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[關鍵字] 鉻污染土壤 固化穩定化技術 工程應用 問題與展望
[中圖分類號] X54 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2012)-11-65-2
1 鉻污染土壤固化/穩定化技術工程應用背景
我國是世界鉻鹽生產大國,年產量超過60萬噸,在其生產過程中產生大量鉻渣。鉻渣中含有0.3-1.5%可溶性Cr(VI),經降雨和地表水的沖刷,Cr(VI)進入周圍土壤和地下水,對環境造成嚴重污染。國家環境保護"十二五"規劃中,將鉻渣堆場列為我國土壤重金屬污染重點治理對象。
鉻在土壤中一般以兩種價態存在,Cr(VI)和Cr(III)。Cr(VI)以易溶于水的鉻酸根(CrO42-)和重鉻酸根(Cr2O72-)存在,在土壤和地下水系統中遷移性很強。Cr(VI)對于細胞具有較強的穿透能力,還有較高的氧化能力,對生物體有較強的毒性和致癌作用。Cr(III)是高等動物必須的微量元素之一,高濃度下也有一定的毒性,在一般地下水環境中不易移動。
鉻污染土壤治理有堆肥技術、電動修復技術、生物修復技術、熱解還原技術、淋洗技術、固化/穩定化技術[1]。綜合這些技術的可靠性、可操作性、治理時間和成本,目前工程中應用最多的是固化/穩定化技術。美國環保署將固化/穩定化技術稱為處理有毒有害廢物的最佳技術,1982-2005年間,美國超級基金共對977個場地進行修復或擬修復,其中217個場地修復使用固化/穩定化技術[2]。在我國,固化穩定化技術是工程中常用的修復技術,鉻污染土壤治理中應用達70%以上。
2.鉻污染土壤固化/穩定化系統設計
2.1鉻污染土壤的固化/穩定化系統
鉻污染土壤的固化/穩定化包括兩個過程:穩定化和固化。穩定化是將六價鉻還原為三價鉻,降低鉻在環境中的遷移性和生物可利用性,從而降低鉻污染的危害。固化是將被鉻污染的土壤與某種粘合劑混合通過粘合劑固定其中的鉻,使鉻不再向周圍環境遷移。
在鉻污染土壤固化/穩定化技術系統設計中,需要綜合考慮氧化還原、膠凝固化、吸附三方面因素,鉻污染土壤固化穩定化系統設計中常用的藥劑有:
(1)還原劑(穩定劑):硫酸亞鐵、過硫化鈣、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫納、零價鐵、煤炭、紙漿廢液、鋸木屑、谷殼、高爐渣。
(2)固化劑(堿性物質+固化基材):氫氧化鈉、氫氧化鈣、硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣。
(3)吸附劑:活性炭、粘土、鋸木、沙、粉煤灰、有機聚合物。
2.2以水泥為基料的固化系統
水泥是水硬性膠凝材料,加水后能發生水化反應,逐漸凝結和硬化。水泥中的硅酸鹽陰離子以孤立的四面體存在,水化時逐漸連接成二聚物以及多聚物---水化硅酸鈣(CSH),同時產生氫氧化鈣。CSH是一種由不同聚合度的水化物所組成的固體凝膠,是水泥凝結作用的最主要物質,也可以對污染物進行物理包封、吸附或化學鍵合等作用,是污染物穩定化的根本保證。另外,水化反應能顯著提高系統的PH,有利于重金屬轉化為溶解度較低的氫氧化物或碳酸鹽[3]。
2.3以石灰為基料的固化系統
石灰是一種非水硬性膠凝材料,其中的鈣能夠和土壤中的硅酸鹽形成水化硅酸鈣,起到固化作用。該系統的固化產品具有多空性,有利于污染物質的浸出,且抗壓強度和浸泡性能不佳,因而較少單獨使用,通常與火山灰類物質共用。火山灰類物質本身不能發生凝硬反應,但可被堿性物質激活生成CSH,CSH能夠堵塞石灰固化遺留的空隙增加固化體的密度,還能對污染物起到穩定作用。
3 固化/穩定化工藝
固化穩定化工藝有兩種:異位和原位,異位固化穩定化技術是將污染土壤挖掘出來,運輸至一個處理系統中實現與還原劑固化劑的混合和后續養護,異位處置的優點是能夠很好地控制藥劑的加入量,能夠保證污染土壤與固化劑的充分混合。異位處置的方式主要有3種:混合機、混合池和噴霧方式[4]?;旌蠙C的方式是將污染土壤送至混合機中與固化劑混勻,這是目前工程應用上最常用的一種方式。
原位固化/穩定化技術不需要將污染土壤挖掘出來,利用各種挖掘、鉆探和耕作設備,實現土壤和固化劑的混勻。改良的中空螺旋鉆可以實現深層土壤與固化劑的混合,處理深度可達20-30米;當挖掘鏟能夠到達污染深度時,可以利用挖掘鏟翻轉土壤實現土壤與固化劑的混合過程;當土壤污染深度較淺且面積較大時,可以利用改良的旋耕機實現土壤與固化劑的混合。
目前鉻污染固化/穩定化技術治理工程應用中,由于場地地質資料不全、場地地下水水文情況不清、污染范圍廣、污染嚴重,限制了原位固化/穩定化技術的工程應用。在這種情況下,人們較傾向采用異位固化/穩定化治理技術。
4固化穩定化影響因素
影響穩定化的因素有土壤顆粒大小、還原反應的液固比、PH值、反應時間[5]。鉻污染土壤在進行穩定化之前,需要進行土壤的預處理,將土壤經過破碎、篩分等程序使土壤顆粒達到穩定化工藝要求,根據預處理后土壤的粒度確定還原劑液與污染土壤的液固比,還原劑液與污染土壤混合反應后物料的PH值應小于5。根據液固比、PH值確定單次反應的時間,應保證足夠的反應時間。
水泥和石灰的水化作用是凝固和硬化的必要條件,影響水化反應的因素都會影響污染土壤固化的效果,主要分為兩個方面:(1)污染土壤的理化性質,包括:土壤的pH值、土壤物質的組成?。?)固化工藝,包括膠凝材料和添加劑品種與用量、水分含量、混合的均勻程度、養護條件[6]。
需要著重說明的是:污染土壤與還原劑固化劑的充分混合是實現鉻污染土壤固化/穩定化工藝至關重要的步驟。
5 固化穩定化效果評價標準
