理处置费用，不利于这一垃圾处置方式在更大范围的推广和运用。
2 生活垃圾生物反应器填埋技术
2.1 技术优势[3~6]
鉴于传统垃圾填埋技术以上一系列不足之处和生物技术在环境保护中的广泛运用，二十世纪后期欧美及日本等国家开始另一种改进的填埋场方式即生物反应器填埋技术的研究。生物反应器填埋技术根据填埋垃圾被微生物降解的机理和过程，利用填埋场这一天然的微生物活动场所，通过一系列手段优化填埋场内部环境使其成为一个可控生物反应器，为微生物大量繁殖提供一个最优的生存空间。生物反应器填埋技术不仅对填埋场产生的渗滤液能实现很大程度的场内就地净化，还为填埋场的提前稳定创造了良好条件，同时还增加了填埋气体回收利用的经济效益，明显提高垃圾的生物降解速度和效率，从而提高垃圾的资源化、无害化水平。生活垃圾生物反应器填埋技术较现行垃圾卫生填埋技术的主要优势：（1）通过渗滤液回灌，让渗滤液进一步参与生物反应，降低其污染物浓度，从而降低渗滤液的处理难度和处理费用；（2）加速生活垃圾的微生物降解过程，从而增加填埋场的有效容积；（3）通过控制填埋场内部的温度和湿度等条件，提高填埋气体的产气率和产气量，从而提高生活垃圾的资源化率；（4）加速填埋垃圾的稳定过程，从而降低填埋场的运行维护费用，并进一步降低对周围环境的二次污染风险等。由此可见生物反应器填埋技术具有传统卫生填埋技术不可比拟的优点。现如今生物反应器填埋技术在世界各国得到了广泛的运用，如美国EPA已着手修改现有的垃圾管理法规以推广这一新型的垃圾填埋技术。同样在1979年，生活垃圾半好氧生物反应器填埋技术被由日本健康福利部颁布的废物最终处置导则采用，该工艺还在马来西亚、印尼、菲律宾及巴西等国被广泛运用，同时该技术的培训课程也在亚太地区逐步开展。
2.2 生活垃圾生物反应器填埋技术的不同形式及其特点
生活垃圾生物反应器填埋技术根据填埋工艺不同可分为好氧、厌氧、好氧－厌氧及半好氧四种生物反应器填埋技术。与传统的卫生填埋技术相比较，四种生物反应器填埋技术都有各自的特点。
2.2.1 好氧生物反应器填埋技术
好氧生物反应器填埋技术是将渗滤液、其他液体及空气等根据场内垃圾生物降解需要，通过一种可控的方式加入至填埋场，概念图见图1。这样不仅大大地加快填埋垃圾生物降解和稳定速率，减少危害最大的温室气体——甲烷的排放，同时降低渗滤液污染强度和处理费用。国外研究表明，好氧生物反应器填埋场的生活垃圾达到稳定的时间在2～4年左右，温室气体减少50%～90%。由于需要强制通风供氧、渗滤液回灌及其他控制形式，故单位时间内运行费用很高。由于运行维护时间大大缩短，故总的运行维护费用同传统的卫生填埋技术相比，相差不大。
2.2.2 厌氧生物反应器填埋技术
厌氧生物反应器填埋技术是通过向填埋垃圾体回灌渗滤液和注入其他的液体以保持填埋场内最佳的湿度条件，可生物降解垃圾在缺氧的条件下进行厌氧降解，同时快速产生富含CH4的填埋气体，概念图见图2。它具有加速填埋垃圾降解和稳定，减轻渗滤液有机污染强度，增大甲烷气体产量、产生速率，进而提高甲烷气体回收利用效益等优势，资源化率高，垃圾达到稳定化时间在4～10年左右，CH4气体产量增加约200％～250％，运行维护费用较低。缺点是渗滤液氨氮浓度长期偏高，不利于渗滤液的生物处理。
2.2.3 好氧－厌氧生物反应器填埋技术
好氧—厌氧生物反应器填埋技术是对上层新填埋垃圾进行强制通风供氧，下层垃圾仍按厌氧方式运行，概念图见图3。主要目的在于降低新填埋垃圾中易降解物酸化后对厌氧垃圾层的危害，同时向场内的湿度和其他环境条件进行控制，以实现填埋垃圾的无害化和资源化。垃圾达到稳定化时间和运行维护费用间于好氧和厌氧生物反应器填埋技术之间。
2.2.4 半好氧生物反应器填埋技术[7]
