Hulladéklerakó -Landfill
Egy sorozat része |
Környezetszennyezés |
---|
A szemétlerakó , más néven szemétlerakó , szemétlerakó , szemétlerakó vagy szemétlerakó hely , a hulladékok ártalmatlanítására szolgáló hely . A hulladéklerakás a legrégebbi és legelterjedtebb hulladékártalmatlanítási forma , bár a hulladékok szisztematikus eltemetése napi, köztes és végleges fedéssel csak az 1940-es években kezdődött. A múltban a szemetet egyszerűen halomban hagyták vagy gödrökbe dobták; a régészetben ezt midden néven ismerik .
Egyes lerakóhelyeket hulladékkezelési célokra, például ideiglenes tárolásra, konszolidációra és szállításra, vagy a hulladékok feldolgozásának különböző szakaszaira, például válogatásra, kezelésre vagy újrahasznosításra használnak. Hacsak nem stabilizálják őket, a hulladéklerakók erős megrázkódtatásnak vagy talajelfolyósodásnak indulhatnak földrengés során . Amint megtelik, a hulladéklerakó feletti területet más célra is vissza lehet használni.
Tevékenységek
A nem veszélyes hulladékot jól üzemeltetett hulladéklerakók üzemeltetői megfelelnek az előre meghatározott előírásoknak azáltal, hogy a következő technikákat alkalmazzák:
- a hulladékot a lehető legkisebb területre korlátozni
- kompakt hulladék a mennyiség csökkentése érdekében
Ezenkívül a hulladékot (általában naponta) talajréteggel vagy más típusú anyagokkal, például faforgácsokkal és finom szemcsékkel boríthatják be.
A hulladéklerakási műveletek során mérleg vagy mérleg mérheti a hulladékgyűjtő járműveket érkezéskor, és a személyzet megvizsgálhatja azokat a rakományokat, amelyek nem felelnek meg a lerakó hulladékátvételi kritériumainak. Ezt követően a hulladékgyűjtő járművek a meglévő úthálózatot használják a billenő- vagy munkafront felé, ahol kirakják a tartalmat. A rakományok lerakása után a tömörítők vagy buldózerek szétteríthetik és tömöríthetik a hulladékot a munkafelületen. A hulladékgyűjtő járművek a lerakó határának elhagyása előtt egy keréktisztító telepen haladhatnak át. Ha szükséges, teher nélkül visszatérnek a mérleghez, hogy újramérjék. A mérlegelési folyamat a napi beérkező hulladékmennyiségről statisztikát állíthat össze, amelyet az adatbázisok nyilvántartási célból megőrizhetnek. A teherautók mellett egyes hulladéklerakók rendelkezhetnek vasúti konténerek kezelésére szolgáló berendezésekkel. A „vasúti fuvarozás” használata lehetővé teszi, hogy a hulladéklerakókat távolabbi helyeken helyezzék el, anélkül, hogy a teherautókkal járó sok problémát okoznának.
A munkafelületen jellemzően naponta takarják be a tömörített hulladékot talajjal vagy alternatív anyagokkal. Alternatív hulladéktakaró anyagok közé tartozik a faforgács vagy más „zöld hulladék”, több rápermetezett habtermék, kémiailag „rögzített” bio-szilárd anyagok és ideiglenes takarók. A takarókat éjszaka a helyükre lehet emelni, majd másnap a hulladék elhelyezése előtt eltávolítani. Napi cellának nevezzük azt a helyet, amelyet a tömörített hulladék és a takaróanyag naponta elfoglal. A hulladéktömörítés kritikus fontosságú a hulladéklerakó élettartamának meghosszabbítása szempontjából. Olyan tényezők, mint a hulladék összenyomhatósága, a hulladékréteg vastagsága és a tömörítőnek a hulladékon való áthaladásának száma befolyásolja a hulladék sűrűségét.
Az egészségügyi hulladéklerakó életciklusa
A hulladéklerakó kifejezés általában a települési hulladéklerakó vagy egészségügyi hulladéklerakó rövidítése. Ezeket a létesítményeket először a 20. század elején vezették be, de az 1960-as és 1970-es években széles körben elterjedtek a nyílt szemétlerakók és más "higiénikus" hulladékártalmatlanítási gyakorlatok megszüntetése érdekében. Az egészségügyi hulladéklerakó egy olyan műszakilag kialakított létesítmény, amely elkülöníti és zárja a hulladékot. Az egészségügyi hulladéklerakókat biológiai reaktoroknak ( bioreaktoroknak ) szánják, amelyekben a mikrobák az összetett szerves hulladékot egyszerűbb, kevésbé mérgező vegyületekké bontják le idővel. Ezeket a reaktorokat a szabályozási szabványok és irányelvek szerint kell megtervezni és üzemeltetni (Lásd: Környezettechnika ).
