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准好氧填埋技术原理及优势
1.1技术原理
准好氧填埋通过增大排气排水管径，扩大排水和导气空间，使排气管与渗沥液收集管相通，利用大管径的不满流设计使空气与填埋堆体相通，填埋堆体内高温环境造成内外温差，将堆体外空气引入堆体内，在内部形成准好氧环境。垃圾表面、渗沥液导排管、导气石笼周围为好氧状态，而在空气接近不了的填埋体中则为厌氧状态。在好氧区域，垃圾迅速降解；在厌氧区域，部分有机物被分解，还原成硫化氢，垃圾中含有的镉、汞等重金属离子与硫化氢反应，生成不溶于水的硫化物，沉积在填埋体中。准好氧填埋场构造示意见图1。
1.2优势
准好氧填埋整合了厌氧卫生填埋和好氧填埋的优势。与厌氧卫生填埋相比，准好氧填埋为垃圾的降解提供了有利条件，垃圾分解较快，堆体稳定速度加快，便于填埋场地的稳定与修复；同时由于垃圾得到有效降解，准好氧卫生填埋产生的渗沥液中COD、BOD、氨氮浓度较低。经初步的对比测试，与厌氧型填埋场相比，准好氧填埋场所产生渗沥液中COD浓度可降低20％～50％，甲烷单位时间排放量可减少30％~80％，同时由于填埋场在准好氧条件下可实现快速稳定化，封场4～6a后即可开展土地再利用的开发［1］。与好氧填埋相比，准好氧填埋不需要鼓风设备，建设成本低，能源消耗量少。
准好氧填埋因具有填埋结构简单、垃圾降解速度快等优势而成为目前生活垃圾处理处置领域的一个研究热点。
2准好氧填埋技术的应用研究
2.1实验理论分析
刘玉强等［2］在准好氧填埋实验的基础上，利用二次曲面拟合得出以下结论：当渗沥液收集管道直径为0.2m，竖直通风管道直径为0.15m，填埋垃圾层高度为5.5m时，好氧区氧气的竖直影响半径为3.5m，水平影响半径为7.3m。氧气以竖直通风管为中心，以圆锥体状在垃圾层内扩散，其影响范围为二次曲面围成的区域。N. Tanaka等［3］通过研究准好氧填埋场渗沥液收集管中空气流速，发现当渗沥液收集管主管直径大于1m时，空气流入速度即可达到最大值，即使当渗沥液收集支管间距为50m时，垃圾层中的空气也能满足垃圾降解需要。渗沥液收集支管直径越小，管中的空气流速就越低，当渗沥液收集主管直径小于0.4m或支管直径小于0.15m时，流入的空气不能满足垃圾降解需要。
2.2应用实例分析
20世纪70年代初，福冈大学的花岛正孝教授及其助手开发了准好氧填埋方式。1975年，在福冈市建造了第1个准好氧填埋场——Shin. Kamata填埋场。1979年准好氧填埋技术被日本健康福利省（部）颁布的《垃圾最终处置方法指导方针》推荐为日本城市生活垃圾的最终处置方法而得到广泛应用。通过与日本进行技术合作，马来西亚、印度尼西亚、伊朗、菲律宾、巴西、韩国等国的多个城市也采用了准好氧填埋技术，均取得了良好的效果［4］。马来西亚的Ampang Jaiar填埋场利用准好氧填埋技术进行垃圾填埋场的建设，建成后运行良好，达到了设计要求，受到当地居民和政府的一致称赞，并在东南亚得到推广使用；伊朗德黑兰市利用准好氧填埋技术对填埋场进行了改造建设，减少了垃圾处理场产生的废气和恶臭，当地政府给予准好氧填埋技术很高的评价［5］。2003年10月，在联合国人居署的帮助下，日本福冈市政府和福冈大学与山东省潍坊市合作，共同建立了我国第1个库容为116万m3的准好氧填埋场。此后，我国相继在云南蒙自县、陕西黄陵县建立了准好氧卫生填埋场。
3准好氧填埋技术在湖南生活垃圾处理中的应用
3.1项目概况
为切实改善人居环境，提高人民群众生活质量，湖南省加大城市生活垃圾无害化处理设施建设，实施了《湖南省城镇生活垃圾无害化处理设施建设方案》。在此背景下，湖南省某县生活垃圾卫生填埋场根据实际情况及工程方案技术先进性、实用性、可靠性和经济性，采用了准好氧卫生填埋技术。
该垃圾填埋场的设计规模为200t/d，占地面积约13.82hm2，总库容约为328.7万m3，总服务年限为32a，填埋库区分2期建设，其中一期填埋库容为100.35万m3，服务年限为12a；二期填埋库容为228.35万m3，服务年限为20a。
填埋场包括垃圾库、垃圾坝、截洪沟、防渗设施、渗沥液处理设施、填埋气体导出设施、封场设施及辅助设施。其基本结构见图2。
3.2准好氧填埋场结构
根据准好氧填埋原理，该填埋场与厌氧型填埋场在工程设计上的区别主要体现在填埋场库底导排管沟和填埋气体导流管管径和数量方面。
3.2.1库底导排管沟
库底分别设置2条纵向导渗主盲沟及若干横向支盲沟，如图3、4所示。主盲沟沿东北-西南方向设置，总长约640m，2条主盲沟间距40m，由中间坡向两侧，坡度为2.0％；支盲沟每间隔40m距离布设，与纵沟交错相连，总长660m，坡度为2.0％；穿坝处导出管总长为100m，坡度为2.0％。主盲沟中铺设DN450mm HDPE多孔管作导流主管，支盲沟中设置DN355mmHDPE多孔管作导流支管，与导流主管相接，垃圾坝内设置DN500mmHDPE管作为渗沥液导出管，与主导流管相接，形成排渗导流管网，并将场内渗沥液引入调节池中。
3.2.2多功能排气导排设施
为保证垃圾填埋体的安全与稳定，必须及时、可靠和有效地排除垃圾填埋体内不断产生的填埋气体（LFG）。LFG的集排方式大致有竖井和水平井2种。竖井结构简单，集气率高，材料耗量少，投资低，密封性能好，被大多垃圾填埋场所采用。水平井容易受垃圾体的不均匀沉降而破坏，一般不单独使用。根据本填埋场的具体情况，设计采用竖向导气石笼集排方式。
导气石笼按40～50m间距、呈正等边三角形均匀布置，每个集气井的收集面积约3700m2，整个填埋场共布设63个集气井，其中：一期设置35个，二期设置28个。石笼中置入DN160mmHDPE多孔管作排渗导气管，并尽可能与场底渗沥液导流管相连接，以便将空气引入填埋体中，同时将填埋体中的渗沥液引入场底。多功能排渗导气管总长约2900m，其中一期工程排渗导气管长度为1500m，二期长度1400m。
导气石笼由多孔收集管、土工格栅和砾石组成。多孔收集管垂直安装在Φ1000mm的竖井中，竖井外围设置土工格栅，土工格栅与收集管之间填充有不同级配的砾石，以提高透气性能和增加吸收面积。
