李學(xué)金,周露洪,王 沖
(1.浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司,杭州 310012;2.嘉興求是環(huán)境工程咨詢(xún)有限公司,浙江 嘉興 314100)
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基于SWOT分析的生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)綜合處理策略
李學(xué)金1,周露洪2,王 沖1
(1.浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司,杭州 310012;2.嘉興求是環(huán)境工程咨詢(xún)有限公司,浙江 嘉興 314100)
摘 要:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘探及試驗(yàn),分析了陳化生活垃圾的理化特性,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,采用swot分析法,提出了生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)綜合處理策略。
關(guān)鍵詞:生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng);陳化生活垃圾;綜合處理;SWOT分析
生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)是指利用自然地理?xiàng)l件進(jìn)行堆填,沒(méi)有按照衛(wèi)生填埋場(chǎng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃、選址、設(shè)計(jì)、建設(shè)的生活垃圾填埋場(chǎng)。由于經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)水平的限制及環(huán)保意識(shí)淡薄,20世紀(jì)90年代以前,我國(guó)生活垃圾的處理方式主要是采用簡(jiǎn)易堆場(chǎng)處置。90年代后,各地開(kāi)始興建相對(duì)規(guī)范的生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng),生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)逐漸被取代。但據(jù)資料顯示,目前我國(guó)的生活垃圾產(chǎn)生量約3.6億噸/年(其中城鎮(zhèn)生活垃圾約2.2億噸/年,農(nóng)村生活垃圾約1.4億噸/年),仍有18%以上的城鎮(zhèn)生活垃圾和85%以上的農(nóng)村生活垃圾流向生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)[1-3]。生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)在國(guó)內(nèi)隨處可見(jiàn),超過(guò)1/3的城市面臨“垃圾圍城”的困境,僅北京地區(qū)就有1200多座堆存量在200噸以上的生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)[4],農(nóng)村的“垃圾圍村”現(xiàn)象更是普遍。
近年來(lái),我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題進(jìn)入高發(fā)期,由生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題時(shí)有發(fā)生,生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的現(xiàn)狀及管理,逐漸成為相關(guān)研究者關(guān)注的熱點(diǎn)[5~9]。生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)都沒(méi)有設(shè)置防滲措施和覆蓋導(dǎo)氣系統(tǒng),存在大氣、水、土壤等污染隱患。雨水淋濾和地下水浸泡,會(huì)產(chǎn)生大量高濃度的滲濾液,污染土壤和地下水;產(chǎn)生的惡臭,對(duì)周邊環(huán)境及居民生活造成嚴(yán)重影響。伴隨著城市化進(jìn)程的加快和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,很多早期生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)區(qū)域現(xiàn)已變成了城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)的人口密集區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、水源保護(hù)區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域。
