生活垃圾填埋場二次污染的應對措施研究

文_遲軍永 張忠原 徐州市環(huán)境衛(wèi)生管理處

隨著我國的經(jīng)濟快速發(fā)展，居民日常生活垃圾的產(chǎn)生量也在不斷增長。2014年城市生活垃圾清運量為17860.2萬噸，2015年為18546.6萬噸，每年在以10%～20%的速度快速增長，預計2020年我國城市生活垃圾清運量將突破兩億噸。目前由于生活垃圾焚燒推進較慢且存在爭議，因此在未來相當長的一段時間內填埋仍將作為生活垃圾處置的主要方式。垃圾量的不斷增長和垃圾分類的不徹底導致垃圾填埋場在運行過程中產(chǎn)生污染物的種類和數(shù)量都很大。因此，垃圾填埋場應該在場區(qū)建設和運行過程中采取必要的監(jiān)測和隔離措施以避免二次污染對周邊環(huán)境的影響。

1 生活垃圾填埋產(chǎn)生的二次污染及危害

生活垃圾填埋場二次污染是指傾倒進填埋庫區(qū)的生活垃圾在填埋庫區(qū)內部經(jīng)過微生物分解等作用，改變了原來的化學性質，產(chǎn)生了新污染物的過程。我國中東部發(fā)達地區(qū)城市生活垃圾中可降解有機物含量比較高，加上我國垃圾分類工作正處于起步階段，很多有害垃圾比如廢舊電池、熒光燈管、電路板等并未單獨收集處置而是直接混入生活垃圾后進入了填埋場，因此我國垃圾填埋場接收的居民生活垃圾的成分比較復雜。垃圾在填埋庫內經(jīng)過酸化、厭氧、腐化、分解作用產(chǎn)生大量的甲烷聚集物、硫化氫、氨氣、甲硫醇等有毒有害氣體和酸脂類、酮酸類物質和垃圾滲濾液，同時會引發(fā)臭氣、蚊蠅等一系列負面環(huán)境影響。

1.1 垃圾滲濾液

入場生活垃圾中的有機物在微生物厭氧作用下被分解產(chǎn)生的水份加上垃圾自身的含水、庫區(qū)運行過程中混入的自然降水、地表徑流、地下水等共同形成了垃圾滲濾液。滲濾液污染物濃度高，成分復雜，而且隨著填埋年限的推移和垃圾成分的變化，各個階段的垃圾滲濾液成分會不同。垃圾滲濾液中大多都含有難被微生物降解的酚類和苯胺類化合污染物，這些高濃度、高污染、難降解混合化合物質如果防范措施不當將對垃圾填埋場周圍的土壤和地下水造成污染。

1.2 填埋氣

易腐有機物垃圾在填入庫區(qū)后經(jīng)微生物厭氧反應，產(chǎn)生甲烷、乙烷等易燃易爆氣體的同時，也還原產(chǎn)生氨氣、硫化氫、甲硫醇等多種刺激性惡臭氣體。甲烷類易燃易爆氣體如不能及時收集、處置，將會造成很大的安全運營隱患。氨氣、硫化氫、甲硫醇等刺激性惡臭氣體如果不能及時處置也會對周邊環(huán)境和居民造成很大的影響。

1.3 其它二次污染

受垃圾分類不徹底的影響，進入填埋場的生活垃圾包含了剩菜剩飯、廢舊電池、熒光燈管、水銀溫度計、電路板、廢機油、油漆桶、病死生物、醫(yī)療廢棄物等，成分十分復雜。廚余類垃圾會滋生蚊蠅四害，傳播傳染疾病；電子類垃圾會釋放出鉛、汞、鎘等重金屬，污染土壤和地下水環(huán)境并最終進入食物鏈。這些有害生物和有毒物質如果不能控制在填埋場內部，將對周邊環(huán)境和居民造成極大影響。

2 生活垃圾填埋二次污染物控制措施

生活垃圾填埋場的垃圾處理方式需要改進，以減少對周圍環(huán)境的破壞。一是依靠技術革新做好垃圾滲濾液及危害氣體的處理和收集。二是對垃圾填埋場進行封場，減少污染氣體和滲濾液向周圍擴散。做到降低污染物產(chǎn)生量、資源回收利用和無害化處理。

2.1 垃圾填埋庫區(qū)的防滲與垃圾滲濾液的處理策略

2.1.1 填埋庫區(qū)的防滲與監(jiān)測

填埋場的選址在考慮交通的同時也要考慮到地質構造穩(wěn)定性和庫區(qū)防滲性。平原型填埋場的特點是在選址地向下開挖至指定深度，自下而上鋪設防滲層，目前通用的防滲層設計多分為9層（表1），主要包括地下水導流層、防滲層、保護層、滲濾液導流層，目的是為了在做到庫區(qū)內滲濾液不外滲，同時防止豐水期地下水滲入庫區(qū)造成滲濾液產(chǎn)量增加。

因此，要做好垃圾填埋場的防滲，選址前的地勘和地下水液位、流向評估是前提，庫區(qū)防滲層鋪設的完整性是基礎。在庫區(qū)投運后，做好庫區(qū)防滲層保護、滲濾液的抽排和場區(qū)周邊地下水質的監(jiān)測尤為重要，一旦發(fā)現(xiàn)場區(qū)周邊地下水質惡化，要及時分析惡化原因，確定滲濾液是否滲漏，啟動相關應急預案，及時阻斷對地下水和土壤的污染。

