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深圳市简易垃圾填埋场存量垃圾综合整治浅谈

2023-12-22蚁嘉颖何宏平

当代化工研究 2023年21期
关键词:封场腐殖土沥液

*蚁嘉颖 何宏平

(1.深圳市下坪环境园 广东 518000 2.深圳大学化学与环境工程学院 广东 518071)

引言

简易垃圾填埋场指的是没有经过土地用地规划、立项、环境保护等方面的审批,且没有按照垃圾卫生填埋场建设的规范标准进行设计和建设的垃圾填埋场,缺乏底部和周边防渗。简易填埋场在城市发展的过程中为城市生活垃圾的处置起到了重要作用,但因存在的历史缺陷,导致其具有土地资源浪费、有机物和重金属及病原微生物多重污染、填埋气体污染、甲烷燃烧爆炸风险以及土壤、地下水污染等风险,严重影响周边人群和环境安全[1]。目前,简易填埋场存量垃圾整治工作虽然取得了一定成绩,但从整体层面来看,整治工作仍任重而道远。因此,本文重点对深圳市简易填埋场存量垃圾综合整治工作进行论述,为国内其他城市提供整治参考。

1.存量垃圾现状

在2019年,全国生活垃圾焚烧处理量首次超出填埋量,截至2022年,有27个省级行政区超出填埋量[2]。大量生活垃圾填埋场停止填埋作业,由垃圾消纳的主力设施转变为应急托底保障设施,关注的重点由安全填埋作业转变为污染管控和治理。

深圳市作为改革开放的前沿阵地,经过40年快速发展已成为超大型城市,为解决城市化高速发展过程中所面临的垃圾处置能力不足问题,形成了多处垃圾填埋场,其中绝大多数填埋场均为简易填埋场,这些简易填埋场大多于2000年之前已投入使用。近年来,深圳市已建设南山、盐田、宝安、龙岗、平湖共5座垃圾焚烧发电厂,并有龙华、光明2座垃圾焚烧发电厂正在开工建设中,垃圾处置能力得到大幅度提升。自2020年起,深圳市生活垃圾已实现全量焚烧,城市生活垃圾治理的重点核心问题已由垃圾末端处理能力不足转变为生活垃圾填埋场的治理,而简易填埋场的治理是关键。

2.者易填埋场综合整治方式

随着我国城镇化速度的不断加快,生活垃圾产生量越来越大,致使许多填埋场面临封场。现如今,垃圾整治的技术趋向成熟化,根据填埋场综合治理后的规划及土地利用,存量垃圾综合治理的方式,主要有原地封场整治和异地搬迁整治两种处理方案。不同城市简易填埋场的存在条件不同,经济条件和环保要求也不尽相同。前者主要适用于存量较大、所占用土地价值较低、非环境敏感区域的情况;后者适用于存量不大、所占用土地价值较高、周围环境较敏感的情况。

(1)原地封场整治。原地封场整治主要包括垃圾覆盖工程、堆体整形、地下水污染控制工程、填埋气体收集处理与利用工程、渗沥液导排与处理工程、防洪与雨水导排工程、绿化与植被恢复工程等[3]。原地封场整治是直接在填埋场内进行处置,人为控制填埋场中的污染物排放,使无序排放变为有序排放。

简易填埋场渗沥液主要积存于垃圾堆体底部和堆体内。底部的渗沥液导排只能在场地最低处的垃圾堆体与地面的交汇处开挖渗沥液积液沟,用于汇集底部渗沥液。积存于垃圾堆体内部的渗沥液可以利用打垂直导排井的方式将渗沥液抽出。在垃圾堆体顶部、边坡及平台设置表面排水沟,可有效减少雨水渗入堆体内部,进而减少渗沥液的产生。可以根据场地现状调查结果,有针对性地采取垂直防渗工程、场底防渗层修复、堆体内渗沥液抽排、地下水收集与处理等一种或多种地下水污染控制措施。原地整治封场覆盖工程大多采用防渗层,利用HDPE膜进行覆盖,防止降水渗透到垃圾体,减少渗沥液产生,进一步防止地下水污染扩大。

对于填埋垃圾量比较大的简易填埋场,填埋气体产生量往往比较大,因此可以根据垃圾堆体的实际情况采用垂直导排井、水平导排井等方式导排填埋气体,如果甲烷含量较高,且持续时间较长,排出的填埋气体可以利用气体方案根据实际需要来选择。已得到应用的填埋气体利用工艺主要有内燃机发电、锅炉燃料、城市燃气、压缩燃气等。如果填埋气体量小,利用经济性较差,就可以采用火炬燃烧的工艺,将其中的甲烷和恶臭气体经火炬燃烧后排放。

(2)异地搬迁整治。异地搬迁整治是将简易填埋场内的存量垃圾挖出进行异地处理,通过这种方式能彻底解决环境污染来源,可以在较短时间内对整治后简易填埋场的土地进行开发和利用,对于存量垃圾较少或者原地封场整治方式无法有效治理的简易填埋场可以采用异地搬迁整治这一模式,主要包括全量转运异地处置和原位筛分异地处置两种方式[4]。全量转运异地处置是指将简易填埋场内的存量垃圾进行开挖后,没有经过处理直接转运到异地处置或者利用。原地筛分异地处置是指在简易填埋场内就地设置筛分场所,开挖垃圾后按粒径大小进行筛分,针对不同类型组分进行就地处理、外运处置或资源化利用等。

