【正文】 積含水量，在數(shù)值上飽和含水率等于垃圾的孔隙率。垃圾中紙張、紙板和紡織品等越多，其田間持水率越高；垃圾的壓實(shí)密度越大，其田間持水率越高；破碎垃圾的持水率比原狀垃圾持水率高；填埋時(shí)間越長，剩余可降解物越少，田間持水率越低。由于 K和 D均與含水率直接非線性相關(guān)，因而該方程具有高度的非線性性質(zhì)。為此，近 10年來，以加拿大人 Zeiss為代表的部分學(xué)者開始對(duì)填埋場實(shí)際滲濾液流動(dòng)機(jī)理進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)和理論研究。 ? 顯然，同時(shí)考慮大尺寸垃圾空隙間滲濾液溝流和細(xì)小垃圾顆粒間和顆粒內(nèi)達(dá)西流的兩相流模型更加符合生物反應(yīng)器填埋場內(nèi)回灌滲濾液的流動(dòng)特征，它將是今后填埋場滲濾液流動(dòng)水力學(xué)的研究方向。 ? 導(dǎo)流層：厚度大于 30cm，由粗砂、卵石等組成，滲透系數(shù)應(yīng)大于 1 103cm/s，坡度大于 2%，導(dǎo)流層與廢物之間需要鋪設(shè)土工織物等人工過濾層，以免細(xì)粒物質(zhì)堵塞導(dǎo)流層。池底、池壁需要防滲處理。另外填埋氣還含有一氯甲烷、氯仿、硫化氫、氨等有毒有害氣體。 O 2200H 2100806040N 2CO 2O 2N 2CH 4 產(chǎn)量CH 4t 圖 25 厭氧型生物反應(yīng)器填埋場的穩(wěn)定進(jìn)程 Ⅳ Ⅲ 3 Ⅲ 2 Ⅲ 1 Ⅲ Ⅱ Ⅰ ? 受填埋垃圾中含氧量所限，好氧階段（ Ⅰ ）歷時(shí)較短。此時(shí)不僅產(chǎn)甲烷速率迅速增加到一個(gè)最大值，填埋場氣體中甲烷含量也逐步上升到 50～ 60%的水平， COD、 VFA開始快速下降， pH和堿度繼續(xù)上升。 ? 主動(dòng)收集：是利用抽真空的辦法來收集氣體，一般用于大型填埋場中，系統(tǒng)包括抽氣井輸送管道、抽風(fēng)機(jī)、冷凝液收集裝置、氣體凈化設(shè)備及填埋氣利用系統(tǒng)等。 ? 填埋場穩(wěn)定的評(píng)價(jià)：目前尚無標(biāo)準(zhǔn)，一般應(yīng)同時(shí)考慮滲濾液污染強(qiáng)度、氣體產(chǎn)生速率、表面沉降三類指標(biāo) ? 滲濾液可以參考滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)， Rohrs等考慮氣體累積產(chǎn)量超過最大理論產(chǎn)量的 95%，Malesani等將產(chǎn)氣速率低于最大產(chǎn)氣速率的 5%，Malesani等將當(dāng)年發(fā)生的沉降量低于垃圾填埋結(jié)束后發(fā)生的總沉降量的 5%作為衡量填埋場沉降穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。我國從 95年起進(jìn)行了為數(shù)不多的滲濾液回灌實(shí)驗(yàn)室研究。 ? ⑶ 對(duì)有毒有機(jī)物的去除機(jī)理 ? 生物反應(yīng)器填埋場通過滲濾液回灌延長了滲濾液在場內(nèi)的水力停留時(shí)間，使微生物與有毒有機(jī)物、必須營養(yǎng)物能保持連續(xù)的接觸，強(qiáng)化了專性微生物的同化作用及其對(duì)有毒有機(jī)物的生物轉(zhuǎn)化、去除過程。 ? ⑹ 減小滲濾液處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn) ? 由于生物反應(yīng)器填埋場初期滲濾液不需排放，故完全可以根據(jù)前期滲濾液特點(diǎn)針對(duì)性地設(shè)計(jì)滲濾液處理系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)填埋場滲濾液處理系統(tǒng)“事前”盲目設(shè)計(jì)造成的實(shí)用性和處理效率的誤差。