第六章垃圾填埋场的环境污染与生态修复案例

垃圾渗滤液对植物生长的毒害作用主要取决 于其浓度及施用的方式，如果垃圾渗滤液中的有 毒物质被控制在足够低的水平（通过稀释作用或 者减少灌溉的频率），那么它就可以作为灌溉用 水用以减轻水分胁迫对植物生长的影响。
4.3.3填埋气体和垃圾渗滤液抽排系统的建造
虽然草本植物等能够忍耐中等强度的填埋气 体，然而，在填埋气体浓度较高的地方，仍然有 必要补建一套抽气系统（一般还需在垃圾层和最 终覆土层之间同步铺上一层砾石隔离层），以最 大限度减少溢入最终覆盖层土壤并抑制植物根系 生长的填埋气体的数量，从而才有可能获得理想 的植被重建。
2.3垃圾填埋场气体的环境问题 垃圾填埋场内部微生物的厌氧降解活动使大部 分的有机垃圾被转化为气态的最终产物，即以甲烷 和二氧化碳为主要成分的填埋气体。
典型填埋气体的组成 成分 CH4 CO2 CO 包括各种卤化脂类、 N2 芳香族化合物、杂 O2 烷化合物、酮类、 H2 脂类和萜类等 H2S 其他痕量成分 所占比例（干体积）/% 40~70 30~60 0~3 3~5 0~3 0~5 0~2 0~1
好氧处理主要是活性污泥法， 通过提高污泥浓 度来降低污泥的有机负荷， 可以获得令人满意的处 理效果。 低氧、 好氧活性污泥法及 SBR 法等改进型活性 污泥法比常规活性污泥法更为有效， 因其能维持高 有机负荷、 低水力停留时间， 因而节省空间、 提高 处理能力 。 由于渗滤液的成分复杂， 尤其是 “年老” 的渗 滤液， BOD5 /COD值很低， 氨氮浓度很高， 可生 化性较差，需结合其他方法， 如采用联合工艺， 以 提高处理的效率。
3.3生物处理和物理-化学处理相结合的方法 由于含有高浓度的NH4+-N和COD，许多垃圾渗 滤液需要通过生物处理和物理或化学处理相结合的 方法进行处理。 由于产甲烷阶段垃圾填埋场的渗滤液中大部分 的有机污染物是难以生物降解的，因而必须通过物 理或化学的方法将其COD降至足够低的水平。
土地处理系统是利用土地的物理、化学和微
3.1.2厌氧微生物法
厌氧微生物过程是处理含有高浓度有机物的 垃圾渗滤液的最有效办法，通过它可以将渗滤液 中的有机酸等化合物降至很低的水平。同时它还 可以使重金属以碳酸盐或硫化物的形式从垃圾渗 滤液中沉淀而去除。
垃圾渗滤液回灌：
回灌就是将未经处理的渗滤液直接喷洒到填 埋场表面， 利用垃圾层、 覆盖土层的净化作用和 终场后表面植物的吸收、 蒸发作用来处理垃圾渗 滤液。 其实质是把填埋场作为一个生物反应器， 利 用填埋场自身形成的稳定系统， 使渗滤液在流经 覆盖层和垃圾层时发生一系列的生物、 化学、 物 理作用而被截流、 降解， 同时由于植物的蒸发作 用而使渗滤液量变小。
降雨
来源
垃圾被填埋时其本身所包含的水分 垃圾经微生物降解过程中所产生的水
垃圾渗滤液的数量与当地的气候条件、最终覆 盖层的性质及质量、垃圾填埋场的地理状况以及被 填埋垃圾的特性等因素有关。 垃圾渗滤液的成分变化很大，主要取决于垃圾 填埋场的设计与运作条件、年龄（稳定化阶段）、 所填埋垃圾的具体组成以及微生物降解垃圾的状况 等等。 通常，随着垃圾填埋场年龄的不断增加，渗滤 液中的许多化学成分也会随之持续下降。
渗滤液回灌工艺流程
优点：设施简化、 基建投资省、 运行费用低、耐 冲击负荷；促进垃圾加速降解和垃圾填埋场的稳 定化，减少渗滤液流量。 缺点：易造成土壤堵塞、 对氨氮的除去效果不好
3.1.3好氧/缺氧（或厌氧）微生物法
结合好氧和厌氧微生物过程的处理方法可以 有效地降低垃圾渗滤液中氮素水平。 许多垃圾渗滤液都含有很高浓度的铵离子， 在好氧阶段，这些铵离子通过微生物硝化作用而 被氧化成硝酸根离子；然后这些硝酸根离子在厌 氧阶段中通过反硝化作用被还原成氮气。
生物潜能对废物进行去毒、降解或钝化等处理。土 壤不仅能提供较大面积的吸附表面，而且具有很好 的离子交换能力以及含有能进行生物降解的微生物 种群。与其他的渗滤液处理方法相比，土地处理法 是比较经济而有效的。
有待解决：
