关于生活垃圾卫生填埋场扩容改造技术的探讨

韦顺艳

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州510010）

0 引言

随着城镇化的快速推进，我国城市生活垃圾清运量迅速暴增，且逐年增长显著。根据国家统计局发布的相关数据可看出我国近10年生活垃圾增长的趋势（如图1所示），生活垃圾的清运量由2010年的1.58亿t，增长到2019年的2.42亿t[1]，对应的增长率由3.6%增加至6.2%。通常，针对城市生活垃圾的无害化处理方法主要有卫生填埋、焚烧和堆肥，虽然近年来我国生活垃圾焚烧处理技术发展很快，至今仍然以正增长的速度迅猛发展，垃圾焚烧发电厂数量也由2010年的104座增加到2018年的331座[1]，但是卫生填埋处理技术依旧占有很大的市场，2019年仍然有近一半（约1.09亿t）的生活垃圾均采用了卫生填埋的方式进行处理，特别是对于焚烧厂没有或者还没建成的区域，填埋几乎成为解决当地生活垃圾的唯一方式。因此，在焚烧厂没有或者还没建成的已兴建垃圾填埋场的地区，当填埋场库容不足以应对当地产生的生活垃圾时，则会选择异地或者原地扩容的方式对填埋场进行扩容，以解决垃圾无处可去的将局面。填埋场的扩容方式包括异地扩容技术和原位扩容技术。异地扩容处理技术主要指异地搬迁处理技术，即另寻新的填埋场地对生活垃圾进行规范填埋；原位改造扩容技术则是对原填埋场进行改造，在不大肆开挖垃圾堆体的情况下达到扩容的目的，包括原位向上扩容和原位向下扩容技术，后者又可细分为排渗扩容技术、好氧加速稳定化扩容技术、排渗及好氧加速分解综合整治技术等。

1 填埋场扩容技术

1.1 异地扩容技术

图1 2010—2019年城镇生活垃圾清运量及处置量（单位：万t）

异地扩容技术将新垃圾或者是挖潜后的垃圾清运至新建的标准化生活垃圾卫生填埋场进行卫生填埋，以达到彻底消除污染的目的[2-3、8-9]。何耀忠曾研究在现有填埋区下游构建扩容填埋区，实践证明该方式能够消除溃坝风险，同时解决填埋库容不足的问题。扩容填埋区的建设极大缓解了当地生活垃圾终端无害化处理压力，为垃圾焚烧发电厂的筹建争取宝贵过渡时间[10]。按照挖潜垃圾是否进行筛分的前处理又可分为垃圾混合综合处理和垃圾筛分综合处理[3]。前者针对的是将垃圾堆体开挖后直接运到新的填埋场进行填埋；后者通常利用机械分离设备将垃圾堆体开挖后对垃圾进行筛分，各组分拣后利用或无害化处置。筛分工艺的原理是根据物料中各组分在密度、粒径大小、磁化率和光电性质等方的差异选用适当的设备，将物料分成性质相近的若干类，例如轻质筛上物、无机骨料、腐殖土及金属等。该方式的优点在于技术难度较低，可从根本上解决库容紧缺和污染问题，施工过程的复杂性和风险性比较小，缺点是由于土地资源紧缺，从立项到落地，整个流程的时间持续较久，且投资额比较大。

1.2 原位改造扩容技术

原位改造扩容技术是在原填埋场实施改造工程的技术手段。随着国家政策的调整，同时面对土地资源紧缺的局面，另征用地新建填埋场受到越来越多的限制，找到合适的场址变得越来越难，因此在填埋场原址上进行扩容改造不失为一种有效的扩容手段。采用原位扩容技术还可以直接利用原防渗系统，减少防渗方面的投资。

原位扩容技术可分为两大类：①原为向上扩容，即修正垃圾填埋的坡度（直接增大坡度或者构筑垃圾挡坝等）以便在原来的基础上额外增加填埋库容；②原为向下扩容，即加速垃圾堆体的沉降，释放填埋场的填埋空间。后者还是细分为三种类型：①单纯地通过排走垃圾间隙中的游离水和气体等，从而使得垃圾堆体下沉而产生额外的库容；②单纯的注入空气或者加入生物制剂，从而加速堆体的分解与稳定[4、7、8、9]，随后垃圾堆体将下沉而产生额外的库容；③技术即为前两者的结合，因垃圾中含有大量有机物，通过注入空气能够增加微生物降解有机质的速率，有机物发生发酵、降解等反应引起垃圾量减少，从而加速垃圾堆体沉降。其次，垃圾的孔隙率较大，填埋后垃圾中的孔隙多被渗滤液填充，降低了垃圾的压缩性能，而通过排渗降水的措施，在排出垃圾堆体内孔隙水的同时，也可改变深层垃圾的有效应力，使垃圾更易压缩，因此排掉堆体中的渗滤液能够进一步的加速垃圾堆体的物理压缩沉降。

迄今为止，国内外填埋场均有填埋库区原位扩容改造的案例，例如阿根廷布宜诺斯艾利斯北部填埋场，在实施原位扩容工程后，生物活性明显增加，有机质加速降解，大量渗滤液与填埋气排出，垃圾堆体沉降，最大沉降量为1.9m，产生的额外填埋库容约为12.5万m3；波兰扎布热垃圾填埋场位于波兰中部，在填埋场运行中期对渗滤液和填埋气导排系统进行改进，延长填埋场的使用寿命，产生约1.35万m3的填埋库容；黄志亮等人以国内第一个垃圾填埋场七子山垃圾填埋场为实例，从结构安全、防渗系统设计、防渗结构加固方面重点探讨垃圾填埋场垂直扩容技术的可行性[11]；广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场在临近封场时进行挖潜扩容改造工程，经挖潜后增加360万m3的库容，延长填埋场的服务年限约13年，该工程是在不新征地的情况下进行的挖潜扩容工程，为国内首例[12]。

与异地扩容手段相比，该技术的优势在于经济、施工周期短，施工过程可不开挖堆体，适宜作为短期应急手段，缺点在于实施技术难度较大，若实施过程操作不当，将有可能带来更严重的环境污染问题。例如，在实施原位扩容期间，会排出大量的渗滤液和填埋气，这些渗滤液和填埋气倘若无法及时处理，将会造成周围地表水及空气的污染。另外，如果操作不当，会破坏库区的防渗层，对地下水造成严重的污染。

2 结论

垃圾填埋场的库容是衡量填埋场处理生活垃圾能力的重要指标，在库容不足的时候，异地搬迁扩容手段和原位改造扩容技术都弥补库容不足的情况，两种方式各有优劣，具体选择何种方式应根据填埋场的实际情况从技术、工期、经济等方面进行全面分析和比较，最终确定适合的扩容手段。做到既节省投资，又能达到扩容的目的，控制污染的同时不产生二次污染。