18新利最新登入堆填区的运作原理

由:克雷格·弗洛伊德里奇博士帕特里克·j·基格|
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现代垃圾填埋场都经过精心设计和管理,以保护环境不受污染。它们还必须符合美国严格的地方和联邦法规。迈克尔米尔纳/盖蒂图片社

你刚刚在一家餐馆吃完饭快餐店,你把没吃的食物、食品包装纸、饮料杯、餐具和餐巾纸扔进垃圾桶。不要再想垃圾了。在你所在社区的捡垃圾日,你把垃圾桶拖到路边,工人们把垃圾倒进一辆大卡车里,然后把它拖走。你也不用再想那些垃圾了。

但当你看着垃圾车开走的时候,也许你会想,这些垃圾最终会被扔到哪里去呢?

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美国人以每人每天4.9磅(2.2公斤)的惊人速度制造垃圾,每年总共产生2.924亿吨(2.653亿公吨)[来源:环境保护署].根据研究公司Verisk Maplecroft 2019年的一份报告,美国人产生的垃圾大约是全球平均水平的三倍。史密斯].

这些垃圾会发生什么?一些被回收利用或者被回收,一些被烧毁,但大多数被埋在垃圾填埋场。在本文中,我们将研究垃圾填埋场是如何建造的,垃圾填埋场中的垃圾发生18新利最新登入了什么,垃圾填埋场会产生哪些问题,以及这些问题是如何解决的。

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18新利最新登入美国产生了多少垃圾?

2018年是美国每年产生的2.924亿吨(2.653亿吨)垃圾中,有6900万吨(6260万吨)被回收,另有2500万吨(2270万吨)被回收。2018年是有数据可查的最近一年堆肥.回收垃圾和堆肥垃圾占总量的32.1%。另有近3500万吨(3175万吨)燃烧获得能量复苏。但全国垃圾的一半——1.46亿吨(1.324亿公吨)——最终被埋在垃圾填埋场[来源:环境保护署].

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18新利最新登入垃圾如何处理?

自1960年以来,美国的垃圾产量增加了两倍。这些垃圾有多种管理方式。大约32.1%的垃圾被回收或制成堆肥,只有大约50%的垃圾被埋在垃圾填埋场[来源:环境保护署].埋在垃圾填埋场的垃圾量大约是1960年的1.5倍。美国是仅次于中国和印度的第三大垃圾生产国,但考虑到美国的人口只占世界的4%,美国制造的垃圾占世界的12%,这是不成比例的[来源:史密斯].

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什么是垃圾填埋场?

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城市垃圾填埋场是专门为接收家庭垃圾以及其他类型的无害垃圾而设计的。kozmoat98 /盖蒂图片社

在美国,如何处理垃圾一直是个问题。直到19世纪晚期,在纽约等城市,人们通常只是把垃圾扔进下水道,在那里,街角经常能看到齐膝高的食物垃圾、破损的家具、马粪,甚至是死动物[来源:Oatman-Stanford].

最终,城市开始收集垃圾,但垃圾往往被拖到垃圾场——在地面上开洞——在那里焚烧,造成空气污染,对人类健康有害。新利国际网站品牌官网然而,到了20世纪60年代,地方、州和联邦政府官员明显意识到必须对垃圾采取措施。

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1964年,美国公共卫生局(USPHS)发布了一份新利国际网站品牌官网令人不安的报告,预测固体废物的产生量将在20年内翻一番,而城市地区将耗尽附近用于垃圾处理的土地。此外,美国公共卫生服务局还发现,露天燃烧的垃圾场会造成呼吸系统损害,并构成疾病威胁,还会污染地下水[来源:西克曼].

现代卫生垃圾填埋场——第一个建于1937年的加州——成为了这个问题的解决方案。它不是倾倒或焚烧垃圾,而是系统地掩埋,用重型设备压实,然后覆盖。1976年,国会通过了资源保护和恢复法案,该条例对堆填区提出规定,以防止堆填区污染环境[资料来源:Zylberberg].

今天,全美大约有2600个垃圾填埋场处理城市固体废物。[来源:环境保护署.]

这些设施的设计和操作都符合联邦法规,主要是为了处理家庭垃圾.此外,城市固体垃圾填埋场也被允许从商业和工业中吸收一些其他类型的无害废物。

他们在底部和两侧2英尺(0.61米)厚的压实粘土上安装了复合衬垫,并安装了收集渗滤液的系统,防止渗滤液污染地下水。

此外,垃圾填埋场还配备了地下水测试井,以确保污染不会外溢。垃圾填埋场还必须使用联邦政府批准的操作规程来处理垃圾,其中包括压实并经常用几英寸厚的土壤覆盖。这层土壤有助于减少气味和昆虫和啮齿动物的问题,还可以防止垃圾从垃圾填埋场流出,变成垃圾[来源:环境保护署].

