生活垃圾填埋场（SABR）土壤生态修复技术 - 北京龙腾华创环境能源技术有限公司

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堆体中埋设注气井、注液井和排气井，向垃圾堆体内注入空气，并将收集的渗滤液和其他液体回注至垃圾堆体，使堆体中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堆体中的二氧化碳等气体，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料的生物反应滤箱后排入大气。有机物好氧生物反应式如下：

C_aH_bO_cN_d+{(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堆体中，因此将垃圾中的有害物质对土壤、大气、水体（地表水、地下水）环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，使垃圾堆体中的温度升高，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，污染地下水和地表水，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，而且可以大大降低渗滤液处理的难度，从而节省投资和运行费用。同时由于垃圾堆体中的温度升高，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以达到稳定化，这样就可以减少封场后填埋场的维护的工作量，降低运行成本，同时可以减少甲烷等危险气体爆炸的风险。
二、系统组成、治理效果、工程造价和经济效益
“固体好氧生物反应器”系统组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、渗滤液收集和注液系统
2）生物好氧反应器的控制系统
3）生物好氧反应器综合监测系统

图3.5 “固体好氧生物反应器”系统组成
二年治理周期时间内，垃圾堆体地面将产生10%～20%的沉降
（1）治理后填埋场垃圾堆体内可降解有机物质（BDM）含量≦3%；
（2）治理后填埋场垃圾堆体内部沼气浓度≦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《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）中污染物最高允许排放浓度上限，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，设备使用次数最少为3次，每次使用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。需要根据地域环境、气候条件、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，对促进经济发展和改善居民生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认的可以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时，就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，得到补贴。
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，我们在国内已提至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。但无论如何，微生物有其自身生长的客观规律，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时，需要结合该区域未来的规划，做好有针对性的工作。