淺析垃圾填埋場封場治理和再開采復用

王衛(wèi) 黃峰威

（1. 荊門市固體廢物處置管理中心，湖北 荊門 448000；2. 荊門市數(shù)字化城市管理信息中心，湖北 荊門 448000）

1 引言

生活垃圾是城市發(fā)展的必然產物，其“三化”（減量化、資源化、無害化）處理工作貫穿城市發(fā)展的整個過程。我國現(xiàn)階段的城市生活垃圾主流處理方式開始由“填埋”向“焚燒”轉變［1］，正處在垃圾填埋場封場治理的高峰期，較多的垃圾填埋場已陸續(xù)滿場，從而達到封場治理的要求。在眾多的城市生活垃圾處理方法中，垃圾填埋場因具有工藝簡單、適用范圍廣、投資運行成本低、處理量大等優(yōu)點而被廣泛使用［2-5］。但是，垃圾填埋場占用大量的土地資源，同時其產生的填埋氣體、滲濾液等污染物對周邊環(huán)境造成較大的負面影響［6］，甚至會影響周圍居民的日常生產生活，進而引發(fā)系列社會和經濟問題［7-9］。對垃圾填埋場進行封場治理和再開采利用［10-13］，不僅可以減少環(huán)境污染、釋放土地資源，還可以創(chuàng)造一定的社會效益、環(huán)境效益和經濟效益［14-16］，同時也是維護城市綠色發(fā)展的應有舉措。本文綜述了我國現(xiàn)階段的垃圾填埋場封場治理技術，探析了已封場垃圾填埋場再開采復用的技術、環(huán)保、經濟等可行性。

2 垃圾填埋場封場治理

2.1 封場治理概述

封場治理是指垃圾填埋場在達到封場要求或者停止使用時，利用工程技術方法對其進行處理，最終實現(xiàn)垃圾堆體的安全穩(wěn)定，以及消除危害因素、修復受損結構，使得整個體系良性發(fā)展，并對封場后的垃圾填埋場產生的滲濾液、填埋氣體等污染物進行跟蹤監(jiān)測和有效處置［17-19］。對垃圾填埋場進行封場治理主要是為了有效處理城市生活垃圾形成的各類污染，做好生態(tài)修復工作，防止破壞環(huán)境［19］。

2.2 封場治理原則

對垃圾填埋場進行封場治理時，需要遵循系統(tǒng)、生態(tài)、無害、經濟和管理等原則［20-21］。

系統(tǒng)原則是指在不損壞生態(tài)系統(tǒng)的前提下，將垃圾填埋場作為一個有機整體，統(tǒng)籌協(xié)調污染治理和開發(fā)利用、局部與整體、當前與長遠之間和諧關系。

生態(tài)原則是指要遵循生態(tài)規(guī)律，注重人與自然和諧相處，以當?shù)氐淖匀惶卣鳌⒌赜蛱厣?、環(huán)境因素等為基礎，優(yōu)先考慮恢復原有生態(tài)系統(tǒng)。

