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垃圾填埋场新型设计理念能提高渗滤液处理效率

垃圾填埋场渗滤液


渗滤液,很多人想不到我们生活中会有这样的词语,估计你心里一肚子疑问,它到底是什么?

对于从业者不足新奇,对于普通大众的人比较陌生,现在为大家将详细介绍渗滤液是什么、它对周围环境有什么作用、它与食物浪费的关系以及垃圾填埋场渗滤液的新的设计理念应用,可以节省时间、金钱,人力成本。

什么是渗滤液?渗滤液是从垃圾填埋场渗出的液体,通过雨水径流或垃圾填埋场的有机成分堆积而造成泄漏。

垃圾填埋场应该有渗滤液收集系统,通常是泻湖或封闭的水箱,里面装满了你能想象不到的最严重的臭水,还有一个地下管道系统,用于收集垃圾填埋场生命周期内产生的任何液体。看似美好实用,然而垃圾填埋场通常不是渗滤液的最终储存库,渗滤液经过现场或异地废水处理后可以排放到地表水中。


天气模式会加剧了渗滤液的溢出和扩散:长期干旱和偶尔的大雨导致渗滤液在周边地区加速扩散,造成地表和地下污染。

不可预测的气候变化矩阵导致天气模式继续变得越来越不可预测,这些泄漏的严重性和规律性很可能会增加,研究表明,0.1% - 0.4% 的地下水被垃圾填埋场和工业水库污染。这是很多人常常忽略的问题。


为什么渗滤液是个大问题?

渗滤液,顾名思义,可以渗滤或泄漏到周围环境中。特别值得关注的是,渗滤液会进入当地的地下水位和水体中。

在所有垃圾填埋场造成的环境危害中,渗滤液泄漏对周围环境的破坏最大,尤其是地表和地下水体,因为渗滤液含有高浓度的重金属、有机化合物和有毒成分。

这个时候会有人,很严重吗?它的严重性的危害不是危言耸听。


渗滤液含有氨:

厌氧分解的有机废物 - 没有曝气/脱水 - 产生氨,氮的化学表亲。当有机材料通过适当的曝气分解时,例如在堆肥系统中,就会产生氮,并且数量合理,对您的微环境非常有益。

然而,在厌氧环境中情况并不会像我们想象那样,在那里高浓度或有机废物和缺乏空气会产生有毒水平的氨。由于渗滤液,在附近的地下水和水道中发现了3 倍于“安全”水平的氨 。

在熙熙攘攘的城市和郊区环境中,大多数水都经过氯处理,从技术上讲可以安全饮用,但氯实际上可以与渗滤液中的一些化合物发生反应——其中包括氨。


氨对人类和动物有毒,会引起肺部刺激并损害鼻窦系统和眼睛。如果摄入足够高的浓度,氨可能是让小命堪忧。

渗滤液含有粪便:

渗滤液含有粪便,而粪便又可能含有大肠杆菌。当你扔掉你的狗或猫的排泄物时会发生什么?它去垃圾场。每当垃圾填埋场的有机废物在厌氧分解过程中开始“出汗”,或者雨水落在垃圾填埋场时,这种泄漏可能就会最终流入当地的水源。

渗滤液可能含有铅和砷:

一旦这些材料被倾倒在垃圾填埋场,铅基涂料和铅合金(如汽车电池)中的砷通常会渗入地下水。地下水中的铅非常令人头疼,因为传统的市政消毒或氯化法不会影响或筛选重金属。或许现在的技术已经解决了这个问题。

如果摄入铅会导致许多健康风险,其中最少的是贫血、身体虚弱、肾脏和脑损伤。铅还会穿过胎盘屏障并影响胎儿发育中的神经系统,从而使孕妇及其未出生的孩子面临严重的风险。


砷:老鼠毒药的主要成分具有剧毒,如果中短期摄入会导致胃痛、呕吐和神经损伤,以及皮肤和组织刺激,并且会增加患多种不同癌症的风险长期摄入。

渗滤液含有硝酸盐:

