好氧治理技術(shù)在垃圾填埋場(chǎng)中的應(yīng)用研究

賈欣

（長(zhǎng)治市政府工程建設(shè)事務(wù)中心，山西長(zhǎng)治 046011）

非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)其實(shí)指的就是使用自然地理環(huán)境對(duì)其進(jìn)行填埋。在填埋的時(shí)候，不需要按照已經(jīng)設(shè)定好的填埋規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行填埋。同時(shí)，非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)也沒有經(jīng)過(guò)相關(guān)政府的各種程序?qū)徟?。在填埋時(shí)需要的用例以及各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境保護(hù)等方面都沒有取得合法的批準(zhǔn)手續(xù)，而且在垃圾場(chǎng)內(nèi)部存積著200t 以上的垃圾，這種垃圾廠就叫做非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)。由于歷史原因，在全國(guó)各地，非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)的數(shù)量是非常巨大的。僅僅在北京地區(qū)，非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)就有1011 座?？偣卜e存垃圾能夠達(dá)到8000 多萬(wàn)噸，占用了北京兩萬(wàn)多畝土地。在非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)當(dāng)中，并沒有設(shè)置防滲措施以及一些其他導(dǎo)氣系統(tǒng)，因此很容易出現(xiàn)水污染或者是土壤污染的情況，在這樣的背景之下，如何更好地加快垃圾廠當(dāng)中的有機(jī)物的降解，減少對(duì)周圍環(huán)境的危害，現(xiàn)在已經(jīng)成為非常重要的問(wèn)題。

1 研究背景

通過(guò)調(diào)查《中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》里面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析能夠發(fā)現(xiàn)在2016 年的時(shí)候我國(guó)的生活垃圾無(wú)害化處理廠就已經(jīng)有940 座。受經(jīng)濟(jì)因素的影響，早期的生活垃圾填埋場(chǎng)都沒有按照國(guó)家規(guī)定的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)常在填埋垃圾的時(shí)候發(fā)生安全隱患；垃圾滲透到土壤之中還會(huì)對(duì)周邊的地下水和土壤帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)在城鎮(zhèn)化發(fā)展越來(lái)越快，城市產(chǎn)生的垃圾越來(lái)越多，如果不想辦法解決，未來(lái)必然會(huì)受到垃圾污染。

2 非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)

2.1 非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)概念

非正規(guī)填埋場(chǎng)就是通過(guò)借助自然地理?xiàng)l件的方式處理垃圾。非正規(guī)填埋場(chǎng)主要的優(yōu)點(diǎn)就是不需要覆蓋頂部和邊坡，也沒有污染物收集的設(shè)施，一般填埋量能夠達(dá)到200t 以上。受歷史原因的影響現(xiàn)在我國(guó)的非正規(guī)填埋場(chǎng)的數(shù)量非常多，僅在北京就已經(jīng)有1000 多座，垃圾存放量能夠達(dá)到8000 萬(wàn)噸以上。

2.2 非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)的特點(diǎn)

現(xiàn)在主要包括兩種非正規(guī)垃圾的填埋方式，這兩種方式分別為簡(jiǎn)易垃圾填埋跟受控垃圾填埋。在我國(guó)比較常用的是簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)。簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)的缺點(diǎn)就是沒有一個(gè)使用的標(biāo)準(zhǔn)，在環(huán)境保護(hù)上也沒有相應(yīng)的措施，最重要的就是對(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的污染性。這種填埋垃圾的方式就是我們常說(shuō)的垃圾堆。簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)的污染非常大，但是在我國(guó)占據(jù)的比重非常大，簡(jiǎn)易受控垃圾填埋場(chǎng)的特點(diǎn)就是設(shè)備上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不齊全的情況，環(huán)保達(dá)不到國(guó)家的要求，不僅如此，在滲瀝液處理上還會(huì)影響附近土壤和地下水，進(jìn)而影響居民的身體健康。這種非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)跟國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的垃圾填埋場(chǎng)是不一樣的，所以這種填埋場(chǎng)并不符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)的治理方法

在垃圾填埋場(chǎng)當(dāng)中，主要使用兩種治理方式來(lái)解決垃圾治理。這兩種分別為異位治理跟原位治理。所謂異位治理，其實(shí)指的就是通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)垃圾的方式處理，常用于一些舊垃圾填埋場(chǎng)當(dāng)中，異位治理的優(yōu)點(diǎn)就在于可以更加少量地存少垃圾。原位治理指的是在處理的時(shí)候就在垃圾堆放的地點(diǎn)進(jìn)行處理。原位治理的方案主要包括以下幾種。

