非正規(guī)垃圾填埋場的危害及治理

陳鴻浩

（廈門市翔安區(qū)環(huán)境衛(wèi)生中心，福建 廈門 361101）

0 工程概況

我國當(dāng)前的非正規(guī)垃圾填埋場在700座以上，由于城市在不斷發(fā)展，很多垃圾填埋場處于城市建設(shè)范圍，不僅影響城市發(fā)展，而且影響了城市環(huán)境。因?yàn)槭艿浇?jīng)濟(jì)的限制，所以就導(dǎo)致非正規(guī)垃圾填埋場始終沒有得到處理，如何對(duì)其進(jìn)行處理，就成為當(dāng)前人們研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

某非正規(guī)垃圾填埋場位于某市，具體位置在該區(qū)域河流沖積扇中下部，區(qū)域地勢(shì)相對(duì)平坦。經(jīng)現(xiàn)場勘察，該垃圾填埋場地下35m范圍內(nèi)以黏質(zhì)土、粉土為主，分布有2層地下水層，含水層以中細(xì)砂為主。填埋場附近有少量小型建筑、大量耕地以及2條省道公路。勘察過程中，將該填埋場大致分為5個(gè)區(qū)域，包括生活垃圾填埋區(qū)、混合垃圾填埋區(qū)、建筑垃圾填埋區(qū)、混合垃圾土浸泡區(qū)以及其他垃圾填埋區(qū)。本次治理的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)榍?個(gè)區(qū)域，總治理面積約為89650.6m2。治理區(qū)域垃圾土埋深范圍為1.9m～12.1m，地面平均標(biāo)高為21.2m。

1 非正規(guī)垃圾填埋場治理技術(shù)的選擇和具體應(yīng)用

1.1 非正規(guī)垃圾填埋場現(xiàn)場環(huán)境勘察分析

治理非正規(guī)垃圾填埋場之前，首先需要對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行合理劃分，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況明確風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和類型，為后續(xù)的治理技術(shù)選擇及應(yīng)用提供科學(xué)根據(jù)。在該項(xiàng)目中，考慮到現(xiàn)場區(qū)域較大，加上傳統(tǒng)垃圾填埋場建造和管理方面存在的問題，其風(fēng)險(xiǎn)要素較多[1]。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的勘察需要考察非正規(guī)垃圾填埋場的地理位置、填埋面積、填埋時(shí)間，該填埋場填埋面積較大，自2019年建成收容垃圾填埋開始，填埋時(shí)間已超過2年。技術(shù)人員對(duì)該填埋場現(xiàn)場不同區(qū)域的土壤、垃圾、填埋氣進(jìn)行取樣，結(jié)合對(duì)周邊不同距離位置土壤進(jìn)行取樣，以評(píng)估該填埋場環(huán)境影響情況，便于后期劃定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

1.2 不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)適用的治理技術(shù)應(yīng)用思路分析

如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境勘察及取樣檢測結(jié)果，針對(duì)非正規(guī)垃圾填埋場的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，主要分為A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)別，決定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的要素包括垃圾危害型以及區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)。在該項(xiàng)目中，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行治理的主要思路如下：1）風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)A級(jí)。填埋有高度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)較大區(qū)域和風(fēng)險(xiǎn)中等區(qū)域，填埋有中度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)較大區(qū)域，被定級(jí)為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)A級(jí)。針對(duì)該等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，基本治理思路為全封閉、強(qiáng)制消化降解，目的在于及時(shí)制止污染蔓延，消除現(xiàn)有污染影響。同時(shí)，結(jié)合一些輔助性的治理技術(shù)及方法，將該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)逐步降至B級(jí)乃至C級(jí)。基于此，要建立長效環(huán)境監(jiān)測機(jī)制，通過定期全面檢測和不定期重點(diǎn)檢測的方式，對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)區(qū)乃至周邊區(qū)域進(jìn)行檢測，評(píng)估治理效果。2）風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)B級(jí)。在該項(xiàng)目中，填埋有高度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)較小區(qū)域，填埋有中度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)中等區(qū)域，填埋有低度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)較大區(qū)域，被定級(jí)為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)B級(jí)。針對(duì)該區(qū)域的治理，首先考慮對(duì)填埋場的頂部進(jìn)行封閉，然后利用設(shè)備對(duì)下部垃圾滲濾液進(jìn)行抽取，再按照標(biāo)準(zhǔn)流程運(yùn)輸至正規(guī)處理廠進(jìn)行科學(xué)處理。3）風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)C級(jí)。在該項(xiàng)目中，填埋有中度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)較小區(qū)域以及填埋有低度危害型垃圾的風(fēng)險(xiǎn)中等區(qū)域和風(fēng)險(xiǎn)較小區(qū)域，被定級(jí)為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)C級(jí)。針對(duì)該區(qū)域的治理，主要采用覆蓋導(dǎo)流的方式，即采用土壤覆蓋，再輔助垃圾液抽取，結(jié)合地表綠化進(jìn)行自然凈化。同時(shí)，對(duì)區(qū)域不同深度土壤進(jìn)行定期的取樣檢測，直到其達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 非正規(guī)垃圾填埋場風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)表

