好氧治理技术在垃圾填埋场中的应用研究

贾欣

（长治市政府工程建设事务中心，山西长治 046011）

非正规垃圾填埋场其实指的就是使用自然地理环境对其进行填埋。在填埋的时候，不需要按照已经设定好的填埋规范标准来对其进行填埋。同时，非正规垃圾填埋场也没有经过相关政府的各种程序审批。在填埋时需要的用例以及各项标准和环境保护等方面都没有取得合法的批准手续，而且在垃圾场内部存积着200t 以上的垃圾，这种垃圾厂就叫做非正规垃圾填埋场。由于历史原因，在全国各地，非正规垃圾填埋场的数量是非常巨大的。仅仅在北京地区，非正规垃圾填埋场就有1011 座。总共积存垃圾能够达到8000 多万吨，占用了北京两万多亩土地。在非正规垃圾填埋场当中，并没有设置防渗措施以及一些其他导气系统，因此很容易出现水污染或者是土壤污染的情况，在这样的背景之下，如何更好地加快垃圾厂当中的有机物的降解，减少对周围环境的危害，现在已经成为非常重要的问题。

1 研究背景

通过调查《中国城乡建设统计年鉴》里面的统计数据分析能够发现在2016 年的时候我国的生活垃圾无害化处理厂就已经有940 座。受经济因素的影响，早期的生活垃圾填埋场都没有按照国家规定的要求进行设计，经常在填埋垃圾的时候发生安全隐患；垃圾渗透到土壤之中还会对周边的地下水和土壤带来风险。现在城镇化发展越来越快，城市产生的垃圾越来越多，如果不想办法解决，未来必然会受到垃圾污染。

2 非正规垃圾填埋场

2.1 非正规垃圾填埋场概念

非正规填埋场就是通过借助自然地理条件的方式处理垃圾。非正规填埋场主要的优点就是不需要覆盖顶部和边坡，也没有污染物收集的设施，一般填埋量能够达到200t 以上。受历史原因的影响现在我国的非正规填埋场的数量非常多，仅在北京就已经有1000 多座，垃圾存放量能够达到8000 万吨以上。

2.2 非正规垃圾填埋场的特点

现在主要包括两种非正规垃圾的填埋方式，这两种方式分别为简易垃圾填埋跟受控垃圾填埋。在我国比较常用的是简易垃圾填埋场。简易垃圾填埋场的缺点就是没有一个使用的标准，在环境保护上也没有相应的措施，最重要的就是对环境有很强的污染性。这种填埋垃圾的方式就是我们常说的垃圾堆。简易垃圾填埋场的污染非常大，但是在我国占据的比重非常大，简易受控垃圾填埋场的特点就是设备上经常会出现不齐全的情况，环保达不到国家的要求，不仅如此，在渗沥液处理上还会影响附近土壤和地下水，进而影响居民的身体健康。这种非正规垃圾填埋场跟国家标准的垃圾填埋场是不一样的，所以这种填埋场并不符合国家的标准。

2.3 非正规垃圾填埋场的治理方法

在垃圾填埋场当中，主要使用两种治理方式来解决垃圾治理。这两种分别为异位治理跟原位治理。所谓异位治理，其实指的就是通过运转垃圾的方式处理，常用于一些旧垃圾填埋场当中，异位治理的优点就在于可以更加少量地存少垃圾。原位治理指的是在处理的时候就在垃圾堆放的地点进行处理。原位治理的方案主要包括以下几种。

2.3.1 原地封场治理

原地封场治理就是在垃圾堆放的地方通过渗沥液方式让垃圾排放污染物受人为的操作排放出去。唯一的缺点就是降解垃圾的时间比较长。

2.3.2 原地筛分处理

原地筛分处理就是先对垃圾填埋场的垃圾进行筛分，然后分类进行利用。通过筛分提高垃圾的利用率，对于筛分出来的无机物可以直接就地填埋。原地筛分处理方法虽然能够彻底治理填埋场的污染，但是在安全控制上和腐殖土利用上还是达不到国家的要求。

2.3.3 原地好氧降解治理

原地好氧降解在降解的过程当中主要使用的是微生物反应，通过这样的方法能够有效改变垃圾填埋场的化学条件。微生物可以对垃圾进行快速降解，并且最终浓缩垃圾填埋的时间。原地好氧降解主要分成两种，这两种分别为厌氧反应器以及好氧反应器，它们有着不同的缺点。厌氧反应器在使用时要很长的反应时间，有的时候在使用的时候还会产生一些有毒气体。好氧反应器虽然不会产生有毒气体，但是操作的时候比较复杂，而且投资的成本非常大。