固化穩定化效果評價通常包括三個方面:抗壓強度、浸出率、增容比。在實際修復效果評價中,浸出率是考慮的最重要的方面。固化體性質、顆粒物大小、溶液性質和接觸時間等因素都會影響浸提效果,TCLP方法是美國環保署居于毒性對廢物進行危險或非危險鑒別的標準方法,是唯一被RCRA認可的危險廢物特性浸出程序,應用最廣泛。我國于2007年頒布了《固體廢物浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》和《固體廢物浸出毒性方法 硫酸硝酸法》固體廢物浸出方法。
浸出液中各污染物濃度限值作為判定固化/穩定化是否有效的尺度。根據修復場地的用途,《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》,《地下水環境質量標準》II/III類限值,《地表水環境質量標準》III/IV類限值和《污水綜合排放標準》重金屬最高允許排放濃度限值等被用于評價處理后土壤浸出液中污染濃度是否達標。另外,《鉻渣污染治理環境保護技術規范》,根據不同的治理工藝及綜合利用途徑對治理后的效果規定了具體的要求。
6 治理后鉻污染土壤去向
穩定化后的鉻污染土壤不改變土壤的原始形態,有利于配合其他工藝進行資源化利用,如作為水泥路面之下的路基材料或者填埋場的中層覆蓋土等
鉻污染土壤經固化處理后已經擁有一定的形態,不利于對其進行資源化利用,只能作為一些要求不高的建筑材料
由于目前場地污染土方量巨大,很少有填埋場接納治理后的污染土。多數情況下,鉻污染土壤治理后采用就地回填。經過固化/穩定化的土壤多少改變了土壤的理化性質,這在后續開發利用中必須引起注意。
7 問題與展望
固化/穩定化技術由于其操作簡單、治理時間短、固化穩定化藥劑價廉易得,在鉻污染土壤治理工程中得到廣泛應用。近年來,鉻污染土壤固化/穩定化技術藥劑、混合設備研究開發,進一步為固化/穩定技術的應用提供了廣闊的市場前景。不可否定的是:固化/穩定化技術應用于鉻污染土壤治理工程,尚處于起步階段,固化體的長期穩定性的研究還十分缺乏,有必要定期對固化/穩定化處理的污染土壤進行長期的跟蹤監測。另外,固化/穩定化后的土壤去向值得關注,原地回填對將來的土地開發利用的影響也是不得不考慮的問題。
參考文獻
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[2]周啟星,宋玉芳,污染土壤修復原理與方法,科學出版社,2004:356-365
[3][4]張長波,羅啟仕等,污染土壤的固化/穩定化處理技術研究進展[J](Soils),2009,41
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關鍵詞:污泥處理與處置現狀與經驗 土地利用
中圖分類號:S141.6 文獻標識碼:A 文章編號:
1.引言:
據統計,我國市政污泥僅10%進行了生化和無害化處理,其余則進行了填埋處置!隨著人們對環保的重視和投資,城鎮污水處理能力的快速增長,污泥產生量勢必會持續增加,污泥能否得到妥善的處理處置,直接關系到環境安全和公眾健康。
國家發改辦環資[2011]461號文件提出:一要提高認識;二要全面部署;三要積極示范;四要定期總結。在扎實推進污泥處理處置工作別提到五點:統籌制定規劃;合理選擇技術;加快設施建設;規范運營管理;加強監督檢查[1]。
市政污泥富集了污水中的污染物,含有大量的氮、磷等營養物質以及有機物、病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質,不經有效處理處置,將對環境產生嚴重的危害,日益成為困擾城市環境的主要難題之一。
2.污泥處理處置現狀:
隨著我國城市化進程的加快,城市污水處理率逐年提高,污泥產量也急劇增加。我國城鎮污水廠也只實現了廠內的初步減容,未實現廠內污泥穩定化。后續安全處置與監管不到位現象,會給水體和大氣帶來二次污染!同時還將對生態環境和人類活動構成了嚴重威脅。
污泥處理處置是污水處理得以最終實施的保障,在經濟發達國家,其投資約占污水處理廠總投資的 50~70%。而我國用于污泥處理處置的投資僅占污水處理廠總投資的20—50%。
投資不到位,運行主管部門對污泥的厭氧消化穩定功能存在認知差異,政府默許了未穩定化處理的污泥可進行衛生填埋,片面追求“沼氣回收量”經濟效益,行業缺乏政策性控制指標來約束。對污泥是廢棄物還是資源意見對立。污泥的處置面臨安全處置和資源化利用雙層選擇。而另一方面污泥處置投資過大,經濟利益難以實現。還存在建設、環保、林農業多部門的關系協調,無形中促成了地方政府只能采用最簡單的臨時性手段來解決污泥問題。
污泥是水處理過程的副產物,包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥體積約占處理水量的0.45%~0.75%左右。我國的污泥性質較差,主要表現在低有機質、高含沙量、高重金屬,極大影響了污泥資源化的經濟效益。
隨著提標改造項目的實施,污泥產量將成倍增加。如城市污水經全部處理,則我國干污泥年產量將達到840萬噸!我國目前僅有《農用污泥中污染物控制標準》、《城市污染物排放標準》、《城市污水處理廠污水污泥排放標準》與污泥有關。但缺乏協調和統一。
3.污泥處理處置技術及問題:
污泥處理的優先順序是減量化、穩定化、無害化、資源化。污泥處理的技術主要包括:
3.1 污泥濃縮:利用污泥濃縮池、機械濃縮機、離心機等進行,效率較差。
3.2 污泥穩定:全國不到1.5%的污水廠采用了污泥厭氧消化和好氧堆肥技術。
3.3 污泥脫水:主要采用帶壓機、離心機、板框壓縮機進行,脫水效率、加藥量不理想。
3.4 污泥干化焚燒:設備進口,采用流化床工藝、噴霧干化焚燒、協同焚燒。
3.5 污泥衛生填埋:填埋場采用石灰穩定設施或高感度固化技術對污泥進行填埋。
3.6 污泥直接干燥和造粒:消化后的污泥經濃縮脫水后,直接干燥成產品或造成肥料。
3.7 污泥發酵堆肥:利用好氧微生物,加入定量調理劑和膨脹劑好氧堆漚。細菌、病原菌等被殺死,重金屬、揮發酚和臭味降低,速效養分含量有所增加,從而制成有機肥,如在烘干粉碎后污泥中再次加入N/P/K等營養元素和菌粉,然后造粒則可制成復合肥[2]!
