生活垃圾填埋場治理應用研究
——以四川省瀘州市古藺縣垃圾填埋場為例

王 宣 王 龍 馮 楓 張國杰

（1 中建八局環?？萍加邢薰?上海 200000 2 中國建筑第八工程局有限公司 上海 200000 3 中建八局投資發展有限公司 上海 200000）

引言

我國從20 世紀中葉開始對生活垃圾進行處理[1]，主要采用衛生填埋、堆肥、焚燒等方法[2][3]。堆肥法是在20 世紀70 年代至80 年代得到政府部門重視的，是將生活垃圾堆積成堆，保持溫度在60～65℃的情況下進行發酵，此溫度下微生物活性最強，能將有機物分解成無機養分。堆肥法技術簡單，有機物分解后可作為肥料，同時垃圾減量明顯，但堆肥過程中易產生二次污染，且隨著塑料袋的大量使用，堆肥法難以適用，因此該方法并未廣泛推行。1985 年我國在廣東省廣州市建立了第一座垃圾焚燒廠，生活垃圾焚燒技術（焚燒法）從此發展起來。焚燒法可將垃圾減容80%～90%[4]，燃燒產生的熱能可用來供熱及發電。但缺點是投資成本較高，焚燒過程中會產生二噁英，對環境造成二次污染。近年來，隨著焚燒爐技術提升及尾氣處理技術的完善，垃圾焚燒處理技術開始大力推行，截至2020 年，我國城市生活垃圾焚燒處理廠數量由2007 年的66 座增長至463 座，年復合增長率可達16.17%。

生活垃圾填埋技術(填埋法）從20 世紀末開始逐漸發展成為垃圾主要處置方式[5]，但在早期，受城市經濟發展水平的限制，一些垃圾填埋場在填埋垃圾時,未采取有效防滲和附帶處理設施，這種非正規的填埋方式會使垃圾滲濾液中的有毒有害成分嚴重污染土壤和地下水，產生的填埋氣也會污染大氣環境并引發爆炸風險，給人們的生活帶來了極大隱患[6][7]，且這種非正規的填埋場造成的污染可超過30 年[8][9]。因此，急需開展生活垃圾填埋場污染治理。本文就生活垃圾填埋場實際情況，采用“好氧穩定化—開挖—綜合分選—分類處置”方式，為此類垃圾填埋場綜合治理提供新參考。

1 工程概況

本工程為陳腐垃圾填埋場，位于四川省瀘州市古藺縣，占地約5 萬m2，設計庫容約30 萬m3。該填埋場于2008 年9 月試運行，正常運行30 個月，2015 年該垃圾處理場停用，未再進行堆填。填埋場停用之后，未填埋垃圾部分防滲膜、調節池和滲濾液導排收集設施損壞，存在環境安全隱患。2017 年5 月，對填埋場進行封場整治，工程主要包含排氣層、防滲層、排水層，種植土回填約13500m3，于2017 年8 月整治結束。至今該填埋場封場近5 年，實際庫容為9.48 萬t，約11.12萬m3，場內底部無滲濾液析出，頂部種植綠化修復。

2 方案比選

目前，直接填埋法仍然是城市生活垃圾處理的主要方式之一。隨著城市的不斷發展，城市人口不斷增加，人民生活水平不斷提高，產生的生活垃圾量也在急劇上升，導致填埋生活垃圾用地需求變大。因此，如何節約城市土地，是當務之急，也是大勢所趨。污染土地再開發利用，創造其最大利用價值也是政府部門需要關注和解決的問題。

