在原生垃圾“零填埋”政策倒逼下，生活垃圾填埋方式正逐步走向尾聲，大量老舊填埋場的修復治理工作提上日程。

如何對存量老舊填埋場進行生態化治理?又是如何針對不同區域污染程度、穩定化程度、以及場地利用要求，采用合適修復工藝方案?EOD模式下，國外垃圾填埋場開挖和投資又是如何?

本文在回顧我國垃圾填埋場發展歷程的基礎上，對衛生填埋處理工藝進行對比，并對目前老舊填埋場水污染、填埋氣收集處置利用方式進行分析，以供業內人士參考和借鑒。

根據住建部最新發布的《2021年城鄉建設統計年鑒》，2021年生活垃圾填埋場542座，日處理能力261555噸，生活垃圾焚燒廠583座，日處理能力719533噸。對比2012年統計數據，十年間全國垃圾焚燒處理量占比增長3倍，超過了65%;而填埋處理量占比由77%下降至不足30%。

顯然，在原生垃圾“零填埋”政策倒逼下，生活垃圾填埋方式正逐步走向尾聲，大量老舊填埋場的修復治理工作提上日程。若按平均每一個縣、市轄區只有一座非正規垃圾填埋場計算，全國3519個縣市就有3000多座非正規垃圾填埋場數量需要整治。

雖然經過十二五、十三五努力，部分省市，尤其是經濟發達地區已經陸續開展存量填埋設施整治，市場也釋放了一些項目，根據E20研究院統計的數據，2021年成交生活垃圾填埋場相關項目450個，其中填埋場新建項目只有36個，其余400余座均為存量垃圾填埋場治理項目。

那么如何對老舊填埋場進行生態化治理，使其換新顏重獲新生呢?又是如何針對不同區域污染程度、穩定化程度、以及場地利用要求，選擇合適修復工藝方案?EOD模式下，垃圾填埋場土地開發利用又是如何?

本文在回顧我國垃圾填埋場發展歷程的基礎上，對好氧生化、厭氧生化、準好氧衛生填埋三種處理工藝進行介紹，并對目前老舊填埋場地下水污染、填埋氣收集處理利用方式進行淺析，與業內人士交流。

01生活垃圾填埋場的發展歷程

我國生活垃圾填埋場起步于20世紀80年代，只不過受當時環保理念及技術所限，填埋方式相對簡易粗放，迄今已有40多年發展史，按照防滲程度將其劃分三個階段：

第一階段：自然防滲階段(簡易堆放階段）

19世紀80年代，生活垃圾產生量少，其成分主要以煤灰、廚余垃圾為主，在城市周邊的坑洼地帶消納處置。城市建設的垃圾填埋場普遍未做防滲處理，依靠天然材料阻隔滲濾液，均為簡易填埋場或垃圾堆放場。

第二階段：垂直防滲階段

1991年，我國建設第一個垃圾衛生填埋場——杭州天子嶺填埋場建成。該填埋場采用了帷幕灌漿工藝對填埋場進行了防滲處理，即在地下水匯集的出口處建設防滲帷幕。垂直防滲對場址地質條件要求較高，防滲能力有限，滲濾液產生量大。

第三階段：以土工材料為主要載體的防滲階段

1997年，我國首批采用HDPE膜防滲的生活垃圾衛生填埋場——深圳市下坪固體廢棄物填埋場一期工程建成并投入使用。垂直防滲技術已由于技術本身的不完善而逐漸停止使用。

02衛生填埋技術的發展與對比

伴隨著生活垃圾填埋場的逐步發展，衛生填埋處理工藝也在不斷革新，各種技術工藝流派紛紛“登場”，如好氧衛生填埋、厭氧衛生填埋以及準好氧衛生填埋，每一種工藝都有自身適用范圍和優缺點。

