三、有機固體廢棄物的衛(wèi)生填埋

填埋處理是城市生活廢棄物最基本的處理方法，即將殘渣埋入地下，通過微生物長期的作用，使之分解為無害化合物的過程。該法投資少、技術要求不高、便于操作，運用十分廣泛。填埋主要有現(xiàn)代衛(wèi)生填埋和傳統(tǒng)簡易填埋兩類方式。老式垃圾填埋場選址主要考慮方便和經(jīng)濟因素，通常利用廢棄的老采石場、礦場、自然洼地傾倒廢物，然后簡單地用土層覆蓋。衛(wèi)生填埋則在選址、建造、運行、封場等方面都有嚴格要求，建造有防滲漏、滲濾液和填埋氣體的監(jiān)測、收集、處理系統(tǒng)，盡可能減少對環(huán)境的危害，實現(xiàn)填埋體內(nèi)垃圾無害化。由于傳統(tǒng)的簡易填埋所產(chǎn)生的垃圾滲濾液(leachate)和氣體會污染水和大氣，造成嚴重的環(huán)境問題，傳統(tǒng)填埋法目前在發(fā)達國家應用比例越來越少，而衛(wèi)生填埋則是目前世界各國特別是發(fā)達國家應用最普遍的方法。我國城市生活垃圾除了少部分焚燒、堆肥或回收利用外，其余絕大部分被運送到填埋場進行處置。由于受到經(jīng)濟發(fā)展水平的限制，我國過去大多采用簡易填埋方式，衛(wèi)生填埋起步較晚，真正意義上的衛(wèi)生填埋場從20世紀80年代末才開始建設。

衛(wèi)生填埋始于20世紀60年代，其原理與厭氧堆肥相同，都是利用好氧、兼性和專性厭氧微生物對有機物進行分解轉(zhuǎn)化，使之達到穩(wěn)定化的過程。在衛(wèi)生填埋過程中有機固體廢棄物分層壓實填埋，每層厚度一般為2.5～3m，層與層之間須覆土30cm。填埋場底部需設防滲層和滲濾液收集系統(tǒng)，以防止?jié)B濾液滲漏污染地下水。此外，由于微生物對有機物的厭氧發(fā)酵作用，會產(chǎn)生CH₄、CO₂、NH₃、CO、H₂、H₂S等氣體，因此，填埋場還需設氣體收集和排導管道，以收集厭氧分解過程所產(chǎn)生的氣體。

現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場(sanitary landfill)設計上要滿足一系列嚴格標準，包括填埋場選址、填埋設備、填埋設計與單元操作、監(jiān)測系統(tǒng)、滲濾液和氣體處理等，以保證對環(huán)境的影響程度最小，尤其強調(diào)地下水的保護。衛(wèi)生填埋場位置的選擇不但要考慮地質(zhì)條件和土壤類型，還要考慮諸如地下水水位等因素。填埋場的底部排列著由高密度塑料或黏土組成的低滲透性墊層，還要采取措施收集和分析填埋場產(chǎn)生的滲濾液和氣體。以往的填埋場填滿以后就廢棄，而現(xiàn)代填埋場在關閉以后還要長期受到監(jiān)測?？傊?，和老式填埋場比較，現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場注重長期的環(huán)境保護。

填埋對有機固體廢棄物的無害化周期長，一般發(fā)酵產(chǎn)氣期需5年。微生物對填埋坑中物料的作用大致可分為三個階段:首先是好氧分解階段，填埋初期填埋物料含有大量空氣，各種好氧微生物大量繁殖，對填埋物料進行好氧降解，此階段持續(xù)時間取決于分解速度，可以由幾天到幾個月;好氧分解將填埋層中氧耗盡后即進入第二階段即厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段，微生物利用NO₃^－和SO₄^2－作為電子受體，產(chǎn)生硫化物、N₂和CO₂，硫酸鹽還原菌和反硝化菌的繁殖速度大于產(chǎn)甲烷菌;隨著氧化還原電位的不斷降低和高分子有機物的不斷分解，產(chǎn)甲烷菌逐漸活躍，甲烷產(chǎn)量逐漸增多，便進入穩(wěn)定的第3階段即產(chǎn)氣階段，此時氣體以甲烷和二氧化碳為主。填埋場氣體一般含有40%～50%的二氧化碳，30%～40%的甲烷和其他氣體，因此，可以作為能源回收利用。

