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1、生活垃圾填埋科普知识我国生活垃圾卫生填埋技术发展较晚，20世纪80年代初，生活垃圾处理方式主要以高温堆肥及在城郊裸露堆置为主，即所谓自然衰减型填埋场，全国无一家正规垃圾填埋场。80年代中后期，由于垃圾的裸露堆放，蚊子、苍蝇大量滋生，臭气弥漫，且垃圾渗滤液未经任何处理，随意流淌，严重污染了环境，这种状况与各城市经济的飞速发展极不协调，不能满足民众对环保的要求，国家开始规划筹建比较规范的生活垃圾填埋场。卫生填埋是在传统的垃圾堆放填埋基础上发展起来的垃圾处理技术。90年代已发展成为较成熟的技术，与传统的垃圾堆填处置方式相比，卫生填埋具有如下特点：需经过科学选址；需建设符合环保要求的工程设施；需按技术
2、规范填埋作业；饱和后要进行封场和封场后的维护管理。所谓卫生填埋就是能对垃圾渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式。在建设期间要进行防渗处理，在填埋场底采用人工衬层，四周采用垂直防渗幕并使之与天然隔水层相连接，使填埋场底下形成一个独立的水系，并且不会污染地下水，渗滤液收集后一般通过管道直接处理或送城市污水处理厂处理。生活垃圾填埋的运营管理方面主要做好以下几点：1、控制填埋区渗滤液水位，渗滤液经处理后要达到可排入地表水的标准，甚至处理后再利用以达到零排放；主动抽取填埋气体并利用填埋气体发电，供热或作民用和汽车燃料，多余的和尚未利用的填埋气体送入专用火炬集中燃烧处理后排放；规范填埋作业，控制填埋作业面积
3、，当天作业完毕立即覆盖；中间覆盖面要及时利用植被恢复，场区绿化美化与周围生态环境和谐协调，对周围环境的影响要控制在最低限度。2、加强原有填埋场改造、封场（参见附件1）和利用。我国将逐步加强对简易填埋场的改造和封场处理，以减少环境污染。3、加速填埋场稳定化技术研究。一些国家正在研究生物反应器填埋场（参见附件2），试图通过改变垃圾体内氧气含量、生物菌种、水分等条件，促进垃圾降解，加速垃圾稳定化进程，以达到减少渗滤处理量、缩短产气时间和封场后的维护时间、降低垃圾处理成本的目的。附件1：常规卫生填埋场封场设计、维护及补救措施现代垃圾卫生填埋场要求当填埋区垃圾达到设计填埋高度后必须进行封场覆盖。其目的就
4、是为了减少渗滤液产生量、抑止病原菌及其传播媒体蚊蝇的繁殖和扩散、控制填埋场恶臭气体和可燃气体散发、提高垃圾堆体安全性、增加填埋场生态修复与开垦利用的速度。封场后的垃圾填埋场能否安全运行是衡量封场方案是否具有实用性的重要标志。因此，在封场方案设计过程中，封场方案必须对径流控制、填埋气控制及垃圾渗滤液收集和处理、环境监测等方面进行长期规划。填埋场封场覆盖层的主要功能是使入渗到垃圾场的地表水达到最小化，从而减少渗滤液的产生量，因此垃圾填埋场覆盖层设计必须兼顾以下条件：（1）温度极限；（2）可能产生干湿交替从而导致土壤发生收缩龟裂，影响覆盖层系统稳定性的降雨极限；（3）可能会导致某些土壤的破坏或者其他
5、覆材料损坏的不均匀沉降；（4）可能会导致覆盖层破坏的倾斜滑动；（5）植物根系、掘地动物、蚯蚓、昆虫等对土壤的穿透；（6）覆盖层上车辆的行驶；（7）地震引起的变形；（8）风力或水流对覆盖材料的侵蚀等，从而确保填埋场地表径流和融化水能够顺利及时地被排放出。除此之外，填埋场设计还要结合垃圾填埋场当地的地形状况和附近花草植物的种类，使封场后的垃圾填埋场与周边环境绿化相协调。因此，垃圾填埋场最终封场设计还必须考虑以下要素：(1)覆盖系统的整体结构；（2）覆盖层的渗透率；（3）地表的坡度；（4）景观设计；（5）场地下陷时的补救方法；（6）在静态和动态条件下的边坡稳定性。垃圾填埋场封场后，虽然没有新鲜生活垃