在接下来的章节中,我们将更详细地介绍垃圾填埋场是如何设计和建造的,以及它们是如何工作的。18新利最新登入

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获得建造垃圾填埋场的批准

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美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)与各州机构一起为建造垃圾填埋场颁发必要的许可证。kiattisakch /盖蒂图片社

获得建造垃圾填埋场的许可需要经过复杂的监管程序。联邦法规限制了一些地方的垃圾填埋场的发展,包括湿地、洪水地区及土壤不稳定地区。虽然这些地方不一定禁止垃圾填埋场,但它们必须达到更严格的性能标准。

此外,位于机场附近的新或扩建的垃圾填埋场必须证明他们不会对飞机造成鸟类危害,这一限制阻止了一些垃圾填埋场项目的建设[来源:18新利最新登入沃尔什和奥利里].

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想要建造垃圾填埋场的公司必须符合联邦法规,以及垃圾填埋场所在州的法规。例如,在威斯康辛州,有规定禁止将垃圾填埋场放在溪流、湖泊和池塘附近,并禁止它们靠近高速公路和公园,除非有障碍物或景观遮挡视线[来源:沃尔什和奥利里].

要让垃圾填埋场获得批准,需要进行大量的仔细研究,因为诸如土地轮廓和地下地质构造等因素会影响一个地点是否适合埋垃圾[来源:沃尔什和奥利里].

垃圾填埋场的开发商还必须通知公众,并举行公开听证会,他们可能不得不与邻居和不希望垃圾被埋在附近的公众的反对作斗争[来源:沃尔什和奥利里].

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堆填区部分

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这张横切图显示了城市固体垃圾填埋场的结构。18新利最新登入箭头表示渗滤液的流量。一个:地下水;B:压实粘土;C:塑料衬垫;D:渗滤液收集管;E:土工布垫;F:砾石;G:排水层;H:土壤;:老细胞;J:新细胞;K:渗滤液池18新利最新登入HowStuffWorks

现代垃圾填埋场在设计上并不完全相同,但大多数使用类似的技术,尽管使用的确切顺序和材料类型可能因地点而异[来源:WM.com].如上图所示,垃圾填埋场的一些基本部分包括:18新利最新登入

  • 塑胶衬垫(C):将垃圾及渗滤液与地下水分离
  • 细胞(I和J):在堆填区内储存垃圾
  • 雨水排放系统(G):收集落在垃圾填埋场的雨水
  • 渗滤污水收集系统(D和K):收集渗过堆填区的含污染物质(渗滤液)的水
  • 甲烷收集系统:收集垃圾分解过程中形成的甲烷气体
  • 盖或盖:封住垃圾填埋场的顶部

这些部分中的每一部分都是为了解决垃圾填埋场中的特定问题而设计的。

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因此,当我们讨论垃圾填埋场的每个部分时,我们将解释解决了什么问题。

底部衬管系统

垃圾填埋场的主要目的和最大挑战之一是控制垃圾,使垃圾不会对环境造成问题。底部衬垫由厚塑料制成,可防止垃圾与外界土壤,特别是地下水接触[来源:WM.com].

细胞

垃圾被重型设备压实到称为单元的区域,其中通常包含一天的垃圾,以最大限度地利用垃圾填埋场的空间容量。一旦电池制作完成,它将被6英寸(15厘米)的土壤覆盖,并进一步压实[来源:博尔顿].

雨水排水系统

为了防止雨水进入,垃圾填埋场有一个暴雨排水系统,将径流引入排水沟,远离被埋的垃圾。该系统的另一部分是在附近的道路和雨水池下方建造混凝土、塑料或金属涵洞,可以减少水中的悬浮沉积物,以最大限度地减少垃圾填埋场造成的土壤流失[来源:Uteir].

