隨著我國人口的增加，土地資源日益緊缺，垃圾填埋場的再利用問題倍受關(guān)注，這勢必涉及到填埋場的穩(wěn)定化評價問題。填埋場穩(wěn)定化的一個重要指標(biāo)是垃圾組成[1 —5]。為了科學(xué)地利用填埋場的土地和垃圾，從本質(zhì)上把握填埋場的日常管理、設(shè)計、安全防護等，有必要對填埋場中的垃圾進行深入系統(tǒng)地研究。這方面我國所作的研究工作非常有限。國外所做的研究工作，其研究結(jié)果對我國有參考價值[6—10]。本工作研究了垃圾降解過程中固體殘余物的含量及BDM與填埋時間的定量關(guān)系，從微觀垃圾組成的角度來預(yù)測垃圾的礦化程度。

1試驗場的建立和垃圾組成的監(jiān)測

1.1試驗場的建造

在上海市老港垃圾填埋場建造了國內(nèi)外規(guī)模最大的垃圾填埋場穩(wěn)定化試驗場。該試驗場位于老港填埋場北側(cè)的試驗小區(qū)(17號單元)。試驗場底部和四周鋪設(shè)有粘土和高分子材料襯底及排水管道。填埋完畢后在垃圾表面覆蓋了30cm的粘土，并設(shè)有排水溝�？梢哉J(rèn)為該試驗場是小型的標(biāo)準(zhǔn)垃圾衛(wèi)生填埋場。1995-04-10開始向試驗場填入垃圾，至1995-04-25填畢。共填埋垃圾10858t，垃圾填埋高度4m，有效填埋面積3000m2(50m×60m)。填入后垃圾的初始容重為0.905t/m3。所用垃圾末摻有建筑垃圾和工業(yè)垃圾，也看不出有明顯的煤灰存在，是典型的燃?xì)饩用駞^(qū)生活垃圾，其組成為含水率43%，有機物 (干重)38%，無機物(干重)44%。

1.2垃圾組成分析

(1)沿試驗場對角線的兩角和中心各設(shè)一個采樣點，每點取5—10kg 的垃圾樣品。烘干后挑出石頭、磚頭、玻璃等無機硬廢物和無法降解的橡膠、塑料蓋、塑料瓶后的剩余部分用球磨機和破碎機破碎至20目以下。取其粉末進行分析測試。同時，分別對老港填埋場199l、1992、1993、1994年4月份的填埋單元進行了挖掘，取出垃圾進行相同物化參數(shù)的測定，以便檢驗通過試驗場垃圾取樣測定結(jié)果所得出的數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。

總糖含量分析：糖與硫酸作用，脫水生成羥甲基呋喃甲醛(羥甲基糖醛)，再與蒽酮縮合生成藍(lán)色化合物，其呈色強度與溶液中糖的濃度成正比，在610nm波長處定量測定。單糖、雙糖、糊精、淀粉等都直接與試劑發(fā)生作用。(2)揮發(fā)分和有機碳含量分析：通過在650℃溫度下灼燒的方法來測定垃圾中有機物(揮發(fā)性固體)的含量。又因為垃圾中的碳含量大約是有機物質(zhì)的47%，因此可以通過測定易揮發(fā)性物體的含量再乘以47%來估算有機碳的含量。(3)BDM分析：在強酸性條件下，以強氧化劑重鉻酸鉀在常溫下氧化樣品中有機質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以硫酸亞鐵回滴。根據(jù)所消耗氧化劑的量，計算樣品中有機質(zhì)的量，再換算為生物可降解度。(4)粗纖維含量分析：垃圾樣品經(jīng)一定濃度的酸處理后，去除其中的糖類等雜質(zhì)，最后的殘渣減去灰分，即得粗纖維。

