存量生活垃圾原位—异位方法工程技术应用

杜康 汪少娜 袁志业 周雨冬

［中节能（北京）节能环保工程有限公司，北京 100061］

1 引言

据统计，我国年产城乡生活垃圾约2.3 亿t，主要通过填埋方式末端处置。目前共有2.7 万个非正规填埋场和1 600 个卫生填埋场，约存储了80 亿t存量生活垃圾。存量生活垃圾的危害和影响不言而喻［1］。自2012 年以来，住建部等多个部委首次对存量生活垃圾治理工作范围、目标和内容等进行了较细致的规定，多次对存量生活垃圾治理工作进行部署和要求。2021 年11 月住建部发布《存量生活垃圾治理工程项目建设标准》（征求意见稿），此标准为存量生活垃圾治理工程项目建议书、可行性研究报告、项目申请报告、初步设计的重要依据。我国存量生活垃圾形成原因复杂，非规范填埋现象严重，场地条件、区域经济和周边配套设施差异大，导致近些年处理存量生活垃圾的方法和工艺较粗放［2］。当前主流工艺为原位和异位两类方法，原位方法主要以填埋封场和好氧稳定化处理为主，技术和标准成熟，但受土地性质和城市规划限制［3-4］；异位方法主要以开采、筛分、分类资源处置的方法为主，受经济、周边配套、场地条件限制因素大［5］。对于较大体量、制约条件复杂的填埋场治理，需要多种方法联合的方式，方可达到项目最佳治理效果和效益［6-7］。本文以浙江省某生活垃圾填埋场治理项目工程设计为例，探讨采用原位—异位联合应用技术解决存量生活垃圾治理存在的诸多问题。

2 场地现状和治理背景

2.1 场地概况

该填埋场于1998 年建设，建设用地300 亩，现有库存垃圾总量约200 万m3。填埋场分两期建设，一期占地80 亩，采用简易非规范填埋方式，于1999年1 月开始投入使用，至2007 年年底简易封场，填埋量约为60 万m3，填埋高度最高达25 m，如图1 所示。

图1 垃圾填埋场鸟瞰

二期采用卫生填埋工艺，规范运营，主要为生活垃圾，与一期填埋场毗邻，设计库容为120 万m3，填埋区占地面积约156 亩，于2008 年1 月投入使用。

该填埋场南面和北面均紧邻工业区，东西长约460 m，南北长约450 m，总占地约20 万m2。

该填埋场北侧部分区域因城市市政道路规划建设以及对周边环境的影响，需进行治理以满足建设和污染控制的需求。

2.2 场地基本调查信息

该场地采用SH30 钻机进行采样，共布设15 个垃圾土壤钻孔采样点，每个点根据孔深采集2～3 个腐殖土样品，共采集40 个腐殖土样品。在钻机钻探过程中，遇渗滤液则立即进行取样。采样布点如图2所示，A1-A4，B1-B10，YN 为腐殖土样品采样点，SL为渗滤液样品采样点。

该场地堆体形状无规则，高程不均匀，高程范围在4.00～25.02 m 之间；垃圾埋深分布范围在17～21 m 之间；静水位埋深在3.3～10.0 m 之间，水位高程在6.5～13.2 m 之间，水位流向为东北流向西南方向。

经场地初步调查表明，部分腐殖土样品Pb，Zn，Cu，Cr，Hg 等超过CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》相关标准，因而该场地腐殖土若全部外运作为市政绿化用土，需在外运前进行环保检测或进行无害化处理，确保安全利用。具体超标信息见表1。

表1 垃圾填埋场土壤样品对比绿化种植土壤标准超标分析

将腐殖土样品检测结果与2013 年浙江省颁布的DB 33/T892—2013《污染场地风险评估技术导则》中商服与公共用地的“土壤风险评估筛选值”对比，结果表明，部分腐殖土样品存在低浓度的Pb，As超标，其在二期开挖区的超标率分别为15%和30%。