由于技術原因,一方面極少部分污泥得到穩定化處置,另一方面污泥處理與處置成本成倍增加,同時存在二次污染可能。大多數先進技術屬于開發與研制階段。
4.國外污泥處置的現狀和經驗
國外發達國家從國家層面上目標明確,認識清楚,政策完善,在處置上予以一定的支持和保障,從而使污泥處理處置得到了較好地解決:
美國:16000多座污水廠,年產污泥量3500萬噸(80%),58%污泥厭氧消化,22%的污泥好氧發酵。最終60%農用、3%生態修復、17%填埋、20%焚燒。
歐盟:50000多座污水廠。年產污泥量4000萬噸(80%),50%污泥厭氧消化。最終處置為50%以上農用、20%填埋、20%焚燒。填埋量持續減少,土地利用逐步增加。
德國:年產污泥量1000萬噸(80%),污泥穩定化100%,碳減排效益明顯,污泥最終處置50%土地利用,50%焚燒或協同焚燒。污泥禁止填埋。
英國:2020年再生能源達到總能耗的15%,污水處理行業要求達到20%,市政可降解固體1500萬噸,750萬噸污泥中的生物能,所有生物質能進行發電(CHP)或熱能綜合利用[3]。
在發達國家污泥處理處置的運行和投資成本與污水處理成本相當,污水廠在規劃時已考慮污泥穩定化、無害化處理,并提出污泥處置的最終方案,才能通過立項,批準建設。從法律層面上把污泥定義為資源而非廢棄物,并通過技術開發和政策扶持鼓勵和強化對污泥進行資源化利用。
從2000年開始,歐洲已對污泥填埋征收填埋稅,直至完全禁止填埋。
5.我國污泥處理與處置的最終發展方向
我國存在嚴重的“重水輕泥”現象,污泥處理技術落后,設計水平低,污泥處理處置狀況混亂,大多數城市總體規劃缺少污泥處理處置內容,更無專項規劃。但可借鑒發達國家的成功經驗,利用過巨大的市場優勢與科技力量,將污泥的資源化、能源化技術發展到一個新高度。
必須避免擴大對污泥資源化和技術路線的兩大誤區,必須綜合考慮,不能簡單認為污泥就是資源,一方面我們強調向污泥要資源要能源,另一方面,低碳經濟和無害化處置減少了溫室效應和環境污染,其產生的環境和社會效益是不可估量的。
6.污泥處理與處置的幾點想法:
6.1 把污泥的穩定化和無害化納入污水處理廠的考核范疇,新廠建設必須明確要求,老廠限期整改。明確污泥處理與處置的主體責任,加強配套投資與政府專業化管理。
6.2市級以上城市以污泥資源化為主,縣級以下主要以無害化、穩定化為主,同時準備資源化建設。
6.3 從我國國情來看,未來污泥的發展方向是土地利用,熱解、協同焚燒及建材利用。加強建設、林業、農業部門的監管和協作,正確評價環境風險與可操作性,提出真正適合國情的處置標準和規范。
6.4 鼓勵扶持、引導支持企業從事污泥處理處置工作,以財政補貼、稅費減免等經濟杠桿來促進污泥處理與處置的市場化發展。
6.5 加大科技投入和校企合作,為新技術的開發和應用提供工作平臺,采用合適的技術路線,因地制宜,綜合利用。
參考文獻:[1] 發改辦環資[2011]461號《關于進一步加強污泥處理處置工作組織實施示范項目的通知》
關鍵詞:土壤污染;修復技術;微生物修復
當前我國土壤污染引起公眾越來越多的關注,我國土壤污染的產生可追搠到50多年前“”時期一些高污染工業企業的建設。近年來,隨著城市化的不斷推進,許多老工業企業因企業、搬遷遺留了大量的污染土地,這些污染土地污染物濃度非常高,污染深度甚至達到地下十幾米,有些有機污染物還以非水相液體的形式在地下土層大量聚集,成為新的污染源,有些污染物甚至遷移至地下水并擴散導致更大范圍的污染。這些土地因堆積儲存、泄露或其他方式承載了有害物質,具有潛在風險性,會對人體健康和生態環境產生危害,因此急需對這些污染場地實施土壤修復。
一、土壤污染的危害
1.土壤污染導致嚴重的直接經濟損失
農作物的污染、減產。對于各種土壤污染造成的經濟損失,目前尚缺乏系統的調查資料。僅以土壤重金屬污染為例,全國每年就因重金屬污染而減產糧食 1000 多萬噸,另外被重金屬污染的糧食每年也多達 1200 萬噸,合計經濟損失至少 200 億元。
2.土壤污染導致生物品質不斷下降
我國大多數城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標和接近臨界值。土壤污染除影響食物的衛生品質外,也明顯地影響到農作物的其他品質。有些地區污灌已經使得蔬菜的味道變差,易爛,甚至出現難聞的異味;農產品的儲藏品質和加工品質也不能滿足深加工的要求。
3.土壤污染危害人體健康
土壤污染會使污染物在植(作)物體中積累,并通過食物鏈富集到人體和動物體中,危害人畜健康,引發癌癥和其他疾病等。
4.土壤污染導致其他環境問題
土地受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中,導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態系統退化等其他次生生態環境問題。
二、我國當前土壤污染的現狀
2014年4月17日,環境保護部和國土資源部了全國土壤污染狀況調查公報。調查結果顯示,全國土壤環境狀況總體不容樂觀,部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從土地利用類型看,耕地、林地、草地土壤點位超標率分別為19.4%、10.0%、10.4%??梢姡覈寥牢廴拘蝿輫谰?/p>