半好氧型生物反应器填埋场利用填埋场内外气体压力差，通过自然进风方式维持渗滤液收集管、排气管及中间覆土周围一定区域垃圾层的好氧状态，使部分垃圾实现好氧降解，同时向场内回灌渗滤液和其他液体，概念图见图4。其兼具好氧生物反应器填埋场的部分优点，同时建设成本和运行费用同传统的卫生填埋技术相比差别不大，二次污染程度低。
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3 我国城市生活垃圾处理现状分析
2000年统计结果显示我国垃圾产量已经达到了1.4亿t，然而能达到真正意义上的、符合环境卫生要求处理的垃圾只有3%左右[8]，大部分垃圾仍是通过简单的“堆填”来消纳。垃圾的“堆填”实际上是垃圾在某处的“存放”，它通常既不设防衬层，也无渗滤液收集处理和填埋气利用设施，因而，并没有改变垃圾对环境的污染状况。由于我国环保资金投入和垃圾焚烧技术等方面的限制，尤其在我国中西部地区，垃圾低位热值低，含水率高等特点，要大力推广垃圾焚烧处理还有很长一条路要走。同时我国未实现垃圾分类收集、运输和处理，垃圾堆肥处理中仍有许多问题还未解决，导致堆肥产品肥效低，产品中含有大量的玻璃粹渣，农民用户对此反应强烈，市场前景黯淡。有关媒体对四川省第一批利用国债建设的近十个垃圾综合处理厂（堆肥＋焚烧或者堆肥＋填埋）进行了调查，结果显示仅有个别垃圾处理厂能正常运行，究其原因之一是堆肥产品质量达不到预期的效果，市场受挫，垃圾厂变成了堆放垃圾的垃圾场，造成财力、物力和人力资源的巨大浪费。而我国地幅辽远，自然条件千变万化，有许多地方具备了建设填埋场的天然地理条件。2000年建设部、国家环保总局、科技部联合制定了《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》，其总则指出填埋处理是垃圾处理必不可少地最终处置手段，也是现阶段乃至今后相当长一段时间内的一种主要垃圾处理处置模式。
4 结束语
随着生物技术的不断进步和完善以及人们能源与环境意识的加强，世界垃圾填埋技术已从传统的以贮留垃圾为主向多功能方向发展，即一个垃圾填埋场应同时具有贮留垃圾、隔断污染、生物降解和资源恢复等多个功能。我国也应紧跟世界垃圾填埋技术的发展新趋势，大力研发生活垃圾生物反应器填埋技术。鉴于我国现有生活垃圾处理处置技术现有水平和基本国情，考虑到经济性和可操作性，我国当前应在回灌型生物反应器填埋技术方面加大研发和运用力度。笔者认为当前研究的重点应放在：（1）日覆盖层和中间覆盖层材料的选择，确保适当的透气性和水利渗透系数；（2）不同回灌形式（表面喷洒、水平管/沟回灌、竖井回灌以及混合回灌等）各自的适用条件和每种回灌形式的定量计算；（3）渗滤液回灌量、时间、频率的确定；（4）由于渗滤液回灌可能导致场内产酸细菌的大量繁殖，产生大量的有机酸，造成环境酸的大量积累，从而抑止产甲烷细菌的生长繁殖，因此还需解决如何有效调节场内pH值的问题；（5）由于垃圾填埋技术涉及到水力学、微生物学、环境工程学等多个学科，研发过程中应运用系统工程学的原理和方法，确定最佳计方案和运行方式，使生物反应器填埋技术在满足环境保护的前提下，实现单位垃圾建设成本和运行成本最低。
参考文献
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6 Hudgins M，Happer S.Operatinal Characteristics of Two Aerobic Landfill Systems The Seventh International Waste Management and Landfill Symposium in Sardinia.Italy，1999
垃圾填埋现状范文第4篇
中图分类号：X3文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00