为确保开挖过程安全稳定,根据工程需要,在堆体开挖筛分前,进行好氧充气快速稳定化,可根据工程进展设置多个输氧抽气区,逐一实施,逐步推进。垃圾堆体开挖之前,需通过前期场调获取的垃圾堆体深度、体积和成分特性等来制定作业单位和单元开挖计划,施工过程需分层、分单元进行开挖,确保堆体稳定性能够满足施工的要求。针对填埋场的实际情况和规划要求,选定整治总体技术路线,将适合开挖条件的垃圾经过开挖—筛分—转运—处理等过程,将存量垃圾开挖后进行筛分,筛分为轻质可燃物、腐殖土、无机骨料,存量生活垃圾的筛分处理主要是依靠自动化技术来完成的,分选设备有破碎机、弹跳筛、滚筒筛、风选机等。先利用弹跳筛去除大块的骨料,剩余的部分通过破碎机破碎以后进入滚筒筛和风选机,最终分为筛上物和筛下物,筛下物主要是腐殖土,筛上物主要为轻质塑料等[5]。开挖过程中可采用局部掀开表面膜体进行分区域施工,施工休息时作业面上需重新覆盖膜,有效减少臭气外溢,降低对周边环境的影响。垃圾堆体开挖过程中还需要实施防雨措施,防止雨水进入垃圾堆体,形成渗沥液,同时对原垃圾中已经产生的渗沥液还要进行导排收集,防止其污染环境。防雨工程措施主要是采用防渗材料对垃圾堆体进行覆盖,并在垃圾堆体外设置排水沟,将覆盖层上面的雨水排至垃圾堆体以外。同时在开挖作业面上也可以实施临时覆盖,在降雨时可以停止开挖,将作业面覆盖,雨后再将覆盖材料移开继续开挖作业。

3.存量垃圾成分分析和处置方式

简易填埋场开挖后,将产生大量的副产物,处置不当可能发生二次污染,需对垃圾副产物进行分析,确定科学合理的处置方式并明确处置去向。因早期垃圾填埋的不规范性,不同地区的垃圾成分有一定差别,但总的来说主要分为腐殖土、轻质筛上物、无机骨料和渗沥液等四类[6]。

(1)腐殖土。腐殖土是垃圾充分降解后的有机质,形状为类似腐殖质的颗粒状土壤物质,呈现黑褐色、质粒较分散和均匀,已经完全不具备原始生活垃圾的外观形状特征。腐殖土在存量垃圾中所占的比例与垃圾填埋的年限有关系,一般来说随着填埋年限的增加腐殖土占比也会逐渐增加。腐殖土具有吸附性强以及结构疏松等特性,开挖之后经过一定时间发酵,能作为填埋场封场覆盖土进行利用或者进行修坡作业[7]。还因腐殖土遇水后析出的钙、镁等离子能影响活性污泥的脱水性和沉降性,且其含有的羟基、羧基等官能团可与重金属发生络合反应,常被用于净化污水[8]。此外,腐殖土中含有大量的微生物,营养物质很丰富[9],对土壤有较好的保水和保肥能力,可将其作为土壤改良剂或栽培基质[10]。

图1 轻质筛上物

图2 腐殖土

(2)轻质筛上物。轻质筛上物为存量垃圾经筛分、风选后的产物,主要成分为塑料、织物、木屑、橡胶和灰土等成分。简易垃圾填埋场治理工程的经验结果显示,筛分出的轻质筛上物中废旧塑料主要由聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)组成。轻质筛上物中包含的垃圾组分具有一定的可燃性,针对其这一特性,本着资源化利用的目的,目前轻质筛上物主要有两种处置方式:直接焚烧发电或生产固体衍生燃料(RDF)进行二次利用。

(3)无机骨料。无机骨料为垃圾经筛分后的重质组分,主要包括石块、砖瓦等。无机骨料主要用于基坑回填使用,也可以资源化利用制成路面砖作为建筑材料。

4.深圳市存量垃圾清理搬迁进展

深圳市已分别于2022年5月、2023年5月完成光明区田寮垃圾填埋场和龙华区黎光垃圾填埋场的清理搬迁工程,目前剩余近20座已封场简易填埋场,存量垃圾总量约1400万立方米,占地面积约100万平方米,其中存量最大且占地面积最大的填埋场为罗湖区玉龙坑垃圾填埋场,垃圾填埋量约350万立方米,占地面积约12万平方米。下一步,深圳市将对罗湖区玉龙坑垃圾填埋场进行清理搬迁,未来完成环境修复后,将与南侧发展备用地连片整合,形成近30万平方米优质连片产业空间,打造国家级环境修复示范项目和全国首个中心城区“环境治理+开发建设+产城融合+创新引领”的发展样本,总结形成经验和示范工程,为其他地区简易填埋场治理提供“深圳样板”。

5.总结

简易垃圾填埋场存量垃圾综合整治的重要意义在于保护环境、优化城市用地、改善社会形象、促进资源回收利用以及推动城市可持续发展。深圳市采用清理搬迁的方式实施存量垃圾综合整治意义重大,不仅从源头解决安全和环境污染问题,也可释放各种类型土地资源,为城市碳达峰碳中和及无废城市建设做出积极贡献。同时,废弃物资源化利用,进行环保化的土地整理和二次开发,让宝贵的土地资源重新焕发新的生命光彩、创造更大的生态、经济、社会价值,一举三得”,切实做到还绿于民。作为中国特色社会主义先行示范区,简易填埋场的全量清理搬迁将大幅提升深圳市城市整体形象,有利于改善城市整体投资环境,促进城市经济持续保持高速发展,助力深圳成为全国首个无“简易垃圾填埋场”的城市,为其他城市在该方面发展提供典范和参考。

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