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生活垃圾填埋场(SABR)土壤生态修复技术
一:治理方案和优势
        非正规垃圾填埋场的治理方案分为异位治理和原位治理。异位治理是将填埋场中的垃圾转运,原位治理是在垃圾场原地对垃圾进行处理,原位治理的方案有三种,分别为原地封场治理、原地筛分处理和原地加速降解治理(生物反应器)
        原地加速降解治理是将填埋场变为生物反应器,改变填埋场中的物理和化学条件,建立符合微生物生长的环境,利用微生物的作用,加速垃圾中可生物降解有机物的分解,缩短填埋场的填埋时间。原地加速降解治理分为厌氧反应器和好氧反应器两种方法。由于厌氧的反应强度较之好氧反应低,需要的时间较长,而且厌氧反应不可避免的产生甲烷气等填埋气体,而且渗滤液的产生量不会减少,相反好氧反应器不存在这些问题,但好氧反应器的投资较厌氧反应器高,运行操作相对复杂。
        美国环保局对垃圾好氧治理的评价是,“好氧反应处理提高分解速率,减少有害和有气味气体的释放, 并且提高渗滤液的品质。这些优点对改造填埋场、减少污染具有重大的意义。”
“固体好氧生物反应器(SABR)” 来源上世纪末美国研究的“填埋场生物反应器(LBR)”,其结构如图
 
 

 
         好氧生物反应法治理垃圾填埋场的原理是通过在填埋?#28895;?#20013;埋设注气井、注液井和排气井,向垃圾?#28895;?#20869;注入空气,并将收集的渗滤液和其他液体回注至垃圾?#28895;澹?#20351;?#28895;?#20013;的有机物在适宜的含氧量、温度、湿度条件下,经好氧微生物的作用快速降解,缩短垃圾分解的时间。同时通过排气井排除垃圾?#28895;?#20013;的二氧化碳等气体,并带出好氧反应产生的热量。抽出来的气体通过装有有机填?#31995;?#29983;物反应滤箱后排入大气。有机物好氧生物反应式如下:

CaHbOcNd+{(4a+b-2c-3d)+2d}O2→aCO2+{(b-3d)+d}H2O+dHNO3-
                               4                                     2

        由于有机物经好氧处理的产物是CO2、H2O等,取代了传统厌氧反应的CH4、NH3、H2S等,垃圾渗滤液又回流到垃圾?#28895;?#20013;,因此将垃圾中的有害物质对土壤、大气、水体(地表水、地?#28388;?#29615;境的影响将减少最低程度。同时由于减少了甲烷气(CH4)的排放(CH4的吸热量是CO2的 21倍),可以降低温室效应,保护我们的大气层。由于好氧生物反应时放热反应,使垃圾?#28895;?#20013;的温度升高,可以有效杀灭垃圾中的病原菌,减少对环境的危害。
    固体好氧生物反应器(SABR)技术比传统的厌氧降解法提高降解速度30倍以上。治理周期短,一般为2-3年。相当于自然降解50-100年减少垃圾填埋场对环境的影响
垃圾渗滤液由于其成分复杂,污染地?#28388;?#21644;地表水,收集后单独处理的难度大,投资和运行的费用高,是目前垃圾填埋场问题的焦点所在。通过将渗滤液循环,分散在填埋场中,增加固体的湿度,不仅可以提高垃圾中有机物的降解速率,而且可?#28304;?#22823;降低渗滤液处理的难度,从而节省投资和运行费用。同时由于垃圾?#28895;?#20013;的温度升高,水份的蒸发量大,渗滤液的量减少。在渗滤液会回灌的过程中,渗滤中的污染物被垃圾吸附,特别是对氨氮和金属难降解的污染物,有良好的吸附作用,降低相关污染物在渗滤液中浓度。
由于垃圾在填埋过程中就基本降解掉,填埋场在短时间内可?#28304;?#21040;稳定化,这样就可以减少封场后填埋场的维护的工作量,降低运行?#26432;荊?#21516;时可以减少甲烷等危险气体爆炸的风险。
二、?#20302;?#32452;成、治理效果、工程造价和经济效益
“固体好氧生物反应器”?#20302;?#32452;成包括以下三个部分,如图3.5所示:
1)填埋场区域内抽气、注气、渗滤液收集和注?#21512;低?br /> 2)生物好氧反应器?#30446;?#21046;?#20302;?br /> 3)生物好氧反应器综合监测?#20302;?br />
 
