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简述我国塑料包装废弃物的现状及应对措施

更新时间:2015-03-30 21:51 来源:论文网 作者: 阅读:1050 网友评论0
综述:随着我国城市的发展,垃圾的排放量迅速增加,环境污染也日益严重。随之而来的垃圾渗滤液严重污染了当地的地下水、河流。由于渗滤液的成分复杂,水质、水量波动较大,其处理也较困难。在处理垃圾渗滤液的方法上,主要是优化垃圾填埋场的构造,减少垃圾渗滤液的产生量及用生化法解决此问题。 A、城市垃圾的处理方法 20世纪以来,随着生产力的发展,大工业和大城市的出现,人民生活水平提高,垃圾的排量迅速增加。可弃置垃圾的场地越来越少,和工业污染一样,从50~60年代,垃圾污染成为污染矛盾激化的时期。60年代中期以后,大体形成了填埋、焚化、堆肥等一系列处理方法。各国根据本国的具体情况,发展了垃圾的处理方法。西欧以填埋法为主,并多为有控制的填埋法。我国由于资金与技术原因,主要采用填埋法,且大都没有控制。 1、填埋法 垃圾填埋是最古老的处理方法,因其投资最省,所以世界各国从古至今都广泛沿用这一方法。填埋用地,多选用人工开发资源的废黍土坑、废采石场、废矿坑等。若在大面积的洼地、港湾、山谷等回填,需考虑是否破坏生态平衡。采用填埋法,首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。规范要求回填地最低处的标高要高出最高地下水位3.3m以下,并且回填地的下部应有不透水的岩石或黍土层。其次填埋场应设置排气口,使甲烷等气体能及时逸出。 2、堆肥法 堆肥是垃圾、粪便中的有机物,在微生物的作用下,进行生物化学反应,最后形成一种腐植质土壤的物质,用作肥料或改良土壤。其有好氧与厌氧两种方式。 3、焚化法 焚化法的目的是为了减少垃圾体积,减少最终填埋量。焚化法适用于处理可然物较多的垃圾。采用焚化法,必须注意不造成二次污染。焚化法需专门设备,投资较高,我国目前主要用以处理医院和传染病院的部分有机垃圾。 B、垃圾渗滤液的产生及控制 1、渗滤液来源 填埋场渗滤液的主要来源如下: (1) 直接降水:降水包括降雪和降雨,它是渗滤液产生的主要来源。影响渗滤液产生数量的降雨特性有降雨量、降雨强度、降雨频率、降雨持续时间等。降雪和渗滤液生成量的关系受降雪量、升华量、融雪量等影响。受积雪时期或溶雪速度的影响。一般而言,降雪量的十分之一相当于等量的降雨量,其确切数字可根据当地的气象资料确定。 (2) 地表径流:地表径流是指来自场地表面上坡方向的径流水,对渗滤液的产生量也有较大的影响。具体数字取决于填埋场地周围的地势、覆土材料的种类及渗透性能、场地的植被情况及排水设施的完善程度等。 (3)地表灌溉:与地面的种植情况和土壤类型有关。 (4)地下水:如果填埋场地的底部在地下水位以下,地下水就可能渗入填埋场内,渗滤液的数量和性质与地下水同垃圾的接触情况、接触时间及流动方向有关。如果在设计设施中采取防渗措施,可以避免或减少地下水的渗入量。 (5) 废物中水分:随固体废物进入填埋场中的水分,包括固体废物本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附(当储水池密封不好时)量。入场废物携带的水分有时是渗滤液的主要来源之一。填埋污泥时,不管污泥的种类及保水能力如何,即使通过一定程度的压实,污泥中总有相当部分的水分变成渗滤液自填埋场流出。 (6) 覆盖材料中的水分:随覆盖层材料进入填埋场中的水量与覆盖层物质的类型、来源以及季节有关。覆盖层物质的最大含水量可以用田间持水量(FC)来定义,即克服重力作用之后能在介质孔隙中保持的水量。典型田间持水量对于砂而言为6%~12%,对于粘土质的土壤为23%~31%。 (7) 有机物分解生成水:垃圾中的有机组分在填埋场内经厌氧分解会产生水分,其产生量与垃圾的组成、PH值、温度和菌种等因素有关。 2、影响渗滤液产生的因素 填埋场渗滤液的产生量通常由:a..获水能力;b.场地地表条件;c.固体废物条件;d.填埋场构造;e.操作条件等因素决定,并受其他一些因素制约。 (1)埋场场构造:通常,对于一个具有设计完好的填埋场,可以避免地下水和地表径流进入填埋场,渗滤液主要来源于大气降水、地表灌溉、固体废物含水,以及填埋处理过程中废物分解产生的水分,其中降雨是影响渗滤液产生量的重要因素。