陳 芊，張 壘

(成都市規(guī)劃設計研究院，成都 610041)

前 言

改革開放以來，隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，每年產(chǎn)生的生活垃圾數(shù)量也成倍增加，生活垃圾填埋技術因其技術發(fā)展成熟、管理方便、處理量大、投資成本低等優(yōu)點，成為我國處理生活垃圾的主要手段[1-2]。垃圾填埋雖然一定程度上解決了生活垃圾的處理問題，但是近年來其弊端也越來越受重視，老舊垃圾填埋場存量垃圾帶來的問題主要包括：垃圾滲濾液的不斷累積、簡易封場后受雨水沖刷會導致?lián)P塵和填埋垃圾逸散氣體、部分區(qū)域裸露垃圾帶來的惡臭及景觀問題[3-4]。

為了解決老舊生活垃圾填埋場庫容飽和后產(chǎn)生的各類問題，國內(nèi)外的治理主要分為原位治理和異位治理兩大類。原位治理主要采用原位封場處理和原位好氧降解處理。原位封場處理采取覆蓋封場、垂直和水平防滲措施、滲濾液收集和處理以及填埋氣體的導排、燃燒或利用等措施，使非正規(guī)垃圾填埋場中污染的無序排放被人為控制，變成有序排放[5]。原位好氧降解處理是根據(jù)好氧填埋反應器原理，將滲濾液、其他液體及空氣等根據(jù)場內(nèi)垃圾生物降解需要，改變填埋場中的物理和化學條件，建立符合微生物生長的環(huán)境，通過一種可控的方式加入至填埋場。異位治理的主要手段為全量轉(zhuǎn)運異地處置和原位篩分異地處置[6]。全量轉(zhuǎn)運異地處置是將存量垃圾開挖后，不經(jīng)過篩分直接轉(zhuǎn)運至相應場所處理或利用。原位篩分異地處置針對滿足條件的垃圾填埋場，進行陳腐垃圾開挖、篩分、轉(zhuǎn)運等處理，對不同類型組分進行就地處理或者轉(zhuǎn)運、暫存和資源化利用。

本文選擇攀枝花市一老舊生活垃圾填埋場，該填埋場庫容已滿，停止接收生活垃圾，并進行了簡易封場。選擇應用較為廣泛的原位封場處理和原地篩分異地轉(zhuǎn)運處理，對兩種處理方式的環(huán)境影響進行對比分析。

1 填埋場及處理方案概況

1.1 填埋場概況

該垃圾填埋場地處一溝谷中，場區(qū)東西向?qū)捈s300m，南北向長約600m，中間地帶為地勢較低的坡地。從1986年起，該生活垃圾填埋場作為攀枝花市主要生活垃圾填埋場之一，負責接納周邊片區(qū)的生活垃圾進行簡易填埋。由于當時國內(nèi)還沒有垃圾填埋的相關標準和規(guī)范，該填埋場也未履行環(huán)境影響評價手續(xù)，除在填埋場下方建有一漿砌石垃圾壩及一容積約1 000m3的滲濾液調(diào)節(jié)池外，填埋場再未采取任何防滲、導排及滲濾液處理等環(huán)保措施，故該填埋場實質(zhì)上就是一個垃圾堆放場。

為解決上述污染問題和填埋場剩余庫容不多的問題，1998年在該生活垃圾填埋場庫區(qū)旁另行新建了一處城市生活垃圾處理廠，對此后進入該填埋場的生活垃圾采取分選、堆肥和焚燒等無害化、資源化措施進行處理，處理后剩余的以磚石等無機物為主的垃圾殘渣和焚燒爐渣再送至該填埋場進行填埋。

2007年，由于該生活垃圾填埋場已填埋作業(yè)至設計終場標高，在對該垃圾填埋場進行簡單封場后，該生活垃圾填埋場關閉，不再接受垃圾填埋。截止2007年為止，填埋場填埋庫區(qū)占地約76.52畝，填埋垃圾庫容約200萬m3。

表1 該垃圾填埋場垃圾構(gòu)成及分類Tab.1 Composition and classification of waste in the landfill (%)

注：可堆腐物包括有機物中動植物和無機物中灰渣土。

從表1可以看出，該生活垃圾填埋場入場垃圾中灰渣土等無機物成分含量高達80.5%；動植物等有機物含量為19.6%，垃圾填埋場入場垃圾中有機物含量總體不高；生活垃圾中可堆腐物約占垃圾總量的79%～87%，平均占垃圾總量的84%。可堆腐物垃圾中有機物垃圾平均占23%，無機物垃圾平均占77%。

