隨著我國(guo)人(ren)口的(de)(de)(de)增加，土(tu)地資源日益(yi)緊缺，垃(la)圾(ji)填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)再利用問(wen)題倍受關注，這(zhe)(zhe)勢必(bi)涉及到填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)穩定化評(ping)價問(wen)題。填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)穩定化的(de)(de)(de)一個重要指標是垃(la)圾(ji)組(zu)成[1 —5]。為了科學地利用填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)土(tu)地和垃(la)圾(ji)，從本質上把握(wo)填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)日常管理(li)、設計、安全防護等，有(you)必(bi)要對填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)場(chang)(chang)中(zhong)的(de)(de)(de)垃(la)圾(ji)進行深入系統地研究(jiu)。這(zhe)(zhe)方(fang)面(mian)我國(guo)所(suo)作的(de)(de)(de)研究(jiu)工作非常有(you)限。國(guo)外所(suo)做(zuo)的(de)(de)(de)研究(jiu)工作，其(qi)研究(jiu)結果對我國(guo)有(you)參(can)考價值[6—10]。本工作研究(jiu)了垃(la)圾(ji)降解過程中(zhong)固體(ti)殘(can)余物(wu)的(de)(de)(de)含量(liang)及BDM與填(tian)(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)時間的(de)(de)(de)定量(liang)關系，從微觀垃(la)圾(ji)組(zu)成的(de)(de)(de)角度來預測垃(la)圾(ji)的(de)(de)(de)礦化程度。

1試驗場的建立和垃圾組成的監測

1.1試驗場的建造

在上海市(shi)老港垃(la)圾(ji)(ji)(ji)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)場(chang)(chang)(chang)(chang)建造了(le)國(guo)內外(wai)規模最大的(de)(de)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)場(chang)(chang)(chang)(chang)穩(wen)定化(hua)試(shi)驗場(chang)(chang)(chang)(chang)。該(gai)試(shi)驗場(chang)(chang)(chang)(chang)位于老港填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)場(chang)(chang)(chang)(chang)北側的(de)(de)試(shi)驗小區(17號單元)。試(shi)驗場(chang)(chang)(chang)(chang)底(di)部和四周鋪設有(you)(you)粘土和高分子材料襯底(di)及(ji)排水(shui)管道。填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)完畢(bi)后在垃(la)圾(ji)(ji)(ji)表(biao)面覆蓋了(le)30cm的(de)(de)粘土，并設有(you)(you)排水(shui)溝。可以(yi)認為該(gai)試(shi)驗場(chang)(chang)(chang)(chang)是小型的(de)(de)標準(zhun)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)衛生(sheng)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)場(chang)(chang)(chang)(chang)。1995-04-10開始向試(shi)驗場(chang)(chang)(chang)(chang)填(tian)(tian)(tian)入(ru)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)，至1995-04-25填(tian)(tian)(tian)畢(bi)。共(gong)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)垃(la)圾(ji)(ji)(ji)10858t，垃(la)圾(ji)(ji)(ji)填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)高度(du)4m，有(you)(you)效填(tian)(tian)(tian)埋(mai)(mai)(mai)面積3000m2(50m×60m)。填(tian)(tian)(tian)入(ru)后垃(la)圾(ji)(ji)(ji)的(de)(de)初始容重為0.905t/m3。所用垃(la)圾(ji)(ji)(ji)末摻有(you)(you)建筑垃(la)圾(ji)(ji)(ji)和工業垃(la)圾(ji)(ji)(ji)，也看(kan)不(bu)出有(you)(you)明(ming)顯的(de)(de)煤灰存(cun)在，是典型的(de)(de)燃氣居民區生(sheng)活垃(la)圾(ji)(ji)(ji)，其組成為含(han)水(shui)率43%，有(you)(you)機(ji)物 (干重)38%，無機(ji)物(干重)44%。

1.2垃圾組成分析

(1)沿試驗(yan)場(chang)(chang)對角線的兩角和(he)(he)中心各設(she)一個采樣點，每點取(qu)(qu)(qu)5—10kg 的垃圾樣品。烘干后(hou)挑出(chu)石(shi)頭、磚頭、玻璃等無機(ji)硬廢物和(he)(he)無法(fa)降解的橡膠、塑(su)料(liao)蓋(gai)、塑(su)料(liao)瓶后(hou)的剩余部分(fen)(fen)用球(qiu)磨機(ji)和(he)(he)破碎(sui)機(ji)破碎(sui)至20目以下。取(qu)(qu)(qu)其粉(fen)末進行(xing)分(fen)(fen)析測試。同時，分(fen)(fen)別對老港填(tian)(tian)埋(mai)場(chang)(chang)199l、1992、1993、1994年4月份(fen)的填(tian)(tian)埋(mai)單元進行(xing)了(le)挖掘，取(qu)(qu)(qu)出(chu)垃圾進行(xing)相同物化參數(shu)的測定，以便檢驗(yan)通過試驗(yan)場(chang)(chang)垃圾取(qu)(qu)(qu)樣測定結果所得出(chu)的數(shu)學模型的準確性。

