簡易生活垃圾填埋場綜合治理技術淺談

王浩文，徐 濤，張 璇

（武漢景弘生態(tài)環(huán)境股份有限公司，湖北 武漢 430061）

隨著我國居民生活水平的提高和城鎮(zhèn)化的飛速發(fā)展，生活垃圾產量劇增，產生了一系列生態(tài)問題，如土地占用、水污染、大氣污染、土壤污染等，同時引發(fā)了一些社會問題和環(huán)境問題。

生活垃圾的處理方式主要有堆肥、衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電等。其中，衛(wèi)生填埋由于成本低、見效快、處理量大等優(yōu)勢，在國內被廣泛應用。在我國，由于經(jīng)濟水平的限制，很多生活垃圾填埋場未按衛(wèi)生填埋場的標準進行設計和規(guī)范建設，缺乏水、氣污染物控制措施，后期也未采取相應的有效防護措施。雖然簡易生活垃圾填埋場不再接收新垃圾填埋，但由于原存量垃圾降解慢，對區(qū)域的環(huán)境污染長達20年[1]。因此，對簡易生活垃圾填埋場進行污染治理是當今社會發(fā)展必須解決的重要環(huán)境問題。

1 簡易生活垃圾填埋場的主要問題

簡易生活垃圾填埋場的垃圾發(fā)酵會產生大量填埋氣和垃圾滲濾液，由于缺乏完整的水、氣污染阻隔措施，填埋氣無組織釋放、垃圾滲濾液滲漏，導致大氣、地表水、地下水受到嚴重污染，人們的生活環(huán)境和生活質量受到了不良影響。

1.1 覆蓋封場不完全

由于缺乏規(guī)范系統(tǒng)的設計，垃圾隨意傾倒，大量生活垃圾裸露，成為簡易生活垃圾填埋場的普遍現(xiàn)象，蚊蠅鼠害泛濫，嚴重破壞了附近居民的生活環(huán)境。

1.2 填埋氣的環(huán)境問題

生活垃圾填埋后，大部分有機垃圾可以被微生物厭氧降解為氣體產物，即填埋氣。填埋氣的主要成分為CO2和CH4，也含有少量其他氣體，如硫化氫、氫氣以及揮發(fā)性有機物等。CO2和CH4是主要的溫室氣體，其無序排放會加劇溫室效應，促進全球變暖；CH4也是一種易燃易爆氣體，當垃圾填埋場中CH4的質量分數(shù)較高（4.9%～15.0%）時，會產生自燃或爆炸的風險，造成嚴重危害；同時，會釋放大量氣味難聞的成分和揮發(fā)性有機物，如硫化氫、有機硫化物等，不僅污染了環(huán)境，降低了環(huán)境質量，有些揮發(fā)性有機物還可能具有毒性，危害周邊居民身體健康。

1.3 垃圾滲濾液的環(huán)境問題

填埋場中的垃圾降解后，某些組分以溶解狀態(tài)或懸浮狀態(tài)存在于垃圾水分中，并隨著水分運動發(fā)生淋濾作用形成垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是一種高濃度的有機廢水，水分主要來源于降水、地下水和垃圾本身的內含水。滲濾液在填埋場流動的過程中發(fā)生泄漏，會嚴重影響水源和土壤環(huán)境。滲濾液組分復雜，有機污染物濃度高、種類多，COD在 10 000 mg/L以上，還可能存在潛在毒性，嚴重污染地下水和地表水。滲濾液中的氨氮含量也很高，泄漏到地表水中可能嚴重影響植物生長。滲濾液中也可能含有多種重金屬，如Cd、As、Pb、Zn、Hg和Cr等，一旦發(fā)生溢漏或滲漏，勢必污染水資源，對周邊和下游的生態(tài)系統(tǒng)產生毒害。

1.4 垃圾填埋場的地面沉降問題

由于缺乏系統(tǒng)規(guī)范的管理，簡易垃圾填埋場往往沒有嚴格按照“分區(qū)、分單元”的作業(yè)模式進行垃圾填埋。開展填埋作業(yè)時，如果垃圾沒有被徹底、均勻地壓縮，加上某些組分會不斷降解和淋溶損失，填埋場通常會出現(xiàn)不規(guī)則的沉降現(xiàn)象。垃圾堆體較高，會埋下重大安全隱患，不規(guī)則的沉降也不利于堆體表面的生態(tài)恢復。

2 簡易生活垃圾填埋場治理技術

目前，國內外簡易垃圾填埋場的治理路線主要有原位規(guī)范封場、好氧快速穩(wěn)定化、全量轉運異地處理和全量篩分異地處理4種。

2.1 原位規(guī)范封場

原位規(guī)范封場是國內治理簡易垃圾填埋場較為普遍的方法，主要是通過對垃圾堆體進行整形，修整填埋場堆體邊坡和頂部平臺，做好防滲污染阻隔與雨水導排，做好滲濾液和填埋氣導排，最后將垃圾堆體覆蓋，恢復植被，消除堆體安全隱患，減少滲濾液和填埋氣對周邊環(huán)境的污染。原位規(guī)范封場有成本低、工藝簡單、施工周期短等特點，是我國應用最多的簡易垃圾填埋場修復技術，如杭州天子嶺填埋場等。