随着城市化进程加快，深圳市垃圾生成量急剧的增加,深圳市2008年的平均生活垃圾产生量约10199吨/天。随着垃圾产生量的日益增加，有效处理垃圾进行发电利用已经成为深圳市一直在探索的课题。深圳的实际情况需要继续扩大垃圾填埋场与垃圾焚烧厂的容量。垃圾发电目前主要利用的两种方式是垃圾焚烧发电和垃圾填埋气体发电。截止2009年深圳市已建成7座垃圾焚烧发电厂和2座垃圾填埋气体发电厂。本文主要从对环境影响和产生的经济效益这两方面对垃圾焚烧发电与垃圾填埋气体发电进行对比研究。
1两种发电方式对环境的影响
1.1 垃圾焚烧发电
垃圾焚烧发电是指通过使用一些特殊的垃圾焚烧设备，以城市中的生活垃圾为主要燃烧介质，在对垃圾进行焚烧处理的同时，利用其产生的能量发电的一种新型发电方式。
生活垃圾焚烧烟气中的二恶英是近几年来世界各国所普遍关心的问题。垃圾焚烧分类不完全，垃圾焚烧发电在垃圾燃烧过程中会产生二恶英，现行的技术水平还不能将其完全处理干净。垃圾焚烧产生的二恶英等有害气体会随着烟气排放到大气中，会对空气造成严重的二次污染。在垃圾焚烧的同时，焚烧中产生的灰渣和飞灰重金属含量通常也非常高，这些飞灰重金属也是非常难处理。目前国际上和国内一些大型城市通过提高焚烧炉炉温分解二恶英，然后使用活性炭吸附二恶英；同时采用一些防尘措施减少飞灰重金属排放到空气中，然而这些设备升级和改造花费非常巨大，实施起来的花费也是相当可观。
垃圾焚烧发电有个优点就是可以迅速减少垃圾的容积。焚烧后容积比原来可缩小50- 80%，分类收集的可燃性垃圾经焚烧处理后甚至可缩小90%。垃圾焚烧法确实是一种实践多年的垃圾处理方法。它比起填埋法占地面积小，效率高，曾一度被视为一种“减量快”的好方法。
1.2 垃圾填埋气体发电
垃圾填埋气体发电是将填埋的生活垃圾中因为自然发酵降解而释放出的气体收集起来，用来发电。发酵释放出来的气体主要成分为甲烷，甲烷燃烧产生的热量很高，产物是二氧化碳和水，具备二次污染小的特点。通过对垃圾填埋场的综合治理对当地居民的健康以及生活状况有积极的效应。垃圾填埋发电它不仅不会对空气造成第二次污染，反而会净化恶臭的空气，使空气回复清新，对当地的湖泊和溪流的污染相当小。
在填埋场填埋的垃圾表面通过使用高黏度的土壤覆盖，这样垃圾产生的甲烷等气体就不会渗透到大气中。同时也可以在高黏土的上面再铺上一些营养土，可以通过园林造景的方式铺设出高低不同的土坡。种上花草和树木，甚至可以建成高尔夫练习场。这样，不仅可以美化环境，而且还能为居住在周围社区老百姓提供休闲和活动的场所。
然而，垃圾填埋场需要大量的土地，如果将已经形成的垃圾处理能力与日益剧增的垃圾生长量相比较，深圳市垃圾处理压力很大，由于深圳人多地少的现状不足以支持深圳全部开展垃圾填埋进行发电，随着垃圾生成量的不断增长，深圳市几个大型垃圾填埋场都将不堪重负，宝安老虎坑垃圾填埋场占地达17万平方米，容量608万立方米，按现有的使用方式，其使用时间已经所剩无几，下坪垃圾填埋场也仅可继续使用15年左右，而重新选址建设大容量垃圾填埋场已日趋困难。
2 投资、发电成本及经济效益
2.1 垃圾焚烧发电
垃圾焚烧发电能很好的实现垃圾减量化，减少土地的占有，但它要求垃圾处理量达到一定规模，而且投资额较大，建设一座大中型焚烧炉动辄要10亿元人民币。例如深圳老虎坑垃圾焚烧发电厂的一期投资总额超过5亿元，占地5.5万平方米。同时建成投产后的环保的处理垃圾成本大约需300元/吨。如果引进国外技术进行垃圾焚烧发电，每处理100吨/日垃圾的建成成本通常在4千万以上，这是投资者所难以接受的。
另一方面，垃圾焚烧发电的经济利益也值得进一步探讨。同常规燃烧发电相比，垃圾焚烧电厂的发电装机容量通常都相对较小，而且由于垃圾分解产生的酸碱物质，会腐蚀发电设备。目前通过垃圾焚烧发电的效率一般都低于15%，从而使得运行成本维持在较高水平，而且电价无法同火电竞争。如果不依靠政府的财政补贴，垃圾电厂将不能维持运行，当然更谈不上产生多少的经济效益了。