三、土壤修復技術
到目前為止,土壤修復技術已經歷四個階段的發展:20世紀70年代:化學控制、客良;20世紀80年代:穩定與固定、微生物修復;20世紀90年代:植物修復;21世紀初:生物/物化/聯合修復,并逐漸將污染治理的重點集中到污染場地修復。場地污染修復就技術門類又可分為三類:
(1)污染場地(土壤)物理修復技術
物理修復是指通過各種物理過程將污染物(特別是有機污染物)從土壤中去除或分離的技術。熱處理技術是應用于工業企業場地土壤有機污染的主要物理修復技術,包括熱吸附、蒸汽浸提、微波加熱等熱物理修復技術,還包括多相抽提等技術,已經應用于苯系物、多環芳烴、多氯聯苯、二英等污染土壤的修復。
(2)污染場地(土壤)化學修復技術
相對于物理修復,污染土壤的化學修復技術發展較早,主要有土壤固化一穩定化技術、淋洗技術、氧化一還原技術、光催化降解技術、電動力學修復技術等。
(3)污染場地(土壤)生物修復技術
土壤生物修復技術包括植物修復、微生物修復、生物聯合修復等技術,進入21世紀后得到了迅速發展,成為“綠色環境修復”技術之一。
植物吸收修復技術在國內外都得到了廣泛研究,已經應用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環芳烴復合污染土壤的修復,并發展出包括絡合誘導強化修復、不同植物套作聯合修復、修復后植物處理處置的成套集成技術。
近年來,我國在重金屬污染農田土壤的植物吸收修復技術應用方面在一定程度上開始引領國際前沿研究方向。同時開展了植物修復多環芳烴、多氯聯苯和石油烴的研究工作,但是含有機污染物土壤的植物修復技術的田間研究還較少,對炸藥、放射性核素污染土壤的植物 修復研究則更少。
植物穩定修復技術被認為是一種更易接受,可大范圍應用,并利于礦區邊際土壤生態恢復的植物技術,也被視為一種植物固碳技術和生物質能源生產技術。
微生物能以有機污染物為唯一碳源和能源,或者與其它有機物質進行共代謝而降解有機物。利用微生物降解作用發展的微生物修復技術是農田土壤污染修復常見的一種修復技術。在我國,微生物修復技術已在農藥、石油等農田污染土壤中得到應用:
1)建立了農藥高效降解菌篩選技術、微生物修復劑制備技術和農藥殘留微生物降解田間應用技術;
2)篩選了大量的石油烴降解菌,復配了多種微生物復制菌劑,研制了生物修復預制床和生物泥漿反應器,提出了生物修復模式;
3)開展了持久性有機物如多氯聯苯、多環芳烴污染土壤的微生物修復技術工作;
4)建立了菌根真菌強化紫花苜蓿根際修復多環芳烴的技術和污染農田土壤的固氮植物一根瘤菌一菌根真菌聯合生物修復技術。
微生物修復研究工作主要體現在篩選和馴化特異性高效降解微生物生物菌株,提高功能性微生物在土壤中的活性、壽命和安全性,修復過程參數的優化和養分、溫度、濕度等關鍵因子的調控方面。正在發展微生物修復與其它現場修復工程嫁接和移植技術,以及針對性 強、高效快捷、成本低廉的微生物修復設備,以實現微生物修復技術的工程化應用。
四、結語
目前,在我國土壤修復剛剛起步,土壤修復理論與技術研究還較欠缺,適合我國國情的土壤修復技術發展方向不十分明朗,鑒于此,筆者綜述了當前國內外各種土壤修復技術的方法,并分析了各種方法的優缺點及適用范圍,以期為污染場地修復提供借鑒參考?!?/p>
參考文獻
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關鍵詞:礦區 重金屬污染 物理修復 化學修復 生物修復
The research progress of remediation methods on heavy metal contaminated mining lands
ZHANG Zhi-Ming, HUANG Zhan-Bin, SHAN Rui-Juan, SUN Peng-Cheng
School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing, 100083, China
Abstract:The problem of heavy metal pollution in processing of mineral resource development becomes serious, and the remediation method is a very important topic. This paper analyzed the methods of physical remediation, chemical remediation and biological emediation for heavy metal remediation in mining lands, and points out the characteristics of each method. By analyzing, the article proposed that joint remediation, phytoremediation, and chemical modified materials remediation are important directions of heavy metal contaminated soil remediation.
