我国生活垃圾卫生填埋场环境污染全面治理的整体解决方案

王敬民 云松 徐文龙 屈志云 袁松 冯晓军

生活垃圾填埋技术是世界上常用的处理垃圾量最大的四种方法之一。美国用这种方法处理的垃圾占总量的68%，欧洲一般在50%-85%。填埋处理也是我国目前采用的主要的垃圾处理方法，约占垃圾处理量的70%。特别是国家扩大内需，加大市政基础设施投入，垃圾卫生填埋是本次中小城镇垃圾处理设施的投资热点。垃圾卫生填埋处置的优点是处理工序简单、投资相对小，应急处理能力强。但是在运行过程当中也有许多问题随之产生，如垃圾堆体臭气的产生，内部填埋气爆炸隐患的存在，以及难处理渗滤液的排出，这些都阻碍了垃圾填埋技术的广泛应用[1-2]。

鉴于以上种种原因，应当全面的考虑卫生填埋场环境污染的防治，最大限度地降低生活垃圾卫生填埋场的环境污染。

一、垃圾卫生填埋场定义

根据建设部（现住房和城乡建设部）2001年发布的《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》中对卫生填埋的解释是：采取防渗、铺平、压实、覆盖对城市生活垃圾进行处理和对气体、渗滤液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法[3]。规范化的填埋场基本组成部分如图1所示。

卫生填埋的意义在于：在进行垃圾填埋处理过程中，通过各种工程、技术、操作工艺手段来消除或减少对地下水、大气等环境造成的影响。

二、污染源及成分分析

垃圾填埋后对环境造成的污染是多方面的，其中最主要的是对水和大气的污染。

（一）水污染

卫生填埋场的水体污染主要是指垃圾降解过程中产生的渗滤液造成的污染，渗滤液是一种成分复杂液体，其中含有难以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、邻苯二甲酸脂、酚类和苯胺类化合物等。渗滤液对地面水的影响会长期存在，即使填埋场封闭后一段时期内仍有影响。渗滤液对地下水也会造成严重污染，主要表现在使地下水水质混浊，有臭味，COD、三氮含量高，油、酚污染严重，大肠菌群超标等。地下和地表水体的污染，必将会对周边地区的环境、经济发展和人民群众生活造成十分严重的影响。

（二）大气污染

在填埋场的中转、平铺、压实等过程中，垃圾所产生的恶臭正严重危害着环境。恶臭气体按其组成可分成5类：①含硫化合物，如硫化氢、二氧化硫、硫醇等；②含氮化合物，如氨气、胺类、吲哚等；③卤素及衍生物，如氯气、卤代烃等；④烃类及芳香烃 ；⑤含氧有机物，如醇、酚、醛、酮等[4]。

GB 14554-93《恶臭污染物排放标准》中确定了8种恶臭污染物，它们分别是硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、氨、三甲胺、苯乙烯。其中，有5种污染物为含硫气体。在对我国329个城市生活垃圾处理场的调查结果表明，主要的含硫恶臭气体为H2S，各填埋场的无组织排放废气中H2S的超标率为7.6%，超标倍数为0.5-24[5]。

三、渗滤液的控制和治理方法

（一）渗滤液的控制方法

我国垃圾处理的原则是“减量化、无害化、资源化”。“减量化”是垃圾处理的关键环节。在渗滤液的处理方面，必须从源头抓起，先做到减量化[6]。

1.入场废物含水率的控制。由于生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50%-60%，所以填埋过程中随填埋废物带入的水分，相当部分会在废物压实过程中渗滤出来，其量在渗滤液产生量中占相当大的比例，为此必须控制填埋垃圾的含水率。城市垃圾卫生填埋场一般要求入场垃圾含水率<30%（质量分数）。

2.控制地表水的入渗量。由于地表水的渗入是渗滤液的主要来源，因此消除或者减少地表水的渗入量是填埋场设计最为重要的方向。对于包括降雨、降雪、地表径流、间歇河和上升泉等的所有地表水进行有效控制，可以减少渗滤液的产量。地表水管理的目的是不让区域径流进入填埋场区，不让填埋场内径流通过废物而对外界水体进行污染。

3.控制地下水的渗入。当填埋场地下水水位高于填埋场底部时，若不采取工程措施降低地下水水位，则必然导致填埋场渗滤液量剧增。

4.对产生的渗滤液进行减量化。当垃圾堆体内部已经产生渗滤液，应该尽量减少其实际的处理量。

（二）渗滤液的处理方法

1.生物法[7]。当垃圾渗滤液的BOD5/COD大于0.3时，渗滤液的可生化性较好，可以使用生物处理法，具体内容见表1。

由于生物法操作简便，运行费用较低，且技术成熟，因而具有广泛的应用前景，但是对于可生化性低、难降解的有机物以及毒性高的废水，生物法处理效果较差，但物化法可弥补该方面的不足。

