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目前在我国，由于生活垃圾的高含水率、低发热量特性以及卫生填埋技术的经济性，70%以上的城市垃圾采用卫生填埋的方式进行消纳，并且在今后一段时间内卫生填埋仍然将是我国城市垃圾的主要处置手段。近年来，随着生活垃圾量的日益增多，填埋场用地越来越紧张，如何解决新增垃圾的出路问题引起了国内广大城市的关注。而开挖填埋场稳定化垃圾，能增加现有填埋场库容，延长填埋场的实用寿命，也是解决上述问题的最佳途径。此外，开采出来的垃圾还可进一步的实现资源化利用（用作循环物料、覆盖材料、可燃垃圾、建筑材料、生物填料、绿化用土等）。本文就矿化垃圾(稳定化垃圾)的开采并分别从填埋场覆盖材料、土地利用、废水和废气处理等方面综述了矿化垃圾的资源化途径。
2矿化垃圾的概念及性质
根据课题组多年的研究认为，垃圾填埋龄在8～10年以上(北方地区10～15年以上)，表面沉降量小于10mm/a、垃圾中有机质含量小于10%，易降解物质完全或接近完全降解，垃圾自身几乎不再产生渗滤液、填埋气和异味，此时的垃圾称为矿化垃圾。根据对老港填埋场的研究，具有8～10年填埋龄的矿化垃圾挖出经晾干后，散发出新翻泥土的清新气息，无其它异味，而取自开挖单元的渗滤液水质也达到了三级排放标准，垃圾中有机物主要为难降解的腐殖质。在外观组成上，除大块的塑料、碎玻璃、石子、动物骨头以外，其细粒部分状似土壤：黑色、分散、质粒较均匀，在外观性状上已完全不具有原始生活垃圾的特征。
3矿化垃圾的开采利用实践
早在上世纪50年代，以色列特拉维夫市填埋场就有了开采利用矿化垃圾的历史。菲律宾大马尼拉Balut垃圾处理场、德国的布尔库堡夫处置场等都较早地进行了稳定化垃圾的开采与利用。美国佛罗里达Naples填埋场开采回收了可燃性废物，挖掘出来的细料作为填埋场覆土加以利用。纽约Ed-inburg填埋场的开采在减少封场维护和监管费用、污染治理费用和另外开发填埋场的成本方面，取得了明显的经济效益。Lancaster县Frey Farm填埋场所开采的矿化垃圾56%转化成了燃料，41%用于回收泥土和含铁金属，剩下难以利用的3%用于回填，在扩大填埋库容的同时，实现了陈垃圾的有效利用由于我国垃圾进行填埋处理的历史不长，填埋场的开采尚未普遍地列入工程计划。目前，仅上海老港、黎明和三林塘等填埋场作过一些积极尝试。课题组曾对上海老港填埋场40号填埋单元的10000t矿化垃圾(填埋龄为10年)进行了开采，经过15d的晾晒、筛分后，得到6000t有机细料(d≤40mm)，1200～1500t塑料、玻璃、金属等可回收物品，剩下的2800～2500t粗料回填到填埋单元中，由此腾出的7000m3库容得以填埋新鲜垃圾。
4矿化垃圾的利用途径
4.1用作填埋场覆盖材料
现在通常卫生填埋场采用土壤作为覆盖物，但如果就地取土困难，且土源较远而导致土价较高，寻找合适的替代覆盖材料则显得尤其重要。Claire在将陈垃圾用作覆盖材料防治恶臭的研究中发现，除臭速率随垃圾堆积密度的提高而增加，在堆积密度为740kg/m3时，恶臭的去除率达到了97%。吴军等认为将填埋龄超过10年的矿化垃圾经过二次发酵大概一个月后，即可用作日覆盖材料，除具有就地取材、价格低廉的优势外，还有生物吸附和脱臭的功能。李启彬等在挑选生物反应器填埋场临时覆盖材料时，认为稳定垃圾分选的细粒物在渗透能力上完全满足要求。徐勤等在经过对国内外终场覆盖情况与标准的比较后，提出在终场覆盖系统中，可将矿化垃圾作为其中的营养层。
4.2土地及园林利用
矿化垃圾经过了多年的填埋，其中大部分有机物都得到了充分降解，经一定的筛分后可得到含有丰富有机质和多种植物营养元素的腐殖土。这样的矿化垃圾可广泛地应用于农田、林地施用、园林绿化以及受损土壤的改良和修复等。但在使用过程中应充分考虑到矿化垃圾中有机质和营养元素，以及其中的有害重金属含量等，因地制宜，最大限度的发挥矿化垃圾的土地效用。
城镇垃圾农用控制标准规定城镇垃圾农用的粒径应小于12mm，我国的研究工作者大多以15mm作为筛分的孔径。徐勤等对老港的陈垃圾进行了筛分实验，结果显示填埋年限为6年、8年、10年的陈垃圾小于15mm的细料分别占32.72%、37.65%和41.31%。赵树青等所作研究表明深圳盐田垃圾场矿化垃圾15mm以下的细料平均占40.8%，且大部分为营养渣土。而在对矿化垃圾的有机质和营养物质含量的研究方面，郭亚丽等对上海老港填埋10年和6年粒径小于15mm的矿化垃圾基本特性进行了相关研究。其中6年矿化垃圾的有机质和营养物质满足国家的相关要求。这说明矿化垃圾的土地和园林利用是有很大潜力的。
