Deponi -Landfill

För övningen att fylla en vattenförekomst för att skapa nytt land, se Landåtervinning . För annan användning, se Deponi (disambiguation) .
En soptipp i Polen
Del av en serie om
Förorening
Luftföroreningar3.jpg
Luftförorening
Biologiska föroreningar
Elektromagnetisk förorening
Naturliga föroreningar
Buller
Strålningsföroreningar
Markförorening
Fast avfallsförorening
Utrymmesföroreningar
Termisk förorening
Visuell förorening
Krigsföroreningar
Vattenförorening
Övrigt
Listor

Kategorier

En deponi , även känd som en tipp , soptipp , soptipp , soptipp eller tippplats , är en plats för bortskaffande av avfallsmaterial . Deponi är den äldsta och vanligaste formen av avfallshantering , även om den systematiska nedgrävningen av avfallet med dagliga, mellanliggande och slutliga täckningar började först på 1940-talet. Förr lämnades avfall helt enkelt i högar eller kastades i gropar; inom arkeologi är detta känt som en mitt .

Vissa deponier används för avfallshantering, såsom tillfällig lagring, konsolidering och överföring, eller för olika stadier av bearbetning av avfallsmaterial, såsom sortering, behandling eller återvinning. Såvida de inte stabiliseras kan deponier genomgå kraftiga skakningar eller att marken flyter över marken under en jordbävning . När det är fullt kan området över en deponi återtas för annan användning.

Operationer

En av flera deponier som används av Dryden, Ontario , Kanada

Operatörer av välskötta deponier för icke-farligt avfall uppfyller fördefinierade specifikationer genom att tillämpa tekniker på:

  1. begränsa avfallet till en så liten yta som möjligt
  2. kompakt avfall för att minska volymen

De kan också täcka avfall (vanligtvis dagligen) med lager av jord eller andra typer av material som träflis och fina partiklar.

Under deponiverksamhet kan en våg eller våg väga insamlingsfordon vid ankomst och personal kan inspektera laster för avfall som inte överensstämmer med deponiets avfallsmottagningskriterier. Efteråt använder sophämtningsfordonen det befintliga vägnätet på väg mot tippkanten eller arbetsfronten där de lastar av sitt innehåll. Efter att last har deponerats kan komprimatorer eller bulldozers sprida och kompaktera avfallet på arbetsytan. Innan de lämnar deponigränserna får sophämtningsfordonen passera en hjulrengöringsanläggning. Vid behov återvänder de till vågbryggan för omvägning utan sin last. Vägningsprocessen kan sammanställa statistik över det dagliga inkommande avfallstonnaget, som databaser kan behålla för journalföring. Förutom lastbilar kan vissa deponier ha utrustning för att hantera järnvägscontainrar. Användningen av "rail-haul" tillåter att deponier placeras på mer avlägsna platser, utan de problem som är förknippade med många lastbilsresor.

Vanligtvis, i arbetsytan, täcks det komprimerade avfallet med jord eller alternativa material dagligen. Alternativa avfallstäckmaterial inkluderar flisat trä eller annat "grönt avfall", flera påsprutade skumprodukter, kemiskt "fixerade" biofasta ämnen och tillfälliga filtar. Filtar kan lyftas på plats på natten och sedan tas av följande dag innan avfallsplacering. Det utrymme som dagligen upptas av det komprimerade avfallet och täckmaterialet kallas en daglig cell. Avfallskomprimering är avgörande för att förlänga livslängden på soptippen. Faktorer som avfallets kompressibilitet, avfallslagrets tjocklek och antalet passager av komprimatorn över avfallet påverkar avfallstätheterna.

Sanitär deponi livscykel

Termen deponi är vanligtvis en förkortning för en kommunal deponi eller sanitär deponi. Dessa anläggningar introducerades först tidigt på 1900-talet, men fick stor användning på 1960- och 1970-talen, i ett försök att eliminera öppna soptippar och andra "ohygieniska" metoder för avfallshantering. Den sanitära soptippen är en teknisk anläggning som separerar och begränsar avfall. Sanitära deponier är avsedda som biologiska reaktorer ( bioreaktorer ) där mikrober över tiden kommer att bryta ner komplext organiskt avfall till enklare, mindre giftiga föreningar. Dessa reaktorer måste konstrueras och drivas enligt regulatoriska standarder och riktlinjer (Se miljöteknik ).

