生物反应器填埋场的设计初探

2.2.3生物反应器填埋场封场覆盖系统设计
传统卫生填埋场的封场设计规范要求应考虑地表水径流、排水防渗、填埋气体的收集、植被类型、填埋场的稳定性及土地利用等因素。其中排水防渗是封场设计中必须考虑的，目的是阻止降水进入填埋场，减少渗滤液产生量，降低渗滤液处理难度。
对于生物反应器填埋场的设计，同样需要考虑地表水径流、填埋气体的收集、植被类型、填埋场的稳定性及土地利用等因素。但对于封场系统的防渗功能则可不作严格防渗考虑，因为生物反应器填埋场与传统卫生填埋场的一个重要区别在于：生物反应器填埋场需要外加水源以保持填埋场内部的湿度，维持场内微生物活性，以加速垃圾的降解和填埋场的稳定化进程。其结构形式如图2所示。

与传统卫生填埋场相比，没有采用HDPE土工膜或防渗粘土做覆盖材料，选用一般的粘土做阻气层，主要目的是既要让适量的水能通过覆盖层进入填埋场内部，又不使填埋气大量逸出，防止气体污染和气体流失。
对于生物反应器填埋场的日覆盖材料，也不能选用防渗性能强的粘土。如采用防渗性能强的粘土，将导致渗滤液回灌不能均匀进入填埋物料，不能起到回灌的作用。在操作中可采用普通编织彩条防雨塑料布做覆盖材料，塑料布两端用竹竿固定，在每日填埋作业完成后，由人工将塑料布铺盖在垃圾体表面，在第二天填埋作业前收起。该方法既可减少中间覆土的用量，增大填埋场的库容，又能满足生物反应器填埋场设计的要求。
2.2.4生物反应器填埋场渗滤液回灌系统设计
渗滤液回灌是一种用于管理垃圾填埋场渗滤液的有效方法，同时也是生物反应器填埋场的重要工艺手段。在渗滤液回灌时，渗滤液重新回到分层的填埋场再次渗入城市生活垃圾中。这种方法被作为是一种渗滤液处理方法，是因为当渗滤液继续从填埋场渗出时已经经过了生物处理、沉淀和吸附的处理过程。这种方法同样对填埋场有益，它增加了垃圾的含水量，进而加快了填埋垃圾的生物降解速率，加速填埋场的稳定化过程，提高了填埋场的产气率。
渗滤液的回灌方式可采用如下几种手段：①直接将渗滤液回灌到处置过程中的垃圾上；②表面喷灌；③表层回灌；④深层回灌。
各种不同回灌方式的利弊见表1。
渗滤液回灌系统是生物反应器填埋场不可或缺的系统之一，由上面的论述和表1可以看出，不同的回灌方式各有其利弊，我们在设计时，宜针对当地的实际情况进行相应的设计，在填埋过程中宜采用表层回灌的方式，在封场后，宜采用深层回灌的方式。在设计中采用平面管网，铺设于覆盖土层下，平面管网应尽量布置均匀且与气体收集竖井错开，防止回灌渗滤液在填埋场垂直段形成沟流。

在渗滤液回灌中，如果在干旱地区，由于雨水较少，渗滤液的产生量较小，通过回灌基本上都能满足渗滤液在填埋场内部完全消化，只需修建一集液调节池即可，不需要渗滤液处理系统；如果在湿润地区，由于降雨量较大，在填埋场不能满足渗滤液回灌的要求时，需要对多余的渗滤液进行处理达标后排放或进入城市污水管网，在设计中需考虑一个能满足贮存要求的集液调节池。
2.2.5生物反应器填埋场气体收集系统设计
在传统卫生填埋场设计中，规范要求填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，填埋气体严禁自然聚集、迁移等，防止引起火灾和爆炸。其导排设施宜采用竖井（管），也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。在规范中对气体的回收利用则没有作任何规定和要求。
建立生物反应器填埋场的一个重要目的是回收填埋气，所以，在生物反应器填埋场的设讨中，需要对传统填埋场的气体收集系统进行优化。对气体收集系统最大的改进是安装气体回收系统，以满足气体回收的需要。
在传统卫生填埋场中，气体回收系统通常是在一个填埋单元完成几年后才进行安装。而对于生物反应器填埋场来说，气体收集井需要在填埋单元完成后马上进行安装，甚至在某些特殊情况下，气体收集井需要在填埋过程中就安装。同时，气体收集井建立必须考虑填埋场发展的后续要求，以满足在后来的改进中容纳更多的垃圾。
对于生物反应器填埋场的气体收集井来说，与传统填埋场相比较，已有多种可供选择的构造形式。当填埋场填埋高度增加时，修建水平气体收集井是必需的。
生物反应器填埋场的回收气体质量较好，其气体中的甲烷含量可接近理论上的最高值，约达到55%。这种填埋气很容易通过气体涡轮机或内燃发电机转化为电能；也可用于燃气锅炉燃料或作为汽车燃料。关于填埋气作为燃料的研究工作已有实验证明是可行的。
生物反应器填埋场的气体收集井结构形式可采用与传统卫生填埋场的气体收集井相同的结构形式，只是因封场系统的不同，使气体收集井的结构形式上也有所不同。同时由于生物反应器填埋场的产气阶段集中，产气率比传统卫生填埋场大，为了使气体导排通畅，在设计时，气体收集井导排管管径应比传统卫生填埋场要大。生物反应器填埋场的气体收集井结构形式见图3。