本文綜述了我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，針對(duì)我國(guó)填埋場(chǎng)因歷史發(fā)展留存的問(wèn)題及目前普遍存在的問(wèn)題，提出了“生態(tài)型填埋場(chǎng)”的概念，闡述了生態(tài)型填埋場(chǎng)建設(shè)的必要性，結(jié)合生態(tài)型填埋場(chǎng)工程應(yīng)用闡明了生態(tài)型填埋場(chǎng)實(shí)踐方法，實(shí)現(xiàn)填埋場(chǎng)綠色、經(jīng)濟(jì)、循環(huán)、數(shù)字化管理。
此文為刊登在《中國(guó)環(huán)衛(wèi)》2021年第6期的封面文章
衛(wèi)生填埋場(chǎng)作為我國(guó)生活垃圾處置的主要方式之一，在過(guò)去數(shù)十年間承擔(dān)著我國(guó)生活垃圾處置的主要任務(wù)，未來(lái)將作為兜底保障性措施長(zhǎng)期存在。隨著原生垃圾“零填埋”“碳達(dá)峰”“碳中和”等政策的出臺(tái)，垃圾填埋場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展方向成為新的關(guān)注點(diǎn)。本文綜述了我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，針對(duì)我國(guó)填埋場(chǎng)因歷史發(fā)展留存的問(wèn)題及目前普遍存在的問(wèn)題，提出了“生態(tài)型填埋場(chǎng)”的概念，闡述了生態(tài)型填埋場(chǎng)建設(shè)的必要性，結(jié)合生態(tài)型填埋場(chǎng)工程應(yīng)用闡明了生態(tài)型填埋場(chǎng)實(shí)踐方法，實(shí)現(xiàn)填埋場(chǎng)綠色、經(jīng)濟(jì)、循環(huán)、數(shù)字化管理。
我國(guó)生活垃圾衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)80年代末，近幾十年來(lái)一直作為我國(guó)生活垃圾處置的最主要方式。傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋方式一般是生活垃圾、建筑垃圾、工業(yè)垃圾等通過(guò)直接填埋進(jìn)行處置，若處置不當(dāng)或者未按填埋相關(guān)要求處置會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，不僅造成填埋場(chǎng)區(qū)內(nèi)環(huán)境污染，其產(chǎn)生的“鄰避效應(yīng)”影響填埋場(chǎng)周邊的居民生活環(huán)境及土地資源利用價(jià)值。環(huán)保趨嚴(yán)對(duì)填埋場(chǎng)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，建設(shè)生態(tài)型填埋場(chǎng)可以增加垃圾填埋場(chǎng)的有效庫(kù)容、延長(zhǎng)填埋場(chǎng)的使用年限，降低垃圾產(chǎn)生的一系列不利影響，保障填埋場(chǎng)所在區(qū)域的土地資源的可持續(xù)化利用。 我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題
1.1 我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)發(fā)展歷程 我國(guó)生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：20世紀(jì)80年代以垂直防滲為主的衛(wèi)生填埋場(chǎng)、20世紀(jì)90年代以水平防滲為主的衛(wèi)生填埋場(chǎng)、21世紀(jì)垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)、垃圾滲濾液處理技術(shù)及填埋氣體利用技術(shù)完善的衛(wèi)生填埋場(chǎng)，建設(shè)及配套標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[1]。
1.2 我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)現(xiàn)狀 目前，生活垃圾處理方式主要分為衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥。我國(guó)垃圾產(chǎn)生量逐年增加（圖1），生活垃圾清運(yùn)量由2003年的14856.5萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2020年的23511.7萬(wàn)噸，生活垃圾無(wú)害化處理量由2003年的7544.7萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2020年的23452.3萬(wàn)噸，無(wú)害化處理率由50.8%增長(zhǎng)至99.7%，其中，衛(wèi)生填埋占比由2003年的84.9%降低至2020年的33.1%。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)環(huán)保日益重視，垃圾處理的“減量化、資源化、無(wú)害化”的水平逐漸提升，基本實(shí)現(xiàn)生活垃圾無(wú)害化處理。
