三峡库区垃圾污染现状及治理技术

1、第一作者:席北斗,男,1970年出生,清华大学环境科学与工程系博士生,主要从事固体废物处理处置工作,已发表文章15篇。三峡库区垃圾污染现状及治理技术席北斗1刘鸿亮1孟伟1黄国和2曾光明2(1.中国环境科学研究院,北京100012; 2.湖南大学环境科学与工程系,长沙410082摘要如何搞好三峡库区的生态环境保护已成为全世界关注的课题。介绍了库区生活垃圾污染现状,并根据库区生活垃圾的特性及当地的经济发展和自然条件,对三峡库区生活垃圾的综合治理进行了系统研究,建议三峡库区垃圾实行分类收集,系统地将城区生活垃圾的管理、收集、运输和处理等各个环节有机结合起来,逐步建立起高效完善的现代化城市生活垃圾管理

2、体系。重点介绍了准好氧垃圾卫生填埋技术和CBS (C entral Biolog ical S ystem 城市生活垃圾高效菌种堆肥技术。秭归、巴东等燃煤区生活垃圾含无机物成分较高,建议选用准好氧填埋技术;涪陵、开县、忠县等燃气区生活垃圾有机物成分较高,已具备一定的资源化价值,高效菌种CBS 堆肥技术在燃气区具有广阔的前景。关键词三峡库区生活垃圾综合治理准好氧填埋高效菌种CBS 堆肥技术Study on current status and treatment technology of municipal solid wastes in Three -gorge Reservoir area

3、 X i Beid ou ,L iu H ongliang ,M eng W ei ,et al .Chinese Research A cad emy of E nv ir onmental S cience ,Beij ing 100012Abstract :When it co mes t o T hr ee -g or ge Reserv oir engineer ing ,envir onment pr o tectio n is w or th no ticing .T he info rmation as to cur r ent status and treat ment te

4、chnolog y of municipal solid w astes (M SW is int ro duced .A fter ponder ing all o f t echnolo gies and att ributes of M SW ,it is better to practice so rting ,co llecting ,distr ibuting and r ecy cling.M or eov er,to dispo sa l M SW,Semi-aero bic landfill ty pe is prefer able in gas-fir ed ar ea s

5、uch as Zigui and Ba do ng ,Centr al Bio lo gical Sy st em (CBS co mposting techno lo gy is advisable in co al -fir ed a reas such as Fuling ,Zho ng x ian and K aix ian.Keywords :T hr ee-g or ge R eser vo ir M unicipal so lid w astes T r eatment techno log y Semi-aero bic landfill type CBS co mpo sti

6、ng三峡工程举世瞩目,如何搞好三峡库区的生态环境保护已成为全世界关注的课题。从库区实地考察的情况看,固体废物对三峡环境造成极大的威胁,目前库区各地市生活垃圾多为露天堆放、沿江倾倒,造成江面垃圾增加,长江水质污染。沿江垃圾处理尽管已有规划,但存在着选址不当、工艺技术落后等问题;仅有少量垃圾进行土法焚烧或简易填埋,二次污染严重。同时三峡成库后水位上升,流速减缓,污染物扩散能力降低,水体自净能力减弱。为了控制库区污染和防止成库后水体发生富营养化,三峡库区垃圾处理势在必行,而库区处在经济欠发达地区,垃圾处理任重而道远。所以有必要根据库区垃圾特性、库区地形地貌、水文地质及气候气象等特点,开展经济、实用的

7、垃圾处理技术研究。1三峡库区生活垃圾现状1.1生活垃圾特性及规模根据考察结果,库区垃圾人均产量约在0.71.2kg /d,垃圾成分见表1。表1库区垃圾成分(平均项目有机物/%无机物/%纸类/%塑类/%织物/%玻璃/%金属/%其他/%低位热值/kJ /k g秭归21.0159.24 2.107.300.60 4.00.2 1.53000巴东40.5435.25 4.8410.46 4.10 3.320.50 1.03325.3巫山22.763.72 4.2 6.7 1.10.60.30.63465.6云阳39.548.15 3.47.20.3 1.150.1-万洲28.250.3 2.98.2