（1）一旦土壤内部的重金属结合位点趋于饱和，垃圾 渗滤液中的重金属将无可避免地进入到地表水中。 （2）渗滤液的连续淋溶也会导致盐分在土壤中积累问 题。 （3）厌氧条件、细菌生长以及渗滤液中高浓度的悬浮 物质等因素最终会导致土壤的淤塞，从而使土壤的过 滤性能及其对渗滤液的处理效率持续下降。 （4）垃圾渗滤液中的许多有机物在土壤内部的厌氧环 境下非常难以降解。
（2）垃圾填埋场上的植被覆盖与填埋气体之间的关系
填埋气体 植被覆盖
4.2.2垃圾渗滤液
垃圾渗滤液中通常含有大量的氨氮，从而对许 多生物体具有急性的毒性效应。渗滤液中还含有许 多重金属、酚类、丹宁、可溶脂肪酸以及其他的有 机污染物，所有这些物质均对植物生长具有潜在的 危害作用。 垃圾层中过量的渗滤液常常能侵入最终覆盖层 中较为薄弱的地方或者填埋场没有覆盖的部分，会 对周围的植物造成伤害。
垃圾填埋场
垃圾渗滤液的理化特征：
1）渗滤液成分复杂； 2）有机污染物和氨氮含量高； 3）重金属含量大，色度高且恶臭； 4）微生物营养元素比例失衡； 5）COD和BOD浓度都很高。
垃圾渗滤液对环境的影响：
高浓度的铵离子具有急性毒性
其他有机污染物也具有生物毒性
对地表水和地下水构成潜在的威胁 污染周边的土壤和植被
4.2.3其他因素
营养元素
温度
土壤的理 化性质
水分
土壤质地
4.3植被重建
4.3.1耐性树种的选择 衡量一个植物种是否适合用于垃圾填埋场的 植被重建的两个基本原则是： ①能够忍耐填埋气体和垃圾渗滤液的污染； ②对干旱具有较强的抗性。
（1）草本植物 与普通木本植物相比，浅根系的草本植物， 包括禾草类和杂草类，似乎更能在填埋气体较多 的地方生长，原因是最终覆盖层表层土壤中的填 埋气体的浓度一般较低。此外，许多草本植物已 被证实能够忍耐较高水平的重金属，从而在一定 程度上缓解了垃圾渗滤液对它们的影响。
半纤维素
木质素
11.9
11.2
脂类
蛋白质
5.7
3.4
• 应用广泛 卫生填 • 土地占用量大，产生的气体和渗透液对环境影响较 大
埋法
焚烧法
• 产生无菌无臭的残渣，体积减少 • 成本高，产生的气体或副产物会造成二次污染
堆肥法
• 投资较低、技术简单、有机物分解后可作为肥料 • 对垃圾分类要求高、有氧分解过程中产生的臭味会 污染环境
4.2影响植物在垃圾填埋场上定居和生长的主要因素
最终覆盖层土壤中填埋气体的存在是影响植 物在垃圾填埋场上生长的重要因素。除此之外， 垃圾渗滤液的污染以及最终覆盖层土壤的贫瘠、 干旱、高温和高度致密等也会严重制约植物的定 居及正常生长。
4.2.1填埋气体
（1）填埋气体各组分对植物的影响 ①甲烷 甲烷可以通过直接的气体置换作用而使根系 周围的氧气耗尽；由甲烷氧化细菌参与的活跃的 甲烷氧化作用能迅速消耗土壤中有限的氧气。
3.1.4利用微型藻类处理垃圾渗滤液
加磷 当渗滤液的N/P超过一定的阈值时将导致藻类对 氨氮的去除不完全； 垃圾渗滤液 脱氨处理 通过人工加入磷而调节N/P比例的方法能明显促 进藻类在垃圾渗滤液中的生长并提高它们对COD、 NH3-N和重金属的去除率。 毒害作用 微型藻类
3.2物理、化学处理法
方法 活性炭吸附 反向渗透法 蒸发法 脱氨处理 沉淀法 氧化作用 主要用来吸附疏水性物质和芳香烃化合物。 能够去除大部分物质。 让垃圾渗滤液在一种很薄的塑料膜上蒸发。 很好地去除COD和NH4+-N 加入氢氧化钙，将pH提高至11，主要去除氨， 部分去除COD、总磷及PO43--P 加入硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁或石灰与磷产 生沉淀而达到去除磷的目的 常常与生物处理法一起使用
城市固体废弃物（垃圾） 水解作用 小分子有机物 产酸作用 挥发性脂肪酸、乙醇、氢气、二氧化碳 产乙酸作用 乙酸、氢气、二氧化碳 产甲烷作用 甲烷、二氧化碳 垃圾填埋场内部复杂有机物的厌氧降解过程
2.2垃圾渗滤液的环境问题 垃圾渗滤液的产生及其理化特征： 渗透进垃圾填埋场内部的水分带走垃圾层中有 机、无机的降解中间产物和最终产物，再从填埋场 往外渗漏，便形成垃圾渗滤液。
综合利用： 简易、无控制的垃圾填埋 （第一阶段）
卫生填埋和简单的废物 回收及再利用系统
