淺談城市垃圾填埋場的封場處理

尹鈿源

(廈門興海灣工程管理有限公司，福建 廈門 361012)

1 城市垃圾填埋發(fā)展現(xiàn)狀

自2010年以來我國城市生活垃圾產(chǎn)生量和處理量逐年遞增，2019年全國337個主要城市垃圾產(chǎn)生量為3.43億t，2020年可達3.6億t。城市垃圾如果不及時清運處理，不僅侵占大量土地、污染環(huán)境、危害農(nóng)業(yè)生態(tài)和群眾健康、易引起二次污染事故，而且在氣候炎熱、降雨充沛的條件下，容易傳播疾病，成為社會公害之一[1]。根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，衛(wèi)生填埋仍是城市生活垃圾的重要處理手段。垃圾衛(wèi)生填埋法具有適用范圍廣、處理量大、成本低、無二次污染和處置徹底的優(yōu)點。即使是人口稠密、土地緊張的沿海地區(qū)，在垃圾處理技術(shù)不斷進步的今天，衛(wèi)生填埋也是重要的處理方式。長遠來看，可將現(xiàn)有的垃圾以一種未利用的資源形式暫存在填埋場，待資源枯竭或技術(shù)進步后，再將填埋的垃圾資源挖出重新利用[2]。

2 城市垃圾填埋場的問題

填埋處置是目前我國城市垃圾最終處置的重要途徑，垃圾填埋場在運行過程中會產(chǎn)生廢氣和高濃度滲濾液。由于垃圾衛(wèi)生填埋配套設(shè)施不健全、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)缺失、不規(guī)范填埋作業(yè)以及監(jiān)管缺位等多種原因，很多地方的衛(wèi)生填埋僅僅是稍作處理后便簡單填埋，有的甚至不處理直接露天堆放。垃圾進場后得不到及時處理會招來易傳播疾病的蟑螂、蚊蟲、老鼠等病原攜帶源，產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨氣等有害氣體[3]。目前垃圾填埋場的主要弊端是有機物降解產(chǎn)生的廢氣廢液的收集、排放和處理方面基礎(chǔ)設(shè)施還不完善，滲濾液中含有的重金屬、酸堿性物質(zhì)及病原微生物會對周邊的水、土、大氣、生態(tài)造成破壞。

我國人均占有耕地面積僅為世界平均水平的1/4，特別是人口密集、經(jīng)濟發(fā)達、土地緊缺、環(huán)境壓力大的東部沿海地區(qū)應(yīng)發(fā)展綠色衛(wèi)生填埋技術(shù)，使之與周圍環(huán)境相融合，減少對環(huán)境的不利影響。未來垃圾填埋場應(yīng)朝著資源化、減量化、無害化、環(huán)境友好的方向發(fā)展新型衛(wèi)生填埋或處理技術(shù)，減少垃圾產(chǎn)生量和二次污染。

3 城市垃圾填埋場的封場處理

3.1 垃圾填埋場覆蓋分類

填埋場覆蓋層包括日覆蓋層、中間覆蓋層和最終覆蓋層，覆蓋層結(jié)構(gòu)的選擇取決于填埋場所處的地理位置和氣候條件。各層填埋時間要求為0～7天、7～365天、大于365天，各層最小厚度為15、30、60 cm[4]。

1)日覆蓋。垃圾進場后24 h內(nèi)完成攤鋪覆蓋，一般土層覆蓋厚度為20～25 cm，砂質(zhì)土覆蓋厚度為15 cm。日覆蓋層可避免垃圾逸散，控制病原微生物和蚊蠅等孳生和擴散，吸收和阻攔垃圾產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)，減少因雨水下滲帶來的滲濾液增加[5]。日覆蓋要確保填埋層保持穩(wěn)定，覆蓋材料具有良好的通氣性，利于有機物生物分解。

2)中間覆蓋。在垃圾場填埋到一定高度暫時不需要填埋時進行，其最小壓實厚度為30 cm，其目的是防止排放的氣體無序排放和減少降雨滲入量，控制二次污染，但也存在垃圾自然暴露延長的缺點。為達到防滲和控制惡臭氣體排放，中間覆蓋層覆蓋材料的滲透系數(shù)一般為10-6cm/s，但是也不應(yīng)太小，否則在下一階段垃圾填埋中易造成地表水滲不下去而引發(fā)填埋場崩塌失穩(wěn)的后果[6]。實踐運行中，中間覆蓋也可用作運輸垃圾的臨時路面。

3)終場覆蓋。在填埋場達到設(shè)計填埋高度和運營期限后進行，厚度不小于60 cm，并滿足一定的技術(shù)要求和相關(guān)規(guī)定。在多雨的南方地區(qū)，最終覆蓋層的表面應(yīng)有3%～5%的地形坡度，以利于快速排泄降水和地表積水。實際運行中，為美化景觀、減少裸土，終場覆蓋層上面可以加些表土，調(diào)節(jié)土壤pH和提高表土肥力，在覆蓋的同時進行種植草皮和綠植。

