一种用于生活垃圾填埋场臭气控制的工艺探讨

2021-12-09杨槟赫曹占强

绿色科技 2021年22期

杨槟赫，曹占强

(北京首创环境科技有限公司，北京 100020)

1 引言

恶臭气体是在生活垃圾处置过程中，由于有机物的降解或腐烂等原因而产生的诸如氨气、甲烷或硫化氢等有害气体[1]。目前，生活垃圾填埋区的臭气问题主要表现为：①垃圾堆体内填埋气体疏导受阻，导致填埋气的逸散；②垃圾堆体的不均匀沉降产生缝隙，导致臭气的无序释放[2]。填埋场恶臭气体的危害影响广泛，对人体毒害表现在多方面，如妨碍人体的正常呼吸功能或直接毒害神经系统[3]。根据填埋场的实际情况可采用物理隔离、气体收集、生物液及植物液除臭等方法控制填埋臭气的扩散[4]。垃圾填埋场的恶臭污染控制，已经进入到全过程、全方位的综合管理阶段[5]。

在生活垃圾填埋场治理中有原位治理和异位治理两种模式，原位治理主要采用原位封场和好氧降解的技术方法，异位治理是指将填埋场垃圾全部或部分转运。对于土地资源紧缺的地区，异位治理所腾退出的填埋场库容可用于解决飞灰去向或生活垃圾应急处置的问题[6]。但采用该方法涉及垃圾堆体的开挖，若缺少有效的控制措施，填埋臭气的释放将会造成严重的环境污染问题。为此，本方案就某垃圾填埋场治理项目开挖过程的臭气问题，采用强制通风预处理和密闭覆盖大棚的组合工艺措施，实现对臭气的污染控制，为填埋场异位治理的控臭提供一个新的思路。

2 工艺方案

首先对填埋垃圾进行堆体整形，以确保垃圾堆体的平整度和坡度满足后续工序要求。在堆体垃圾开挖之前，采取强制通风预处理的方式对垃圾堆体内的有毒有害气体进行快速抽出处理，有效降低垃圾堆体内填埋气体含量。垃圾堆体的开挖过程在密闭大棚围合结构内进行，开挖面外散臭气经大棚除臭系统有序收集处置后再排放，以实现对臭气的污染控制(图1)。

图1 工艺流程

本方案采取在垃圾堆体上建设充气膜结构大棚的方式[7，8]，使垃圾开挖在全密闭的空间内进行，实现对填埋场臭气污染控制的目的。由于垃圾堆体在项目长期运营中会发生不均匀沉降，直接在堆体上建设大棚会造成基础和膜结构上的应力集中，从而使大棚发生变形和损坏。为解决这一问题，本方案在大棚建设之前对其基础位置的垃圾进行挖除，开挖出深1.5 m宽1 m的沟槽用以填筑建筑垃圾，建筑垃圾采用分层填筑并压实，顶面采用水泥砂浆抹面保证平整度满足要求。大棚基础采用预制混凝土块，便于组合拆装，各块接缝处采用外拉锚杆固定方式，防治沉降破坏。

在密闭大棚运行过程中，内部空间作业的安全隐患主要来源于填埋气的释放。除了对作业人员进行安全培训和配备防毒面具等防护设备外，大棚内部空间的空气质量尤为重要。本方案考虑采用强制通风对垃圾堆体进行预处理，使得垃圾堆体在后续开挖过程中填埋气释放量能够明显降低，并且大棚内部空间换气频率采用2 h/次，以保证内部空气质量满足施工人员的健康要求。

密闭大棚风机的配备根据内部空间体积和换气频率而定，例如膜内空间容积20万m3，2 h换一次气，则配备风机数量则应至少满足每小时换气10万m3[9]。填埋气经大棚内部气体收集管路收集后，由除臭系统进行处置后再达标排放，除臭系统为两级洗涤塔+活性炭工艺组合方式。

强制通风系统主要包括注气/抽气系统、尾气处理系统和监测系统。通风预处理区域可根据堆体的开挖能力制定，设计在开挖前堆体需通风5～15 d，24 h连续运行，通风持续时间需根据现场监测情况适当调整。经过强制通风预处理可有效降低填埋气体浓度，规避后续垃圾开挖施工的安全风险[10]。

3 效果预测

本次工艺方案拟分别对密闭大棚除臭系统排空口、通风预处理系统尾气排放口、填埋场作业面下风向以及厂区内环境空气进行效果评估，环境监测计划如表1所示。

表1 环境监测计划

根据其他项目的监测结果：广州市某生活垃圾填埋场场区空气监测结果中硫化氢最大浓度值为0.12、臭气最大浓度为28[11]；某城市生活垃圾填埋场厂界处连续多年对氨和硫化氢进行监测，氨的最大浓度值为0.9 mg/m3、硫化氢的最大浓度值为0.045 mg/m3、臭气浓度最大为43[12]；深圳市生活垃圾填埋采取措施前作业面氨的浓度为15.8 mg/m3、硫化氢的浓度为4.8 mg/m3[13]；天子岭填埋场填埋库区空气中氨的最大浓度值为0.633 mg/m3、硫化氢的最大浓度值为0.691 mg/m3[14]；预测本次工艺的实施可有效控制填埋臭气向周围环境扩散，监测结果较上述数值有所降低，最终满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)的二级排放标准。另外，在项目实施过程中需要加强对臭气浓度与风速、风向、温度和气压等环境因素相关性的调查和研究。