上海老港填埋场转型发展实践分析

唐文荣

（上海老港废弃物处置有限公司，上海 201302）

0 引言

随着我国社会经济的飞速发展，以及城市化进程的不断加快，各类垃圾的产生量也不断增多。2019年，全国196个大、中城市生活垃圾产生总量为235 60.2万t，处 理 量23 487.2万t，处 理 率 达99.7%［1］。填埋一直是我国主要的废弃物处置手段，根据《中国环境统计年鉴（2019）》统计，2006—2018年间，生活垃圾填埋量占清运量的57%以上，总量近13亿t。随着焚烧等资源化技术的飞速发展，填埋处置量逐渐减少，但卫生填埋处理设施数量占无害化设施数量比例一直维持在70%~80%［2］。因填埋工艺具有简单、投资少、运营成本低等特点，在中小城市、县城以及乡镇中仍然是主要的生活垃圾处理方式。从露天堆场到半控制非卫生填埋场再到卫生填埋场，填埋技术不断更新发展，随着生态文明建设的持续推进，填埋技术必将迎来新一轮的升级转型。因此有必要对其发展历程进行总结与分析，对未来的发展趋势进行展望。本研究依托老港填埋场的升级转型工程实践，从老港填埋场的结构、运营和环境控制三个方面，进行了总结与分析，并提出了零填埋趋势下填埋场未来的发展前景。

1 老港填埋场发展历程

上海市是全国生活垃圾产量较高的城市之一，为了解决垃圾围城的问题，1985年，滩涂型老港处置场启动建设运营，自此成为消纳城市垃圾的重要处置场所。在多年的发展历程中，老港填埋场经历了从半控制非卫生填埋场，到卫生填埋场，最后到零填埋的发展历程（见图1）。建设之初，迫于当时技术的落后与资金的紧缺，非卫生填埋场老港处置场即一二三期填埋场开工建设。为了引进国外的先进填埋技术，中法合资的卫生填埋场四期填埋场建成运行。随着我国填埋技术的逐渐成熟，集生活垃圾、飞灰、污泥等为一体的五期综合填埋场建成运行。自1991年起，随着上海市生活垃圾的逐渐增多，老港填埋场生活垃圾填埋量逐渐增加，2017年达到最高峰，日均填埋量约12 659 t。随着上海垃圾分类政策的出台，以及垃圾焚烧、湿垃圾厌氧发酵等处置设施的建设，自2018年起生活垃圾填埋量逐渐减少，直至实现原生生活垃圾零填埋（见图2）。

2 非卫生填埋时期-老港处置场

2.1 填埋场结构

老港处置场（即一二三期填埋场）填埋区总面积是3.07×106m3，其中一号填埋区面积为1.6×106m3，二号填埋区面积为1×106m3，三号填埋区面积为0.82×106m3。老港处置场共分三期工程进行建设，总投资预算约3.38亿元［3］。一期工程建设完成一、二号填埋场，实现了上海市城市生活垃圾从分散堆放到集中处置的转折。二期工程对填埋区进行了完善设计，包括填埋单元划分，道路修筑，污水收集和处理系统、沼气导排等环保设施，完善供电供水、设备维修等保障措施［4］。三期工程建设完成三号填埋场。老港处置场没有水平防渗与垂直防渗措施，因此不是严格意义上的卫生填埋场，但在2004年增设了垂直防渗墙，并于2009年完成填埋作业进行生态修复工程。

2.2 运营情况

老港处置场自开始投入运行至填埋结束，期间共填埋生活垃圾量约2 809万t。在平原型填埋场内一般采取自下往上、从远至近的填埋方式，但是由于老港基地地处软地基的滩涂上，需要加固地基后运输车辆才能在上面行驶，考虑到经济性，故老港处置场采取从近至远，从上而下的填埋方法［5］。作业点采用“一隔堤多点作业法”，每个作业点配备移动式钢结构卸料平台（见图3），同时配有推土机和压实机，一个卸点的作业量为1 000 t/d。填埋过程中，垃圾每层推铺的厚度为40 cm，推离卸料平台10 m以外，自上而下向纵深推进，推出11度的斜坡，反复推铺，直至斜坡长度为0.9~1.2 m，由压实机压实，反复操作。

