张 扬
(中国城市建设研究院有限公司 北京 100120)
土地沉降是垃圾填埋场封场之后出现的常见现象,而且,随着时间的推移,垃圾填埋场内还会继续产生渗滤液和有害气体,对土壤和环境周围环境造成严重影响。因此,从本质上来说,填埋场加速稳定实际上指的就是停止土地沉降的现象,有效控制渗滤液和有害气体中的污染成分含量,最大限度避免造成环境污染。针对生活垃圾填埋场而言,这一过程其实就是场内有机垃圾的生物降解过程,因此,渗滤液中的有机物浓度是反应这一过程的重要指标。不管处于哪一种环境条件下,当有机物降解到最小分子时,绝大多数都能够逐渐溶解并进入水中[1]。当渗滤液当中的有机物浓度基本不再发生变化或完全达到稳定时,便可以认为垃圾填埋场中的有机物分解已经达到稳定状态,因而,垃圾填埋场也同样开始进入稳定状态。这个时候,纤维类、草木类、纸类以及厨余垃圾中有机物已经基本完成分解过程,而分解速度相对比较慢的木质素则会逐渐积累在填埋场中,并逐渐与死亡微生物当中的各种物质重新发生聚合,逐渐生成为一种腐殖质,这种腐殖质的稳定性非常强,但最终仍然会慢慢分解。同时,垃圾渗滤液中的BOD与COD的比值便会小于0.1,因此,可以选择渗滤液中有机物的浓度COD这一指标来判断垃圾填埋场稳定性能,当该项指标几乎不再发生变化时,便表示垃圾填埋场的稳定性能较高。
在不同的条件下,垃圾渗滤液水质是也是不相同的。本文采用了4个填埋柱,每个填埋柱的条件保持相同,在此基础上设定不同的实验条件。在实验的后期回流垃圾中的初滤液,每周的回流量均控制在0.5L,以C4柱为对照,不予以回流。结果发现:C2柱出水中的BOD最低,并且BOD/COD的值为0.024,由此表明,填埋层中的有机物已经基本完成了分解过程,稳定程度最高[2]。C1柱出水中的有机物浓度虽然相对比较低,但是BOD与COD的比值相对来说还比较高,因此,C1柱的稳定程度是最低的[3]。而C3柱出水中的BOD浓度最高,但是,BOD/COD的值仅为0.081,相对较低,而且NH3-N的浓度较高,究其原因主要是因为浓度较高的渗滤液不断回流而引起的,这表明:与C2柱相比较,C3柱稳定程度更低一些,还需要再经过一段时间后才能够完全达到稳定状态。
在不同的条件下,对垃圾填埋场稳定时间的影响也是不相同的。本文所开展的实验均在恒温恒湿箱中进行,温度为25℃左右,因而无法充分体现出温度对垃圾填埋场稳定时间的影响,但是,我们通过另外一组实验发现,温度是影响垃圾填埋场稳定时间的重要条件。在我们进行的A组实验的过程当中,A1柱和C2柱的实验条件是相同的,而A2柱与C3柱的实验条件也是相同的,但是,A组的实验规模相对比较大,实验柱体的高度达到3m,而且柱体的直径达到0.6m,并且均是在25℃以下室温环境中进行,结果显示:相对于C组实验而言,A组实验中的填埋柱渗滤液需要更长的时间能够下降,晚了45周左右,而且,当温度上升至25℃左右时,A组实验中填埋柱渗滤液浓度才开始出现较大幅度下降。另外,在整个实验过程当中,仅仅是依靠垃圾中本身含有的水分进行实验,始终没有额外加入任何水分。结果发现:虽然,当实验进行到第26周时,C4柱渗滤液中的COD浓度已经开始出现下降,但是,从实际情况来看,由于垃圾中只产生的微小的渗滤液,取样量太少,因而在进行COD浓度的测定无法得到较为精确的数值。当实验进行到第50周的时候,我们在C4柱中注入了一定量的清水,使得渗滤液瞬间变得充足起来,通过测定COD的浓度,结果显示其浓度值为35000mg/L。而在同一时间,C1柱渗滤液中的浓度值为905mg/L,C2柱渗滤液中的浓度值为 739mg/L,而C3柱渗滤液中的COD浓度值为3203mg/L。由此表明,C4柱还需要很长一段时间才能够达到稳定状态。
综上所述,通过探讨不同条件下垃圾渗滤液回流对填埋场稳定性的影响,结果发现,在温度和水分等影响填埋场稳定的因素当中,温度是最大的影响因素,因此,在垃圾卫生填埋场的工程设计当中,应该设置合理的温度,以此来缩短填埋场生态稳定的周期,加快填埋场土地的重复利用。
[1]刘玉强,黄启飞,杨玉飞.不同填埋工艺对填埋气产生动态变化的影响[J].应用生态学报,2012,86(12):1023-1025.
[2]楼紫阳,柴晓利,赵由才,等.生活垃圾填埋场渗滤液性质随时间变化关系研究[J].环境科学学报,2010,53(06):5223-5225.
[3]黄云峰,黄中林,冯向明,等.渗滤液回灌负荷对填埋场垃圾产气效能的影响[J].环境科学,2011,41(10):1001-1002.