8、4.0 4.20.3 1.9-忠县69.935 3.5 5.10.40.70.3 1.0-开县65.1330.62 1.3 1.570.780.380.22-涪陵53.327.40.98.00.9 1.90.27.1-长寿34.445.97.87.72.11.4-4587.83091.2垃圾污染及治理状况生活垃圾污染已成为库区一大公害,垃圾不仅占用大量土地、污染环境、吞噬土地,而且污染饮用水源,释放有毒有害气体,危害人们身心健康。目前库区城市生活垃圾总量超过200万t/a,生活垃圾机械清运程度低,各区县仅为30%40%。处理方式多为露天堆放或简易填埋,无害化处理率仅8%,各区县现仅有的几个垃圾

9、处理场因剩余库容量小,位于人口密集区,二次污染严重,需逐步封场。沿江的其他区县多数谈不上处理,基本上是沿江河两岸倾倒垃圾,以致两岸垃圾堆场已达620处,约398万余t,造成江面垃圾增加,长江水质污染。1.3垃圾收集、处理中遇到的主要问题(1管理体系不完备。三峡库区垃圾收集、储运系统缺少,需进一步加强环卫设施建设。为保证居民健康、改善城市环境卫生及城市容貌,“垃圾处理规划”应系统地将城区生活垃圾的管理、收集、运输和处理等各个环节有机地结合起来,逐步建立起高效完善的现代化城市生活垃圾管理体系。(2垃圾处理技术落后。现有垃圾贮集场存在选址不当、规模偏大、易造成二次污染等问题,使得垃圾处理工程可行性差

10、,经济效益、环境效益、社会效益均达不到预期目的。2垃圾收集、处理技术选择2.1垃圾分类收集技术目前,三峡库区采用的垃圾收集运输方法是将可回收资源、厨房食物垃圾及不可回收物完全混合,造成垃圾总产量高,可回收资源受到严重污染,再利用价值降低,同时增大了后续处理工艺的负荷。建议库区移民搬迁新城实行垃圾“分类收集”系统,垃圾从源头分类,分别运输,避免重复劳动,提高效率,增加可回收资源的利用价值,减少预处理,降低后续处理的费用。分类收集后的垃圾或回收再生处理或填埋,或堆肥,可实现垃圾的减量化、资源化和无害化。2.2在燃煤区采用准好氧填埋技术2.2.1卫生填埋技术研究现状近几年来,我国垃圾填埋场建设日趋完

11、善,在广州、杭州、苏州、成都、北京等城市,一批具有较高水平的垃圾填埋场相继建成或正在筹建和建设之中。如日处理量2000t的北京阿苏卫卫生填埋场,北神树垃圾卫生填埋场,安定垃圾卫生填埋场,海淀区六里屯垃圾卫生填埋场;日处理量1200t的广州大田山卫生填埋场和相同规摸的杭州天子岭卫生填埋场;日处理量350t的广州中山市卫生填埋场;日处理1000t的苏州七子山、广州里坑、福州红庙岭等垃圾卫生填埋场;日处理量210t的包头青山卫生填埋场等。除上述外,深圳目前基本建成日处理量20002500t的下坪卫生填埋场。但是,真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多。许多填埋场因为投资受限而无法按设计要求建造能达到环