無害原則是指要利用對環(huán)境和人類健康無害的手段實現(xiàn)垃圾填埋場的封場治理，同時采取科學有效的措施對污染物和有毒有害物質進行防治。

經濟原則是指盡可能采用節(jié)約型技術方案對垃圾填埋場進行封場治理，同時注重對場地內的能源和物質進行再利用，以期減少投入成本。

管理原則是指在對垃圾填埋場封場治理后，有關部門要繼續(xù)履行監(jiān)管職責，持續(xù)跟蹤監(jiān)測污染物排放情況。

2.3 垃圾填埋場現(xiàn)狀

早期的部分垃圾填埋場受設計理念、關鍵技術等因素影響，存在以下幾個方面的問題。

（1）填埋作業(yè)不規(guī)范。填埋庫區(qū)未采用“分區(qū)、分單元”作業(yè)方式，壓實密度不夠，隨著堆體的不斷升高存在滑坡、坍塌風險。（2）雨污分流不徹底。場區(qū)規(guī)劃不合理，無雨污分流設施，導致填埋場的污水量在雨季暴增，甚至外溢污染周邊環(huán)境。（3）防滲設施不到位。未做防滲處理，造成垃圾滲濾液滲漏污染地表（地下）水。（4）污水設施不配套。垃圾滲濾液處理能力不足，運行成本昂貴，濃度負荷過高導致城市污水處理廠無法接納或不再接納。（5）除臭設施不到位。填埋氣體收集處理措施簡單，惡臭氣體無組織排放造成大氣污染，存在安全隱患并浪費資源。（6）場區(qū)管理不科學。缺乏現(xiàn)場管理制度或管理不科學，運行經費得不到保障，作業(yè)人員技術水平有待提升等。

2.4 垃圾填埋場生態(tài)環(huán)境問題

2.4.1 大氣污染

垃圾填埋場的生活垃圾中含有很多有機成分，經生化降解會產生大量的以CO2，CH4等為主要成分的填埋氣體，以及一些微量的H2S，NH3等有毒有害氣體。這些氣體經無組織排放后自然擴散，會對周邊大氣環(huán)境產生一些負面影響［7，19-25］。例如，產量較多的CH4（高達50%）屬于易燃易爆氣體，極易危害周圍居民的人身安全；CH4，CO2屬于溫室氣體，可以加劇局部地區(qū)的“熱島效應”；H2S，NH3等刺激性氣體是垃圾填埋場惡臭的主要成分，對人類的嗅覺有較大影響；填埋氣體中還含有許多致癌、致畸的物質，一旦擴散可引起疾病；當填埋氣體濃度過高時，會影響植物的光合作用和新陳代謝［8］；填埋氣體中的CH4，H2S，NH3等具有一定的可利用價值，不注重回收利用會造成資源浪費。

2.4.2 水體污染

垃圾填埋場的主要污染源是垃圾滲濾液，即一種源于雨雪及地表（地下）水入滲和垃圾降解產生的高污染負荷廢水，是有機物、無機物、重金屬和病原微生物污染源，其成分及性質復雜，具有惡臭難聞、污染物濃度高、可生化性差、處理技術復雜和處理成本高等特點［6，19-27］。若垃圾滲濾液不能全量化處理或發(fā)生滲透現(xiàn)象，將會嚴重污染周邊地表（地下）水資源，威脅周圍居民的飲用水安全。加之部分垃圾填埋場雨污分流設施不完善，垃圾滲濾液隨雨水外溢，會加重對周邊水體環(huán)境的污染，而且垃圾滲濾液所產生的污染和破壞非常持久，使水體環(huán)境難以短時間內得到有效恢復。

2.4.3 土壤污染

因占用的土地資源較多，垃圾填埋場在規(guī)劃設計之初就大多選址在城市近郊，但隨著近年來我國的城市框架不斷向外擴張，地處偏僻的垃圾填埋場逐漸被劃入城市規(guī)劃建設范圍，會因為“鄰避效應”在一定程度上影響周邊土地的空間布局和使用價值，成為城市發(fā)展的“絆腳石”。垃圾填埋場中的生活垃圾經過長時間的降解產生大量有毒有害物質進入土壤后，可改變土壤的性質，破壞土壤的保水保肥能力［21，23，25］。值得注意的是，大多數(shù)垃圾填埋場的填埋庫區(qū)自然落差較大，部分垃圾填埋場無水土保持措施，且生活垃圾的降解和穩(wěn)定化過程會影響垃圾填埋庫區(qū)堆體的穩(wěn)固性，進而產生不同程度的垃圾堆體沉降、滑坡或坍塌現(xiàn)象。土壤中的污染物也會隨著土壤孔隙水的運動而發(fā)生遷移，擴大污染范圍。

2.4.4 病原污染

垃圾填埋場的特殊環(huán)境是蚊蠅、蟑螂和老鼠等有害動物繁殖的溫床，而這些有害動物多是病菌病毒的攜帶體甚至是源頭，在衛(wèi)生防疫不到位的情況下，極易傳播疾病，給周邊人畜的健康帶來很大危害［7，19-22］。