2.2 垃圾填埋气体发电
垃圾填埋气体发电投资小（为焚烧设备的1/10），垃圾填埋气体发电的运行费用低（仅为焚烧费用的1/4）。如今，许多工业发达国家都将垃圾填埋气体发电列入政府议事日程，投入大量资金，运用现代化高科技手段，大规模开发城市垃圾发电新技术，并使其趋于商业化。
沼气发电的电价已在享受国家优惠政策，比当地燃煤电价高0.25元/kwh，约 0.64 元 /kWh。不计燃料费用，沼气发电运行成本约 0.10 元 /kWh，以2000千瓦沼气发电站为例，机组年运行成本约 160万元，年收入可达 864 万元。项目总体投资约4000万，四年多就可收回投资。
另外，沼气发电可以申请CDM项目，得到可观的减排费。例如在2010年6月，国家发展改革委已经同意深圳老虎坑垃圾填埋气回收利用项目作为CDM项目的进行批复。同意该项目向E.ON气候与可再生能源部转让该项目产生的温室气体减排量，转让总量不超过34万吨二氧化碳当量，每吨二氧化碳当量转让价格不低于8.5欧元。
总之，垃圾焚烧发电对环境会造成严重的二次污染，但是垃圾焚烧可以最大限度的减少垃圾的体积；而垃圾填埋气体发电会减少对环境的影响，但是垃圾填埋需要大量的土地资源。虽然垃圾填埋气体发电的投资费用和运行费用都只占垃圾焚烧发电的1/10，是政府未来重点扶持项目，但是受到土地资源的限制，在当前这段时间垃圾焚烧发电和垃圾填埋发电将会并存。
参考文献
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垃圾填埋现状范文第5篇
关键词:填埋场;填埋气体;产气量预测模型
中图分类号:X705
文献标识码:A
文章编号:1005-569X(2010)05-0035-04
1 引言
垃圾在填埋场填埋一定时间后,在垃圾不断地被降解和稳定化的过程中将产生气体。随着气体的不断产生,气体将在填埋场内产生浓度梯度,直接向上或是通过填埋场周围土壤的侧向和竖向迁移,以致通过扩散进入大气层,污染环境。若填埋场气体中甲烷与空气混合到5%~15%的体积分数时会发生爆炸、火灾和对大气的污染,同时对植物生长也有妨害。填埋气体中的甲烷会增加全球温室效应,其温室效应的作用是二氧化碳的22倍。因此,为了对填埋气体进行有效的控制,必须首先对填埋气体的产生量进行有效的预测,为填埋气体的收集利用系统的设计提供基础参数。垃圾填埋产气率预测对于评估填埋场能源气体产生潜力,确定填埋气体利用方式极为关键。
2 填埋气体的产生过程
填埋场主要气体的产生过程大致可分为下述5个阶段[1,2](见图1)。
2.1 初始调整阶段。
垃圾中的可降解有机组分在被放置到填埋场后很快就发生微生物分解反应。此阶段的生化分解反应是在好氧条件下进行的,其原因是有一定数量的空气随垃圾体夹带进入填埋场内。使垃圾分解的微生物主要来自于垃圾本身、日覆盖层和最终覆盖层土壤、填埋场运转所产生的并进行再循环的渗滤液等。
2.2 过程转移阶段。
垃圾体夹带进入填埋场内的氧气逐渐被消耗,厌氧条件开始形成并发展,厌氧微生物逐步占据主导地位。在此阶段,可作为电子接受体的硝酸盐和硫酸盐被还原为氮气和硫化氢气体。
2.3 产酸阶段。
此时垃圾堆体转变为纯的厌氧环境,厌氧微生物群落数量增多且活动加快。首先,垃圾中的大分子有机组分,如核酸、多糖、蛋白质、脂肪等,在发酵细菌的作用下水解为糖,并进一步分解为二氧化碳、氢气和各种小分子有机酸,如丙酸、丁酸、乳酸、长链脂肪酸、醇类等;随后,在产酸菌的作用下,这些有机酸被转化为乙酸及其衍生物、二氧化碳和氢气。
此阶段是填埋气体中二氧化碳和氢气产生的主要阶段,体积分数可分别达到80%和20%。
2.4 产CH4阶段。