1.2 處理方案簡介

1.2.1 原位封場處理

該生活垃圾填埋場封場管理工程項目由主體工程、配套工程、生產(chǎn)管理與生活服務設施等構(gòu)成。具體包括以下內(nèi)容：

(1)主體工程：垃圾堆體整治、封場覆蓋、填埋氣體導排與處理系統(tǒng)、滲濾液導排與處理系統(tǒng)、截洪系統(tǒng)、綠化與植被恢復等。

(2)配套工程：供配電、給排水、消防和通信等(垃圾填埋場利用原有設施)。

(3)生產(chǎn)管理與生活服務設施：辦公用房等(垃圾填埋場利用原有設施)。

1.2.2 異地轉(zhuǎn)運處理

好氧穩(wěn)定+原位篩分+分類轉(zhuǎn)運異地處理目主要包括以下幾個子項：污染擴散阻隔工程、好氧快速穩(wěn)定化系統(tǒng)、全量開挖篩分系統(tǒng)、分類轉(zhuǎn)運處理系統(tǒng)等(下圖)。

圖 原位篩分異地轉(zhuǎn)運處理技術路線圖Fig. Roadmap of in-situ screening technology and transshipment

2 環(huán)境影響分析

2.1 大氣環(huán)境影響

2.1.1 原位封場處理

該填埋場中大部分垃圾填埋時間均已在10年以上，垃圾堆體處于甲烷發(fā)酵階段向成熟階段過渡，封場期產(chǎn)生的填埋氣體中主要成份為CO2和CH4，含有少量NH3和H2S等惡臭氣體。封場后最大年產(chǎn)填埋氣體量為112.3萬m3，甲烷的體積分數(shù)按50%計算，則封場后第1～5年、第10年、第15年、第20年甲烷產(chǎn)生源強如表2所示。

表2 甲烷產(chǎn)生源強Tab.2 Source of CH4

從表2可以看出，封場施工結(jié)束后，垃圾氣體中的CH4產(chǎn)生速率呈逐漸下降趨勢，因此，當甲烷濃度降低到無法點燃處理時，填埋氣體不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響；通過類比類似項目，預計10年甲烷濃度降低到無法點燃。

根據(jù)填埋場中填埋垃圾組分、填埋時間等垃圾填埋場情況，主要的惡臭產(chǎn)生源來自填埋庫區(qū)和滲濾液調(diào)節(jié)池?？紤]氣體處理措施及運行情況，對惡臭氣體源強進行估算。項目封場后最大產(chǎn)氣年填埋氣體量為112.3萬m3，其中氨氣(NH3)的平均體積百分比為0.000 9%、密度為0.597 1kg/m3，硫化氫(H2S)的平均體積百分比為0.000 2%、密度為1.19kg/m3。同時在封場后期，填埋氣體經(jīng)生物除臭設施處理直接外排，過濾脫臭效率在65%以上，由此得出填埋場最大產(chǎn)氣年氨氣排放濃度為2.3×10-4kg/h，硫化氫排放濃度為8.9×10-5kg/h。封場后第1～5年、第10年、第15年、第20年惡臭源強見表3、表4。

表3 氨氣排放源強 Tab.3 Source of NH3

表4 硫化氫排放源強Tab.4 Source of H2S

續(xù)表4

封場年份填埋氣產(chǎn)量(萬m3/a)H2S產(chǎn)量(萬m3/a)H2S密度(kg/m3)產(chǎn)生源強(kg/h)364.150.032 11.71×10-4448.480.024 31.541.29×10-4536.640.018 39.75×10-5101.680.000 94.80×10-6150.410.000 21.07×10-6200.105.0×10-52.66×10-7

封場工程完工時，惡臭氣體(H2S、NH3)均滿足《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)中二級標準(新擴改建)，再加之施工結(jié)束后，對垃圾堆體進行植物種植，因此，封場期滲濾液調(diào)節(jié)池產(chǎn)生的惡臭氣體不會超過惡臭排放標準，對周圍大氣環(huán)境影響較小。

2.1.2 異位轉(zhuǎn)運處理

異位轉(zhuǎn)運處理產(chǎn)生廢氣的階段主要集中在施工期，包括施工期揚塵、開挖作業(yè)產(chǎn)生的惡臭氣體、好氧穩(wěn)定化處理抽氣廢氣和垃圾分選后電加熱熔融過程分解會產(chǎn)生有機廢氣。

正常工況下，本項目大氣環(huán)境影響污染點源及面源參數(shù)分別見表5、表6。

表5 點源污染源正常排放參數(shù)一覽表Tab.5 Normal emission parameters of point source pollution sources

表6 面源污染源正常排放參數(shù)一覽表Tab.6 Normal emission parameters of non-point source pollution sources

選用《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》(HJ2.2-2008)中的推薦模式SCREEN3估算結(jié)果作為本項目污染物對下風向的環(huán)境影響結(jié)果。本項目投產(chǎn)后，對周圍環(huán)境保護目標濃度預測及達標情況分析見表7。