每当氮与氧结合时,就会自然形成硝酸盐。您可能知道,当需氧(或厌氧)细菌分解有机物时,有机废物会在自然分解过程中产生氮。每当这种材料暴露在空气中时,就会形成硝酸盐,然后会渗入地下水中。

硝酸盐在城市固体垃圾填埋场中无处不在,并且通过渗滤液与蓝婴病、流产和非霍奇金淋巴瘤风险增加有关。

渗滤液影响我们的食物供应:

任何影响供水的化合物都会影响附近的动植物群,以及整个生态系统。

例如,土壤中的高氮含量会导致植物“氮过剩”,从而导致总产量降低。正如我们所见,垃圾填埋场会产生大量的氮和氨,这些氮和氨会渗入附近的水道,不可避免地也会渗入当地的土壤。

正如我们所见,渗滤液有两个来源:

1) 降雨将垃圾填埋场的毒素和有机化合物吸入周围环境

2) 垃圾填埋场垃圾中的有机物质通过自然分解过程自身产生水分

传统垃圾填埋场(没有有机物收集系统)中的食物垃圾占所有垃圾填埋场垃圾的 40%。食物垃圾的水分含量为 73%。

在食物垃圾生物降解后,垃圾填埋场中剩余的质量几乎 80% 是水。垃圾填埋场中生物降解食物垃圾的大部分重量来自水分,而生物降解混合垃圾的大部分重量是未分解的垃圾。

这意味着,垃圾填埋场垃圾的重量主要取决于食物垃圾的水分含量。这也意味着,随着食物垃圾的分解,剩余的水分(总剩余质量的 80%)将不可避免地泄漏到渗滤液收集系统中,并且在大多数情况下会渗漏出渗滤液收集系统。


在降雨量少的干旱地区,垃圾填埋场渗滤液主要来自倾倒废物的水分。

虽然有机物分解可能不是多雨气候地区渗滤液的最大来源,但它仍然是渗滤液产生的主要参与者,特别是因为降雨通常会影响垃圾填埋场的外层,而有机废物会影响整体的垃圾填埋场。

我们是否有效地处理渗滤液? 这是一个很难回答的问题,因为每个城市都不同,并且使用不同的策略来减轻渗滤液的风险和影响。事后处理渗滤液的方法有多种,虽然这些方法在中和渗滤液的危害方面取得了不同程度的成功,但它们实际上对渗滤液的产生没有任何影响。

那么,如果传统形式的渗滤液减少和清除即将消失,市政当局和其他废物监管机构该怎么做?

这个问题从未如此重要,因为已经证明“垃圾填埋场在停止运营后还能继续产生渗滤液数百年,这使得渗滤液的可持续管理成为垃圾填埋场运营商和监管机构面临的一个长期问题。

限制渗滤液产生的一种方法是确保垃圾填埋场有足够的覆盖物免受降雨和干旱的负面影响,通过使用土工膜或防水布来保护垃圾填埋场不会很快得到维修的区域。


然而,所有用于填埋填埋场的防水布方法都是临时的,取决于填埋场是否未被使用。此外,这种方法不会阻止内部有机物产生渗滤液,也不会阻止现有的垃圾渗滤液排入附近的土壤或水道。

渗滤液设计新概念

渗滤液对环境和人来说都是可怕的;渗滤液是通过垃圾填埋场的径流产生的 ;食物浪费是渗滤液的主要原因之一,那么除了用技术处理渗滤液外,我们还可以打破常规的垃圾填埋场的设计,更有助于收集垃圾渗滤液。


在食物垃圾生物降解后,垃圾填埋场中剩余的质量中几乎80%是水。垃圾填埋场中生物降解食物垃圾的大部分重量来自水分,而生物降解混合垃圾的大部分重量是未分解的垃圾。从而引起促进液体在垃圾填埋场流动的新兴设计概念。