垃圾壓實(shí)要兼顧多填埋和滿足滲濾液傳輸要求，避免不均勻的壓實(shí)形成滲濾液優(yōu)先通道。若滲濾液反映出填埋場內(nèi)營養(yǎng)（ C:N:P）失衡，可考慮補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)以滿足填埋場內(nèi)微生物的需要。但是，厭氧型生物反應(yīng)器填埋場運(yùn)行期間滲濾液氨氮濃度持續(xù)偏高，后期滲濾液有機(jī)污染物濃度衰減速度較慢。好氧 — 厭氧復(fù)合型生物反應(yīng)器填埋場對(duì)新填埋垃圾進(jìn)行好氧處理后，減輕其中食品垃圾等易降解物厭氧分解產(chǎn)生的有機(jī)酸對(duì)新垃圾層快速產(chǎn)甲烷的抑制。 ? 目前在研究厭氧 — 準(zhǔn)好氧聯(lián)合型。 ? Homework ? 何謂滲濾液？ ? 簡述垃圾填埋場滲濾液的來源及特性。 ? 簡述生活垃圾填埋場的地下水保護(hù)措施。序批式生物反應(yīng)器填埋場充分利用老反應(yīng)器（已基本穩(wěn)定的厭氧生物反應(yīng)器填埋場）的甲烷菌接種能力和消耗新反應(yīng)器初期產(chǎn)生的高強(qiáng)度有機(jī)酸的能力，聯(lián)合型生物反應(yīng)器填埋場的機(jī)理與序批式生物反應(yīng)器填埋場的機(jī)理基本一致，只不過是用場外滲濾液厭氧生物處理單元代替了老反應(yīng)器的接種和凈化功能而已。 ? 好氧 — 厭氧復(fù)合型生物反應(yīng)器填埋場是填埋垃圾的不同部分分別進(jìn)行好氧和厭氧降解的一種復(fù)合型生物反應(yīng)器填埋場技術(shù)。 ? 厭氧型生物反應(yīng)器填埋場在傳統(tǒng)填埋場基礎(chǔ)上，通過滲濾液回灌、 pH調(diào)節(jié)和微生物接種等操作運(yùn)行方式來加速填埋垃圾降解和穩(wěn)定，在運(yùn)行過程中，須限制氧氣的進(jìn)入。還可在覆蓋層或垃圾體中加入石灰消化污泥等堿性物質(zhì)增強(qiáng)填埋場的 pH緩沖能力。 ? ⑶ 垃圾破碎、混合及壓實(shí)控制 ? 垃圾破碎后填埋可增加垃圾、滲濾液、微生物相互接觸面積，從而加速垃圾分解。填埋場提前穩(wěn)定可縮短封場后維護(hù)監(jiān)管時(shí)間，減小控制系統(tǒng)后期可能失效的長期潛在風(fēng)險(xiǎn)，還可提前復(fù)用填埋場地。隨著此時(shí)填埋場迅速向中性或弱堿性轉(zhuǎn)化，也有利于金屬離子形成碳酸鹽沉淀和氫氧化物沉淀，而垃圾在降解過程中生成的大分子類腐殖質(zhì)也易與重金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物。這些控制手段包括液體（水、滲濾液）注入、備選覆蓋層設(shè)計(jì)、營養(yǎng)添加、 pH調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)和供氧等。 ? 第五節(jié) 終場覆蓋與封場 ? 最終覆蓋系統(tǒng)的功能：減少雨水和其他外來水滲入垃圾堆體，減少滲濾液產(chǎn)量；控制填埋場氣體和惡臭從填埋場無組織排放和散發(fā)；抑制病原菌及蚊蠅的繁殖和擴(kuò)散；防止地表徑流被污染；防止水土流失；改善景觀。 ? 化學(xué)計(jì)量式： ? CaHbOcNd＋ [(4ab2c3d)/4]H2O→ [(4a b2c3d)/8]CH4+ [(4ab+2c3d)/8]CO2+dNH3 ? 化學(xué)需氧量法： ? 1gCOD＝ (0℃ ,1atm) ? ? 經(jīng)驗(yàn)法： （受環(huán)境條件影響） ? 實(shí)測法 ? 可生物降解特性法： ? 