摘要：通過對石家莊市峽石溝垃圾衛生填埋場現狀分析，提出從滲瀝液處理工藝改進，沼氣利用和全封閉式擴容等方面來實現填埋場的可持續性發展。
　　關鍵詞：可持續性發展；垃圾滲瀝液；填埋氣；全封閉擴容
　　1、引言
　　根據我國生活垃圾產量大，歷史堆存量多以及現有的經濟技術條件，填埋處置將在較長時間內居于主導地位，可持續衛生填埋技術以垃圾源頭消減和回收利用為基礎，嚴格規范填埋過程的污染控制，并開發多種渠道的資源利用途徑，使傳統填埋方式可動態、科學地進行，它的引入，將大大緩解填埋場用地緊張，垃圾中可用資源浪費和環境污染等矛盾，并為我國垃圾的可持續處置提出了方向。[1]
　　峽石溝垃圾衛生填埋場是目前石家莊市最主要的生活垃圾處理單位，經過十幾年的運行，不斷建設和完善，對解決石市及周邊縣市的生活垃圾無害化處理和對改善城市環境質量發揮了重要作用。為實現垃圾填埋處理的減量化、無害化、資源化和延長填埋場的使用壽命取得良好的生態和經濟效益，根據填埋場現有條件和實際情況，結合先進的污染控制、資源利用技術和擴大填埋庫容等方面，對石家莊市峽石溝垃圾衛生填埋場可持續發展進行分析及探討。
　　2、峽石溝衛生填埋場概況及完善工程
　　石市峽石溝垃圾填埋場是一九九六年投資建設的一座大型衛生填埋場，位于石市西南19.7公里，占地100500平方米，庫容量310萬立方米，設計日處理垃圾700—1000噸，設計使用年限12—15年，擔負著石市五區及鹿泉市生活垃圾處理任務，建設有管理區、電子磅房、帷幕灌漿垂直防滲功能、PVC土工膜粘土復合襯層水平防滲工程、滲瀝液導排處理工程、環場排洪溝工程、漿砌石攔擋壩工程、沼氣導排工程、滲瀝液收集和調蓄工程。一九九七年七月正式投入運行，迄今共處理生活垃圾約190萬噸，填埋高度35米。
　　在十一年的填埋過程及實踐工作中，填埋場總結經驗，改進不足，進行了不斷的建設并實施了各項完善工程。
　　（1）為防止滲瀝液滲漏，確保土壤及地下水不受污染和解決處理后滲瀝液排放問題，2000年投入資金1720余萬元，完善原有帷幕灌漿工程，新建了集水井、排水廊道和10.3公里與市政管網并網的排水管道。
　　（2）垃圾填埋場處于山谷地形，填埋區東、西高程相差70米，隨著垃圾量的增多，極易出現垃圾滑坡，為確保安全生產，防止垃圾滑坡，2004年投資1170萬元，新建了高34米長127米垃圾攔擋壩，壩前建有容量為3萬立方米的蓄水池。
　　（3）在攔擋壩建設同時，針對原有的沼氣導排管因垃圾沉降不均勻和推擠下產生的傾斜、堵塞，影響沼氣排放的問題，經專家論證，投資50萬元在作業面上重新布孔、打眼、改鋼網圍攏式為鋼桶提拉式，保證了導氣管的垂直和排放暢通。
　　3、填埋場可持續性發展綜合因素
　　對于城市垃圾處理，可持續發展要求我們發展一種切實有效的垃圾處理技術，以確保今后的幾代人不必繼續處理他們祖先遺留下來的垃圾[2]。可持續衛生填埋技術著眼于垃圾的源頭減量、回收利用，入場前預處理和填埋場穩定化的研究，在選址上、防滲、填埋工藝、污染的控制、終場修復、后續環境監測等各個環節采取嚴格的污染控制措施，并將封場土地資源和礦化垃圾作為資源加以利用，從而實現垃圾衛生填埋的良性循環[1]。
　　對于一個垃圾衛生填埋場的可持續發展，就是合理運用好可持續衛生填埋技術，即可真正實現垃圾處理的減量化、無害化和資源化，又能延長填埋場的使用壽命，具備良好的生態和經濟效益。
