淺談城市垃圾填埋場的封場處理

尹鈿源

(廈門興海灣工程管理有限公司，福建 廈門 361012)

1 城市垃圾填埋發展現狀

自2010年以來我國城市生活垃圾產生量和處理量逐年遞增，2019年全國337個主要城市垃圾產生量為3.43億t，2020年可達3.6億t。城市垃圾如果不及時清運處理，不僅侵占大量土地、污染環境、危害農業生態和群眾健康、易引起二次污染事故，而且在氣候炎熱、降雨充沛的條件下，容易傳播疾病，成為社會公害之一[1]。根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》，衛生填埋仍是城市生活垃圾的重要處理手段。垃圾衛生填埋法具有適用范圍廣、處理量大、成本低、無二次污染和處置徹底的優點。即使是人口稠密、土地緊張的沿海地區，在垃圾處理技術不斷進步的今天，衛生填埋也是重要的處理方式。長遠來看，可將現有的垃圾以一種未利用的資源形式暫存在填埋場，待資源枯竭或技術進步后，再將填埋的垃圾資源挖出重新利用[2]。

2 城市垃圾填埋場的問題

填埋處置是目前我國城市垃圾最終處置的重要途徑，垃圾填埋場在運行過程中會產生廢氣和高濃度滲濾液。由于垃圾衛生填埋配套設施不健全、執行標準缺失、不規范填埋作業以及監管缺位等多種原因，很多地方的衛生填埋僅僅是稍作處理后便簡單填埋，有的甚至不處理直接露天堆放。垃圾進場后得不到及時處理會招來易傳播疾病的蟑螂、蚊蟲、老鼠等病原攜帶源，產生甲烷、硫化氫、氨氣等有害氣體[3]。目前垃圾填埋場的主要弊端是有機物降解產生的廢氣廢液的收集、排放和處理方面基礎設施還不完善，滲濾液中含有的重金屬、酸堿性物質及病原微生物會對周邊的水、土、大氣、生態造成破壞。

我國人均占有耕地面積僅為世界平均水平的1/4，特別是人口密集、經濟發達、土地緊缺、環境壓力大的東部沿海地區應發展綠色衛生填埋技術，使之與周圍環境相融合，減少對環境的不利影響。未來垃圾填埋場應朝著資源化、減量化、無害化、環境友好的方向發展新型衛生填埋或處理技術，減少垃圾產生量和二次污染。

3 城市垃圾填埋場的封場處理

3.1 垃圾填埋場覆蓋分類

填埋場覆蓋層包括日覆蓋層、中間覆蓋層和最終覆蓋層，覆蓋層結構的選擇取決于填埋場所處的地理位置和氣候條件。各層填埋時間要求為0～7天、7～365天、大于365天，各層最小厚度為15、30、60 cm[4]。

1)日覆蓋。垃圾進場后24 h內完成攤鋪覆蓋，一般土層覆蓋厚度為20～25 cm，砂質土覆蓋厚度為15 cm。日覆蓋層可避免垃圾逸散，控制病原微生物和蚊蠅等孳生和擴散，吸收和阻攔垃圾產生的惡臭物質，減少因雨水下滲帶來的滲濾液增加[5]。日覆蓋要確保填埋層保持穩定，覆蓋材料具有良好的通氣性，利于有機物生物分解。

2)中間覆蓋。在垃圾場填埋到一定高度暫時不需要填埋時進行，其最小壓實厚度為30 cm，其目的是防止排放的氣體無序排放和減少降雨滲入量，控制二次污染，但也存在垃圾自然暴露延長的缺點。為達到防滲和控制惡臭氣體排放，中間覆蓋層覆蓋材料的滲透系數一般為10-6cm/s，但是也不應太小，否則在下一階段垃圾填埋中易造成地表水滲不下去而引發填埋場崩塌失穩的后果[6]。實踐運行中，中間覆蓋也可用作運輸垃圾的臨時路面。

3)終場覆蓋。在填埋場達到設計填埋高度和運營期限后進行，厚度不小于60 cm，并滿足一定的技術要求和相關規定。在多雨的南方地區，最終覆蓋層的表面應有3%～5%的地形坡度，以利于快速排泄降水和地表積水。實際運行中，為美化景觀、減少裸土，終場覆蓋層上面可以加些表土，調節土壤pH和提高表土肥力，在覆蓋的同時進行種植草皮和綠植。

3.2 封場覆蓋層組成

在垃圾填埋完畢且日后也不進行填埋時，要進行封場覆蓋，一是對填埋場產生的廢氣、廢液、廢渣和生物污染等污染物進行有效處理，防止對周邊環境產生破壞；二是選擇適宜的覆蓋材料并在覆蓋層上種植植被，修復填埋場及周邊的生態環境。封場覆蓋由多層構成，自下而上一般包括排氣層、防滲層、排水層以及植被層[2]。