此阶段CH4菌居于支配地位,它利用产酸阶段的产物如HCO2、醋酸以及甲醇、甲酸等碳类化合物为基质,将它们转化为甲烷。在某些情况下,甲烷菌在第三阶段开始结束时,就会开始繁殖。
此阶段是填埋气体中CH4产生的主要阶段,持续时间最长,可达数十年甚至上百年。
2.5 稳定化阶段。
在填埋垃圾中的可降解有机组分被转化为CH4和CO2之后,填埋垃圾进入成熟阶段,或称为稳定化阶段。此时大部分有机组分均已被微生物所利用,剩余的多为难生化降解的有机物,虽然它们在水分不断通过垃圾层向下迁移时仍将会被转化,但填埋气体的产生速率将明显下降。此阶段产生的填埋气体主要为CH4和CO2。但是由于各填埋场的封场措施不同,某些填埋场产生的气体中也可能含有少量的N2和O2。
填埋场各产气阶段的持续时间是不同的,它受填埋垃圾的可生物降解性、温度、湿度、初始压实程度及是否可以得到营养物质等因素的影响。
3 计算模型
3.1 一阶降解模型
为了掌握我国城市生活垃圾填埋场的填埋气体的产生情况,清华大学环境科学与工程系开发了适合我国城市生活垃圾填埋现状的预测模型[3~5]。该模型属于半经验模型,是垃圾填埋场CH4产生的一阶动态方程式。填埋气体产生预测经验模型的前提假设是垃圾按年份、分单元进行填埋。针对具体的垃圾填埋场,该模型包括三个变量:新鲜垃圾产甲烷潜能MP0,这个变量对于不同的生活垃圾是不同的;垃圾生命持续时间d,取决于垃圾本身的性质和填埋场的条件;填埋速率Ti,即垃圾被填入垃圾场的速度。该模型推导如下:
MP=MP0exp-td(1)
D=-dMPdtD=MP0dexp-td
式中,F=∑TiDiF=∑TiMP0dexp-td
MP――时间为t的垃圾的特定产CH4 潜能,单位为m3/a;
MP0――新鲜垃圾的特定产CH4 潜能,单位为m3/a;
t ――时间,单位为a;
d――垃圾生命持续时间,单位为a;
D――某一层垃圾的特定年CH4产率,单位为m3/a;
F――整个填埋场的CH4产率,单位为m3/a或m3/h;
Ti――第i 层中废物的吨数。
3.2Monad模型
目前计算填埋气体产气量的多种方法中比较符合实际的数学模型是Monad模型,此模型是基于以下假设而建立的:垃圾在填埋场内的产气速率很快达到高峰,随后其产气速率以指数规律下降。用公式表示垃圾在第t年的产气量:
Gt=WG0ke-kt(2)
其中,Gt――第t年垃圾的产气量,单位m3;
W――所填垃圾量,单位t;
G0――单位质量垃圾理论最大产气量,单位m3/t;
k――垃圾的产气系数;
t――年份。
3.3 Scholl canyon模型
Scholl canyon模型是利用数学模型来计算填埋气体的产生速率,目前在填埋场设计中广泛使用。Scholl canyon模型是一阶动力学模型,该模型假设垃圾填埋场建立厌氧条件,微生物积累并稳定化造成的产气滞后是可以忽略的,即从计算起点产气的速率已达最大量,整个计算过程中,产气速率随着垃圾填埋场废物中的有机组分的减少而递减,即可描述为:
2010年5月绿 色 科 技
第5期
Lt=kL0exp(-kt)(3)
式中,Lt――填埋场气体产生量,单位m3;
k――产气速率常数,单位L/a;
L0――垃圾厌氧最大产气量,单位m3;
t――垃圾填埋时间,单位a。
对于垃圾填埋运行期为n年的城市垃圾填埋场,产气速率表达式如下:
Q=∑ni=1RikL0exp(-kt)(4)
式中,Q――填埋场气体产生速率,单位m3/a;
n――垃圾填埋场的运营年限,单位a;
Ri――填埋场封场前第i年填埋处置的垃圾量,单位t;
L0――填埋垃圾的潜在产气量,单位m3;
k――填埋垃圾的产气速率常数,单位L/a;
t――填埋的垃圾从填埋至计算时的时间,单位a,t≥0。
4 产气量预测
以北方某生活垃圾填埋场为例,通过不同的模型对该填埋场产生的填埋气体进行计算。该垃圾填埋场处理能力1400t/d,总库容13×106m3,填埋区用地3×105m2。
