生活垃圾填埋场治理应用研究——以四川省泸州市古蔺县垃圾填埋场为例

王 宣 王 龙 冯 枫 张国杰

（1 中建八局环保科技有限公司 上海 200000 2 中国建筑第八工程局有限公司 上海 200000 3 中建八局投资发展有限公司 上海 200000）

引言

我国从20 世纪中叶开始对生活垃圾进行处理[1]，主要采用卫生填埋、堆肥、焚烧等方法[2][3]。堆肥法是在20 世纪70 年代至80 年代得到政府部门重视的，是将生活垃圾堆积成堆，保持温度在60～65℃的情况下进行发酵，此温度下微生物活性最强，能将有机物分解成无机养分。堆肥法技术简单，有机物分解后可作为肥料，同时垃圾减量明显，但堆肥过程中易产生二次污染，且随着塑料袋的大量使用，堆肥法难以适用，因此该方法并未广泛推行。1985 年我国在广东省广州市建立了第一座垃圾焚烧厂，生活垃圾焚烧技术（焚烧法）从此发展起来。焚烧法可将垃圾减容80%～90%[4]，燃烧产生的热能可用来供热及发电。但缺点是投资成本较高，焚烧过程中会产生二噁英，对环境造成二次污染。近年来，随着焚烧炉技术提升及尾气处理技术的完善，垃圾焚烧处理技术开始大力推行，截至2020 年，我国城市生活垃圾焚烧处理厂数量由2007 年的66 座增长至463 座，年复合增长率可达16.17%。

生活垃圾填埋技术(填埋法）从20 世纪末开始逐渐发展成为垃圾主要处置方式[5]，但在早期，受城市经济发展水平的限制，一些垃圾填埋场在填埋垃圾时,未采取有效防渗和附带处理设施，这种非正规的填埋方式会使垃圾渗滤液中的有毒有害成分严重污染土壤和地下水，产生的填埋气也会污染大气环境并引发爆炸风险，给人们的生活带来了极大隐患[6][7]，且这种非正规的填埋场造成的污染可超过30 年[8][9]。因此，急需开展生活垃圾填埋场污染治理。本文就生活垃圾填埋场实际情况，采用“好氧稳定化—开挖—综合分选—分类处置”方式，为此类垃圾填埋场综合治理提供新参考。

1 工程概况

本工程为陈腐垃圾填埋场，位于四川省泸州市古蔺县，占地约5 万m2，设计库容约30 万m³。该填埋场于2008 年9 月试运行，正常运行30 个月，2015 年该垃圾处理场停用，未再进行堆填。填埋场停用之后，未填埋垃圾部分防渗膜、调节池和渗滤液导排收集设施损坏，存在环境安全隐患。2017 年5 月，对填埋场进行封场整治，工程主要包含排气层、防渗层、排水层，种植土回填约13500m3，于2017 年8 月整治结束。至今该填埋场封场近5 年，实际库容为9.48 万t，约11.12万m³，场内底部无渗滤液析出，顶部种植绿化修复。

2 方案比选

目前，直接填埋法仍然是城市生活垃圾处理的主要方式之一。随着城市的不断发展，城市人口不断增加，人民生活水平不断提高，产生的生活垃圾量也在急剧上升，导致填埋生活垃圾用地需求变大。因此，如何节约城市土地，是当务之急，也是大势所趋。污染土地再开发利用，创造其最大利用价值也是政府部门需要关注和解决的问题。

国内外针对生活垃圾填埋场处置方法主要有填埋场封场技术、搬迁法、快速好氧降解法、筛分资源化处理法等，其优缺点各有不同。

2.1 填埋场封场技术

垃圾填埋场封场技术由生态恢复系统、雨水导排与防渗系统、渗滤液处理系统、气体控制与回收利用系统等组成。该封场技术是在原位对填埋气及渗滤液进行有效管理，这样不仅可最大限度减少对环境的二次污染，还有利于填埋场的稳定。该封场技术施工周期短，花费较低，但不能从根本上减少垃圾总量，也不能加快污染物降解速率，只是将垃圾封存。并且封场后的垃圾堆体处于厌氧状态，降解速度变缓，厌氧状态下需要30 年甚至更久的时间填埋场才能趋于稳定。这期间，填埋场内会发生复杂的生化反应，垃圾堆体可能会发生不同程度的沉降，因此封场期间需加强维护管理，保证填埋场的安全运行。

2.2 搬迁法

搬迁法是将现有非正规垃圾堆放场的垃圾搬迁至别处，对填埋场重新进行选址、勘测、填埋及封场建设。该方法不仅需要规划垃圾填埋场所，还需要将填埋的陈腐垃圾全部挖出并运输至新场地，处理周期长，运输及开挖成本高昂，且大部分生活垃圾都产生了甲烷和恶臭气体，搬迁时这些气体也会外溢，造成二次污染，因此不符合垃圾资源化、无害化、减量化的处理原则。

宋明理学又被称为宋明道学，是宋明时期中国社会最主要的思想。宋明理学从大的派系上说属于中国传统儒学，它产生自中唐的儒学士大夫对西来的佛学的拒斥。但是实际上宋明理学吸纳了大量的佛学的概念和思维方法。宋明理学很多主要代表人物的为学经历经常被形容为“出入佛老，归本六经”，即他们最终虽然都以儒家的六经为宗旨、为最终归宿，但他们都曾广泛涉猎过佛学书籍，甚至曾沉浸于佛学当中。因此从思想基础上来讲，宋明理学具有非常强的多样性和综合性。它不仅仅只有一个思想基础，除了秦汉的儒学之外，魏晋隋唐的佛学也是宋明理学的重要思想基础。

