礦化垃圾填埋場的綜合治理

張博芳，張文濤

（1.保定市華銳方正機械制造有限公司，河北保定071000；2.北京錚實環保工程有限公司，北京100000）

礦化垃圾填埋場的綜合治理

張博芳1，張文濤2

（1.保定市華銳方正機械制造有限公司，河北保定071000；2.北京錚實環保工程有限公司，北京100000）

以礦化垃圾作為研究對象，對礦化垃圾填埋場進行綜合治理，使填埋場垃圾得到資源化利用，將填埋場土地恢復使用，提升垃圾資源化利用后產生的經濟效益。

垃圾分選；礦化填埋場治理；陳腐垃圾治理

截止2009年底，我國共發布生活垃圾處理相關法規35部。其中法律1部：《固體廢物污染環境防治法》；行政法規1部：《城市市容和環境衛生管理條例》；《城市生活垃圾管理辦法》等部門規章9部；《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》等規范性文件24部。同時，發布了40余項標準規范。可見，國家對固廢治理重視度和治理力度不斷增加。

我國由于基礎差、欠債多、歷史遺留問題多等原因，目前在設市城市中仍有約50%的生活垃圾未實現無害化處理，在縣城和建制鎮中仍有近90%的生活垃圾未實現無害化處理，而村莊生活垃圾的無害化處理率更接近為零。另外，全國城鎮有數十億噸的存量生活垃圾未得到妥善處理，導致垃圾圍城的現象日趨嚴重。其中，簡易垃圾填埋場遍布全國眾多鄉鎮，由于使用前往往沒有經過專門的設計和建設，多是選擇一些低洼地或者偏僻的山溝直接用來傾倒垃圾，帶來了很多的環境問題及安全隱患。簡易填埋場即使不再填垃圾，其對環境的影響仍將持續20年以上，對其進行污染治理與生態恢復是社會發展中必須解決的緊迫問題。

1 礦化垃圾定義及治理目標和意義

礦化垃圾也叫陳腐垃圾，是指在填埋場中填埋多年，基本達到穩定化，已可進行開采利用的垃圾。礦化垃圾場屬于非正規填埋，主要表現以下方面。

1.1 選址不當

許多簡易垃圾填埋場是過去垃圾堆放場稍加改進發展而來的，在選址、場地規劃設計上存在嚴重缺陷，沒有嚴格的防滲措施，為填埋場的污染控制及運行管理留下種種隱患。

1.2 污染環境

由于缺乏系統的規劃設計，簡易垃圾填埋場在污染控制方面十分薄弱，雖然采取了一些補救措施，由于缺乏系統性，效果并不明顯。在國內一些地方，滲濾液污染地下及地表水問題突出，一些填埋場防洪系統過水能力不足，暴雨時洪水沖刷垃圾體產生大量的污水，造成了地表水的大面積污染；填埋場LFG無序排放引發的垃圾自燃、爆炸事故時有發生；填埋氣體主要成分CH4、CO2均是溫室氣體，對環境的污染不容忽視，填埋氣體中的多種非甲烷類有機物，盡管濃度很低，但其毒性強，含有多種“三致”物質，對環境和人類健康造成嚴重威脅。

1.3 擾民嚴重

填埋場產生的惡臭及蚊蠅鼠害對附近居民生活和身體健康帶來影響，在一些地方，填埋場附近惡臭襲人，蚊蠅鼠害嚴重，引起周圍居民強烈不滿和社會公眾的關注。

1.4 運行管理不規范，事故隱患多

由于沒有分單元進行操作，填埋作業面大，不能及時有效覆蓋；壓實程度不夠，垃圾體穩定性差，極易發生人身安全事故；填埋氣體的無序排放，存在燃燒、爆炸的安全隱患。

簡易垃圾填埋場無任何環境保護措施和標準，無滲濾液導排、填埋氣體處理系統等。對區域內土壤、地下水和大氣環境以及社會的影響非常嚴重。

國內外簡易垃圾填埋場的綜合治理普遍采用異地衛生填埋、篩分后異地處理和就地封場等3種技術路線。異地衛生填埋，該方法需另選場地，占用大量土地資源，建正規垃圾填埋場，投資大，不易操作；就地封場，該方法工期短、投資少、見效快、易操作，但不能釋放土地資源，阻礙城鎮發展規劃，垃圾資源不能回收利用；篩分后異地處置，該方法雖工藝復雜、投資較大、工期較長等，但從國家長遠發展來看，此方法較其他方法最宜可行，它可完全切除污染源，釋放土地資源，垃圾資源化等。

