袁文祥,陳善平,邰 俊,程 炬,宋立杰
(1.上海市環境工程設計科學研究院有限公司,上海200232;2.上海環境衛生工程設計院有限公司,上海200232;3.華東師范大學資源與環境科學學院,上海200241;4.上海市廢棄物管理處,上海200063)
·固廢處理·
我國垃圾填埋場現狀、問題及發展對策*
袁文祥1,2,陳善平1,2,邰俊1,3,程炬4,宋立杰1,2
(1.上海市環境工程設計科學研究院有限公司,上海200232;2.上海環境衛生工程設計院有限公司,上海200232;3.華東師范大學資源與環境科學學院,上海200241;4.上海市廢棄物管理處,上海200063)
以我國在運營填埋場的運行狀況為基礎,通過現場調研和文獻總結,得到以下結論:經過10余a的發展,我國填埋處理能力達到421 776 t/d,衛生填埋占其主導地位,達91.33%,縣城及鄉鎮等地區衛生填埋處理能力顯著增強;填埋場中以中小型填埋場(0~300 t/d)為主,特別是一些縣級城市和鄉鎮地區;而在一些經濟較發達的大中城市,填埋場則逐漸從小型化向大型化、園區化、高標準化發展,且焚燒在生活垃圾處理中所占比例日益增高;現有填埋場基本以2006—2014年投入運行為主,使得一半左右填埋場在7~15 a將關停,需要進行合適的填埋場修復工程。最后針對填埋場存在問題提出了相應對策,認為源頭分類收集和填埋場的資源化利用是實現和突破現有填埋場困境的關鍵。
生活垃圾;填埋場;發展現狀;對策
1.1填埋場發展歷程
我國生活垃圾無害化處理建設從20世紀80年代起步,開始階段因為缺技術和資金,所有填埋場都是非衛生填埋的堆場,且主要集中于一些大中城市,縣級城市相對較少。從1990年起的10 a間,隨著我國第1個垂直防滲的天子嶺填埋場建設開始,準衛生填埋場數量迅速增加,然后逐漸減少趨于穩定,但生活垃圾的填埋量卻一直持續增加,主要是部分大中型衛生填埋場得到投入運行,使得垃圾處理能力迅速提升[1]。2000年后,我國生活垃圾衛生填埋處理能力持續加大,從2001年的6.7424×107t提升到2012年的1.05125×108t,而填埋在垃圾處理中所占比例則持續下降,從2001年的86.32%降至2012年的69.67%,主要是在2002年后大中型城市的垃圾焚燒處理設施得到大幅度增加[2-3],特別是“十一五”至“十二五”期間,焚燒作為一種工廠化的運作方式和垃圾能量化處置模式,各地爭相建設生活垃圾焚燒廠,使得填埋場的建設速度受到了一定程度影響。但衛生填埋處理設施數量及占無害化設施數量比例一直維持在70%~80%,從另一方面說明,填埋場建設已從開始階段的小型填埋場為主逐步過渡到大中型高標準填埋場發展方向。
另外,我國縣級城市以及鄉鎮地區的生活垃圾處理能力也得到大幅度提高,從圖1~2可知,近5 a來,全國縣城地區衛生填埋處理能力從2009年的40 135 t/d增加到2012年的113 631 t/d,增長了183%,數量也從263座增加到793座,增加了2倍多。在這些填埋場中,衛生填埋處理所占的比例一直在90%~95%之間,說明絕大部分縣級城市新建的填埋場都采用了較為嚴格的衛生填埋標準。但相比于城市的衛生填埋模式,我國縣城填埋場的規模明顯偏小,平均處理能力在100~200 t/d,而城市的平均處理能力則在500~600 t/d。

圖1 2009—2012年縣城衛生填埋處理能力變化情況

圖2 2009—2012年衛生填埋場處理能力變化情況
1.22013年填埋場狀況
2013年我國各省份運營垃圾填埋場合計1 549座[4],處理能力達到421 776 t/d,其中0~300 t/d規模的填埋場為1165座,占75.21%,300~1000t/d規模的填埋場為278座,占17.95%,1000~2000t/d規模的填埋場為32座,大于2000t/d規模的填埋場為22座,未明確統計的為52座(見圖3)。這其中,每座填埋場平均處理能力為272 t/d,占地面積為23.41 hm2,噸垃圾處理建設占地面積為0.086 hm2。現有填埋場中,主要以衛生填埋、簡易填埋和以填埋為主綜合處理3種方式,其數量占比分別為86.77%、8.89%、6.32%,處理能力占比分別為91.33%、0.72%、7.94%,說明絕大部分填埋都采用了衛生填埋模式。

圖3 2013年全國填埋場運營規模情況
在這些填埋場中,近一半在2006年后集中投入運行,其中2006—2010年投入運行737座,占比47.58%,2011—2014年投入運行462座,占比29.70%,其次是2001—2005年投入運行220座,占比14.20%,而2000年前相對較少,1996—2000年50座,1995年前30座,其他未明確具體運營時間的50座,說明2006—2010年是填埋場建設的爆發期,也符合當時衛生城市建設的要求。而從設計年限看,填埋場的設計年限主要集中在11~15 a和16~20 a,其中平均設計年限在15 a左右(圖4)。因此,結合建設時間和設計年限,可以推斷,2000年投入運行的填埋場即將停止作業,而在2006—2014年投入運行的填埋場在7~15a也將實現關閉。因此,填埋場的生態修復成為后續10 a的主要工作,屆時待修復的填埋場土地預計將近28 068.59 hm2[5-6]。

圖4 2013年全國運營填埋場的設計使用年限
2.1我國生活垃圾填埋發展特點
