浅析垃圾填埋场封场治理和再开采复用

王卫 黄峰威

（1. 荆门市固体废物处置管理中心，湖北 荆门 448000；2. 荆门市数字化城市管理信息中心，湖北 荆门 448000）

1 引言

生活垃圾是城市发展的必然产物，其“三化”（减量化、资源化、无害化）处理工作贯穿城市发展的整个过程。我国现阶段的城市生活垃圾主流处理方式开始由“填埋”向“焚烧”转变［1］，正处在垃圾填埋场封场治理的高峰期，较多的垃圾填埋场已陆续满场，从而达到封场治理的要求。在众多的城市生活垃圾处理方法中，垃圾填埋场因具有工艺简单、适用范围广、投资运行成本低、处理量大等优点而被广泛使用［2-5］。但是，垃圾填埋场占用大量的土地资源，同时其产生的填埋气体、渗滤液等污染物对周边环境造成较大的负面影响［6］，甚至会影响周围居民的日常生产生活，进而引发系列社会和经济问题［7-9］。对垃圾填埋场进行封场治理和再开采利用［10-13］，不仅可以减少环境污染、释放土地资源，还可以创造一定的社会效益、环境效益和经济效益［14-16］，同时也是维护城市绿色发展的应有举措。本文综述了我国现阶段的垃圾填埋场封场治理技术，探析了已封场垃圾填埋场再开采复用的技术、环保、经济等可行性。

2 垃圾填埋场封场治理

2.1 封场治理概述

封场治理是指垃圾填埋场在达到封场要求或者停止使用时，利用工程技术方法对其进行处理，最终实现垃圾堆体的安全稳定，以及消除危害因素、修复受损结构，使得整个体系良性发展，并对封场后的垃圾填埋场产生的渗滤液、填埋气体等污染物进行跟踪监测和有效处置［17-19］。对垃圾填埋场进行封场治理主要是为了有效处理城市生活垃圾形成的各类污染，做好生态修复工作，防止破坏环境［19］。

2.2 封场治理原则

对垃圾填埋场进行封场治理时，需要遵循系统、生态、无害、经济和管理等原则［20-21］。

系统原则是指在不损坏生态系统的前提下，将垃圾填埋场作为一个有机整体，统筹协调污染治理和开发利用、局部与整体、当前与长远之间和谐关系。

生态原则是指要遵循生态规律，注重人与自然和谐相处，以当地的自然特征、地域特色、环境因素等为基础，优先考虑恢复原有生态系统。

无害原则是指要利用对环境和人类健康无害的手段实现垃圾填埋场的封场治理，同时采取科学有效的措施对污染物和有毒有害物质进行防治。

经济原则是指尽可能采用节约型技术方案对垃圾填埋场进行封场治理，同时注重对场地内的能源和物质进行再利用，以期减少投入成本。

管理原则是指在对垃圾填埋场封场治理后，有关部门要继续履行监管职责，持续跟踪监测污染物排放情况。

2.3 垃圾填埋场现状

早期的部分垃圾填埋场受设计理念、关键技术等因素影响，存在以下几个方面的问题。

（1）填埋作业不规范。填埋库区未采用“分区、分单元”作业方式，压实密度不够，随着堆体的不断升高存在滑坡、坍塌风险。（2）雨污分流不彻底。场区规划不合理，无雨污分流设施，导致填埋场的污水量在雨季暴增，甚至外溢污染周边环境。（3）防渗设施不到位。未做防渗处理，造成垃圾渗滤液渗漏污染地表（地下）水。（4）污水设施不配套。垃圾渗滤液处理能力不足，运行成本昂贵，浓度负荷过高导致城市污水处理厂无法接纳或不再接纳。（5）除臭设施不到位。填埋气体收集处理措施简单，恶臭气体无组织排放造成大气污染，存在安全隐患并浪费资源。（6）场区管理不科学。缺乏现场管理制度或管理不科学，运行经费得不到保障，作业人员技术水平有待提升等。

2.4 垃圾填埋场生态环境问题

2.4.1 大气污染

垃圾填埋场的生活垃圾中含有很多有机成分，经生化降解会产生大量的以CO2，CH4等为主要成分的填埋气体，以及一些微量的H2S，NH3等有毒有害气体。这些气体经无组织排放后自然扩散，会对周边大气环境产生一些负面影响［7，19-25］。例如，产量较多的CH4（高达50%）属于易燃易爆气体，极易危害周围居民的人身安全；CH4，CO2属于温室气体，可以加剧局部地区的“热岛效应”；H2S，NH3等刺激性气体是垃圾填埋场恶臭的主要成分，对人类的嗅觉有较大影响；填埋气体中还含有许多致癌、致畸的物质，一旦扩散可引起疾病；当填埋气体浓度过高时，会影响植物的光合作用和新陈代谢［8］；填埋气体中的CH4，H2S，NH3等具有一定的可利用价值，不注重回收利用会造成资源浪费。