2.3.1 原地封場(chǎng)治理

原地封場(chǎng)治理就是在垃圾堆放的地方通過(guò)滲瀝液方式讓垃圾排放污染物受人為的操作排放出去。唯一的缺點(diǎn)就是降解垃圾的時(shí)間比較長(zhǎng)。

2.3.2 原地篩分處理

原地篩分處理就是先對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的垃圾進(jìn)行篩分，然后分類進(jìn)行利用。通過(guò)篩分提高垃圾的利用率，對(duì)于篩分出來(lái)的無(wú)機(jī)物可以直接就地填埋。原地篩分處理方法雖然能夠徹底治理填埋場(chǎng)的污染，但是在安全控制上和腐殖土利用上還是達(dá)不到國(guó)家的要求。

2.3.3 原地好氧降解治理

原地好氧降解在降解的過(guò)程當(dāng)中主要使用的是微生物反應(yīng)，通過(guò)這樣的方法能夠有效改變垃圾填埋場(chǎng)的化學(xué)條件。微生物可以對(duì)垃圾進(jìn)行快速降解，并且最終濃縮垃圾填埋的時(shí)間。原地好氧降解主要分成兩種，這兩種分別為厭氧反應(yīng)器以及好氧反應(yīng)器，它們有著不同的缺點(diǎn)。厭氧反應(yīng)器在使用時(shí)要很長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，有的時(shí)候在使用的時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生一些有毒氣體。好氧反應(yīng)器雖然不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，但是操作的時(shí)候比較復(fù)雜，而且投資的成本非常大。

2.3.4 好氧快速穩(wěn)定化

好氧快速穩(wěn)定化指的就是將好氧生物反應(yīng)器設(shè)置在垃圾填埋場(chǎng)當(dāng)中，然后實(shí)現(xiàn)氧化，主要的方法包括滲濾液回灌法、輸氧曝氣法以及氣水連用快速穩(wěn)定法。

（1）滲濾液回灌法屬于高效的快速穩(wěn)定化手段，就是通過(guò)在垃圾填埋場(chǎng)中摻入滲濾液的方法處理垃圾，唯一的缺點(diǎn)就是成本高、在處理的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些污染。

（2）輸氧曝氣法就是通過(guò)持續(xù)曝氣降解垃圾場(chǎng)里面的垃圾，進(jìn)而加快垃圾處理的效率。輸氧曝氣法的缺點(diǎn)就是所有效果都不是正面的，有的時(shí)候降解的效果不理想。

（3）氣—水聯(lián)用快速穩(wěn)定法就是通過(guò)在垃圾填埋堆中注射注氣井、排氣井的方式讓高壓風(fēng)機(jī)里的風(fēng)注入垃圾填埋堆中，最終抽出垃圾填埋堆中的二氧化碳。氣—水聯(lián)用快速穩(wěn)定法最大的優(yōu)勢(shì)就是治理的時(shí)間比較短，能夠在4 年之內(nèi)完成治理目標(biāo)。

3 長(zhǎng)治市溝西村生活垃圾非正規(guī)填埋點(diǎn)工程實(shí)例

長(zhǎng)治市溝西村生活垃圾非正規(guī)填埋點(diǎn)于2015 年開始進(jìn)行填埋工作，2017 年停止填埋，長(zhǎng)治市溝西村的生活垃圾填埋站主要負(fù)責(zé)接收長(zhǎng)治市主城區(qū)的生活垃圾，填埋的生活垃圾面積約為42453m3，能夠存放62.75 萬(wàn)立方米垃圾項(xiàng)目建設(shè)的主要內(nèi)容包括堆體整形、好氧曝氣工程、滲濾液收集系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)、綠化工程等。通過(guò)好氧曝氣穩(wěn)定化+后期封場(chǎng)原位處理的工藝對(duì)填埋場(chǎng)的方式來(lái)進(jìn)行治理。在治理的時(shí)候預(yù)計(jì)投資5177.42 萬(wàn)元，施工300d，現(xiàn)在施工單位已經(jīng)開始進(jìn)行施工。

4 長(zhǎng)治市溝西村生活垃圾非正規(guī)填埋點(diǎn)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的原則

（1）在滿足國(guó)家法律、法規(guī)的基礎(chǔ)上提出適合實(shí)際情況的填埋場(chǎng)好氧修復(fù)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案一定要有以下特性：適用性、針對(duì)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性。

（2）通過(guò)借鑒國(guó)外的一些先進(jìn)的好氧填埋場(chǎng)技術(shù)進(jìn)行工藝計(jì)算，詳細(xì)編制可行的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇合適的設(shè)備，盡可能減少成本。

（3）對(duì)垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行綜合修復(fù)治理，在治理的時(shí)候解決垃圾填埋過(guò)程中的污染物，減少二次污染發(fā)生的概率。