渗滤液检出结果中，将各钻孔点位的渗滤液检测结果与GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》对比，结果表明，COD、色度、悬浮物、BOD5、氨氮等常规水质指标都超过了该标准，其中，COD和悬浮物的检测最高值达15 500，112 000 mg/L。渗滤液中存在Cr，As，Pb 超标情况。

3 存量生活垃圾治理技术和比选

该场地按照是否影响市政道路规划，将填埋场分为北部影响区和南部非影响区，如图3 所示。

图3 垃圾填埋场各分区

根据该生活垃圾填埋场未来规划要求，急需解决填埋场北侧影响区内的垃圾，腾出空间建设市政道路。按照其规划，可以采取的方法为对垃圾填埋场北侧垃圾进行综合利用或者直接整体搬迁。为有利于整体的生态目标，非影响区市政道路周边环境污染也需要采用措施进行治理，常用的措施方法有好氧治理技术和原位封场技术。

3.1 存量生活垃圾治理各方案分析

3.1.1 整体搬迁方案

整体搬迁方案是利用附近填埋场或新建一座卫生填埋场，对拟治理的生活垃圾填埋场内垃圾堆体进行整体全量开挖，全部运输到附近填埋场或新建的卫生填埋场内填埋，并对垃圾场底部污染土壤开挖回填。但目前距离该垃圾填埋场唯一较近的垃圾填埋场库容有限，无法接收该生活垃圾填埋场200万m3的垃圾，因此，对该生活垃圾填埋场整体搬迁必须新建生活垃圾卫生填埋场。该区域经济发达，土地利用价值高，且近年来随着民众环保意识的增强，垃圾场选址难度非常大，且新建填埋场周期需2 年时间。因此，对垃圾填埋场北侧垃圾采用整体搬迁方式不适合，需要新建垃圾填埋场，并且花费较高，存在较多环境问题。

3.1.2 全量开采、分选资源化方案

该方案是将垃圾堆体安全开采后进行筛分，将筛上的可燃物焚烧，筛下的不可燃物进行转运填埋或加工成建筑材料等，筛下腐殖土经处理后用于绿化［8-9］。

对该生活垃圾填埋场垃圾采用全量开采+分选资源化技术进行治理。根据对该垃圾填埋场垃圾成分的分析，分选设备筛分出的筛下物产量大。筛上物需要外运处理，而该地区内现有的生活垃圾焚烧发电厂仅能少量接收；大量的筛下物也需要处置，面临接受困难问题；垃圾堆体开挖量大，运行时间长，容易造成二次污染问题，且对周边居民生活影响较大［10］。

3.1.3 原位封场技术

原位封场方案是目前国内外处理简易垃圾填埋场应用最普遍的办法。通过对垃圾堆体进行必要的整形后，在堆体顶部和边坡铺设人工防渗材料或压实黏土进行覆盖，并设置渗滤液收集导排系统，同时修筑边坡排水渠与雨水边沟便于场区排水；然后对垃圾堆体进行最终覆盖及植被恢复，并建设填埋气体集中收集处理系统，最终达到消除垃圾堆体的安全隐患及臭味，有效减少渗滤液产生量，控制填埋气体及渗滤液对周边环境污染，改善景观以及生态恢复的目的［11-12］。

若对该垃圾填埋场直接采用原位封场技术可以解决其环境问题，但由于封场技术本身需要的时间较长，封场后的堆体无法完成市政建设。同时，由于原位封场技术所需要的后期运行时间较长，将一直对周边环境产生影响。单独采用原位封场技术，并不能完全解决城市规划和周边环境问题。

