北京市北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場生態(tài)修復(fù)實踐與成效

一、引言

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《中國城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒2022》數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022年我國投入運(yùn)營的生活垃圾焚燒廠961座，生活垃圾衛(wèi)生填埋場1401座。橫向?qū)Ρ?012年數(shù)據(jù)，十年間，全國垃圾焚燒處理能力占比增長了3倍，而填埋處理量占比由70%降至30%。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(zhuǎn)變，正處在垃圾填埋場封場治理的高峰期。2022年2月，國家發(fā)展和改革委員會、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》提出，提升綠色底色，規(guī)范有序開展庫容已滿生活垃圾填埋設(shè)施封場治理。封場整治通常分為前期準(zhǔn)備、穩(wěn)定修復(fù)、生態(tài)終場、景觀運(yùn)營4個階段。2023年9月8日，北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場生態(tài)修復(fù)試點項目正式竣工，這是北京市第一個正規(guī)垃圾填埋場的生態(tài)修復(fù)項目。項目歷時四年，為首都再添一座生態(tài)公園。

二、北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場背景介紹

北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場是北京市建設(shè)的第一座現(xiàn)代垃圾衛(wèi)生填埋場，現(xiàn)位于北京市亦莊新城，東南五環(huán)外。項目范圍北至科創(chuàng)東三街，南至科創(chuàng)五街，東至經(jīng)海七路，西至經(jīng)海路（圖1）。

北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場是為解決20世紀(jì)80年代北京市城區(qū)東南部（原崇文區(qū)、部分朝陽區(qū)、部分大興區(qū)）生活垃圾處理需求而建。項目于1988年1月開始籌建，1995年11月開工建設(shè)，1996年12月建設(shè)完畢，總占地32.5公頃，其中填埋區(qū)占地面積28公頃。填埋場1997年1月投入使用，設(shè)計庫容464.7萬立方米，設(shè)計處理量980噸/日。

2010年，為進(jìn)一步緩解北京市東南部地區(qū)垃圾處理終端設(shè)施處理能力不足的困局，填埋場開始進(jìn)行二期擴(kuò)容工程。擴(kuò)容設(shè)計處理量為900噸/日，設(shè)計庫容109萬立方米，擴(kuò)建填埋區(qū)占地4.5公頃。擴(kuò)容后與原填埋堆體融為一體，總設(shè)計庫容共573.7萬立方米。

北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場于2014年10月底進(jìn)行垃圾填埋堆體封頂，進(jìn)入封場維護(hù)期。填埋場在運(yùn)行期間，始終保持超設(shè)計能力運(yùn)行，日平均處理垃圾2500噸，最高峰達(dá)到日處理垃圾5000噸。在設(shè)施運(yùn)行的18年中，場區(qū)總處理生活垃圾約700萬噸，較設(shè)計處理量多填埋垃圾約127萬噸，為北京市東南部垃圾處理線的正常運(yùn)行提供了安全保障。2020年，為提升區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場啟動生態(tài)修復(fù)工程。

三、北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場的治理技術(shù)

（一）填埋場加速穩(wěn)定化治理技術(shù)

1．填埋場場地調(diào)查

根據(jù)填埋場成分復(fù)雜且不均勻的特點，生態(tài)修復(fù)設(shè)計團(tuán)隊開展了詳細(xì)場地調(diào)查。調(diào)查過程對堆體進(jìn)行了鉆孔調(diào)查，鉆孔的布點原則為覆蓋全場，目的是了解堆體內(nèi)不同區(qū)域、不同深度垃圾的特性、氣體成分等情況，以便有針對性地制定分區(qū)實施方案（圖2）。

根據(jù)歷史填埋作業(yè)記錄，統(tǒng)計各個區(qū)域的填埋時長（截至2020年4月），將填埋堆體分為12個區(qū)域，距今時長范圍為5.5～21.4年。從滲濾液水質(zhì)、填埋氣體和固體成分分析，距今時長小于等于11.2年的區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量較高，甲烷和二氧化碳的濃度也較高，建議對該區(qū)域進(jìn)行穩(wěn)定化治理（表1）。