為了消除潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),確保城市環(huán)境健康發(fā)展,生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的綜合整治,已成為當(dāng)今城市發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題。2012年,生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的整治納入了《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》,國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家學(xué)者也開(kāi)展了相關(guān)的研究。袁京、崔文靜等[10-11]對(duì)生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的陳化生活垃圾理化性質(zhì)進(jìn)行了研究,諸毅等[12]開(kāi)展了上海生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)生態(tài)修復(fù)工作的相關(guān)研究。但總體上,對(duì)生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的處理在研究和實(shí)踐方面都進(jìn)展緩慢,絕大部分地區(qū)尚未啟動(dòng)生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的整治工作。因國(guó)內(nèi)生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)具有數(shù)量眾多、分布零散的特點(diǎn),同時(shí)由于各地的經(jīng)濟(jì)水平、生活方式不同以及氣候、水文、地質(zhì)條件的差異,造成各地生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的綜合處理情況不盡相同。
本文以某生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)為研究案例,對(duì)生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)陳化生活垃圾的理化特性進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上基于SWOT分析,為生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)綜合處理提供了相應(yīng)策略,以此為我國(guó)生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的處理研究提供參考和建議。
本文所選研究案例位于浙江省某地,系利用磚瓦廠取土坑傾倒生活垃圾改造形成的生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng),占地面積約4萬(wàn)平方米,四周淺、中間深,呈不規(guī)則“鍋底”狀,最大深度約10米,垃圾填埋時(shí)間為2006~2010年,目前已封場(chǎng)種植苗木。由于垃圾收集和填埋不規(guī)范,無(wú)防滲防漏、無(wú)惡臭處理等環(huán)保措施,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡臭熏天、蚊蠅孳生,對(duì)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、地下水等具有較大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)當(dāng)?shù)氐某鞘锌傮w規(guī)劃,該區(qū)域已被規(guī)劃為風(fēng)景名勝區(qū)的湖面水域,因此亟需對(duì)該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)陳化生活垃圾進(jìn)行妥善處置。
為了解該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的巖土特征、垃圾堆存量及垃圾成分,有關(guān)部門(mén)對(duì)該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)。根據(jù)衛(wèi)星圖像及有關(guān)地質(zhì)資料,研究人員選取了40個(gè)勘測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初步勘測(cè)調(diào)查,勘測(cè)深度為20米。
勘察調(diào)查結(jié)果顯示,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)地層在勘測(cè)深度范圍內(nèi)可分成3個(gè)地質(zhì)層,自上而下分別為:1)陳化垃圾及填土層;2)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層;3)粉質(zhì)粘土層,其中陳化垃圾及填土層又分3個(gè)亞層:①雜填土及素填土層;②陳化垃圾層;③塘填土層。各亞層的垃圾量估算情況見(jiàn)表1。
陳化生活垃圾特性分析主要包括物理特性(容重、組分)分析、工業(yè)特性(含水率、灰分、揮發(fā)分)分析和熱值測(cè)定,為后續(xù)處理策略提供參考。
3.1 樣品采集及分析方法
采用多點(diǎn)采集、人工分選,四分法取樣。將前述40個(gè)勘測(cè)點(diǎn)在上(1.0~2.0m)、中(2.0~5.0m)、下(5.0~8.0m)分別采集樣品,每層取1小桶(約10kg)的生活垃圾現(xiàn)場(chǎng)混合、縮分,取回分析。
根據(jù)《生活垃圾采樣和分析方法》(CJ/T313-2009)規(guī)定,分別采用烘干法、灼燒法、標(biāo)準(zhǔn)彈法測(cè)定垃圾的含水率、揮發(fā)分、灰分和熱值。標(biāo)準(zhǔn)彈法測(cè)定樣品的發(fā)熱量近似為干基高位發(fā)熱量,通過(guò)相應(yīng)公式換算成收到基低位發(fā)熱量;采用有機(jī)元素分析儀進(jìn)行元素分析(外協(xié))。
3.2 分析結(jié)果
3.2.1 容重及組分
由于被填埋壓實(shí)、腐化等原因,陳化生活垃圾的容重約為當(dāng)?shù)匦迈r生活垃圾的1.9倍。陳化生活垃圾的平均容重見(jiàn)表2,平均組分見(jiàn)表3。