（第二阶段）
固体废弃物的综合管理
（第三阶段）
固体废弃物管理的三个发展阶段
2、垃圾填埋场的生态环境问题
垃圾填埋场内部的微生物活动
垃圾渗漏液的环境问题
垃圾填埋场气体的环境问题 垃圾填埋场的其它环境问题
2.1 垃圾填埋场内部的微生物活动
②二氧化碳 虽然少数植物已被证实对二氧化碳具有较强的耐 性，而且温和水平的二氧化碳已被发现对植物根系的 生长起刺激作用，但浓度在15%甚至20%以上的二氧 化碳一般来说对植物是致命的。 ③其他气体成分 填埋气体中常常还含有其他一些微量气体成分， 他们当中被认为具有植物毒性的包括硫化氢、氨气、 苯和乙醛等。
富含甲烷的填埋气体更有利于对其能量的回 收，但它同时也面临易燃、与空气结合形成爆炸 性混合物以及容易通过扩散或对流而迁移出垃圾 填埋场等的危险。
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3、垃圾渗滤液的处理
生物学处理法（好氧和 厌氧）
处 理 方 法
物理和化学处理法
3.1生物学处理法 3.1.1好氧微生物法 好氧微生物过程能有效地去除垃圾渗滤液 中的铵离子，而且可以在很宽的温度范围内运 作。此外，垃圾渗滤液中的许多物质（如烷基 苯）在好氧条件下降解的速率要比在厌氧环境 下快得多。
4.4我国垃圾填埋场的现状及其生态环境问题 （1）我国城市生活垃圾产生量和填埋气产量处于快 速增长阶段 据统计，目前中国人均年产生活垃圾约为 300kg，年增长率高达7％～9％，但无害化处理率 不足20％，大量生活垃圾运到城郊裸露堆放，历 年堆存量高达40多亿吨，侵占土地5亿多m2。
（2）现有大多数垃圾填埋场设施落后，填埋气体 处于无控制排放状态 目前，我国城市生活垃圾多数是裸露堆放或 简易填埋，少数填埋场虽然比较规范，但也未考 虑填埋气体的收集和利用。
（2）
耐填埋 气体 耐干旱
固氮作 用
豆科 植物
（3）植物的种植 ①种植草本或者其他类型的植物时，通常需要将其 种子埋在最终覆盖层土壤里面； ②在填埋气体较多的地方，最好还撒上一层木屑以 减少气体的侵蚀； ③乔灌木最好是在种草后的1~2年内再开始种植； ④实施长期的护理及灌溉计划才能保证这些植物在 填埋场上成功地定居和发展。
4.3.2垃圾渗滤液的灌溉 干旱是限制植物在垃圾填埋场上生长和发展的 主要因素之一。垃圾渗滤液可以作为灌溉用水，用 以减轻水分胁迫对植物可能造成的伤害，此外垃圾 渗滤液本身所携带的大量的营养物质可以促进植物 的生长，而土壤/植物系统可以通过去除其中的具有 潜在毒性的污染物从而达到净化渗滤液的目的。 然而，一些植物则由于接受较高强度的垃圾渗 滤液而出现了生长受阻的现象，原因可能是过高的 盐度导致植物面临较大的渗透及离子压力。
第六章 垃圾填埋场的环境污染 与生态修复
环境科学
陈茜
目录
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垃圾处理技术与综合利用 垃圾填埋场的生态环境问题
垃圾渗漏液的处理 垃圾填埋场的植被恢复
1、垃圾处理技术与综合利用
垃圾：它包括一切以固体形式存在的无用、未 用或者被抛弃的物质。
典型垃圾的化学组成 化学成分 纤维素、糖类、淀粉 平均干重所占的比例/% 58
4、垃圾填埋场的植被修复
4.1 概述 最近一些年来，利用已关闭垃圾填埋场作为 运动场、公园和高尔夫球场等公共娱乐设施已在 世界各地成为一种趋势。但是，在对垃圾填埋场 进行各种形式的开发和重新利用之前必须进行植 被的重建和维持。 良好的植被重建和生态修复是控制垃圾填埋 场的环境污染的关键，它还能有效改善垃圾填埋 场的外貌景观及减少其侵蚀作用，而且对保持公 众对垃圾填埋处理方式的认受和支持具有重要意 义。
填埋气体的环境影响：
2.4垃圾填埋场的其他环境问题 （1）地面沉降
原因
• 垃圾成分的不断降解和淋溶损失 • 垃圾在填埋时没有被彻底、均匀地 压缩
危害
• 破坏最终覆盖层的结构并导致局部 地区填埋气体和垃圾渗滤液的溢漏 • 给其植被重建和生态恢复以及重新 开发利用等造成负面影响。
（2）导致火灾或爆炸