吳 奐，歐春華

（1.湖南有色金屬研究院有限責(zé)任公司，湖南長沙 410100；2.中機國際工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，湖南長沙 410021）

生活垃圾衛(wèi)生填埋場可解決城鎮(zhèn)生活垃圾露天堆放、滲濾液影響地下水和下游飲水水源水質(zhì)、臭氣污染環(huán)境空氣、蚊蠅滋生疾病等問題，在改善城鎮(zhèn)環(huán)境和衛(wèi)生質(zhì)量、防止地下水污染、防范飲用水水源水質(zhì)安全風(fēng)險等方面都發(fā)揮了重要作用，但隨著生活垃圾衛(wèi)生圾填埋場運行日久，也暴露了一些填埋場運行中存在的環(huán)境問題。2019年12月～2020年1月，H省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、生態(tài)環(huán)境廳對全省多個垃圾衛(wèi)生填埋場進行污染防治拉網(wǎng)式專項排查，排查結(jié)果顯示，各填埋場存在重視力度不夠、填埋場現(xiàn)場管理不規(guī)范、滲濾液收集處理問題突出以及監(jiān)測、除臭工作不到位等問題。各填埋場針對排查出的簡單問題進行了整改，但較為復(fù)雜的問題在后續(xù)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)難以整改到位，本文將對這類復(fù)雜環(huán)境問題進行分析并就解決方案提供相關(guān)思路和建議。

1 某生活垃圾衛(wèi)生填埋場建設(shè)和運行狀況調(diào)查

1.1 填埋場設(shè)計建設(shè)情況介紹

某生活垃圾衛(wèi)生填埋場位于縣城城郊山坳，場地內(nèi)整個地勢西北高東南低，場址谷口向東南開口，場址北面、西面、南面為次生林地帶，東南面1.3 km有河流流經(jīng)，與城區(qū)相距約2 km。

填埋場占地19公頃，總庫容235萬m3，日處理生活垃圾約180 t，填埋垃圾總量約158萬t，服務(wù)年限24 a，于2011年開工建設(shè)，2012年建成并通過工程驗收，環(huán)保手續(xù)齊全。

填埋場采用改良型厭氧衛(wèi)生填埋工藝，平面布局分垃圾填埋區(qū)、滲濾液處理區(qū)以及管理、生活、環(huán)保監(jiān)測和維修區(qū)，實際建設(shè)垃圾填埋庫、垃圾壩和截污壩、環(huán)場截洪溝、防滲設(shè)施、地下水導(dǎo)排設(shè)施、滲濾液收集管、滲濾液處理站、填埋氣導(dǎo)出系統(tǒng)、垃圾場管理、生活輔助設(shè)施等，其中填埋庫區(qū)呈西北至東南走向，東南低西北高，庫區(qū)寬250 m，長300 m，分為一、二期庫區(qū)，二期庫區(qū)同時建設(shè)，分期填埋。在庫區(qū)下游設(shè)有1座垃圾主壩，位于垃圾填埋區(qū)的東南部，主壩下游建設(shè)滲濾液調(diào)節(jié)池和滲濾液處理站，滲濾液處理站建設(shè)規(guī)模240 m3/d。

1.2 填埋場運行狀況調(diào)查

至2020年，填埋場已運行8 a，已填埋垃圾28萬t（含老垃圾場存量垃圾約3萬t），占用一期庫區(qū)庫容50萬m3、二期庫區(qū)庫容約9萬m3，剩余二期庫容176萬m3。一期區(qū)目前覆蓋2.0HDPE防滲膜進行臨時封場，雨水排出垃圾堆體，填埋氣經(jīng)導(dǎo)氣石籠直接排空；二期庫區(qū)于2019年啟動填埋，2020年日處理規(guī)模達到170 t/d。

填埋場于2018年底～2019年對滲濾液處理站進行大修，采用“MBR（一級A/O）＋納濾＋反滲透”處理工藝，實際處理能力50～80 m3/d，為此設(shè)置1臺150 m3/d臨時應(yīng)急DTRO裝置，處理多余滲濾液和排水井受污染地下水。