对于没有铺设水平和斜坡防水防渗衬层的填埋场底部,或是建设在地下水位以下的平地型填埋场或山谷型填埋场,地下水的入侵是渗滤液的一个重要来源;对于未设高质量地表水控制系统的填埋场,地表径流可能导致产生过多的渗滤液。 (2) 降雨:降雨量、降雨强度、降雨频率、和降雨周期是四个影响渗滤液产生的降雨特征。在估算渗滤液产生量的同时,应该重视降雨强度、频率和时间周期对地表颗粒的影响,因为这些影响可能会改变入渗速率并进而使渗滤液的产生量发生一定程度的变化。 (3)表径流:包括入流和出流。入流是指来自场地表面上坡方向的径流水。具体数量取决于填埋场地周围的地势、覆土材料的种类及渗透性能、场地的植被和排水设施情况。出流是指填埋场场地范围内产生并自填埋场流出的地表水。影响因素主要有:地形、填埋场覆盖层材料、植被、土壤渗透性、表层土壤的初始含水率的排水条件。 (4) 水量:渗入土层的水分,只有部分会下渗进入废物层,另一部分则滞留在土层内。假如降水的入渗恰好使固体废物上的覆盖土层饱和,则土层中超过填埋场田间持水量(土壤含水率)水量迅速下排变为填埋场渗滤液量。此后,由于蒸发蒸腾作用,含水率还会慢慢降低。城市垃圾的组成、颗粒大小以及压实密度是影响其土壤含水率的主要因素。其表观田间持水量为0。1~0。15(体积含水率)之间。 a) 腾发量:腾发量即蒸发与蒸腾的总称。其大小主要取决于两个方面:一是受辐射、气温、湿度和风速等气象因素的影响;二是受土壤中含水率的大小、分布及植物的影响。 b) 其他影响因素:a.形成填埋场气体所消耗的水分;b.形成水蒸气所消耗的水分。 C、渗滤夜产生量估算法 1、 水平衡计算法 (1) 简单水量衡算法:可行的估算渗滤液产生速率的方法是使用水量平衡式。填埋场水量平衡的主要因子有:a.进水量,包括有效降雨(降雨量减去径流和蒸发量)、地表水和地下水渗入量,还有处置的液态废物量;b.场地的地表面积;c.废物性质;d.场地的地质情况。 对于运行中的填埋场,用于计算渗滤液年产生量的水量平衡式为: L0=T-E-αW 式中:L0渗滤液年产生量,m3/a; T为进入场内的总水量(降雨量+地表水流入量+地下水流入量),m3/a; E为腾发损失总量(蒸发量+蒸腾量),m3/a;α为单位质量填埋废物压实后产生沥滤水量,;W为废物量,t/a。 填埋场封场后,可让场地内地表径流(R)流出,并可认为所填废物储水量(ΔS)不变,故平衡式为: LT=T-R-E 式中: LT为封场后填埋场的渗滤液年产生量,m3/a。 (2) 含水率涿层月变化法 这是一种比较准确而又相对简单的水量衡算法。它以逐月变化的水文气象参数(降雨量、气温等)数据为基础,通过计算地表径流量和腾发量确定地表入渗量,然后由上而下逐层计算各层含水滤和储水容量的变化以及逐层下渗水量,最后确定出渗滤液的逐月产生量。该方法计算分为下述几步。 ①确定地表入渗滤(Imm/月)按下式计算: I=Wp+WSR+WIR-R 式中:Wp为月降雨量,mm/月;WSR为月灌溉水量,mm/月;WIR和R分别为场地外地表径流流入率和离开填埋场的地表径流流出率,mm/月。 ②确定覆盖土层中的土壤水渗透率PERS(mm/月): PERS=I-E-ΔSS 式中:E为月腾发量,;ΔSS为单位面积覆盖土层储水量的月变化,mm/月。 ③确定通过固体废物层的水渗透率PERR(mm/月): PERR=PERS+WD-ΔSR 式中:WD为单位面积固体废物层分解产生水的速率,mm/月;ΔSR是单位面积固体废物层储水量的月变化,mm/月。 ④确定渗率液的月产生数量Q填埋场单位面积所产生的渗率液速率为: q=PERR 故在整个填埋场渗率液的月产生量Q 为: Q=0.0001Aa•PERR+WGR 式中:WGR为地下水的月入侵量,m3/月;Aa为填埋场的面积,m2。 2、经验公式法 即年平均日降水量法 Q=1000-1•CIA 式中:Q为渗率液平均日产生量,m3/d;I为年平均日降雨量,mm/d;A为填埋场面积,m2;C为渗出系数一般在0。2~0。8之间,封顶的填埋场则为0。3~0。4。 D、垃圾渗滤液的组成成分 城市垃圾填埋场所处置的生活垃圾的成分各个地方基本上相类似,所产生的渗滤液的组分也大致如上。 对于普遍采用的厌氧填埋场来说,,渗滤液的性质一般为: (1) 色嗅呈淡茶色或暗褐色,色度在2000~4000之间,有较浓的腐化臭味。 (2) PH值:填埋场初期PH值为6~7,呈弱酸性,随着时间的推移,PH值可提高到7~8,呈弱碱性。 (3) BOD5:随着时间和微生物活动的增加,渗滤液中的BOD5也逐渐增加。一般填埋6个月至2。5年,达到最高峰值,此时BOD5多以溶解性为主,随后此指标开始下降,到6~15年填埋场安定化为止。 (4) COD:填埋初期COD略低于BOD5,随着时间的推移,BOD5急速下降,而COD下降缓慢,因而COD略高于BOD5。渗滤液的生物降解性可用BOD5/COD之比来反映,当BOD/COD=0。5时,渗滤液较易生物降解;当BOD/COD〈0。1时,渗滤液难于降解。最初,这一比值将在0。5或者更大一点的量级上;当介余0。4到0。6之间时,表明渗滤液中的有机物开始生物降解;对于成熟的填埋场,渗滤液的此项比值通常为0。05~0。2,其中常含有不被生物降解的腐殖酸和富里酸。 (5) TOC:浓度一般为265~2800mg/L。BOD5/TOC可反映渗滤液中有机碳氧化状态。填埋初期,BOD5/TOC值高;随着时间的推移,填埋场趋于稳定化,渗滤液中的有机碳以氧化态存在,则BOD5/TOC值降低。 (6) 溶解总固体:渗滤液中溶解固体总量随填埋时间推移而变化。填埋初期,溶解性盐的浓度可达10000mg/L,同时具有相当高的钠、钙、氯化物、硫酸盐和铁。填埋6~24个月达到峰值,此后随时间的增长无机物浓度降低。 (7) SS:一般多在300mg/L以下。 (8) 氮化物:氨氮浓度较高,以氨态为主,一般为0。4g/L左右,有时高达1g/L,有机氮占总氮的1/10。 (9) 重金属:生活垃圾单独填埋时,重金属含量很低,不会超过环保标准;但与工业废物或污泥混埋时,重金属含量会增加,并可能超标。 生活垃圾组分: PH值:5。8—7。5 COD:100~62400 BOD:2~38000 TOC:20~19000 挥发酸(C1—CS)ND~3700 氨氮:5~1000 有机氮:ND~770 硝酸盐:0。5~5 亚硝酸盐:0。2~2 有机磷:0。02~3 氯化物:100~3000 硫酸盐:80~460 Na:40~2800 K:20~2050 Mg:10~480 Ca:1.0~165 Cr:0.05~1.0 Mn:0.3~250 Fe:0.1~2050 Ni:0.05~1.70 C0.01~1.15 Zn:0.05~130 Cd:0.005~0.01 Pb:0.05~0.60 以上单位均以毫克/L计,即mg/L。 E、垃圾渗滤液处理方法 1、渗率液再循环(略) 2、渗滤液蒸发(略) 3、渗滤液处理 (1) 好氧处理 微生物好氧处理除了能氧化某些有毒物质外,还能适应有重金属离子存在的环境。在这样的情况下重金属不能被氧化,但是能被生物污泥吸收。尽管生物处理方法能够有效地去除许多有毒物质,但是有毒物质异常高时,必须进行预处理。可能对生物处理过程造成不利影响的化合物包括: ① 金属 如果金属的抑制作用较强,用石灰使金属成为氢氧化物加以沉淀的预处理是必要的; ② 碳化物 生物氧化方法能够处理浓度非常高的可降解有机物,好氧处理过程中低浓度的氯化溶剂会很快挥发; ③ 氨 好氧和厌氧条件都能承受高浓度的氨(直到2500mg/L),但在氨高浓度条件下生物处理率会下降; ④ 氯化物 好氧处理能承受相当高的氯化物浓度(直到2000 mg/L),在10000 mg/L浓度条件下,厌氧处理的抑制气体产生的敏感稍有增加; ⑤ 硫化物 厌氧消化处理通常能够承受200 mg/L的可溶性硫化物,并且在400 mg/L浓度下影响很小。相反,好氧处理能够满足于处理1000 mg/L的浓度,而无危害现象。 好氧处理系统通常使用曝气氧化塘或活性污泥处理装置。在这两种情况下,渗滤液均在有活性生物污泥存在的条件下加以曝气。渗滤液在曝气氧化塘中的停留时间可能需要超过5天,以便去处渗滤液中的95%的COD。渗滤液中通常缺乏P,有时也缺氨,为了保持好氧系统中生物的活性,必须加入这些必要的营养物质。 (2)厌氧处理 厌氧处理能够提供若干不同于好氧生物处理的优点。这些优点包括产生甲烷气体和较低的污泥量,厌氧系统也不需要曝气系统。主要缺点是氨不能有效的处理。 在厌氧处理系统中,渗滤液中复杂的有机物分子被细菌发酵而成为各种有机酸,这些有机酸部分被甲烷菌转化为甲烷和二氧化碳。 渗滤液中常含有主要以氨氮形式存在的高浓度含氮化合物。