原位規(guī)范封場主要的優(yōu)勢是具有良好的經(jīng)濟性、時效性等，多適用于非正規(guī)、填埋時間長、堆體量大的垃圾填埋場。規(guī)范封場應著重考慮阻隔雨水和地下水進入垃圾堆體、抑制垃圾填埋氣體的擴散，實現(xiàn)滲濾液減量，再進行滲濾液和垃圾填埋氣的有效收集與處理。但是，堆體長期處于厭氧狀態(tài)，需經(jīng)過相當長的時間（約30年）才能穩(wěn)定利用。規(guī)范封場后，生活垃圾的降解將繼續(xù)產生垃圾滲濾液和填埋氣體，場地會出現(xiàn)不規(guī)則的沉降。因此，為了保證填埋場規(guī)范封場后的安全運行，還應加強封場后的維護管理。

2.2 好氧快速穩(wěn)定化

好氧快速穩(wěn)定化是把垃圾填埋場建設成一個巨大的好氧生物反應器，在好氧條件下加速垃圾生物降解的成套治理技術。好氧快速穩(wěn)定化是通過高壓風機、管道和井，向垃圾填埋場中注入空氣（氧氣），使垃圾中的有機質發(fā)生好氧降解反應；在氧氣和水的作用下，通過以好氧為主的生物反應、生物化學反應、化學反應和物理作用，垃圾中的可降解有機物快速降解，使垃圾達到穩(wěn)定狀態(tài)，消除對環(huán)境的污染風險[1]。好氧快速穩(wěn)定化技術的最大特點是治理周期短、成本適中，在2～4年內即可實現(xiàn)填埋場地的穩(wěn)定化目標，實現(xiàn)土地資源化利用。該技術既可用于有墊層或無墊層的非正規(guī)垃圾填埋場，也適用于封場后或正在運行的正規(guī)垃圾填埋場。

近20年來，好氧快速穩(wěn)定化技術在國內外生活垃圾填埋場的治理過程中得到了廣泛應用，主要包括滲濾液回灌[2]、垃圾填埋場穩(wěn)定化機理[3]、生物反應器的影響因素[4]、主要技術指標的變化[5]、垃圾填埋場穩(wěn)定化評價方法[6]等內容。但在工程中，由于垃圾曝氣不充分、堆滲透系數(shù)差、對氧氣的利用率低[7]等原因，影響了運行效果。我國對該技術的應用起步較晚，成功的實例是北京黑石頭消納場、武漢金口填埋場。

2.3 全量轉運異地處理

全量轉運異地處理是將陳腐垃圾開挖后，不經(jīng)過篩分而全部直接轉運至相應場所處理或利用。該技術的主要工程是堆體開挖、垃圾運輸、新建衛(wèi)生填埋場及其封場覆蓋和生態(tài)恢復場址的修復治理等。全量轉運異地處理的最大特點是環(huán)境治理徹底，可實現(xiàn)土地資源化利用。但該技術成本高，新建衛(wèi)生填埋場地也浪費了土地資源。

全量轉運異地處理應根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電廠的接納能力或填埋場的填埋能力合理制定轉運計劃。垃圾堆體開挖分區(qū)分步實施，不能開挖期間做好垃圾堆體覆蓋、防水排水工作。作業(yè)過程中應通過工程措施防爆防塵，避免因堆體開挖破壞引起滑坡。垃圾轉運過程應做好二次污染防治、事故預防和監(jiān)管措施，確保轉運工作環(huán)保、安全達標。

2.4 全量篩分異地處理

全量篩分異地處理就是對填埋場的垃圾進行挖掘、篩分、轉運、處理、處置等。篩分是依據(jù)物料顆粒大小、密度、磁化性等物理性質的差異，選用適當?shù)脑O備和工藝，將物料分成性質相似的若干類。篩分后的物料分為輕質可燃物、金屬、磚石塊和腐殖土等。該技術對污染治理得徹底，可以達到釋放土地的目的。但篩分后異地處理技術工藝較為復雜、成本高，不適合填埋體量大的垃圾填埋場。

全量篩分異地處理常常會由于垃圾填埋年限低、有機質含量高，在垃圾搬運過程中產生臭氣、粉塵等二次污染以及沼氣的安全控制、腐殖土安全利用等問題[8]；填埋體量大的垃圾填埋場，也會由于開挖難、施工期長、垃圾焚燒廠接納能力弱等問題不考慮全量篩分異地處理技術。國內應用此工藝技術的工程大多選在填埋年限30年以上且垃圾堆體性質相對穩(wěn)定的填埋場地，或預先使用原位快速穩(wěn)定化技術，將垃圾預處理后，再進行開挖、篩分后異地處理。

3 填埋場治理技術比較

在實際工程中，選擇填埋場治理技術應結合填埋場的實際情況，從工藝技術的可靠性、工程工期、工程費用、環(huán)境污染、土地資源后期發(fā)展建設等方面對治理技術方案進行綜合比較分析，選擇合適的技術方案（見表1）。針對填埋場地工程建設投資少、土地規(guī)劃再利用率低的情況，原位規(guī)范封場技術為存量垃圾治理技術的首選方案。針對垃圾有機質含量高、生物可降解度高的填埋場，建議采用好氧快速穩(wěn)定化修復技術，使垃圾填埋場穩(wěn)定化利用，達到相應的利用標準。針對填埋場地穩(wěn)定化需求較高、垃圾填埋年限較長、篩下物出路能解決且治理周期允許的情況，建議在垃圾場達到開挖條件后，進行全量篩分異地處理，實現(xiàn)垃圾減量化、無害化、資源化，消除污染。在選擇垃圾填埋場治理技術時，也可以選擇多種處理技術結合的方式，以達到理想的治理效果。

表1 4種簡易生活垃圾填埋場綜合治理技術比較