图3 移动式钢结构卸料平台

2.3 环境控制

老港处置场污水经雨污水收集系统收集后会进入污水处理系统进行处理，最初工艺流程如图4所示，但由于老港一二三期填埋场没有水平和垂直防渗措施，经过多年的环境监测，老港基地在受控填埋时期场地内及周边环境明显恶化，包括地表水、地下水、恶臭气体等［6］。基地地下水较与建设前相比，化学需氧量、氨氮以及铅、汞砷等重金属含量明显增加，显示为整个区域地下水环境的污染。地表水环境是恶化最严重的，设置的11个地表水监测点，仅3个监测点达到上海市水功能区划规定的V类水，其余8个点均属于劣V类水，有的甚至属于黑臭程度。基地内外恶臭气体控制较好，多数时间均达到《工业企业设计卫生标准》（TJ-79），但感官恶臭气味明显，影响范围较广，对周围居民的正常生产生活产生了一定影响。随着一二三期填埋场实施封场和生态修复工程，通过封场及污染治理、生态修复两方面的措施，逐渐消除了对周边环境的不利影响，并为老港固体废弃物综合利用基地提供部分建设用地，恢复区域生态。

图4 污水处理系统工艺流程图

3 卫生填埋时期-综合填埋场

3.1 填埋场结构

随着城市的飞速发展，上海垃圾总量增加加快，垃圾无害化处理能力缺口增大，老港基地面临巨大的处置压力，迫切需要增加垃圾处置设施。2013年综合填埋场一期建设完成投入使用，2018年综合填埋场二期项目也建设完成投入使用，自此，老港填埋场进入卫生填埋时期。

综合填埋场是集污泥、生活垃圾、飞灰（见图5）为一体的综合型卫生填埋场。综合一期填埋库区根据物料性质分为三个区域：污泥填埋区（A区）、生活垃圾与其他垃圾填埋区（B区）、飞灰填埋区（C区）。一期填埋库区总容积1 647.9万m3。其中，污泥填埋区容积为287.4万m3，生活垃圾填埋区容积为1 272.0万m3，飞灰填埋区容积为88.5万m3。每个区域分别设置填埋单元，每个单元均有独立的地下水控制系统、渗沥液导排系统和气体导排系统。综合填埋场二期填埋库区根据物料性质分为三个区域：应急填埋区（应急Ⅰ区、应急Ⅱ区）和飞灰填埋区。综合填埋场二期工程应急填埋库区库容约1 897.48万m3，有效库容约17 45.68万m3，（有效系数取0.92）。飞灰填埋库区总库容约56.04万m3，有效库容约51.56万m3（有效系数取0.92）。

图5 综合填埋场填埋库区示意图

综合填埋场一期和二期生活垃圾与污泥填埋区水平防渗系统推荐采用复合衬层系统作为填埋场的水平防渗系统。其结构如下：

底部：1）基底2）支撑层3）地下水导流层4）下垫层5）下层土工膜6）复合防渗层7）上层土工膜8）保护层9）渗沥液导流层10）反滤层；坡面：1）基底2）支撑层3）地下水导流层4）下垫层5）下层土工膜6）复合防渗层7）上层土工膜8）保护层9）渗沥液导流层。

飞灰填埋区防渗系统采用双层衬层系统作为填埋场的水平防渗系统。其结构如下：

底部：1）基底2）支撑层3）地下水导流层4）下垫层5）下层土工膜6）渗漏检测层7）上层土工膜8）保护层9）渗沥液导流层10）反滤层。

坡面：1）基底2）支撑层3）地下水导流层4）下垫层5）下层土工膜6）渗漏检测层7）上层土工膜8）保护层9）渗沥液导流层10）反滤层；一期垂直防渗帷幕采用三轴水泥膨润土混合料搅拌桩，直径为650 mm，桩顶标高为4.0 m，底平均标高-11.0 m，桩长平均15.0 m。二期工程采用“三轴水泥（膨润土）搅拌桩”的工艺作为垂直防渗措施。垂直防渗帷幕顶高程3.0 m；垂直防渗帷幕底高程-11.0 m。

3.2 运营现状

综合填埋场的日常作业包括垃圾进场、作业道路修建、垃圾车卸料、摊铺、压实、洒药、覆盖以及封场等（见图6）。

图6 垃圾填埋作业工艺中流程图

生活垃圾、应急污泥等通过转运车辆送至日填埋作业面卸料，采用推土机将垃圾摊铺成厚度大约为0.6 m的层，采用压实机把松散生活垃圾逐层压实，垃圾压实密度大于等于1.0 t/m3。卸车作业监督员使用无线电联系组织卸车作业，推土机、压实机操作员和工人协助现场经理指引车辆进行卸车作业。摊铺过程中应保证推土机始终处于生活垃圾之上，避免垃圾成堆或散落。压实作业参数应经过实际操作获得，一般至少压实3个来回。在摊铺后一层垃圾以前，前一层生活垃圾必须压实完成。填埋作业有堆高法和填坑法两种方法可供选择。堆高法使用推土机压实可取得更好的压实效果，摊铺作业更易控制，可有效避免生活垃圾散落现象，缺点是所有垃圾须自下向上堆起，推土机作业负荷高；填坑法则是自上而下进行，推土机作业负荷较低，但摊铺作业控制不好，易造成垃圾散落。在填埋作业过程中，可根据实际情况灵活选择填埋作业方式。

