生态填埋：资源化城市垃圾

　　城市拉圾在中国每年“生产”1.5亿吨，并且以8%%的速度在增长；它的人均年产量达到440公斤，它的历年堆存量达到60多亿吨，全国有200多座城市陷入它的无情包围之中，它所“使用”的土地面积达到了5亿多平方米！　　它，就是城市生活垃圾！
  　　随着我国城市化发展的进程，城市生活垃圾的处理难问题已经严峻地摆在了所有人的面前。它对大气、水和土壤的持续性污染和对居民健康的威胁已经成为了城市发展的一大公害。
  　　一个哲人曾经说过：“垃圾是放错了位置的财富。”如今，863计划“城市生活垃圾生态填埋成套技术及设备”项目的负责人何品晶教授和他的团队用尖端的科技架起了这座垃圾的财富之桥，铺就了一条生态环保之路，使得垃圾处理走向了无害化、减量化和资源化。
  　　变被动处置为主动调控
  　　从历史上看，对于城市垃圾的处置大致经历了三个过程，从最初的堆填发展到后来的简易填埋，到目前的卫生填埋，人们不断地更新对垃圾的处理思维。但这些传统的填埋技术都存在着一个通病，那就是缺乏对垃圾中易腐有机组分降解过程的有效控制，使填埋垃圾中易腐组分的自发性降解成为渗滤液污染源，失去了将其转化为填埋气体（LFG）利用的机会，又因其降解缓慢而影响填埋场封场后的土地再利用。卫生填埋在实际应用中存在着一个悖论———卫生填埋隔离措施越是出色，生物降解速度越是缓慢，对于环境的潜在危害期也就越长。对环境可持续发展的认识使科研工作者意识到了需要换一个角度去思考问题。
  　　2001年，“城市生活垃圾生态填埋技术”被列入国家863计划中。
  　　何品晶教授介绍说，西方发达国家经过数十年的发展对于垃圾的填埋已经有了一套比较成熟的体制和技术，但如果我们完全照搬国外的经验可能结果会是南辕北辙，如，发达国家城市生活垃圾含水率低、主要成分为纸张，因此垃圾产生甲烷的速率缓慢，但我们发展中国家生活垃圾含水率高、以易腐有机物为主要成分，产生甲烷的速率快得多，不作收集工艺的调整，就会错失良机、不能变废为宝。
  　　“究竟怎样的生态填埋方法才适合发展中国家，承担国家课题的我们有责任来回答这个问题！”正是凭借着这种强烈的使命感和责任感，何品晶教授和他的课题小组向生态填埋的核心技术发起了总攻，提出充分利用垃圾填埋层内和覆盖层的生态体系，变被动处置为主动调控，实现填埋技术的跨越式发展。
  　　示范工程一波三折
  　　整个项目课题大致分成了三个阶段，从实验室规模的研究突破到现场研究的验证，再到目前的示范工程阶段。在示范工程阶段，何教授坦言其中的过程可谓是一波三折。项目组在克服了SARS停工、征地难、缺电荒之后，2004年8月，12万m3杭州天子岭示范工程开始正式投入运行。
  　　为了避免垃圾产生的渗滤液污染土地和地下水，建设填埋场的第一个步骤就要进行场地防渗处理。虽然关于防渗的处理不是课题组的研究重点，但它却关系到整个项目的进程，“当时我们对生态填埋场如何铺设人工水平防渗都没有切身体会。”何教授说，“当我们刚填完几层垃圾后，地下监测系统就发现5层复合的合成防渗层竟然漏了，后来我们知道需要正确地填埋才能不引起渗漏。”现在，何教授说起水平防渗的门道来已经是一个专家了。
  　　然而，不久之后意想不到的事情又发生了，在填埋了十几米垃圾后又一次出现了渗漏，大家百思不得其解。“挖！全部挖开来，重新查原因！”何品晶教授说：“科学研究容不得半点马虎！一定要知根知底。”当十几米厚的垃圾被重新一一挖开，工作人员仔细擦拭防渗膜后发现了上面布满了细若针孔的小洞。原来杭州天子岭岩石型的基底层对铺设防渗层需要特殊的要求，因地制宜才能有的放矢。天子岭的教训让何品晶教授和他的团队用实践总结出了一条条经验，被有关设计院定为了防渗体系的“场规”，实验室中的关键技术得到了坚实的支撑和应用。
  　　“863项目不仅建立了一个测试研究的平台，培养了一支队伍，对固体废物的处理做出了很大的贡献，它还使得我们和行业、设计、应用、施工单位都组成了良好的合作网络，为以后产业化提供了绝好的条件。”示范工程的种种波折曾经让何品晶教授发出了“做863项目真难”的感慨，“但这实在是太有趣了，当你认识到这样的问题，并通过现场的操作，发现和实验数据是相似的时候，当你看到原本COD高达5、6万（mg/L）的渗滤液不到三个月就降至1500时，那个感觉真是———爽啊！”何教授满足的笑容感染了记者，而这成功的背后是何教授和他的团队艰辛奋斗的日日夜夜，从实验室到示范现场的二点一线的生活。
  　　生态填埋的两个体系
  　　面对目前“生态类”词汇的泛滥，何教授强调说：“生态填埋不只是一个概念，它是有着非常实际的生态意义，而且还需要在一定的条件才能实现。”
  　　整个垃圾填埋场是一个由物理的物流隔离措施形成的由填埋层内的微生物和填埋场覆盖层土壤植被组成的相对独立的体系。在处理城市生活垃圾的生态填埋过程中就包含了两个生态体系。
  　　第一个生态体系存在于填埋层中。项目组研究发现，通过调控易腐有机物富集的生活垃圾在填埋层内厌氧代谢不平衡状态，可以促进其进入甲烷化代谢阶段进程、增加LFG的利用潜力，同时渗滤液的污染负荷将大幅削减，以我国目前每年填埋处置7200万吨垃圾为基准，通过填埋层内处理可削减3/4的渗滤液负荷，达8.1万吨COD/a，同时可相应地增加约5700万m3的LFG，如果LFG的收集发电利用率为50%，则可发电约5000万Kwh。这一转化的过程实际上就是完成了一个完整的碳循环。填埋层的碱性和还原性条件，还使其成为垃圾中重金属的稳定贮存空间，使得填埋场空间成为受控的污染物降解与转化利用的生态反应器，降低垃圾填埋的环境负荷。根据研究结果，填埋场封场后的稳定期可控制于5—8年内，与传统填埋的30年以上相比，再利用前的管理期可缩短约70%。
  　　第二个生态体系存在于覆盖层中。项目组利用填埋场最终覆盖层植被/土壤的生态转化能力，处理与资源化利用渗滤液层内循环后的出水。在杭州天子岭示范工程现场，我们看到覆盖层上生长着郁郁葱葱的植被，这些植被怎么能如此茂盛地生长在覆盖层上？“其实这些植被就是用渗滤液循环出水来浇灌的。我们以抗胁迫能力为指标筛选了一系列可耐受渗滤液污染（COD、NH4+和Cl-均大于1g/L）胁迫的填埋覆盖植被物种，使得填埋场生态转化能力得到更为全面的利用，也使填埋场渗滤液零排放成为可能。”垃圾的最终归宿将是没有垃圾，这就是何教授和他的课题组要追求的目标。
  　　目前，杭州天子岭已经进入了稳定的运营中。未来一年对它的监测期又将可能给何教授带来新的机遇和挑战。科研的车轮是不会停歇的，对城市生活垃圾的生态填埋的远大应用前景以及国际间的相互交流让何教授又有了更进一步的构想。

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