2.5 垃圾填埋場封場治理技術

實施封場治理是為了減少城市生活垃圾填埋場對環(huán)境的污染，國內外目前所采用的封場治理技術主要有原位治理技術和異位治理技術兩大類［8，28-30］。

2.5.1 原位治理技術

原位治理技術是在垃圾場原地對填埋庫區(qū)和垃圾進行處理，分為原位封場治理和原位好氧降解治理兩種技術［28-29］。

2.5.1.1 原位封場治理

原位封場治理即就地覆蓋封場，通過采取必要的堆體整形、填埋氣體導排與收集、滲濾液導排與收集、地表水導排、封場覆蓋和生態(tài)恢復等措施，達到消除垃圾堆體安全隱患和實現(xiàn)污染物有序排放目的［8，28-34］。該技術是治理垃圾填埋場尤其是簡易垃圾填埋場普遍采用的方式，具有工藝簡單、造價可控、生態(tài)恢復完全等優(yōu)點，能最大程度地隔絕外界環(huán)境，防止二次污染，而且能建設休閑公園為人們提供娛樂設施，如杭州天子嶺垃圾填埋場、深圳玉龍坑垃圾填埋場和寶安阿婆髻垃圾填埋場等，但也存在著后期運行維護時間長、維護成本高和不能減少污染物的排放等問題［35］。

2.5.1.2 原位好氧降解治理

原位好氧降解治理是以好氧生物反應器為核心的加速垃圾填埋場穩(wěn)定化的一種技術［8，27-29，33，35-37］。該技術基于微生物降解填埋垃圾的機理過程，通過工程技術手段改變垃圾堆體的物化條件，人工營造一個有利于微生物大量繁殖的生存空間，并利用微生物的新陳代謝作用使得垃圾堆體快速達到穩(wěn)定化。這不僅可以提高垃圾的降解速率，有效縮短垃圾填埋場的穩(wěn)定化時間［8，31］，而且還能有效控制污染物對環(huán)境的影響（填埋氣體、滲濾液的產出量相對減少），但該技術工藝較復雜、對設備要求較高。實踐案例有北京市石景山黑石頭垃圾填埋場環(huán)境治理工程、武漢市金口垃圾填埋場生態(tài)修復工程等。

2.5.2 異位治理技術

異位治理技術是將開挖后的填埋垃圾轉運至異地場所進行處置的方法，根據轉運前是否采取篩分措施，可分為全量轉運異地處置和原位篩分異地處置［28-29］。

2.5.2.1 全量轉運異地處置

全量轉運異地處置是在垃圾填埋場開挖后，將垃圾不經過篩分直接轉運至相應場所處理或利用，適用于非正規(guī)垃圾堆放點或者規(guī)模較小的垃圾填埋場，比如運輸?shù)嚼贌龔S進行資源化利用，或者是運送到規(guī)模較大的垃圾填埋場進行無害化處理［8，27-34］。該技術工藝簡單、工期短、治污徹底、成本較低，可以讓原土地資源在修復后得到最大化使用，但是由于未對垃圾進行穩(wěn)定化處理，轉運過程中需做好各種污染防治措施，否則容易造成二次污染，此外在實際轉運過程中還增加了接納場所的負荷，并受到接納場所的處理能力限制。

2.5.2.2 原位篩分異地處置

原位篩分異地處置就是在生活垃圾填埋場開挖后，對不同類型組分的垃圾進行就地處理或者轉運、暫存和資源化利用，如廢舊金屬可再回收利用，高熱值垃圾可焚燒發(fā)電，有機腐殖垃圾可作肥料，硬質垃圾可加工成建筑基材等［7-8，28-35］，例如北京北天堂垃圾填埋場和三海子郊野公園。該技術可對生活垃圾進行有效的綜合利用，具有一定的社會、經濟效益，減少了垃圾的填埋量，改造后的垃圾填埋場還可以受納更多的生活垃圾，但垃圾在篩分轉運前期需對垃圾填埋場進行改造，建立垃圾篩分系統(tǒng)，前期投入大、施工周期長、工藝相對復雜，且在篩分轉運過程中同樣容易造成二次污染，需做好污染防治工作。