2.4.2 水体污染

垃圾填埋场的主要污染源是垃圾渗滤液，即一种源于雨雪及地表（地下）水入渗和垃圾降解产生的高污染负荷废水，是有机物、无机物、重金属和病原微生物污染源，其成分及性质复杂，具有恶臭难闻、污染物浓度高、可生化性差、处理技术复杂和处理成本高等特点［6，19-27］。若垃圾渗滤液不能全量化处理或发生渗透现象，将会严重污染周边地表（地下）水资源，威胁周围居民的饮用水安全。加之部分垃圾填埋场雨污分流设施不完善，垃圾渗滤液随雨水外溢，会加重对周边水体环境的污染，而且垃圾渗滤液所产生的污染和破坏非常持久，使水体环境难以短时间内得到有效恢复。

2.4.3 土壤污染

因占用的土地资源较多，垃圾填埋场在规划设计之初就大多选址在城市近郊，但随着近年来我国的城市框架不断向外扩张，地处偏僻的垃圾填埋场逐渐被划入城市规划建设范围，会因为“邻避效应”在一定程度上影响周边土地的空间布局和使用价值，成为城市发展的“绊脚石”。垃圾填埋场中的生活垃圾经过长时间的降解产生大量有毒有害物质进入土壤后，可改变土壤的性质，破坏土壤的保水保肥能力［21，23，25］。值得注意的是，大多数垃圾填埋场的填埋库区自然落差较大，部分垃圾填埋场无水土保持措施，且生活垃圾的降解和稳定化过程会影响垃圾填埋库区堆体的稳固性，进而产生不同程度的垃圾堆体沉降、滑坡或坍塌现象。土壤中的污染物也会随着土壤孔隙水的运动而发生迁移，扩大污染范围。

2.4.4 病原污染

垃圾填埋场的特殊环境是蚊蝇、蟑螂和老鼠等有害动物繁殖的温床，而这些有害动物多是病菌病毒的携带体甚至是源头，在卫生防疫不到位的情况下，极易传播疾病，给周边人畜的健康带来很大危害［7，19-22］。

2.5 垃圾填埋场封场治理技术

实施封场治理是为了减少城市生活垃圾填埋场对环境的污染，国内外目前所采用的封场治理技术主要有原位治理技术和异位治理技术两大类［8，28-30］。

2.5.1 原位治理技术

原位治理技术是在垃圾场原地对填埋库区和垃圾进行处理，分为原位封场治理和原位好氧降解治理两种技术［28-29］。

2.5.1.1 原位封场治理

原位封场治理即就地覆盖封场，通过采取必要的堆体整形、填埋气体导排与收集、渗滤液导排与收集、地表水导排、封场覆盖和生态恢复等措施，达到消除垃圾堆体安全隐患和实现污染物有序排放目的［8，28-34］。该技术是治理垃圾填埋场尤其是简易垃圾填埋场普遍采用的方式，具有工艺简单、造价可控、生态恢复完全等优点，能最大程度地隔绝外界环境，防止二次污染，而且能建设休闲公园为人们提供娱乐设施，如杭州天子岭垃圾填埋场、深圳玉龙坑垃圾填埋场和宝安阿婆髻垃圾填埋场等，但也存在着后期运行维护时间长、维护成本高和不能减少污染物的排放等问题［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应器为核心的加速垃圾填埋场稳定化的一种技术［8，27-29，33，35-37］。该技术基于微生物降解填埋垃圾的机理过程，通过工程技术手段改变垃圾堆体的物化条件，人工营造一个有利于微生物大量繁殖的生存空间，并利用微生物的新陈代谢作用使得垃圾堆体快速达到稳定化。这不仅可以提高垃圾的降解速率，有效缩短垃圾填埋场的稳定化时间［8，31］，而且还能有效控制污染物对环境的影响（填埋气体、渗滤液的产出量相对减少），但该技术工艺较复杂、对设备要求较高。实践案例有北京市石景山黑石头垃圾填埋场环境治理工程、武汉市金口垃圾填埋场生态修复工程等。

2.5.2 异位治理技术

异位治理技术是将开挖后的填埋垃圾转运至异地场所进行处置的方法，根据转运前是否采取筛分措施，可分为全量转运异地处置和原位筛分异地处置［28-29］。

2.5.2.1 全量转运异地处置

全量转运异地处置是在垃圾填埋场开挖后，将垃圾不经过筛分直接转运至相应场所处理或利用，适用于非正规垃圾堆放点或者规模较小的垃圾填埋场，比如运输到垃圾焚烧厂进行资源化利用，或者是运送到规模较大的垃圾填埋场进行无害化处理［8，27-34］。该技术工艺简单、工期短、治污彻底、成本较低，可以让原土地资源在修复后得到最大化使用，但是由于未对垃圾进行稳定化处理，转运过程中需做好各种污染防治措施，否则容易造成二次污染，此外在实际转运过程中还增加了接纳场所的负荷，并受到接纳场所的处理能力限制。