垃圾填埋場治理工作是我國環境建設工作中一項重要內容，《國家環境保護“十二五”規劃》、《關于進一步加強城市生活垃圾處理工作意見》（國家［2011］9號）、《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理實施建設規劃》（國發［2012］23號），均明確提到加快垃圾污染治理工作。同時為提高我國垃圾治理工作管理水平，2012年住房和城鄉建設部城市建設司特制訂《中華人民共和國住房和城鄉建設部存量垃圾治理項目管理辦法》，以確保此項工作規范有序進行。

2 治理思路

方案中可根據總預算成本和工期選擇不同工藝執行路線，如執行止水帷幕費用高、工期長等；鑒于該填埋場垃圾含水率極高，挖出垃圾必須經過堆放、瀝水后才可進分選線。遇到雨季降雨，如在戶外分選，則工期將嚴重增加，見圖1。

圖1 填埋場治理方案路線圖

3 垃圾篩分

分選是依據物料密度、顆粒大小、磁化性和光電性質等物理性質的差異，選用適當的設備和工藝，將物料分成性質相似的若干類的處理技術。該工程擬選用國內知名品牌保定方正機械廠制造的全自動機電一體化設備。

3.1 設備及處理流程

該成套設備由上料、分選、傳輸、打包及電控中心等各類單體設備拼裝成生產線。其中分選設備由鱗板機和限料機組成，作用是由裝載設備將垃圾裝入垃圾分選線的上料機，經過限定數量均勻地傳送到分選工序。

分選部分由振動篩選、滾筒篩選、磁選、風選等組成，振動篩分和滾筒篩分均是利用垃圾中的磚、石、陶粒、灰土等無機物質顆粒大小的差異和質量大小將其分離為200 mm以上的大粒垃圾，20～200 mm和20 mm以下等3類。其具體過程是，由上料機送來的垃圾經振動篩將其分選為200 mm以上和200 mm以下兩類，200 mm以下的再送滾筒篩，通過滾筒篩的不同孔徑和物料與篩板的相對運動，將其分為篩下的20 mm以下腐殖土和篩上20 mm以上混合物兩部分，再輸送至分選裝置。經過滾筒散料將重質的無機物玻璃和鐵磁物等分出。并由水平和斜向兩個方向的風力（氣流）將較輕物質向上帶走或者水平方向帶向較遠地方，而同時重物料向上氣流不能支撐和重物的慣性作用而沉降。在風選裝置中將輕質雜物和重物分離，同時在篩下物出料口和風選重物出料口還安裝磁選裝置，利用磁化率差異性將20 mm以下和20 mm以上垃圾成分中的鐵磁物、廢電池等危險物分離。

通過分選將垃圾分選成200 mm以上的磚、瓦、石塊及20～200 mm的無機物，20 mm以下的腐殖土，鐵磁物和輕質物等四部分，并分別進行資源化處理利用，廢電池等送危險廢物處理廠處理。