隨著我國生活垃圾量的急劇增加,特別是城市居民對于自身周邊環境要求的日益提高,使得我國衛生填埋場的選址成為生活垃圾發展的重要掣肘。因此,具有集約、高效用地的生活垃圾綜合處理園區成為解決選址用地難的重要利器,填埋場也逐步向大型化、園區化、高標準發展,而衛生填埋的大型化、園區化也更有利于統一的規劃管理,提高生活垃圾衛生填埋的處理能力,降低其對周邊的環境影響。另外從2006年開始,我國開始了3輪次的衛生填埋場評級活動,且相繼出臺了針對填埋場建設、運行、污染控制、資源化利用、監管、評估等的全國標準規范,構建了一套相對完備的標準規范體系[7],為衛生填埋場的高標準建設和運行提供了技術指導,與此同時,政府部門在大型化、園區化、高標準衛生填埋建設方面也給予政策和資金支持。
而隨著我國城鄉一體化進程的推進,衛生填埋場在中小城市及縣城得到快速發展,實現了從無到有,從堆場向衛生填埋場的轉變。生活垃圾衛生填埋技術因其具有適應性強、運行成本低等特點,今后仍然將是中小城市、縣城以及鄉鎮生活垃圾處理的主要方式[8]。2011—2013年,全國中小型生活垃圾衛生填埋設施建設增速明顯。新型城鎮化及新農村建設將為垃圾填埋帶來新的市場需求。因此,如何開展適合于城鄉環境的衛生填埋處理模式成為目前衛生填埋場設計和施工的重要一環。
衛生填埋場另一個關鍵點是實現其二次污染控制。隨著衛生填埋建設和運行費用的投入,特別是衛生填埋場運行監管日益嚴格,針對填埋場填埋作業過程中滲瀝液、填埋氣體、堆體穩定等方面的監控體系得到了進一步完善[9],從另一方面催生了填埋場污染防控技術的大發展。針對填埋場特點,首先需要從設計方面綜合考慮滲瀝液防滲、填埋氣體導排等措施,并逐步實現高規格人工合成土工材料應用[10];其次在綜合處理方面,大量新建或改建的填埋場將上馬滲瀝液處理設施,以及填埋氣體利用或處理裝置;再次在運營管理方面,針對填埋臭氣、蚊蠅等方面的感官污染問題等[11],將通過在作業過程中進行精細化管理來控制;最后在封場維護方面,大量填埋場的封場整治及生態修復工作已啟動,同時封場場地的安全利用也將開始研究和嘗試。此外,一些填埋場通過引進和消化先進運營管理理念和模式后,將創新出一些適合我國國情的監管運行模式,企業化管理、第三方監管等模式將在很多填埋場運營過程中得到廣泛應用,以確保實現污染可控、環保達標的運營目標。
2.2存在問題
2.2.1填埋場選址不當
由于填埋場的場址需要遠離居民區,且最好能有自然形成的空間,使得很多老填埋場選擇了一些環境生態脆弱區。通過對2013年我國各省份及地區運營的1 549座填埋場分析發現,雖然有999座填埋場選址不在重點流域范圍,但在河網較為密集地區,特別是主要重點流域的海河、淮河、黃河中下游、三峽庫區及上游等地,填埋場合計數量仍然有380座,流域面積占比為22.57%。這些流域的填埋場分布密度相對較大,而且大多為我國水源地上游,存在極大隱患。一方面需要加強防滲系統,如采用雙復合層防滲;同時,更加注重流域地區地下水位、地表徑流以及降雨等氣象水文條件情況,以減少這些運營填埋場對重點流域的環境影響。
2.2.2填埋場二次污染仍然嚴重
填埋場垃圾中含有大量蛋白質、脂類和糖類化合物等,在降解過程中,會產生NH3、H2S、VOC等惡臭氣體[12],也是目前填埋場成為周邊居民投訴的主要誘因[13]。而滲瀝液等的泄漏進入地下水和周邊水體,則給周邊環境造成重要危害,據已有的統計顯示[14-16],我國70%的填埋場都存在滲瀝液泄漏問題。特別是填埋場二次污染引發的土壤污染,給人類的影響是多方面的,垃圾中的大量有害物質,可能進入人類的食物鏈,而誘發多種疾病[17]。
2.2.3混合收集垃圾處理費用高
由于我國垃圾混合收集模式,使得混合生活垃圾中的水分及有機物含量都很高,其降解活躍,滲瀝液產生量占垃圾處理量的20%~30%,極大地增加了處理成本[18]。另一方面垃圾中存在15%~20%的塑料、10%以上的紙張等有價物質,這些可回收組分被直接填埋,極大地造成了資源的浪費,同時也占用了大量填埋庫容。
2.3對策建議
2.3.1加強科技投入,重點攻克污染防控技術
填埋場污染防控水平是衡量一個填埋場運行效果好壞的重要依據,GB16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標準等一系列標準規范的頒布實施,極大提高了污染防控的要求,而目前填埋場在填埋過程中臭氣控制、滲瀝液處理等方面技術水平與低成本運行以及民眾期望效果還存在一定的差距,在如何控制并處理填埋場面源臭氣、達標低成本處理滲瀝液及其濃縮液等方面需進一步加大相關科技攻關投入,以實現填埋場全方位低成本無污染運行。
2.3.2推進垃圾分類,提高填埋入場垃圾要求
我國現階段垃圾填埋場運行過程中存在不同固廢無序混填現象,如有些填埋場大量接收餐廚垃圾、污泥、建筑垃圾、化妝品、醫療垃圾,甚至接納有毒有害物質,這樣一方面減少了垃圾填埋量,縮短填埋場壽命,另一方面也不利于填埋場的再生。此外,填埋場污染中產生的惡臭、滲瀝液量大以及堆體不穩定等很多問題均與填埋垃圾含水率較高有關,在填埋場運營管理過程中,應加強入場垃圾的脫水處理,并保證餐廚垃圾、污泥等高含水率固廢的分類處理,提高填埋入場垃圾的要求。
2.3.3完善設施建設,逐步實現資源能源利用
填埋氣體是一種寶貴的生物質能源物質,經過技術處理,其可以進行填埋氣發電、鍋爐燃料、進入城市燃氣管網、蒸發滲瀝液、汽車燃料、用于溫室大棚等方面利用。其中,利用填埋氣發電簡便、易行,是國內外最多采用的填埋氣綜合利用方式,通過合理收集導排,設置適當預處理及利用裝置,實現填埋氣綜合利用,將創造顯著的經濟價值。此外,在填埋場設計運行過程中,需充分考慮封場后土地的管理手段,加強對封場土地的再生利用研究,做好土地規劃布局。在我國城鎮化進程快速推進,土地稀缺的嚴峻形勢下,再生出可開發利用的填埋場土地資源,具有明顯的現實和戰略意義。
