Свалка - Landfill

О практике заполнения водоема для создания новой земли см. Мелиорация земель. Для использования в других целях см. Свалка (значения).
Свалка в Польше

А свалка сайт, также известный как Подсказка, свалка, свалка, мусорная свалка, или же свалка, это площадка для утилизации напрасно тратить материалы. Свалка - самая старая и самая распространенная форма удаление отходов, хотя систематическое захоронение отходов с ежедневным, промежуточным и окончательным укрытием началось только в 1940-х годах. В прошлом мусор просто бросали в кучи или выбрасывали в ямы; в археологии это известно как мусор.

Некоторые свалки также используются для целей обращения с отходами, таких как временное хранение, консолидация и передача, или для различных стадий обработки отходов, таких как сортировка, обработка или переработка. Если они не будут стабилизированы, свалки могут подвергнуться сильному сотрясению или разжижение почвы земли во время землетрясение.

Операции

Один из нескольких полигонов, используемых Драйден, Онтарио, Канада

Операторы хорошо управляемых полигонов для неопасных отходов соответствуют заранее определенным требованиям, применяя методы для:[1]

  1. ограничивать отходы на как можно меньшей площади
  2. компактные отходы для уменьшения объема[2]

Они также могут покрывать отходы (обычно ежедневно) слоями почвы или других материалов, таких как щепа и мелкие частицы.

Во время работы на полигоне шкала или же мостовые весы могут взвешивать транспортные средства для сбора мусора по прибытии, а персонал может проверять грузы на предмет наличия отходов, которые не соответствуют критериям приемки отходов на полигоне.[2] После этого мусоровозы используют существующую дорожную сеть на пути к разгрузочной поверхности или рабочему фронту, где они выгружают свое содержимое. После размещения груза компакторы или бульдозеры могут распространяться и уплотнять отходы на рабочем забое. Перед выездом за пределы полигона мусоровозы могут проезжать через установку для мойки колес. При необходимости они возвращаются на платформенные весы для повторного взвешивания без груза. В процессе взвешивания можно собирать статистические данные о ежедневном тоннаже поступающих отходов, которые базы данных могут сохранять для ведения учета. Помимо грузовиков, на некоторых полигонах может быть оборудование для обработки железнодорожных контейнеров. Использование «железнодорожных перевозок» позволяет размещать свалки в более удаленных местах без проблем, связанных с многочисленными поездками на грузовиках.

Обычно в забое уплотненные отходы ежедневно засыпают почвой или альтернативными материалами. Альтернативные материалы для укрытия отходов включают колотую древесину или другие «зеленые отходы»,[3] несколько напыляемых пенопластов, химически «закрепленные» твердые биологические вещества и временные одеяла. Одеяла можно поднять на ночь и снять на следующий день перед тем, как выбросить мусор. Пространство, которое ежедневно занимают уплотненные отходы и укрывной материал, называется дневной ячейкой. Уплотнение отходов имеет решающее значение для продления срока службы полигона. Такие факторы, как сжимаемость отходов, толщина слоя отходов и количество проходов уплотнителя над отходами, влияют на плотность отходов.

Жизненный цикл санитарной свалки

Период, термин свалка обычно сокращенно для муниципальной свалки или санитарной свалки. Эти сооружения были впервые введены в эксплуатацию в начале 20-го века, но получили широкое распространение в 1960-х и 1970-х годах в попытке устранить открытые свалки и другие "антисанитарные" методы удаления отходов. Санитарная свалка - это инженерный объект, который разделяет и удерживает отходы. Санитарные свалки предназначены как биологические реакторы (биореакторы ), в котором микробы со временем расщепляют сложные органические отходы на более простые и менее токсичные соединения. Эти реакторы должны быть спроектированы и эксплуатироваться в соответствии с регулирующими стандартами и руководящими принципами (см. инженерия окружающей среды ).

Обычно аэробное разложение - это первая стадия, на которой отходы разлагаются на свалке. За ними следуют четыре стадии анаэробной деградации. Обычно твердый органический материал в твердой фазе быстро распадается, поскольку более крупные органические молекулы распадаются на более мелкие. Эти более мелкие органические молекулы начинают растворяться и переходить в жидкую фазу с последующим гидролизом этих органических молекул, а затем гидролизованные соединения претерпевают превращение и испарение в виде диоксида углерода (CO2) и метана (CH4), а остальные отходы остаются в твердой и жидкой фазах.