1.3 治理技術(shù)的選擇及應(yīng)用

1.3.1 整體治理——基于好氧生物反應(yīng)器治理技術(shù)

該技術(shù)的核心目標(biāo)是治理污染源，即對(duì)非正規(guī)垃圾填埋場中填埋的垃圾以及形成的垃圾土、滲濾液進(jìn)行處理。在具體實(shí)施中，該技術(shù)主要是加壓新鮮空氣，使用不同口徑的管道將氣體注入垃圾填埋場的垃圾層中。同時(shí)，抽離內(nèi)部以二氧化碳及相關(guān)污染氣體。新鮮空氣進(jìn)入垃圾層后，會(huì)刺激垃圾、土壤發(fā)生氧化反應(yīng)，通過激活微生物活動(dòng)，加速垃圾降解[2]。同時(shí)，將抽離的混合污染氣體運(yùn)輸至正規(guī)垃圾及污染氣體治理廠進(jìn)行規(guī)范處理。正常情況下，該處理技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)快速降低填埋場垃圾有機(jī)物含量，減少有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生。通常情況下，好氧生物反映器治理技術(shù)適用于垃圾中可降解有機(jī)物超過5%的垃圾填埋場，不僅適用于封場達(dá)到3年的垃圾填埋場，也可以在非正規(guī)垃圾填埋場進(jìn)行搬遷之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。在該項(xiàng)目中，考慮到該非正規(guī)垃圾填埋場投入使用的時(shí)間接近3年，且容納的垃圾量超過50萬m3，所以技術(shù)單位在所有等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中將該治理技術(shù)作為基礎(chǔ)技術(shù)。在具體實(shí)施時(shí)，技術(shù)單位還在垃圾層中不同位置設(shè)置監(jiān)控儀器，監(jiān)測處理過程中各位置的濕度、溫度等，便于實(shí)時(shí)分析。

1.3.2 地下水及土壤保護(hù)——基于地下防滲帷幕注漿治理技術(shù)

地下防滲帷幕注漿技術(shù)是一項(xiàng)防止垃圾填埋場污染物繼續(xù)向土層深處和周邊滲透的技術(shù)，是一種典型的封堵型技術(shù)，通常作為垃圾填埋場治理首要環(huán)節(jié)基礎(chǔ)技術(shù)來應(yīng)用。地下防滲帷幕注漿治理技術(shù)具體分為設(shè)置帷幕和注漿成墻2個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)置帷幕是利用專用復(fù)合材料，將其設(shè)置于垃圾填埋場土層四周，阻斷垃圾滲濾液及有害氣體繼續(xù)滲透。而注漿則是在設(shè)置帷幕的基礎(chǔ)上，通過挖掘溝渠，形成阻斷區(qū)，再注入高密度混凝土材料，形成連續(xù)性阻斷墻的形式，利用阻斷墻高強(qiáng)度、高耐久度的特點(diǎn)，進(jìn)一步強(qiáng)化防滲帷幕的應(yīng)用效果。在大多數(shù)非正規(guī)垃圾填埋場的處理中，設(shè)置帷幕都可有效迅速阻止污染擴(kuò)散，對(duì)生態(tài)急救、綠化保護(hù)等有積極的作用。