（4）在保證工程質(zhì)量的前提下充分利用場(chǎng)地中的自然條件，達(dá)到節(jié)約工程的目的。

5 好氧曝氣技術(shù)

5.1 好氧曝氣技術(shù)內(nèi)容

好氧降解技術(shù)就是借助生物反應(yīng)器的幫助轉(zhuǎn)化降解的條件，然后在轉(zhuǎn)化完成的好氧條件下處理垃圾填埋場(chǎng)里的垃圾，進(jìn)而生成一些無(wú)害的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物等，最終讓垃圾填埋場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

好氧曝氣在應(yīng)用的時(shí)候主要通過(guò)高壓風(fēng)機(jī)注入空氣的方式讓氧氣和垃圾之間發(fā)生好氧反應(yīng)，在好氧反應(yīng)的幫助下，垃圾填埋場(chǎng)里面的可降解物會(huì)被微生物吸收，吸收之后附著在微生物物體上，然后在深入細(xì)胞中。微生物在通過(guò)代謝活動(dòng)進(jìn)行分解，分解之后被吸收的有機(jī)物就會(huì)氧化成無(wú)機(jī)物，另外的生物會(huì)氧化成需要的能量，進(jìn)而產(chǎn)生更多的物質(zhì)，最終達(dá)到降解的目的。

5.2 好氧曝氣技術(shù)分解過(guò)程

好氧降解垃圾主要分為五個(gè)部分。第一部分是好氧分解，廢舊垃圾當(dāng)中存在可以降解的有機(jī)分子。這些廢舊垃圾被放置到填埋場(chǎng)之后，會(huì)跟填埋場(chǎng)當(dāng)中存在的一些微生物發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，整個(gè)階段是在好氧條件下分解的，有一定的空氣也會(huì)伴隨著廢物一起進(jìn)到填埋場(chǎng)當(dāng)中。第二部分屬于過(guò)渡部分，在這個(gè)階段氧氣會(huì)逐漸被消耗，然后整個(gè)填埋場(chǎng)變成一個(gè)厭氧條件。在這個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，硝酸鹽跟硫酸鹽會(huì)被還原為氮?dú)飧蚧瘹?。垃圾?chǎng)當(dāng)中的廢棄物會(huì)不斷的降解，變?yōu)榧淄楦趸嘉⑸?，然后轉(zhuǎn)入第三個(gè)過(guò)程當(dāng)中。把復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸或者是一些其他產(chǎn)物。由于垃圾場(chǎng)內(nèi)的二氧化碳濃度會(huì)比較高，如果出現(xiàn)了滲濾液的話，那么pH 就會(huì)開始迅速下降。第三個(gè)階段是產(chǎn)酸階段，在這個(gè)階段當(dāng)中，上一階段所說(shuō)的微生物的活動(dòng)明顯開始加快，會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)酸和一些高分子類量化合物，例如蛋白質(zhì)，核酸等等。在這個(gè)階段，化合物會(huì)被微生物轉(zhuǎn)化成低分子的有機(jī)化合物以及典型的中間產(chǎn)物，或者是其他有機(jī)酸等等。我們將這個(gè)階段轉(zhuǎn)化所涉及的微生物統(tǒng)稱為非產(chǎn)甲烷菌。第四個(gè)階段為產(chǎn)甲烷階段。在這個(gè)階段，兼性厭氧菌以及專性厭氧菌會(huì)轉(zhuǎn)化成甲烷以及二氧化碳。第五階段是穩(wěn)定化階段。廢物當(dāng)中的可降解物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳之后，掩埋廢物就進(jìn)入一個(gè)比較穩(wěn)定的階段當(dāng)中，剩余的一些不能夠降解的有機(jī)物會(huì)通過(guò)水分不斷被轉(zhuǎn)化。而且掩埋場(chǎng)當(dāng)中的氣體產(chǎn)生速度會(huì)有明顯的下降，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)能夠利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在前一個(gè)階段已經(jīng)去除了。由于每一個(gè)掩埋場(chǎng)的封閉措施都是不一樣的，所以某些掩埋場(chǎng)的LFG 當(dāng)中也有可能存在一些氨氣跟氧氣。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述能夠發(fā)現(xiàn)在垃圾填埋場(chǎng)中應(yīng)用好氧治理技術(shù)不僅能夠改善環(huán)境污染情況還能讓社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益保持一致，對(duì)促進(jìn)城市化發(fā)展有非常重要的意義。不僅如此，生物好氧反應(yīng)器還能加快垃圾降解的速度，最終達(dá)到提高垃圾的資源化和無(wú)害化的目的。