На ранних этапах небольшой объем материала достигает фильтрат, поскольку биоразлагаемое органическое вещество отходов быстро уменьшается в объеме. Между тем, фильтрат химическая потребность в кислороде увеличивается с увеличением концентрации более устойчивых соединений по сравнению с более химически активными соединениями в фильтре. Успешное преобразование и стабилизация отходов зависит от того, насколько хорошо функционируют популяции микробов в синтрофия, то есть взаимодействие разных групп населения для обеспечения потребностей друг друга в питании:[4]

Жизненный цикл муниципальной свалки проходит пять этапов:[5][4]

Первоначальная настройка (фаза I)

Поскольку отходы размещаются на свалке, пустоты содержат большие объемы молекулярного кислорода (O2). С добавленными и уплотненными отходами O2 содержание слоя биореактора полигона постепенно уменьшается. Популяции микробов растут, плотность увеличивается. Преобладает аэробная биодеградация, т.е. первичным акцептором электронов является O2.

Переход (этап II)

О2 быстро разлагается существующими микробными популяциями. Убывающая O2 приводит к менее аэробным и более анаэробным условиям в слоях. Первичные акцепторы электронов при переходе - нитраты и сульфаты, так как O2 быстро вытесняется CO2 в отходящих газах.

Образование кислоты (фаза III)

Гидролиз биоразлагаемой фракции твердых отходов начинается в фазе образования кислоты, что приводит к быстрому накоплению летучие жирные кислоты (ЛЖК) в фильтрате. Повышенное содержание органических кислот уменьшает фильтрат pH примерно от 7,5 до 5,6. Во время этой фазы промежуточные соединения разложения, такие как ЛЖК, вносят значительный вклад в химическая потребность в кислороде (ХПК). Летучие органические кислоты с длинной цепью (VOA) превращаются в уксусную кислоту (C2ЧАС4О2), CO2, и газообразный водород (H2). Высокие концентрации ЛЖК увеличивают как биохимическая потребность в кислороде (БПК) и концентрации VOA, которые инициируют H2 продукция ферментативными бактериями, которые стимулируют рост H2-окисляющие бактерии. H2 Фаза образования относительно короткая, поскольку завершается к концу фазы образования кислоты. Увеличение биомассы ацидогенный бактерии увеличивают количество разложения отходов и потребление питательных веществ. Металлы, которые, как правило, более растворимы в воде при более низком pH, могут стать более подвижными в течение этой фазы, что приведет к увеличению концентрации металлов в фильтре.

Метановое брожение (фаза IV)

Промежуточные продукты фазы образования кислоты (например, уксусная, пропионовая и масляная кислоты) превращаются в CH4 и CO2 метаногенными микроорганизмами. Поскольку ЛЖК метаболизируются метаногенами, рН свалочной воды возвращается к нейтральному. Органическая прочность фильтрата, выраженная в потребности в кислороде, быстро снижается с увеличением концентрации CH.4 и CO2 добыча газа. Это самая продолжительная фаза разложения.

Окончательное созревание и стабилизация (Фаза V)

Скорость микробиологической активности снижается во время последней фазы разложения отходов, поскольку поступление питательных веществ ограничивает химические реакции, например так как биодоступный фосфор становится все более дефицитным. CH4 производство почти полностью исчезает, при этом O2 и окисленные частицы, постепенно вновь появляющиеся в газовых скважинах в виде O2 проникает вниз из тропосферы. Это преобразует Снижение окисления потенциал (ОВП) фильтрата по отношению к окислительным процессам. Остаточные органические материалы можно постепенно преобразовывать в газовую фазу и по мере компостирования органических веществ; т.е. органическое вещество превращается в гуминовый -подобные соединения.[6]

Социальное и экологическое воздействие

Свалка на Гавайях. Обратите внимание, что заполняемая область представляет собой единую четко определенную «ячейку» и что защитная вкладыш для свалки находится на месте (открыт слева) для предотвращения загрязнения выщелачивание мигрирует вниз через нижележащую геологическую формацию.