例如在非正規(guī)垃圾填埋場項(xiàng)目的治理中，判斷該垃圾填埋場原始范圍污染物影響范圍已經(jīng)超過300m，而污染區(qū)距附近河流最短距離不到200m，具有嚴(yán)重的河流污染風(fēng)險(xiǎn)。為此，經(jīng)過現(xiàn)場勘察，結(jié)合該填埋場治理區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，決定采用挖篩分治和隔水帷幕治理技術(shù)結(jié)合的方案，首先阻斷污染進(jìn)一步擴(kuò)張的路徑，保護(hù)好河流生態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場勘探發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域垃圾填埋土已經(jīng)入侵距地面約16m的首層地下水層，同時(shí)還產(chǎn)生大量的滲濾液，對(duì)周邊地下水的污染范圍在逐步加大。因此，在挖篩分治之前，要做好現(xiàn)場的止水工作，及時(shí)避免污染擴(kuò)散，減少地下水抽出量，所以設(shè)置隔水帷幕是比較關(guān)鍵的方法[3]。

在該工程中，治理單位結(jié)合現(xiàn)場情況，在治理區(qū)分2個(gè)區(qū)段進(jìn)行隔水帷幕的設(shè)置。其中，2個(gè)隔水帷幕深度分別為15.6m和19.1m。設(shè)置隔水帷幕時(shí)，選用的是高壓旋噴樁施工技術(shù)，為了避免在采用高壓旋噴樁施工時(shí)出現(xiàn)垃圾土、填埋土中成樁的情況，在施工前對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行了一級(jí)邊坡開挖。高壓旋噴樁施工時(shí)，旋噴樁樁頂標(biāo)高21.5m，成樁范圍均在自然土層之中。樁徑為750mm，共設(shè)置2排樁，樁間咬合厚度為200mm，墻體厚度為115.5cm，樁身深入垃圾填埋土，進(jìn)入自然土層中的黏土層約2.0m。該工程隔水帷幕設(shè)置情況見圖2，可見隔水帷幕樁深入以粉質(zhì)黏土、粉土及黏土為主的第4大層。該層土壤密實(shí)度高，自然抗?jié)B能力較強(qiáng)，和隔水帷幕可以形成一套全方位的地下防滲、防污染擴(kuò)散系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到阻斷非正規(guī)垃圾填埋場污染擴(kuò)散的目的。在此基礎(chǔ)上，治理單位結(jié)合后續(xù)的污染物治理、植被覆蓋等方法，在有效處理該填埋場污染問題的基礎(chǔ)上，促進(jìn)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的有效恢復(fù)。

圖2 隔水帷幕設(shè)置示意圖

1.3.3 滲濾液處理——基于原位好氧穩(wěn)定化技術(shù)

黏性土

滲濾液是垃圾填埋場中比較常見的污染物，通常是由于垃圾在土壤中發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合地表滲流、地下水而形成的，具有滲透性的高濃度污染液體。受到液體特性的影響，滲濾液通常會(huì)滲透到較深的土層之中，污染土壤的同時(shí)對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染。而通常情況下，非正規(guī)垃圾填埋場的滲濾液處理及防滲措施都做得不好，導(dǎo)致滲透范圍廣，對(duì)環(huán)境污染程度不言而喻。針對(duì)非正規(guī)垃圾填埋場滲濾液的處理，通常采用封、抽、凈化結(jié)合的方法。除了前文提到的設(shè)置防滲帷幕以外，還可以通過現(xiàn)場抽取、轉(zhuǎn)移的方式進(jìn)行處理。在該項(xiàng)目中，考慮到該非正規(guī)垃圾填埋場垃圾容量巨大，待處理滲濾液多，抽取、運(yùn)輸成本高，因此決定通過在現(xiàn)場設(shè)置提升井、調(diào)節(jié)池的方式，結(jié)合原位好氧穩(wěn)定技術(shù)，進(jìn)行現(xiàn)場處理。

