填埋场中陈垃圾的开采、筛分与利用技术研究

成果应用主要有四个方面。（1)老港填埋场在填埋时间为6年以上的填埋单元进行花卉和树苗培植，取得了成功。目前，我们已将400亩基本上稳定化了的填埋单元进行种植，种植的品种包括葱兰、麦冬、黄杨、海桐、紫薇、棕榈、丝兰、合欢、女贞、香樟等，成活率均相当高。这些植物的种植，不仅明显地改善了封场填埋单元的生态环境，而且取得了一定的经济效益。目前年产值为60万元。
在缺乏上述科研成果的指导以前，一些单位在老港填埋场填埋单元种植大量树苗，但均以失败而告终。（2)由于对老港填埋场垃圾降解规律和稳定化过程有全面定量的了解，使填埋场能够科学地维护和管理填埋场的渗滤水、沼气、表面的不均匀沉降等，避免了沼气爆炸等灾害，明显地提高了老港垃圾填埋场的管理水平。（3)老港填埋场对填埋时间8年以上填埋单元中的陈垃圾进行挖掘，并用于新鲜垃圾的日覆盖。虽然，垃圾的渗透系数较大，但覆盖后对于防止垃圾恶臭和苍蝇等的孽生有重要作用。由于老港填埋场严重缺土，无法进行日覆盖，采用陈垃圾作为日覆盖材料，可以完善日覆盖工艺，为老港填埋场进一步达到卫生填埋提供条件。
填埋场稳定化垃圾（矿化垃圾）的综合利用技术
我国在填埋场和堆场填入的垃圾达几千万吨。当中的一些垃圾经多年的降解后，基本上达到了稳定化状态，因而被称为矿化垃圾。这些矿化垃圾的资源非常充足，其利用对于垃圾资源化和填埋场土地利用均有重要意义。本工作的研究内容和成果如下。
矿化垃圾生物反应床处理渗滤水的机理和工艺。本工作采用填埋场矿化垃圾生物反应床处理渗滤水，取得了极好的处理效果。(1)建造规模为500公斤矿化垃圾的生物反应床，该生物反应床最大渗滤水日处理量为100升。连续运转2年时间，结果表明，COD可以从2000-10000mg/L、BOD1000－10000mg/L、NH3－N250－1500mg/L、BOD/COD0.2－0.7分别降低到100－300、60－150、15－25mg/L,去除率达到90－99%以上。
通过对机理的研究，发现有机污染物先被矿化垃圾的表面和内表面吸附，在微生物的作用下，被吸附的有机物发生降解，腾出的表面又吸附有机污染物。如此循环下去，从而达到了渗滤水的净化效果。矿化垃圾生物反应床的最大处理量就是保持吸附和降解达到平衡所允许的废水进水量。
矿化垃圾生物反应床处理渗滤水的工程化研究。鉴于在实验室取得了突破性成果，在上海市环境卫生管理局的高强度财力和人力资助下，于2000年4月份开始在老港垃圾填埋场进行了矿化垃圾反应床处理渗滤水的工程化研究。首先在填埋时间为10年的填埋单元挖掘约900吨矿化垃圾，建成两座长、宽和高均为30米、4米和3米的串联矿化垃圾生物反应床。渗滤水先通过第一级，然后再通过二级反应床。进水浓度为COD5000和10000mg/L，BOD2000和4000mg/L，NH3－N500和1000mg/L左右，出水浓度与季节有关，全年基本上可达到国家渗滤水二级排放标准，但冬天的1-2月份稍差。矿化垃圾生物反应床能够在33mm/d的高水力负荷下长时间连续运行而一直保持非常好的处理效果，COD的平均去除率达到70%左右，NH3－N的平均去除率达到55%左右。如果将该工艺串联，渗滤水进行多级处理，污染物的去除率能进一步提高。出水COD可以达到300－500mg/L以下NH3－N在辅以其它方法的情况下也可以降至100mg/L以下。本工艺无需曝气，投资和运行成本极低，一般仅占常规处理方法的10－30%（只需要用泵把渗滤水提升2－3米即可），操作容易，处理效果好，已经申请发明专利，将迅速在全国推广。
矿化垃圾生物反应床处理生活污水。本发明采用改性矿化垃圾作为生物料，做成城市污水生物反应塔（MRR－1型），用于高效低成本处理城市污水。有关参数如下：
进水水质：COD400－500mg/L、BOD100－300mg/L、NH3－N25－50mg/L
出水水质：COD10－50mg/L、BOD5－10mg/L、NH3－N5－l0mg/L、SSl－5mg/L
日处理1吨城市污水所需基建投资:500元
日处理1吨城市污水所需占地面积:0.5平方米
每吨城市污水处理费（包括人工和设备折旧）：0.2元
MRR-1型城市污水处理塔使用年限：15年以上
日处理1吨城市污水产污泥：0-0.001％（体积）
基本工艺：城市污水喷洒到MRR－1型城市污水处理塔表面即可。不曝气，无污泥，操作非常简单。日处理水量超过MRR－1型城市污水处理塔体积。MRR－1型城市污水处理塔构造：圆形，高4米，直径视日处理量而定，但不超过50米。根据城市污水量，可设多座MRR－1型城市污水处理塔。适合于日污水量小于1000吨的中、小村镇、宾馆等的污水处理，成本极低。
矿化垃圾生物反应床用于处理各种高浓度有机废水的效果均非常理想。目前同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验在这方面正在进行全面系统的研究。
垃圾填埋场中的质量与能，平衡过程及其对环境的影响
本工作系统地研究了填埋场中垃圾所发生的生物化学平衡、特别是质量与能量平衡关系，为填埋场土地与垃圾利用提供了理论基础。研究结果如下：
(1)填埋场中有机碳的平衡
温度越高，垃圾中有机碳转化为气相的比例越高。在41℃环境中，垃圾降解到180天时，垃圾中有机碳转化为气体的比例高达25%，而在30℃和室温条件，转化率较低。渗滤水中有机碳占原垃圾的总有机碳之比例却低得多，大约在一个月左右，其比例最高（3-4%），此后，由于渗滤液中有机碳转化为气相的速度大于垃圾转移到渗滤液的速度，该比例呈下降趋势。在100天以前，垃圾中有机碳转移到液相中的比例在各温度下相差不大（均为2-4%），100天以后该比例小于1－2%。由于渗滤液中有机碳所占的比例受产气速率影响明显，因而，室温时渗滤液中有机碳所占的比例最高，41℃时该比例明显高于室温和30℃，而室温时与30℃条件下的比例则基本相同。这说明了渗液中有机质含量与，产气量有显著的相关性。