圖 1我國(guó)2003-2020年生活垃圾清運(yùn)量及無(wú)害化處理能力（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒）
我國(guó)城市衛(wèi)生填埋場(chǎng)的數(shù)量由2003年的457座增長(zhǎng)至2020年的644座（圖2）；城市衛(wèi)生填埋的處理能力由2003年的187092噸/日增長(zhǎng)至2020年的337848噸/日，城市衛(wèi)生填埋處理量由2003年的6404萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2020年的7772萬(wàn)噸（圖3）。近年來(lái)隨著垃圾焚燒處置方式的推行，填埋場(chǎng)的數(shù)量及處理水平增長(zhǎng)較為緩慢[2]，2017年垃圾填埋無(wú)害化處理量達(dá)到最大為12037.6萬(wàn)噸；2018年，填埋場(chǎng)總量及無(wú)害化處理能力達(dá)到最大值，擁有填埋場(chǎng)663座，無(wú)害化處理能力達(dá)到373498噸/日。
圖2 我國(guó)2003-2020年不同類(lèi)型的無(wú)害化處理場(chǎng)數(shù)量（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒）
隨著國(guó)家“十二五”規(guī)劃、“十三五”規(guī)劃、《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾焚燒處理工作的意見(jiàn)》等一系列相關(guān)政策的出臺(tái)，生活垃圾焚燒處置能力不斷提升，生活垃圾衛(wèi)生填埋量將有所下降。衛(wèi)生填埋處理能力占比從85.6%（2003年）下降至35.1%（2020年）；衛(wèi)生填埋處理量占比由84.9%（2003年）下降至33.1%（2020年）（圖3）。2019年，生活垃圾衛(wèi)生填埋量為10948.0萬(wàn)噸，占比45.6%；生活垃圾焚燒處置量12174.2萬(wàn)噸，占比50.7%（圖3），焚燒處置量首次超過(guò)衛(wèi)生填埋處置量。以垃圾焚燒為主體，以資源化為優(yōu)先，以衛(wèi)生填埋為兜底的固廢末端處理大格局正在形成[3]，衛(wèi)生填埋作為生活垃圾處置的兜底保障性處置設(shè)施，將永久存在。
圖 3 我國(guó)2003-2020年不同類(lèi)型的處置設(shè)施無(wú)害化處理水平（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒）
1.3 國(guó)內(nèi)垃圾填埋場(chǎng)存在的主要問(wèn)題傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋技術(shù)在一定程度上解決了垃圾處置的問(wèn)題，但是它占據(jù)了大量的土地資源，帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題也直接或間接地影響人們的生產(chǎn)生活，作為新的污染源成為實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的阻礙[4,5]。我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）選址、建設(shè)不規(guī)范導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)傳統(tǒng)的垃圾填埋場(chǎng)是由垃圾堆發(fā)展而來(lái)，在選址和建設(shè)方面沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)劃[6]。垃圾或簡(jiǎn)易裸露堆放，或直接運(yùn)至城外無(wú)序傾倒，沒(méi)有完善的防滲措施及導(dǎo)氣系統(tǒng)[7]。（2）運(yùn)營(yíng)管理不規(guī)范導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)國(guó)內(nèi)多數(shù)填埋場(chǎng)在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中存在管理不規(guī)范的情況，留下安全隱患，主要表現(xiàn)為接納不規(guī)范垃圾、壓實(shí)度不夠、未按單元填埋作業(yè)、無(wú)填埋計(jì)劃和方案、填埋場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)雨污混流、運(yùn)行管理缺少技術(shù)性監(jiān)督和檢測(cè)手段等方面，會(huì)導(dǎo)致周邊環(huán)境污染及燃燒、爆炸等安全隱患的發(fā)生[8]。