Свалки могут вызвать ряд проблем. Инфраструктура может произойти нарушение работы, например, повреждение подъездных дорог тяжелыми транспортными средствами. Загрязнение местных дорог и водотоков от колес транспортных средств, когда они покидают полигон, может быть значительным и может быть уменьшено путем: системы мойки колес. Загрязнение местных среда, например, загрязнение грунтовые воды или же водоносные горизонты или же Загрязнение почвы тоже может произойти.

Фильтрат

Основная статья: Фильтрат

Когда осадки выпадают на открытые свалки, вода просачивается через мусор и загрязняется взвешенными и растворенными веществами, образуя фильтрат. Если этого не сделать, это может привести к загрязнению грунтовых вод. На всех современных полигонах используется комбинация непроницаемых футеровок толщиной несколько метров, геологически стабильных площадок и систем сбора для удержания и улавливания этого фильтрата. Затем его можно обработать и выпарить. После заполнения свалки ее изолируют, чтобы предотвратить попадание осадков и образование нового фильтрата. Однако лайнеры должны иметь срок службы, несколько сотен лет и более. В конце концов, может протечь любая свалка,[7] поэтому землю вокруг свалок необходимо проверять на фильтрацию, чтобы предотвратить загрязнение грунтовых вод загрязняющими веществами.

Газы разложения

Основная статья: Свалочный газ

Гниющие продукты и другие разлагающиеся органические отходы создают газы разложения, особенно CO2 и CH4 от аэробного и анаэробного разложения соответственно. Оба процесса происходят одновременно в разных частях свалки. В дополнение к имеющимся O2доля компонентов газа будет варьироваться в зависимости от возраста полигона, типа отходов, содержания влаги и других факторов. Например, максимальное количество производимого свалочного газа может быть проиллюстрировано упрощенной чистой реакцией диэтилоксалата, которая учитывает эти одновременные реакции:[8]

4 С6ЧАС10О4 + 6 часов2O → 13 CH4 + 11 СО2

В среднем около половины объемной концентрации свалочного газа составляет CH4 и чуть меньше половины - CO2. Газ также содержит около 5% молекулярного азота (N2), менее 1% сероводорода (H2S) и низкой концентрацией неметановых органических соединений (NMOC), около 2700 ppmv[8]

Вывоз мусора в Афинах, Греция

Свалочные газы могут просачиваться из полигона в окружающий воздух и почву. Метан это парниковый газ, и является легковоспламеняющимся и потенциально взрывоопасным при определенных концентрациях, что делает его идеальным для сжигания для чистой выработки электроэнергии. Поскольку при разложении растительных веществ и пищевых отходов выделяется только углерод, который был уловлен из атмосферы в результате фотосинтеза, новый углерод не попадает в организм. цикл углерода и атмосферная концентрация CO2 не влияет. Углекислый газ улавливает тепло в атмосфере, способствуя изменение климата.[9] На правильно управляемых свалках газ собирается и вспыхнул или восстановлен за утилизация свалочного газа.

Векторы

Плохо управляемые свалки могут стать неудобными из-за векторов такие как крысы и мухи, которые могут распространяться инфекционные заболевания. Возникновение таких векторов можно уменьшить за счет использования ежедневное покрытие.

Прочие неприятности

Группа диких слонов на свалке в Шри-Ланке

Другие потенциальные проблемы включают: дикая природа нарушение из-за занятия среды обитания[10] и нарушение здоровья животных, вызванное потреблением отходов со свалок,[11] пыль, запах, шумовое загрязнение, и снизила стоимость местной собственности.

Свалочный газ

Основная статья: Свалочный газ

Газы образуются на свалках из-за анаэробное пищеварение микробами. Этот газ собирается и используется на правильно управляемой свалке. Его использование варьируется от простого пылающий к утилизация свалочного газа и производство электроэнергии. Мониторинг свалочного газа предупреждает рабочих о скоплении газов до опасного уровня. В некоторых странах утилизация свалочного газа обширна; в Соединенных Штатах, например, более 850 полигонов имеют активные системы утилизации свалочного газа.[12]

Газовый факел, произведенный на полигоне в Лейк Каунти, Огайо

Региональная практика

Свалка в Перте, Западная Австралия
Свалка Юго-Восточной Новой Территории, Гонконг

Канада

Свалки в Канаде регулируются провинциальными природоохранными агентствами и законодательством об охране окружающей среды.[13]Старые объекты, как правило, подпадают под действующие стандарты и находятся под контролем выщелачивание.[14] Некоторые бывшие локации были преобразованы в парковые зоны.