Key words: mining land; heavy metal pollution; physical remediation; chemical remediation; biological remediation
1. 引言
我國礦產資源豐富,為國家經濟建設做出了巨大的貢獻,是工業經濟的重要支柱,促進了社會進步,但在礦產開采和冶煉過程中也存在一系列嚴重的環境問題。
首先,礦產開采會占用大片土地,并可能造成地質災害。在采礦的過程中產生大量的礦渣,包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據統計,中國鐵礦石開采經選礦后68%以上為尾礦,黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區廢棄物采取堆放處理,占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采,常常導致地表裂縫與塌陷,嚴重危及到地表的人類活動。
其次,礦山開采過程破壞生態環境,造成環境污染。礦區大片植被遭到破壞,表土剝離,加劇了水土流失,引起了土壤退化,導致生態失衡。礦產開采中產生的廢棄物成分復雜,含有大量的酸性、堿性或有毒的物質,這些物質能對周邊地區造成嚴重的影響。
許多礦物有重金屬伴生,礦物開采過程中常產生重金屬污染。重金屬具有長期性,穩定性和隱蔽性的特征,同時重金屬元素會在植物體內積累,并通過食物鏈富集到動物和人體中,誘發癌變或其他疾病[2],危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經系統、造血系統和消化系統等,鎘中毒則會引起骨痛病。礦區土壤重金屬污染已不容忽視,到了亟待解決的地步。
礦區固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中, 尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區中的重金屬元素活化,以離子形態遷移到礦區周邊的農田土壤或河流中,導致土壤和河流中重金屬含量遠遠超過背景值[3],影響農產品品質和飲水健康。另外,在礦石采礦、運輸及排土過程中,塵埃污染也是礦區周邊土壤中重金屬的一個來源。
在發達國家和地區,礦區廢棄地治理已達50%以上[4],而我國還不到10%。近年來,我國開始重視礦區重金屬污染的治理,如中國污染場地修復科技創新與產業發展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復專家一起商議湖南重金屬污染礦區的治理措施,并對各方法的實用性做了分析。土壤重金屬的各個修復方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度,降低對生態環境及人類健康的危害。
重金屬污染土壤的修復中,方法的選擇至關重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復原理后,著重分析了土壤重金屬污染的物理修復法、化學修復法和生物修復法,為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據。
2. 重金屬污染土壤的修復技術
國內外用來修復土壤污染的方法較多,在具體的應用過程中多為交叉使用,一般分為三大類,即物理修復方法、化學修復方法和生物修復方法[5]。其修復原理如下:
(1)加入化學改良劑轉化重金屬在土壤中的存在化學價態和存在形態,使其固化或鈍化?;蛘卟捎梦锢硇迯偷确椒ǎ怪亟饘僭谕寥乐蟹€定化,降低其對植物和人體的毒性;
(2)利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬,然后處理該生物或者回收重金屬;
(3)將重金屬變為可溶態、游離態,然后進行淋洗并收集淋洗液中的重金屬,達到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。
3. 物理修復法
物理修復法是基于機械物理的工程方法,它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復法和熱處理法三種。
3.1 客土、換土和翻土
客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤,覆蓋在土壤表層或混勻,使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度,從而達到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物(如鉛)采用客土法時,相對較少的客土量也能滿足要求,可減少工程量。
換土法是指把受重金屬污染的土壤取走,代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴重污染的地區,以迅速地解決問題,并防止污染擴大化。此方法要求對換出的受污染土壤進行妥善處理,以防止二次污染[7]。
翻土法是指深翻土壤,使表層的重金屬污染物分散到更深的土層,達到減少表層土壤污染物的目的。
在礦區重金屬治理的過程中,換土法治理較為徹底,而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物,相反把重金屬繼續留在土壤中,因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物,以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。
3.2 電動修復
電動修復法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種治理土壤污染的原位修復方法,該方法近年來在一些歐美發達國家發展很快。它適合修復低滲透粘土和淤泥土,可以控制污染物流向[8]。
在電動修復過程中,利用天然導電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子(如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等)以電遷移和電透滲的方式向電極移動,然后在電極部位進行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實驗表明,土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達90%以上。該方法不攪動土層,且修復時間較短[10],是一種可行的修復技術。
3.3 熱處理
熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產生的熱能對土壤進行加熱,使一些易揮發性有毒重金屬從土壤顆粒內解吸并分離,從而達到修復的目的[11]。該技術可以修復被Hg和As等重金屬污染的土壤。