　　4、峽石溝垃圾衛生填埋場可持續發展主要方面的分析、探討
　　峽石溝填埋場已運行多年，對于填埋管理與規范操作已非常成熟，并對基礎建設進行了大量的完善，現根據實際情況，從污染物控制、資源利用及增大庫容量等方面進行可持續性發展的分析、討論。
　　4.1填埋場滲瀝液處理工藝現狀及改進技術
　　4.1.1滲瀝液現狀
　　峽石溝填埋場在98年建成厭氧+氧化溝滲瀝液生物處理工藝。氧化溝工藝在滲瀝液產生初期效果明顯，特別對新鮮的滲瀝液COD去除率較高，溫度及各項參數控制得當，可以保證穩定的去除效果，但隨著滲瀝液的“老齡化”和先進的垃圾滲瀝液處理技術的發展，現有氧化溝工藝存在諸多問題：
　　（1）氧化溝工藝受環境溫度影響很大,季節性明顯，溫度變化10℃，污泥的活性度變化2倍[3]。水溫低于5.6℃時，微生物基本處于休眠狀態，低于4℃時，微生物開始死亡。[4]
　　峽石溝填埋場地處北方，冬季最低溫度可達-18℃，滲瀝液水溫最低0.5℃，由于水溫低，營養失調致使大部分微生物喪失活性，甚至死亡，系統冬季運行困難。
　　（2）處理模式單一。沒有考慮滲瀝液成分變化，特別是氨氮問題，填埋場現產生滲瀝液氨氮含量極高，從最初的200mg/L提高至1500mg/L左右，碳氮比嚴重失調，高濃度氨氮會抑制污泥的生物活性。
　　（3）盡管隨著填埋場時間增長，垃圾滲瀝液中有機物濃度降低，從最初的COD20000—30000mg/L降低到1500—4000mg/L，但高分子有機物比例增加，BOD/COD較小，表現為可生化性降低，使得氧化溝工藝效果顯著下降。
　　4.1.2填埋滲瀝液改進技術
　　隨著填埋場使用年限的增長，垃圾滲瀝液已進入“老齡”，單純的依靠生化處理技術處理滲瀝液已無法達標排放并難以利用，必須采用物化為主的深度處理技術，與生物相比，物化法受水質、水量、水溫等影響小，出水水質穩定，尤其是對BOD/COD較低而難以生物處理的滲瀝液有較好的處理效果，常見的物理化學方式包括：膜過濾、化學沉淀法等。
　　<1>膜處理法
　　膜處理法是用各種隔膜使溶劑同溶質和微粒分離的一種方法。根據溶質或溶劑通過膜的推動力的大小，膜分離法可分為，反滲透法、超濾、微空過濾等，一般處理“老齡”滲瀝液使用綜合膜處理工藝，包括一個膜生物的反應器和滲透裝置，處理效果COD去除率達到97%，總氮去除率91%，運行成本為傳統工藝60%，近幾年來，許多國家還興起毫微級膜過濾技術，能夠去除難降解的COD，使出水水質滿足排放標準。
　　美國MASSOUDPIRBAZABI等專家采用混合膜過濾技術處理垃圾滲瀝液，TOC去除率達到95%以上[5]，國內運用膜處理法處理垃圾滲瀝液也做了大量工作。國內運用碟管式反滲透（DTRO）處理滲瀝液，實際出水指標見表1[6]
　　                                                    表1DTRO國內項目的實際進出水指標

        
　　　　　　膜處理的最大問題是膜污垢，會堵塞膜孔，對處理效率有比較大的影響，應采取相應的技術來降低結垢問題。
　　（2）化學沉淀法