Евросоюз

Запреты на свалки в Европе

В Европейском Союзе отдельные государства обязаны принимать законы, соответствующие требованиям и обязательствам Европейского Союза. Директива о свалках.

В Финляндии, Швеции, Дании, Польше, Германии, Нидерландах, Бельгии, Австрии и Словении действуют законы, запрещающие или строго ограничивающие вывоз домашнего мусора на свалки.[15]

Индия

В настоящее время захоронение отходов является основным методом удаления городских отходов в Индии. В Индии также есть самая большая свалка в Азии в Деонаре, Мумбаи.[16] Однако проблемы часто возникают из-за тревожных темпов роста свалок и плохого управления со стороны властей.[17] В последние несколько лет на индийских свалках часто наблюдались наземные и подземные пожары.[18]

объединенное Королевство

Основная статья: Свалки в Соединенном Королевстве

В последние годы практика захоронения отходов в Великобритании должна была измениться, чтобы соответствовать требованиям европейских стран. Директива о свалках. Великобритания теперь облагает налогом на свалки биоразлагаемые отходы который вывозится на свалки. В дополнение к этому Схема торговли разрешениями на свалки был создан для местных властей для обмена квотами на свалки в Англии. Другая система работает в Уэльс где власти не могут «торговать» между собой, но имеют квоты, известные как Схема разрешений на захоронение отходов.

Соединенные Штаты

Основная статья: Свалки в США

Свалки в США регулируются природоохранным агентством каждого штата, которое устанавливает минимальные руководящие принципы; однако ни один из этих стандартов не может быть ниже установленных Агентство по охране окружающей среды США (EPA).[19]

Разрешение на захоронение мусора обычно занимает от пяти до семи лет, стоит миллионы долларов и требует тщательного выбора площадки, инженерных и экологических исследований и демонстраций, чтобы обеспечить соблюдение местных требований по охране окружающей среды и безопасности.[20]

Типы

Микробные темы

Статус микробного сообщества полигона может определять его пищеварительную эффективность.[23]

Бактерии, переваривающие пластик, были обнаружены на свалках.[24]

Рекультивация материалов

Основная статья: Разработка свалки

Можно рассматривать свалки как жизнеспособный и богатый источник материалов и энергия. В развивающемся мире сборщики мусора часто ищут материалы, которые еще можно использовать. В коммерческий контекстах компании также обнаружили свалки, и многие[количественно оценить ] начали сбор материалов и энергии.[25] Хорошо известные примеры включают установки для сбора газа.[26]Другие коммерческие объекты включают отходы мусоросжигательные заводы которые имеют встроенную рекуперацию материала. Это восстановление материала возможно за счет использования фильтры (электро фильтр, активированный уголь и калиевый фильтр, закалка, HCl-промыватель, SO2-Шайба, зольный остаток -решетка и др.).

Альтернативы

Смотрите также: Перечень технологий обращения с твердыми отходами

В дополнение к уменьшение отходов и переработка отходов стратегии, существуют различные альтернативы свалкам, в том числе превращение отходов в энергию сжигание, анаэробное пищеварение, компостирование, механическая биологическая очистка, пиролиз и плазменная газификация. В зависимости от местной экономики и стимулов их можно сделать более привлекательными с финансовой точки зрения, чем свалки.