Általában az aerob bomlás az első szakasz, amelynek során a hulladékokat lebontják a hulladéklerakóban. Ezeket az anaerob lebomlás négy szakasza követi. Általában a szilárd fázisban lévő szilárd szerves anyag gyorsan lebomlik, amikor a nagyobb szerves molekulák kisebb molekulákra bomlanak. Ezek a kisebb szerves molekulák elkezdenek feloldódni és a folyékony fázisba kerülni, majd ezeknek a szerves molekuláknak a hidrolízise következik, majd a hidrolizált vegyületek átalakulnak és elpárolognak szén-dioxiddá (CO 2 ) és metánná (CH 4 ), a többi hulladékkal együtt. szilárd és folyékony fázisban marad.
A korai fázisokban kevés anyagmennyiség jut a csurgalékvízbe , mivel a hulladék biológiailag lebomló szerves anyagának térfogata gyorsan csökken. Mindeközben a csurgalékvíz kémiai oxigénigénye növekszik, ha a csurgalékvízben lévő reaktívabb vegyületekhez képest egyre nagyobb koncentrációban jelennek meg a visszahúzódó vegyületek. A hulladék sikeres átalakulása és stabilizálása attól függ, hogy a mikrobiális populációk mennyire működnek a szinttrófiában , azaz a különböző populációk kölcsönhatásában, hogy biztosítsák egymás táplálkozási szükségleteit.:
A települési hulladéklerakó életciklusa öt különböző szakaszon megy keresztül:
Kezdeti beállítás (I. fázis)
Ahogy a hulladékot a szemétlerakóba helyezik, az üres terek nagy mennyiségű molekuláris oxigént (O 2 ) tartalmaznak. A hozzáadott és tömörített hulladékokkal fokozatosan csökken a depónia bioreaktor rétegeinek O 2 tartalma. A mikrobiális populációk nőnek, a sűrűség növekszik. Az aerob biodegradáció dominál, azaz az elsődleges elektronakceptor az O 2 .
Átmenet (II. fázis)
Az O 2 -t a meglévő mikrobapopulációk gyorsan lebontják. A csökkenő O 2 kevésbé aerob és anaerob körülményekhez vezet a rétegekben. Az átmenet során az elsődleges elektronakceptorok a nitrátok és a szulfátok, mivel az O 2 -t a CO 2 gyorsan kiszorítja a kilépő gázból.
Savképződés (III. fázis)
A szilárd hulladék biológiailag lebontható frakciójának hidrolízise a savképződési fázisban kezdődik, ami az illékony zsírsavak (VFA) gyors felhalmozódásához vezet a csurgalékvízben. A megnövekedett szerves savtartalom a csurgalékvíz pH -ját körülbelül 7,5-ről 5,6-ra csökkenti. Ebben a fázisban a bomlás közbenső vegyületek, például a VFA-k nagymértékben hozzájárulnak a kémiai oxigénigényhez (KOI). A hosszú szénláncú illékony szerves savak (VOA-k) ecetsavvá (C 2 H 4 O 2 ), CO 2 -vé és hidrogéngázzá (H 2 ) alakulnak. A VFA-k magas koncentrációja növeli a biokémiai oxigénigényt (BOD) és a VOA-koncentrációt, ami beindítja a fermentatív baktériumok H 2 termelését, ami serkenti a H 2 -oxidáló baktériumok növekedését. A H 2 képződési fázis viszonylag rövid, mert a savképződési fázis végére befejeződik. Az acidogén baktériumok biomasszájának növekedése megnöveli a salakanyagok lebomlásának és a tápanyagok fogyasztásának mértékét. A fémek, amelyek általában jobban oldódnak vízben alacsonyabb pH-n, mozgékonyabbá válhatnak ebben a fázisban, ami a fémkoncentráció növekedéséhez vezet a csurgalékvízben.