1)填埋仍然是我國生活垃圾處理的主要模式,雖然在無害化處理中所占比例下降,但其處理規模和能力急劇增加,是應對我國生活垃圾急劇增加的主要方法。
2)填埋是目前縣級城市和鄉鎮地區生活垃圾的主要處理方法,占到了90%~95%,而隨著我國城鄉一體化的快速推進,填埋仍然會是該規模城鎮的首選方案,相應的設計和建設需根據其特點進行跟進研究與優化。
3)衛生填埋場在未來10 a將進入一個大量關閉的狀態,因此填埋場的生態修復將成為生活垃圾填埋處理的重要增長點。
4)我國填埋場的選址仍然存在大量問題,特別是在河網較為密集區域存在380座填埋場,流域面積占比為22.57%,需重視并進行嚴格防滲處理。
5)垃圾填埋場的資源化利用和生活垃圾的分類收集是解決目前填埋場困境的重要途徑,需要高度重視和有效推進。
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Present Situation,Problems and Development Countermeasures of Landfill in China
Yuan Wenxiang1,2,Chen Shanping1,2,Tai Jun1,3,Cheng Ju4,Song Lijie1,2
(1.Shanghai Institute for Design&Research on Environmental Engineering,Shanghai200232;2.Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute,Shanghai200232;3.College of Resources and Environmental Science,East China Normal University,Shanghai200241;4.Shanghai Waste Administrative Division,Shanghai200063)
Based on the operation situation of the landfill in China,the conclusionsobtained from the field investigation and the literature sum-up were as follows.After more than 10 years developing,the processing capacity of landfill in China reached 421 776 t/d,in which sanitary landfill accounted for the dominant position,as high as 91.33%,and the sanitary landfill disposal capacity of county and township significantly enhanced.Most of the landfillswere small and medium-sized ones(0~300 t/d),especially in some county-level citiesand townships.In some developed large and medium cities,landfill gradually developed from small to large,park industrialization and high standardization,and the proportion of incineration in the treatment of municipal solid waste was increasing.Most of the existing landfills were put into operation during 2006~2014,and about half of them will be shut down in 7~15 years for the proper restoration.Finally,the according countermeasures were put forward for the problemsofthe landfill,and the source collection affer sorfed and the resource utilization ofthe landfill were considered to be the key to break through the predicament ofthe existing landfill.
MSW;landfill;development situation;countermeasures
X705
A
1005-8206(2016)05-0008-04
科技惠民計劃項目:特大型城市垃圾污染控制技術集成應用(2013GS310202)
2015-08-25
袁文祥(1985—),工程師,主要從事固體廢物領域的技術研發、設計咨詢、標準編制等工作。