塑料排水管和防风暴衬垫收集垃圾填埋场区域的水,并将其引导到垃圾填埋场底座周围的排水沟。这些沟渠要么是混凝土衬里,要么是砾石衬里,把水送到垃圾填埋场旁边的收集池。在收集池中,悬浮的土壤颗粒被允许沉淀,并对水进行渗滤液化学物质测试。一旦发生沉降,水通过了测试,就会被泵送或允许流出现场。

渗滤污水收集系统

没有一个系统能将水从垃圾填埋场中排除,水确实会进入垃圾填埋场。水在垃圾填埋场的细胞和土壤中渗透,类似于水在滴漏咖啡机中渗透咖啡粉的过程。18新利最新登入当水流经垃圾时,它会带走污染物。这种含有污染物的水被称为渗滤液,通常是酸性的。

为了收集渗滤液,穿孔管道贯穿整个堆填区。这些管道然后排入渗滤液管道,该管道将渗滤液输送到渗滤液收集池[来源:柯士甸社区堆填区].

甲烷收集系统

细菌因为垃圾填埋场是密闭的,所以在没有氧气(厌氧)的情况下分解垃圾。厌氧分解的副产物是垃圾填埋气体,其中含有大约50%的甲烷和50%的二氧化碳,以及少量的氮和氧。

甲烷对垃圾填埋场来说是一个严重的问题,因为它是一种强有力的温室气体,在大气中吸收热量的效率是二氧化碳的28到36倍。垃圾填埋场是美国第三大甲烷排放源,占2019年排放到大气中的气体的15%[来源:环境保护署].甲烷也是一种潜在的安全隐患,因为甲烷会爆炸和燃烧[来源:纽约卫生署新利国际网站品牌官网].

盖或盖

铺上一层压实的土壤,可以密封垃圾与空气的接触,防止害虫(鸟、老鼠、飞虫等)进入垃圾。在纽约的Fresh Kills垃圾填埋场,垃圾被至少2英尺(0.61米)的土壤覆盖,等级在4%到33%之间,以帮助排水。这一层的顶部是额外的合成织物和塑料层,还有一层土壤,让植被在垃圾填埋场的顶部生长[来源:Freshkills公园联盟].

地下水监测

在垃圾填埋场周围的许多地方都有地下水监测站。这些管道被埋入地下水中,这样就可以对水进行取样,并测试渗滤液中化学物质的存在。地下水的温度也被测量。因为当固体废物分解时,温度会上升,地下水温度的升高可能表明渗滤液正在渗入地下水。此外,如果地下水的pH值变成酸性,这可能表明渗滤液在渗漏[来源:环境保护署].

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18新利最新登入堆填区如何运作

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这张概览显示了北卡罗来纳州北威18新利最新登入克县一个垃圾填埋场的支撑站和结构。一个:回收中心;B:尺度;C:道路;D:封闭堆填区;E:露天堆填区;F:新细胞准备;G:单元被填充;H:雨水收集;:渗滤液池;J:甲烷排气孔;K:甲烷管;l:沼气站;:监控管;N:径流流域;O:暴雨流域;P:雨水管;:用于水处理18新利最新登入HowStuffWorks

垃圾填埋场的客户通常是市政当局和建筑/拆迁公司,尽管居民也可能使用垃圾填埋场。图示典型堆填区及支撑结构的布局图。18新利最新登入

这是HowStuffWorks多年前访问过的一个典型的垃圾填埋场。18新利最新登入工地入口附近设有回收中心(一个),居民可以在那里丢弃可回收材料(铝罐、玻璃瓶、报纸、混合纸、瓦楞纸板)。这有助于减少垃圾填埋中的材料数量。其中一些材料被法律禁止填埋,因为它们可以回收。

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当客户进入现场时,他们的卡车在秤室(B).使用该网站的顾客需要支付小费。这些费用用于支付债券或运营成本。

在垃圾场附近,有一些垃圾场不需要或法律禁止使用的材料的投递站。轮胎、机油、铅酸电池和干墙的多材料下料站。其中一些材料可以回收利用。

此外,还有一个家庭危险废物投递站,用于存放禁止填埋的化学品(油漆、农药等)。这些化学品由私人公司处理。一些油漆可以回收,一些有机化学品可以在焚化炉或发电厂燃烧。

堆填区旁边的其他构筑物包括为堆填区提供土壤的借用区、径流收集池(N)、渗滤液收集池()及沼气站(l).

垃圾填埋场是复杂的结构,如果设计和管理得当,可以发挥重要作用。

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最初发表于2000年10月16日

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更多优质链接

  • 阿什福德,Molika。“垃圾填埋场里发生了什么?”生活的科学。2010年8月25日。(2022年1月17日)https://www.livescience.com/32786-what-happens-inside-a-landfill.html
  • 柯士甸社区堆填区“渗滤液收集。”Austincommunitylandfill.wm.com。(2022年1月17日)https://austincommunitylandfill.wm.com/environmental-protection/leachate-collection.jsp
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