林泉，宮渤海，宋霽

（1.青島市環(huán)境衛(wèi)生科研所，山東青島266071；2.青島市市容環(huán)境衛(wèi)生管理中心，山東青島266071）

生活垃圾衛(wèi)生填埋場再利用技術(shù)淺析

林泉1，宮渤海1，宋霽2

（1.青島市環(huán)境衛(wèi)生科研所，山東青島266071；2.青島市市容環(huán)境衛(wèi)生管理中心，山東青島266071）

介紹了國內(nèi)外生活垃圾衛(wèi)生填埋場再利用技術(shù)的發(fā)展情況，概述了其再利用技術(shù)的實施條件、技術(shù)種類、工藝流程；并以100萬人口規(guī)模的城市為例，對開展生活垃圾衛(wèi)生填埋場再利用的經(jīng)濟效益進(jìn)行計算，且從經(jīng)濟、環(huán)境影響、再利用效果、占地等方面進(jìn)行綜合分析。

生活垃圾填埋場；再利用；技術(shù)分析

1 填埋場再利用技術(shù)發(fā)展情況

填埋場再利用技術(shù)的實踐始于20世紀(jì)50年代的以色列特拉維夫市垃圾填埋場，之后逐漸引起人們的注意［1］。從20世紀(jì)80年代，美國和歐洲開始探索垃圾填埋場再利用的相關(guān)技術(shù)，其中較成功的有Burghof衛(wèi)生填埋場（德國）［2］、Naples衛(wèi)生填埋場（美國）［3-6］、Edinburgh衛(wèi)生填埋場（美國）［7-8］、Frey Farm衛(wèi)生填埋場（美國）［9］等。1997年，美國國家環(huán)保局（USEPA）對填埋場再利用技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析，認(rèn)為該技術(shù)具有增加原填埋場處理容積、回收有用資源和能量、促進(jìn)舊填埋場再利用等優(yōu)點。

我國于2003年對深圳市鹽田垃圾場進(jìn)行了大規(guī)模機械化開采回用工程實踐［10］。上海老港填埋場在垃圾填埋再利用技術(shù)方面也作了一些嘗試，對老港填埋場各填埋齡的垃圾特性、開采利用的可行性以及經(jīng)濟效益等進(jìn)行了論證。此外，2010年在青島市小澗西生活垃圾衛(wèi)生填埋場進(jìn)行了規(guī)模為400 m3的填埋齡1～4 a的生活垃圾開挖+生物干燥的實驗，驗證填埋場再利用技術(shù)的可行性［11］。

2 填埋場再利用

2.1 實施條件

填埋場再利用的實施取決于填埋場所在地區(qū)的氣候、垃圾成分、資源利用方式、實施再利用工程的迫切程度等條件。其中，垃圾成分變化是決定填埋場再利用能否實施和如何實施的重要條件。

城市生活垃圾進(jìn)入衛(wèi)生填埋場后，通過一系列化學(xué)和物理反應(yīng)，其特性與新鮮垃圾相比，將產(chǎn)生較大的變化。20世紀(jì)90年代開始，趙由才等［12-14］學(xué)者以上海老港垃圾填埋場為研究對象，對衛(wèi)生填埋場內(nèi)不同填埋齡的垃圾特性進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)生活垃圾填埋場內(nèi)的垃圾有2個較為顯著的特征：①塑料占比一直較大；②腐殖土占比有隨填埋齡的增加而逐步增加的趨勢。如7 a填埋齡的垃圾中腐殖土占比35%，塑料薄膜占45%，其他成分則占20%，能夠回收利用的物質(zhì)所占比例很高，具有較高的開采價值。14 a填埋齡的垃圾中腐殖土占50.22%、塑料占25.51%、磚石占10.94%、其他物質(zhì)占13.4%。

廖利、吳松維等［15］學(xué)者分別對深圳鹽田填埋場、杭州天子嶺填埋場等的填埋垃圾特性隨時間的變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)鹽田填埋垃圾中的營養(yǎng)物質(zhì)含量相對附近農(nóng)田土壤較高，可用于市區(qū)綠化地帶、公園、苗圃、林業(yè)和垃圾填埋場封場工程的表層營養(yǎng)土。通過對采集的天子嶺填埋場1～12 a垃圾基本理化性質(zhì)的分析發(fā)現(xiàn)，不同填埋齡垃圾中類似腐殖質(zhì)的混合物所占比例最大，為4l%～63%，其次為塑料類?；旌项愇镔|(zhì)含量隨填埋時間的增加而上升，塑料類物質(zhì)含量基本保持不變。