表1 庫底防滲系統(tǒng)

2.1.2 垃圾滲濾液的處置

自GB16889-2008頒布實施以后，垃圾滲濾液只能原廠處理，目前通常是在原有生化處理工藝的基礎上增加了深度處理組合工藝。其方向大概分為膜法工藝和非膜法工藝2類。膜法工藝以生化出水+納濾/反滲透為主，該類工藝最終將會產(chǎn)生一定比例的高濃度濃縮液回灌場區(qū)，最終導致后續(xù)產(chǎn)生的滲濾液處理難度越來越高。非膜法則以生化+高級氧化的工藝為代表，該類工藝可以做到滲濾液的全量化處置，但是出水含鹽量較高，且會產(chǎn)生大量的化學污泥回填場區(qū)，一旦管理不善，這些化學污泥有可能會重新混入垃圾滲濾液，增加后續(xù)滲濾液的污染物種類和濃度，最終導致滲濾液處理難度增加。因此如何做到垃圾滲濾液的全量化處置，避免濃縮液的回灌，減少化學污泥的二次污染將成為未來垃圾滲濾液處理的研究重點。

2.2 填埋氣體的收集以及庫區(qū)惡臭的控制

2.2.1 填埋氣的收集、利用

垃圾填埋場庫區(qū)底部多按20～50m的間隔建設豎向的填埋氣收集井，并隨著垃圾的填埋高度而不斷續(xù)加高；有條件的填埋場還可以在運營的同時鋪設橫向收集井，可以加速填埋氣導排、滲濾液收集和垃圾堆體腐化的速率。

主動抽導出庫區(qū)的填埋氣需要進行集中收集燃放或者凈化利用，以降低安全隱患，避免溫室氣體的污染。對于填埋規(guī)模較大的填埋場建議實行填埋氣的凈化回收和發(fā)電，避免造成能源浪費。因為填埋氣凈化回收和發(fā)電設備的投入成本較高，所以對中小型填埋場，建議以火炬燃放的形式直接處置即可。

2.2.2 填埋庫區(qū)的惡臭控制

垃圾堆體內部長期保持30℃以上的厭氧發(fā)酵狀態(tài)，因此在春秋季節(jié)早晚氣溫較低的季節(jié)，外溢的填埋臭氣容易在低空富集而影響周邊居民。因此填埋場的選址盡量在居民區(qū)春秋季主導風的下風向，同時盡量利用沼氣燃放設施的主動抽排特性，極可能少地減少填埋氣的外溢效果會更好。

由于垃圾填埋場屬于開放性空間，無法對臭氣進行有效的收集和處置。填埋現(xiàn)場應用更多的是控制作業(yè)面，對完成作業(yè)的區(qū)域及時進行覆膜焊接，縮小暴露面。在作業(yè)暴露面和庫區(qū)下風向噴灑微生物除臭藥劑或物理化學除臭藥劑。微生物除臭藥劑涉及微生物馴化和環(huán)境適應的問題，因此這類藥劑生效時間長、效果慢；物化藥劑反應迅速，但是無法根除臭味，且時效性短，需要經(jīng)常大量噴灑，綜合成本較高，并會造成最終的二次污染，增加后續(xù)滲濾液、填埋氣的處理難度的成本。雖然近幾年有光催化氧化、電暈、等離子分解等先進的除臭方法研究，但是鮮見現(xiàn)場實用案例。

2.3 土壤污染的控制及修復措施

常見的土壤污染修復方法有微生物法、植物法、動物法。通常可以利用微生物吸收有害物質然后轉化成無害物質，這種方法操作簡單但是最終仍將有30%～40%的有害物質無法通過微生物處理。需要和植物修復結合，依靠植物的根系和微生物形成微小型生態(tài)圈。動物修復常常使用蚯蚓對土壤進行修復，這種修復方法需要建立在植物修復和微生物修復相對穩(wěn)定的環(huán)境中。值得注意的是上述修復方法都有可能導致污染物進入生態(tài)食物鏈最終傳送到人類身上，因此需要在修復過程中嚴格把控。

3 結語

我國垃圾填埋場基本以厭氧填埋處置為主，由于垃圾分類的不徹底導致產(chǎn)生的污染物具有種類復雜、濃度高、處理難度大等特點。

隨著填埋年限的變化，填埋氣的產(chǎn)量和臭氣的影響會逐漸降低，因此各地填埋氣處置和利用設施的投入需要考慮設折舊成本。

垃圾滲濾液的處理工藝需要根據(jù)水質變化規(guī)律及時做出調整和創(chuàng)新。隨著濃縮液的不斷回灌，垃圾滲濾液的處理難度將會越來越大，因此迫切需要新的處理技術以降低后續(xù)處理難度和成本。

垃圾填埋場的選址和前期污染物收集導排設施的建設，直接影響著場區(qū)后期運行的二次污染處理的成本和效果，因此做好前期的基礎建設工作，將事半功倍。

隨著我國垃圾分類處理工作的推廣，入場填埋垃圾的成分和數(shù)量都將大大減少，要從源頭上減少污染物產(chǎn)生量和處理負擔，最終達到無廢城市的目標。