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垃圾填埋气主要成分为CO2（30%50%）和CH4（40%60%）,具有很大的能源潜能。我国“十二五”能源发展规划中提出要大力发展城市垃圾填埋气等非常规天然气,因此改进垃圾填埋处理技术,强化垃圾生物降解过程,提升垃圾的产气潜能具有重要意义。中间覆盖层常用于填埋场的部分区域或扩展延伸时,需要维持一定时间开放的特殊情况,是垃圾卫生填埋场中重要的组成部分。传统垃圾卫生填埋场一般就近取用土壤作为中间覆盖层,尤其是中小型垃圾填埋场,这样会消耗大量的土壤资源,并且土壤渗透性、粘性也影响着填埋场内气-液两相的传导和迁移。本文研究了垃圾填埋降解产气的主要影响因素。选用石灰、木屑、聚丙烯酰胺（PAM）对建筑弃土进行改性,测定其工程特性（抗压强度、渗透系数、保水性能）。利用建筑弃土及废木屑等废物制备出具备生物强化功能的中间覆盖层。分析了不同的中间覆盖层对填埋气产率及组分的影响,并对垃圾填埋降解过程中渗滤液特性与甲烷产率关系以及微生物群落结构进行了研究,主要结论如下:（1）比较了三种改性剂对覆盖层壤工程特性的影响,发现石灰、木屑、PAM的胶凝作用可增强试样的抗压强度。石灰组的渗透性增强。相反,木屑组和PAM组渗透性显著降低。随着木屑掺比量增加,改性试样持水量增大,其变化范围为39.46%65.19%。在碱性土壤中,PAM掺比量增加,改性试样持水量提升不明显。改性中间覆盖层可作为一种调节反应器内pH值的有效手段。其中,5%石灰组和5%木屑组可分别调节渗滤液pH值为7.78和8.8,有利于垃圾生物降解和稳定。此外,改性中间覆盖层对渗滤液中有机污染负荷及重金属有明显的削减作用。比选得出,5%石灰组、5%木屑组以及0.1%PAM组改性中间覆盖层综合性能最优,结构稳定,渗透性适中,可节约填埋场库容,技术经济可行性优于传统粘土覆盖层。（2）研究中间覆盖层、生物菌剂、垃圾压实密度以及初始含水率对垃圾沼气产生量、产甲烷浓度的影响。试验结果表明,对垃圾沉降期沼气产量影响显著的因素顺序是:中间覆盖层>压实密度>生物菌剂>垃圾含水率。而各因素对整个垃圾消化阶段总产气量及产甲烷浓度影响显著性顺序为:生物菌剂>中间覆盖层>压实密度>垃圾含水率。垃圾中添加解纤维素菌和木霉菌可提升垃圾消化系统产气量和产甲烷能力,其产甲烷浓度范围为20.1%46.9%,而添加产酸菌的试验组会产生酸化,产气量及产甲烷浓度降低,低于未添加菌剂的空白组,其产甲烷浓度为10.6%24.3%。木屑改性中间覆盖层会阻碍填埋气体的释放。压实密度为800 kg/m3对填埋气的传导有利。覆盖层土壤中添加木屑或PAM对提升系统产甲烷能力有利。（3）比较五组生物反应器中垃圾消化产气规律,发现采用不同中间覆盖层分层填埋有助于提升垃圾的产气速率和产气量。模型拟合产气速率常数大小:PAM组>石灰组>木屑组>土壤组>空白组。PAM组累积产气量最高,较空白组提升了65.5%。石灰组和PAM组产气迅速且稳定。木屑组由于覆盖层中木屑对气体吸附作用较强,致使气体的传导能力下降,产气量较低。分析填埋气气体组分得出,改性中间覆盖层能显著提升垃圾消化系统的产氢、产甲烷能力,并且可加速垃圾降解由水解酸化阶段过渡到产甲烷阶段,缩短产气周期。空白组、土壤组、石灰组、木屑组、PAM组产H2最大浓度分别为6.78%、8.94%、8.79%、8.65%、9.66%。填埋气中H2浓度在整个垃圾消化产甲烷期内均维持在较低水平（0.2%左右）,没有产生积累,H2会优先被产甲烷菌利用生成甲烷。土壤组、石灰组、木屑组、PAM组产甲烷最高浓度分别为63.25%、64.16%、62.09%、70.83%,而空白组产CH4最高浓度仅为39.14%。空白组、土壤组、石灰组、木屑组和PAM组产甲烷滞后时间分别为95天、85天、70天、90天和60天。产甲烷滞后时间长短排序为:空白组>木屑组>土壤组>石灰组>PAM组。PAM组在装填第67天产甲烷浓度达到10%,比空白组提前80天进入快速产甲烷阶段。随着产甲烷进程填埋气中CH4浓度升高,杂质气体的浓度会降低。中间覆盖层对填埋气中微量杂质气体有一定的去除作用,杂质气体组分浓度降低的幅度为:木屑组>PAM组>石灰组>土壤组>空白组。（4）分析土壤组、石灰组、PAM组中渗滤液特性与甲烷产率变化关系得出:在垃圾厌氧消化过程中,渗滤液pH值的变化规律与系统产甲烷进程关系存在滞后性,不单独作为指示指标。渗滤液中HAc/HVa值先降低,随后波动上升,在第一个拐点处可指示消化系统进入产甲烷期。渗滤液TOC/TN值对垃圾产甲烷系统稳定性有一定的指示作用。当渗滤液中TOC/TN≥13时,垃圾厌氧发酵系统稳定正常产气。当渗滤液中TOC/TN<13时,消化系统失稳产气量小。反应末期,系统中仍存在较高浓度的乙酸,酸积累导致产气终止。（5）采用16S rRNA基因标记技术对PAM组反应器中不同反应阶段的渗滤液样品以及试验末期垃圾样品（MSW）和覆盖层样品（cover）进行微生物群落评估。发现垃圾样品中微生物群落多样性最丰富,覆盖层样品次之。聚类树分析得出MSW样品与渗滤液样品中微生物种类有较近的亲缘关系,且反应期越长相似度越高。垃圾厌氧消化系统中缺乏硝化螺旋菌门（Nitrospira）。中间覆盖层是系统进行硝化反应的主要场所。cover样品中含有能强化垃圾降解的优势菌种,可促进系统内垃圾厌氧消化产甲烷。反应器内产甲烷菌主要以对氨和盐耐受性较强的氢营养型产甲烷菌为主,代谢类型为乙酸互营氧化产甲烷。“氨积累”抑制解乙酸型产甲烷菌的活性,是导致垃圾厌氧消化产气能力降低的重要原因。