此外，對韶關(guān)市中廠山填埋場、青島市小澗西生活垃圾填埋場的垃圾開挖實驗表明，隨著填埋齡的增加，垃圾填埋后各類可降解物很快轉(zhuǎn)化為渣土，與此同時，粗粒徑變?yōu)榧?xì)粒徑。

2.2 填埋場再利用技術(shù)

填埋場再利用技術(shù)主要基于采礦和選礦的作業(yè)原理，對填埋場一定填埋齡的垃圾進(jìn)行開挖后，根據(jù)其成分和填埋場再利用庫容的需求進(jìn)行不同的處理。根據(jù)再利用目的不同，可分為礦化垃圾開采利用和填埋場庫容利用2種。

2.2.1 礦化垃圾開采利用技術(shù)

生活垃圾填埋場礦化垃圾開采在國外案例較多，在國內(nèi)的上海、天津等市均進(jìn)行過初步研究工作。礦化垃圾開采在填埋場封場一定時間后進(jìn)行，一般南方地區(qū)8～10a、北方地區(qū)10～15a。

礦化垃圾開采利用技術(shù)的核心是通過開采對選出的礦化垃圾等進(jìn)行資源化利用。一般可分為挖掘、篩分、資源化利用、剩余物質(zhì)處置4個步驟。將選定開采單元的垃圾通過機械設(shè)備挖掘、晾曬后，利用篩分機械將垃圾分為粗料和細(xì)料2大類，其中粗料根據(jù)其不同成分進(jìn)行利用，細(xì)料作為礦化垃圾，可用于填埋場日覆蓋材料、營養(yǎng)土、生物反應(yīng)床填料等。

2.2.2 填埋場庫容利用技術(shù)

填埋場庫容利用技術(shù)在美國等有相關(guān)的技術(shù)實踐案例，我國深圳市于2003年對鹽田垃圾場進(jìn)行了以延長填埋場使用年限等為目的的大規(guī)模工程實踐。

填埋場庫容利用技術(shù)的核心是在現(xiàn)有填埋場填埋的基礎(chǔ)上，盡可能獲得可再利用的填埋場庫容。一般分為挖掘、預(yù)處理、分類利用及處置、庫容再利用4個步驟。過程大致為：將選定開挖單元的垃圾通過機械設(shè)備挖掘后，采用晾曬、生物干化等方式進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的垃圾通過焚燒、營養(yǎng)土再利用等形式進(jìn)行分類利用，剩余殘渣回填后，對庫容進(jìn)行再利用。

3 填埋場再利用技術(shù)對比分析

3.1 經(jīng)濟效益

填埋場再利用技術(shù)的經(jīng)濟效益主要為資源回收獲得的直接經(jīng)濟效益，以及填埋場庫容再利用獲得的間接經(jīng)濟效益。

以100萬人口規(guī)模的城市垃圾衛(wèi)生填埋場為例，若此垃圾填埋場使用10 a，則預(yù)計可填埋3.65×106t垃圾，按照降解后總量為2.55×106t，密度為1.2 t/m3計算，約占用庫容2.12×106m3。根據(jù)杭州1～12 a填埋齡垃圾的研究［15］，其組分估算見表1。

表1 100萬人口城市垃圾衛(wèi)生填埋場組分估算%

若采用礦化垃圾開采利用技術(shù)，其直接收益來源為礦化垃圾和回收利用塑料出售，利潤分別為40元/t和2 000元/t，直接收益約為14.3億元。間接收益來源為庫容騰空的土地收益，可節(jié)約庫容約4.4×105m3，按照庫容建設(shè)成本37元/m3計算，間接收益為1 628萬元。

若采用填埋場庫容利用技術(shù)，其直接收益來源為焚燒發(fā)電所帶來的收益，其平均凈收益約為42元/t，直接收益約為0.86億元。間接收益來源于庫容騰空的土地收益，可節(jié)約庫容1.89×106m3，間接收益為6 993萬元。

3.2 綜合分析

采用礦化垃圾開采利用技術(shù)和填埋場庫容利用技術(shù)，除了經(jīng)濟效益有所不同外，其對垃圾穩(wěn)定化的要求、環(huán)境的影響、施工場地的要求等因素也有所區(qū)別，表2對2種技術(shù)的不同點進(jìn)行了綜合分析?？梢钥闯?，礦化垃圾利用對垃圾穩(wěn)定化的要求相對較高，但是經(jīng)濟效益較好，占地較少，對周邊的環(huán)境影響也較?。惶盥駡鰩烊堇眉夹g(shù)適用于不同穩(wěn)定情況的垃圾，庫容利用量較高。