　　混凝技術是一種重要的化學沉淀法，常常作為預處理并結合其他方法處理垃圾滲瀝液效果顯著，但受PH值等條件的限制。沈耀良等用PAC作混凝劑，焦炭作吸附劑，可有效去除滲瀝液中的COD和部分重金屬離子，并證實混凝對滲瀝液色度具有明顯的去除效果可達68%，焦炭對COD的吸附具有明顯的競爭現象，并具有競爭優勢[7]，張富韜等采用聚合氯化鋁作為混凝劑，膨潤土作為吸附劑處理滲瀝液，其結果：滲瀝液中的COD去除率為79%，氨氮去除率達46%,重金屬去除率為53%—98%[8]
　　Amokrane等利用混凝---絮凝法作為反滲透法預處理，解決了膜結垢的問題[9]
　　峽石溝填埋場地處山區，屬缺水地區，應根據現有狀況利用更為先進、合理的蝶管式反滲透，并結合絮凝法解決膜結垢，對垃圾滲瀝液處理工藝進行改進，使處理后的滲瀝液達到2008年國家新制定的滲濾液處理一級排放標準，并充分加以利用。
　　4.2填埋氣體的綜合利用分析
　　填埋氣（LFG）是填埋場內的有機物質通過微生物厭氧降解和生化反應而產生的一種混合氣體，它的主要成分是CH4和CO2，也含有O2、N2、H2和多種微量氣體，典型的填埋氣中CH4可占45—60%，CO2可占40—60%。這些氣體不僅對周圍環境有污染還有潛在的火災及爆炸危險，CH4在空氣中濃度為5—15%時遇明火易引起爆炸，CH4和CO2還能導致溫室效應，特別是CH4它的溫室效應是CO2的21倍，但同時填埋氣也是一種可再生的清潔能源，其高位熱值為15630—19537KJ/m3,對其有效的回收利用可以取得可觀的經濟效益和社會效益。
　　4.2.1填埋氣處理利用技術[10]
　　（1）填埋氣焚燒火炬---填埋場必須的設備
　　在沒有條件利用填埋氣的情況下，直接焚燒填埋氣體是一種較為簡單的處理方式，填埋氣中的甲烷經過燃燒變成危害較小的二氧化碳和水，其他有害氣體也在高溫火焰中被破壞，即使有填埋氣利用設備，在設備故障、檢修或停機等情況下也必須有焚燒火炬來消納填埋氣，這就需要焚燒火炬具備較強的負荷適應能力，能夠滿足各種情況下不同流量填埋氣的焚燒需要。
　　（2）利用填埋氣發電
　　利用填埋氣發電簡便、易行，是國內外最多采用的方式，對于促進填埋氣的資源化利用，改善垃圾填埋場運行的經濟狀況，以及減低溫室氣體的排放等都具有特別重要的意義。中國科學院工程熱物理研究所的填埋氣發電專利技術基于自行開發的一種填埋氣快速燃燒技術和進氣歧管噴注技術，對國產12V190柴油機進行改造，開發成功500Kw填埋氣發電機組，已經在北京北神樹填埋場和深圳下坪填埋場投入示范運行，發電效率大于30%。
　　（3）利用填埋氣體制備汽車燃料
　　填埋氣通過氣體分離技術制備汽車燃料，也有較為可觀的經濟效益，同時它的副產品CO2也是重要的化工原料和食品添加劑。
　　（4）利用填埋氣處理垃圾滲瀝液
　　滲瀝液蒸發工藝是一種新型的滲瀝液處理手段，它利用填埋氣燃燒產生的熱來蒸發滲瀝液，實現了垃圾填埋氣、滲瀝液的綜合處理。
　　4.2.2峽石溝垃圾衛生填埋場產氣量的估算及利用分析
　　隨著石家莊市人民生活水平的提高，生活垃圾的成分也在不斷變化，有機物比重不斷增大，我們在2007年4月做了一次垃圾成分分析，分析結果見表2。其中有機物占68.87%，無機物31.13%，含水率為42.7%。
　　表2峽石溝垃圾衛生填埋場來物理成分（%）

                   
　　　　根據填埋時間，現在已處于甲烷的穩定產生期，是氣體回收利用的最佳時期，典型導排管中甲烷含量穩定在45---60%之間，按每公斤垃圾年產氣量為0.06立方米，回收期25年，產氣計算公式：