2．填埋場治理工藝比選

目前存量垃圾填埋場的治理技術(shù)主要包括原地治理和異地治理。

（1）原地治理

原地治理分為原地篩分工藝、原位好氧工藝、原地封場工藝。

原地篩分工藝通過陳腐垃圾就地挖掘后再進(jìn)行篩分處理，其中符合填土要求的部分回填至原坑，可回收廢物進(jìn)行回收利用，不易分解的大塊物質(zhì)外運(yùn)至其他正規(guī)的垃圾處理設(shè)施進(jìn)行填埋或焚燒處理。這種工藝簡單易行，并且對垃圾進(jìn)行了資源化利用，但施工場地存在一定風(fēng)險，對周邊環(huán)境影響較大，在工作開始之前需做好填埋氣防治措施，預(yù)防可燃?xì)獗ā⒊魵獾奈廴尽?/p>

原位好氧工藝通過輸氧曝氣將填埋區(qū)從厭氧環(huán)境變?yōu)楹醚醐h(huán)境，從而使有機(jī)物在有氧的狀態(tài)下降解。這種工藝技術(shù)相對簡單，投資小成本低，在國內(nèi)外有一定的應(yīng)用，已經(jīng)成為一種成熟的技術(shù)手段，正規(guī)或非正規(guī)垃圾填埋場均可采用這種方法。好氧環(huán)境下生物降解的速度非?？欤莻鹘y(tǒng)降解方式的速度的三十倍以上。輸氧曝氣可以同時減少填埋堆體內(nèi)垃圾的含水率和有害氣體的含量，極大地提高存量垃圾場的穩(wěn)定性，降低對生態(tài)環(huán)境的不良影響。

原地封場工藝為填埋工作已經(jīng)結(jié)束，填埋場停止運(yùn)行后，對填埋區(qū)進(jìn)行土壤覆蓋或者鋪設(shè)防漏材料、填埋氣體導(dǎo)排、綠化廠區(qū)等措施，根據(jù)實際情況對滲濾液進(jìn)行收集和處理，導(dǎo)出的填埋氣采取利用、處理或直接燃燒方式。這是填埋場治理普遍應(yīng)用的工藝。

（2）異地治理

異地治理分為整體異地搬遷工藝、處理后異地搬遷工藝。

整體異地搬遷工藝是對垃圾開挖后，直接運(yùn)至其他場地進(jìn)行填埋的工藝。

處理后異地搬遷工藝與原地篩分工藝類似，不同的是對垃圾開挖、篩分后，運(yùn)至其他場地進(jìn)行填埋。

3．北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場治理技術(shù)和治理目標(biāo)

根據(jù)場地調(diào)查的結(jié)果，考慮到北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場的體量、周邊環(huán)境和利用要求等因素，采用原位好氧加速穩(wěn)定化工藝進(jìn)行治理，穩(wěn)定化后的垃圾堆體可以進(jìn)一步進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

治理范圍包括堆體的3～6平臺以及1、2平臺北部進(jìn)行加速穩(wěn)定化，面積約15.2公頃，共設(shè)置了205口抽氣井和213口注氣井。經(jīng)過約1年的治理，填埋場堆體內(nèi)沼氣濃度穩(wěn)定值≤5.0%，堆體內(nèi)垃圾的平均有機(jī)質(zhì)含量＜9%，堆體沉降量10～30厘米/年。

4．北神樹項目穩(wěn)定化工藝和實施效果

堆體穩(wěn)定化工程（好氧曝氣）包括注氣系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)、回灌系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)垃圾堆體中垃圾的深度、填埋年限的不同，將垃圾堆體分為三個區(qū)域，其中Ⅰ區(qū)對應(yīng)5、6平臺的東、西、南部，Ⅱ區(qū)對應(yīng)5平臺的北部和3、4平臺的東、西、南部，Ⅲ區(qū)對應(yīng)1～4平臺的北部，具體分區(qū)圖如圖3所示，運(yùn)行流程簡圖如圖4所示。

