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近年来,各地政府高度重视以生活垃圾填埋场为主的垃圾处理设施的建设,不断加大财政投入,依靠科学技术进步,提升填埋场的科技含量、管理和无害化处理水平。部分城市积极探索市场化运作模式,采取特许经营等政策措施,积极引进外资和社会资金。但在无害化等级评定过程中,发现生活垃圾填埋场的建设和管理仍然存在一些突出问题。因此,笔者根据生活垃圾填埋场建设、运行管理和监管的实践经验以及作者参与广东省生活垃圾填埋场无害化评估检查的体会,并以佛山高明苗村填埋场为例,对填埋场在建设和管理中如何达到无害化水平进行了探讨,并提出针对性的对策和建议。
1填埋工艺与作业程序
国内现有的填埋场根据地形主要分为平原型和山谷型,处理工艺以厌氧型卫生填埋为主,采用人工水平防渗。填埋作业程序一般为计量→卸垃圾→摊铺→压实→消杀→覆盖→封场→复绿。图1是佛山高明苗村填埋场工艺流程,是典型的卫生填埋场工艺流程。从运行质量控制体系角度来说,一般通过进场垃圾性质控制、计量过程控制与核查、交通组织与分区作业管理控制、填埋作业控制与设备管理、环境质量控制、渗沥液处理运行控制、沼气导排利用控制以及堆体边坡控制等关键节点,实现垃圾的无害化填埋作业。
2008年3月,在全国首次引入专业技术公司代表政府实施第三方监管,效果良好。
图1典型的卫生填埋场工艺流程
2无害化评价主要标准及措施
填埋场无害化评价内容包括工程建设和运行管理评价2部分,其中工程建设分值为55分,运行管理分值为45分[1]。
但从评价检查实践中可以发现,在工程建设中的不少评价子项是工程建设和运行管理相结合的,如渗沥液导排收集情况、雨污分流、填埋气体收集及处理等,实际上工程建设部分所占分值不到40分,运行管理部分将近60分。也就是说,即使填埋场建设达到无害化标准,如果不重视运行管理,也达不到无害化等级水平。
2.1工程建设
根据检查,各地新建的填埋场在设计使用年限、选址、防渗系统、渗沥液导排及处理系统、雨污分流设施和监测井等方面都能够严格执行相关建设标准和技术规范。其工程建设部分的无害化分值基本上得到满分,只有少数填埋场因新投入运行未能及时配置专业垃圾压实机、推土机等填埋设备或因填埋量少未达到设置填埋气体导排设施的条件而扣分。
一般来说,工程建设均采用以下设计[1]:
1)采用厚度不小于1.5mmHDPE膜作为主防渗层,并按有关标准和工程需要铺设地下水导流层、膜上膜下保护层等辅助层。
2)场底铺设有连续的渗沥液导流层并具有完善的渗沥液收集系统,保证垃圾堆体内的渗沥液能顺畅进入渗沥液处理系统。
3)具有雨污分流设施和功能,基本上能保证污水单独导排。
4)按要求至少布设5眼监测井,即1眼本底井、污染扩散井和污染监视井各2眼。
2.2运行管理
在实际运行管理中,比较重要的评价子项有垃圾进场检验、计量、填埋作业、填埋气体导排利用、渗沥液的收集与处理、环境监测和影响,这些评价子项占全部运行评价近80%的分值,是体现运营管理水平和垃圾无害化水平的关键。
2.2.1垃圾进场检验
无害化标准:有垃圾检验措施且能有效控制有害垃圾进场。
1)可设置专用爬梯或平台,对可疑车辆用专用铁钩勾出垃圾检验。如佛山高明苗村填埋场专门设置专用平台,每天按不少于进场垃圾车总数的5%对进场垃圾进行随机抽检。对不符合接纳的垃圾严禁进场,已进入填埋区发现不符要求的,也及时清理出场。
2)GB16889—2008对填埋废物的入场要求做了重新定义[2],对一些医疗废物、焚烧灰渣、一般工业废物、生物处理残渣等固态物经处理后,在含水率、重金属、细菌等指标符合要求后允许单独分区填埋,也规定了未经处理的餐厨废物、人畜粪便、电子废物等废物禁止填埋。因此,有必要完善垃圾进场检验方法和手段。
2.2.2垃圾计量
无害化标准:有计量设施,统计纪录资料保持完整。
1)垃圾计量数据是政府核算各清运公司的年度经费和垃圾场年度经费主要依据。
2)所有的垃圾车都必须过桥秤计量后方可进入填埋区。未经计量的垃圾车将禁止进入填埋区。统计资料应记录车牌号码、日期、进出场时间、桥秤号、进出场车辆质量、垃圾来源或区域等,并存入电脑系统中。
2.2.3填埋作业
2.2.3.1每月编制分区填埋计划