總糖(tang)(tang)(tang)含(han)量(liang)(liang)分析(xi)：糖(tang)(tang)(tang)與(yu)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)作用，脫水生(sheng)(sheng)成羥甲基呋喃甲醛(羥甲基糖(tang)(tang)(tang)醛)，再與(yu)蒽酮縮(suo)合生(sheng)(sheng)成藍色化(hua)合物，其呈色強度(du)(du)(du)與(yu)溶液(ye)中(zhong)(zhong)糖(tang)(tang)(tang)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)(du)成正(zheng)比，在610nm波長處定量(liang)(liang)測定。單糖(tang)(tang)(tang)、雙糖(tang)(tang)(tang)、糊精(jing)、淀粉(fen)等都直(zhi)接與(yu)試劑發(fa)生(sheng)(sheng)作用。(2)揮(hui)發(fa)分和(he)有(you)機(ji)(ji)碳含(han)量(liang)(liang)分析(xi)：通過在650℃溫度(du)(du)(du)下(xia)灼燒(shao)的(de)(de)(de)方(fang)法來測定垃圾中(zhong)(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(揮(hui)發(fa)性固體)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)。又因(yin)為垃圾中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳含(han)量(liang)(liang)大約是有(you)機(ji)(ji)物質(zhi)的(de)(de)(de)47%，因(yin)此可以(yi)(yi)通過測定易(yi)揮(hui)發(fa)性物體的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)再乘以(yi)(yi)47%來估算有(you)機(ji)(ji)碳的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)。(3)BDM分析(xi)：在強酸(suan)(suan)(suan)性條件下(xia)，以(yi)(yi)強氧(yang)化(hua)劑重鉻酸(suan)(suan)(suan)鉀(jia)在常(chang)溫下(xia)氧(yang)化(hua)樣品中(zhong)(zhong)有(you)機(ji)(ji)質(zhi)，過量(liang)(liang)的(de)(de)(de)重鉻酸(suan)(suan)(suan)鉀(jia)以(yi)(yi)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)亞鐵回滴。根據所消(xiao)耗氧(yang)化(hua)劑的(de)(de)(de)量(liang)(liang)，計算樣品中(zhong)(zhong)有(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)，再換算為生(sheng)(sheng)物可降(jiang)解度(du)(du)(du)。(4)粗(cu)(cu)纖(xian)維含(han)量(liang)(liang)分析(xi)：垃圾樣品經一定濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)酸(suan)(suan)(suan)處理后，去除其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)糖(tang)(tang)(tang)類(lei)等雜質(zhi)，最后的(de)(de)(de)殘渣減去灰(hui)分，即得粗(cu)(cu)纖(xian)維。

2結果與討論

2.1垃圾(ji)組成與(yu)填埋時間的關系

圖1垃圾組成與填埋時間的關系

圖(tu) 1為(wei)試驗場3個(ge)取(qu)樣點(dian)垃(la)(la)圾(ji)組成(cheng)監(jian)測(ce)結果，從圖(tu)中可以看(kan)出(chu)，在(zai)(zai)2年(nian)(nian)內，垃(la)(la)圾(ji)組成(cheng)的(de)監(jian)測(ce)結果波動比(bi)較大(da)。而經2年(nian)(nian)左右的(de)時間填埋(mai)后，取(qu)出(chu)的(de)垃(la)(la)圾(ji)卻臭味大(da)減，也(ye)易(yi)晾干。1990年(nian)(nian)和1991年(nian)(nian)填入的(de)垃(la)(la)圾(ji)則基(ji)本(ben)上無味，呈黑色，放在(zai)(zai)實驗室會很快自然晾干而且(qie)不產生滲濾液。由圖(tu)1可以看(kan)出(chu)，3個(ge)取(qu)樣點(dian)的(de)垃(la)(la)圾(ji)組成(cheng)是非(fei)常(chang)接近的(de)。表明取(qu)樣和分析(xi)是可靠(kao)的(de)。顯然，垃(la)(la)圾(ji)分析(xi)的(de)重現性非(fei)常(chang)好(hao)。在(zai)(zai)進行數學模擬時，只能應(ying)用填埋(mai)2年(nian)(nian)后的(de)垃(la)(la)圾(ji)組成(cheng)監(jian)測(ce)數據。

2.2實驗(yan)場垃圾組成與填埋(mai)時間關(guan)系的數學擬合和驗(yan)證

用3個取樣點的垃圾組成的平均值。通過數學擬合，得到各垃圾成分與填埋時間的擬合關系式，結果見表1。

表1垃圾組成與填埋時間(d)關系的數學擬合式

2.3老港(gang)垃圾填埋場(chang)1991—1994年(nian)4月封(feng)場(chang)填埋單(dan)元垃圾組成監測

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。可以認為，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測

BDM：生(sheng)物(wu)可(ke)降(jiang)解物(wu)含量；OC：有(you)機碳；RC：粗纖(xian)維；VS：揮發性(xing)固(gu)體(ti)；TS：總糖