在堆體穩(wěn)定化工程生態(tài)修復(fù)運(yùn)行過程中，根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用整體修復(fù)—局部加強(qiáng)、動態(tài)調(diào)整運(yùn)行模式的技術(shù)路線。即先全部啟用注氣井和抽氣井，進(jìn)行垃圾堆體的好氧曝氣修復(fù)，并在穩(wěn)定化運(yùn)行進(jìn)程中，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷選取局部加強(qiáng)區(qū)域，再根據(jù)數(shù)據(jù)對運(yùn)行模式進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場生態(tài)修復(fù)試點項目于2022年3月2日開始好氧穩(wěn)定化運(yùn)行，依據(jù)設(shè)計總說明中的要求，每2日對氣體監(jiān)測井氣體成分進(jìn)行檢測，每2日對滲濾液抽排井滲濾液液位進(jìn)行測量，每日對滲濾液井進(jìn)行抽排并計算抽排方量。在堆體中布設(shè)溫濕度探針，每15分鐘更新數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測堆體溫濕度情況。運(yùn)行過程中，時刻監(jiān)測設(shè)備間、煙囪、抽氣風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口氣體成分，并關(guān)注抽氣、注氣流量和壓力。

好氧穩(wěn)定化治理分項工程按照項目工藝設(shè)計和運(yùn)行方案要求進(jìn)行施工和運(yùn)行，2022年9月15日完成好氧穩(wěn)定化驗收工作。

項目抽氣井共計205眼，注氣井共計214眼，氣體監(jiān)測井共計20眼，滲濾液井共計36眼，另額外補(bǔ)充數(shù)眼抽注氣井。經(jīng)現(xiàn)場持續(xù)好氧穩(wěn)定化運(yùn)行，堆體平均有機(jī)質(zhì)含量約7.14%、甲烷濃度均處于5%以下、預(yù)測未來堆體最高沉降量為15厘米/年。結(jié)合項目設(shè)計說明及項目驗評標(biāo)準(zhǔn)中對平均有機(jī)質(zhì)＜9%、甲烷含量1%～5%、堆體沉降10～30厘米/年的要求判斷，北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場垃圾堆體已達(dá)到好氧穩(wěn)定化工程驗收標(biāo)準(zhǔn)。

（二）原位生態(tài)修復(fù)，“棕地”變“綠地”

填埋場具有城市“棕色土方”的空間特征，綠化景觀設(shè)計通過分析土地空間的風(fēng)險威脅、景觀潛力、土地利用難度等因素，構(gòu)建填埋場再利用建設(shè)適宜性決策機(jī)制，以最小的代價實現(xiàn)土地開發(fā)利用的最大價值。通過選用耐旱、耐貧、抗性強(qiáng)的景觀鄉(xiāng)土植被，克服垃圾填埋場土壤薄、含水低等特性問題，實現(xiàn)生態(tài)的有效修復(fù)。依托區(qū)域地形制高點優(yōu)勢，因地制宜在堆體頂部打造觀景平臺，構(gòu)筑北京南部新城市天際線。工程實施過程中，紅隼、燕雀、大山雀、斑鳩等鳥類回歸治理現(xiàn)場，生態(tài)效益開始顯現(xiàn)（圖5、圖6）。

四、實施成效

（一）場地記憶的保留

項目地塊以“時光之輪，神樹重生”為設(shè)計理念，形成“時光年輪”的游覽動線。

北入口鋪裝提取自樹木的年輪元素，代表著北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場在歲月中的演變，而層疊的年輪又好似填埋場層疊的平臺環(huán)路。北入口鋪裝以年輪的形式向園區(qū)內(nèi)延伸，象征著北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場在當(dāng)下改造后煥發(fā)的新生，印證了“神樹重生”的主題。

（二）生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)