　　Q=1000×g×w/(365×24×y)
　　式中：Q---每小時產氣量（m3/n）
　　g---每公斤固體垃圾回收氣量（m3/kg）
　　w---垃圾填埋總量(t)
　　y---回收期限（年）
　　填埋場封場后可處理垃圾310萬立方米，約248萬噸計算，可得出平均每小時產氣量達679m3，回收率按70%，則日平均回收氣體量1.1萬m3。
　　對于這些產生的填埋氣體，應從安全、節能減排和資源利用等角度來分析。設置通暢、安全的氣體導排和收集系統，防止氣體的囤積和遷移外泄，并采取合理的填埋氣利用技術對收集的氣體進行發電或制成清潔能源，既降低了這些氣體帶來的各種危害，同時起到資源的綜合利用，可以創造可觀的經濟效益。
　　4.3填埋場全封閉式擴容具備的條件及緊要性
　　4.3.1擴容的條件
　　石家莊市峽石溝垃圾衛生填埋場位于鹿泉市獲梁路中段，三面環山，上游有幾座村莊，通往村莊的公路沿填埋場北側山腰修建，原設計方案為填埋垃圾終期覆蓋層中間高兩側略低，并保持2%的坡度。如圖1。

                              
　　
　                       　　
　　
　　
　　圖1：垃圾填埋結構示意圖
　　
　　經實際考察,根據實際地形分析研究，如將通村公路改為北側山體北側修建，在原設計高度繼續向上進行填埋可增加約400萬立方米的庫容量。
　　4.3.2全封閉擴容的必要性
　　（1）填埋場現在北側部分垃圾填埋高度已接近公路，填埋所產生的氣體極有可能遷移公路表面，公路過往村民和車輛頻繁，易引起可燃氣體的燃燒爆炸。擴容改道后，填埋作業區可真正處于全封閉狀態，杜絕閑雜人員的進入，減少了人為因素造成的危害，降低了危險系數。
　　（2）填埋場已運行了十一年，迄今共處理生活垃圾190萬噸，約242.5萬立方米，加之覆蓋用土剩余庫容量不足60萬立方米，隨著生活垃圾進場量的增加，距原設計規劃滿容封場約兩年左右，擴容后，可增加填埋量，延長填埋場的使用時間。
　　（3）以原有填埋場為基礎，擴大庫容，可充分利用現有資源，減少不必要的浪費，降低建設費用。
　　（4）擴容后，垃圾填埋量增加，填埋氣體的產生量也隨之增加，更有利于填埋氣的合理利用。
　　當然，填埋場擴容還需要做更多的調查分析，制定具體的實施方案，從安全、環保、實用等各個方面考慮。
　　總之，垃圾衛生填埋場可持續性發展的因素還很多，如：封場后礦化垃圾的開采和利用，封場土地的再利用等，需要結合實際情況進行更為具體、全面的分析、討論。
　　5結論
　　石家莊市峽石溝垃圾衛生填埋場已經運行十一年，建設和運行管理上都已非常成熟，作為一個大型垃圾填埋場應全面考慮可持續發展的前景及因素，充分利用可持續衛生填埋技術和現有條件，嚴格規范填埋過程的污染控制，開發多種渠道的資源利用途徑，使填埋方式可動態、科學的運行，以緩解填埋場用地緊張，垃圾中可用資源浪費和環境污染問題矛盾，依據實際情況，將今后的重點放在滲瀝液處理工藝的改進、填埋氣體利用和全封閉擴容等方面，真正實現垃圾填埋處理的減量化、無害化、資源化。
　　
　　參考文獻：
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