Metán fermentáció (IV. fázis)
A savképző fázis közbenső termékeit (pl. ecetsav, propionsav és vajsav) a metanogén mikroorganizmusok CH 4 -vé és CO 2 -dá alakítják. Ahogy a VFA-kat a metanogének metabolizálják, a lerakóvíz pH-ja semlegessé válik. A csurgalékvíz oxigénigényben kifejezett szerves ereje gyors ütemben csökken a CH 4 és CO 2 gáztermelés növekedésével. Ez a leghosszabb bomlási fázis.
Végső érlelés és stabilizálás (V. fázis)
A mikrobiológiai aktivitás üteme a hulladéklebontás utolsó fázisában lelassul, mivel a tápanyagellátás korlátozza a kémiai reakciókat, pl. a biológiailag hozzáférhető foszfor egyre szűkösebbé válik. A CH 4 termelés szinte teljesen megszűnik, az O 2 és az oxidált anyagok fokozatosan újra megjelennek a gázkutakban, ahogy az O 2 lefelé hatol a troposzférából. Ez az oxidációs-redukciós potenciált (ORP) a csurgalékvízben oxidatív folyamatokká alakítja át. A maradék szerves anyagok fokozatosan átalakulhatnak gázfázissá, és a szerves anyagok komposztálásakor; azaz a szerves anyagok humuszszerű vegyületekké alakulnak.
Társadalmi és környezeti hatás
A hulladéklerakók számos problémát okozhatnak. Infrastrukturális fennakadások léphetnek fel, például nehéz járművek károsíthatják a bekötőutakat. A helyi utak és vízfolyások szennyezése a járművek kerekei által, amikor azok elhagyják a hulladéklerakót, jelentős lehet, és kerékmosó rendszerekkel mérsékelhető . Előfordulhat a helyi környezet szennyezése is, mint például a talajvíz vagy a víztartó rétegek szennyeződése vagy a talajszennyezés .
csurgalékvíz
Amikor csapadék hull a nyílt hulladéklerakókra, a víz átszivárog a szeméten, és lebegő és oldott anyagokkal szennyeződik, csurgalékvizet képezve. Ha ezt nem tartalmazza, szennyezheti a talajvizet. Minden modern hulladéklerakó több méter vastag, geológiailag stabil telepek és gyűjtőrendszerek kombinációját alkalmazza a csurgalékvíz visszatartására és felfogására. Ezután kezelhető és bepárolható. Ha egy hulladéklerakó tele van, azt le kell zárni, hogy megakadályozzák a csapadék bejutását és az új csurgalékvíz képződését. A béléseknek azonban élettartammal kell rendelkezniük, legyen az több száz év vagy több. Végül bármely hulladéklerakó bélés szivároghat, ezért a hulladéklerakók körüli talajt meg kell vizsgálni csurgalékvíz szempontjából, hogy a szennyező anyagok ne szennyezzék a talajvizet.
Bomlási gázok
A rothadó élelmiszerek és más bomló szerves hulladékok bomlási gázokat hoznak létre, különösen az aerob és az anaerob bomlásból származó CO 2 és CH 4 . Mindkét folyamat egyszerre megy végbe a szemétlerakó különböző részein. A rendelkezésre álló O 2 mellett a gázösszetevők aránya is változhat a lerakó korától, a hulladék típusától, a nedvességtartalomtól és egyéb tényezőktől függően. Például a keletkező depóniagáz maximális mennyisége a dietil-oxalát egyszerűsített nettó reakciójaként szemléltethető, amely ezeket az egyidejű reakciókat magyarázza:
4 C 6 H 10 O 4 + 6 H 2 O → 13 CH 4 + 11 CO 2
Átlagosan a depóniagáz térfogati koncentrációjának körülbelül a fele CH 4 és valamivel kevesebb, mint fele CO 2 . A gáz emellett körülbelül 5% molekuláris nitrogént (N 2 ), kevesebb, mint 1% hidrogén-szulfidot (H 2 S) és alacsony koncentrációban tartalmaz nem-metán szerves vegyületeket (NMOC), körülbelül 2700 ppmv .
A depóniagázok kiszivároghatnak a lerakóból és a környező levegőbe és talajba. A metán üvegházhatású gáz , és bizonyos koncentrációkban gyúlékony és potenciálisan robbanásveszélyes, így tökéletes az elégetéshez, hogy tiszta áramot termeljen. Mivel a bomló növényi anyagok és az élelmiszer-hulladékok csak a fotoszintézis során felszabaduló szenet szabadítják fel a légkörből, így nem kerül be új szén a szénkörforgásba , és a CO 2 légköri koncentrációja sem változik. A szén-dioxid megköti a hőt a légkörben, hozzájárulva az éghajlatváltozáshoz . A megfelelően kezelt hulladéklerakókban a gázt összegyűjtik és fáklyázzák vagy hasznosítják a depóniagáz hasznosítására .