在該項(xiàng)目具體實(shí)施中，于治理區(qū)域南側(cè)和北側(cè)分別建立2排滲濾液提升井，建設(shè)總數(shù)為115座。在井內(nèi)設(shè)置型號(hào)為100QJ10-51/5-3kW的提升泵，實(shí)現(xiàn)對(duì)井底滲濾液的提升，再輸送到調(diào)節(jié)池，以備處理。該項(xiàng)目在預(yù)處理的基礎(chǔ)上，采用厭氧反應(yīng)器結(jié)合A2/O+MBR，再結(jié)合芬頓氧化系統(tǒng)的組合處理工藝。經(jīng)過該技術(shù)系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了該區(qū)域滲濾液日處理量超過280m3的目標(biāo)，且達(dá)到了相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)，具體處理效果見表2。

表2 滲濾液處理前后污染物含量對(duì)比

在滲濾液處理之后，通過在其中加入化學(xué)藥劑及生物菌劑的方式，將溶液回灌到垃圾堆體中。通過溶液的滲透和微生物的活動(dòng)，可以對(duì)垃圾進(jìn)行快速好氧降解，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生新的污染物。考慮到該項(xiàng)目實(shí)際情況，技術(shù)單位采取的具體處理方式如下。在前文提到的滲濾液處理系統(tǒng)的出水口配置水箱。然后，按照一定比例，階段性向水箱內(nèi)加入化學(xué)藥劑及生物菌及，使其與處理后的滲濾液充分融合，再由抽水泵將水箱中的溶液輸送到垃圾堆體頂部水箱，由該水箱將溶液分別輸送到各個(gè)回灌橫井之中，具體設(shè)置圖如圖3所示。

圖3 滲濾液回灌橫井布置示意圖

2 治理效果分析

2.1 整體效果

基于好氧生物反應(yīng)器治理的全面應(yīng)用，該項(xiàng)目有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾層、污染土壤層的有機(jī)降解。自正式實(shí)施25個(gè)月后，經(jīng)先勘測，發(fā)現(xiàn)垃圾整體降解率達(dá)到了89.1%，遠(yuǎn)超治理目標(biāo)。相對(duì)垃圾挖掘、轉(zhuǎn)移運(yùn)輸處理的原始方案，該方案雖前期投入成本較高，但總成本僅為原始方案模擬成本的67.3%，展現(xiàn)出很好的效益性。

2.2 地下水及土壤保護(hù)效果

該項(xiàng)目中，花費(fèi)約3個(gè)月時(shí)間完成隔水注漿帷幕的建造，建造期間及建造之后，通過現(xiàn)場勘察分析，將該非正規(guī)垃圾填埋場的污染擴(kuò)散趨勢(shì)進(jìn)行了有效阻斷。結(jié)合區(qū)域化的土壤污染治理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)填埋場周邊區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)，加上一些綠化種植措施，提升了高區(qū)域的綠化率。阻斷污染擴(kuò)散之后，經(jīng)過一系列的地下水保護(hù)措施，有效實(shí)現(xiàn)了地下水污染治理。至2021年初，該填埋場周邊地下水污染物質(zhì)含量降低至標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，表明該生態(tài)恢復(fù)措施獲得了顯著成果。

2.3 滲濾液處理效果

在該項(xiàng)目中，經(jīng)隔水帷幕內(nèi)外多個(gè)位置的監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)及現(xiàn)場取樣分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該舉措很好地阻斷了滲濾液進(jìn)一步擴(kuò)散污染的趨勢(shì)，基本消除了對(duì)周邊土壤及河流生態(tài)的污染風(fēng)險(xiǎn)。而得益于原位好氧穩(wěn)定化技術(shù)的應(yīng)用，通過對(duì)該非正規(guī)垃圾填埋場滲濾液的提取和處理，整體處理達(dá)標(biāo)率達(dá)到91.1%，很好地實(shí)現(xiàn)了該垃圾填埋場垃圾與滲濾液的分離和處理。

3 結(jié)語

總而言之，從我國的實(shí)際情況能夠看出，各省依然還有一定數(shù)量的非正規(guī)垃圾填埋場，在影響城市環(huán)境的情況下，還占用大量的土地資源。因此，在治理過程中，要了解填埋場的具體情況，例如位置、時(shí)間等。結(jié)合城市的規(guī)劃進(jìn)行分析，科學(xué)選擇處理技術(shù)，例如非正規(guī)垃圾填埋場必須要用于其他的用途，那么就只能夠?qū)⑵浒徇w。此外，根據(jù)不同方法所使用的資金各不相同，需要從實(shí)際情況來加以分析，確保資金合理使用。