關于生活垃圾衛生填埋場擴容改造技術的探討

韋順艷

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州510010）

0 引言

隨著城鎮化的快速推進，我國城市生活垃圾清運量迅速暴增，且逐年增長顯著。根據國家統計局發布的相關數據可看出我國近10年生活垃圾增長的趨勢（如圖1所示），生活垃圾的清運量由2010年的1.58億t，增長到2019年的2.42億t[1]，對應的增長率由3.6%增加至6.2%。通常，針對城市生活垃圾的無害化處理方法主要有衛生填埋、焚燒和堆肥，雖然近年來我國生活垃圾焚燒處理技術發展很快，至今仍然以正增長的速度迅猛發展，垃圾焚燒發電廠數量也由2010年的104座增加到2018年的331座[1]，但是衛生填埋處理技術依舊占有很大的市場，2019年仍然有近一半（約1.09億t）的生活垃圾均采用了衛生填埋的方式進行處理，特別是對于焚燒廠沒有或者還沒建成的區域，填埋幾乎成為解決當地生活垃圾的唯一方式。因此，在焚燒廠沒有或者還沒建成的已興建垃圾填埋場的地區，當填埋場庫容不足以應對當地產生的生活垃圾時，則會選擇異地或者原地擴容的方式對填埋場進行擴容，以解決垃圾無處可去的將局面。填埋場的擴容方式包括異地擴容技術和原位擴容技術。異地擴容處理技術主要指異地搬遷處理技術，即另尋新的填埋場地對生活垃圾進行規范填埋；原位改造擴容技術則是對原填埋場進行改造，在不大肆開挖垃圾堆體的情況下達到擴容的目的，包括原位向上擴容和原位向下擴容技術，后者又可細分為排滲擴容技術、好氧加速穩定化擴容技術、排滲及好氧加速分解綜合整治技術等。

1 填埋場擴容技術

1.1 異地擴容技術

圖1 2010—2019年城鎮生活垃圾清運量及處置量（單位：萬t）

異地擴容技術將新垃圾或者是挖潛后的垃圾清運至新建的標準化生活垃圾衛生填埋場進行衛生填埋，以達到徹底消除污染的目的[2-3、8-9]。何耀忠曾研究在現有填埋區下游構建擴容填埋區，實踐證明該方式能夠消除潰壩風險，同時解決填埋庫容不足的問題。擴容填埋區的建設極大緩解了當地生活垃圾終端無害化處理壓力，為垃圾焚燒發電廠的籌建爭取寶貴過渡時間[10]。按照挖潛垃圾是否進行篩分的前處理又可分為垃圾混合綜合處理和垃圾篩分綜合處理[3]。前者針對的是將垃圾堆體開挖后直接運到新的填埋場進行填埋；后者通常利用機械分離設備將垃圾堆體開挖后對垃圾進行篩分，各組分揀后利用或無害化處置。篩分工藝的原理是根據物料中各組分在密度、粒徑大小、磁化率和光電性質等方的差異選用適當的設備，將物料分成性質相近的若干類，例如輕質篩上物、無機骨料、腐殖土及金屬等。該方式的優點在于技術難度較低，可從根本上解決庫容緊缺和污染問題，施工過程的復雜性和風險性比較小，缺點是由于土地資源緊缺，從立項到落地，整個流程的時間持續較久，且投資額比較大。

1.2 原位改造擴容技術

原位改造擴容技術是在原填埋場實施改造工程的技術手段。隨著國家政策的調整，同時面對土地資源緊缺的局面，另征用地新建填埋場受到越來越多的限制，找到合適的場址變得越來越難，因此在填埋場原址上進行擴容改造不失為一種有效的擴容手段。采用原位擴容技術還可以直接利用原防滲系統，減少防滲方面的投資。

原位擴容技術可分為兩大類：①原為向上擴容，即修正垃圾填埋的坡度（直接增大坡度或者構筑垃圾擋壩等）以便在原來的基礎上額外增加填埋庫容；②原為向下擴容，即加速垃圾堆體的沉降，釋放填埋場的填埋空間。后者還是細分為三種類型：①單純地通過排走垃圾間隙中的游離水和氣體等，從而使得垃圾堆體下沉而產生額外的庫容；②單純的注入空氣或者加入生物制劑，從而加速堆體的分解與穩定[4、7、8、9]，隨后垃圾堆體將下沉而產生額外的庫容；③技術即為前兩者的結合，因垃圾中含有大量有機物，通過注入空氣能夠增加微生物降解有機質的速率，有機物發生發酵、降解等反應引起垃圾量減少，從而加速垃圾堆體沉降。其次，垃圾的孔隙率較大，填埋后垃圾中的孔隙多被滲濾液填充，降低了垃圾的壓縮性能，而通過排滲降水的措施，在排出垃圾堆體內孔隙水的同時，也可改變深層垃圾的有效應力，使垃圾更易壓縮，因此排掉堆體中的滲濾液能夠進一步的加速垃圾堆體的物理壓縮沉降。

迄今為止，國內外填埋場均有填埋庫區原位擴容改造的案例，例如阿根廷布宜諾斯艾利斯北部填埋場，在實施原位擴容工程后，生物活性明顯增加，有機質加速降解，大量滲濾液與填埋氣排出，垃圾堆體沉降，最大沉降量為1.9m，產生的額外填埋庫容約為12.5萬m3；波蘭扎布熱垃圾填埋場位于波蘭中部，在填埋場運行中期對滲濾液和填埋氣導排系統進行改進，延長填埋場的使用壽命，產生約1.35萬m3的填埋庫容；黃志亮等人以國內第一個垃圾填埋場七子山垃圾填埋場為實例，從結構安全、防滲系統設計、防滲結構加固方面重點探討垃圾填埋場垂直擴容技術的可行性[11]；廣州市興豐生活垃圾衛生填埋場在臨近封場時進行挖潛擴容改造工程，經挖潛后增加360萬m3的庫容，延長填埋場的服務年限約13年，該工程是在不新征地的情況下進行的挖潛擴容工程，為國內首例[12]。

與異地擴容手段相比，該技術的優勢在于經濟、施工周期短，施工過程可不開挖堆體，適宜作為短期應急手段，缺點在于實施技術難度較大，若實施過程操作不當，將有可能帶來更嚴重的環境污染問題。例如，在實施原位擴容期間，會排出大量的滲濾液和填埋氣，這些滲濾液和填埋氣倘若無法及時處理，將會造成周圍地表水及空氣的污染。另外，如果操作不當，會破壞庫區的防滲層，對地下水造成嚴重的污染。

2 結論

垃圾填埋場的庫容是衡量填埋場處理生活垃圾能力的重要指標，在庫容不足的時候，異地搬遷擴容手段和原位改造擴容技術都彌補庫容不足的情況，兩種方式各有優劣，具體選擇何種方式應根據填埋場的實際情況從技術、工期、經濟等方面進行全面分析和比較，最終確定適合的擴容手段。做到既節省投資，又能達到擴容的目的，控制污染的同時不產生二次污染。