（3）垃圾填埋氣及滲濾液處置不當(dāng)導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)填埋場(chǎng)對(duì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在對(duì)空氣、地下水和土壤造成的污染。填埋氣體以二氧化碳和甲烷為主，不僅會(huì)加劇溫室效應(yīng)、污染空氣、破壞植被，還具有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。垃圾滲濾液處理難度大，污染周邊的地下水和土壤，影響居民的身體健康[9,10]。（4）超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)城鎮(zhèn)約有2000座衛(wèi)生填埋場(chǎng)，有近50%的填埋場(chǎng)在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，其中又有約一半的填埋場(chǎng)在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。《城鎮(zhèn)生活垃圾分類(lèi)和處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》中提出原則上將不再新建原生生活垃圾填埋場(chǎng)，并且隨著非正規(guī)生活垃圾填埋場(chǎng)治理工作的開(kāi)展，使得正規(guī)填埋場(chǎng)負(fù)擔(dān)加大。垃圾成分復(fù)雜，含有許多寶貴資源，如塑料、金屬、紙、木制品、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等，可經(jīng)處理后實(shí)現(xiàn)資源化利用。目前我國(guó)垃圾處理方式是混合收集后集中處理，不僅造成垃圾處理費(fèi)用高，還使得垃圾中資源未得到有效利用。
生態(tài)型填埋場(chǎng)是繼傳統(tǒng)衛(wèi)生填埋場(chǎng)之后填埋技術(shù)發(fā)展的新階段，集污染防滲隔離、填埋資源利用、生態(tài)修復(fù)于一體，多維技術(shù)綜合集成應(yīng)用的可持續(xù)、循環(huán)型填埋場(chǎng)（國(guó)作登字-2020-A-01092310）。
2.1 生態(tài)型填埋場(chǎng)建設(shè)的必要性
我國(guó)城市垃圾產(chǎn)量正在逐年增長(zhǎng)，有一半以上的城市陷入“垃圾圍城”的困境，如何消除垃圾場(chǎng)的負(fù)面影響成為各大城市面臨的主要問(wèn)題[11]。生態(tài)型填埋場(chǎng)的建設(shè)經(jīng)過(guò)科學(xué)選址，采取符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的工程措施，建成后進(jìn)行規(guī)范的運(yùn)營(yíng)管理，按技術(shù)規(guī)范填埋作業(yè)，填埋飽和后進(jìn)行封場(chǎng)和封場(chǎng)后的維護(hù)管理，全過(guò)程控制污染。
生態(tài)型填埋場(chǎng)建設(shè)將實(shí)現(xiàn)生活垃圾填埋場(chǎng)有效利用庫(kù)容增加，提高生活垃圾填埋氣的收集及利用效率，降低滲濾液處理量進(jìn)而降低填埋場(chǎng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，加速生活垃圾填埋場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)生活垃圾填埋場(chǎng)綠色、經(jīng)濟(jì)、可循環(huán)的有序發(fā)展，具有重要的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
2.2 生態(tài)型填埋場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
在十八大報(bào)告中將生態(tài)文明建設(shè)納入社會(huì)主義總體布局，從“四位一體”上升到“五位一體”。2011年，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等16個(gè)部門(mén)印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市固體廢物處理的工作意見(jiàn)》，力爭(zhēng)到2030年達(dá)到城鄉(xiāng)固體廢物處理水平接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平。目前“生態(tài)型填埋場(chǎng)”仍處于概念化階段，填埋處置是我國(guó)生活垃圾終端處置的最主要方式之一，未來(lái)，將作為我國(guó)城市生活垃圾處置的兜底保障性措施長(zhǎng)期存在，生態(tài)型填埋場(chǎng)的建設(shè)將有效保障垃圾填埋場(chǎng)不作為新的污染源存在，以及助力碳達(dá)峰、碳中和“3060”的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