Vektorok
A rosszul működtetett hulladéklerakók kellemetlenséget okozhatnak az olyan vektorok miatt, mint a patkányok és legyek, amelyek fertőző betegségeket terjeszthetnek . Az ilyen vektorok előfordulása csökkenthető a napi takarás használatával .
Egyéb kellemetlenségek
További lehetséges problémák közé tartozik az élőhelyek elfoglalása miatti vadvilág megzavarása, valamint a hulladéklerakókból származó hulladék fogyasztása által okozott állategészségügyi zavar, a por, a szag, a zajszennyezés és a helyi ingatlanok értékének csökkenése.
Hulladéklerakó gáz
A mikrobák általi anaerob emésztés következtében a hulladéklerakókban gázok keletkeznek . Egy megfelelően kezelt hulladéklerakóban ezt a gázt összegyűjtik és felhasználják. Felhasználása az egyszerű fáklyázástól a depóniagáz hasznosításáig és villamosenergia -termelésig terjed . A hulladéklerakó-gáz-ellenőrzés figyelmezteti a dolgozókat a káros mértékű gázok felhalmozódására. Egyes országokban a hulladéklerakókból származó gázok hasznosítása kiterjedt; az Egyesült Államokban például több mint 850 hulladéklerakó rendelkezik aktív hulladéklerakó-gáz-visszanyerő rendszerrel.
Regionális gyakorlat
Kanada
A kanadai hulladéklerakókat a tartományi környezetvédelmi ügynökségek és a környezetvédelmi jogszabályok szabályozzák. A régebbi létesítmények általában a jelenlegi szabványok alá esnek, és megfigyelik a kimosódást . Egyes korábbi helyeket parkté alakítottak át.
Európai Únió
Az Európai Unióban az egyes államok kötelesek olyan jogszabályokat alkotni, amelyek megfelelnek a hulladéklerakókról szóló európai irányelv követelményeinek és kötelezettségeinek .
Az EU-tagállamok többségében törvény tiltja vagy szigorúan korlátozza a háztartási szemét hulladéklerakókon történő elhelyezését.
India
Indiában jelenleg a hulladéklerakás a települési hulladékok ártalmatlanításának fő módja. Indiában van Ázsia legnagyobb szemétlerakója is a mumbai Deonarban. Azonban gyakran felmerülnek problémák a hulladéklerakók riasztó növekedési üteme és a hatóságok általi rossz gazdálkodás miatt. Az elmúlt néhány évben az indiai hulladéklerakókban gyakran észleltek felszíni és alatti tüzeket.
Egyesült Királyság
Az Egyesült Királyságban a hulladéklerakási gyakorlatoknak az elmúlt években meg kellett változniuk, hogy megfeleljenek a hulladéklerakókról szóló európai irányelv kihívásainak . Az Egyesült Királyság most hulladéklerakási adót vet ki a hulladéklerakókba kerülő biológiailag lebomló hulladékra . Ezen túlmenően létrehozták a hulladéklerakási kvóták kereskedelmét szolgáló helyi hatóságok számára a hulladéklerakási kvóták kereskedelmének rendszerét . Walesben egy másik rendszer működik, ahol a hatóságok nem „kereskedhetnek” egymással, hanem a hulladéklerakók-engedélyezési rendszer néven ismert kibocsátási egységekkel rendelkeznek.
Egyesült Államok
Az egyesült államokbeli hulladéklerakókat az egyes államok környezetvédelmi hivatala szabályozza, amely minimális irányelveket határoz meg; azonban ezek a szabványok egyike sem eshet az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) által meghatározottak alá.
A hulladéklerakó engedélyezése általában öt és hét év közötti időt vesz igénybe, több millió dollárba kerül, és szigorú helyszínválasztást, mérnöki és környezetvédelmi tanulmányokat és demonstrációkat igényel, hogy biztosítsák a helyi környezetvédelmi és biztonsági szempontok kielégítését.
Típusok
- Települési szilárd hulladék : háztartási hulladékot és nem veszélyes anyagokat fogad be. Az ilyen típusú hulladéklerakók közé tartozik a bioreaktor hulladéklerakó , amely kifejezetten a szerves anyagokat bontja le.