填埋计划的编制,有利于统筹安排当月填埋分区,雨污分流和渗沥液导排收集,最大限度地利用填埋容积,延长填埋场寿命。
2.2.3.2分单元填埋
无害化标准:场内分区、分单元作业。填埋应实行分区逐层作业的方式,以尽量减少垃圾裸露面。每一单元的大小应按现场条件、可用设备条件和垃圾接收速率及接收量而定。广东省建设厅编制的《广东省生活垃圾填埋场运行管理指引》指出,填埋作业单元应控制在较小面积范围,一般日处理量在1000t以下的填埋场,其作业区裸露面宜小于1000m2。如垃圾量较大,可分2~3个不同的作业面同时展开填埋。
2.2.3.3每日覆盖
无害化标准:做到每日覆盖。
每日填埋作业后应及时覆盖,建议采用HDPE膜或PVC膜等材料,并用沙袋等压实,也可用土覆盖,厚度为15~20cm,覆盖土层应压实平整。
2.2.3.4雨污分流
无害化标准:未填埋区和作业单元雨水进行单独导排。
雨污分流应结合每日覆盖进行操作。已填垃圾的非作业单元应及时覆盖,避免雨水进入垃圾堆体,以减少渗沥液产生量。可通过临时挡坝和堆体表面覆盖薄膜将降雨引导至导流沟排出填埋区。正常情况下,通过雨污分流,可以将渗沥液量控制在填埋量的20%以下。
2.2.3.5垃圾摊铺压实
无害化标准:使用专用压实机械,按标准分层摊铺、压实。
每层垃圾摊铺厚度宜在60cm左右,一般控制在1m以内,压实密度控制在600kg/m3以上,每层压实后再进行上一层摊铺压实,压实机继续压实日堆层,单元堆层厚度宜为2~4m;最厚不得超过6m[3]。一般采用图2和图3的方式进行作业。
2.2.3.6垃圾堆体
无害化标准:堆体边坡不大于1∶3,终场边坡及时覆盖。
为确保堆体稳定性,防止堆体滑坡,每个新堆单元的边坡不宜大于1∶3。除了新堆单元的第1个堆层要求松软状态外,在其他堆层不允许未经压实或坡度垂直的情况发生。
以佛山高明苗村填埋场为例,其一期工程将填埋场分为4个填埋区,边建设边填埋,防止未填埋区进入污水。每个分区又分为若干小区,如一区分为1A、1B和1C,每个小区又分若干个作业单元,每单元为长方形状,基本控制在1000m2内,采用下行式用专用推土机和压实机对垃圾进行来回摊铺、推平、压实,其压实密度可达到900kg/m3以上,垃圾堆体边坡坡度控制在1∶3~1∶5,并采用绿色的1mmHDPE膜覆盖垃圾堆体。
使用HDPE膜可提高填埋容积,又节省覆盖土,且移动方便可重复使用。该场通过在作业单元中采用管道和泵抽2种方式将雨水和渗沥液分流、对未填埋分区覆盖PVC膜加设临时截洪沟的管理方式,大幅度减少渗沥液的产生。
2.2.4填埋气体导排利用
无害化标准:按规范要求设置了气体导排设施,填埋气体导出后集中燃烧和利用。
1)在填埋深度达到5m时应开始设置竖井(管);当填埋深度达20m时,应采用横沟与竖井相结合的收集管线进行主动抽排。
2)填埋气体在不能综合利用时,采用火炬法集中燃烧处理。当垃圾填埋量接近200万t时即可建填埋气体发电站。
3)对导排管的气体压力、流量等基础数据应定期监测,场区沼气的甲烷浓度必须小于5%,建(构)筑物内甲烷浓度严禁超过1.25%[3]。否则应采取控制甲烷逸出或鼓风扩散等安全措施。目前,佛山高明苗村填埋场采用横沟与竖井相结合的收集管线,通过反复压实和严格的每日覆盖,减少填埋气外溢,使场区上方甲烷浓度控制在1%以下,有效预防爆炸事故发生。
2.2.5渗沥液的收集与处理
无害化标准:场地铺设有连续的渗沥液导流层并具有完善的渗沥液收集系统;渗沥液处理后出水检测数据全部达标或进入城市污水厂处理。
1)渗沥液导排收集系统顺畅可以保证渗沥液尽快排出垃圾堆体进入处理系统,减少了渗沥液可能渗漏污染地下水的风险。运行管理较好的垃圾场一般会通过测量专门设置在堆体上的水位管得出堆体水位,正常情况下,应将垃圾堆体水位控制在50cm以下为合适。
2)渗沥液排放要求:按照GB16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准要求,从2011年7月1日起,所有垃圾处理场都应设立单独渗沥液处理设施,达标后方能直接排入天然水体。其排放浓度限值见表1。
表1现有和新建生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值
