生活垃圾的可持续填埋

摘要：以天津市武清垃圾处理厂工程为例，阐明生活垃圾通过前分选减量、渗沥液回喷加速填埋堆体稳定和矿化垃圾填埋以及后期开采利用等措施，可节约土地资源，延长垃圾填埋场使用年限，实现垃圾的综合利用。
关键词：卫生填埋；减量化；矿化垃圾
中图分类号：TU993.3；X799.3文献标识码：B文章编号：1005－8206（2010）05－0020－03
1可持续的生活垃圾处理方法
　　卫生填埋是世界上最常用的垃圾处理技术，截至2008年底，国内城市生活垃圾无害化处理场为579座，其中填埋场456座，填埋处置的垃圾量占总量的70%以上。由于卫生填埋投资和运行费用较低，处理工艺简单，可方便迅速、大规模处理生活垃圾，该方法仍是我国今后一段时间垃圾处理采取的主要方法。
　　卫生填埋处理城市生活垃圾虽然优点很多，但大量占用土地资源，在城市化飞速发展，空间资源紧缺的大城市如何节约用地，提高填埋占地的重复利用率，是解决垃圾处理可持续发展的重要问题。对此，国内外提出了一些新的垃圾填埋理念，如生物反应堆填埋法和矿化垃圾开采等。
1.1生物反应堆填埋法
　　生物反应堆填埋法（见图1）是通过控制堆体内的生物厌氧活动条件，如沼气、渗沥液的产生、渗沥液循环及填埋沉降等，促进生物活动的进行。在堆体内分层布置管道，用于收集和输送渗沥液，定期将渗沥液回灌到堆体中，加速堆体的稳定。填埋产生的气体通过收集、处理可作为能源利用，稳定后的土地可再利用。该方法的运行需要对垃圾堆内的生物活动进行观测、控制，需要测量初期碳氮比、密度、孔隙比、有机物含量、湿度、挥发性固体、气压和温度等参数。与一般填埋场相比，其所需建设和运行成本有所增加。

图1生物反应堆填埋示意
1.2矿化垃圾开采
　　生活垃圾填埋场的开采实践始于20世纪50年代，以色列对特拉维夫市的生活垃圾填埋场进行开采，填埋场开采的概念也因此而产生。填埋场开采，就是利用传统的表面挖掘技术将填埋场内的垃圾挖出，回收利用其中的金属、玻璃、塑料、土壤和土地等的一个过程[1]。美国1990年，对Lancaster县Frey Farm垃圾填埋场进行开采，开采出来的垃圾经筛选后，有56%变成燃料，还可获得41%的泥土资源，填埋场开采后腾出的空间重新填埋垃圾，从而使填埋场重复使用[2]。
　　矿化垃圾的开采，国内学者做过一些研究，阳小霜等以上海老港工程实例表明，填埋10a以上垃圾中易降解物质完全或接近完全降解，垃圾填埋场表面沉降量非常小（如小于1cm/a，垃圾中有机物含量小于10%，垃圾自然产生渗沥液和气体产生量很少或不产生：垃圾填埋场达到稳定化状态即无害化状态，此时的垃圾称为矿化垃圾[3]。矿化垃圾已达到无害化处理可以挖出。挖出后，土地可循化使用，矿化垃圾可综合利用。
2天津市武清区垃圾处理厂工程设计
2.1工程概况
　　天津市武清区垃圾综合处理厂由天津市环境卫生工程设计院设计，2007年竣工投产。该工程日处理垃圾200t，占地12.2hm2，主要处理工艺为填埋。垃圾填埋总容量为75万m3，按常规填埋方法计算使用年限为14a。为了提高填埋使用年限，资源化利用生活垃圾，2003年天津市环境卫生工程设计院在天津市科委支持下以资源化研究为课题进行了深入研究、实验和论证，2007年完成课题研究，并将科研成果应用于武清垃圾处理厂作为示范工程。
　　天津市武清区垃圾处理厂的建设，在节约土地、循环利用方面也做了一些尝试，收到了较好的效果。本工程运行3a以来，恶臭、轻质物飘尘的污染大大减少，周边环境有了较大改善，居民满意度很高。2009年该工程获天津市海河杯优秀勘察设计三等奖。
2.2工程的主要工艺特点
2.2.1前分选减量化
　　采用前分选技术将武清区生活垃圾中可回收物、热值高的物质分选出来，一是减少填埋量，二是可得到高热值的垃圾用于焚烧，使有用物质得到充分利用。进场200t垃圾。经过破袋筛分选出的高热值物料，经压缩转运焚烧处理。筛下物再经过细筛筛分，筛上物作填埋处理，筛下物经处理后可作为填埋场覆盖土，其中的磁选装置选出金属回收。工艺流程见图2。

图2前分选工艺流程
　　通过预处理减少填埋量30%，同时节约了填埋作业覆盖土的费用，减少了轻质物飘尘的污染，改善了周边环境。
2.2.2加速垃圾堆体稳定
　　借鉴国外生物反应填埋的处理方法，垃圾渗沥液进行回灌处理，将在填埋场底部收集到的渗沥液分层重新回灌堆体内。