堆体填埋压实后，为保护环境，减少雨水进入废物堆体，降低填埋渗沥液的产生量，应对作业面进行及时覆盖。对需要继续进行填埋的作业面，每日填埋作业结束后，在填埋堆体上采用1.0 mm的高密度聚乙烯膜（HDPE）进行日覆盖，在下一工序作业时再揭开部分覆盖膜进行填埋作业。对达到填埋层标高，暂不进行填埋作业的区域进行中间覆盖，为强化雨污分流效果，采用1.0 mm HDPE膜进行覆盖。

3.3 环境控制

综合填埋场对水、气、异味等具有严格的控制措施，渗沥液收集系统包括库底收集系统和边坡收集系统。库底渗沥液收集系统由铺设于库底的600 mm厚的碎石导排层、主次盲沟以及盲沟中的HDPE穿孔渗沥液收集管组成。边坡渗沥液收集系统为铺设于边坡的600 mm厚的碎石导排层。渗沥液送入老港渗沥液处理厂处置。为防止渗入库区范围内的地下水在库底防渗层下部集聚，地下水导排系统在库底铺设300 mm厚的碎石导排层。主盲沟底宽2.3 m，高0.5 m，坡比1∶1，沟内填充碎石，铺设De250穿孔管；两区支管沿干管夹角60度方向每隔20~30 m设置，内设De110HDPE穿孔管。同时沿库底周边设置收集边沟，边沟尺寸：底宽0.5 m，高0.5 m，坡比1∶1，沟内填充碎石，铺设De110穿孔管。所有地下水经收集后导排至地下水收集主盲沟末端的地下水收集坑，经地下水提升泵提升后输送至周边排水沟，进入地表水系统排出场外。为了便于地表水导排，堤顶排水沟沿着库区堤顶道路内侧布置，库内排水沟可结合水平防渗系统锚固沟走向布设，根据运营管理的需要动态调整。

综合填埋场在垃圾堆体内设置竖向填埋气收集井，经填埋气收集主管送至现状发电设施进行利用。为了减低填埋过程中的异味产生，采用植物液喷洒除臭的方式对填埋库区进行除臭。在填埋场作业区域及四周边沟采用喷洒设备，均匀地将稀释后的微生物营养液喷洒在臭源表面，喷洒量以全面、均匀地覆盖整个臭源区表面。

4 原生生活垃圾零填埋时期

自2019年《上海市生活垃圾管理条例》颁布以来，原生生活垃圾零填埋趋势成为必然。根据上海市绿化市容局的数据显示，2020年上海市生活垃圾日均产量约为3万t。结合《上海市生态空间建设和市容环境优化“十四五”规划》内容，2021年底建成浦东海滨、宝山、奉贤二期、金山二期生活垃圾焚烧设施和老港二期、宝山、杨浦湿垃圾设施等项目，督促推进奉贤、闵行、崇明等区湿垃圾设施建设。全市生活垃圾焚烧能力稳定在2.9万t/d、湿垃圾处理能力达到1.1万t/d（其中集中处理能力达到0.8万t/d），应急填埋能力0.5万t/d，全面实现原生生活垃圾零填埋。2019年9月起，老港填埋场开始阶段性零填埋试运行，至2021年11月底，老港综合填埋场实现原生生活垃圾零填埋，自此，老港填埋场结束原生生活垃圾填埋业务，进入到零填埋阶段的运营管理。目前，随着原生生活垃圾零填埋的持续推进，老港填埋场除了生活垃圾，污泥、飞灰、分拣残渣仍在进行填埋作业。

5 结语

①卫生填埋场在未来10年将进入一个大量关闭的状态，因此填埋场的生态修复将成为生活垃圾填埋处理的重要增长点。

②现有卫生填埋场深度无害化与资源化将成为未来发展的一大热点，尤其对渗沥液的处理、填埋气的利用、异味气体的控制等方面。

③我国目前仍存在大量非正规垃圾填埋场，在我国《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中亦提出“对因历史原因形成的非正规生活垃圾堆放点、不达标生活垃圾处理设施以及库容饱和的填埋场进行治理，使其达到标准规范要求”。目前已经完成部分非正规垃圾填埋场改造，改造工程还将持续一段时间。

④将来填埋可以看作一种被动的、暂时的、拖底保障的处置技术，对于低值固废和二次废物如焚烧飞灰、焚烧炉渣等，在还没发展出最适宜的资源化技术时，可以先采用填埋的方式，填埋场也将更多地作为应急保障的处置方式。