表2 填埋場再利用技術(shù)綜合對比

4 結(jié)論與建議

1）衛(wèi)生填埋場再利用技術(shù)自20世紀(jì)50年代在以色列實踐之后，在國內(nèi)外具有大規(guī)模的工程實踐，已具備一定的技術(shù)理論和應(yīng)用基礎(chǔ)；通過填埋場再利用技術(shù)，可回收部分資源或能量，并通過騰空庫容的再使用節(jié)約填埋場建設(shè)經(jīng)費，具有一定的直接和間接經(jīng)濟收益。

2）填埋場再利用技術(shù)在一定程度上，能夠緩解重新選擇填埋場造成的“鄰避”效應(yīng)，并解決焚燒廠初期垃圾進(jìn)廠量不足的問題。

3）由于各地的生活垃圾填埋場所填埋的垃圾成分不同，其周邊的環(huán)境敏感程度及施工難度等條件也各不相同，建議根據(jù)填埋場的實際情況，選擇合適的再利用技術(shù)，并合理規(guī)劃填埋作業(yè)的空間和方式，使填埋的垃圾能夠更加適合所選擇的再利用技術(shù)路線。

［1］Saree G M，Golueke C G，Stein E L.Landfill mining：Past and present［J］.Biocycle，1993，34（5）：58-61.

［2］Rettenberger G，Urban-Kiss S.German project reconverts a sanilary landfill［J］.Biocycle，1995，36（6）：44-48.

［3］ReinhartDR，Townsend T G.Landfill bioreactor design and opetation［M］.Florida：CRC Press，1997.

［4］Spencer R.Landfill space reuse［J］.Biocycle，1990，31（2）：30-33.

［5］Morelli J.Landfill reuse strategies［J］.Biocycle，1990，31（4）：60.

［6］Nelson H.Landfill reclamation strategies［J］.Biocycle，1994，35（10）：40.

［7］Nelson H.Landfill reclamation project on the rise［J］.Biccycle，1995，36（3）：83-84.

［8］United States Environmental Protection Agency.Landfill Reclamation［R］.US：EPA530-F-97-001，1997.

［9］Zee D J V D，Aehterkamp M C，Viszer B J D.Assessing the market opportunities of landfill mining［J］.Waste Manage，2004，24（8）：795-804.

［10］廖利，李敏.探討垃圾填埋場開采回用工程［J］．環(huán)境科技，2006，19（3）:32-34.

［11］宋霽.生物干燥技術(shù)在小澗西垃圾填埋場庫區(qū)循環(huán)利用中的應(yīng)用研究［D］．青島：中國海洋大學(xué)，2012．

［12］潘終勝，趙由才，湯金輝，等．大規(guī)模礦化垃圾開采工程研究［J］．有色冶金設(shè)計與研究，2007，28（2/3）：141－143．

［13］徐勤，黃仁華．二次開發(fā)綜合利用老港處置場的探討［J］．環(huán)境衛(wèi)生工程，2002，10（1）：21－24．

［14］李雄．填埋場不同填埋齡城市生活垃圾開采、變化規(guī)律及資源化利用研究［D］．上海：同濟大學(xué)，2006．

［15］吳松維，吳偉祥，陳英旭.不同填埋齡垃圾降解特性研究［J］.科技通報，2012，28（5）：187-191.

Reclamation Technology of Municipal Solid Waste Landfills

Lin Quan1，Gong Bohai1，Song Ji2
（1.Qingdao Environmental Sanitation Science and Research Institute，QingdaoShandong266071；2.Qingdao City Appearance and Environmental Sanitation Management Center，QingdaoShandong266071）

We introduced the reclamation technologiesof municipal solid waste landfillsat home and abroad，and summarized the implementation conditions，technical types and technological process of the reclamation technologies.Taking a city with a population of 1 million as an example，we calculated the economic benefits from reusing the landfills，and made a comprehensive analysisfrom the economic and environmental impact，using effect，land occupation，and so on.

municipal solid waste landfill；reclamation；technical analysis

X705

A

1005-8206（2017）03-0076-03

林泉（1962—），現(xiàn)任青島市市政公用技術(shù)研究院院長，研究員，長期從事環(huán)衛(wèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃編制、課題研究、工程管理等工作。

2016-05-10