2 填埋場運行中環(huán)境問題調(diào)查

在該生活垃圾衛(wèi)生填埋場采取整改措施后，2020年8～12月對填埋場進行詳細調(diào)查評估，發(fā)現(xiàn)填埋場仍存在如下問題。

2.1 滲濾液處理站實際處理量不滿足滲濾液處理需要

2020年該填埋場實際產(chǎn)生滲濾液100 m3/d，但該填埋場滲濾液處理站目前實際處理能力只有50～80 m3/d，不但遠小于240 m3/d的設(shè)計規(guī)模，也不能滿足填埋場實際產(chǎn)生滲濾液量的處理需要，僅依靠臨時應(yīng)急DTRO裝置處理多余滲濾液，不能解決滲濾液處理站存在的處理規(guī)模的問題。

2.2 填埋場周圍存在明顯異味

該填埋場建成運行多年，雖2018～2020年廠界H2S、NH3濃度和臭氣濃度均滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554-93）表1中二級標(biāo)準(zhǔn)，但臭氣濃度均能檢出，填埋場下風(fēng)向明顯可聞到臭味。

2.3 地下水存在超標(biāo)現(xiàn)象

該填埋場2018～2020年地下水日常監(jiān)測結(jié)果顯示，一眼監(jiān)視井、一眼擴散井存在Pb、菌落群數(shù)、NH3-N超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）III類標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象，另一眼監(jiān)視井存在Pb、菌落群數(shù)超標(biāo)現(xiàn)象，一眼擴散井存在CODMn、NH3-N、Mn、菌落群數(shù)超標(biāo)現(xiàn)象，排水井存在NH3-N、Mn、菌落群數(shù)超標(biāo)現(xiàn)象。

2.4 地下水監(jiān)測井設(shè)置、維護及跟蹤監(jiān)測不符合標(biāo)準(zhǔn)要求

該填埋場設(shè)置了6眼地下水監(jiān)測井，其中本底井1眼，擴散井2眼，監(jiān)視井2眼，排水井1眼。根據(jù)填埋場水文地質(zhì)勘查報告，本底井與填埋庫區(qū)不在同一地質(zhì)單元，監(jiān)測水樣不具填埋場地質(zhì)單元背景值代表性；因未維護，一眼擴散井塌方無法采水樣，2眼監(jiān)測井井口封閉不嚴，填埋場監(jiān)測井設(shè)置和維護均不滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）要求。

同時，該填埋場按季度進行地下水跟蹤監(jiān)測，或受天氣和降雨、監(jiān)測井塌方影響無法采到水樣時部分監(jiān)測井未采樣監(jiān)測，不滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）中每月1次的監(jiān)測要求。

3 原因分析

3.1 濃縮液回灌方式增大污染負荷、部分工藝組件老化使處理效率降低

垃圾滲濾液水質(zhì)是復(fù)雜多變的，填埋初期BOD5和CODCr濃度高，且其比值也較大；但隨著填埋年限的增加，BOD5和CODCr濃度下降，比值也逐漸減小，滲濾液監(jiān)測值顯示BOD5/CODCr平均比值為0.28，可生化性較差，而NH3-N則會略有增加。但該填埋場滲濾液處理站濃縮液固定在一個地方回灌，回灌后很快全部進入滲濾液，且濃縮液中鹽分及難降解污染物會不斷積累，增大復(fù)雜成分的污染負荷，使反滲透系統(tǒng)中滲透壓升高，膜結(jié)垢比較嚴重，造成膜回收率有所降低［1］。同時，該填埋場滲濾液處理站運行日久，部分工藝組件老齡化嚴重，加之填埋場滲濾液產(chǎn)生濃度增大，導(dǎo)致處理效率降低，為保證處理尾水達標(biāo)排放、滲濾液處理站只能減小處理規(guī)模。

3.2 填埋氣體自然導(dǎo)排、未收集利用

垃圾填埋氣主要是由于生活垃圾在填埋處理過程中其有機廢物經(jīng)厭氧降解產(chǎn)生的混合氣體，主要成份包括CH4、CO2、H2、N2、CO、O2，還有一些微量氣體，如H2S、NH3、硫醇類、硫醚類、硫化物、醛類、脂肪類、胺類、酚類等揮發(fā)性有機物。甲烷是排名第二位的溫室氣體，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。