6、圾补充进入填埋场，但是封场覆盖层下面的原有生活垃圾在相当长一段时间内依然进行着各种生化反应，场地仍然会产生不同程度的沉降，垃圾渗滤液及填埋气会继续产生，因此，为了维护封场后的填埋场安全运行，必须进行封场后的各种维护。填埋封场后的维护主要包括填埋场地位置的连续视察与维护、基础设施的不定期维护以及填埋场内及周边环境的连续监测。具体内容如下：制定并开展连续视察填埋场的方案，以便能够对填埋场封场后的综合条件进行定期巡察，尽早发现问题、解决问题，做到防患于未然，从而确保场地的安全。同时还必须制定相关的安全规程和技术标准来应对可能出现的问题及应采取的相关技术措施。基础设施维护范围主要包括地表水排放设施、填
7、埋气和渗滤液收集设施及填埋场地表梯度。基础设施所需的维修程度主要取决于地表的沉降，而沉降的程度则取决于气体成分及其最初在填埋场废物堆放位置时被压缩的程度。因此，监测填埋气的成分对基础设施维护具有重要的指导作用；对填埋场常用机械设备也需进行定期检修，以免出现突发事故时设备无法正常使用，填埋场所需配备设备数量多少则取决于填埋场的范围大小和需维护设施的自然状况。在填埋场封场后，为了能够管理好填埋场的环境条件，确保填埋场没有释放出可能对公众健康和周边环境造成影响的污染物，封场后的填埋场仍需对垃圾场内及周边环境进行环境监测。监测范围主要包括：(1) 渗滤液区的气体和液体监测；（2）地表水监测；（3）气体
8、质量监测。分析所需的采样数量和采样频率通常取决于当地空气污染和水体污染管理机构的规定。填埋场封场后如果发生安全隐患，安全补救措施就显得尤为必要。在实际工程当中，补救措施主要是针对由于填埋气的扩散、有毒气体的扩散、渗滤液污染地下水等原因引发的事故及其他不可预见问题。垃圾填埋场气体的主要成分是甲烷和二氧化碳，这两种气体不仅会影响环境温度，而且当浓度达到一定程度时能使人窒息甚至死亡；有资料显示，甲烷气体在空气中的浓度达到515时易发生爆炸，国内外由于填埋气体的聚集迁移而引起的爆炸和火灾事故时有发生，因此，填埋场不仅要对场内填埋气成分和浓度进行连续监测，同时也必须对垃圾场周边区域进行定期监测，一旦发现
9、填埋气迁移至填埋场外其他区域且存在安全隐患时，尤其是当填埋气迁移至建筑区域时，必须开展确保该地区安全的疏散措施。目前，针对填埋气迁移至建筑区域问题，集气井是解决上述问题最行之有效的方法。集气井不仅可以去除建筑物地面的填埋气而且可以阻止填埋气向其他地方扩散；而对于填埋场内毒气扩散问题可以采用在填埋场内安装填埋气控制和空气恢复系统，以降低有毒气体进入空气中。在垃圾卫生填埋中，防止渗滤液污染地下水是至关重要的，虽然在填埋场设计过程中采用了一系列的防渗措施，但是由于防渗体本身也存在着接头不严密、局部破裂等缺陷，再加上成分复杂的渗滤液中可能会腐蚀防渗设施；因此防渗系统可能局部失去防渗作用。据统计垃圾填埋
10、场对周围环境造成的污染主要是垃圾渗滤液对污染地下水的污染。封场后的垃圾填埋场在日常的监测过程中如果发现渗滤液对地下水造成污染，可采用以下补救措施：1、在填埋场顶部铺设一层新的高效防渗的覆盖层，从根本上减少垃圾渗滤液量，从而使流经填埋场的水量减小，减少渗滤液对地下水的污染，该方法适用于封场时间较短的垃圾填埋场；2、通过设置防渗墙、竖向隔离墙、深层搅拌桩墙、灌浆帷幕、高压喷射浆板墙等措施或者运行可控制改善地下水力条件的水质恢复井限制或切断填埋场被污染地下水的转移。该方法适用于填埋场底部有较好隔水层的含水层污染；3、采取人工补给或抽水 人工补给的方法可以加快被污染地下水的稀释和自净作用，也可以抽水设
11、备将填埋场周围含水层中被污染的地下水抽至地上处理设施进行处理，然后再将处理后的水回灌至地下；4、利用原位生物修复技术，在不进行搅动的条件下，利用微生物的生物降解作用对被污染的含水层在原位或者易残留部位进行现场处理，使污染物质转变为无害物质，从而达到治理被污染地下水的目的。该方法适用于被含水层中的物质所吸附的污染物的去除，对饱和带和包气带中污染物均可使用，是一种应用效果良好的地下水污染的修复技术。附件2：生物反应器填埋场传统的卫生填埋技术存在着种种缺陷。例如：占地面积大；渗滤液水质水量波动比较大，处理难度也大；渗滤液污染强度高，二次污染严重；填埋场封场后维护监管期长、风险大、费用高，而且不利于场
