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我国垃圾渗沥液处理发展现状

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作者:代写论文  来源:星论文网  发布时间:2012-09-17 16:33:00

1.渗沥液的来源:

垃圾渗沥液主要是由垃圾在堆放或埋过程中由于压实和微生物的发酵作用使垃圾中原含有的水、垃圾降解反应生成的水、场内渗入的雨水、地表水、地下水,经过垃圾层过滤后渗出的水等形成的。垃圾渗沥液的产生主要来自三个方面:一是大气降水和地表径流;二是垃圾中原有的含水;三是在垃圾进行填埋后由于微生物的降解作用而产生的水。而且渗沥液的产生具有一定的滞后性,填埋场刚开始作业时,渗沥液的产量比较少,封场以后,渗沥液仍然有一定的产量,甚至在封场一二十年以后,仍然有少许的渗沥液产生。

2.渗沥液的特点:

渗沥液中含有大量的有机物和无机物,它们主要是垃圾在降解后生成的无机物、低分子有机物以及垃圾可溶性污染物大量进入渗沥液中,使得渗沥液中的污染物含量极高。垃圾渗沥液的主要污染成分有:有机物、氨氮和重金属离子等,其种类和浓度与填埋场所填的垃圾类型、组分、填埋方式和填埋时间密切相关。其中CODcrBOD5浓度高和金属含量高水量、水质变化大;营养元素比例失调。
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我国对渗沥液的处理:

人类对固体垃圾的处理最初是简单的堆放,认识到其对周围环境产生的危害后,采取了垃圾卫生填埋方法,是垃圾最终处置且行之有效的方法之一。但卫生填埋中比较重要的一环是防止渗沥液对地下水的污染,其防渗措施和防渗材料是关键的环节。目前填埋场的防渗措施主要有:底层收集和排泄系统、底部衬垫层、封顶覆盖层。
   
底层收集和排泄系统是在填埋场的底层设置收集和排出渗沥液的装置。一方面收集系统将收集的渗沥液稀释后送入污水处理厂处理或回灌进填埋场让其进行生物降解自净,另一方面排出系统使渗沥液按照设计路径可控制地排出,对防止和减少渗沥液对地下水的污染起着重要的作用。排出管道一般选用耐腐蚀、抗老化、表面光滑、阻力系数小的材料。底部衬垫层的作用是防止未及时排走的渗沥液的渗漏,这是防止渗沥液污染地下水的关键一步。因此底部衬层的设计和所用材料的质量都是非常重要的。渗沥液衬层可以铺设单层或多层。国外多采用双层复合衬垫系统,衬层所用材料为土工膜和土工合成材料。目前我国填埋场的衬层材料主要有:HDPE和粘土复合衬层、膨润土防渗衬层、粘土防渗衬层和沥青混凝土衬层等。

此外,还可以在填埋场的汇水口处设置垂直防渗帷幕,它可以阻止渗沥液水平方向的迁移。如邓飞跃用粘土固化浆液进行渗流试验,发现其对重金属离子的阻隔效率达99%以上,对有机物的阻滞效率达85%以上。将此材料应用于垃圾填埋场的防渗中,可望取得良好效果。随着城市化的飞速发展,当垃圾场达到使用年限时,垃圾场带来的景观问题不容忽视,有必要对其进行表面覆盖处理和植被的重建。顶部覆盖层的作用主要是防止大气降水或地表径流入渗,同时也可以阻止填埋场中有害气体的释放。利用生物技术对垃圾填埋场进行生态恢复,是一种正在兴起的技术,由于其成本低、处理效果好,对解决我国的环境问题具有极大的潜力。表面覆盖层材料的选择,主要取决于投入费用和生态恢复产出效益,同时,因恢复设计方案和填埋地点而异。如对以降低投入为优先因子的设计方案,推荐垃圾土、活性污泥、炉渣和粉煤灰,其中以垃圾土为首选材料;对以获得植物产出效益为目的的设计方案,应首先选择砂土为覆盖材料,其次选择壤土。
   
地下水污染事故的发生,引起了我国和国外环境工作者和科研人员的重视,许多学者进行了有关垃圾渗沥液对地下水污染方面的试验和理论研究,并取得了很大成就。其主要研究内容包括垃圾渗沥液的产生机理、运移过程、污染范围、污染物的生物化学转化过程等。其主要方法是将地下水溶质运移模型应用进来,通过建立数学模型和利用数值模拟方法,建立了水质模拟数学模型包括确定性模型和随机性模型,模型中参数的确定通过试验计算得到。到目前为止,已有比较完善和成熟的计算方法和数值模拟软件。
   
我国地下水质模型的研究工作起步于20世纪80年代,北京市环境保护研究所等单位建立了我国第一个地下水质模型,采用食盐荧光染料及放射性示踪剂在野外实测了弥散系数,取得了国内首批弥散系数野外观测资料。近几年有关地下水质模拟问题的研究已取得较大进展。针对垃圾填埋场渗沥液污染地下水这一具体问题,我国研究较多的是有关垃圾渗沥液的处理及防渗问题,而对评价垃圾填埋场渗沥液对地下水环境、土壤污染的影响研究还处于初期,到目前为止,也有一些研究成果。如王晓红等给出了多孔介质和双重介质中垃圾渗沥液运移模型的定解问题,运用该模型预测垃圾填埋场的污染扩散范围,为防止垃圾渗沥液污染地下水提供了定量的依据。夏立江等对城市垃圾渗沥液引起地下水氮污染进行了研究,结果表明垃圾渗沥液中含有高浓度氨态氮。蒋惠忠等人通过对北京北天堂垃圾填埋场渗沥液污染组分在含水介质中运移的室内模拟实验分析,揭示了有机污染物等污染组分在含水介质中的运移转化规律,为垃圾填埋场底部防渗层的设计和渗沥液对地下水污染程度的预报提供了依据。刘建国等人对垃圾填埋场水分运移进行了室内模拟实验,研究了盖层渗透性较强而衬层渗透性较弱和盖层、衬层渗透性均较弱,两种不同防渗配置下系统内的水分运移规律,为填埋场防渗系统的设计提供了依据。
   
随着计算机的普及及其性能的提高,出现了许多地下水污染物运移的比较成熟的模拟软件。如由美国地质调查局McDonald博士等设计的三维有限差分模拟程序MOD FLOW是目前功能较全面的地下水模拟软件,在其基础上由加拿大WHI公司开发的VISUA LMODFLOW软件以其良好的输入、输出界面成为目前国际上最流行和应用最多的地下水模拟软件。

4结语:

渗沥液对环境、土壤和地下水污染问题,人们已进行了大量的试验研究工作,并取得了丰富的成果。但对地下水污染的研究尤其是污染物在含水层中的吸附效应、非饱和土中的运移、粘土中的运移、弥散系数的尺度效应等方面的研究还有待进一步加强。因此,细颗粒孔隙介质(粉土、粘土等)中污染物的迁移问题;污染物在含水层中的三维弥散问题;各向异性(分层、夹层等)含水层介质中污染物的迁移问题;吸附效应,包括分配系数和阻滞因子的研究问题;非饱和土层中的污染物多相迁移和吸力的关系问题;弥散系数的尺度效应问题等应成为未来地下水污染研究的热门课题。

 


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