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4.1 模型参数的确定
填埋场运行期间每年进入该填埋场的垃圾量预测见表1,该填埋场垃圾组分见表2。
表1 填埋场垃圾填埋量(单位:104t)
年份2011201220132014201520162017201820192020
垃圾量1344134713501352135413561358136013621363
表2 填埋场生活垃圾组分(单位:%)
组分可堆腐物可燃物无机物
厨房垃圾草木纸张织物塑料砖瓦 金属玻璃
总计
比例56.611.059.041.05202.230.729.3100
4.1.1 一阶降解模型参数
填埋场垃圾大约在4~5年后其产CH4过程即趋于结束。因此根据大城市d值取5年,中小城市d值取4 年的原则,本填埋场取d=4。
我国城市生活垃圾中干基有机物的COD转化系数约为1.2kg(COD)/kg(DVS)。每千克COD分解产生0.35m3CH4,按照垃圾中的有机物在填埋场中厌氧分解的转化率为50%,取在填埋场运行期间城市生活垃圾的干基有机物比例平均含量为20%,则填埋垃圾的产CH4潜能为58.8m3/t。考虑到有机废物的可生化降解比和填埋场内的损失,实际潜在产气量为:
L实际=β有机物(1-ξ有机物)L0(5)
式中,β有机物――有机废物中可生物降解部分所占比例(以50%计);
ξ有机物――在填埋场内因随渗滤液等而损失的可溶性有机物所占比例(以15%计)。
则垃圾实际潜在产气量为 50m3/t。
4.1.2 Monad模型参数
求解总产气量G0的方法有质量平衡理论产气量模型,生物降解最大产气量模型,TOC 和COD估算模型及概化分子式模型[6] 等,本文利用COD估算模型对总产气量进行计算。
该模型是建立在质量守恒定律基础上,它假设:填埋气体产生过程中无能量损失;有机物全部生成CH4 和CO2。则根据能量守恒定律,有机物所含能量均转化为CH4所含能量;而物质所含能量与该物质完全氧化所需氧气量(即COD)成特定比例,因而有:
COD有机物=COD甲烷
据甲烷完全燃烧化学计量式:CH4+2O2=CO2+2H2O,可导出:
1gCOD有机物=0.25gCH4=0.35LCH4(0℃,1atm)
这样,单位垃圾填埋气体的理论产气量:
L0=(1-ω)×η有机物×CCOD×VCOD(6)
式中,CCOD――单位质量废物的COD,取CCOD=1.2kg/kg;
VCOD――单位COD相当的填埋场产气量,取0.35m3/kg;
ω――垃圾的含水率(质量分数),ω=40%;
η有机物――垃圾中有机物含量(质量分数),η有机物=20%。
估算垃圾理论产甲烷量L0为58.8m3/t 。按甲烷含量50%考虑,则理论产气量G0为117.6m3/t。
4.1.3 Scholl canyon模型参数
填埋垃圾的产气速率常数k取值见表3。
表3 产气速率有关变量建议取值[7]
变量取值范围建议的数值
潮湿气候中湿度气候干燥气候
k,L/a0.003~0.4000.100~0.3500.050~0.1500.020~0.100
垃圾场位于北方,属干燥气候,取k为0.05。L0计算同式(6)。
4.2 产气量预测结果
分别利用上述3种模型,对该垃圾填埋场产生的填埋气体量进行预测,统计结果见表4。
表4 产气量预测结果统计
年份年垃圾产量/×104t填埋气体年产生量/×106m3
一阶降解模型Monad模型Scholl canyon模型
201149.069.5554.882.74
201249.1717.01107.205.36
201349.2822.84157.097.85
201449.3527.39204.6310.23
201549.4230.96249.9412.50