表7 環(huán)境保護目標濃度預測及達標情況一覽表Tab.7 Concentration prediction and standard achievement of environmental potection Targets

續(xù)表7

環(huán)境保護目標(方位,距離)污染物排放量(mg/m3)標準值(mg/m3)占標率(%)達標情況非甲烷總烴0.032 822.01.64達標保護目標2(N,280m)氨0.004 670.202.34達標硫化氫0.001 070.011.07達標粉塵0.003 4840.3×1030.39達標非甲烷總烴0.042 052.02.10達標保護目標3(NE,441m)氨0.003 620.201.81達標硫化氫0.000 830.010.83達標粉塵0.003 2790.3×1030.37達標非甲烷總烴0.039 552.01.98達標保護目標4(SE,250m)氨0.004 850.202.43達標硫化氫0.001 110.011.11達標粉塵0.003 4260.3×1030.27達標非甲烷總烴0.041 342.02.07達標

通過對比表2～表6中兩種方案的污染物排放源強，可以看出原位封場處理的污染物排放明顯少于異地轉(zhuǎn)運處理。原位封場處理在運營期產(chǎn)生的填埋氣體、惡臭氣體(氨、硫化氫)濃度小于異地轉(zhuǎn)運處理開挖階段產(chǎn)生的污染物濃度，且原位封場處理產(chǎn)生的廢氣逐年減少；與此同時，異地轉(zhuǎn)運處理垃圾轉(zhuǎn)運焚燒仍需進一步落實，垃圾焚燒產(chǎn)生的廢氣量較大，且持續(xù)時間較長。

2.2 地表水環(huán)境影響

2.2.1 原位封場處理

施工期廢水主要包括3部分：一是工程施工中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，設備沖洗廢水產(chǎn)生量約為2.2m3/d，施工廢水經(jīng)沉淀、隔油、除渣后回用；二是工程施工人員產(chǎn)生的生活污水，主要含CODCr、BOD5、氨氮、SS等污染物質(zhì)，產(chǎn)生量約1.2m3/d；三是施工期滲濾液，期對原垃圾填埋場進行封場施工時，產(chǎn)生的滲濾液約為11.2m3/d，產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)露天導排明溝排入滲濾液調(diào)節(jié)池。為避免施工期調(diào)節(jié)池滲濾液滿溢，施工期間吸污車一天運輸4次，滲濾液運輸量為24m3/d。

封場后垃圾填埋場庫區(qū)內(nèi)不設管理生活區(qū)，填埋場勞動定員按4人計，生活污水產(chǎn)生量約為0.19m3/d。生活污水主要污染物為CODCr、NH3-N等。生活污水排入滲濾液調(diào)節(jié)池，與滲濾液一起處理。在本項目封場完成后，滲濾液產(chǎn)生量約為4 333.2m3/a，每天平均產(chǎn)生量約為11.87m3。在封場后，隨著時間的增加，垃圾滲濾液中的有機物濃度將進一步降低。封場期產(chǎn)生滲濾液經(jīng)新建的滲濾液導排系統(tǒng)收集進入場區(qū)原調(diào)節(jié)池，由吸污車定期轉(zhuǎn)運。

2.2.2 異地轉(zhuǎn)運處理

廢水主要包括滲濾液、化驗廢水、生活污水；施工期廢水污染源包括洗料廢水、保濕、沖洗與設備清洗廢水等。與原位封場處理相同，均選擇將滲濾液收集轉(zhuǎn)運。目前滲垃圾填埋場滲濾液產(chǎn)生量為23.8m3/d，因工程采用全量開挖方式，所產(chǎn)生滲濾液全部轉(zhuǎn)運。生活廢水產(chǎn)生量為5m3/d，產(chǎn)生量較小，而且以蒸發(fā)損耗為主，基本沒有排放。施工區(qū)的洗料廢水用量較大，經(jīng)過沉淀后可全部回用，不外排；地面沖洗和設備清洗廢水由于量非常小，集中收集回用后用于施工洗料或通過蒸發(fā)損耗，不外排。

表8 兩種處理方案廢水量對比Tab.8 Comparison of wastewater quantity between two treatment schemes (m3/d)

對比兩種方案，從滲濾液每日產(chǎn)生量、轉(zhuǎn)運量，以及工程施工、滲濾液轉(zhuǎn)運、降雨帶來的滲濾液風險等方面綜合考慮，原位封場處理對地表水環(huán)境的影響好于異地轉(zhuǎn)運處理。

