存余垃圾挖采筛分与资源化利用现状及发展趋势

耿晓梦，魏 然，伍 娜，赵由才,2，周 涛,2*，吴 军

(1.同济大学 环境科学与工程学院，上海 200092；2.上海污染控制与生态安全研究院，上海 200092；3.南京大学 环境学院，江苏 南京 210023)

随着我国社会经济的高速发展，生活垃圾产生量也日益增长。据《中国城乡建设统计年鉴》中城市市容环境卫生相关统计数据[1]，2017年全国存在无害化处理厂(场)1013座，其中卫生填埋场654座；无害化处理能力679889 t/d，卫生填埋360524 t/d；无害化处理量21034.16万t，其中卫生填埋12037.62万t。可以看出，填埋依然是我国目前生活垃圾处理处置的主要手段。

除了已被纳入统计的卫生填埋场外，国内还存在大量非正规填埋场。而在非正规垃圾填埋场和未达标的垃圾卫生填埋场中的垃圾，以及正规填埋场中早期的矿化垃圾，由于未经过无害化处理和及时妥善的回收再利用，会对周边环境造成极大影响[2]。将这类垃圾统称为存余垃圾。

目前我国存余垃圾储量巨大，不仅存在严重的二次污染，还占用了大量的土地资源。通过对国内外填埋场中存余垃圾的组分及特性进行研究和分析，发现存余垃圾筛分后，主要成分为腐殖土、筛上轻质物(如塑料、织物等)以及建筑无机骨料(如砖石、混凝土等)[3-4]，虽然潜在资源巨大，但填埋场存余垃圾挖采物的资源化利用却仍存在产品附加值低、需求量不稳定等问题[5]。因此，如何实现填埋场中存余垃圾的治理、分类资源化及高值化再生利用成为目前国内环境保护研究工作的重点内容。

1 存余垃圾开采及筛分

填埋场存余垃圾在经历8年及以上的填埋时间之后，有机物完全或接近完全降解为简单无机物或腐殖质，基本达到完全无害化状态，可进行开采筛分及资源化利用[6-7]。目前，针对存余垃圾开采全过程，主要工艺包括堆体整形覆盖、好氧通风预处理、边坡支护、堆体降水与渗滤液收集处理、堆体开挖与场内转运、存余垃圾分选、筛分物处理处置与资源化以及二次污染控制等。

其中，分选环节主要用于实现存余垃圾精细分类。存余垃圾在开采过程中，经分选系统处理后，主要获得腐殖土、可燃物及建筑无机骨料三大主要成分，所占比例分别为50%～60%、20%～30%及10%～15%[8]。针对其后续出路，可通过清洁提质等预处理去除附着在表面的污染物，从而进行进一步资源化利用。

2 腐殖土利用

赵由才[9]等人通过对填埋场矿化垃圾中腐殖土特性进行分析发现，腐殖土中含有丰富的有机质、微生物及营养元素，具有优良的理化性质，既可作为沃土用作城市绿化，也可作为性能优越的生物反应器填料或介质使用。目前国内填埋场开采出的存余垃圾，其筛下腐殖土的利用方式主要包括作城市绿化用土或用于矿坑回填。

腐殖土虽具有优良的性能及巨大的资源化利用价值，但目前腐殖土的资源化再生利用仍然存在一些问题。例如，温州某填埋场通过对存余垃圾进行开采及分析，发现现场分选出的腐殖土具有有机物含量高、含盐量高、含重金属的三大特点。将腐殖土用作矿坑回填虽然减少外运成本，但需经稳定化处理，且回填要求较高；若作城市绿化用土，也需要通过预处理，以达到腐殖土做绿化用土的标准—《绿化种植土壤》(CJ/T 340-2016)。

此外，腐殖土中含有较多颗粒较小的碎石、碎玻璃等无机物。例如，贵阳、东莞等南方地区，由于夏季降水量较大，大雨冲刷后腐殖土中有机质流失，残余较多碎石、碎玻璃，对腐殖土作绿化用土的观感和作用造成影响，可以通过对腐殖土进行干法或半湿法清洁，以去除无机物，提高腐殖土质量。

3 筛上轻质物利用

存余垃圾中的筛上轻质物包括塑料和织物等，其中以塑料为主要成分。目前废旧塑料再生主要工艺分为热熔造粒和制塑料棒。热熔造粒主要工艺过程包括破碎、清洗、熔融拉条、切断造粒及打包，工艺及设备较为复杂，对原料要求也较高。泉州某塑料分拣中心以垃圾回收站及分拣站中的废旧塑料为原料，通过人工分拣的方式，将塑料精细分类后进行熔融造粒，再生粒子出售至下游企业重新生产塑料制品，再生产品质量较高，销路良好。虽然与填埋场挖采的存余垃圾中废旧塑料的洁净情况有一定差异，但性能差异较小，填埋场塑料经适当干湿法清洗之后，即可进行资源化利用。

制塑料棒工艺较为简单，直接将混杂有废旧塑料、织物等的筛上轻质物破碎、挤压成型即可。再生的塑料棒可供下游企业生产铝塑板、下水道管材等。该工艺省去了热熔造粒环节，不仅减少配套设施，节省成本，降低二次污染，且对废旧塑料原料的清洁程度、质量及混杂程度要求都较低，原料特性更接近于填埋场存余垃圾中废旧塑料特性。因此，存余垃圾中的废旧塑料和化学纤维，可采用和参考该工艺进行处理和利用。

无论采用哪种资源再生工艺，清洁提质是目前废旧塑料处理及再生利用的关键。目前国内工厂都采用水洗方式清洁废塑料，虽然清洗水循环利用，但仍存在含盐量高、产泥量大的弊端，可采用干洗(包括砂洗和气洗)为主湿法为辅的多效组合洁净技术[10]，不仅可以大幅降低污泥产量，节约用水，干洗产生的腐殖土还可经处理后作城市绿化用土，实现资源多级利用。

4 建筑无机骨料利用

存余垃圾中建筑无机骨料主要包括砖石及混凝土。目前国内存余垃圾中建筑无机骨料的出路主要为回填。但这种方法仍然存在一些弊端，主要因为建筑无机骨料数量多、体积大，若全部采用回填的话会占据大量的土地资源；此外，部分建筑无机骨料中含有有害物质，回填会对地下水造成安全隐患。

存余垃圾中建筑无机骨料经污染去除及洁净后可进行资源再生利用，其方向包括铺路、制再生骨料及微粉、制再生建材(如再生混凝土、再生无机混合料、地面砖、透水砖等)以及一些新型再生产品等。新型再生产品例如水性涂料，通过将建筑无机骨料进行粉末功能化，并结合水性涂料制备过程，研发新型建筑无机骨料水性涂料[11]，可实现存余垃圾中建筑无机骨料的资源化及高附加值再生。

5 结论

存余垃圾虽然存在严重的二次污染，但潜在资源巨大，对存余垃圾实现分类资源化及高附加值再生利用，不仅达到治理污染的目的，还实现了固废的高效利用，节省了再生产品的原料。同时，对填埋场中存余垃圾进行开采利用，也是对填埋场及周边土地价值的释放，对社会、经济、资源、环保都具有重大意义。但国内针对存余垃圾的分类资源化及再生利用在实际工程中仍然存在一些问题，例如原料的清洁提质及预处理等。未来也需要不断研发新工艺、新技术，并进行集成与创新，达到存余垃圾高值化资源再生利用的目的，真正实现可持续发展。