需要指出，衛生填埋場工藝采取的方式不同，對垃圾降解和穩定化過程也是不一樣的。（1）好氧衛生填埋該技術是將新鮮空氣加壓后，用井管注入垃圾深處，并把垃圾中的二氧化碳、甲烷等氣體抽出，同時將垃圾填埋場產生的滲濾液回灌到垃圾堆體中，激活垃圾中的好氧微生物，營造出有氧反應環境。在有氧的條件下，由于微生物活動的增強，滲濾液中有機物的降解速率可明顯提高，從而大大加快垃圾的降解及穩定化進程。但是由于好氧填埋需要采用強制通風方式，每日要消耗大量的能量用于輸送空氣而很不經濟，適用性也大打折扣，在實際中應用案例較少。

好氧衛生填埋示意圖

（2）厭氧衛生填埋

我國一般采用的衛生填埋主流技術為厭氧衛生填埋工藝，該工藝在衛生填埋場設置防滲層、滲濾液導排系統以及填埋氣體導排系統，在填埋施工過程中實施日覆土、中間覆土和最終覆土，衛生標準高，可以解決衛生填埋場可能造成的對環境的二次污染。

相比較而言，好氧衛生填埋采用強制通風方式，雖然擴大好氧區域，垃圾分解速度快，滲濾液水質改善效果明顯，但其構造復雜，動力消耗大，運行成本高而限制其應用范圍。

厭氧衛生填埋示意圖

（3）準好氧衛生填埋

準好氧衛生填埋擴大了排水和導氣空間，兼作通風通道，擴大填埋層的好氧區域，加速有機物的分解。有利于滲濾液水質的改善和填埋場早期穩定化。

準好氧工藝，對運營單位要求比較高，投資介于好氧衛生填埋和厭氧衛生填埋之間。產生的甲烷氣體少，不利于甲烷氣體的燃燒利用。

目前準好氧填埋場在國外有一定的案例，國內無此類工程案例。

03地下水污染產生原因及控制手段

我國權威環保單位通過長期調研發現，我國部分填埋場出現滲漏，造成地下水污染，從而導致使用年限整體縮短。拋開簡易填埋場及以垂直防滲為主的早期填埋場外，鋪設水平防滲填埋場出現地下水污染的主要原因如下：

一是由于施工質量差，防滲材料質量不過關。部分填埋場采購再生劣質HDPE膜，這些防滲材料易破損易老化，加之鋪設安裝過程不規范，缺乏工程質量控制和保障措施，HDPE膜破損問題嚴重，平均漏洞密度高達28個/萬平方米，造成投運后滲濾液大量泄漏。

二是由于部分填埋場管理意識不強，粗放型管理導致填埋場滲濾液控制不到位，滲濾液積存量大。運營過程中發現問題后，未得到及時解決，從而帶病投運，造成填埋場積重難返，形成地下水污染。

三是選址缺陷，無天然基礎防滲層或者地下水水位高。如西南省份部分填埋場選址易存在溶洞、泉眼或裂隙等快速泄漏通道;東部省份部分填埋場庫底高程易低于地下水位;濱海臨河地區部分填埋場地基基礎易為軟土，地基承載力不高。

這些填埋場一旦人工防滲屏障失效后，滲濾液滲漏后將直接進入周邊土壤和水體，造成環境污染。

填埋場地下水污染控制通常采用的手段是，環填埋庫區設置一道封閉的垂直防滲墻，底部嵌入天然相對不透水層，以此控制庫區內地下水的自然排泄和流入，從而使庫區形成一個完整的相對獨立的水文地質單元。這樣，既可以防止滲濾液外滲漏，同時也可以有效地阻隔外界地下水入滲，從而控制填埋場污染擴散，改善場區周邊水土環境。

目前應用于垃圾場垂直防滲的工藝多達數十種，可歸納為以高壓噴射注漿為代表的傳統剛性防滲工藝和以HDPE土工膜防滲墻為代表的新型柔性工藝。

傳統垂直防滲墻多采用塑性混凝土連續墻、深層攪拌樁防滲墻、噴射注漿防滲墻和板樁防滲墻。這些垂直防滲墻因施工工藝、地質條件的限制，往往適用于不同工程項目。新型柔性工藝垂直防滲墻多采用垂直開槽置換工藝，置換土多采用土、膨潤土及水泥土混合，中間設置HDPE或GCL等防滲材料。