2.5.2.2 原位筛分异地处置

原位筛分异地处置就是在生活垃圾填埋场开挖后，对不同类型组分的垃圾进行就地处理或者转运、暂存和资源化利用，如废旧金属可再回收利用，高热值垃圾可焚烧发电，有机腐殖垃圾可作肥料，硬质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场和三海子郊野公园。该技术可对生活垃圾进行有效的综合利用，具有一定的社会、经济效益，减少了垃圾的填埋量，改造后的垃圾填埋场还可以受纳更多的生活垃圾，但垃圾在筛分转运前期需对垃圾填埋场进行改造，建立垃圾筛分系统，前期投入大、施工周期长、工艺相对复杂，且在筛分转运过程中同样容易造成二次污染，需做好污染防治工作。

在选择垃圾填埋场封场治理技术时，应充分对比分析和综合考虑规划、技术、资金、环境影响等实际情况以确定最优方案。同时，在垃圾填埋场封场治理工程实施过程中，要同步做好填埋气体与渗滤液等污染物的监测、收集和处理等工作，相关技术要求可参考GB 51220—2017《生活垃圾卫生填埋场封场技术规范》。

3 垃圾填埋场再开采复用

国内外目前对垃圾填埋场进行封场治理并加以利用的模式有以下几种［15］：一是建设公园广场，为居民提供娱乐休闲场所和增添城市色彩；二是建设环保教育科普基地，宣传生态环境保护理念；三是建设生态林地，改善城市生态环境质量；四是建设商业用地，打造商业、停车、展览等现代化公共服务区。这些模式以改善环境为主，没有解决既有垃圾填埋场的根本问题，封场后的生活垃圾在很长一段时间内仍然存在污染环境的风险，鉴于此，对已封场的生活垃圾填埋场进行再开采复用是一条较好的出路。

再开采复用是对封场后基本达到稳定的垃圾填埋场进行开挖、分选以利用其中的有用物质，利用填埋场的再生填埋能力或改变填埋场土地最终用途的一种垃圾填埋场管理技术［10］，不仅可以将垃圾进行充分的资源化利用，还可以将清空的填埋场地进行再规划使用。当然，对已封场的垃圾填埋场进行再开采复用需考虑众多问题，例如技术、环保、经济可行性等［13］。

3.1 技术可行性

再开采复用技术要求对垃圾填埋场稳定化程度进行可靠的预测，相关设备如装载机、挖掘机等国内均有成熟产品选用。对于垃圾填埋场稳定化程度，国内外多有研究报道，相关成果可供学习借鉴，但在开采复用前，必须对垃圾填埋场中垃圾的性质进行评估，确定可靠的再开采复用技术路线。

3.2 环保可行性

由于我国环保要求越来越高，对已封场的垃圾填埋场进行再开采复用可以在一定程度上减少“邻避效应”，而且在实际操作时，可以配备相应的防治措施，以达到降低环境污染的目的，其他潜在的影响还需要进行具体评估。

3.3 经济可行性

从宏观上分析，对已封场的垃圾填埋场进行再开采复用不仅可以节约土地资源，而且对开挖后的垃圾进行分类处置和资源化利用，可以变废为宝，减少社会、经济投入。垃圾填埋场的再开采复用并非简单的企业盈利行为，需结合实际进行测算和分析，而且其所带来的生态效益和社会效益远比经济效益更重要。

3.4 风险分析

再开采复用过程存在处理周期长、场地土方量大、无法及时处理垃圾的风险，而且容易出现臭气、火灾、堆体坍塌等隐患。因此，在对已封场的垃圾填埋场进行再开采复用时，要充分做好前期调研工作，即对垃圾填埋场进行勘探，开展环境调查和风险评估，查清垃圾填埋场的环境污染情况，并布点采样确定填埋垃圾的分布、数量和堆体的稳定性。

4 结语

总的来说，垃圾填埋场正在退出历史舞台，对垃圾填埋场进行封场治理极具现实意义，可以消除或降低垃圾填埋场对周边环境的各种不良影响。对已封场的垃圾填埋场进行再开采复用具有技术、环保、经济等可行性，但还需进一步开展技术储备与推广、政策制定等工作，尤其是解决生活垃圾出路问题。与此同时，生活垃圾焚烧处理技术因具有减容量大、无害化程度高等特点，已成为现阶段城市生活垃圾资源化利用和无害化处置的主流技术，并将在一段时期内持续存在。