該填埋場只建設(shè)了導(dǎo)氣石籠，未設(shè)置收集系統(tǒng)，實際為無組織排放。由于該填埋場已占用庫容33.6%，一期庫區(qū)進行了臨時封場，會產(chǎn)生大量填埋氣，填埋氣中含有大量甲烷和惡臭氣體，產(chǎn)生的惡臭氣體對周圍環(huán)境也會造成污染，對公眾健康具有危害性。

3.3 填埋庫區(qū)部分防滲膜可能存在破損

該填埋場建設(shè)前進行了地下水背景值調(diào)查，結(jié)果顯示符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-2017）III類標(biāo)準(zhǔn)。填埋場運行以來，跟蹤監(jiān)測部分擴散井、監(jiān)視井和排水井的地下水濃度均存在部分因子超標(biāo)現(xiàn)象，而填埋場水文地質(zhì)勘查報告表明填埋場為相對獨立的水文地質(zhì)單元，無外來地下水污染源。因此，填埋場所在區(qū)域地下水受污染最大可能原因為填埋庫區(qū)部分防滲膜可能存在破損，填埋場滲濾液滲漏進入地下水。

3.4 對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范認識不足、管理不到位

該填埋場建設(shè)之初水文地質(zhì)勘查不夠細致，對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范認識不足，導(dǎo)致建設(shè)的本底井不在填埋場同一水文單元內(nèi)，在填埋場運營中管理不到位，沒有對監(jiān)測井進行維護管理，地下水跟蹤監(jiān)測未按標(biāo)準(zhǔn)要求開展，也未及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)測井設(shè)置、維護的問題。

4 解決措施分析

4.1 滲濾液處理站改造和濃縮液回灌方式改變

提高滲濾液處理站的處理規(guī)模關(guān)鍵在于提高反滲透出水率，這需要控制鹽分的進入。在滲濾液處理過程中應(yīng)盡量避免酸堿中和，盡量避免采用單一物化方法處理滲濾液，從而降低鹽分。

針對滲濾液高氨氮、可生化性差問題，填埋場過去以通過更換反滲透濾膜作為改造手段，但運行結(jié)果顯示，更換濾膜只能短期提高處理規(guī)模，但濾膜結(jié)垢耗損速度加快，隨著濾膜結(jié)垢，反滲透處理規(guī)模將降低，為保證處理規(guī)模不得不提高濾膜的更換頻率，則滲濾液處理的成本直線上升。

為此，填埋場可采取改變濃縮液回灌方式和對滲濾液處理站設(shè)備和工藝改造相結(jié)合的整改方案。（1）在利用回灌工藝處理濃縮液過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)垃圾填埋場地理特點合理確定回灌方式。該垃圾填埋場為山谷型填埋場，可選擇石籠分散回灌方式，在垃圾填埋過程中建設(shè)回灌石籠。隨著填埋作業(yè)區(qū)域增加回灌石籠，分散回灌點，減少鹽分和復(fù)雜成分進入滲濾液，降低滲濾液處理站的污染負荷；（2）更換滲濾液處理站的老化設(shè)備，提高原有工藝的處理效率；（3）對滲濾液處理站工藝進行改造，在MBR處理工藝前增加一級A/O工藝，兩級A/O工藝為串聯(lián)連接，該工藝對脫氮工藝穩(wěn)定，兼具去除有機物、脫氮除磷效果，能提高滲濾液處理站前端生化處理設(shè)施的處理效率，降低反滲透濾膜污染負荷，減小膜結(jié)垢情況，提高膜的利用效率和反滲透出水率，進而達到提高滲濾液處理站整體處理規(guī)模的目的。該整改方案雖然在新增的A/O段增加一定運行成本，但能降低反滲透濾膜更換周期，極大地降低耗材成本，對滲濾液處理站的整體運行成本將會呈降低趨勢。