2.物理化学法[7-8]。物化处理作为生物处理的预处理工艺，以减轻生物处理的处理负荷，或作为生物处理的后续工艺，以保证最后的出水水质达到设计要求。它主要包括混凝沉淀/气浮法、氨吹脱、膜分离以及化学氧化法。具体内容见表2。

四、气体的控制和治理方法

（一）运输和填埋过程中臭气的控制技术[4]

通常填埋场布局分为：垃圾中转区、填埋作业区、污水收集区和生活管理区。根据臭气的来源和特点，应采取不同的预防和治理措施。

在垃圾中转或定点倾卸区，应尽量保证垃圾运输车辆和贮存设施的封闭性，减少垃圾停留时间，及时清除陈腐垃圾，并定时喷洒药剂或石灰等防蝇除臭；若有垃圾贮存坑，则应使其处于负压状态，并设有一个小型凹陷装置，以防止运输车辆接近起卸平台时自动门打开后溢出臭气。在转运完成后，应及时收集洒落的垃圾，并冲洗地面以消除渗滤液产生的恶臭。

在填埋区实施的斜面作业中，应在尽量缩小的区域内快速地进行平铺、压实和覆土操作。应减少平铺时垃圾的飞扬和抛洒，确保压实强度，并采取日覆盖与适时覆盖相结合的方式，避免垃圾暴露。在填埋区完成后，最终覆土的厚度、材质必须遵守防臭规划；同时可在其上增加表土，建造植被，以防止水土流失，并减轻恶臭。

在污水收集区调节池、厌氧塘等处理设施的周围，应实行通路隔断，或建造防护林带、构建芦苇湿地等方式，减少臭气污染。鉴于填埋场在选址时就考虑到离周围居民较远，可以采用调节池加盖密闭、抽吸臭气后高空排放的技术路线；对于小型填埋场的调节池，也有加除臭菌种的尝试。

生活管理区应处于填埋场的上风向，周围建有围墙、灌乔木、绿地、防护林等阻隔，并定时喷洒除臭防腐剂或其他有中和掩蔽作用的药剂。办公楼、宿舍、食堂、浴室等设施内应密闭，并采取空间消臭和强制通风相结合的方式，最大程度地降低恶臭影响。

（二）填埋气的处理

为了减少填埋场气体对人类和环境产生危害，必须对填埋场气体进行控制。目前对填埋场释放气体的控制手段主要有两种：被动型和主动型[9]。

1.被动型控制。被动型气体控制通过填埋场内部产生气体的压力和浓度梯度，用非泵等耗能设备将气体导排入大气或控制系统。通过由透气性较好的砾石等材料构筑的气体导排通道，填埋场内产生的气体被直接导入大气、燃烧装置或气体利用设备。当填埋场顶部、周边、底部防透气性能较好时，被动型气体收集系统也有较高的收集效率。但总的说来，被动型气体控制效率较低，只解决了部分环境问题，如减少爆炸的危险，防止气体无组织释放而损坏防渗层等，尚不能满足对气体进行充分回收和利用的要求。

2.主动型控制。主动型气体控制通过泵等耗能设备创造压力梯度来收集气体，收集的气体可进行利用，也可直接燃烧。其收集系统又可分为垂直井和水平沟系统。垂直井系统一般在填埋场大部分或全部填埋完成以后，再进行钻孔和安装；而水平沟系统在填埋过程中即进行分层安装。主动型气体控制系统的关键是根据收集井、收集沟的影响范围确定系统的布设，保证填埋场内各部分气体尽可能完全地被回收。

对于有合适条件(填埋垃圾中可降解有机物的含量在50%以上、产气量大、产气速率稳定)的填埋场，应该鼓励采取主动收集利用填埋场气体的方法，世界各国也正逐步采用主动型来代替被动型气体控制系统。

五、城市生活垃圾卫生填埋整体解决方案

（一）城市生活垃圾处理设想

城市生活垃圾处理最根本的解决方法首先是与产生源、分类收集运输和分类处置相结合。21世纪，人的生存发展观念由单纯对自然索取转变为与自然和谐共生，以恢复和修复已被破坏的生态系统为主题；应建立新的发展观和环境治理新趋势——全寿命周期模式，从末端走向起始，从集中走向集中与分散相结合。变集中污染治理为与分散治理相结合、变集中排放治理为与分散治理相结合、变集中治理达标为与分散治理达标相结合将是未来方向。国外已有过这方面的经验和教训，如家庭庭院堆肥处理有机垃圾。其次，各种垃圾收运系统的合理规划和调配，在分类收集的基础上将有机物、可回收物等分别收集运输到专业化的处理厂，有利于充分无害化、减量化、资源化。第三，建立谁排放谁治理、谁多产生谁多付费的垃圾收费机制，从源头减少垃圾产生量。近几年我国发达地区城郊周边很多村镇都在建垃圾收运处理设施，以至于农村的煤灰、建筑垃圾等无机垃圾均进入垃圾卫生填埋场处置。其实煤灰、部分建筑垃圾原本可以作为填坑筑路的材料，树枝树叶及农业垃圾混合也可以作为有机肥料来源直接在当地消纳，但由于垃圾的无偿处理，结果这些垃圾均进入了垃圾卫生填埋场，浪费填埋空间和投资。

（二）垃圾卫生填埋污染治理整体解决方案

在生活垃圾减量和分类的基础上，对进入垃圾卫生填埋场的垃圾严格控制，并通过对填埋场的污染源及污染物分析，合理制定垃圾卫生填埋污染控制的解决方案，尽可能减少垃圾填埋场对环境的二次污染。具体解决方案有以下几个方面：

1.合理规划选址。填埋场的选址应符合生活垃圾处理总体规划、环境卫生专业规划、生活垃圾处理专项规划，以及现行国家标准《生活垃圾填埋污染控制标准》和《生活垃圾卫生填埋技术规范》的要求，综合考虑地理位置、地形、地貌、工程与水文地质、地质灾害等条件对周围环境、工程建设投资、运行成本和运输费用的影响，经过多方案比选后确定。

2.选择可靠防渗措施。填埋场必须采取防渗措施，严格按照《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》的要求选用相应的防渗系统，将填埋场渗漏的可能性降到最低。

3.选择适宜的渗沥液处理技术。填埋场垃圾渗沥液的处理是决定填埋场是否达到无害化的重要因素，其处理方法有多种，但目前还没有长期运行可靠的成套技术设备，而且建设费用和运行成本较高。因此在确定垃圾填埋渗滤液处理工艺技术时，要进行多工艺比较，最终选定适合垃圾填埋渗滤液特点的处理工艺设备，保证渗沥液处理长期稳定达到《生活垃圾填埋污染控制标准》的要求。

4.填埋气体处理和利用。垃圾填埋气体是甲烷含量很高的气体，据国内外的测试，填埋气体的甲烷含量一般在40%～70%。这种气体不仅是影响环境的温室气体，而且是易燃易爆气体。填埋气体与空气混合，甲烷浓度达到5%～15%之间时遇火即会爆炸。国内外由于填埋气体的聚集和迁移引起的爆炸和火灾事故时有发生，因此填埋场的填埋气体对周围的安全始终存在着威胁，必须对垃圾填埋场内的气体进行有效地控制才能保证安全。填埋气体的热值很高，当垃圾填埋量达到一定规模时，填埋气体经过收集、储存和净化后其利用方式主要有沼气发电、提供燃气、供热等。由于填埋气体是很强的温室气体，其温室效应是二氧化碳的近100倍，当填埋气体达不到利用条件时，应尽可能导出，集中燃烧处理。

5.规范填埋作业，加强填埋场监管。俗话说“三分建设七分管理”，垃圾卫生填埋场的高效安全运营，取决于填埋场的建设和运营，但规范运营管理至关重要。填埋场建成后，进行卫生填埋处理的垃圾必须从垃圾接收及称重、填埋作业、渗滤液处理、填埋气体利用与处理、填埋场维护、地表水及地下水管理等全过程进行规范管理，严格按照《生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程》的要求进行运营，并制定填埋场突发事件应急预案，降低突发事件对填埋场安全运行的影响，同时聘请有相关经验的第三方咨询公司对填埋场运营全过程进行监管。

总之，垃圾卫生填埋处理过程是一个复杂的系统工程，其运营每一环节的好坏，均会对环境造成一定的影响，我们不能孤立地考量独立环节，必须利用系统工程的方法对垃圾卫生填埋污染防治方法进行规划，合理制定适合地域特点的垃圾填埋污染防治整体解决方案。

参考文献

[1] 高文武，任建锋.城市生活垃圾处理、处置方法的比较[J].黑龙江环境通报 2003，（4）：90-92.

[2] 杨青. 城市生活垃圾的综合处理方法[J]. 山西科技， 2002，（3）：39-40.

[3] 栾智慧，王树国.垃圾卫生填埋实用技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

[4] 石磊，边炳鑫，赵由才，牛冬杰.城市生活垃圾的卫生填埋场恶臭的防治技术进展[J].环境污染治理技术与设备，2005，6（2）：6-9.

[5] 纪华，夏立江，王进安，刘学建，等.垃圾填埋场硫化氢恶臭污染变化的成因研究[J].生态环境，2004，13（2）：173-176.

[6] 聂永丰.三废处理工程技术手册：固体废物卷[M].北京：化学工业出版社，2003.

[7] 李海生，刘光辉，刘亮，李鱼，等.城市垃圾填埋场渗滤液处理研究进展[J].环境科学研究，2004，17（1）：77-80.

[8] 沈东升，何若，刘宏远.生活垃圾填埋生物处理技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[9] 刘富强，唐薇，聂永丰.城市生活或垃圾填埋气的产生、控制及利用综述[J].固体废物处置，2000，22（6）：72-76.

（责任编辑：文雪峰）