傳輸是指傳輸設備，主要用于垃圾處理過程中的垃圾傳輸和分選物輸出的專用設備。

打包為打包機，將篩出輕質可燃物打包，減少體積，利于運輸及作資源化處理。

電控中心，即設備集成控制，自動化運行，減少人員作業過程中近距離接觸，保證安全，且可觀察整個分選線工作狀況（圖2）。

3.2 分選工藝

第一步：挖掘和運輸。用挖掘機將陳腐垃圾挖出并裝入自卸卡車的車廂內，運送到篩分設備處。

第二步：給料和預篩分。將挖掘的垃圾運至篩分設備處，倒入振動篩，在此將大體積建筑垃圾及其他不能直接篩分處理的垃圾預篩分，以減少或避免對設備造成的損害。

第三步：輸送導料。上料機將物料輸送至振動篩，通過振動篩后再輸送至滾筒篩進行篩上物和篩下物的篩分。

第四步：滾筒式篩分。通過滾筒式篩分可將陳腐垃圾通過輸送機篩出篩下物，并將篩上物輸送入風選篩分設備。

第五步：（a）帶輸送及篩下物。（b）手選平臺。通過滾筒篩后，篩下物腐殖土篩出后，進入皮帶傳送進行人工分選，將塑料袋等輕物質中裹著的建筑垃圾進行分選，增加篩上物的干凈程度。

通過人工分揀,將輸送帶上的重物中所混有的電子產品、廢油漆、廢燈管、廢日用化學品等分類揀出（其中日用化學品和過期藥物經長期降解和化學反應，已達到不穩定狀態不具備污染性），由于其中還夾雜部分塑料和輕物質，因此還要加一級風選，使這些物質中不再有塑料等輕質物料。

第六步：（a）風選。篩上物通過輸送帶進入風選倉，在可調風量、風速的風機作用下，將輕物質吹落到帶風罩的輸送鏈上，落下堆放，用抓斗送入打包機，重物落到緩沖裝置的輸送帶上，輕質物料傳輸的皮帶機均為密閉狀態，防止了揚塵、飄灑所形成的二次污染。（b）打包。

第七步：篩上物建筑垃圾篩分。

第八步：經過分選處理后的各種物料處理。

粒徑小于20 mm以下的腐殖土，用挖掘機裝至自卸車內運輸，用于山體園林綠化。

粒徑大于20 mm的建筑渣土，以及大塊建筑垃圾進行破碎后進行回填使用。

篩上物臨時存放，后續進行資源化利用。經篩分后的輕質物經過打包機打包后，使用裝載設備運輸至庫區堆放地點，碼放整齊，為防止飄散，使用罩網覆蓋，并做好防火措施。

陳腐垃圾中的廢鐵等金屬非常少，少量金屬在施工過程中隨時由人工揀出。

圖2 生活垃圾分選流程

4 回填工程

該項工作可將篩出的磚、石、瓦、礫直接回填坑中。但篩選下物腐殖土一般因其含有大量重金屬、有機物等，直接回填至無任何防滲措施坑內，會造成二次污染，所以在原坑不作處理情況下，不建議直接將腐殖土回填。但腐殖土可小部分與素土混摻達標后可回填。

5 污染防治工程

填埋場甲烷氣體正處于產氣階段，經常發生著火爆炸等現象。其含量大，濃度高，且有大量滲濾液積沉，給后續治理和施工帶來巨大安全隱患。在治理的挖方、轉運、分選和分選物處理處置中也會產生有毒有害氣體和粉塵，對施工現場和周邊環境造成危害。除應作好氧穩定前期處理、物料消納方式和地點選擇、腐殖土安全利用以外，施工過程中還應大力作好滲濾液處理，防治廢氣粉塵二次污染，沼氣安全控制等工作。

5.1 臭氣和粉塵防治

生活垃圾中有機質在填埋過程中處厭氧降解狀態，會產生大量惡臭氣體，其成分大體為三類。一類是含硫化合物，如硫化氫、二氧化硫、硫醇和硫醚等；第二類是碳氫化合物，如氨、酰胺和吲哚等；第三類是其他鹵素及其延伸物、烴類和含氧的有機化合物等。其中濃度較高、影響較大的臭氣有：氨氣、硫化氫、甲硫醇、甲基硫等，還包含大量的揮發性有機成分。

具體除臭方案：在挖方區域和場界周圍采用遠程噴霧機每天對填埋區裸露垃圾面、現填埋作業面、污水溝及填埋場區內沼氣管等移動噴灑生物除臭劑。正常噴灑工作時間為上午8：30～11：30和下午14：00～17：30，即垃圾車進出填埋場最多的時間段，每天每個指定地點必須噴灑4次以上，噴灑次數及噴灑地點根據氣候條件的變化進行適當調整，確保除臭滅蠅效果達標，夏天氣溫較高時，晚上19：00～20：30再噴灑1～2次。在除臭過程中，如遇到一些突發事件（如：臨時迎賓、檢查、環境污染、特種垃圾進場等），作業人員將根據現場需要服從上級主管領導安排特定時間、特殊部位除臭，保證除臭效果，絕不留除臭作業死角。