图3.5  “固体好氧生物反应器”?#20302;?#32452;成
二年治理周期时间内,垃圾?#28895;?#22320;面将产生10%~20%的沉降
(1)治理后填埋场垃圾?#28895;?#20869;可降解有机物质(BDM)含量≦3%;
(2)治理后填埋场垃圾?#28895;?#20869;?#31354;?#27668;浓度≦1.5%;
(3)治理后填埋场垃圾渗沥液产生量大幅减少,渗滤液中主要污染物排放指标COD、BOD5和 NH3-N,符合《污水排入城市?#28388;?#36947;水质标准》(CJ3082-1999)中污染物最高?#24066;?#25490;放浓度上限,即:BOD5≦300mg/l;COD≦500mg/l;NH3—N≦35mg/l
(4)填埋场状态稳定,不再沉降,沉降率≦0.02%/年。
 
这些治理设备可以多次重复使用,设备使用?#38382;?#26368;少为3?#21361;?#27599;?#38382;?#29992;2年,使用寿命为6年。
治理工程总造价一般为每立方米垃圾30~45元左右。需要根据地域环?#22330;?#27668;候条件、垃圾成份、填埋深度和封场年限等现场具体条件确定。
通过采用固体生物好氧反应器对垃圾场进行治理,可以在社会效益、环境效益和经济效益三方面取得一致,?#28304;?#36827;经济发展和改善?#29992;?#29983;活条件有极大的意义。采用固体生物好氧反应器治理垃圾场潜在的经济效益是非常客观的。该技术已成为国际上公?#31995;目?#20197;减少温室气体排放的措施之一,全球第一个采用好氧反应器治理封场的垃圾填埋场----以色列的Taibe’e填埋场的CO2减排量(减排14万吨CO2),已获得《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)的许可,可以上市成交。这项工作也是申请CO2减排的基础数据。我们建议填埋场治理项目立项之?#20445;?#23601;可以准备向国家相关机构申请CO2减排的立项工作,以便尽早获得《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)的认可,得到?#22266;?br /> 填埋场治理后,土地收益十分可观,对周边地区的土地增值也有有非常重要的作用。
三、用途
由于固体生物反应器技术在中国是一项新的技术,尽管我们已实施了国内的第一个项目,但我们也在摸索该技术的规律。由于是利用微生物对有机物进行降解,而微生物生长环境的培养和微生物自身的生长都需要一定的时间,因此采用该技术治理垃圾填埋场,需要有一定的时间。国外通常的治理时间是3-5年,我们在国内?#28895;?#33267;2年,如果需要再更短的时间内达到使填埋场无害化的目标,可能需要更多的投入。但无论如?#21361;?#24494;生物有其自身生长?#30446;?#35266;规律,我们也在探索中。
从国外的经验看,采用生物反应器技术治理达到无害化的土地的用途,有以下三个方面:
① 恢复为作运动和娱乐用地。
② 恢复为林地或复垦为农业用地
③  变成商业用地及物流库房、停车场等。
由于填埋场的特殊性,每一种用途都需要对垃圾垃圾降解后的土壤和环境情况,进行有针对性的处理,否则会遇到一些与普通土壤不通的问题。因此我们建议在治理的同?#20445;?#38656;要结合?#20204;?#22495;未来的规划,做好有针对性的工作。
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