随着我国经济的持续高速增长,人们生活水平迅速提高,城市化进程也不断加快,与此同时也面临着日趋严重的环境问题, 特别是生活垃圾的收运及处理,以及其过程中产生的恶臭问题[1]。 目前,恶臭处理的物理方法有:掩蔽中和法、稀释扩散法、冷凝法、水吸收法、吸附法等;化学方法有:化学洗涤法、O3氧化法、光催化氧化法、热力燃烧法、催化燃烧法等[2],但针对于填埋场而言,以上方法均具有一定的局限性,无法起到全局控制臭气的效果。

深圳市下坪固体废弃物填埋场( 以下简称“下坪场”) 于1992年规划选址,地处特区二线关外,位置偏僻,周边荒芜人烟,是个理想的填埋场场址。但随着深圳社会和经济迅速发展,场区周边区域逐步开发建设,周边大型住宅区相继建成,形成了周边住宅区包围下坪场的态势,距周边最近住宅区直线距离不足2000米,仅有一山之隔,且处在下坪场的下风向,故填埋散发的臭气对住宅区的居民生活产生直接影响。

1. 主要恶臭物质分析。下坪场散发的臭气主要来自于腐烂的垃圾和垃圾渗滤液,且处于亚热带地区,年平均气温在22℃以上,气体分子易于溢出,又由于垃圾成份中易腐有机物占垃圾总量的58% 左右,因此填埋场垃圾产生的垃圾臭气大部分来自于易腐有机物的降解所产生的臭气,主要成分以硫化氢、氨气及有机类恶臭气体等。

2. 关键臭源点分析。垃圾在运输和堆放过程中,会腐烂变质产生发臭的气体和渗滤液,在垃圾渗滤液处理过程中也会有少量臭气外溢,除臭的关键在于从源头解决除臭问题。经过现场的调研,下坪场垃圾填埋处理工艺产生臭气环节有:进场垃圾车本身产生臭气; 垃圾车滴漏污染道路产生臭气;垃圾在填埋过程中产生臭气;垃圾渗滤液收集导排产生臭气;垃圾渗滤液在处理过程中产生臭气。

下坪场除臭的主要思路为:分析各臭气源臭气治理的条件,采取膜密闭抽气+ 综合利用( 或燃烧) 处理技术、吸附处理技术、吸收处理技术、喷淋除臭等技术,根据各臭气源点产生臭气的种类, 采用不同方法将臭气因地制宜的进行处理,在投资合理的情况下, 尽可能的降低臭气对周围环境的影响,从而提升下坪场周边空气质量。现将主要臭气处理方法比较如下:

通过上表可以看出,根据臭气源的不同及其特点,选择适应的除臭方法,可以起到事半功倍的效果,同时也能有效的控制项目投资。

1. 填埋库区臭气处理措施。填埋库区臭气主要来源为垃圾成份中易腐有机物的降解所产生的臭气。具有成分复杂,面源广的特点。针对这一特点,对待非填埋作业区和填埋作业区域分别采取不同的处理技术:非填埋作业区面积广,采用成本低且效果好覆膜密闭抽气处理技术;填埋垃圾面积小且存在移动的特点,采用操作性灵活的生物分解+ 吸附法及气体掩盖技术。

2. 渗滤液处理厂臭气处理措施。根据渗滤液处理系统各工艺段产生臭气成分及气量的不同,分别采取针对性的处理措施。调节池臭气主要成分为沼气,适合采用覆盖收集+ 火炬燃烧处理的方式进行处理。石灰反应池与污泥系统臭气成分主要为氨气。通过利用现有处理厂气体吸收装置进行吸收处理,即降低的处理成本也达到了较好效果。厌氧脱气沉淀池臭气成分主要为硫化氢、甲烷等,适合采用收集+ 燃烧的方法进行处理。

3. 厂区道路臭气处理措施。垃圾运输过程中滴漏在路面上渗滤液臭气影响,也是整个垃圾填埋场臭气的一个重要来源,通过采用高效洗扫车对道路进行除臭清洗,能对场区道路进行高清洁度保洁作业,同时有效降低运输过程中垃圾滴漏带来的臭气。

4. 垃圾运输车的臭气处理措施。垃圾车运输车自身车轮夹带作业区渗滤液是道路及场区的移动臭源,采用轮胎清洗系统对垃圾运输车车轮进行冲洗,减轻垃圾运输车的臭气污染。

(1) 填埋沼气收集情况。通过比较分析采取臭气控制措施后, 填埋气收集管道内气体流量及甲烷含量变化,可以发现通过实施覆膜密闭项目大幅提高了填埋气收集量,减少填埋气外溢给周围环境的影响,同时提高了填埋气中甲烷的含量,提高了填埋气利用价值。气体收集变化情况具体如上图3-1所示。