（1）高壓噴霧風炮除臭系統。除臭液可采用植物提取液，植物提取液除臭相對使用范圍比較廣，臭氣與植物除臭液反應后的二次產物不會對環境造成二次污染，垃圾堆埋場的臭氣濃度具有不穩定性、濃度不高等特點，非常適合植物提取液應用。

（2）作業面的覆蓋。分選作業完成后的覆蓋措施是存量垃圾分選區揚塵和惡臭污染控制的重要環節，可防止塵土飛揚、減少蚊蠅滋生、控制疾病、減少雨水滲入和隔離惡臭污染源。完善的覆蓋措施應包括每日覆蓋、適時覆蓋和最終覆蓋3個層面。

常用的覆蓋材料主要有黏土材料、工業渣土和人工合成材料3種。其中黏土覆蓋在黏土儲量豐富的存量垃圾場應用較為廣泛，但其成本較高，來源有限；工業渣土主要包括工業建筑垃圾、污泥、工業灰渣、堆肥復合基質、礦化垃圾等；近年來人工合成覆蓋材料發展迅速，也是存量垃圾場覆蓋材料的重要發展方向，常見的主要有PE，LDPE，HDPE，PVC，EVA膜和遮陽網等，由于其獨特的延展性、密閉性、抗老化性和可重復利用性，HDPE膜在南方得到廣泛應用，但存在膜下惡臭污染物濃度過高的問題。覆蓋材料的選用應綜合考慮現場條件和覆蓋要求，以抗滲性好、抗老化性強、可實現雨污分流、輕便易施工等為導向，宜具備通氣性，利于表面氧氣向膜下散發，同時阻隔惡臭氣體的向外逸散，保持膜下的局部好氧環境，抑制惡臭產生。

分選過程采用分選線增加除塵除臭裝置，可將分選線放置于由鋼結構帶屋頂四周用鋼絲網封閉，室內設廢氣進化設備和生物除臭劑設備，定期除臭，集中處理，設高壓煙囪排放。

5.2 垃圾滲濾液治理

在填埋場處理過程中增添活動式滲濾液處理裝置一套，經過預處理再進入污水處理系統，進行二次處理然后達標排放，以確保填埋場生態恢復以后徹底消除隱患；若考慮成本和其他制約因素，可只在施工區設調節池，將滲濾液排至調節池，調節池主要用來調節滲濾液水質水量，因為滲濾液隨季節性變化，水質與水量變化大，一般設計調節池停留時間較長。

由于垃圾填埋滲濾液從垃圾堆滲出時，垃圾堆體內懸浮和溶解的有機污染物和重金屬，以及無機污染物將會隨之溶出，因此滲濾液是一種有機污染負荷高、水質極為復雜的污水。通過分析，污染物大體上達到63種，應該采取技術和設備先進可靠的方式進行處理，讓其達到生活垃圾填埋場污染控制標準（GB/ 16889—2008）。

滲濾液由填埋場滲濾液排水收集至調節池，由于滲濾液的水質變化幅度較大，對于大多數填埋場而言，調節池的主要功能為調節水量，并對水質也起到一定的調節作用。

5.3 噪聲處理

選擇低噪音機械設備，避免夜間作業等，減小施工噪聲。具體措施為如下。

（1）合理安排施工時間。在制訂施工計劃時，應盡可能避免大量噪聲設備同時施工。除此之外，高噪聲的施工設備盡量安排在晝間工作，減少夜間施工量。

（2）合理布局施工現場。避免在同一地點安排大量動力機械設備，以防局部聲級過高。

（3）降低設備聲級。設備選型上盡量采用低噪聲設備，如以液壓機械代替燃油機械，對動力機械設備進行定期的維修、養護，維修不良的設備常因松動部件的振動或消聲器的損失而增加其工作時的聲級。不用的設備應立即關閉，運輸車輛進入現場應減速，并減少或杜絕鳴笛。