2結(jié)果與討論

2.1垃圾組成與填埋時間的關(guān)系

圖1垃圾組成與填埋時間的關(guān)系

圖 1為試驗場3個取樣點垃圾組成監(jiān)測結(jié)果，從圖中可以看出，在2年內(nèi)，垃圾組成的監(jiān)測結(jié)果波動比較大。而經(jīng)2年左右的時間填埋后，取出的垃圾卻臭味大減，也易晾干。1990年和1991年填入的垃圾則基本上無味，呈黑色，放在實驗室會很快自然晾干而且不產(chǎn)生滲濾液。由圖1可以看出，3個取樣點的垃圾組成是非常接近的。表明取樣和分析是可靠的。顯然，垃圾分析的重現(xiàn)性非常好。在進行數(shù)學(xué)模擬時，只能應(yīng)用填埋2年后的垃圾組成監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.2實驗場垃圾組成與填埋時間關(guān)系的數(shù)學(xué)擬合和驗證

用3個取樣點的垃圾組成的平均值。通過數(shù)學(xué)擬合，得到各垃圾成分與填埋時間的擬合關(guān)系式，結(jié)果見表1。

表1垃圾組成與填埋時間(d)關(guān)系的數(shù)學(xué)擬合式

2.3老港垃圾填埋場1991—1994年4月封場填埋單元垃圾組成監(jiān)測

老港垃圾填埋場屬于平原式填埋場。整個填埋場被劃分為幾十個填埋單元。填埋單元之間用3m厚的土壩相隔�？梢哉J(rèn)為，填埋單元之間是相互獨立的。每個填埋單元可使用3個月時間。從1997年3月開始，對老港垃圾填埋場199l，1992，1993和1994年4月份封場的填埋單元的垃圾進行取樣分析。結(jié)果見表 2。

表2老港垃圾填埋場1991—1994年4月份封場填埋單元垃圾監(jiān)測

BDM：生物可降解物含量；OC：有機碳；RC：粗纖維；VS：揮發(fā)性固體；TS：總糖

2.4數(shù)學(xué)擬合方程的驗證

利用表1的方程式，就可計算出垃圾組成與填埋時間的定量關(guān)系。用表2的數(shù)據(jù)與表1的方程式計算值進行對比，發(fā)現(xiàn)表2的數(shù)據(jù)在與計算值相差±(3%—5%)左右(總糖除外)。因此，表1的方程式是可靠的，完全能夠用于老港垃圾填埋場垃圾組成與填埋時間的關(guān)系預(yù)測，其結(jié)果見表3(由于總糖含量實在太低，誤差較大)。

表3垃圾組成預(yù)測值

從表3可以看出，垃圾各成分含量的降低是非常緩慢的。垃圾無害化過程，實際上也是垃圾中有機質(zhì)含量的下降過程。經(jīng)測定，老港垃圾填埋場覆蓋土的BDM含量為 2.5%，若垃圾中的BDM含量降低到這個數(shù)值，大約需要22—23年。根據(jù)同時進行的滲濾水濃度預(yù)測結(jié)果，老港垃圾填埋場滲濾水下降到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)所需的時間也是22—23年[1—2]。

3討論與結(jié)論

垃圾無害化程度除了一些微生物和病理指標(biāo)外，似乎無其它規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可參照。從本報告看，隨著填埋時間的延長，垃圾中揮發(fā)性物質(zhì)含量、有機碳含量、粗纖維含量、BDM、總糖含量等均會緩慢下降。對于一個填埋場，只要建立起這些參數(shù)的方程，通過測定該場任何點的垃圾組成，就可較準(zhǔn)確判斷填埋年限。

對垃圾無害化程度與本項目所測得的各物化參數(shù)進行關(guān)聯(lián)看來還不可行。但若在分析測試這些參數(shù)的同時也對垃圾中的病原微生物等進行分析，通過衛(wèi)生指標(biāo)確定垃圾無害化程度，再與物化參數(shù)進行關(guān)聯(lián)，就有可能用物理化學(xué)方法判定垃圾無害化程度與填埋時間的關(guān)系[2]。這方面的工作還有待于進行。全國每年產(chǎn)生1.2億t垃圾，基本上是采用填埋方法處理。經(jīng)若干年降解而轉(zhuǎn)化為礦化垃圾后，其數(shù)量至少有1億t。歷年來我國堆存的礦化垃圾數(shù)量有幾億t，利用價值很大。

從垃圾組成的衰減規(guī)律來看，老港垃圾填埋場穩(wěn)定化時間大約為22—23年。此時滲濾水污染物濃度也自然衰減到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。一般的安全性也能保證，只要不用作修建房屋等建筑用地，填埋場就可安全地被再利用。

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