2.3.4 好氧快速稳定化

好氧快速稳定化指的就是将好氧生物反应器设置在垃圾填埋场当中，然后实现氧化，主要的方法包括渗滤液回灌法、输氧曝气法以及气水连用快速稳定法。

（1）渗滤液回灌法属于高效的快速稳定化手段，就是通过在垃圾填埋场中掺入渗滤液的方法处理垃圾，唯一的缺点就是成本高、在处理的过程中会产生一些污染。

（2）输氧曝气法就是通过持续曝气降解垃圾场里面的垃圾，进而加快垃圾处理的效率。输氧曝气法的缺点就是所有效果都不是正面的，有的时候降解的效果不理想。

（3）气—水联用快速稳定法就是通过在垃圾填埋堆中注射注气井、排气井的方式让高压风机里的风注入垃圾填埋堆中，最终抽出垃圾填埋堆中的二氧化碳。气—水联用快速稳定法最大的优势就是治理的时间比较短，能够在4 年之内完成治理目标。

3 长治市沟西村生活垃圾非正规填埋点工程实例

长治市沟西村生活垃圾非正规填埋点于2015 年开始进行填埋工作，2017 年停止填埋，长治市沟西村的生活垃圾填埋站主要负责接收长治市主城区的生活垃圾，填埋的生活垃圾面积约为42453m3，能够存放62.75 万立方米垃圾项目建设的主要内容包括堆体整形、好氧曝气工程、渗滤液收集系统、雨水收集系统、绿化工程等。通过好氧曝气稳定化+后期封场原位处理的工艺对填埋场的方式来进行治理。在治理的时候预计投资5177.42 万元，施工300d，现在施工单位已经开始进行施工。

4 长治市沟西村生活垃圾非正规填埋点工程项目设计的原则

（1）在满足国家法律、法规的基础上提出适合实际情况的填埋场好氧修复设计方案，设计方案一定要有以下特性：适用性、针对性、经济性、安全性。

（2）通过借鉴国外的一些先进的好氧填埋场技术进行工艺计算，详细编制可行的设计方案，根据设计方案选择合适的设备，尽可能减少成本。

（3）对垃圾填埋场进行综合修复治理，在治理的时候解决垃圾填埋过程中的污染物，减少二次污染发生的概率。

（4）在保证工程质量的前提下充分利用场地中的自然条件，达到节约工程的目的。

5 好氧曝气技术

5.1 好氧曝气技术内容

好氧降解技术就是借助生物反应器的帮助转化降解的条件，然后在转化完成的好氧条件下处理垃圾填埋场里的垃圾，进而生成一些无害的有机物和无机物等，最终让垃圾填埋场达到稳定状态。

好氧曝气在应用的时候主要通过高压风机注入空气的方式让氧气和垃圾之间发生好氧反应，在好氧反应的帮助下，垃圾填埋场里面的可降解物会被微生物吸收，吸收之后附着在微生物物体上，然后在深入细胞中。微生物在通过代谢活动进行分解，分解之后被吸收的有机物就会氧化成无机物，另外的生物会氧化成需要的能量，进而产生更多的物质，最终达到降解的目的。

5.2 好氧曝气技术分解过程

好氧降解垃圾主要分为五个部分。第一部分是好氧分解，废旧垃圾当中存在可以降解的有机分子。这些废旧垃圾被放置到填埋场之后，会跟填埋场当中存在的一些微生物发生一系列的化学反应，整个阶段是在好氧条件下分解的，有一定的空气也会伴随着废物一起进到填埋场当中。第二部分属于过渡部分，在这个阶段氧气会逐渐被消耗，然后整个填埋场变成一个厌氧条件。在这个环节当中，硝酸盐跟硫酸盐会被还原为氮气跟硫化氢。垃圾场当中的废弃物会不断的降解，变为甲烷跟二氧化碳微生物，然后转入第三个过程当中。把复杂的有机质转化为有机酸或者是一些其他产物。由于垃圾场内的二氧化碳浓度会比较高，如果出现了渗滤液的话，那么pH 就会开始迅速下降。第三个阶段是产酸阶段，在这个阶段当中，上一阶段所说的微生物的活动明显开始加快，会产生大量有机酸和一些高分子类量化合物，例如蛋白质，核酸等等。在这个阶段，化合物会被微生物转化成低分子的有机化合物以及典型的中间产物，或者是其他有机酸等等。我们将这个阶段转化所涉及的微生物统称为非产甲烷菌。第四个阶段为产甲烷阶段。在这个阶段，兼性厌氧菌以及专性厌氧菌会转化成甲烷以及二氧化碳。第五阶段是稳定化阶段。废物当中的可降解物转化成甲烷和二氧化碳之后，掩埋废物就进入一个比较稳定的阶段当中，剩余的一些不能够降解的有机物会通过水分不断被转化。而且掩埋场当中的气体产生速度会有明显的下降，这是因为大多数能够利用的营养物质在前一个阶段已经去除了。由于每一个掩埋场的封闭措施都是不一样的，所以某些掩埋场的LFG 当中也有可能存在一些氨气跟氧气。

6 结束语

综上所述能够发现在垃圾填埋场中应用好氧治理技术不仅能够改善环境污染情况还能让社会效益、环境效益、经济效益保持一致，对促进城市化发展有非常重要的意义。不仅如此，生物好氧反应器还能加快垃圾降解的速度，最终达到提高垃圾的资源化和无害化的目的。