雖然物理修復方法取得了一定的成果,但其還存在局限性。客土、換土和翻土法操作起來花費具大,破壞土壤結構,使土壤肥力下降,同時還依然需要對換土進行堆放或處理;電動修復法在實際運用中受其他多種因素影響,可控性差;熱處理法對氣體汞不易回收。
4. 化學修復法
4.1 化學改良劑
該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學改良劑,通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用,改變其在土壤中的存在形態,使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移,從而降低其生物有效性。
常用的化學改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等,不同改良劑對重金屬的作用機理不同。
如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值,促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結合態鹽類沉淀。
如當土壤pH>6.5時,Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物,通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復合污染土壤,環境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用,而高分子材料SAP及材料組合(腐殖酸、高分子材料SAP和沸石)對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發現沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性,且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。
4.2 化學淋洗
化學淋洗修復法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學溶劑,使重金屬溶解在溶劑中,從固相轉移至液相,然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來,進行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復工作時,既可以在原位進行,也可采用異位修復[16]。
原位化學淋洗修復法要在污染地進行全部過程,包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。
由于原位化學淋洗過程形成了可遷移態污染物,因此要把處理區域封閉起來避免污染擴大化;異位化學淋洗修復法則要把重金屬污染土壤挖掘出來,用化學試劑清洗,以去除重金屬,再處理含有重金屬的廢液,最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。
化學淋洗法的關鍵在于試劑的選擇,可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等。現已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑,但其價格昂貴,且對EDTA的回收還存在技術問題[17]。
5. 生物修復法
生物修復法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動,降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復法、微生物修復法、動物修復法和菌根修復法四種。
5.1 植物修復
植物修復是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上,待植物成熟后收獲并進行妥善處理(如灰分回收)。
通過該種植物可將重金屬移出土壤,達到治理污染的目的。對于修復重金屬污染土壤,植物修復法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發三種。
植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性,從而減少重金屬的生物毒性和有效性,并防止其進入地下水和食物鏈,減少對人類健康的威脅。
如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結合成難溶的磷酸鉛,使鉛得到固化。除直接與重金屬發生作用外,根系分泌物導致的根際環境pH值和Eh值的變化也可轉變重金屬的化學形態,使重金屬固化在土壤中。
但是這種方法并未將重金屬去除,因此環境條件的改變仍有可能活化重金屬。
植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬,并將其轉移、儲存在植物地上部分(莖或葉),隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬,從而達到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發現,印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強,楊柳科能大量富集鎘,十字花科的蕓苔能富集鉛,芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家,一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經商業化。
植物揮發是指植物將其吸收的重金屬轉化為可揮發態,并揮發出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+,然后使之轉化成氣態HgO后,通過蒸騰作用從葉片蒸發出來。這種方法只適用于具有揮發性的重金屬污染物,應用范圍較小。同時,該方法將污染物轉移到大氣中,對大氣環境造成一定影響。
5.2 微生物修復
微生物修復法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉化為低毒產物,從而降低污染程度。
雖然微生物不能直接降解重金屬,但其可改變重金屬的物理或化學特性,進而影響重金屬的遷移與轉化。微生物修復重金屬污染土壤的機理包括生物吸附、生物轉化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程,微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。