3.2 封場覆蓋層組成

在垃圾填埋完畢且日后也不進行填埋時，要進行封場覆蓋，一是對填埋場產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣和生物污染等污染物進行有效處理，防止對周邊環(huán)境產(chǎn)生破壞；二是選擇適宜的覆蓋材料并在覆蓋層上種植植被，修復(fù)填埋場及周邊的生態(tài)環(huán)境。封場覆蓋由多層構(gòu)成，自下而上一般包括排氣層、防滲層、排水層以及植被層[2]。

1)排氣層。排氣層是封場覆蓋系統(tǒng)的最底層，關(guān)系到覆蓋系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行，主要作用是支撐整個覆蓋系統(tǒng)，同時排放垃圾分解的廢氣。所以設(shè)置該層的時候，材料必須是透水性比較強的材料，如孔隙度較高的砂、礫石、卵石等，設(shè)計厚度一般要大30 cm。

2)防滲層。主要作用是防止雨水滲入，因為一旦大量的雨水通過孔隙下滲，就會產(chǎn)生大量滲濾液，增大收集和處理的工作量。這一層設(shè)計中使用密封性能比較好、滲透系數(shù)低、透水性差、整體完整性較高的諸如黏土類防滲材料。而且防滲層的厚度和密度也要大一點，以防填埋產(chǎn)生的廢氣通過孔隙擴散出去，污染大氣。

3)排水層。排水層是在防滲層之上，作用在于及時排除上部下滲的雨水，起到緩沖的作用。雨水和地表水會通過上邊的植被層滲入排水層，然后排水層排放上部下滲的水，防止大量雨水滲入破壞防滲層而產(chǎn)生大量滲濾液，保護下部防滲層的安全、穩(wěn)定。

4)植被層。主要是在覆蓋層上種植的植被或草皮，包括覆土層和植被的營養(yǎng)層。要根據(jù)植被類型設(shè)計相應(yīng)覆土層厚度。植被營養(yǎng)層是植被根系吸收水分的部分，為其提供水分，其中的地表水、雨水也會下滲補充到下面的層中。實踐中，如果植被層的根系生長延伸到防滲層，也會破壞防滲層的完整性和低滲透性作用。

3.3 封場覆蓋材料

終場覆蓋是填埋場運行的最后階段進行的，可控制填埋場對人群和環(huán)境造成不利影響，提供一個可景觀美化的地表面，便于二次利用[7]。整個填埋場的封場采取不同的覆蓋技術(shù)，不同的覆蓋層都有材料、厚度、密度、敷設(shè)技術(shù)等方面的要求，要根據(jù)填埋場的地形、坡度、水土類型和垃圾堆進行優(yōu)化設(shè)計。目前，常用的覆蓋技術(shù)包括黏土、污泥、礦化垃圾、土工膜、噴涂覆蓋等[5]。

1)黏土。黏土是傳統(tǒng)的填埋場覆蓋材料，其無毒無害且取材廣泛，塑性好，壓實后滲透率低。但是黏土在陽光暴曬后易產(chǎn)生裂縫，占用有效庫容，技術(shù)上難以達到規(guī)范要求的壓實度，不利于滲濾液和沼氣的收集，且其蒼蠅控制效果差，運行成本較高。

2)固體廢物。如污泥、淤泥、礦化垃圾、工業(yè)渣土等具備填埋場覆蓋材料的潛能，可實現(xiàn)廢棄物的再利用。污泥是與黏土具有較大相似性的土類物質(zhì)，滲透系數(shù)小，但其含水率高，收縮性大，穩(wěn)定性差。礦化垃圾孔隙多，具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和水力性質(zhì)，作為覆蓋材料不僅可以凈化滲濾液中污染物，而且節(jié)省了大量空間，在雨季時還可配合塑料布阻止過多雨水進入場區(qū)[8]。

3)土工膜。在垃圾填埋場常見的覆蓋材料為HDPE膜(High Density Polyethylene)。HDPE膜可節(jié)約庫容，它比傳統(tǒng)使用的黏土節(jié)約庫容8%左右，同時HDPE膜可促進雨污分流、減少滲濾液產(chǎn)生量、縮短垃圾腐化時間、減少空氣污染，不產(chǎn)生二次污染，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益[9-10]。但因土工膜厚度較薄，長時間使用后易老化，抗異物穿刺能力差，易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致材料強度及抗?jié)B性降低[11]。

4)噴涂覆蓋。噴涂是一種新型的覆蓋方式，可顯著的節(jié)省庫容[12]。它替代傳統(tǒng)的黏土，使用專業(yè)設(shè)備噴至平整好的垃圾表面，干化即形成覆蓋層。在攪拌時加入草種，可同時起到綠化填埋場的效果[13]。有研究者將覆蓋材料噴涂在整形好的垃圾堆表面，形成的干化覆蓋層改善了周邊環(huán)境。有經(jīng)驗表明日覆蓋噴涂厚度0.6～1.0 cm，中期覆蓋噴涂厚度1.0～1.5 cm，終期覆蓋噴涂厚度2 cm。

4 結(jié) 語

衛(wèi)生填埋是國內(nèi)外處理城市生活垃圾的主要方法。填埋結(jié)束后的封場可以美化環(huán)境、減少滲濾液及有害氣體等對周邊環(huán)境的污染，促進垃圾填埋場的生態(tài)修復(fù)。因此，選擇合適的覆蓋材料對于保障垃圾填埋場安全，保護環(huán)境和周邊人群健康意義重大，這也是往后研究的一個重要方向。

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