式中， Ci為單位質(zhì)量垃圾中某有機(jī)成分的產(chǎn)甲烷量； ? K為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)， ； ? Pi為某組分占單位垃圾濕重的百分比； ? Mi為某有機(jī)組分的含水率； ? Vi為某有機(jī)組分的 VS含量； ? Ei為某有機(jī)組分的 VS中可生物降解物質(zhì)的含量； ? C為單位質(zhì)量垃圾的甲烷最高產(chǎn)量， 100－ 170m3/kg垃圾。在該階段， pH開始回升，逐漸向產(chǎn)甲烷反應(yīng)過渡。 Blarz等（ 1989）以滲濾液回灌實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)將填埋垃圾的穩(wěn)定過程分為好氧、厭氧酸化、加速產(chǎn)甲烷和減速產(chǎn)甲烷四階段。 ? 七 氣體的導(dǎo)排與綜合利用 ? 垃圾填埋產(chǎn)生的氣體主要由： CH CO N O硫化物、 NH H CO及其他微量化合物組成，稱為填埋氣。 ? 調(diào)節(jié)池： 是滲濾液收集系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，可以作為滲濾液初步處理的設(shè)施，還可以起到水質(zhì)和水量調(diào)節(jié)的作用，從而保證滲濾液后續(xù)處理設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行和減少暴雨期間滲濾液外泄污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。 ? 匯流系統(tǒng)：位于防滲襯層上是由礫石、卵石或碎渣、碎石構(gòu)成的導(dǎo)流層，設(shè)有導(dǎo)流溝和收集管。 ? Mccreanor和 Reinhart（ 2021）（ 1998）在研究中同時(shí)考慮了垃圾滲透性能的各向異性并首次用概率分布函數(shù)的形式來表示垃圾體滲透系數(shù)的非均勻分布，作者在研究過程中發(fā)現(xiàn)溝流是回灌滲濾液的主要流動(dòng)方式，同時(shí)垃圾孔隙中的非飽和達(dá)西流也不容忽視。 ? ② 基于非均質(zhì)各向異性特征的滲濾液運(yùn)移研究 ? 由于傳統(tǒng)填埋場只需掌握滲濾液產(chǎn)量以便更好地進(jìn)行滲濾液處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理，通過合理的參數(shù)確定后，那些基于非飽和達(dá)西流建立的滲濾液流動(dòng)模型基本能滿足該要求?；|(zhì)流 I4(t)較充分利用了填埋垃圾體中細(xì)小空隙對(duì)滲濾液的吸持作用，基質(zhì)流盡管流速較小，但衰減較慢，在實(shí)施低降水（回灌）頻率的填埋場中特別是降水（回灌）較長時(shí)間后占據(jù)主要地位，同時(shí)基質(zhì)流 I4(t)對(duì)填埋垃圾體含水率的貢獻(xiàn)也較大。不同研究者獲得的城市垃圾的田間持水率值變化較大，而城市垃圾實(shí)際持水率的變化相對(duì)較小，介于～ ，城市垃圾的有效貯水率則介于 ～ 。從某種意義上講，在垃圾含水率達(dá)到田間持水率后，毛管水達(dá)最大值，此時(shí)加入填埋場的水量將導(dǎo)致等量的滲濾液流出。 ? 支持毛管水是指飽水帶滲濾液沿著垃圾毛管孔隙系統(tǒng)，上升至一定高度并保持在垃圾中的毛管水。 ? 薄膜水 在緊靠吸附水的外面，還有很多水分子也受到垃圾顆粒表面靜電引力的影響，吸附著第二層水膜，即為薄膜水。 ? 有機(jī)污染物濃度高：滲濾液 COD濃度可能高達(dá) 10萬 mg/L。 ? ③ 滲濾液控制措施 ? 入場垃圾含水量的控制 ? 控制地表水的滲入量 ? 控制地下水的滲入量 ? ⑵ 滲濾液的產(chǎn)量估算 ? ① 平衡估算法 ? L=P+W+Q1+Q2E1E2Q3Q4H ? 式中， L為滲濾液產(chǎn)生量； P為填埋場作業(yè)區(qū)的降水量； W為垃圾中的含水量；Q1為作業(yè)區(qū)域的地下水入滲量； Q2為地表水徑流流入量； E1為填埋場地表自然蒸發(fā)量； E2為填埋場地表植被葉面蒸發(fā)量； Q3為填埋場地表流失量； Q4為作業(yè)單元底部防滲層滲透量； H為填埋垃圾持水量。 ? 中間覆蓋用于填埋場部分區(qū)域需要長期維持開放（ 2年以上）的情況，作用是：防止氣體的無序排放；防止雨水下滲；將降雨排出場外。 ? ④ 防范環(huán)境要素影響 ? 在設(shè)計(jì)防滲層時(shí)必須考慮填埋場當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳎朔赡艿臍夂蚋稍?、霜凍、晝夜及季?jié)溫差變化等的影響，預(yù)防已竣工的或正在施工的防滲層干裂而增大滲透系數(shù)。為避免防滲層壓實(shí)時(shí)過干而導(dǎo)致過高的滲透性，考慮含水量的防滲層正確設(shè)計(jì)程序?yàn)椋?a 在實(shí)驗(yàn)室中分別將修正、標(biāo)準(zhǔn)和降低的擊實(shí)力按普氏擊實(shí)程序作出ρd—— ω?fù)魧?shí)曲線，每一種擊實(shí)力應(yīng)取 5~6個(gè)不同含水量的樣本進(jìn)行擊實(shí)； b 對(duì)壓實(shí)土樣進(jìn)行滲透試驗(yàn)以確定每一壓實(shí)土樣的滲透能力，分別對(duì)不同擊實(shí)力形成的土樣的滲透系數(shù)以含水量為橫軸作 k— ω圖； c 將 k值符合要求的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)重新表示在 ρd—— ω圖上構(gòu)成防滲層防滲可接受區(qū)； d 在可接受區(qū)域內(nèi)再參考剪切強(qiáng)度、可施工性、當(dāng)?shù)亓?xí)慣等因素進(jìn)行修正，最終形成防滲層可施工區(qū) 。 ? 其中， HDPE是應(yīng)用最為廣泛的填埋場防滲柔性材料。 ? 場址要求：處置區(qū)必須位于地下飲用水源之下；有不透水巖層把注入廢物的地層隔開，使廢物不致流到有用的地下水源和礦藏中；有足夠的容量，面積較大，厚度適宜，空隙率高，飽和度適宜；有足夠的滲透性，且壓力低，能以理想的速度和壓力接受廢液；地層結(jié)構(gòu)及其原來含有的流體與注入的廢物相容。 （ 3）土地耕作法（土地處理法） ? 土地耕作處置是指利用現(xiàn)有的耕作土地，將固體廢物分散在其中，通過生物降解、植物吸收及風(fēng)化作用，使固體廢物污染指數(shù)逐漸達(dá)到背景程度的方法。 ? ⑥ 土地填埋處置主要問題： ? 滲濾液的收集、控制； ? 因法律頒布和污染控制標(biāo)準(zhǔn)的制定，填埋要求更嚴(yán)格，故使處理費(fèi)用不斷增加 。對(duì)選址、工程設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)營管理、封場后監(jiān)管等有嚴(yán)格要求，如要求防滲層 k107cm/s。 ? 海洋處置費(fèi)用低。其密封效果取決于密封材料品質(zhì)、設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量保證。 ? 二 固體廢物的處置原則 ? 1 分類管理、區(qū)別對(duì)待 ? 根據(jù)固體廢物對(duì)人類所處環(huán)境危害程度的大小及危害時(shí)間的長短，可分為六類： ? ⑴ 無有害影響的固體廢物：未受污染的天然廢礦石，建筑廢物，煉焦?fàn)t的爐渣等熔融狀態(tài)的廢礦體 ? ⑵ 有輕度暫時(shí)影響的廢物：礦業(yè)故態(tài)廢物、電廠粉煤灰、鋼渣等 ? ⑶ 在一段時(shí)間內(nèi)有較大影響的廢物：城市生活垃圾 ? ⑷ 在較長時(shí)間內(nèi)有較大影響的廢物：大部分工業(yè)固體廢物，如煙氣脫硫石膏廢物 ? ⑸ 在很長時(shí)間內(nèi)有嚴(yán)重影響的廢物：危險(xiǎn)廢物 ? ⑹ 在極長時(shí)間內(nèi)有極其嚴(yán)重影響的廢物：易爆物、高強(qiáng)度放射性廢物 ? 按照廢物類別，分別采取處理或處置措施，既可有效地對(duì)廢