新的标准规定严、要求高、时间短,这就要求新建的渗沥液处理设施必须采用新工艺技术,根据渗沥液水质采用物理、生化和膜技术等多种技术相结合的工艺,方能达到排放浓度限值。已运行的设施应尽快进行工艺改造,增加后端的深度处理设备,以满足新排放要求。
2.2.6环境监测和影响
无害化标准:配备较完善的环境监测设备,能定期对大气、渗沥液、地下水、地表水及噪声等项目的主要指标进行监测,能提供连续、完整、准确的监测资料和报告;所有排放指标监测数据均达标(包括自测和权威部门监测)。
1)环境监测内容主要有大气污染物、填埋气体、渗沥液、填埋场外排水、地下水、噪声、填埋物、土壤和底泥以及苍蝇密度等。监测项目参照表1,根据填埋场相关的监测技术要求和标准制定监测计划[4]。
2)垃圾进场成分监测每月1次;大气监测每月1次,监测点不少于4点;填埋气体应随时监测;地下水按丰、平、枯水期每年不少于3次,监测点(井)不少于5个;渗沥液(原液)每月监测1次,处理排放水按工艺要求确定监测次数[4-5]。3)每年至少进行3次监测,委托有资质单位,每次监测工作后对数据进行处理、汇总、统计、分析。
高明苗村填埋场根据环境监测的需要设置10眼地下水监测井,在场地周边设置10眼填埋气体监测井。环境监测委托具有监测资质的单位定期检测,场内配置有便携式监测仪,如多功能气体测试仪、危险气体警报仪、噪声监测仪,取样用汽泡泵等。通过对环境的监测,使填埋场的污染得到有效控制。
3无害化等级评定过程中存在问题
在实际的无害化等级评定过程中,填埋场在工程建设和运行管理上仍然存在以下问题。
1)大部分城市垃圾处理方式单一,只有卫生填埋场,且都是直接填埋原生垃圾,垃圾分类回收资源率很低,大量的垃圾直接填埋导致了垃圾填埋场超负荷运行,设计使用年限快速缩短。而新垃圾处理设施建设又普遍面临选址难等问题。
2)设施的运行经费难以保障。设施建设和运行所需以公共财政投入为主,但是一些城市财政收入有限,垃圾处理费或尚未开征或收缴率偏低,难于维持正常的填埋场运行,导致新技术、新材料和新工艺无法有效使用,阻碍了填埋场无害化水平的提高。
3)运行管理水平高低不一。随着填埋技术含量的提高,对环保、给排水、土建等专业技术人才需求越来越高。现有的填埋场专业人才非常短缺,技术人员比例偏低,造成填埋场无害化水平无法提高。
4)政府缺少有效的技术监管。政府监管从内容上分为行政监管和技术监管,但是,对于政府职能部门来说,一是技术人员少、专业面窄,二是行政管理事务繁忙,难于派人全职现场监管。只能根据合同停留在工程建设费用、垃圾处理量等行政层面的监管,难于实施过程的技术监管。
4建议
1)应通过源头垃圾分类、控制原生垃圾填埋、提高压实密度等手段,尽可能减少垃圾的填埋量,最大化的延长填埋场的寿命。
2)编制垃圾处理设施专项规划,通过国土、规划和环保等部门真正落实设施选址用地。
3)增加垃圾处理设施的财政预算,开征垃圾处理费,并采取有效的征收途径。有条件的城市,可以考虑按量收费。真正做到减量少付费,多产生多付费,从源头抑制垃圾产生。
4)重视填埋场的规范化管理和运行,加强对作业人员上岗前和上岗后的专业技能培训,引进专业科技人才。
5)引入第三方专业公司进行监管,以弥补政府技术层面监管的不足。
参考文献
[1]CJJ/T107—2005生活垃圾填埋场无害化评价标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]GB16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3]CJJ17—2004生活垃圾卫生填埋技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[4]GB/T18772—2008生活垃圾卫生填埋场环境监测技术要求[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[5]CJJ93—2003城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
作者简介:陈伟锋(1975—),工程师,主要从事环境卫生工程咨询、设计、运营和技术研究。