201649.4933.75293.1114.66
201749.5735.93334.2716.71
201849.6437.65373.4918.67
201949.7139.01410.8920.54
202049.7540.06446.5022.33
从表4计算结果中看出,使用Monad模型计算出的填埋气体产生量明显大于一阶降解模型和Scholl canyon模型。分析原因主要是因为该模型假设垃圾在填埋场内的产气速率很快达到高峰,以最大的理论产气量来计算填埋气体的产生量,因此计算结果偏大;而对于Scholl canyon模型,它的优点是模型简单,需要的参数少,但该模型忽略了垃圾自填埋开始至产气速率达到最大这段时间及这段时间的产气量,因此计算产气量结果偏小,只能大体反应产气速率变化趋势。相比较而言,一阶降解模型是适合我国城市生活垃圾填埋现状的预测模型,该模型属于半经验模型,是针对具体的垃圾填埋场而建立的一阶动态方程,该模型综合考虑了填埋场垃圾填埋量、垃圾组分等变化因素,能够较合理地对填埋场垃圾产气规律进行预测。
5 结论
本文通过对垃圾填埋场填埋气体产生过程的分析,将各种计算填埋气体产气量的模型应用于北方某生活垃圾填埋场,根据其填埋量等基础资料,对其填埋气体的产气量进行了计算预测。结果表明,①Monad模型计算出的填埋气体产生量明显大于一阶降解模型和Scholl canyon模型;②Scholl canyon模型计算产气量结果偏小,忽略了垃圾自填埋开始至产气速率达到最大这段时间的产气量;③一阶降解模型针对具体的垃圾填埋场,综合考虑了填埋场垃圾填埋量、垃圾组分等变化因素,能够较合理地对填埋场垃圾产气规律进行预测。
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Research on Calculation Methods of Landfill Gas Generation
Ying Yuwen,Zhang Shushen
(Key Laboratory of Industrial Ecology and Environmental Engineering/ School of Environmental
Science and Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning,China)
Abstract:Landfill gas(LFG) will release from landfill in process of degradation and stabilization. Predicting LFG generation rate is very important to assess LFG resources and to determine the manner of LFG utilization. For a accurate calculation result, one-order degradation model, Monad model and Scholl canyon model have been used to predict the LFG generation situations for a northern landfill. Results show that one-order degradation model is set up for specific landfill. Considering of the landfill capacity and waste components, this model will get more reasonable result on LFG prediction.
