城市生活垃圾填埋場礦化垃圾再利用方案設(shè)計

徐旺+尹立新+阮仁勇+吳橙

摘要：指出了生活垃圾量的日益增多導(dǎo)致填埋場用地越來越緊張，城市生活垃圾衛(wèi)生填埋后，在相對封閉的環(huán)境條件下，經(jīng)過多年物理、化學和生物穩(wěn)定化顯示出具有類似于土壤的物質(zhì)。以常熟南湖生活垃圾填埋場為例，對原有垃圾填埋場垃圾進行了開采方案設(shè)計，并對開采垃圾經(jīng)過分選、烘干后，檢測了其毒性。結(jié)果表明，開挖長期填埋后穩(wěn)定化的礦化垃圾可以資源化利用，可以使現(xiàn)有填埋場再生并重新利用，節(jié)約土地資源。

關(guān)鍵詞：礦化垃圾；城市生活垃圾；填埋場利用

1 引言

截至2013年，全國658個設(shè)市城市生活垃圾清運量1.72億t/a，有各類生活垃圾處理設(shè)施765座，其中填埋場有580座，處理量為1.05億t/a[1]。垃圾填埋場封場數(shù)年后，垃圾中易降解物質(zhì)完全或接近完全降解，垃圾填埋場達到穩(wěn)定化狀態(tài)即無害化狀態(tài)，此時的垃圾稱為礦化垃圾[2]。近年來隨著我國城市化進程的加快，原有垃圾堆場的搬遷和衛(wèi)生填埋場的選址問題迫在眉睫。生活垃圾的填埋、開采資源化、再填埋既可有效解決原填埋場垃圾的出路問題，又可以實現(xiàn)現(xiàn)有填埋場的改造再利用。常熟南湖垃圾填埋場自20世紀90年代起開始啟用，初期建設(shè)標準較低，存在環(huán)境風險；以目前常熟市的發(fā)展，飛灰的處置和生活垃圾應(yīng)急處置均需要垃圾填埋場，在目前土地資源緊缺，垃圾填埋場選址尤其困難的情況下，對現(xiàn)有的南湖垃圾填埋場進行復(fù)原改造是必要和緊迫需要的；根據(jù)有關(guān)研究成果和前期對南湖垃圾填埋場的實地試探，當?shù)?0年前的垃圾可以予以挖掘進行填埋外的處置和利用。

2 方案與方法

城市生活垃圾理化特性主要包括容重、物理成分、含水率、發(fā)熱量、灰分和元素六個方面。以上因素受經(jīng)濟發(fā)展水平，城市基礎(chǔ)建設(shè)、能源結(jié)構(gòu)、季節(jié)和氣候、廢品回收、居民生活習慣影響。

方案首先根據(jù)填埋年代主要分為4個區(qū)間：2000年以前、2000～2005年、2006～2009年；2010至今。分析不同區(qū)間的生活垃圾主要成分、密度、不同埋深的含水率以及各單成分的物理特性，進行各組分的熱值、熱灼減率試驗。進一步研究垃圾腐殖質(zhì)的可提取率。其次設(shè)計開采方案，包括臨時道路、運輸、堆放、臨時處置方案。準備開采所需機械設(shè)備、材料、各種檢測儀器及人員準備；然后開采組織施工，主要工藝為：填埋場垃圾開挖-臨時處置-運輸-資源化利用（包括焚燒、改良土）-滲濾液處理；開采過程中做好氣體監(jiān)測等環(huán)境保護工作。

開挖采用反鏟挖掘機，鋪設(shè)臨時道路；每個剖面分3層取樣，即表層（0～80 cm）、中層（80～ 150 cm）和下層（150～1500 cm）。每層取垃圾樣重約50 kg，對樣品進行烘干，然后分為可燃及不可燃兩大類，進一步試驗再多次采用四分法得到樣品帶回實驗室烘干。所取樣品進行容重、含水率、細菌總數(shù)、有機質(zhì)含量，總氮、總磷、熱值等測定，同時對滲濾液取樣測定，根據(jù)測定結(jié)果具體分析其處置方案及用途。

3 結(jié)果與討論

對取樣品進行分類，可燃部分主要是布條、塑料、橡膠、木塊等（圖1），這部分可以進焚燒廠焚燒發(fā)電處理；不可燃部分主要是磚頭、玻璃、以及部分細顆料土類固體（圖2）；同時對滲濾液取樣測定，根據(jù)測定結(jié)果具體分析其處置方案及用途。

3.1 用作填埋場覆蓋材料

衛(wèi)生填埋場需要采用土壤作為表面覆蓋物，需要大量的土源。吳軍等[3]認為將填埋齡超過10 年的礦化垃圾可用作日覆蓋材料，可以實現(xiàn)就地取材，并且價格低廉的優(yōu)勢。徐勤等在經(jīng)過對國內(nèi)外終場覆蓋情況與標準的比較后，提出在終場覆蓋系統(tǒng)中，可將礦化垃圾作為其中的營養(yǎng)層[4]。

3.2 土地及園林利用

生活垃圾在填埋場內(nèi)經(jīng)過多年的生化反應(yīng)，大部分有機物都得到了充分降解，經(jīng)一定的篩分后可得到含有豐富有機質(zhì)和營養(yǎng)元素的腐殖土?？蓮V泛地應(yīng)用于農(nóng)田、園林綠化以及土壤的改良和修復(fù)等。但在使用過程中應(yīng)充分考慮到其中的有害重金屬含量等，因地制宜，最大限度地發(fā)揮礦化垃圾的土地效用。

3.3 加工成建筑材料

經(jīng)分類挑選的固體物質(zhì)可用作一般性的建筑材料。如作為土工填料進行回填，加入膠結(jié)材料作為道路路基原料，加工制作成墻體材料。如代替泥土作制磚原料，用礦化垃圾中的煤灰、磚頭、瓦石等經(jīng)粉碎后與輔料混合，可壓制成路面磚[5]。

4 結(jié)論與展望

生活垃圾填埋場中礦化垃圾開采后經(jīng)分選等預(yù)處理后，可得到合理的綜合利用，如作為填埋場覆蓋材料、土地利用、處理廢水、處理廢氣以及作為建筑材料等，且其中一部分已經(jīng)進入工程實踐的階段。我國目前許多填埋場快要到達使用年限，土地資源面臨枯竭，開挖礦化垃圾，增加現(xiàn)有填埋場庫容的方法是最經(jīng)濟有效的方法。未來需要研究出先進適用的機械設(shè)備，用以提高開采和篩分礦化垃圾的效率。同時礦化垃圾滲濾液的處理及再利用，也是實現(xiàn)垃圾填埋場再利用的關(guān)鍵技術(shù)問題。

參考文獻：

[1]中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會.城市生活垃圾處理行業(yè)2014年發(fā)展綜述[J]. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)， 2015（11）： 15～23.

[2]趙由才，朱青山.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場技術(shù)與管理手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2000.

[3]吳 軍，趙由才.上海市廢棄物老港處置場4期工程方案的構(gòu)想[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2001，9（1）：6～8.

[4]徐 勤，黃仁華.二次開發(fā)綜合利用老港處置場的探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2002，10（1）：21～24.

[5]毛 軍.非正規(guī)垃圾填埋場治理中的植被恢復(fù)技術(shù)研究[C]∥中國水土保持學會工程綠化專業(yè)委員會. 礦化垃圾資源化利用與填埋場綠化技術(shù)研討會論文集.北京：中國水土保持學會，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