2.3 快速好氧降解法

快速好氧降解法是将填埋场看成一个大的好氧生物反应器[10][11]，将空气注入垃圾堆体，控制堆体内氧含量保持16%～21%，同时将渗滤液和其他液体回灌至堆体内。该方法是人为建立适合微生物生长所需环境，在堆体内形成利于微生物生长的温度、湿度及含氧量[12][13]，使垃圾填埋场堆体内发生好氧生物降解，从根本上减少污染物的产生[14]，因此为保证该反应环境需在堆体内打入注气井、排气井、注液井及监控装置。该方法将渗滤液回灌可保证堆体所需的湿度，而反应过程中温度升高，蒸发作用也会带走部分渗滤液，使渗滤液含量降低。同时，由于渗滤液成分复杂，处理难度较大，因此渗滤液含量的降低也降低了处理成本。另外，好氧稳定化技术作为快速好氧降解法中的一部分，其不考虑渗滤液回灌，将空气注入堆体，并将堆体内的填埋气抽出净化后排出。与传统的厌氧处理产生的填埋气为甲烷、硫化氢和氨气等相比[15]，通过向堆体内灌输氧气，将厌氧环境转化为好氧状态，让好氧处理后产生的填埋气转化为二氧化碳和水，将填埋气对大气环境的影响降到最低。快速好氧降解法能在短时间内使垃圾堆体处于稳定状态，减少封场后工作量，降低填埋场封场维护费用和风险，是厌氧降解速率的30倍以上，是一种快速稳定化的高效手段[16]。

2.4 筛分资源化处理法

筛分资源化处理法是将填埋场垃圾进行开挖、筛分、资源化处置分类转运[17]，按物质组分将垃圾分类回收处理。筛分物为轻质筛上物（可燃物居多）、骨料、腐殖土和少量金属等。轻质筛上物可直接送焚烧厂焚烧，骨料经加工后用于建筑材料或场地回填，金属可以分类回收，腐殖土可根据土壤性质作为绿化种植土壤、就地回填或外运等。该方法对填埋场进行开挖、筛分处理可彻底减少污染，并达到释放土地的目的。垃圾填埋场垃圾治理方案对比结果如表1 所示。

表1 垃圾填埋场垃圾治理方案对比表

由于本项目最终以释放填埋场占用土地用地为指标，原位封场法和快速好氧降解法均不能满足。搬迁法将垃圾从一处搬至另一处，不能从根本上解决垃圾存量问题，不予考虑。考虑到填埋场内含有填埋气，不可随意开挖，首先对堆体进行好氧稳定化处理，使甲烷浓度值降低后进行开挖。因此，本项目采取“好氧稳定化-开挖-筛分处理法”，将填埋场内生活垃圾筛分后综合利用，使生活垃圾稳定化、无害化、减量化、资源化。

3 工艺路线选定

该填埋场主要填埋生活垃圾，由东到西分为A、B、C 三个区域，详见图1。

图1 垃圾填埋场区域分布图

开挖前对填埋场内垃圾进行采样，垃圾堆体内主要成分及有机质含量如表2 所示,其中灰土类、砖瓦类含量最高，约占垃圾总量的80%左右，其他包括纺织类、木竹类、橡胶类、玻璃类、金属等所占比例较少。陈腐垃圾堆体内气体组分如表3 所示，A 区有机质含量最高为21.9%，同时甲烷气体含量高达54.71%，B、C 区偏低，但均满足好氧降解反应条件，可以采用好氧稳定化工艺，加速堆体稳定化，减少甲烷气体的产生，之后再进行开挖筛分处理。

表2 陈腐垃圾理化特性表（%）

表3 陈腐垃圾堆体气体组分（%）

陈腐垃圾分选是依据物料密度、颗粒大小、磁化性等物理性质来进行区分，分选工艺由振动筛选、滚筒筛选、磁选、风选等组成。将垃圾分选成200mm 以上的砖、瓦、石块及40 ～200mm的无机物，40mm 以下的腐殖土，铁磁物和轻质物等4 部分，再分别进行资源化处理。陈腐垃圾填埋场处理流程，详见图2。

图2 填埋场处理工艺流程图

筛下物腐殖土经过检测达到《绿化种植土壤》（CJ/T340-2016）标准后可经过进一步处理，作为市政园林绿化苗圃营养土，但经检测如不能达到以上标准时，需采用客土法回填至填埋区，不可作为绿化种植土。筛上轻质可燃物，运至焚烧发电厂焚烧处理；筛上无机物（砖瓦石块、玻璃、陶瓷等）可场内回填；金属外售。该方案能将填埋场内积存的所有垃圾进行规范化处置，治理后的土地无污染物残留，垃圾经过分类筛分后还可实现资源化、能源化利用，并且不再产生填埋气，能消除甲烷及恶臭气体直接排放对大气环境造成的污染。因此，采用本治理路线能彻底消除生活垃圾填埋场潜在的污染风险与安全隐患，经治理后的场地得到重复利用，间接实现填埋场生态修复治理的经济效益。

结论

生活垃圾处理技术较多，其中填埋法成为垃圾处理最主要的方式，但生活垃圾填埋场内渗滤液和填埋气对土壤、地下水及空气污染较大，并占用大量土地资源，急需对生活垃圾填埋场进行治理。对比生活垃圾填埋场主要处理方法，在填埋场地再利用需求迫切的情况下，开挖筛分技术可作为生活垃圾填埋场治理的首选方案。但若生活垃圾填埋场内沼气含量过高，直接开挖也会给施工现场带来安全隐患，因此在进行开挖筛分前需采用好氧稳定化进行预处理[18]，在堆体内强制通风并将填埋气收集后集中处理，可有效降低甲烷浓度，规避后续工艺安全风险，之后再进行开挖、筛分、资源化处置，实现填埋场内垃圾减量化、无害化、资源化[19]。