城市生活垃圾填埋场矿化垃圾再利用方案设计

徐旺+尹立新+阮仁勇+吴橙

摘要：指出了生活垃圾量的日益增多导致填埋场用地越来越紧张，城市生活垃圾卫生填埋后，在相对封闭的环境条件下，经过多年物理、化学和生物稳定化显示出具有类似于土壤的物质。以常熟南湖生活垃圾填埋场为例，对原有垃圾填埋场垃圾进行了开采方案设计，并对开采垃圾经过分选、烘干后，检测了其毒性。结果表明，开挖长期填埋后稳定化的矿化垃圾可以资源化利用，可以使现有填埋场再生并重新利用，节约土地资源。

关键词：矿化垃圾；城市生活垃圾；填埋场利用

1 引言

截至2013年，全国658个设市城市生活垃圾清运量1.72亿t/a，有各类生活垃圾处理设施765座，其中填埋场有580座，处理量为1.05亿t/a[1]。垃圾填埋场封场数年后，垃圾中易降解物质完全或接近完全降解，垃圾填埋场达到稳定化状态即无害化状态，此时的垃圾称为矿化垃圾[2]。近年来随着我国城市化进程的加快，原有垃圾堆场的搬迁和卫生填埋场的选址问题迫在眉睫。生活垃圾的填埋、开采资源化、再填埋既可有效解决原填埋场垃圾的出路问题，又可以实现现有填埋场的改造再利用。常熟南湖垃圾填埋场自20世纪90年代起开始启用，初期建设标准较低，存在环境风险；以目前常熟市的发展，飞灰的处置和生活垃圾应急处置均需要垃圾填埋场，在目前土地资源紧缺，垃圾填埋场选址尤其困难的情况下，对现有的南湖垃圾填埋场进行复原改造是必要和紧迫需要的；根据有关研究成果和前期对南湖垃圾填埋场的实地试探，当地10年前的垃圾可以予以挖掘进行填埋外的处置和利用。

2 方案与方法

城市生活垃圾理化特性主要包括容重、物理成分、含水率、发热量、灰分和元素六个方面。以上因素受经济发展水平，城市基础建设、能源结构、季节和气候、废品回收、居民生活习惯影响。

方案首先根据填埋年代主要分为4个区间：2000年以前、2000～2005年、2006～2009年；2010至今。分析不同区间的生活垃圾主要成分、密度、不同埋深的含水率以及各单成分的物理特性，进行各组分的热值、热灼减率试验。进一步研究垃圾腐殖质的可提取率。其次设计开采方案，包括临时道路、运输、堆放、临时处置方案。准备开采所需机械设备、材料、各种检测仪器及人员准备；然后开采组织施工，主要工艺为：填埋场垃圾开挖-临时处置-运输-资源化利用（包括焚烧、改良土）-渗滤液处理；开采过程中做好气体监测等环境保护工作。

开挖采用反铲挖掘机，铺设临时道路；每个剖面分3层取样，即表层（0～80 cm）、中层（80～ 150 cm）和下层（150～1500 cm）。每层取垃圾样重约50 kg，对样品进行烘干，然后分为可燃及不可燃两大类，进一步试验再多次采用四分法得到样品带回实验室烘干。所取样品进行容重、含水率、细菌总数、有机质含量，总氮、总磷、热值等测定，同时对渗滤液取样测定，根据测定结果具体分析其处置方案及用途。

3 结果与讨论

对取样品进行分类，可燃部分主要是布条、塑料、橡胶、木块等（图1），这部分可以进焚烧厂焚烧发电处理；不可燃部分主要是砖头、玻璃、以及部分细颗料土类固体（图2）；同时对渗滤液取样测定，根据测定结果具体分析其处置方案及用途。

3.1 用作填埋场覆盖材料

卫生填埋场需要采用土壤作为表面覆盖物，需要大量的土源。吴军等[3]认为将填埋龄超过10 年的矿化垃圾可用作日覆盖材料，可以实现就地取材，并且价格低廉的优势。徐勤等在经过对国内外终场覆盖情况与标准的比较后，提出在终场覆盖系统中，可将矿化垃圾作为其中的营养层[4]。

3.2 土地及园林利用

生活垃圾在填埋场内经过多年的生化反应，大部分有机物都得到了充分降解，经一定的筛分后可得到含有丰富有机质和营养元素的腐殖土。可广泛地应用于农田、园林绿化以及土壤的改良和修复等。但在使用过程中应充分考虑到其中的有害重金属含量等，因地制宜，最大限度地發挥矿化垃圾的土地效用。

3.3 加工成建筑材料

经分类挑选的固体物质可用作一般性的建筑材料。如作为土工填料进行回填，加入胶结材料作为道路路基原料，加工制作成墙体材料。如代替泥土作制砖原料，用矿化垃圾中的煤灰、砖头、瓦石等经粉碎后与辅料混合，可压制成路面砖[5]。

4 结论与展望

生活垃圾填埋场中矿化垃圾开采后经分选等预处理后，可得到合理的综合利用，如作为填埋场覆盖材料、土地利用、处理废水、处理废气以及作为建筑材料等，且其中一部分已经进入工程实践的阶段。我国目前许多填埋场快要到达使用年限，土地资源面临枯竭，开挖矿化垃圾，增加现有填埋场库容的方法是最经济有效的方法。未来需要研究出先进适用的机械设备，用以提高开采和筛分矿化垃圾的效率。同时矿化垃圾渗滤液的处理及再利用，也是实现垃圾填埋场再利用的关键技术问题。

参考文献：

[1]中国环境保护产业协会.城市生活垃圾处理行业2014年发展综述[J]. 中国环保产业， 2015（11）： 15～23.

[2]赵由才，朱青山.城市生活垃圾卫生填埋场技术与管理手册[M].北京：化学工业出版社，2000.

[3]吴 军，赵由才.上海市废弃物老港处置场4期工程方案的构想[J].环境卫生工程，2001，9（1）：6～8.

[4]徐 勤，黄仁华.二次开发综合利用老港处置场的探讨[J].环境卫生工程，2002，10（1）：21～24.

[5]毛 军.非正规垃圾填埋场治理中的植被恢复技术研究[C]∥中国水土保持学会工程绿化专业委员会. 矿化垃圾资源化利用与填埋场绿化技术研讨会论文集.北京：中国水土保持学会，2011： 47～48.

Project Design of Landfill and MSW Recycles

Xu Wang1，Yi Lixin1， Ruan Renyong2， Wu Cheng1

（1.Changshu Collegeof Science and Technology， Changshu， Jiangsu 215500，China；

2.Changshu Changsheng Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，Changshu， Jiangsu 215500，China）

Abstract： With an increasing amount of municipal solid waste（MSW）， landfill sites have decreased rapidly， and the new landfill site selection in cities has become a difficult problem to solve. Municipal waste sanitary landfill， under the condition of relatively closed environment， after more than 6 - 8 years stage after the physical， chemical and biological stabilization process， the properties and composition of formation has become relatively stable. TakingSouthern Lake landfill site in Changshu City as an example， the designoforigin landfill excavation was carried out，as well astesting toxicity after the garbage sorting and drying. Results showed that MSW was non-toxic and harmless. Excavation landfill after stabilization could recycle the existing landfills and save land source.

Key words： municipal solid wastes； MSW（municiple solid waste）； landfill