2.4數(shu)學擬合(he)方程的驗(yan)證(zheng)

利用表1的(de)(de)方程(cheng)式(shi)，就可(ke)計算出垃圾組成(cheng)與(yu)填埋時間的(de)(de)定(ding)量關系(xi)。用表2的(de)(de)數據與(yu)表1的(de)(de)方程(cheng)式(shi)計算值進行(xing)對比，發現表2的(de)(de)數據在與(yu)計算值相差±(3%—5%)左(zuo)右(you)(總糖除外(wai))。因此，表1的(de)(de)方程(cheng)式(shi)是可(ke)靠(kao)的(de)(de)，完全能夠用于老港垃圾填埋場(chang)垃圾組成(cheng)與(yu)填埋時間的(de)(de)關系(xi)預測，其結(jie)果見表3(由于總糖含量實在太低(di)，誤差較(jiao)大)。

表3垃圾組成預測值

從表(biao)3可以看出，垃(la)(la)圾(ji)各(ge)成分(fen)含量(liang)的(de)降低(di)是非常緩慢的(de)。垃(la)(la)圾(ji)無害化過程，實際上也是垃(la)(la)圾(ji)中有機質含量(liang)的(de)下降過程。經測(ce)定(ding)，老(lao)港(gang)垃(la)(la)圾(ji)填埋場覆蓋(gai)土的(de)BDM含量(liang)為 2.5%，若垃(la)(la)圾(ji)中的(de)BDM含量(liang)降低(di)到(dao)這(zhe)個(ge)數值，大(da)約(yue)需要22—23年。根據同時進行的(de)滲(shen)濾水濃度預測(ce)結果，老(lao)港(gang)垃(la)(la)圾(ji)填埋場滲(shen)濾水下降到(dao)國(guo)家一級排放標準所需的(de)時間也是22—23年[1—2]。

3討論與結論

垃(la)(la)圾無害化程度除了一些微(wei)生物和病理指標外(wai)，似乎無其它(ta)規(gui)范(fan)標準可參照。從本報(bao)告(gao)看，隨著填埋時間的延長，垃(la)(la)圾中揮發性物質含量、有(you)機(ji)碳含量、粗纖(xian)維含量、BDM、總糖含量等均會緩(huan)慢下降。對于一個填埋場(chang)，只要(yao)建立起(qi)這些參數的方程，通過測定該(gai)場(chang)任何點(dian)的垃(la)(la)圾組成(cheng)，就可較(jiao)準確判(pan)斷填埋年限。

對垃(la)(la)(la)圾(ji)無(wu)(wu)害(hai)化(hua)(hua)(hua)程(cheng)度與(yu)本項目所測得(de)的(de)各物(wu)化(hua)(hua)(hua)參(can)數進(jin)行(xing)(xing)(xing)關聯(lian)看來還(huan)不可(ke)行(xing)(xing)(xing)。但若(ruo)在分析測試這些參(can)數的(de)同時(shi)(shi)也(ye)對垃(la)(la)(la)圾(ji)中的(de)病(bing)原微生物(wu)等進(jin)行(xing)(xing)(xing)分析，通過衛生指標確定垃(la)(la)(la)圾(ji)無(wu)(wu)害(hai)化(hua)(hua)(hua)程(cheng)度，再與(yu)物(wu)化(hua)(hua)(hua)參(can)數進(jin)行(xing)(xing)(xing)關聯(lian)，就有可(ke)能(neng)用(yong)(yong)物(wu)理(li)(li)化(hua)(hua)(hua)學方(fang)法(fa)判定垃(la)(la)(la)圾(ji)無(wu)(wu)害(hai)化(hua)(hua)(hua)程(cheng)度與(yu)填埋時(shi)(shi)間的(de)關系(xi)[2]。這方(fang)面(mian)的(de)工作(zuo)還(huan)有待于進(jin)行(xing)(xing)(xing)。全國(guo)每年產(chan)生1.2億(yi)t垃(la)(la)(la)圾(ji)，基本上是采用(yong)(yong)填埋方(fang)法(fa)處理(li)(li)。經若(ruo)干年降解而(er)轉化(hua)(hua)(hua)為礦化(hua)(hua)(hua)垃(la)(la)(la)圾(ji)后，其數量至少有1億(yi)t。歷年來我國(guo)堆存(cun)的(de)礦化(hua)(hua)(hua)垃(la)(la)(la)圾(ji)數量有幾億(yi)t，利用(yong)(yong)價值很大。

從(cong)垃圾組成(cheng)的衰減(jian)規律來看，老(lao)港垃圾填(tian)埋場(chang)穩定化時間大約為22—23年。此時滲(shen)濾水污染(ran)物濃度也自(zi)然衰減(jian)到國家一級排(pai)放標(biao)準。一般的安全(quan)性(xing)也能保(bao)證，只要(yao)不用作(zuo)修建(jian)房屋等建(jian)筑用地(di)，填(tian)埋場(chang)就可(ke)安全(quan)地(di)被再利(li)用。

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