12、境保护目的的渗滤液衬层收集系统。另外由于没有很好的压实机械,这些填埋场未达使用年限就填满封场。只有少数城市建成达到或基本达到无害化处理标准的卫生场,除北京阿苏卫填埋场在场底局部地区铺设膨润土板、深圳市在建设的下坪卫生填埋场底全部采用HDPE人工合成衬层外,其余卫生填理场几乎都是采用粘土防渗。总的来说,城市垃圾无害化处理技术尚不完善,无害化处理程度还比较低1,2。2.2.2准好氧垃圾卫生填埋技术卫生填埋是在垃圾填埋经验的基础上,在垃圾填埋的实践中,逐步形成科学的垃圾填埋方法。卫生填埋对生活垃圾成分无特殊要求,处理费用低(不到堆肥的1/2,垃圾焚烧的1/3,管理与运行方便。通过实地考察、技术方案比

13、较,建议库区燃煤区(如秭归、巴东、巫山等地区的生活垃圾处理近期以卫生填埋为主,使垃圾处理场更经济、实用,适合库区特点。准好氧型卫生填埋是在改良型厌氧卫生填埋的基础上,不需鼓风设备,只需增大排气、排水管径,扩大排水和导气空间,使排气管与渗滤液收集管路相通,排气、进气形成循环,在填埋地表层、集水管附近、立渠或排气设施左右成为好氧状态,从而扩大填埋层的好氧区域,促进有机物分解。空气接近不了的填埋层中央部分等处成为厌氧状态,在厌氧状态领域,部分有机物被分解,还原成硫化氢,垃圾中含有的镉、汞、铅等重金属离子与硫化氢反应,生成不溶于水的硫化物,存留在填埋层中。这种好氧、厌氧相结合的填埋场称为准好氧卫生填埋

14、。准好氧卫生填埋场与普通卫生填埋场相比具有以下优点:(1由于导气系统比一般卫生填埋所用排气管径大,间距小,因此,垃圾分解产生的气体易于排出,填埋场安全性好;(2准好氧填埋为垃圾的降解提供了有利条件,因此垃圾分解较快,堆体稳定速度快,便于填埋场地的稳定与修复;(3准好氧填埋很好地控制了硫化氢等臭气的产生,因此填埋场相对较卫生;(4准好氧填埋垃圾所产生的渗滤液其COD Cr、BOD、氨氮浓度比一般卫生填埋场低1.52310倍,缩减了垃圾渗滤液处理费用。根据三峡库区经济和社会发展实际情况,建议在秭归、巴东、巫山等燃煤地区的生活垃圾处理采用准好氧填埋技术。2.3在燃气区采用高效菌种CBS堆肥新技术2.

15、3.1堆肥技术及其在三峡库区应用前景从库区燃气区垃圾成分看,已有一定资源化价值,垃圾堆肥不仅能有效解决城市生活垃圾的出路,也为农业生产提供了适用的腐殖土3。库区经济以农业为主,农业中又以种植业为主,有耕地90.8万m2。三峡库区人多地少,土壤贫瘠,土壤中有机质含量低(有些山地有机质含量不到1%,明显低于美国土地有机质含量2.5%4%,由于库区使用化肥,缺少有机肥投入,大量氮随雨水冲入长江(约有60%化肥随水被冲走,对库区水体造成严重污染,使农业环境日趋恶化,并且成库后有发生富营养化的可能。同时库区垃圾可堆肥部分越来越多,大量的城市垃圾加上粪便,经堆肥无害化处理后,每年可得到百万吨的堆肥,可有效

16、防止土地有机肥力减退,维持农作物长期的优质高产,解决库区垃圾出路问题,保护三峡库区水质,因此垃圾堆肥在库区有着广阔的前景。2.3.2高效菌种CBS堆肥技术高效菌种CBS堆肥技术是将高效菌种和旋转式生物反应罐有机结合在一起的“生化种菌处理系统”,该工艺主要利用特殊的微生物工程菌(是由光合成菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等功能各异的多种微生物复合培养的活菌制剂,促进垃圾的快速分解4。利用CBS旋转式生物反应罐的不断翻拌,保证有足够的氧气、湿度,合适的pH、C/N比及充分混合等条件,为微生物活动提供了最佳的条件,从而增强微生物活力,形成高效发酵效应,进而产生70 80的高温,在连续4d的高温下,几乎所有