國內外針對生活垃圾填埋場處置方法主要有填埋場封場技術、搬遷法、快速好氧降解法、篩分資源化處理法等，其優缺點各有不同。

2.1 填埋場封場技術

垃圾填埋場封場技術由生態恢復系統、雨水導排與防滲系統、滲濾液處理系統、氣體控制與回收利用系統等組成。該封場技術是在原位對填埋氣及滲濾液進行有效管理，這樣不僅可最大限度減少對環境的二次污染，還有利于填埋場的穩定。該封場技術施工周期短，花費較低，但不能從根本上減少垃圾總量，也不能加快污染物降解速率，只是將垃圾封存。并且封場后的垃圾堆體處于厭氧狀態，降解速度變緩，厭氧狀態下需要30 年甚至更久的時間填埋場才能趨于穩定。這期間，填埋場內會發生復雜的生化反應，垃圾堆體可能會發生不同程度的沉降，因此封場期間需加強維護管理，保證填埋場的安全運行。

2.2 搬遷法

搬遷法是將現有非正規垃圾堆放場的垃圾搬遷至別處，對填埋場重新進行選址、勘測、填埋及封場建設。該方法不僅需要規劃垃圾填埋場所，還需要將填埋的陳腐垃圾全部挖出并運輸至新場地，處理周期長，運輸及開挖成本高昂，且大部分生活垃圾都產生了甲烷和惡臭氣體，搬遷時這些氣體也會外溢，造成二次污染，因此不符合垃圾資源化、無害化、減量化的處理原則。

宋明理學又被稱為宋明道學，是宋明時期中國社會最主要的思想。宋明理學從大的派系上說屬于中國傳統儒學，它產生自中唐的儒學士大夫對西來的佛學的拒斥。但是實際上宋明理學吸納了大量的佛學的概念和思維方法。宋明理學很多主要代表人物的為學經歷經常被形容為“出入佛老，歸本六經”，即他們最終雖然都以儒家的六經為宗旨、為最終歸宿，但他們都曾廣泛涉獵過佛學書籍，甚至曾沉浸于佛學當中。因此從思想基礎上來講，宋明理學具有非常強的多樣性和綜合性。它不僅僅只有一個思想基礎，除了秦漢的儒學之外，魏晉隋唐的佛學也是宋明理學的重要思想基礎。

2.3 快速好氧降解法

快速好氧降解法是將填埋場看成一個大的好氧生物反應器[10][11]，將空氣注入垃圾堆體，控制堆體內氧含量保持16%～21%，同時將滲濾液和其他液體回灌至堆體內。該方法是人為建立適合微生物生長所需環境，在堆體內形成利于微生物生長的溫度、濕度及含氧量[12][13]，使垃圾填埋場堆體內發生好氧生物降解，從根本上減少污染物的產生[14]，因此為保證該反應環境需在堆體內打入注氣井、排氣井、注液井及監控裝置。該方法將滲濾液回灌可保證堆體所需的濕度，而反應過程中溫度升高，蒸發作用也會帶走部分滲濾液，使滲濾液含量降低。同時，由于滲濾液成分復雜，處理難度較大，因此滲濾液含量的降低也降低了處理成本。另外，好氧穩定化技術作為快速好氧降解法中的一部分，其不考慮滲濾液回灌，將空氣注入堆體，并將堆體內的填埋氣抽出凈化后排出。與傳統的厭氧處理產生的填埋氣為甲烷、硫化氫和氨氣等相比[15]，通過向堆體內灌輸氧氣，將厭氧環境轉化為好氧狀態，讓好氧處理后產生的填埋氣轉化為二氧化碳和水，將填埋氣對大氣環境的影響降到最低。快速好氧降解法能在短時間內使垃圾堆體處于穩定狀態，減少封場后工作量，降低填埋場封場維護費用和風險，是厭氧降解速率的30倍以上，是一種快速穩定化的高效手段[16]。

2.4 篩分資源化處理法

篩分資源化處理法是將填埋場垃圾進行開挖、篩分、資源化處置分類轉運[17]，按物質組分將垃圾分類回收處理。篩分物為輕質篩上物（可燃物居多）、骨料、腐殖土和少量金屬等。輕質篩上物可直接送焚燒廠焚燒，骨料經加工后用于建筑材料或場地回填，金屬可以分類回收，腐殖土可根據土壤性質作為綠化種植土壤、就地回填或外運等。該方法對填埋場進行開挖、篩分處理可徹底減少污染，并達到釋放土地的目的。垃圾填埋場垃圾治理方案對比結果如表1 所示。

