城市垃圾地質填埋技術的現狀與發展趨勢
城市垃圾的地質填埋技術主要包括場底防滲襯墊系統鋪設技術、垃圾滲濾液處理技術、垃圾污染環境的生物化學治理技術、填埋場終期開發利用技術及環境影響監測技術等方面。由于篇幅的限制,下面僅就場底防滲襯墊系統鋪設技術、垃圾滲濾液處理技術和垃圾污染環境的生物化學治理技術進行敘述。
一、防滲襯墊系統鋪設技術
由于需要填埋的垃圾數量巨大且與日俱增,而可供填埋利用的土地日益減少,符合標準的天然襯墊地層極少。為防止填埋場對環境的污染,世界各國使用了場地襯墊系統。防滲襯墊系統包括材料與系統組成(種類)兩方面。
1.防滲襯墊系統的組成材料由兩類組成:粘土及人工合成膜
粘土材料:主要指淤泥、粘性土及膨潤土等。這類材料具有極強的吸附污染物的能力,但在防滲能力上差些。由于粘土襯墊材料來源豐富、價格低廉,在國內外使用最為普遍,研究也較多。目前,有的學者在研究這幾種材料的混合襯墊。國內有的學者在研究特殊土如泥炭、風化煤等吸附性能強的材料及其與粘土的混合物組成的襯墊系統。這也是襯墊材料研究的一個方向。
人工合成材料:主要指各種合成膜,如高密度聚已烯、丁基橡膠、氯丁橡膠、聚氯以烯等等。這些材料可分別適合于不同種類的垃圾填埋場襯墊。這類材料的優點是滲透性低,阻水性好。缺點是價格昂貴,而且需要與上述粘土材料組合使用。
2.防滲襯墊系統的種類
垃圾種類不同、填埋場的地質環境條件不同,所需要的防滲襯墊系統也不同。根據上述材料,襯墊系統可分為粘土襯墊和人工合成襯墊,但在實踐中往往是粘土與合成材料形成的組合襯墊。德國、法國、美國及英國等,用于一般垃圾(生活垃圾、一般無害的工業垃圾、建筑垃圾等)填埋場的襯墊有單層粘土襯墊防滲系統、單層土工膜防滲系統,還有土工膜、土工織物、粘土等組成的混合防滲系統。而用于毒性及危險性較大的垃圾填埋場的襯墊,主要采用土工膜、土工織物、粘土等組成的混合防滲系統。我國的垃圾填埋場通常利用天然的粘土層,經過夯實作為防滲襯墊,但隨著環保要求的提高,現在有許多大中城市的垃圾填埋場已經開始使用土工膜、粘土等組成的混合防滲襯墊系統。我們國家應大力開展適合國情的襯墊系統的研究,以與經濟基礎差、土地少和環境脆弱的實際國情相適應。
二、垃圾滲濾液處理技術
滲濾液是垃圾填埋場因垃圾腐爛降解、分解及大氣降水的下滲而產生的廢水,含有大量的有機物、無機物以及離子―有機復雜化合物,成分十分復雜,又污染環境。對其處理是污水處理中的一大難題,現在通常用物理化學法和生物化學的方法來處理,但效果都不是特別好。發達國家通常采用物理化學法、生物化學法與生態系統法結合起來進行。我國絕大多數垃圾填埋場的滲濾液未經處理,少數場地的滲濾液預處理后排入城市水處理系統處理或采用土地處理法處理。
總之,垃圾填埋場滲濾液處理是做櫻一大難題,對技術可靠、效果好而又成本低廉的生物化學、物理化學及其結合的處理方法和工藝的研究,是該領域的發展方向。
三、垃圾污染環境的生物化學治理技術
垃圾對土壤、地表水、地下水的污染日益嚴重,如何治理垃圾污染的環境,已經引起了各國政府及學者的純孫叢重視。
1.污染土壤的治理技術
用于治理污染土壤的有非毒性改良劑法、深耕法、排土法、客土法和化學沖洗法。這些方法各有優缺點,如深耕法會導致表層污染物的擴散、重新激活重金屬;排土法能使當地土壤中的污染元素大量減少,但挖走的污染土又成為新的污染源,且帶走了表層土中的養分;加入陽離子交換樹脂以固定土中重金凱配屬,但同時也吸收土壤中的營養成分。而且這些方法的成本高、操作復雜、不實用。因此,研究開發既實用、成本又低廉的污染土壤的恢復技術即植物修復技術是現在國內外的研究熱點和以后發展方向。
2.污染地下水的治理技術
污染地下水的治理與污染土壤的治理有許多相似之處,但地下水所處的空間具有多孔介質,也有儲存其中的水。含水層受到污染后涉及到的范圍大,內容復雜。因此污染地下水的治理十分復雜和困難。現在比較成熟的有化學處理法(如高錳酸鉀除砷、臭氧處理含水層、氧化還原除錳鐵等)、抽水凈化法和生物處理法。前兩種方法成本高、且對成分復雜的垃圾滲濾液污染的地下水處理效果不理想,因而成本低廉、行之有效的生物(微生物)處理技術成為現在污染地下水治理技術的研究重點,也是今后該領域的發展方向。
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