- Ipari hulladék : kereskedelmi és ipari hulladékhoz. Egyéb kapcsolódó hulladéklerakók közé tartoznak az építési és bontási törmeléklerakók és a széntüzelésből származó maradék hulladéklerakók.
- Veszélyes hulladékok vagy PCB-hulladékok : Poliklórozott bifenil (PCB) hulladéklerakók, amelyeket az Egyesült Államokban az 1976. évi Toxic Substances Control Act (TSCA) szabályoz.
Mikrobiológiai témák
A hulladéklerakó mikrobiális közösségének állapota meghatározhatja annak emésztési hatékonyságát.
A műanyagot megemésztő baktériumokat hulladéklerakókban találták.
Anyagok visszanyerése
A hulladéklerakók életképes és bőséges anyag - és energiaforrásként kezelhetők . A harmadik világ országaiban a hulladékgyűjtők gyakran még használható anyagokat keresnek. Kereskedelmi összefüggésben a vállalatok hulladéklerakókat is felfedeztek, és sokan megkezdték az anyagok és az energia betakarítását. A jól ismert példák közé tartoznak a gázvisszanyerő létesítmények. Egyéb kereskedelmi létesítmények közé tartoznak a hulladékégetők , amelyek beépített anyaghasznosítással rendelkeznek. Ez az anyagvisszanyerés szűrők használatával lehetséges ( elektromos szűrő , aktív szén- és káliumszűrő, kvench, HCl-mosó, SO 2 -mosó, alsó hamu -rács stb.).
Alternatívák
A hulladékcsökkentési és újrahasznosítási stratégiák mellett a hulladéklerakóknak számos alternatívája létezik, beleértve a hulladékból energiává történő égetést, az anaerob lebontást , a komposztálást , a mechanikai biológiai kezelést , a pirolízist és a plazmaívelgázosítást . A helyi gazdaságosságtól és ösztönzőktől függően ezek pénzügyileg vonzóbbá tehetők, mint a hulladéklerakók.
Korlátozások
Az olyan országok, mint Németország , Ausztria , Svédország , Dánia , Belgium , Hollandia és Svájc , betiltották a kezeletlen hulladékok hulladéklerakókba való elhelyezését. Ezekben az országokban továbbra is csak bizonyos veszélyes hulladékok, az égetésből származó pernye vagy a mechanikus biológiai tisztítóművek stabilizált teljesítménye helyezhető el.
Lásd még
- Bioreaktor hulladéklerakó
- Napi borító
- Légycsapás
- A hulladéklerakók teljesítményének hidrológiai értékelése (HELP) modell
- Melioráció
- Földművelés
- Hulladéklerakó terelés
- Hulladéklerakó helyreállítása
- Lerakási adó
- Szilárdhulladék-kezelési technológiák listája
- Tengeri törmelék
- Mechanikus biológiai kezelés
- Milorganit
- Országos Hulladék- és Újrahasznosítási Egyesület
- NIMBY
- Nyissa meg a szemétlerakót
- Újrahasznosítási díjak országonként
- Iszap
- Észak-Amerika Szilárd Hulladék Szövetsége
- Hulladékgazdálkodás
- Szemétdomb
Hivatkozások
További irodalom
- "Modern hulladéklerakók" . Archiválva az eredetiből 2015. február 22-én . Letöltve : 2015. február 21 .
- "A Tanács 1999/31/EK irányelve (1999. április 26.) a hulladéklerakókról" (PDF) . Archiválva az eredetiből (PDF) 2010. július 5-én . Letöltve : 2005. augusztus 29 .
- "A hulladéklerakók üzemeltetési menedzsment tanácsadója web alapú szakértői rendszer" . Az eredetiből archiválva: 2005. október 30 . Letöltve : 2005. augusztus 29 .
- H. Lanier Hickman Jr. és Richard W. Eldredge. "3. rész: Az egészségügyi hulladéklerakó" . A szilárdhulladék-gazdálkodás rövid története az Egyesült Államokban az elmúlt 50 évben . Archiválva az eredetiből 2005. november 23-án . Letöltve : 2005. augusztus 29 .
- Daniel A. Vallero, Environmental Biotechnology: A Biosystems Approach . 2. kiadás. Academic Press, Amszterdam, Hollandia és Boston MA, nyomtatott könyv ISBN 9780124077768 ; e- könyv ISBN 9780124078970 . 2015.