Vanligtvis är aerob nedbrytning det första steget genom vilket avfall bryts ner i en deponi. Dessa följs av fyra stadier av anaerob nedbrytning. Vanligtvis sönderfaller fast organiskt material i fast fas snabbt när större organiska molekyler bryts ned till mindre molekyler. Dessa mindre organiska molekyler börjar lösas upp och flyttas till vätskefasen, följt av hydrolys av dessa organiska molekyler, och de hydrolyserade föreningarna genomgår sedan omvandling och förångning som koldioxid (CO 2 ) och metan (CH 4 ), med resten av avfallet. kvar i fast och flytande fas.

Under de tidiga faserna når liten materialvolym lakvattnet , eftersom det biologiskt nedbrytbara organiska materialet i avfallet genomgår en snabb volymminskning. Samtidigt ökar lakvattnets kemiska syrebehov med ökande koncentrationer av de mer motstridiga föreningarna jämfört med de mer reaktiva föreningarna i lakvattnet. Framgångsrik omvandling och stabilisering av avfallet beror på hur väl mikrobiella populationer fungerar i syntrofi , dvs en interaktion mellan olika populationer för att tillgodose varandras näringsbehov.

Livscykeln för en kommunal deponi genomgår fem distinkta faser:

Initial justering (fas I)

När avfallet placeras i deponin innehåller hålrummen stora volymer molekylärt syre (O 2 ). Med tillsatt och komprimerat avfall minskar O 2 -halten i deponinbioreaktorlagren gradvis. Mikrobiella populationer växer, tätheten ökar. Aerob biologisk nedbrytning dominerar, dvs den primära elektronacceptorn är O 2 .

Övergång (fas II)

O 2 bryts snabbt ned av de befintliga mikrobiella populationerna. Den minskande O 2 leder till mindre aeroba och mer anaeroba förhållanden i lagren. De primära elektronacceptorerna under övergången är nitrater och sulfater eftersom O 2 snabbt undanträngs av CO 2 i avloppsgasen.

Syrabildning (Fas III)

Hydrolys av den biologiskt nedbrytbara fraktionen av det fasta avfallet börjar i syrabildningsfasen, vilket leder till snabb ackumulering av flyktiga fettsyror (VFA) i lakvattnet. Den ökade halten av organiska syror minskar lakvattnets pH från cirka 7,5 till 5,6. Under denna fas bidrar nedbrytningsmellanföreningarna som VFAs med mycket kemiskt syrebehov (COD). Långkedjiga flyktiga organiska syror (VOA) omvandlas till ättiksyra (C 2 H 4 O 2 ), CO 2 och vätgas (H 2 ). Höga koncentrationer av VFA ökar både det biokemiska syrebehovet (BOD) och VOA-koncentrationerna, vilket initierar H 2 -produktion av fermentativa bakterier, vilket stimulerar tillväxten av H 2 -oxiderande bakterier. H2 -genereringsfasen är relativt kort eftersom den är fullständig i slutet av syrabildningsfasen . Ökningen av biomassan av acidogena bakterier ökar mängden nedbrytning av avfallsmaterialet och konsumerar näringsämnen. Metaller, som i allmänhet är mer vattenlösliga vid lägre pH, kan bli mer rörliga under denna fas, vilket leder till ökande metallkoncentrationer i lakvattnet.

Metanjäsning (Fas IV)

Syrabildningsfasens mellanprodukter (t.ex. ättiksyra, propionsyra och smörsyra) omvandlas till CH 4 och CO 2 av metanogena mikroorganismer. Eftersom VFA metaboliseras av metanogener, återgår pH-värdet för deponivattnet till neutralitet. Lakvattnets organiska styrka, uttryckt som syrebehov, minskar i snabb takt med ökad CH 4- och CO 2 -gasproduktion. Detta är den längsta nedbrytningsfasen.

Slutlig mognad och stabilisering (Fas V)

Hastigheten av mikrobiologisk aktivitet saktar ner under den sista fasen av avfallsnedbrytningen eftersom tillförseln av näringsämnen begränsar de kemiska reaktionerna, t.ex. eftersom biotillgänglig fosfor blir alltmer knapphändig. CH 4 produktionen försvinner nästan helt, med O 2 och oxiderade arter som gradvis återkommer i gasbrunnarna när O 2 tränger nedåt från troposfären. Detta omvandlar oxidation-reduktionspotentialen (ORP) i lakvattnet mot oxidativa processer. De resterande organiska materialen kan stegvis omvandlas till gasfasen och allteftersom organiskt material komposteras; dvs det organiska materialet omvandlas till humusliknande föreningar.