北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場屬于平原型垃圾填埋場，植被恢復(fù)主要針對填埋作業(yè)區(qū)的垃圾堆體，采用近自然復(fù)層植物群落，在節(jié)點場所和沿路可視范圍內(nèi)配植豐富的植物品種，提高觀賞價值，增加群落抗逆性，保證植物群落的穩(wěn)定，恢復(fù)和建立了良性循環(huán)的、接近自然的生態(tài)環(huán)境。

（三）物種多樣性的提高

生態(tài)修復(fù)項目完成后，大量鳥類出現(xiàn)在場地內(nèi)。處處鶯歌燕舞，高路入云端。北神樹已然成為動物們棲居的家園。

五、創(chuàng)新經(jīng)驗

（一）植物品種篩選——解決植物覆土深度要求和坡面失穩(wěn)容易滑坡的矛盾

北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場為平原型填埋場，各平臺間距離短，坡面陡。為實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)，需通過覆土，增加種植土厚度來確保植物的成活。場地大面積使用委陵菜、野牛草等根系發(fā)達(dá)的地被植物，確保增加覆土后的水土保持率。填埋場南坡最陡，覆土厚度最薄，選擇山桃、山杏等淺根系、耐性強(qiáng)的植物，營造春花景觀；北坡條件較好，則選用國槐、白蠟等大喬木保證固土效果。

（二）應(yīng)對不均勻沉降的景觀排水溝——解決堆體沉降和景觀外觀品質(zhì)要求高的矛盾

即使填埋場已經(jīng)封場、完成堆體加速穩(wěn)定化工程，仍然會隨時間流逝發(fā)生小幅度沉降。不均勻沉降會導(dǎo)致填埋場的常規(guī)混凝土排水溝破損，既破壞景觀品質(zhì)，也影響場地的排水效率。針對這一問題，設(shè)計方提出了一種應(yīng)對不均勻沉降的排水溝形式，通過瓦片式材料的堆疊，隨地形搭接，避免地面沉降帶來的損害。目前，這一排水溝形式已獲得實用新型專利的授權(quán)。

（三）灌溉方式優(yōu)化——解決堆體快排不保水和草本地被水分需求量大的矛盾

由于填埋場的特殊性質(zhì)，種植土下方均覆有GCL膜，阻止雨水下滲。這將使填埋場表面的土壤保水率下降，無法滿足部分植物的水分需求。為應(yīng)對這一矛盾，設(shè)計優(yōu)化灌溉方式，分區(qū)分片進(jìn)行灌溉，并在種植期間結(jié)合人工灌溉，確保植物在施工期間與未來的養(yǎng)護(hù)期均能茁壯成長。

（四）利舊更新——保留場地工業(yè)遺存，變廢為寶，傳承場地記憶

對原北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場設(shè)備間的基礎(chǔ)混凝土塊和銹蝕路基箱板采用利舊原則，使之在新的場所中重獲新生，契合填埋場“神樹重生”的主題。

石林廣場位于西北二平臺，層疊的混凝土塊取自原北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場設(shè)備間，將石塊結(jié)合微地形擺放，整體呈現(xiàn)出年輪的形態(tài)，保持了良好的藝術(shù)性。

記憶廣場位于西北五平臺，以線性耐候鋼材質(zhì)景墻圍合，景墻由地面緩步生長而出，宛如北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場的破土重生。地面采用耐候鋼同色的路基箱鋪裝，取材自填埋場自身，遵循利舊原則，保持廠區(qū)原有風(fēng)貌的同時，展現(xiàn)出新的藝術(shù)色彩。

六、結(jié)語

北京市北神樹垃圾衛(wèi)生填埋場的生態(tài)修復(fù)是我國衛(wèi)生填埋場生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的創(chuàng)舉，對城市的環(huán)境修復(fù)、生態(tài)環(huán)保和資源利用有著重要的引導(dǎo)意義、示范意義和前瞻意義。

（責(zé)任編輯：鞠阿蓮）