2.3 地下水環(huán)境影響

2.3.1 原位封場處理

分正常工況和風險事故兩種工況進行預測。各工況設計及參數(shù)選取見表9。

表9 填埋場滲濾液下滲量工況表Tab.9 Leachate Infiltration conditions of landfill

各工況下廢水滲漏量及污染源強結(jié)果見表10。

表10 污染物源強數(shù)據(jù)Tab.10 Source of pollution

對封場維護管理期正常工況下污染物的變化趨勢進行數(shù)值模擬，模擬計算結(jié)果顯示，由于正常工況下防滲條件極好，污染物下滲量極小，至施工期結(jié)束，并呈現(xiàn)出衰減趨勢。正常工況下，不同時間污染物濃度統(tǒng)計見表11。

表11 正常工況下污染物濃度最大濃度與時間關系表Tab.11 Relationship between maximum concentration of pollutants and time under normal conditions (mg/L)

風險事故設計為填埋場覆蓋層防滲系統(tǒng)完全失效，覆蓋系統(tǒng)對降雨入滲的阻隔作用減弱，此時下滲量明顯增加至7.16m3/d。發(fā)生風險事故，應及時采取措施。本次模擬計算為填埋場覆蓋層防滲系統(tǒng)完全失效至40年，對地下水環(huán)境的影響預測。風險事故下，不同時間污染物濃度見表12。

表12 事故事故工況下污染物濃度最大濃度與時間關系表Tab.12 Relationship between maximum concentration of pollutants and time under accident conditions (mg/L)

2.3.2 異地轉(zhuǎn)運處理

正常工況下采用人工防滲、與雨污分流等措施，根據(jù)治理目標，現(xiàn)有垃圾堆體滲濾液通過污水處理站處理后由原有建設單位用罐車將廢水運送至二灘垃圾處理中心(鹽邊分廠)深度處理，處理達標后排放。開挖工程進行過程中，每日產(chǎn)生的垃圾滲濾液均會外運，因此，在正常工況下不會對地下水環(huán)境造成影響。

由于2007年該填埋場關閉封場時覆蓋材料中未采用粘土或土工膜等防滲材料，封場后大氣降水入滲后仍導致較大量的滲濾液產(chǎn)生。根據(jù)填埋場資料，目前垃圾填埋場滲濾液產(chǎn)生量約為23.8m3/d，其中CODMn的含量為296mg/L，項目所在地水文地質(zhì)條件中，滲濾系數(shù)0.007～0.065 8m/d，有效孔隙度0.2，縱向彌散度20m2/d，橫向彌散度2m2/d，含水層厚度小于60m。

地下水環(huán)境影響預測采用平面連續(xù)點源一維穩(wěn)定流動二維水動力彌散模型，數(shù)學模型表示為：

式中：x,y—計算點處的位置坐標；t—時間，d；

C(x,y,t)—t時刻x,y處的示蹤劑質(zhì)量濃度，mg/L；

M—承壓含水層厚度，m；

mt—單位時間注入示蹤劑的質(zhì)量，kg/d；

u—水流速度，m/d；

n—有效孔隙度，量綱為1；

DL—縱向彌散系數(shù)，m2/d；

DT—橫向y方向的彌散系數(shù)，m2/d；

π—圓周率；

K0(β)—第二類零階修正貝塞爾函數(shù)；

在事故工況下，覆蓋系統(tǒng)僅為中間簡易覆蓋功效，面積占總面積100%。此時滲濾液產(chǎn)生量為23.8m3/d，產(chǎn)生的滲濾液30%下滲進入地下水系統(tǒng)，下滲量為7.16 m3/d。事故工況下，不同時間污染物濃度見表13。

從表13可以看出，當工程施工期發(fā)生事故時，短時間內(nèi)地下水污染物含量超標近6倍，在工程持續(xù)的兩年時間內(nèi)，地下水環(huán)境無法得到恢復。

綜合上述結(jié)果，在對地下水環(huán)境的影響上看，原位封場處理的污染輕、時間長；異地轉(zhuǎn)運處理的污染重、時間短。

3 結(jié) 語

結(jié)合上述分析結(jié)果，針對庫容飽和的老舊生活垃圾填埋場，就目前主流的技術手段而言，原位封場處理的綜合環(huán)境影響優(yōu)于開挖篩分的異地轉(zhuǎn)運處理方式。與此同時，在選擇處理工藝時，還應對工程帶來的社會影響、環(huán)境風險和經(jīng)濟損益進行分析比較，選擇最優(yōu)方案。

在對老舊生活垃圾填埋場存量垃圾進行處理時，要做好信息公開、穩(wěn)定群眾的工作，在工程實施過程中，應嚴格按照各項法律法規(guī)及規(guī)章制度完成相應的環(huán)境保護措施，減少對周邊環(huán)境和居民的影響，達到改善當?shù)丨h(huán)境的目的。