17、有毒害物质及杂草的种子都将被高温所杀死,所以最终的产品将是一个稳定、酸碱值近乎中性的高效生物有机肥。经过样品的化学分析,合理添加N、P、K 等成分,可制作精致高效的有机复合肥5。工艺流程见图1。该技术具有以下优点:(1同时解决两大废弃物城市固体生活垃圾和污泥处理的难题;(2堆肥效率高,仅需4d垃圾即可腐熟;(3封闭式设计,可消除整个处理过程中的臭气;(4没有任何研磨工艺,一些可回收的物质仍以完整的形式通过微生物发酵罐, 并很容易与有机物分离开来,便于回收利用;(5经过微生物发酵罐的高温发酵作用,原废物中的病原体被杀死,不仅成品肥料中病原体的测试结果卫生标准,而且那些剩余的废物也不会产生病原体污

18、染。根据研究结果,建议三峡库区燃气区堆肥工艺采用先进的高效菌种CBS堆肥技术。图1生活垃圾、污泥生物降解生产生物有机肥工艺流程3结论与建议3.1结论(1三峡库区垃圾污染严重,对库区造成极大威胁,垃圾处理已迫在眉睫。(2库区部分垃圾处理存在设计规模偏大、选址不当、技术落后及易造成二次污染等问题。(3根据目前三峡库区垃圾成分和当地自然经济条件,垃圾堆肥和卫生填埋是比较适宜的技术。(4准好氧填埋对于保证库区水质,降低渗滤液浓度,加速填埋场稳定具有无比的优越性。(5CBS城市垃圾生化菌种堆肥技术适用于库区有机物成分较高的燃气区,对于改善三峡库区环境,提高土壤有机质含量大有益处。3.2建议(1法制管理。

19、库区环境污染治理是一项长期而艰巨的任务,必须严格制定法律法规和管理制度,用法律的形式将城市垃圾的管理列入城市建设规划之中。库区垃圾有了管理依据,明确了治理目标,政府机构就可以强化垃圾处理,保证三峡工程的顺利建设、运行,确保库区人民有一个良好的工作与生活环境。(2制定垃圾处理行动计划,从规模、选址、处(下转第320页311法分别测定,结果见表1。同时对所分析的水样做了6次Cr(的标准加入回收实验,回收率在98.0%105.5%之间。另外根据文献5以二苯碳酰二阱分光光度法做了对比,结果(见表1令人满意。表1样品测定结果样品二苯碳酰二阱分光光度法/ gmL-1本法测定值/ gmL-1平均值/ gmL

20、-1RSD/%原电镀废水55.856.7,54.5,55.4,55.8,54.9,55.755.5 1.3处理后废水0.7510.756,0.754,0.750,0.748,0.754,0.7430.7490.72参考文献1杨元,陈远惠.一种测定铬(的超高灵敏分析方法的研究.分析化学,1991,19(1:981002陆侠,欧忠平,邵思裕等.铬(与二溴羟基苯基荧光酮的氧化显色反应研究及应用.理化检验化学分册,1993,29(4:2102123于京华,崔瑞珍,王玲波.二溴羧基偶氮胂褪色光度法测定铬的研究.分析试验室,1993,12(2:43454吴和舟,郑肇生,郭雪芬等.用铬(-溴酸钾-茜素绿体系催化光度法测定痕量铬(.分析化学,1995,23(7:8218245水和废水监测分析方法指南编委会编.水和废水监测分析方法指南.北京:中国环境科学出版社,1990责任编辑:闵怀(收到修改稿日期:2002-05-08(上接第311页理技术、投资成本、运行成本等方面严格审查垃圾处理项目,严格执行审批程序,鼓励采用适用库区特点的先进环保技术。(3建议推广准好氧填埋技术和CBS高效菌种堆肥技术。(4国家多渠道为库区垃圾收集、储运、处置设施建设提供资金,支持库区环境