Ограничения

Страны включая Германия, Австрия, Швеция,[27] Дания, Бельгия, то Нидерланды, и Швейцария запретили вывоз необработанных отходов на свалки.[нужна цитата ] В этих странах только некоторые опасные отходы, летать пепел из сжигание или стабилизированный выход механическая биологическая очистка растения еще могут быть депонированы.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/dsd/dsd_aofw_ni/ni_pdfs/NationalReports/finland/WASTE.pdf
  2. ^ а б «Как работает свалка». www.co.cumberland.nc.us. Получено 22 февраля, 2020.
  3. ^ «Альтернативное ежедневное прикрытие (ADC)». Получено 14 сентября, 2012.
  4. ^ а б Letcher, T.M .; Валлеро, Д.А., ред. (2019). Муниципальная свалка, Д. Валлеро и Г. Блайт, стр. 235–249 в книге «Отходы: руководство по управлению». Амстердам, Нидерланды и Бостон, Массачусетс, Печатная книга: Elsevier Academic Press. ISBN  9780128150603. 804 страницы.
  5. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2007) Характеристики биореактора на полигоне: второй промежуточный отчет: объект по переработке и утилизации внешнего контура - Луисвилл, Кентукки, EPA / 600 / R-07/060
  6. ^ Вайц, Кейт; Барлаз, Мортон; Ранджитан, Ранджи; Брилл, Дауни; Торнело, Сьюзен; Хэм, Роберт (июль 1999 г.). «Управление жизненным циклом твердых бытовых отходов». Международный журнал оценки жизненного цикла. 4 (4): 195–201. Дои:10.1007 / BF02979496. ISSN  0948-3349. S2CID  108698198.
  7. ^ Агентство по охране окружающей среды США, «Критерии утилизации твердых отходов; предлагаемое правило», Федеральный регистр 53 (168): 33314–33422, 40 CFR, части 257 и 258, Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, 30 августа (1988a).
  8. ^ а б Темелис, Николас Дж. И Присцилла А. Уллоа. «Образование метана на свалках». Возобновляемая энергия 32.7 (2007), 1243–1257
  9. ^ «CO2 101: чем вреден углекислый газ?». Сеть Матери-Природы. Получено 30 ноября, 2016.
  10. ^ «Как свалки и мусор влияют на нашу дикую природу?». МОЙ НОЛЬ ОТХОДОВ. 30 января 2009 г.. Получено 22 февраля, 2020.
  11. ^ «Свалки губят жизни». www.cdenviro.com. Получено 22 февраля, 2020.
  12. ^ Пауэлл, Джон Т .; Таунсенд, Тимоти Дж .; Циммерман, Джули Б. (21 сентября 2015 г.). «Оценка объемов захоронения твердых отходов и целевые показатели сокращения выбросов свалочного газа». Природа Изменение климата. 6 (2): 162–165. Дои:10.1038 / nclimate2804.
  13. ^ Управление инвентаризацией свалок Онтарио - Как Онтарио регулирует свалки - Министерство окружающей среды
  14. ^ Старые свалки: забытые загрязнители Онтарио - проблемы экологии
  15. ^ https://www.cewep.eu/landfill-taxes-and-bans/
  16. ^ «Борьба с горами мусора: вот как индийские города справились с кризисом на свалках в 2018 году | конец года Swachh». NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh Индия. 31 декабря 2018 г.. Получено 21 февраля, 2020.
  17. ^ Касселла, Карли. «Мусорная гора Эверест в Индии растет так быстро, что требуются сигнальные огни для самолетов». ScienceAlert. Получено 21 февраля, 2020.
  18. ^ «Борьба с горами мусора: вот как индийские города справились с кризисом на свалках в 2018 году | конец года в Swachh». NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh Индия. 31 декабря 2018 г.. Получено 21 февраля, 2020.
  19. ^ Хоринко, Марианна, Катрин Куртин. «Управление отходами: полвека прогресса». Ассоциация выпускников EPA. Март 2016 г.
  20. ^ «Современные свалки». Архивировано из оригинал 22 февраля 2015 г.. Получено 21 февраля, 2015.
  21. ^ EPA, OSWER, ORCR, США. «Основная информация о полигонах». www.epa.gov. Получено 14 марта, 2017.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  22. ^ «Удаление и хранение отходов полихлорированных дифенилов (ПХБ)». Агентство по охране окружающей среды США. Получено 10 мая, 2017.
  23. ^ Gomez, A.M .; = Yannarell, A.C .; Sims, G.K .; Cadavid-Resterpoa, G .; Эррера, C.X.M. (2011). «Характеристика бактериального разнообразия на разной глубине полигона Moravia Hill Landfill в Медельине, Колумбия». Биология и биохимия почвы. 43 (6): 1275–1284. Дои:10.1016 / j.soilbio.2011.02.018.
  24. ^ Гвинет Дики Зайкаб (март 2011 г.). «Морские микробы переваривают пластик».
  25. ^ Многоцелевые отрасли промышленности, использующие свалки для получения энергии В архиве 8 декабря 2009 г. Wayback Machine
  26. ^ Коммерческая эксплуатация газа со свалок
  27. ^ "Regeringskansliets rättsdatabaser". rkrattsbaser.gov.se (на шведском языке). Получено 9 мая, 2019.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка