垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)淺談

高博，葉明強(qiáng)，朱春游，曾毅夫，周益輝

（1.航天凱天環(huán)保科技股份有限公司，長沙 410100；2.長沙環(huán)保（服務(wù)）工業(yè)技術(shù)研究院，長沙 410100）

隨著城市居民生活水平的提高，生活垃圾、固體廢棄物的產(chǎn)生量也逐年遞增，生活垃圾圍城的問題，已成為全球性的環(huán)境污染難題[1]。

陳腐垃圾也稱作存量垃圾，其存在不僅對(duì)城市生活環(huán)境衛(wèi)生造成了不良影響，而且也制約了土地的利用。更重要的是，陳腐垃圾在污染土壤的同時(shí)，會(huì)對(duì)地下水造成潛在的污染，導(dǎo)致居民飲用水安全受到極大危害和威脅[2]。因此，治理城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村遺留的大量陳腐垃圾堆積場(chǎng)地及堆積坑已迫在眉睫，解決垃圾場(chǎng)占用的土地、水源、大氣等資源的污染問題已迫在眉睫。

為綜合有效治理我國體量大、面積廣的垃圾堆積堆放場(chǎng)問題，并避免垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的缺點(diǎn)與不足，可實(shí)施垃圾堆放場(chǎng)地及垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)地的開采復(fù)墾復(fù)用技術(shù)，這不僅能徹底改變“垃圾圍城”的現(xiàn)狀，而且可以有效增加衛(wèi)生填埋場(chǎng)地的使用時(shí)間和壽命，最大限度地開發(fā)并實(shí)現(xiàn)垃圾填埋場(chǎng)地的“減量化、資源化、無害化”目標(biāo)。

1 垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地修復(fù)的目的和意義

當(dāng)前，城市生活垃圾處理方式多以直接填埋為主，沒有經(jīng)過任何衛(wèi)生處理的垃圾場(chǎng)，特別是非正規(guī)的垃圾填埋場(chǎng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，如含重金屬的廢渣垃圾會(huì)對(duì)大氣、地下水環(huán)境及周邊場(chǎng)地的土壤造成嚴(yán)重重金屬污染，對(duì)人類的生存環(huán)境和社會(huì)環(huán)境造成各種負(fù)面影響[3]。隨著都市化趨勢(shì)的迅猛發(fā)展，城市人口不斷增加，居民生活水平物資需求不斷提高，城市中需填埋的生活垃圾及可用于垃圾填埋的場(chǎng)地成反比。另一方面，城市對(duì)土地的需求量在不斷地加大，城市的體量規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)張，用地緊張的問題也越來越突出，采用科學(xué)有效的方法，使現(xiàn)有的已經(jīng)填埋的垃圾加速降解，實(shí)現(xiàn)垃圾填埋場(chǎng)地的復(fù)墾復(fù)用以及對(duì)污染土地的綜合開發(fā)利用，是目前各級(jí)政府關(guān)注和急需解決的環(huán)境問題。

目前，衛(wèi)生填埋法是廣泛使用且公認(rèn)較為安全的方式，是經(jīng)濟(jì)環(huán)保的垃圾處理處置方法。但垃圾在填埋過程中，滲濾液的污染也不可忽視，治理垃圾滲濾液也是需要解決的難點(diǎn)問題。垃圾滲濾液的成分十分復(fù)雜，其中含有濃度很大的“致癌、致畸”有機(jī)、無機(jī)化合物和重金屬含量較高的有機(jī)廢水[4]。氮、磷含量的升高是水體發(fā)生富營養(yǎng)化的主要誘因，富營養(yǎng)化的水體還可能影響生活飲用水和工業(yè)、農(nóng)業(yè)使用水水源。若不妥善安全處理垃圾滲濾液，將對(duì)生活環(huán)境和人體健康造成非常大的隱患。

2 垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地修復(fù)方案及技術(shù)

2.1 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)是利用微生物、生態(tài)工程以及土建工程的綜合處理技術(shù)，根據(jù)生態(tài)生物學(xué)的基本原理，采用相應(yīng)措施，使生態(tài)系統(tǒng)的大體結(jié)構(gòu)、發(fā)展功能和生物生態(tài)潛力在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常水平，或者更高的生態(tài)水平。生態(tài)修復(fù)技術(shù)是一種實(shí)用且廉價(jià)的綠色無公害生態(tài)治理專項(xiàng)技術(shù)，可用于較大面積的環(huán)境污染整治，具有較好的生態(tài)環(huán)境綠化、美學(xué)生態(tài)景觀修復(fù)價(jià)值，不僅消除了環(huán)境中的污染物質(zhì)，又起到了美化綠化生活環(huán)境的目的，具有明顯的生態(tài)、環(huán)境效益，并能產(chǎn)生較可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[5]。

對(duì)于已進(jìn)行了封場(chǎng)處理的生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，國內(nèi)外采用的技術(shù)主要是生態(tài)修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)主要采用植物進(jìn)行生態(tài)環(huán)境修復(fù)。植物修復(fù)是指將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上，而該種植物對(duì)土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，最終達(dá)到土壤環(huán)境污染治理及生態(tài)環(huán)境雙重修復(fù)的目的[6]。因?yàn)樯罾盥駡?chǎng)主要是填埋處理城市垃圾的地方，而生活垃圾中的各種營養(yǎng)成分也是供植物生長具有良好效果的有機(jī)肥料。通過富集作用的植物快速生長，能起到固土壤保水源的作用。生態(tài)綠色植物生物修復(fù)工程形成的小規(guī)模范圍場(chǎng)地，還能夠起到凈化環(huán)境、凈化空氣、從根本上抑制防止粉塵擴(kuò)散、遷移，有效降低減輕環(huán)境污染，起到殺滅病菌、美化生態(tài)環(huán)境的作用。植物修復(fù)以其具有的良好生物凈化效果，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)成本，運(yùn)行、能耗低的經(jīng)濟(jì)效益，簡單方便易行，有利于重建重構(gòu)和恢復(fù)綠色生態(tài)良好的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，備受關(guān)注。

2.2 固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)

固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)是固化技術(shù)和穩(wěn)定化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，固化技術(shù)的實(shí)質(zhì)是用較機(jī)械的方法或方式將污染物完全封閉在一個(gè)固態(tài)產(chǎn)物內(nèi)，隔絕污染物與外界環(huán)境的聯(lián)系，控制其遷移。穩(wěn)定化技術(shù)是添加化學(xué)穩(wěn)定劑改變土壤的理化性質(zhì)，通過吸附和離子交換作用、沉淀和絡(luò)合作用，降低污染物的遷移能力和生物有效性。適合污染土壤固化穩(wěn)定化再利用的土地，利用類型有工業(yè)和公用工程用地、商業(yè)辦公用地、娛樂、公園用地、倉儲(chǔ)和交通樞紐用地、道路和居住用地、生態(tài)恢復(fù)用地和居住用地等。

固化技術(shù)具有工藝操作簡單、價(jià)格低廉、固化劑易得等優(yōu)點(diǎn)，但常規(guī)固化技術(shù)也有缺點(diǎn)，如固化反應(yīng)后土壤體積都有不同程度的增加，固化體的長期穩(wěn)定性較差等。而穩(wěn)定化技術(shù)則可以克服這一問題，如近年來發(fā)展的化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)，可以在實(shí)現(xiàn)廢物無害化的同時(shí)，達(dá)到廢物少增容或不增容，從而提高危險(xiǎn)廢物處理處置系統(tǒng)的總體效率和經(jīng)濟(jì)性，還可以通過改進(jìn)螯合劑的結(jié)構(gòu)和性能使其與廢物中的重金屬等成分之間的化學(xué)螯合作用得到強(qiáng)化，進(jìn)而提高穩(wěn)定化產(chǎn)物的長期穩(wěn)定性，減少最終處置過程中穩(wěn)定化產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響。由此可見，穩(wěn)定化技術(shù)有望成為土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的主導(dǎo)。

3 國內(nèi)外垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 國外生態(tài)修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

為了解決垃圾填埋場(chǎng)占地面積大、土地?zé)o法使用的問題，同時(shí)兼顧考慮城市的市容市貌、形象美觀等問題，垃圾填埋場(chǎng)一般在封場(chǎng)后開發(fā)成各種娛樂場(chǎng)所。在一些發(fā)達(dá)國家，對(duì)于生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的修復(fù)復(fù)墾要比我國早。20世紀(jì)60年代，巴黎政府對(duì)一座廢棄物填埋場(chǎng)地進(jìn)行了土壤浮土及生態(tài)綠化修復(fù)，通過種植綠色生態(tài)植物，利用植物的生態(tài)恢復(fù)方法將其打造成了現(xiàn)在的比特蒙公園[7]。

美國對(duì)于生活固體廢棄物填埋處理衛(wèi)生利用場(chǎng)地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的實(shí)例非常多，很多都是成功的。如美國紐約的Fresh Kills 垃圾填埋場(chǎng)是全世界最大的垃圾填埋場(chǎng)，這個(gè)生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)現(xiàn)在已被建設(shè)成公園島[8]。在生態(tài)修復(fù)技術(shù)方面，該項(xiàng)目的生態(tài)修復(fù)技術(shù)采用了較為先進(jìn)的催化輪栽技術(shù)，力求借助植物生態(tài)群落的自然繁衍生息過程，用最少的人工手段還原生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。因?yàn)樘盥駡?chǎng)內(nèi)的生活垃圾廢物可有效分解，而有機(jī)物整體生物沉降需要幾十年的時(shí)間，所以在30年時(shí)間中，將公園的各項(xiàng)建設(shè)分為3個(gè)階段進(jìn)行，首先完成交通、道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，然后逐步建立非贏利性的公益基礎(chǔ)設(shè)施和商業(yè)性的盈利場(chǎng)所項(xiàng)目，最后再將公園的各環(huán)節(jié)各部分逐步公開開放。

3.2 國內(nèi)生態(tài)修復(fù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

為了盡快修復(fù)恢復(fù)生態(tài)，國內(nèi)很多垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地根據(jù)市場(chǎng)的需求，都采用了大量人工播種與植被養(yǎng)殖及生態(tài)綠色植物修復(fù)方法。因此，利用生活固體廢棄物填埋處理衛(wèi)生利用場(chǎng)地及垃圾堆體的自然環(huán)境，將其改造成景觀山體并進(jìn)行覆土綠化，以生態(tài)植被及植物來鞏固山體，保持水土，固化減少水體流失，并以所述的山體為重要依托，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合綠色的整治，建設(shè)成生態(tài)公園[9]。

4 老舊垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

4.1 基本工藝設(shè)計(jì)

垃圾填埋場(chǎng)好氧段生態(tài)修復(fù)的工藝流程如下：1）從井往陳腐固體廢棄物中注入新鮮空氣（尤其是氧）；2）向垃圾堆體環(huán)境中注入大量的水或回灌垃圾滲濾液；3）從抽氣井中將垃圾填埋場(chǎng)所產(chǎn)生的氣體抽出；4）對(duì)所抽出的垃圾填埋場(chǎng)有毒有害氣體進(jìn)行凈化過濾；5）將凈化過濾后的生活垃圾填埋場(chǎng)有毒有害氣體有組織排放；6）在運(yùn)行的基本過程中再收集（抽?。├鴿B濾液；7）對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行完好的儲(chǔ)存和生態(tài)處理；8）將經(jīng)過深度處理的垃圾滲濾液再回灌到垃圾堆體中；9）使整個(gè)垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行期間，對(duì)垃圾堆體溫、濕度和氣體組成成分進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

4.2 基本步驟

4.2.1 確定最終覆土層厚度

不同的生物植被類型對(duì)生存環(huán)境的基本要求不一樣，對(duì)覆土厚度、水源情況、蓄水量的需求也不同。種植了不同的生態(tài)植物，將決定當(dāng)?shù)氐母餐辽疃群透餐亮康亩嗌?，而覆土量的多少直接決定了垃圾填埋場(chǎng)在進(jìn)行場(chǎng)地修復(fù)時(shí)所產(chǎn)生的成本和投資。

4.2.2 測(cè)定土壤營養(yǎng)狀況及立地條件

在將要進(jìn)行植被種植的場(chǎng)地，要先分析土壤中是否存在營養(yǎng)物質(zhì)及有什么樣的營養(yǎng)物質(zhì)。只有對(duì)土壤中的營養(yǎng)成分有了一定的了解后，才能因地制宜地分析是否可以種植或者是否能夠種植綠色植物。因此營養(yǎng)物含量水平的高低是決定是否要添加其他肥料的前提條件。如果一個(gè)項(xiàng)目下來，還要添加其它肥料，必然導(dǎo)致成本上升、投資上升，在經(jīng)濟(jì)上不合理，也不現(xiàn)實(shí)。

4.2.3 篩選耐性樹種

植物生長在垃圾填埋場(chǎng)的惡劣環(huán)境中，其生長存在很多困難，因此需要細(xì)心分析并選擇合適的植物。比如，對(duì)于填埋場(chǎng)地具有大量有毒有害氣體的情況下，很多植物會(huì)無法生長，但草本生態(tài)植物在這種環(huán)境下表現(xiàn)較突出，尤其是淺根系的植物，在這種環(huán)境下更是能表現(xiàn)很好的生命力。但是，類似淺根系的生態(tài)植物，對(duì)于生存環(huán)境中水的變化非常敏感，水分變化對(duì)于其生長有很大影響，因此必須考慮生態(tài)組成的方式，使大部分的水分被其它生物吸收，才能保持不需要大量水的植物快速、穩(wěn)定生長，因此必須要考慮良好的生態(tài)組合，以形成良好的生態(tài)系統(tǒng)，才能有利于該系統(tǒng)的良好發(fā)展。

4.2.4 重建植被

需要有植物、植被再次恢復(fù)、播種、種植的項(xiàng)目，當(dāng)必選需要何種植物能適合這樣的場(chǎng)地時(shí)，一般是經(jīng)過以上的分析后，才能初步確定要選取的植物，然后根據(jù)場(chǎng)地的特點(diǎn)及生態(tài)條件，再選擇能夠適應(yīng)該環(huán)境的植物進(jìn)行種植。

5 結(jié)論

對(duì)我國大量存在的正規(guī)、非正規(guī)的垃圾填埋場(chǎng)，都需要有生態(tài)整治活動(dòng)及資源化利用過程，這有利于發(fā)達(dá)和較發(fā)達(dá)地區(qū)有限、寶貴的城市土地資源得到充分利用。尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，表現(xiàn)突出的問題都是土地資源緊缺的問題。一些過去被認(rèn)為是偏遠(yuǎn)郊區(qū)的地方，現(xiàn)在也都發(fā)展為城市繁華地區(qū)，有的甚至發(fā)展成為城市中心地區(qū)，因此垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用將具有十分重要的意義。

[1] 吳東彪，王瀚起，徐皖蘇.淮南市大通老垃圾填埋場(chǎng)植物生態(tài)修復(fù)研究[J].綠色科技，2013 （8）：212-215.

[2] 鐘震.生活垃圾填埋場(chǎng)改造工程—以嘉興市東柵天德圩生活垃圾填埋場(chǎng)為例[J].綠色科技，2011（3）：96-97.

[3] 戴小松，邵靖邦，葉亦盛，等.垃圾填埋場(chǎng)好氧生態(tài)修復(fù)技術(shù)在武漢金口垃圾填埋場(chǎng)治理工程中的應(yīng)用[J].城市管理與科技，2016，12（45）：699-703.

[4] 孟淳.垃圾填埋場(chǎng)好氧降解加速穩(wěn)定化技術(shù)生態(tài)修復(fù)方法[J].建材世界， 2013，34（3）：145-149.

[5] Welander U.，Henrysson T.，Welander T. Biological nitrogen removal from municipal landfill leachate in a pilot scale suspended carrier biofilm process[J]. Water Research，1998，32：1564-1570.

[6] 歐陽科，黎麗華，陳媛，等.膜生物反應(yīng)器（MBR）處理垃圾滲濾液的脫氮研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20：706-710.

[7] Kargi F.，Pamukoglu M. Y. Aerobic biological treatment of pretreated landfill leachate by fed-batch operation[J]. Enzyme and Microbial Technology，2003， 33：588-595.

[8] 吳方同，蘇秋霞，王云波，等.SBR工藝處理垃圾滲濾液的試驗(yàn)研究[J].長沙電力學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，21：120-125.

[9] Kennedy K. J.，Lentz E.M.Treatment of landfill leachate using sequeneing batch and continuous flow upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors [J].Water Research，2000（34）：3640-3656.