在選擇垃圾填埋場封場治理技術時，應充分對比分析和綜合考慮規(guī)劃、技術、資金、環(huán)境影響等實際情況以確定最優(yōu)方案。同時，在垃圾填埋場封場治理工程實施過程中，要同步做好填埋氣體與滲濾液等污染物的監(jiān)測、收集和處理等工作，相關技術要求可參考GB 51220—2017《生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術規(guī)范》。

3 垃圾填埋場再開采復用

國內外目前對垃圾填埋場進行封場治理并加以利用的模式有以下幾種［15］：一是建設公園廣場，為居民提供娛樂休閑場所和增添城市色彩；二是建設環(huán)保教育科普基地，宣傳生態(tài)環(huán)境保護理念；三是建設生態(tài)林地，改善城市生態(tài)環(huán)境質量；四是建設商業(yè)用地，打造商業(yè)、停車、展覽等現(xiàn)代化公共服務區(qū)。這些模式以改善環(huán)境為主，沒有解決既有垃圾填埋場的根本問題，封場后的生活垃圾在很長一段時間內仍然存在污染環(huán)境的風險，鑒于此，對已封場的生活垃圾填埋場進行再開采復用是一條較好的出路。

再開采復用是對封場后基本達到穩(wěn)定的垃圾填埋場進行開挖、分選以利用其中的有用物質，利用填埋場的再生填埋能力或改變填埋場土地最終用途的一種垃圾填埋場管理技術［10］，不僅可以將垃圾進行充分的資源化利用，還可以將清空的填埋場地進行再規(guī)劃使用。當然，對已封場的垃圾填埋場進行再開采復用需考慮眾多問題，例如技術、環(huán)保、經濟可行性等［13］。

3.1 技術可行性

再開采復用技術要求對垃圾填埋場穩(wěn)定化程度進行可靠的預測，相關設備如裝載機、挖掘機等國內均有成熟產品選用。對于垃圾填埋場穩(wěn)定化程度，國內外多有研究報道，相關成果可供學習借鑒，但在開采復用前，必須對垃圾填埋場中垃圾的性質進行評估，確定可靠的再開采復用技術路線。

3.2 環(huán)?？尚行?/h3>

由于我國環(huán)保要求越來越高，對已封場的垃圾填埋場進行再開采復用可以在一定程度上減少“鄰避效應”，而且在實際操作時，可以配備相應的防治措施，以達到降低環(huán)境污染的目的，其他潛在的影響還需要進行具體評估。

3.3 經濟可行性

從宏觀上分析，對已封場的垃圾填埋場進行再開采復用不僅可以節(jié)約土地資源，而且對開挖后的垃圾進行分類處置和資源化利用，可以變廢為寶，減少社會、經濟投入。垃圾填埋場的再開采復用并非簡單的企業(yè)盈利行為，需結合實際進行測算和分析，而且其所帶來的生態(tài)效益和社會效益遠比經濟效益更重要。

3.4 風險分析

再開采復用過程存在處理周期長、場地土方量大、無法及時處理垃圾的風險，而且容易出現(xiàn)臭氣、火災、堆體坍塌等隱患。因此，在對已封場的垃圾填埋場進行再開采復用時，要充分做好前期調研工作，即對垃圾填埋場進行勘探，開展環(huán)境調查和風險評估，查清垃圾填埋場的環(huán)境污染情況，并布點采樣確定填埋垃圾的分布、數(shù)量和堆體的穩(wěn)定性。

4 結語

總的來說，垃圾填埋場正在退出歷史舞臺，對垃圾填埋場進行封場治理極具現(xiàn)實意義，可以消除或降低垃圾填埋場對周邊環(huán)境的各種不良影響。對已封場的垃圾填埋場進行再開采復用具有技術、環(huán)保、經濟等可行性，但還需進一步開展技術儲備與推廣、政策制定等工作，尤其是解決生活垃圾出路問題。與此同時，生活垃圾焚燒處理技術因具有減容量大、無害化程度高等特點，已成為現(xiàn)階段城市生活垃圾資源化利用和無害化處置的主流技術，并將在一段時期內持續(xù)存在。