12、地及时复用以及填埋场产气期滞后，历时较长、产气量小，资源化率低等等。除此之外，在填埋场封场以后，由于湿度减少，微生物的活性减弱甚至停止，垃圾填埋场成为一个潜在的污染源，不符合可持续发展的战略要求，直接导致单位垃圾填埋处理处置费用高，不利于在更大范围上推广和运用的弊端。生物反应器填埋是在传统的卫生填埋技术的基础上发展起来的，其原理是通过有目的地控制渗沥液的回灌来保证填埋场的最佳湿度，强化填埋垃圾中微生物的生物过程，从而加速垃圾中可降解有机组分的转化和稳定。自20世纪70年代起，美国、英国、加拿大、澳大利亚、德国、丹麦、意大利、瑞典和日本等国相继开始了生物反应器填埋场的研究。研究表明，渗滤液回灌可
13、增加填埋场的有效库容量，促进垃圾中有机化合物的降解，缩短产沼时间。Robinson等人的研究发现，通过渗滤液回灌可以大大缩短填埋垃圾的稳定化进程使原需1520年的稳定过程缩短至23年。在Pohland等人的研究中，垃圾填埋场被看作生物反应器，他们认为渗滤液的喷洒量应根据垃圾的稳定化进程而逐步提高：在填埋场处于产酸阶段早期时，喷撒的渗滤液量宜少，在产气阶段则可以逐渐增加；另外由于填埋场内垃圾处于不同的稳定化阶段，可以将产甲烷区垃圾层排出的渗滤液回灌至新填入的产酸区垃圾层，而将新垃圾层所产生的渗滤液回灌至老龄填埋区，这样有利于加速污染物的溶出和有机污染物的分解，同时加速垃圾层的稳定化进程。美国加里
14、福尼亚州“生物反应器型”垃圾填埋技术研究的试验结果显示，由于增加了渗滤液的循环、垃圾水分的控制等措施，使得生物消化能力明显提高。与常规无控制的卫生填埋方法相比，垃圾填埋气产量提高75%，减容率增加约4倍，且渗滤液稳定快，一般不需要渗滤液处理设施。根据填埋工艺的不同，生活垃圾生物反应器填埋技术可分为4种，即好氧、厌氧、好氧厌氧和半好氧生物反应器填埋技术。与传统的卫生填埋技术相比较，这4种生物反应器填埋技术拥有各自不同特点。1.好氧生物反应器填埋技术好氧生物反应器填埋技术是根据场内垃圾生物降解的需要，将渗滤液、其他液体及空气等通过一种可控方式加入填埋场。这样不仅可大大加快填埋垃圾生物降解和稳定速率
15、，减少甲烷的排放，同时还可降低渗滤液污染强度和处理费用国外研究表明，好氧生物反应器填埋方式可将生活垃圾的稳定时间加快到24年左右，温室气体量减少50%90%。由于需要强制通风供氧、渗滤液回灌及其他控制形式，导致单位时间内运行费用很高。然而，由于运行维护时间大大缩短，总的运行维护费用同传统的卫生填埋技术相比差别不大。2.厌氧生物反应器填埋技术为了保持填埋场内最佳的湿度条件，厌氧生物反应器填埋技术通过向填埋垃圾体回灌渗滤液和注入其他的液体，从而使可生物降解垃圾在缺氧的条件下进行厌氧降解，同时快速产生富含甲烷的填埋气体。这种技术具有加快填埋垃圾降解和稳定速度，减轻渗滤液有机污染强度，增大甲烷气体产量
16、、产生速率，进而提高甲烷气体回收利用效益等优势，资源化率高（垃圾达到稳定化时间在410年左右，甲烷气体产量增加约200250），运行维护费用较低。缺点是渗滤液氨氮浓度长期偏高，不利于渗滤液的生物处理。3.好氧厌氧生物反应器填埋技术好氧厌氧生物反应器填埋技术对上下层垃圾采取不同的处理方式，即对上层新填埋垃圾进行强制通风供氧，而对下层垃圾仍按厌氧方式运行。其主要目的在于降低新填埋垃圾中易降解物酸化后对厌氧垃圾层的危害，同时控制场内的湿度和其他环境条件，以实现填埋垃圾的无害化和资源化。垃圾达到稳定化所需时间比好氧生物反应器填埋技术长，但比厌氧生物反应器填埋技术短；运行维护费用处于好氧和厌氧生物反应器填埋技术之间。4.半好氧生物反应器填埋技术半好氧型生物反应器填埋技术是利用填埋场内外气体压力差，通过自然进风方式维持渗滤液收集管、排气管及中间覆土层周围一定区域内垃圾层的好氧状态，使部分垃圾实现好氧降解，同时向场