Social och miljöpåverkan

Deponiverksamhet på Hawaii. Observera att området som fylls är en enda, väldefinierad "cell" och att en skyddande deponin finns på plats (exponerad till vänster) för att förhindra kontaminering av lakvatten som vandrar nedåt genom den underliggande geologiska formationen.

Deponier har potential att orsaka ett antal problem. Infrastrukturstörningar , såsom skador på tillfartsvägar av tunga fordon, kan förekomma. Föroreningar av lokala vägar och vattendrag från hjul på fordon när de lämnar deponin kan vara betydande och kan mildras av hjulspolningssystem . Förorening av den lokala miljön , såsom förorening av grundvatten eller akviferer eller markförorening kan också förekomma.

Lakvatten

Huvudartikel: Lakvatten

När nederbörd faller på öppna soptippar sipprar vatten genom soporna och förorenas med suspenderat och löst material och bildar lakvatten. Om detta inte är inneslutet kan det förorena grundvattnet. Alla moderna deponier använder en kombination av ogenomträngliga liners flera meter tjocka, geologiskt stabila platser och uppsamlingssystem för att innehålla och fånga upp detta lakvatten. Det kan sedan behandlas och indunstas. När en deponi är full stängs den av för att förhindra att nederbörd tränger in och att nytt lakvatten bildas. Liners måste dock ha en livslängd, vare sig det är flera hundra år eller mer. Så småningom kan alla deponier läcka, så marken runt deponier måste testas för lakvatten för att förhindra föroreningar från att förorena grundvattnet.

Nedbrytningsgaser

Huvudartikel: Deponigas

Rötnande mat och annat ruttnande organiskt avfall skapar nedbrytningsgaser , särskilt CO 2 och CH 4 från aerobt respektive anaerobt sönderfall. Båda processerna sker samtidigt i olika delar av en deponi. Utöver tillgänglig O 2 kommer andelen gasbeståndsdelar att variera beroende på deponiernas ålder, typ av avfall, fukthalt och andra faktorer. Till exempel kan den maximala mängden deponigas som produceras illustreras en förenklad nettoreaktion av dietyloxalat som står för dessa samtidiga reaktioner:

4 C 6 H 10 O 4 + 6 H 2 O → 13 CH 4 + 11 CO 2

I genomsnitt är ungefär hälften av den volymetriska koncentrationen av deponigas CH 4 och något mindre än hälften är CO 2 . Gasen innehåller också cirka 5 % molekylärt kväve (N 2 ), mindre än 1 % vätesulfid (H 2 S) och en låg koncentration av icke-metanorganiska föreningar (NMOC), cirka 2700 ppmv .

Avfallshantering i Aten, Grekland

Deponigaser kan sippra ut från deponin och in i den omgivande luften och marken. Metan är en växthusgas , och är brandfarlig och potentiellt explosiv i vissa koncentrationer, vilket gör den perfekt för förbränning för att generera el rent. Eftersom sönderfallande växtmaterial och matavfall endast frigör kol som har fångats upp från atmosfären genom fotosyntes, kommer inget nytt kol in i kolets kretslopp och atmosfärens koncentration av CO 2 påverkas inte. Koldioxid fångar värme i atmosfären, vilket bidrar till klimatförändringen . I korrekt hanterade deponier samlas gas upp och facklas eller återvinns för användning av deponigas .

Vektorer

Dåligt drivna deponier kan bli till besvär på grund av vektorer som råttor och flugor som kan sprida infektionssjukdomar . Förekomsten av sådana vektorer kan mildras genom användning av daglig täckning .

Andra olägenheter

En grupp vilda elefanter interagerar med en soptipp i Sri Lanka

Andra potentiella problem inkluderar störningar av vilda djur på grund av ockupation av livsmiljöer och störningar av djurhälsan orsakade av att konsumera avfall från deponier, damm, lukt, bullerföroreningar och minskade lokala fastighetsvärden.