液体没有通过废物垂直排放到渗滤液收集系统的地板中。这是随着设施开始接收更多废物类型而发生的,当工程师开始注意到高温垃圾填埋场时,提出了更强大的液体收集和清除设计的发展,因为饱和废物质量之间存在相关性和升高的温度。

工程师看到液体很容易通过废物流到斜坡底部,实现这一目标有多种考虑因素,例如水力传导率(水如何穿过土壤)、排水材料和渗滤液收集系统的斜坡。


如果垃圾填埋场运营商了解的液体行为以及新兴设计概念有助于促进流动和规避这样的问题进行了解决。

由于定向水力传导性,渗滤液不会直接向下流动。它先垂直传播,然后水平传播,水平传播多于垂直传播,这可能会触发斜坡上的突破。因此,必须垂直引导水流以促进流向垃圾填埋场底部。

排水材料也是关键。材料的水力传导率应大于每秒 0.01 厘米 (cm),但越高越好,以防止堵塞。


工程师推荐豌豆大小的砾石,因为它具有高渗滤液排水能力 ,由于其大孔隙,因此堵塞的可能性很小,是最佳的材料。

污水坑的坡度应至少为 2%至3%,以用于排水,较小的坡度会导致垃圾填埋场沉降,进一步降低坡度并导致渗滤液停滞。

一个新兴的趋势是石柱垂直延伸穿过废物体以收集不同水平的液体。该系统渗透了过去可能切断水流的所有废物层。

已经从底部开始安装这些系统,在建造单元之前,并随着垃圾填埋场的发展而增加它们的高度,以防止形成栖息区域(液体被困的区域)。

传统的一直自下而上建造渗滤液系统,但当它们无效时,我们不得不从顶部钻大孔以促进渗滤液清除。现在,我们只要自下而上构建了更多实质性系统,以期排除自上而下的补救活动,因此我们不必事后介入,给我们省下更多工作量。


这些更具实质性的系统是相对较新的技术,这样的项目流行趋势将会增加。

SCS Engineers公司制定了建造从底部一直向上延伸的分层垂直气井的标准。

它基本上是一个中间有砾石管的圆形孔,在垃圾填埋场的不同阶段建造,可以让水快速流过,同时去除气体。

第一层通常安装超过80英尺的废物,下一层安装在另外80英尺的废物上,并带有连接各层的结构。

安装多少层取决于垃圾填埋场内不同位置的垃圾厚度。它可以达到四到五层。

创建这些结构需要钻一个大约3英尺直径的孔,该孔成为垂直气井的一层,该井向后填充砾石,中间放置一个穿孔管。施加到管道上的真空使气体在管道内向上流动,而液体则通过管道外的砾石向下流动。

通过这种方式,当气体向上流动时,您可以将其移除并将渗滤液快速输送到底部,这有助于防止温度升高。


工程师还提出了渗滤液排水系统的概念,以解决与最终覆盖土工膜下方的渗漏有关的问题。这些渗漏最终会发生在两种情况之一,每种情况都取决于盖子的固定方式。

如果最终覆盖土工膜被锚定,液体可能会积聚在地下,最终污染地表水或地下水,如果液体进入周边护堤,它们可能会影响边坡的稳定性。这种锚固系统不推荐,只要有底部衬垫,可以焊接盖板。

在第二种情况下,将最终覆盖土工膜焊接到底部衬垫上,渗滤液可堆积在覆盖层后面,最终破坏覆盖层,导致渗滤液堆积在坡脚上方,软化覆盖层下方的土壤。在这种情况下,最好的选择是在后面安装一个渗滤液排水系统。

淘汰传统的模式,采用新的填埋场垃圾渗滤液设计理念,再加先进上渗滤液处理技术,渗滤液处理起来更加有效和控制。


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