3.1.4 好氧治理方案

好氧治理方案是通过在填埋堆体中埋设注气井、注液井和排气井，向垃圾堆体内注入空气，并将收集的渗滤液和其他液体回注至垃圾堆体，使堆体中的有机物在适宜的含氧量、温度、湿度条件下，经好氧微生物的作用快速降解，同时通过排气井排除垃圾堆体中的CO2等气体［13-14］。采用好氧治理方案的优势：（1）缩短垃圾中有机物的降解时间；（2）减少垃圾填埋气对环境的影响；（3）减少渗滤液处理费用；（4）降低填埋场后期维护费用和风险。

采用好氧治理方案可以使垃圾快速稳定化，减少其对周边的影响，但该方法不能解决当前市政道路规划问题，以及周边的环境仍然需要整治，

3.2 技术比选和确定

综合上述各类治理技术分析，结合场地现状和建设规划，本项目采用不同治理方案的对比情况详见表2。

表2 垃圾填埋场采用不同治理方案的技术经济对比

综上对比4 种治理方案的经济、技术、场地规划、周边配套等多因素，仅通过单一的方法很难完成该特殊情况的填埋场地处理，应同时考虑场地规划利用、垃圾外运量、二次污染防控、治理成本、施工场地空间等。该场地治理和现有条件下应考虑原位—异位联合应用的方法，多种工艺结合治理才能达到最佳效果。

综上分析，该场地应尽可能减少垃圾开挖量和外运处置量。将北侧规划影响区域全部开挖后释放土地，开挖的垃圾经筛分后将少部分轻质可燃物外运焚烧，筛上无机重质物可用于市政道路建设用料，筛下腐殖土不能外运绿化用土的可回填至南侧一区填埋场处置。

考虑周边配套焚烧等设施情况，针对一期简易填埋和封场情况，同时北侧垃圾开采筛分后，筛分物的堆填增加了环境污染风险，需利用垂直帷幕阻断其对周边环境的危害，并进行好氧稳定和封场处理。

北侧影响区采用异位综合处理释放土地消除污染，南侧非影响区一期可接纳北侧部分非外运垃圾，同时一期经规范封场和好氧稳定处理可消除对周边环境的影响。二期已封场部分采用污染监测方式。

该垃圾填埋场治理的整体工艺路线见图4。

图4 垃圾填埋场的整体工艺路线

该垃圾填埋场各分区治理方法见图5。

图5 垃圾填埋场各分区治理方法

采用原位—异位联合应用方法处理该垃圾填埋场，彻底消除垃圾长期堆填可能造成的环境污染和对周边环境的影响；治理后的场地可用作交通用地进行再开发利用，并且腾出空间作为后续利用；相较全量开采综合处置和全量外运可降低项目投资额50%～80%；缩短治理工期40%，克服现场施工场地限制，并消除对周边环境的污染风险；在满足城市规划建设需求的同时，符合国家政策要求；实现CO2排放减量。

4 结论

该生活垃圾填埋场对周边环境的影响较大，与城市发展目标不相符，结合地块建设规划，对该垃圾填埋场进行治理。根据项目现场条件、周边配套及未来规划，对比各治理技术后采用原位—异位联合应用技术，针对填埋场北侧区域全量开采，释放空间用来建设规划中的市政道路。开挖筛分的部分腐殖土回填至南侧可利用区域或外运作为绿化种植用土；轻质可燃类垃圾可外运焚烧，骨料经检验合格后回填道路基底部。对南侧一期区域采用垂直帷幕阻断，好氧稳定和封场技术进行生态治理，对南侧二期区域已规范封场部分持续污染监测。

（1）存量生活垃圾填埋场采用原位—异位联合技术应用可满足特殊情况下填埋场治理项目的需求。

（2）原位—异位联合应用治理垃圾填埋场，可消除环境污染隐患，释放必要土地空间，缩短治理工期，降低投资，解决终端处理能力不足等问题。

（3）对于有其他特殊条件和要求的垃圾填埋场，可将原位、异位治理技术中其他治理方法联合应用，实现“一场一策”，达到最优技术组合，产生最大经济社会效益。