Deponigas

Huvudartikel: Deponigas

Gaser produceras på deponier på grund av den anaeroba nedbrytningen av mikrober. I en korrekt hanterad deponi samlas denna gas upp och används. Dess användningsområden sträcker sig från enkel fackling till deponigasutnyttjande och generering av elektricitet . Övervakning av deponigas uppmärksammar arbetarna på förekomsten av en ansamling av gaser till en skadlig nivå. I vissa länder är återvinningen av deponigas omfattande; i USA, till exempel, har mer än 850 deponier aktiva system för återvinning av deponigas.

En gasflacka producerad av en soptipp i Lake County, Ohio

Regional praxis

En soptipp i Perth, västra Australien
Deponi för South East New Territories, Hong Kong

Kanada

Deponier i Kanada regleras av provinsiella miljömyndigheter och miljöskyddslagstiftning. Äldre anläggningar tenderar att falla under nuvarande standarder och övervakas för läckage . Vissa tidigare platser har omvandlats till parklandskap.

europeiska unionen

Inom Europeiska unionen är enskilda stater skyldiga att anta lagstiftning för att uppfylla kraven och skyldigheterna i det europeiska deponidirektivet .

Majoriteten av EU:s medlemsländer har lagar som förbjuder eller strängt begränsar bortskaffande av hushållsavfall via soptippar.

Indien

Deponering är för närvarande den främsta metoden för bortskaffande av kommunalt avfall i Indien. Indien har också Asiens största dumpningsplats i Deonar, Mumbai. Problem uppstår dock ofta på grund av den alarmerande tillväxttakten för deponier och dålig förvaltning av myndigheterna. Bränder på och under ytan har ofta setts i de indiska soptipparna under de senaste åren.

Storbritannien

Huvudartikel: Deponier i Storbritannien

Deponeringsmetoderna i Storbritannien har behövt ändras under de senaste åren för att möta utmaningarna i det europeiska deponidirektivet . Storbritannien inför nu deponiskatt på biologiskt nedbrytbart avfall som deponeras. Utöver detta har deponin Allowance Trading Scheme upprättats för lokala myndigheter att handla med deponikvoter i England. Ett annat system fungerar i Wales där myndigheterna inte kan "handla" sinsemellan, utan har utsläppsrätter som kallas deponibidragssystemet.

Förenta staterna

Huvudartikel: Deponier i USA

Deponier i USA regleras av varje delstats miljömyndighet, som fastställer minimiriktlinjer; dock kan ingen av dessa standarder falla under de som fastställts av United States Environmental Protection Agency (EPA).

Att tillåta en deponi tar i allmänhet mellan fem och sju år, kostar miljontals dollar och kräver rigorösa lokaliserings-, ingenjörs- och miljöstudier och demonstrationer för att säkerställa att lokala miljö- och säkerhetsfrågor tillgodoses.

Typer

Mikrobiella ämnen

Statusen för en soptipps mikrobiella samhälle kan avgöra dess matsmältningseffektivitet.

Bakterier som smälter plast har hittats på soptippar.

Återvinning av material

Huvudartikel: Deponibrytning

Man kan behandla deponier som en livskraftig och riklig källa till material och energi . I tredje världens länder letar avfallsplockare ofta efter fortfarande användbara material. I kommersiella sammanhang har företag också upptäckt deponier och många har börjat skörda material och energi. Välkända exempel inkluderar gasåtervinningsanläggningar. Andra kommersiella anläggningar inkluderar avfallsförbränningsanläggningar som har inbyggd materialåtervinning. Denna materialåtervinning är möjlig genom användning av filter ( elektrofilter , aktivt kol- och kaliumfilter, quench, HCl-bricka, SO 2 -bricka, bottenaska -galler, etc.).

Alternativ

Se även: Lista över tekniker för behandling av fast avfall

Förutom strategier för avfallsminskning och återvinning , finns det olika alternativ till deponier, inklusive förbränning av avfall till energi , anaerob rötning , kompostering , mekanisk biologisk behandling , pyrolys och plasmabågeförgasning . Beroende på lokal ekonomi och incitament kan dessa göras mer ekonomiskt attraktiva än deponier.

Restriktioner

Länder inklusive Tyskland , Österrike , Sverige , Danmark , Belgien , Nederländerna och Schweiz , har förbjudit bortskaffande av obehandlat avfall på deponier. I dessa länder får endast visst farligt avfall, flygaska från förbränning eller stabiliserad produktion från mekaniska biologiska reningsverk fortfarande deponeras.

Se även

Referenser

Vidare läsning

externa länkar