生態(tài)型填埋場(chǎng)工程實(shí)踐
垃圾填埋場(chǎng)的生命周期主要分為三個(gè)階段：建設(shè)階段、運(yùn)行階段和封場(chǎng)修復(fù)階段。垃圾填埋場(chǎng)應(yīng)根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo)124-2009）建設(shè)，建設(shè)項(xiàng)目主要包括填埋場(chǎng)主體工程與設(shè)備、配套工程和生產(chǎn)管理與輔助設(shè)施及生活服務(wù)設(shè)施等，建設(shè)完成后進(jìn)入運(yùn)行階段。衛(wèi)生填埋場(chǎng)運(yùn)行管理應(yīng)符合《生活垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行管理規(guī)范》（DB11/T 270-2014）。在運(yùn)行階段，生態(tài)型填埋場(chǎng)采用 “四色法”（國(guó)作登字-2020-L-01092309）對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分，即綠色區(qū)、黃色區(qū)、灰色區(qū)和橙色區(qū)，詳見(jiàn)表2。
通過(guò)“四色法”動(dòng)態(tài)劃分實(shí)現(xiàn)垃圾填埋場(chǎng)“五全法”管理，即“場(chǎng)區(qū)表面全密閉、雨污全分流、氣液全收集、滲濾液全處理和氣體全利用”進(jìn)行填埋場(chǎng)作業(yè)管理。（1）廠區(qū)表面全密閉：使用HDPE膜（高密度聚乙烯膜）對(duì)垃圾堆體分區(qū)“全密閉”，將工藝除臭和藥劑除臭相結(jié)合，有效降低臭氣散逸。（2）雨污全分流：通過(guò)膜密閉和膜面雨水導(dǎo)排系統(tǒng)的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)雨污“全分流”，可降低約50%左右的滲濾液產(chǎn)量。（3）氣液全收集：使填埋氣和滲濾液快速、有序的排出垃圾堆體外并“全收集”，使垃圾堆體更加穩(wěn)定和安全。（4）滲濾液全處理：收集到的滲濾液，采用生化處理+高級(jí)氧化技術(shù)進(jìn)行“全處理”，處理后的水可用于園林灌溉和保潔。（5）氣體全利用：在垃圾堆體內(nèi)，構(gòu)建立體填埋氣收集系統(tǒng)，使得填埋氣收集率達(dá)到90%以上，可用于填埋氣發(fā)電。3.3 封場(chǎng)及生態(tài)修復(fù)階段在填埋場(chǎng)停止使用后，對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行封場(chǎng)修復(fù)。衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)應(yīng)按照《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB51220-2017）進(jìn)行規(guī)范封場(chǎng)。將垃圾堆體進(jìn)行整形壓實(shí)，依次完成導(dǎo)氣系統(tǒng)、防滲隔離系統(tǒng)和雨水導(dǎo)排系統(tǒng)的建設(shè)，并增加粘土保護(hù)層和植被土層進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，可做成綠地公園、高爾夫球場(chǎng)等。填埋場(chǎng)封場(chǎng)后需設(shè)置封場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括地下水、地表水、污水排放、填埋氣監(jiān)測(cè)、大氣監(jiān)測(cè)，以及垃圾堆體表面沉降監(jiān)測(cè)設(shè)施等，根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)確定監(jiān)測(cè)頻次，進(jìn)行垃圾填埋場(chǎng)生態(tài)封場(chǎng)后的運(yùn)營(yíng)管理。
生態(tài)型填埋場(chǎng)建設(shè)不僅能解決“垃圾圍城”的困境，而且符合我國(guó)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。衛(wèi)生填埋作為生活垃圾處置的兜底保障性處置設(shè)施，將永久存在，而生態(tài)型填埋場(chǎng)在填埋氣體控制、臭氣治理和綜合利用方面優(yōu)勢(shì)明顯。隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)要求的不斷提升，建設(shè)生態(tài)型填埋場(chǎng)無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上、資源利用上還是環(huán)境保護(hù)上都是十分必要而有益的，生態(tài)型填埋場(chǎng)具備廣泛的推廣應(yīng)用前景。
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