4.2 填埋氣收集發(fā)電綜合利用

填埋氣中除含有惡臭氣體H2S、NH3、硫醇等揮發(fā)性有機物外，還含有40%～60%甲烷。目前，填埋氣的處理方式主要有兩種，一種是收集后火炬焚燒處置，另一種是填埋氣發(fā)電綜合利用。由于甲烷是一種高熱值的能源，具有利用價值，如果收集后只采用高架火炬焚燒處置排放，是一種能源的浪費，不但沒實現(xiàn)經(jīng)濟價值，反而增加收集和處置填埋氣的運行成本。而填埋氣發(fā)電綜合利用工程是一種更具循環(huán)經(jīng)濟的利用方式，不但能減少填埋氣體排放帶來的溫室效應(yīng)，還能在抵消運行成本后帶來經(jīng)濟效益。

因此，從碳中和、碳達峰以及減輕臭氣影響角度來看，在該填埋場建設(shè)間距不大于50 m的垂直導(dǎo)氣井（沿堆體邊緣布置的導(dǎo)氣井間距不宜大于25 m），通過抽氣設(shè)施收集填埋氣凈化，配備填埋氣體發(fā)電機組發(fā)電綜合利用，設(shè)置焚燒火炬應(yīng)急，能減少碳排放和有害氣體污染，降低甲烷爆炸風(fēng)險，提升填埋場的環(huán)境效益，也能帶來經(jīng)濟效益。

4.3 及時更換破損無紡布，查找和修補滲漏點或地下水收集處理

由于填埋場地下水超標(biāo)，填埋場將排水井地下水排入臨時應(yīng)急池，采用臨時應(yīng)急DTRO裝置處理后排放。但由于排水井地下水導(dǎo)排量約為280 m3/d，150 m3/d的臨時應(yīng)急DTRO裝置處理超出滲濾液處理站的滲濾液20～50 m3/d后，剩余處理規(guī)模為100～130 m3/d，不能滿足受污染地下水量處理的需要，應(yīng)增加1臺處理規(guī)模200 m3/d以上的臨時應(yīng)急DTRO裝置處理地下水。臨時應(yīng)急DTRO裝置作為短期風(fēng)險應(yīng)對措施能起到較大效果，但從長遠來看，滲漏點將增多或擴大，如果長期不處理，進入地下水的滲漏液將增多，污染范圍也會增大，對環(huán)境的污染損失不可估量。因此，從運行成本和環(huán)境效益考慮，必須查找滲漏點后采取工程措施處理。

根據(jù)填埋場水文地質(zhì)勘查報告，填埋場水文地質(zhì)條件較簡單，同時水系統(tǒng)相對獨立、影響范圍較??；場地內(nèi)地下水類型主要分為兩類，即松散巖類孔隙水、基巖裂隙水，各含水層（組）富水性貧乏，填埋場可委托水文地質(zhì)勘查單位加密檢測，掌握地下水水質(zhì)變化情況，查找滲漏點。如滲漏點較少，可采取對防滲膜滲漏點進行接補的工程措施；當(dāng)漏點較多時在溝底集中排泄區(qū)設(shè)置地下隔水帷幕，在隔水帷幕前設(shè)置集水井，集中抽排受污染地下水進行處理，根據(jù)抽排受污染地下水配備適宜規(guī)模的DTRO設(shè)備，制定詳細的地下水環(huán)境監(jiān)測計劃、預(yù)防與應(yīng)急處理制度并嚴格執(zhí)行，從源頭上切斷地下水污染源，保證地下水環(huán)境安全。

4.4 補設(shè)監(jiān)測井，加強環(huán)境監(jiān)測和管理

填埋場水文地質(zhì)勘查報告，在填埋場同一水文單元上游重新鉆井作為本底井，原塌方擴散井廢棄，在其旁邊重新鉆井作為擴散井，對所有監(jiān)測井進行井壁和井口維護。

運營單位也應(yīng)加強環(huán)境管理和環(huán)境監(jiān)測，依據(jù)《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）要求制定并執(zhí)行監(jiān)測計劃，跟蹤監(jiān)測地下水的頻次不低于每月1次。

5 結(jié) 語

通過采取有效可行的措施，某生活垃圾衛(wèi)生填埋場能解決運行中存在的問題，確保填埋場穩(wěn)定運行，減輕對環(huán)境的影響。其它生活垃圾填埋場的運行也會存在諸多問題，須遵循對癥下藥、達標(biāo)排放原則，借鑒同類工程運行經(jīng)驗，采取行之有效的措施，盡量做到資源綜合利用，避免二次污染。