影響填埋場(chǎng)中垃圾降解的因素

【摘 要】垃圾填埋場(chǎng)實(shí)際上是一座龐大的生物反應(yīng)器，影響填埋場(chǎng)垃圾降解及穩(wěn)定化的因素很多，除了微生物的生長(zhǎng)和垃圾本身的降解特性外，還有許多外在的因素。如垃圾組成、垃圾水分含量、坊圾的處理與填埋場(chǎng)操作方式等等。本文在此主要分析幾種影響填埋場(chǎng)垃圾降解的因素。

【關(guān)鍵詞】填埋場(chǎng);垃圾降解;影響因素

一、填埋場(chǎng)操作方式

1．壓實(shí)

垃圾填埋過(guò)程中，常對(duì)垃圾進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，但是這—操作方式會(huì)對(duì)垃圾降解有—定的影響。填埋作業(yè)時(shí)，對(duì)垃圾進(jìn)行壓實(shí)，能減少垃圾攜帶的氧氣量，縮短垃圾好氧降解過(guò)程，不利于垃圾快速降解。同時(shí)，對(duì)垃圾進(jìn)行壓實(shí)、能改變單位體積垃圾的水分含量。當(dāng)垃圾水分含量低于飽和狀態(tài)時(shí)，垃圾壓實(shí)密度越大，單位體積垃圾內(nèi)的水分量越多，垃圾中微生物越易得到水分，微生物越活躍，因此越有利于垃圾的降解。當(dāng)垃圾水分含量處于飽和狀態(tài)時(shí)，垃圾壓實(shí)密度越大，單位體積垃圾內(nèi)的水分越少，垃圾中微生物可利用的水分量越少，不利于微生物的活動(dòng)，因而不利于垃圾的降解。

2．填理層日覆蓋與填埋場(chǎng)最終覆蓋

在填埋作業(yè)時(shí)，一般每天在垃圾填埋層覆以15—30cm厚的土壤，以減輕填埋場(chǎng)的臭味、改善填埋場(chǎng)的衛(wèi)生條件。垃圾填埋高度達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，要在垃圾層上方覆以60—90cm厚的最終覆蓋層，然后覆以30cm厚的粘土、壓實(shí)并使表面保持2％的坡度，最后植以植被。日覆蓋土壤與最終覆蓋層，能減少進(jìn)入垃圾層的氧氣量、縮短垃圾好氧降解過(guò)程，同時(shí)也會(huì)大大減少進(jìn)入垃圾層的降雨量，從而不利于垃圾快速降解。

3．鋪設(shè)到氣管

在填埋單元鋪設(shè)導(dǎo)氣管，不但可以回收利用填埋場(chǎng)的甲烷、消除填埋場(chǎng)甲烷爆炸的危險(xiǎn)性，而且還可以加速填埋場(chǎng)垃圾的降解。填埋場(chǎng)內(nèi)CO2和CH4的分壓增大，不利于生成CO2和CH4的底物(多肽、多聚糖、葡萄搪、氨基酸、長(zhǎng)鏈有機(jī)酸、酷酸)的分解，良好的導(dǎo)氣系統(tǒng)，能及時(shí)地排除垃圾最終降解產(chǎn)物CO2和CH4，減小CO2和CH4的分壓，從而有利于垃圾的降解。

4．筑造防滲層

為了防止?jié)B濾液對(duì)地下水造成污染，必須在填筑單元四周特別是底層筑造防滲層，以確保滲濾液不向填筑單元四周特別是底部滲透；當(dāng)垃圾層高于地下水位時(shí)，防滲層能使垃圾水分含量不因?yàn)闈B濾液向四周滲透而降低，因而有利于垃圾降解；當(dāng)垃圾層低于地下水位時(shí)，防滲層能使垃圾水量不因?yàn)榈叵滤疂B入填筑單元而增加，因而不利于垃圾降解。不過(guò)此時(shí)將會(huì)因?yàn)闈B濾液向四周的滲透造成地下水的污染問(wèn)題。

5．滲濾液回灌

填埋場(chǎng)滲濾液回灌，是國(guó)外填埋場(chǎng)常用的減少滲濾液量和處理滲濾液的方法。滲濾液回灌，能增大垃圾層的水分含量，并使?jié)B濾液中微生物的營(yíng)養(yǎng)成分返回到填埋場(chǎng)中。所以，滲濾液回灌能加快垃圾降解速率，使?jié)B濾液濃度降低，提高填埋場(chǎng)甲烷速率，提高填埋場(chǎng)的沉降量和總沉降幅度。