(2) 臭气减量情况。通过检测下坪场周边不同区域的氨气(NH3) 浓度集抽气浓度( 详见图3-2、图3-3) 发现:绿道1# 处NH3强度下降74.9%,臭气浓度下降40.2%;绿道2# NH3强度下降64.6%, 臭气浓度下降40.1%;万科第五园1#NH3强度下降53.3%,臭气浓度下降11.2%,万科第五园2#NH3强度下降24.8%,臭气浓度下降18.3%。除臭工程实施后,场界处( 绿道1#、绿道2#)NH3、硫化氢均能满足恶臭污染物排放标准中的二级排放厂界标准值[4]。

(3) 环境综合效益分析。下坪场实施除臭工程后,每小时增加收气量达8500m3/h。增加的填埋气用于气体发电每年可发电1.5亿千瓦时,可减少原煤消耗量约6万吨,每年减少向环境排放二氧化碳10.5万吨,二氧化硫1000吨,氮氧化物670吨,硫化氢51.8吨。环保效益相当于在深圳市种植了291公顷的森林,环境效益显著。

(1) 除臭工程投资基本情况。2014年深圳下坪填埋场除臭工程总投资为4590万元,2014年半年除臭运营投入1652万元。

(2) 除臭工程产生经济效益分析。通过除臭工程的投入,大幅提高了填埋气收集量,为提升下坪场配套沼气资源化利用程度做出了巨大贡献。

填埋气发电气量增加1314万m3,增加发电量约1971万KWh, 按照电价0.6元/KWh计算,每年多产生经济效益1182.6万元。填埋气提纯量增加2320万m3,提纯后约产生天然气1160万m3,按照天然气价格2.5元/ m3计算,每年多产生经济效益2900万元。 两项合计增加经济效益约4082.6万元,扣除当年新增运行费1652万元,实际产生经济效益约2430.6万元,二年时间可收回全部工程投资。

实施下坪场除臭工程,可以很好地控制和利用填埋气体这种再生资源,实现填埋气体的综合利用,实现发展垃圾处理循环经济和节能减排的目标,具有可观的经济效益。根据图3-1数据可以看出,填埋气收集量随覆膜项目的实施逐步提高,覆膜后较覆膜前填埋气收集量由工程实施前的4500m3/h( 甲烷含量约为53%) 增加至14000m3/h( 甲烷含量约为60%),每小时增加收气量达9500m3/h。如将增加的填埋气全部用于气体发电每年可发电1.5亿千瓦时,可满足6.2万个家庭一年的基本用电需求。

(1) 居民投诉情况分析。工程实施后,环保投诉情况得到显著改善。2014年第二年度,深圳市人居环境委共收到下坪填埋场废气投诉83宗,2015年第二季度,深圳市人居环境委共收到下坪填埋场废气投诉下降至13宗,投诉量同比下降84%。

2014年8月填埋场渠道投诉204宗,9月投诉111宗。2015年6、7月填埋场渠道投诉仅18和16宗。

(2) 居民意见反馈。在2015年10月进行的深圳市下坪固体废物填埋场周边居民对臭气治理情况调查共收集到225份有效调查问卷,其中来自坂田片区的有效问卷169份,来自清水河片区的有效问卷56份。5.33% 的居民认为来自下坪场的臭气“已无影响”, 91.11% 的居民认为臭气“有一定影响,但已有明显改善”,3.56% 的居民认为臭气“影响很大,并无改善”。94.20% 的居民认为臭气治理提升项目“非常必要”,96.44% 的居民认为政府应当继续对下坪场臭气治理继续增加投入。居民反馈情况统计详见图3-4。

本项目是城市生活垃圾填埋场臭气治理提升工程,直接为社会大众服务,为填埋场周边和城市创造良好环境,属公益型项目。

1. 下坪场除臭工程的实施,增大了填埋气的收集,减少填埋气中有毒气体、可燃气体无组织扩散,消除了填埋作业运行安全隐患的同事,改善了作业环境,为下坪场的安全稳定运行提供了保障。

2. 下坪场除臭工程的实施,最大程度做到了填埋气体的收集, 同时很好的利用填埋气体这种再生资源,通过气体发电及填埋气提纯等项目,实现了填埋气体的综合利用,创造了巨大的经济效益。

3. 下坪场除臭工程大量减少了填埋场区内H2S、NH3等污染物的散发,通过发电间接减少了碳源、二氧化硫、氮氧化物等物质的排放,实现了发展垃圾处理循环经济和节能减排的目标,具有良好的环境效益。

4. 实施下坪场除臭工程,场区内和周围的空气环境质量得以提升,生态环境得以恢复,场区周边的大型居民区、高档别墅小区和银湖旅游中心等人们生活、居住和办公场所的环境得到很大的改善,保证了场区周边人们的正常生活,社会效益显著。