由于細胞表面帶有電荷,土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細胞內部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應也可降低重金屬的生物毒性,如在好氣或厭氣的條件下,異養微生物可將Cr6+還原為Cr3+,降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區土壤中篩選出一株青霉菌,對人工培養基中有效鉛的去除率達96.54%,且富集效果比較穩定,可應用于鉛污染礦區土壤的生物修復。
5.3 動物修復
土壤重金屬污染的動物修復是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下,在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進行富集和鈍化等作用,從而使污染物降低或消除的一種修復技術。
在評價污染物的生態學危害研究中,科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視,所以與微生物修復相比,國內外的相關報道還不多。而在眾多土壤動物中,普遍認為蚯蚓是改良土壤的能手,并且對土壤污染具有指示作用,具有巨大的修復污染土壤潛力。
朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加,蚯蚓體內的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項元素的含量具有良好的相關性。且蚯蚓體內的金屬硫蛋白和溶酶體機制可以解毒重金屬。除蚯蚓外,腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬,還和微生物、植物協同富集重金屬,改變重金屬的形態,使重金屬鈍化而失去毒性。
5.4 菌根修復
菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯合體。成熟的菌根是一個復雜的群體,包括真菌、固氮菌和放線菌,這些菌類有一定的修復重金屬污染的能力。
菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環境,從而使重金屬轉變為無毒或低毒的形態,降低其毒性,起到促進重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發現,菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%,根系銅濃度降低24.1%,表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續形態分析技術,分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態分布和變化趨勢,發現菌根可調節根際中土壤重金屬形態降低重金屬的生物有效性。
此外,菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加,強化植物提取的效果。
6. 結論與展望
國外關于土壤污染物重金屬的研究,澳大利亞、美國、德國等國家比較深入,尤其是澳大利亞。其研究主要集中在利用沸石等物質降低重金屬在土壤中的遷移性或者利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進行吸收以降低重金屬的濃度。
國內關于土壤重金屬的污染治理也具有此趨勢,但對于動物修復的機理還不是很明確。
由于礦區污染土壤中重金屬種類多樣且濃度較高,單一修復手段難以取得滿意的修復效果。因此在實際修復過程中應根據污染物性質、污染程度、土壤條件等因素,綜合利用物理、化學和生物等修復方法,因地制宜地開展重金屬污染土壤聯合修復。在礦區重金屬污染治理方法中,化學與生物聯合修復方法具有廣闊的應用前景。該方法將化學修復法與植物修復、微生物修復等生物修復法聯合,在添加鈍化劑、表面活性劑等之后植物對復合重金屬污染土壤的修復有顯著的效果。該方法相對于其他修復方法(如物理法中的電動修復法),具有成本低廉、操作簡便和效果顯著的優點,適合大規模的污染土壤修復。
雖然重金屬污染土壤的修復取得了一定的成果,但局限性仍然存在,如用于植物修復的超積累植物大部分植株矮小、生長緩慢且生長周期長,因而修復時間較長,且植物揮發作用使可揮發性重金屬易對大氣和人類造成傷害,故需要進一步加強機理研究以避免二次污染。澳大利亞等國家雖已經篩選出有效吸收重金屬的植物,并部分商業化,但大面積普及難度較高。植物的鈍化作用與投加化學改良劑法并沒有將土壤中的重金屬離子去除,只是暫時的固定,當環境條件發生改變時,重金屬有可能再度活化而危害地下水及植物。
針對這些問題,我們應利用基因工程等手段開展重金屬積累植物或菌根的篩選,以提高重金屬的積累量,達到去除或簡化重金屬污染的目的。
同時,一種單一的化學改良劑很難有效地處理多種重金屬污染土壤,故針對礦區土壤中重金屬的多樣性及各種重金屬間的相互作用,應將各種改良劑配施并開發復合穩定劑,并利用工程手段或技術避免已鈍化重金屬的再度活化,降低重金屬對人類威脅程度。此外,還可以通過化學方法和生物方法在時間和空間上的合理組合,結合應用中的配套措施(如作物的輪作和間作),與土壤化學固化和植物修復搭配,使一定時期內重金屬污染土壤得到改良和修復,取得生產安全和環境安全的效果。
參考文獻
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生活垃圾填埋場異味影響周邊環境現象普遍存在。上海老港垃圾填埋場位于南匯區老港鎮東首,“七九”塘外的東海(長江口)灘涂邊,北接朝陽農場地界,南與海濱鄉毗鄰,距大治河口約3.5km,距市中心約60km。自20世紀80年代末啟用以來,該填埋場一直作為上海市最重要的垃圾處置設施,承擔了上海市市區約70%的生活垃圾(8000t/d)和部分市政污泥(1200t/d)處理任務。由于固廢處置作業的特點和工藝需求,在生活垃圾和污泥的運輸、預處理、填埋等過程中均不可避免存在惡臭氣體的排放。筆者根據垃圾、污泥末端處置工藝環節,分析惡臭來源和產生的區域,據此提出相應對策和措施。
1固廢轉運、處理工藝環節
目前通過水運、陸運方式進入老港固廢基地進行填埋作業的固廢包括散裝垃圾、集裝垃圾和脫水污泥。
1.1散裝垃圾駁運填埋工藝1)卸船裝車:散裝垃圾運輸船和自卸車駛入碼頭,使用導軌電動起重機(荷花抓斗)抓取運輸駁船艙中垃圾,卸到自卸卡車上,如此反復直至裝滿卡車貨箱。卸過垃圾的駁船移至清艙泊位,利用平口抓斗清除艙中殘留垃圾。2)場內短駁和卸料:自卸車裝載垃圾后關閉上方貨艙蓋,沿場內規定路線駛至填埋場指定卸料點,倒車進入卸料平臺,打開上方貨艙蓋卸料。待卸料完全,駛出填埋卸點,沿規定路線返回碼頭。3)推平:用推土機將倒卸的垃圾推平。4)壓實:用推土機在推平的垃圾面上反復碾壓,增加垃圾壓實密度。5)覆蓋:在經壓實的垃圾上進行區域性覆蓋HDPE膜或泥土,中間覆蓋泥土厚度為30cm。
1.2集裝垃圾駁運填埋工藝1)卸船裝車:集裝運輸船和自卸集裝箱卡車駛入集裝箱碼頭,使用橋吊將重箱(裝滿垃圾的集裝箱)從運輸船裝至自卸集裝箱卡車。2)場內短駁和卸料:自卸集裝箱卡車裝載重箱沿場內規定路線駛至填埋場指定卸料點,倒車進入卸料平臺,打開箱門卸料。待卸料完全,駛出填埋卸點,沿規定路線返回集裝箱碼頭。3)推平、壓實、覆蓋同1.1節。