垂直防滲技術類型

04填埋氣產生原理及收集利用方式

我國生活垃圾中占比在50%以上的是有機垃圾部分，填埋場內部微生物的厭氧降解活動會使大部分的有機垃圾轉化為氣態的最終產物——甲烷和二氧化碳。其余還有少量含氮化合物、硫化物、烴類及芳香烴、鹵代烴以及酮醇醛酚等含氧有機物。

其典型成分如下：甲烷45%~60%，二氧化碳40%~60%，氫0%~0.2%，氮2%~5%，硫化氫0%~1.0%，一氧化碳0%~0.2%。同時還含有微量的硫醇、氯乙烯、甲苯、己烷、氯甲烷、二甲苯等有毒惡臭氣體。由于各自的填埋條件差異，而引起其中的生物反應、化學反應程度不同，導致填埋氣體中微量組分變化。

(一)填埋氣產生原理

通常在垃圾填埋半年到一年后，填埋垃圾降解進入厭氧發酵穩定階段后，填埋氣體產生速率即可達到最大，氣體中甲烷含量也可達到最大。目前得到普遍認可的填埋氣體產生過程分為五個階段，五階段的生化反應如下圖所示。

填埋氣產生過程階段示意圖

第一階段為好氧階段，該階段發生于生活垃圾填埋的初期。該階段的特點是：垃圾中氧氣逐漸被耗盡，并伴隨有CO2產生。當垃圾中無氧氣存在時，垃圾發酵過程進入第二階段厭氧發酵，伴有 H2 和 CO2產生并逐漸達到最大濃度。但無甲烷產生。

在第二階段之后，甲烷開始產生，并且濃度逐漸增大，甲烷菌活性有所提高，并耗盡垃圾中產生的 H2，該階段CO2 的濃度逐漸下降，并逐漸趨于穩定值，這一階段是第三階段。隨后，當甲烷和CO2，均趨于穩定后，垃圾發酵即進入了第四階段，這一階段中產氣成分基本穩定。當生活垃圾降解趨于完成，進入第五階段，甲烷和CO2占比逐漸減少，填埋場逐步趨近于穩定化。

(二)填埋氣收集方式

目前垃圾填埋場可通過全密閉覆蓋、及時封場等將填埋氣(異味)進行有序收集，其收集和導出通常有豎向收集、橫向收集和膜下收集 3 種形式。

豎向收集應用較為廣泛，其收集方式為：隨著垃圾填埋作業推進，間隔建造垂直收集井，井體由收集管、碎石和過濾層組成，通過主動抽氣方式填埋氣進行收集。

橫向收集與豎井的結構原理基本相同，區別在于豎井軸線垂直于水平線，而橫井的軸線方向與水平線平行。橫向收集系統首先開挖水平溝槽，在其中填充碎石，敷設橫向氣管層，管端設置集氣井頭，垃圾填埋氣經過 HDPE 管抵達集氣站。

膜下收集是近年隨著 HDPE 膜覆蓋工藝發展出的新型收集方式。該方式采用橫井與膜相結合，在膜下安裝垃圾填埋氣收集管道，將 HDPE 膜下形成的密閉空間與收集主管相連，從而對垃圾填埋氣進行收集。

比較這三種收集效率，橫井集氣效率接近 90%，豎井集氣約 75%，但傳統豎井集氣的建設及運行成本更低，因而國內目前更多采用豎井集氣方式。而膜下收集井由于膜的密閉作用，收集效率會有顯著提高，是未來的發展方向。

(三)填埋氣利用方式

填埋氣的資源化利用能有效控制溫室氣體甲烷的排放量，且可獲得可觀的清潔能源，具有較好的經濟及社會效益，能實現經濟與環保的雙贏。其具體利用方式如下表。

05結語

對填埋氣的高效率收集、深度資源化的研究，進一步提高其能源利用效率和整個項目的資源化利用水平，是下一步填埋氣收集利用努力的方向。

老舊填埋場常因地下水污染和臭氣問題而受到關注，下篇將介紹不同區域污染程度、穩定化程度、以及場地利用要求下的填埋場生態化修復治理。以及EOD模式下，填埋場土地開發利用方式。

編輯：李丹