在空气气提过程中,氨氮被转化为气体形式的氨,转化PH值为10。5~11。5时完成,在气浮塔中氨被空气带出而加以去除。由于结冰的问题,在温度较低的地方不宜使用塔式去除法。使用一种浅槽和大气泡曝气器可以得到较好的效果。 在厌氧处理过程中,COD降解通常效率不高,出水水质达不到国家排放标准,一般后续应该加上好氧处理工序。对于垃圾渗滤液来说,经过好氧处理后,出水水质还不达标,还要经过三级处理。 (3)垃圾渗滤液处理工艺流程的选择: 由于垃圾渗滤水成分复杂,难降解物质多,而且各个阶段水质、水量变化范围较大,因此根据各阶段水质变化情况有各种不同的方法。 a) 泥法的分类: 传统型: 1、 普通推流式;简介略。 2、 完全混合式;简介略。 3、 阶段曝气式;简介略。 4、 渐减曝气式;简介略。 5、 吸附再生式;简介略。 6、 延时曝气式;简介略。 7、 高负荷法;简介略。 8、 纯氧曝气式;简介略。 9、 深井曝气式;简介略。 新型法: 10、 氧化沟式;简介略。 11、 间歇式;SBR。简介略。 12、 吸附生物降解式;A/B.简介略。 B、生物膜法 2. 生物滤池,包括普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池。 3. 生物转盘; 4. 生物接触氧化; 5. 生物流化床; 与活性污泥法相比,生物膜具有以下特点: (1)、固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性,操作稳定性好。可处理高浓度难降解工业废水。 (2)、生物膜含水率比活性污泥小,不会发生污泥膨胀,运转管理较方便。 (3)、由于微生物固着于固体表面,即使增值速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥中,世代期比泥龄长的微生物不能繁殖。在生物膜法中的生物相更丰富,沿水流方向膜中微生物种群具有一定分布。 (4)、因高营养级的微生物的存在,有机物代谢时较多的转移为能量,合成新细胞即剩余污泥量较少。 (5)、采用自然通风供氧,运行费用较低,装置无泡沫。但受气候的影响较大。气味大,有虑池蝇。 (6)、活性生物量难以人为控制,在运行方面灵活性较差。 (7)、由于载体材料的比表面积小,设备的容积负荷有限。 国外的运行经验表明,在处理城市污水时,生物滤池处理效率较活性污泥略低。 50%的活性污泥法BOD5去除率高于91%,50%的生物膜法BOD5去除率为83%。 (一)、 填埋时间在2。5年以内:此时BOD5/COD=0.5左右,渗滤液较易生物降解。其渗滤液典型值为:BOD5=10000 mg/L,TOC=6000 mg/L,总悬浮物=500 mg/L,有机氮=200 mg/L,氨氮=200 mg/L,硝酸盐=25 mg/L,总磷=30 mg/L,亚硝酸盐=20 mg/L,碱度=3000 mg/L(碳酸钙),PH=6,硬度=3500 mg/L(碳酸钙),钙=1000 mg/L,镁=250 mg/L,钾=300 mg/L,钠=500 mg/L,氯=500 mg/L,硫=300 mg/L,总离子=600 mg/L。 水处理工艺可选择如下: (二)、 填埋时间大于10年的填埋场:此时BOD5/COD=0。05~0。2左右,渗滤液较难生物降解。其渗滤液典型值为:BOD5=100~200 mg/L,TOC=80~160 mg/L,总悬浮物=100~400 mg/L,有机氮=80~120 mg/L,氨氮=20~40mg/L,硝酸盐=5~10mg/L,总磷=5~10 mg/L,亚硝酸盐=4~8 mg/L,碱度=200~1000 mg/L(碳酸钙),PH=6。6~7。5,硬度=200~500 mg/L(碳酸钙),钙=100~400 mg/L,镁=50~200 mg/L,钾=50~400 mg/L,钠=100~200 mg/L,氯=100~400 mg/L,硫=20~50 mg/L,总离子=20~200 mg/L。 水处理工艺可选择如下: 4、 排往城市污水处理场(略)。 结束语:对于垃圾渗率液的处理,由于其水质、水量的波动性较大,选用抗冲击负荷较大的工艺,如氧化沟,吸附生物降解(A/B),间歇式(SBR)等工艺,较适合。

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