二、垃圾預(yù)處理

1．破碎預(yù)處理

垃圾成分復(fù)雜，顆粘大小相差很大，較難壓實(shí)。如果填埋前不破碎。則填埋場(chǎng)內(nèi)垃圾降解極不均勻，給填埋場(chǎng)的維護(hù)與管理帶來(lái)諸多不便。對(duì)垃圾實(shí)行袋裝化收集，有利于垃圾運(yùn)輸。但在實(shí)際填埋場(chǎng)中，打包的垃圾處于相對(duì)“封閉”狀態(tài)、袋內(nèi)垃圾滲濾液流動(dòng)不暢通，通過(guò)覆蓋層滲入的雨水難以與袋內(nèi)垃圾接觸，不利于增大滲濾液中生物可降解大分子有機(jī)化合物的水解產(chǎn)物的濃度梯度，因而，不利于垃圾降解。垃圾填埋前先進(jìn)行破碎，對(duì)垃圾降解既有有利的一面，又有不利的一面。—方面，垃圾破碎可減小垃圾粒徑、改善壓實(shí)效果、增加填埋場(chǎng)垃圾的納入量，減輕垃圾降解不均勻給填埋場(chǎng)的維護(hù)與管理帶來(lái)的不便，消除包裝袋對(duì)垃圾降解的不利影響；同時(shí)，又能使垃圾比表面積增大，可擴(kuò)大固液和接觸面，促進(jìn)胞外酶對(duì)垃圾中生物可降解大分子有機(jī)化合物的分解作用，使生物可降解大分子有機(jī)化合物的固態(tài)分解產(chǎn)物更快擴(kuò)散到水中，從而有利于生物可降解大分子有機(jī)化合物的分解，加快垃圾降解速度。另一方面、垃圾的過(guò)度破碎延長(zhǎng)了垃圾厭氧降解產(chǎn)酸階段，使垃圾滲濾液長(zhǎng)時(shí)間處于低pH值、高有機(jī)碳濃度狀態(tài)下，不利于甲烷的產(chǎn)生，減慢了垃圾降解速度。

2．堆肥預(yù)處理

堆肥預(yù)處理，是指在常規(guī)填埋作業(yè)前，先將垃圾置于單元底層(厚度約為1m)，不壓實(shí)不覆蓋，使其自然好氧堆肥l一2個(gè)月。在填埋場(chǎng)對(duì)垃圾進(jìn)行堆肥預(yù)處理，能使填埋單元底層垃圾在填埋場(chǎng)封場(chǎng)后立即進(jìn)入?yún)捬踅到猱a(chǎn)甲烷階段，有利于加快垃圾降解速率．研究表明，填沖場(chǎng)對(duì)垃圾實(shí)施堆肥預(yù)處理，在降低滲濾液COD濃度方面，其效果要明顯優(yōu)于實(shí)施濾液回灌的填埋場(chǎng)。

三、填埋場(chǎng)垃圾的組成

不同垃圾組分，分解速率不同。果類(lèi)、蔬菜和糧食等食品類(lèi)有機(jī)物分解的速率快，而塑料、橡膠等人工合成高分子材料的分解則很緩慢。適量的碳、氫、氮、鉀、鈉、鈣、鎂、磷和微量的鐵、錳、鉬、銅、鋅、鈷、鎢等金屬，都是微生物生長(zhǎng)必不可少的營(yíng)養(yǎng)成分。

垃圾中某些組分不利于垃圾的分解。垃圾中過(guò)量的重金屬汞、銀、銅及其化合物能與酶的SH基結(jié)合，使酶失去活性，或與菌體蛋白結(jié)合使之變性或沉淀，因此對(duì)垃圾的分解有抑制作用。鹵素及其他氧化劑的殺菌能力很強(qiáng)。酚、醇、醛等有機(jī)化合物能使蛋白質(zhì)變性，它們都會(huì)抑制微生物的活動(dòng)，從而減緩垃圾的降解速度。當(dāng)垃圾內(nèi)作為電子受體的硫酸鹽含量過(guò)高時(shí)，硫酸鹽還原反應(yīng)在與利用H2/CH4或酯酸鹽產(chǎn)甲烷的反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)電子供體H2時(shí)處于優(yōu)勢(shì)地位，硫酸鹽優(yōu)先被還原成H2S，從而使H2/CO2或醋酸鹽生成甲烷的反應(yīng)受到抑制.所以，垃圾內(nèi)硫酸鹽含量過(guò)高，會(huì)減緩垃圾降解速度。

四、污染物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)

污染物質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，決定其在環(huán)境中的微生物降解行為。生物降解是一個(gè)酶促反應(yīng)過(guò)程，而酶與污染物質(zhì)的結(jié)合是污染物可被酶催化降解的第一個(gè)關(guān)鍵步驟。這種結(jié)合常常是以某個(gè)基團(tuán)的作用為前提，或者是污染物的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)等，即酶的活性中心具有特定的空間構(gòu)象。如果污染物的空間構(gòu)象正好能與酶活性中心的空間形態(tài)吻合，則兩者在空間上具有了親和力。酶與污染物質(zhì)結(jié)合后生成一種復(fù)合中間產(chǎn)物，這種產(chǎn)物存在的過(guò)程就是酶對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行激活的相互作用過(guò)程。經(jīng)過(guò)這一激活過(guò)程，污染物質(zhì)可能在結(jié)構(gòu)上發(fā)生某種變化，或者被部分地降解。酶將被激活或者降解的污染物釋放出來(lái)，形成一種新的酶促反應(yīng)產(chǎn)物，酶又恢復(fù)原有的性狀，進(jìn)行新—輪的酶促反應(yīng)。污染物質(zhì)的某個(gè)基團(tuán)與酶蛋自質(zhì)的表面基團(tuán)的親和性是酶能與污染物質(zhì)結(jié)合的一個(gè)必要的性質(zhì)。

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