（4）降低人為噪音。模板、支架拆卸過程中，遵守作業規定，減少碰撞噪聲。盡量少用哨子指揮作業，而代以現化化的通訊設備。

（5）建立臨時聲障。對位置相對固定的機械設備，能在棚內操作的盡量進入操作間，不能入棚的，可適當建立單面或多面聲障。

（6）減少施工交通噪聲。應盡量減少夜間運輸量；限制大型載重車進入村間道路的車速；對運輸車輛定期維修、養護；減少或杜絕鳴笛。

6 資源化利用

從兼顧社會、當地居民、企業和環境效益且從當前和長遠考慮，分選物中磚瓦陶粒和腐殖土直接回填外的處理處置，擬采用以下方案。

（1）分選物中腐殖土部分就地回填，部分用于當地的園林綠化，其依據如下。

（a）垃圾腐殖土與一般綠化用土壤相比，垃圾腐殖土重金屬含量較高，大量施用會導致土壤Hg，Cr等污染，但由于其含有較高的有機質與營養物質，適量（垃圾腐殖土添加質量分數≤50%）與土壤混配后既能增加土壤養分、改良土壤，又不會造成土壤重金屬污染與危害。

（b）通過不同配比下垃圾腐殖土大田栽植試驗，對比分析了不同垃圾腐殖土添加量下植物的出苗率、株高、地徑、新梢生長長度、葉綠素含量、光合速率、蒸騰速率和水分利用率，綜合分析得出垃圾腐殖土與綠化土壤混配時垃圾腐殖土添加質量分數量為25%時，對植物的生長最為有利。

以上結論為分選出腐殖土用于填埋提供了依據。

（2）建筑垃圾及生活垃圾中分選出來的磚、瓦、陶等無機物用于制作建材產品（圖3）。

圖3 建筑垃圾再生骨料工藝流程框圖

可將磚、陶、瓦等經過破碎、分選制成骨架料，再用骨架料生產各種混凝土類材料，如預拌混凝土、鋼混砂漿、混凝土構件、各種墻體磚地面磚等，但制磚單位時間消納骨料比較低，最好不考慮大規模制磚，更不能考慮現場制磚問題。

（3）建議分選物分選出的輕質物處理方法如下。

（a）碳化熱解制成煤炭。可根據輕質物篩分產率及當地處理設施，可選該工藝，否則建議放棄該工藝。

（b）廢塑料煉工業燃油。將可燃輕質物分成廢塑料和可燃雜物兩部分，將廢塑料用于煉工業燃油，輕質可燃雜物送焚燒發電廠焚燒。

該方案也是在當地處理設施基礎上選擇，應考慮運距、環境保護等方面。

（c）廢塑料再生造粒。將輕質可燃物分成廢塑料和可燃雜物兩部分，將廢塑料用于再生造粒，將可燃雜物送焚燒發電廠焚燒發電。

廢塑料再生造粒的工藝流程是：兩次破碎清洗—第三次清洗—浮選—擠壓干燥—強制喂料—兩級塑化—抽絲冷卻—剪粒裝帶。

（d）將廢舊塑料出售。以上方案如綜合考慮均不可行，則可考慮直接將輕質物出售處理。

Comprehensive treatment of the landfill field

ZHANG Bofang1,ZHANG Wentao2
（1.Baoding Huarui Fangzheng Machinery Manufacturing Co.,Ltd.,Baoding 071000,China; 2.Beijing Zhengshi Environmental Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100000,China）

Taking the mineralized refuse as the research subject,the paper discussed the comprehensive management for mineralization landfill in order to make landfill get resource utilization and make the recovery usage of landfill land.Impact and benefits from generated garbage resource were also assessed.

garbage sorting；mineralization landfill management；trite garbage treatment

X751

A

1674-0912（2015）07-0037-05

2015－03－24）

張博芳（1988-），女，河北廊坊人，專科，研究方向：生活垃圾、建筑垃圾和陳腐垃圾分選綜合利用，垃圾資源化處理。