垃圾在填埋場的存放、裝卸、平鋪、壓實等過程中，由于其中有機物的腐爛分解，會產(chǎn)生溫室氣體、惡臭氣體以及滲濾液等，污染空氣和地下水，嚴重危害人類健康。

垃圾分解產(chǎn)生的溫室氣體主要是二氧化氮(NO₂)、甲烷(CH₄)、二氧化碳(CO₂)，惡臭氣體按其組成可分成5類:①含硫化合物，如H₂S、SO₂、硫醇、硫醚等;②含氮化合物，如氨氣、胺類、酰胺、吲哚等;③鹵素及衍生物，如氯氣、鹵代烴等;④烴類及芳香烴;⑤含氧有機物，如醇、酚、醛、酮、有機酸等。

滲濾液的形成和運動會造成水污染。近年來，垃圾滲濾液已引起人們的焦慮和廣泛關注。由于老式垃圾填埋場往往與地表水、地下水相連，會造成嚴重水污染，故必須對滲濾液進行處理。

滲濾液(leachate)是由水滲透過污染物質(zhì)產(chǎn)生的，水流過污染物，就會溶解廢物中的成分，垃圾填埋場滲濾液包括了溶解的化學物質(zhì)如鹽、重金屬，通常還有有機化合物。垃圾滲濾液的有害物質(zhì)濃度高，成分復雜，極難處理，特別是隨著填埋時間的延長，垃圾滲濾液的濃度越來越高、成分越加復雜、可生物降解性降低，處理難度更大。垃圾滲濾液的處理主要有兩大難點，一是氨氮濃度高，二是可生物降解性差。滲濾液氨氮濃度一般從數(shù)十mg/L至幾千mg/L，是一般生活污水的數(shù)十倍乃至數(shù)百倍，隨著填埋時間的延長，垃圾中的有機氮轉(zhuǎn)化為無機氮，滲濾液的氨氮濃度有升高的趨勢，高濃度的氨氮對生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用。且高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調(diào)，生物脫氮難以進行，導致最終出水難以達標排放。滲濾液可生物降解性差主要體現(xiàn)在兩個方面:一是指隨著填埋場填埋時間的延長，滲濾液的生物降解性降低，在填埋后期，可生物降解性很差，BOD/COD值小于0.1，此時的滲濾液俗稱老化滲濾液。另一方面，在填埋初期，雖然滲濾液的可生物降解性較好，但是單靠生物處理也很難將之處理至二級甚至一級標準以下，一般來講，滲濾液的COD中將近有500～600 mg/L無法用生物處理的方式處理。我國滲濾液處理廠的建設始于20世紀90年代初期，起初的處理工藝主要參照城市污水的處理方法，代表性的工程實例有杭州天子嶺、北京阿蘇衛(wèi)等;從20世紀90年代中后期開始，研究人員考慮到滲濾液的水質(zhì)特性，如高濃度的氨氮和有機物等，采取了脫氨措施，處理工藝一般為氨吹脫+厭氧處理+好氧處理，代表性的工程實例有深圳下坪、香港新界西等。從2000年以后，新建的滲濾液處理廠一般遠離城區(qū)，沒有條件排入城市污水管網(wǎng)，隨著對滲濾液處理要求的相應提高，一般采取生物處理+深度處理的方法，以達到排放標準。代表性的工程實例有廣州新豐、重慶長勝橋等。目前我國垃圾滲濾液處理工藝的關鍵主要集中在以下兩個方面:高濃度氨氮處理技術和滲濾液深度處理技術。

與其他措施相比，衛(wèi)生填埋總投資和運行費用較低，可迅速解決有機固體廢棄物的出路問題，改變城市衛(wèi)生面貌。因此，衛(wèi)生填埋是城市生活垃圾最主要的處理技術。