表1 垃圾填埋場垃圾治理方案對比表

由于本項目最終以釋放填埋場占用土地用地為指標，原位封場法和快速好氧降解法均不能滿足。搬遷法將垃圾從一處搬至另一處，不能從根本上解決垃圾存量問題，不予考慮。考慮到填埋場內含有填埋氣，不可隨意開挖，首先對堆體進行好氧穩定化處理，使甲烷濃度值降低后進行開挖。因此，本項目采取“好氧穩定化-開挖-篩分處理法”，將填埋場內生活垃圾篩分后綜合利用，使生活垃圾穩定化、無害化、減量化、資源化。

3 工藝路線選定

該填埋場主要填埋生活垃圾，由東到西分為A、B、C 三個區域，詳見圖1。

圖1 垃圾填埋場區域分布圖

開挖前對填埋場內垃圾進行采樣，垃圾堆體內主要成分及有機質含量如表2 所示,其中灰土類、磚瓦類含量最高，約占垃圾總量的80%左右，其他包括紡織類、木竹類、橡膠類、玻璃類、金屬等所占比例較少。陳腐垃圾堆體內氣體組分如表3 所示，A 區有機質含量最高為21.9%，同時甲烷氣體含量高達54.71%，B、C 區偏低，但均滿足好氧降解反應條件，可以采用好氧穩定化工藝，加速堆體穩定化，減少甲烷氣體的產生，之后再進行開挖篩分處理。

表2 陳腐垃圾理化特性表（%）

表3 陳腐垃圾堆體氣體組分（%）

陳腐垃圾分選是依據物料密度、顆粒大小、磁化性等物理性質來進行區分，分選工藝由振動篩選、滾筒篩選、磁選、風選等組成。將垃圾分選成200mm 以上的磚、瓦、石塊及40 ～200mm的無機物，40mm 以下的腐殖土，鐵磁物和輕質物等4 部分，再分別進行資源化處理。陳腐垃圾填埋場處理流程，詳見圖2。

圖2 填埋場處理工藝流程圖

篩下物腐殖土經過檢測達到《綠化種植土壤》（CJ/T340-2016）標準后可經過進一步處理，作為市政園林綠化苗圃營養土，但經檢測如不能達到以上標準時，需采用客土法回填至填埋區，不可作為綠化種植土。篩上輕質可燃物，運至焚燒發電廠焚燒處理；篩上無機物（磚瓦石塊、玻璃、陶瓷等）可場內回填；金屬外售。該方案能將填埋場內積存的所有垃圾進行規范化處置，治理后的土地無污染物殘留，垃圾經過分類篩分后還可實現資源化、能源化利用，并且不再產生填埋氣，能消除甲烷及惡臭氣體直接排放對大氣環境造成的污染。因此，采用本治理路線能徹底消除生活垃圾填埋場潛在的污染風險與安全隱患，經治理后的場地得到重復利用，間接實現填埋場生態修復治理的經濟效益。

結論

生活垃圾處理技術較多，其中填埋法成為垃圾處理最主要的方式，但生活垃圾填埋場內滲濾液和填埋氣對土壤、地下水及空氣污染較大，并占用大量土地資源，急需對生活垃圾填埋場進行治理。對比生活垃圾填埋場主要處理方法，在填埋場地再利用需求迫切的情況下，開挖篩分技術可作為生活垃圾填埋場治理的首選方案。但若生活垃圾填埋場內沼氣含量過高，直接開挖也會給施工現場帶來安全隱患，因此在進行開挖篩分前需采用好氧穩定化進行預處理[18]，在堆體內強制通風并將填埋氣收集后集中處理，可有效降低甲烷濃度，規避后續工藝安全風險，之后再進行開挖、篩分、資源化處置，實現填埋場內垃圾減量化、無害化、資源化[19]。