根據生活垃圾填埋場生物降解理論，比較全面地論述我國可持續的生活垃圾處理技術，認為生活垃圾填埋場是一座巨大的生物反應器，礦化垃圾是反應器的產物，可以綜合利用；而作為反應器本身，填埋場可以不斷的進行循環使用。因此，通過填埋場的填埋－開採與利用－再填埋的過程，不僅實現了生活垃圾的綜合利用，而且充分利用了土地填埋特有的低投資、低處理成本、易管理的優勢，解決了傳統填埋法占地大、資源無法回收利用、潛在污染時間長的缺點。
基本介紹
- 中文名：可持續生活垃圾填埋技術
- 外文名：Sustainable landfill technology
- 套用學科：環境生態
- 適用領域範圍：固體廢物處理與處置
- 性質：技術
- 套用：生活垃圾
概念,礦化垃圾,影響組成的因素,生物反應器填埋場,
概念
隨著當今可持續發展呼聲的日漸高漲，傳統填埋場也面臨著一場技術與理念上的改革。我們可以從技術選擇的角度理解和擴展可持續發展的定義，近似認為可持續就是建立極少產生廢料和污染物的工藝或技術系統，儘可能接近“零排放”或是一種“密閉式”工藝方法。基於以上理解，美國的Keith Knox, Knox Associates，首先將把這種思路引入到固體廢棄物處置管理中，提出可持續發展填埋場的思想首先要對總體的環境目標原則做出明確的說明，即填埋處置最終要達到的目標、效果以及實現目標的時間界定其次要建立一系列可控制的技術指標，把模糊的環境與發展問題定量化、具體化。
1986年瑞士環保部門最早對總體目標作了描述即每一世代必須採取必要措施使填埋處置的固體廢棄物達到“最終貯存質量”，（Final Storage Quality, FSQ）標準，即排放到環境空氣、水、土壤中的物質不需要進一步處理便可為環境所接受，並且明確指出一個世代時間為30年。丹麥在1992年的垃圾及回收利用政府行動計畫書中也清楚規定每一個世代要使他們這一代的垃圾在填埋處置30年後不需要管理或監測。奧地利、英國等也分別對總體目標做出了規定。這些原則、目標的制定對這些國家固體廢棄物的管理實踐起到了顯著的指導作用。為實現總體目標，各個國家要根據本國具體情況建立一套切實可行的定量指標體系。比如英國，主要從以下三個方面制定“最終貯存質量”技術標準：垃圾降解殘餘物特性分析指標、氣體指標、滲濾液性質指標。
礦化垃圾
生活垃圾一旦填埋到填埋場，就發生一系列的生物降解和物理化學轉化。垃圾成分、壓實密度、填埋年齡及填埋深度、填埋場地理位置、水文氣象條件等均會影響垃圾的降解速度，從而也影響填埋場穩定化進程。填埋場封場數年後(在南方一般至少在8～10年以上，北方地區10～15年以上)，垃圾中易降解物質完全或接近完全降解，垃圾填埋場表面沉降量非常小(如小於1～5 mm/a)，垃圾自然產生的滲濾液和氣體量極少或不產生，垃圾中可生物降解含量(BDM)下降到3%以下，此時的垃圾填埋場可以認為達到穩定化狀態，所形成的垃圾被稱為礦化垃圾。
在上海市，這種礦化垃圾至少有4000萬噸(老港垃圾填埋場2000萬噸，市區和郊區歷年來的堆場、江鎮堆場等近2000萬噸)。北京、天津、廣州等城市所堆存的礦化垃圾估計也有幾千萬噸。三峽庫區、大運河兩岸也存在已經搬遷或急需搬遷的幾千萬噸礦化垃圾。因此我國礦化垃圾的資源非常充足。
礦化垃圾有較大的比表面積、鬆散的結構、較好的水力傳導和滲透性能、較好的陽離子交換能力等。另外，礦化垃圾中微生物數量龐大、種類繁多，由於其特殊的形成歷程，這些微生物尤以多階段降解性微生物為主，可降解諸如纖維素、半纖維素、多糖和木質素等難降解有機物，因此是一種性能非常優越的生物介質，完全適合作為一種優良的生物反應器填料或介質，而且有著其他介質(如土壤)所無法比擬的優越性能。
事實上，絕大部分的垃圾填埋場均建於市郊。隨著城市的發展，幾乎每個城市的垃圾產生量都在增加，所需填埋場的面積越來越大。但對於寸土寸金的城市，要不斷地提供新的填埋場以滿足需要是非常困難的，甚至是不可能的。解決這個問題的一個重要而且可行的方法就是把礦化垃圾進行開採，這不僅可以充分利用礦化垃圾中的有機肥料和可回收物品，還可以對騰出的空間重新填入新垃圾，從而極大地延長填埋場的使用年限。
影響組成的因素
在生活垃圾產量劇增的同時，垃圾的組成比也發生了很大的變化。影響城市生活垃圾組成的主要因素有三個：一是城市經濟的發展水平；二是城市居民的生活習慣；三是城市的燃料結構等。經濟發達、生活水平較高的城市，有機物如廚餘、紙張、塑膠、橡膠的含量均較高。以燃煤為主的北方城市，受採暖期影響，垃圾中煤渣、沙石所占的份額較多。許多國家城市居民的日常食品改為冷凍、乾縮、預製的成品和半成品，家庭垃圾中的有機物，如瓜皮、果核等大為減少；而各類紙張或塑膠包裝物、金屬、玻璃器皿以及廢舊家用電器等品種大大增加。
生物反應器填埋場
在傳統的衛生填埋場中，垃圾的生物降解是一個無任何控制的自然降解過程。由於垃圾組成成分複雜，物理、化學和生物特性差異很大，以及垃圾填埋場結構設計上的問題，其無法為微生物提供適宜的生長條件，垃圾的生物降解過程因而受到限制，因此，現行傳統的衛生填埋場除了占地面積大之外，還具有降解過程緩慢、穩定化時間長、降解不完全、產氣率低、滲濾液成分複雜，且難以處理等缺點。
生物反應器填埋場是通過有目的的控制手段強化微生物過程從而加速垃圾中易降解和中等易降解有機組分轉化和穩定的一種垃圾衛生填埋場運行方式。這些控制手段包括液體(水、滲濾液)注入、備選覆蓋層設計、營養添加、pH值調節、溫度調節和供氧等。生物反應器型填埋技術與傳統衛生填埋場的本質不同在於其生物降解過程是加以控制的。一個填埋單元就是一個小型的“可控生物反應器”(controlled bioreactor)。許多這樣的填埋單元構成的填埋場就是一個大型生物反應器。它具有生物降解速度快，穩定化時間短，填埋氣產氣量高、收集完全，一般無需複雜的滲濾液處理設施等特點。