1)排氣層。排氣層是封場覆蓋系統的最底層，關系到覆蓋系統能否安全穩定運行，主要作用是支撐整個覆蓋系統，同時排放垃圾分解的廢氣。所以設置該層的時候，材料必須是透水性比較強的材料，如孔隙度較高的砂、礫石、卵石等，設計厚度一般要大30 cm。

2)防滲層。主要作用是防止雨水滲入，因為一旦大量的雨水通過孔隙下滲，就會產生大量滲濾液，增大收集和處理的工作量。這一層設計中使用密封性能比較好、滲透系數低、透水性差、整體完整性較高的諸如黏土類防滲材料。而且防滲層的厚度和密度也要大一點，以防填埋產生的廢氣通過孔隙擴散出去，污染大氣。

3)排水層。排水層是在防滲層之上，作用在于及時排除上部下滲的雨水，起到緩沖的作用。雨水和地表水會通過上邊的植被層滲入排水層，然后排水層排放上部下滲的水，防止大量雨水滲入破壞防滲層而產生大量滲濾液，保護下部防滲層的安全、穩定。

4)植被層。主要是在覆蓋層上種植的植被或草皮，包括覆土層和植被的營養層。要根據植被類型設計相應覆土層厚度。植被營養層是植被根系吸收水分的部分，為其提供水分，其中的地表水、雨水也會下滲補充到下面的層中。實踐中，如果植被層的根系生長延伸到防滲層，也會破壞防滲層的完整性和低滲透性作用。

3.3 封場覆蓋材料

終場覆蓋是填埋場運行的最后階段進行的，可控制填埋場對人群和環境造成不利影響，提供一個可景觀美化的地表面，便于二次利用[7]。整個填埋場的封場采取不同的覆蓋技術，不同的覆蓋層都有材料、厚度、密度、敷設技術等方面的要求，要根據填埋場的地形、坡度、水土類型和垃圾堆進行優化設計。目前，常用的覆蓋技術包括黏土、污泥、礦化垃圾、土工膜、噴涂覆蓋等[5]。

1)黏土。黏土是傳統的填埋場覆蓋材料，其無毒無害且取材廣泛，塑性好，壓實后滲透率低。但是黏土在陽光暴曬后易產生裂縫，占用有效庫容，技術上難以達到規范要求的壓實度，不利于滲濾液和沼氣的收集，且其蒼蠅控制效果差，運行成本較高。

2)固體廢物。如污泥、淤泥、礦化垃圾、工業渣土等具備填埋場覆蓋材料的潛能，可實現廢棄物的再利用。污泥是與黏土具有較大相似性的土類物質，滲透系數小，但其含水率高，收縮性大，穩定性差。礦化垃圾孔隙多，具有優良的物理、化學和水力性質，作為覆蓋材料不僅可以凈化滲濾液中污染物，而且節省了大量空間，在雨季時還可配合塑料布阻止過多雨水進入場區[8]。

3)土工膜。在垃圾填埋場常見的覆蓋材料為HDPE膜(High Density Polyethylene)。HDPE膜可節約庫容，它比傳統使用的黏土節約庫容8%左右，同時HDPE膜可促進雨污分流、減少滲濾液產生量、縮短垃圾腐化時間、減少空氣污染，不產生二次污染，具有顯著的經濟效益和環境效益[9-10]。但因土工膜厚度較薄，長時間使用后易老化，抗異物穿刺能力差，易產生裂縫，導致材料強度及抗滲性降低[11]。

4)噴涂覆蓋。噴涂是一種新型的覆蓋方式，可顯著的節省庫容[12]。它替代傳統的黏土，使用專業設備噴至平整好的垃圾表面，干化即形成覆蓋層。在攪拌時加入草種，可同時起到綠化填埋場的效果[13]。有研究者將覆蓋材料噴涂在整形好的垃圾堆表面，形成的干化覆蓋層改善了周邊環境。有經驗表明日覆蓋噴涂厚度0.6～1.0 cm，中期覆蓋噴涂厚度1.0～1.5 cm，終期覆蓋噴涂厚度2 cm。

4 結 語

衛生填埋是國內外處理城市生活垃圾的主要方法。填埋結束后的封場可以美化環境、減少滲濾液及有害氣體等對周邊環境的污染，促進垃圾填埋場的生態修復。因此，選擇合適的覆蓋材料對于保障垃圾填埋場安全，保護環境和周邊人群健康意義重大，這也是往后研究的一個重要方向。

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