1.3污泥駁運、預處理、填埋工藝1)碼頭起吊:污泥運輸船和自卸車駛入污泥裝卸專用碼頭,使用起重機(平口抓斗)抓取運輸駁船艙中污泥,卸到自卸卡車上,如此反復直至裝滿卡車貨箱。2)場內短駁:污泥運輸車沿場內規定路線駛至污泥預處理區域,在車間卸料倉卸料。待卸料完全,沿規定路線返回碼頭。3)固化預處理:污泥由車輛短駁運至處理車間進行固化預處理。在攪拌車間內,原生污泥與固化劑進行混合,經機械化攪拌使其與固化劑充分混合后,裝車運至露天作業的養護區進行翻拋晾曬。其工藝路線見圖1。4)填埋:污泥養護驗收達標后,車運至填埋場進行填埋。采用堆退法作業,將污泥堆高至4m并保持穩定后,挖掘機逐步后退并按同樣方式繼續進行堆高作業,以形成每層4m的污泥填埋層。5)堆體整平:堆體表面應壓實平整并形成一定的排水坡度。6)覆蓋:每日填埋作業結束后及時用0.75mmHDPE膜進行日覆蓋。每層4m的污泥堆體完成后,采用0.75mmHDPE膜進行中間覆蓋。
2異味來源分析
垃圾和污泥從市區和污水處理廠被裝船運至老港填埋場,在長距離運輸過程中,垃圾和污泥在厭氧環境中產生大量臭氣,同時垃圾還會產生一些滲瀝液。根據垃圾和污泥轉運、填埋的工藝流程,異味集中產生在以下5個主要區域。1)碼頭起卸區:老港區域目前有2個碼頭,其中北碼頭為集運碼頭,擔負集裝垃圾的裝卸,南碼頭擔負散裝垃圾和脫水污泥的裝卸。集裝轉運模式中,垃圾在市區中轉站被壓縮進入集裝箱,在老港碼頭裝車時,垃圾不會與外界接觸,因此不會產生臭氣。散裝垃圾和污泥在裝車時,由于工藝自身缺陷,無法避免垃圾和污泥與大氣環境的接觸,不可避免會有惡臭氣體擴散至空氣中。2)駁運:散裝垃圾和污泥在運輸過程中,由于散裝車輛無法實現完全密閉,垃圾、污泥和滲瀝液的泄漏會造成駁運沿途臭氣散發。3)垃圾填埋區:填埋作業過程中,垃圾被傾倒至垃圾面,垃圾攤鋪、壓實過程以及未覆蓋的填埋作業面均會導致臭氣擴散至空氣中。另外,填埋堆體產生的填埋氣體不受控部分也排放至空氣中。4)污泥處理和填埋區:污泥固化劑偏堿性,在污泥與固化劑攪拌時會產生大量氨氣等臭氣,在污泥攪拌、翻拋晾曬時,大量惡臭會散逸。尤其翻拋和晾曬區域設定為露天場所,造成臭氣大量飄逸。污泥填埋作業過程中,未覆蓋的填埋作業面也會導致臭氣隨風在空氣中彌漫。5)污水處理區:滲瀝液中COD可達30000~50000mg/L,有機物含量高,對滲瀝液進行處理時,會釋放出大量惡臭氣體。特別是厭氧調節池,滲瀝液發酵會產生惡臭。
3異味控制措施
3.1源頭控制長距離運輸過程中,生活垃圾中的有機成分會厭氧發酵產生臭氣。在垃圾進行長距離運輸前(即垃圾從小區收集后,進入大型水陸聯運中轉系統前),噴撒抑制劑和除臭劑,抑制垃圾中的有機成分發酵和分解臭氣中的主要成分,以控制垃圾在后續運輸、短駁、填埋過程中臭氣的散發。經實驗表明,垃圾堆放12h后,在源頭對垃圾添加抑制劑/除臭劑與不添加相比,臭氣產生量可以減少30%~50%。
3.2散裝生活垃圾裝卸駁運技術改進
3.2.1運輸車輛車廂密封性改進由于散裝垃圾運輸車輛車廂裝料不均勻,往往形成不規則駝峰狀,使廂蓋兩側產生不密封現象,車輛在場內道路上,特別在彎道口,垃圾容易散落。在散裝垃圾運輸車車廂兩側加裝三角欄板,可以有效提高上蓋與車廂兩側密封性。車廂后門采用橡皮條密封,易變形老化,密封效果差,易產生污水滲漏,造成道路油污、變色,影響道路環境。在車廂后門框架增設U型密封膠管,采用雙油缸、雙插銷的鎖緊方式來防止箱內垃圾污水的滲漏,有效改善污水滴漏狀況,如圖2所示。
3.2.2卸料架的改造散裝生活垃圾經船運至老港碼頭,垃圾吊卸時,船體離岸距離不等,采用固定式滑坡料架,吊機的吊臂在擺動時,極易使垃圾散落到河道中,造成河道污染,使河道水體黑臭。現改造完成遙控式斜坡可移動的卸料架。即在卸料架尾部安裝斜油缸,根據生產需要來調整尾部坡度,利用斜坡的移動使垃圾導入船艙中,逐步減少和杜絕垃圾散落河道,見圖3。
3.3生活垃圾填埋作業工藝改進
3.3.1控制作業面積,對作業面進行覆蓋填埋作業過程中,盡量減少垃圾暴露面,集中作業區域,每個作業點設置多個作業平臺,提高作業面利用效率。對生活垃圾填埋作業單元進行日覆蓋,可采用2種覆蓋方式:泥土(30cm厚)覆蓋或HDPE膜(0.75mmHDPE膜)覆蓋。泥土覆蓋工藝是傳統的成熟工藝;HDPE膜覆蓋,老港填埋場自2003年起就已嘗試和推廣應用,2種方式都能有效抑制異味散逸。HDPE膜覆蓋因密封效果好,臭氣屏蔽效果好,同時積聚熱量,膜下溫度比膜上約高20℃(夏季),可消殺蠅蟲卵。膜下沼氣濃度明顯提高,為沼氣發電工程提供保障。泥土覆蓋作為傳統的覆蓋工藝,其臭氣抑制效果不錯,僅次于HDPE膜,老港覆蓋用土以砂性土為主,透氣性較好,但抑臭效果略有下降,沼氣的單位面積收集量也相應降低。另外,泥土覆蓋有益于填埋場的生態修復。
3.3.2提高壓實密度填埋作業過程中,確保壓實密度在0.8t/m3以上,減少垃圾孔隙率,降低惡臭氣體的釋放速度。垃圾運輸車到達路基箱鋪設的卸料平臺后,將垃圾傾倒入填埋作業面,作業面上的推土機、壓實機將生活垃圾推鋪、壓實,這個過程大約需要2個回合,2臺推土機配合作業,即1臺推土機將傾倒出來的垃圾推開,對面的1臺把垃圾再推回,這樣垃圾基本被推平;然后壓實機在垃圾上進行壓實作業,一般壓實2~3次。
3.3.3填埋氣體導排為了有利于垃圾填埋氣體的回收,老港處置場垃圾填埋堆體采用單獨的滲瀝液收集系統和填埋氣體收集系統。填埋作業時,利用導氣石籠輸導收集填埋氣體。填埋一定時間后,導氣石籠導出的填埋氣體通過收集管網收集后進入處理系統。填埋初期,垃圾量較少,填埋氣體產生量也較少,利用價值不大,利用導氣石籠將填埋氣體進行導排,采用火炬燃燒法進行處理。當填埋垃圾量達到一定數量后,將導氣石籠導出的填埋氣體進行發電,減少溫室氣體排放量。
3.4污泥預處理工藝改進污泥在進入填埋場處置前,其含水率須達到60%以下方可進入填埋區域進行處置。污泥與固化劑(投加量10%~13%)攪拌混合后,其含水率無法達到填埋要求,因此需進行5~7d的翻拋和晾曬,以進一步降低其含水率。受作業條件限制,污泥的翻拋和晾曬采用露天作業,導致大量異味彌漫。借鑒地基穩定系統原理,應用液壓傳動、螺旋攪拌自動加藥混合攪拌系統,可以實現在污泥填埋區域(即原位)對污泥進行攪拌、固化。前期研究表明,通過該工藝處理,污泥在固化穩定7~15d后,其相關化學和物理特性基本滿足填埋要求。由于該工藝不需翻拋晾曬,所以可有效減少污泥預處理期間的臭氣彌漫。3.5除臭風炮的應用老港固廢處置基地靠近東海邊,且填埋作業高度較高,異味容易隨風擴散,污染周圍環境。因此需要在污泥、生活垃圾運輸至填埋場作業點傾倒的瞬間噴撒除臭劑降低臭氣濃度。風炮是利用霧化噴灑系統將除臭劑均勻噴灑至作業界面,霧化噴嘴有專用除臭劑進口裝置,調節合適的流量比例,霧化噴嘴就能噴出小于0.01mm左右的霧滴。在微小的液滴表面形成極大表面能和表面積,更易吸附空氣中的異味分子,并使異味分子中的立體結構發生變化,使其更不穩定,更易降解??刂葡到y可根據實際情況,隨意調整運行時間和運行間隔時間,運行費用省,占地面積小,安裝運行方便。