表1 各亞層垃圾量估算
表2 陳化生活垃圾平均容重
表3 陳化生活垃圾的平均組分 (收到基,%)
陳化生活垃圾的主要組分為竹木、橡膠塑料、纖維、玻璃、金屬、渣土、其他等,且摻雜有建筑垃圾、填土等。與當(dāng)?shù)匦迈r生活垃圾比較,陳化生活垃圾樣品的平均含水率略低,廚余、紙類(lèi)等易降解組分含量明顯較低,橡膠塑料等難降解組分含量明顯較高。
3.2.2 工業(yè)分析、熱值及元素分析(見(jiàn)表4)
表4 陳化生活垃圾的工業(yè)分析、熱值及元素分析
與當(dāng)?shù)匦迈r生活垃圾相比,陳化生活垃圾的灰分較高,揮發(fā)分較低,主要是因?yàn)閺N余、紙類(lèi)、纖維等高揮發(fā)分物質(zhì)已經(jīng)部分或完全降解;陳化生活垃圾收到基低位熱值為6897kJ/kg,表明盡管填埋地下多年,但因橡膠塑料含量較高,故仍保持一定的熱值。
生活垃圾無(wú)害化處理方式主要為填埋(占77%)、焚燒(占20%)以及堆肥(占3%)等方式,目前,填埋方式占主導(dǎo)地位,但焚燒方式日趨受到青睞,所占比例在逐年提高。根據(jù)該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的情況,本文分別就生態(tài)修復(fù)、異地衛(wèi)生填埋、就地焚燒、異地焚燒和堆肥等幾種常見(jiàn)方式,開(kāi)展SWOT分析,結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 陳化生活垃圾處理方式的SWOT分析
由于當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃及陳化生活垃圾的特性等原因,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)陳化生活垃圾難以采用生態(tài)修復(fù)和堆肥處理,初步可行的處理方式有異地衛(wèi)生填埋、就地焚燒、異地焚燒3種方式。異地衛(wèi)生填埋內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)小于劣勢(shì),外部機(jī)會(huì)遠(yuǎn)小于威脅;就地焚燒內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)大于劣勢(shì),外部機(jī)會(huì)遠(yuǎn)與威脅相當(dāng);異地焚燒內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)略小于劣勢(shì),外部機(jī)會(huì)與威脅相當(dāng)。通過(guò)分析可知,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)最佳的處理方式即:采用就地焚燒的方法處理本地的陳化生活垃圾。
根據(jù)SWOT分析,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)陳化生活垃圾適合采用就地焚燒,即在該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)附近建設(shè)1座臨時(shí)性的生活垃圾焚燒廠,對(duì)陳化生活垃圾進(jìn)行開(kāi)挖、焚燒處理。為了節(jié)約投資,應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì),盡可能采用可移動(dòng)式或便于拆卸的設(shè)備等。
垃圾熱值是垃圾焚燒廠設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。根據(jù)熱值分析,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)陳化生活垃圾收到基低位熱值為6897kJ/kg,雖然熱值略低,但也能達(dá)到焚燒熱值下限要求。為了克服可能由于填埋條件不同,陳化生活垃圾組分和熱值的不均衡,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮添加輔助燃料,以保證穩(wěn)定運(yùn)行。
綜合考慮,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)的綜合處理方案如下圖。
陳化生活垃圾綜合處理方案圖
在垃圾場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)目測(cè),對(duì)開(kāi)挖的垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單分類(lèi),未被污染的回填土就地利用;被污染的回填渣土和建筑垃圾外運(yùn)至指定磚瓦廠粉碎后制磚;陳化生活垃圾采用密閉的垃圾裝載車(chē)運(yùn)至臨時(shí)垃圾焚燒廠,經(jīng)過(guò)分選預(yù)處理后進(jìn)入焚燒爐焚燒處理,煙氣凈化處理達(dá)標(biāo)后高空排放。
(1)該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)分為3個(gè)地質(zhì)層,自上而下分別為:陳化垃圾及填土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、粉質(zhì)粘土層。
(2)與新鮮生活垃圾相比,陳化生活垃圾的容重較大,廚余、紙類(lèi)等易降解物質(zhì)基本降解完畢,粗纖維也有部分降解,平均含水率略低,橡膠塑料含量明顯較高、灰分較高、揮發(fā)分較低,仍保持有一定的熱值,含硫量較低。
(3)綜合分析,該生活垃圾簡(jiǎn)易堆場(chǎng)陳化生活垃圾綜合處理方案為:未被污染的回填土就地利用;被污染的回填渣土和建筑垃圾外運(yùn)至指定磚瓦廠粉碎后制磚;陳化生活垃圾就地焚燒處理。
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