赵由才等在0.27hm2的稳定化填埋单元中，利用矿化垃圾细料进行种植研究，品种包括葱兰、麦冬、黄杨、海桐、紫薇、棕榈、丝兰、合欢、女贞、香樟等，成活率均相当高，这不仅显著改善了封场单元的生态环境，而且取得了一定的经济效益。王立在封场单元覆盖系统中添加矿化垃圾，结果表明，这可以有效地改善植被层土壤的营养状况；在其上种植耐受性较强的苗木和草类品种(如夹竹桃和本特草)，既可强化植被恢复的进程，又可增加土壤-植物系统降解污染物的能力。4.3在处理废水和废气中的利用
由于特殊的形成条件，矿化垃圾具备良好稳定的多孔结构，具有较大的吸附比表面积，有机质含量高，阳离子交换容量大，并且其中含有丰富的微生物。因此，矿化垃圾是一种性能优越的生物介质，可作生物反应床的填料，用来处理废水。
4.3.1处理城市生活污水
赵由才等构造了一个内径80cm、高150cm的圆柱形生物反应器，并向其中加入120kg的10年填埋龄的矿化垃圾，其粒径小于15mm，用来处理生活污水。整个反应器连续运行时间超过了2年，水力负荷维持在1000～1200L/（m3矿化垃圾/d），进水COD、NH3-N分别为400～500mg/L、45～50mg/L，出水的相应指标达到了80～100mg/L、10～15mg/L以下。研究表明，这是一种经济有效的方法，尤其适用于小规模的污水处理。
4.3.2处理禽畜废水
赵由才等使用填埋龄为10年粒度小于15mm的矿化垃圾装填进内径和高度分别为40cm和150cm的圆柱形反应器中处理禽畜废水。实验结果表明，在水力负荷为250L/（m3矿化垃圾/d）的条件下，该反应器对禽畜废水的色度、SS、COD、BOD5、NH3-N和总磷的去除率分别达到了64%、54%、75%、88%、94%和99%。系统运行6个月以来，运转一直良好。
边炳鑫在对上海南汇东海农场奶牛废水的中试处理中，在矩形反应床(2.05m×2m×1.5m)中装填粒径小于20mm的填埋龄为10a的矿化垃圾，进水方式采用间歇进水，每天进水100L，在进水COD1750～4500mg/L，NH3-N300～650mg/L时，去除率分别稳定在75%～90%和80%～95%。
4.3.3处理垃圾渗滤液
垃圾渗滤液是一种复杂的难降解高浓度有机废水，采用矿化垃圾反应床处理垃圾渗滤液，无需专门培养菌种，工艺流程和设备维修简单，基建投资低，运行管理方便，处理成本低，是目前适合我国国情的一种处理技术。利用矿化垃圾生物反应床处理垃圾渗滤液，目前已在山东即墨、蓬莱、安徽马鞍山、上海老港和崇明、江苏丹阳、广西贵港等地进入了工程实践阶段。如上海老港填埋场的示范工程处理能力为100t/d，自2003年5月运行至今，已处理渗滤液4万余t，在适宜的运行条件下，三级出水的NH3-N、TSS、色度、嗅味、重金属含量等污染指标均低于渗滤液二级排放标准，而COD值在夏季为250～600mg/L、春秋季为450～700mg/L；冬季为550～850mg/L，可满足纳管排放标准[8]。赵由才等使用填埋龄为10年、粒度小于15mm的矿化垃圾装填进内径和高度分别为80cm和80cm的圆柱形反应器中，用以处理垃圾渗滤液。进水渗滤液的COD、BOD、NH3-N分别为3000～7000mg/L、540～1500mg/L和500～800mg/L，水力负荷为80～200L/（m3矿化垃圾/d），各项指标出水去除率都达到了90%～99%。研究还表明，该反应床的处理效率与水力负荷、B/C以及矿化垃圾的预处理紧密相关。水力负荷的增加，B/C小于0.1～0.2，都会使处理效果降低，而将矿化垃圾中一些石头、塑料、玻璃等物质通过前处理去除将有助于处理效率的增加。
褚衍洋等在经过理论论证的基础上，采用矿化垃圾床+SBR的工艺处理渗滤液。当两类渗滤液水质CODcr分别为22.648g/L和13.236g/L，NH3-N分别为850mg/L和642mg/L时，出水CODcr降到小于300mg/L，NH3-N降到小于20mg/L的水平，达到了渗滤液的二级排放标准。
4.3.4处理焦化废水
王敏等研究当焦化废水浓度COD在900～1450mg/L时，经过单级矿化垃圾生物反应床、COD、NH3-N和挥发酚的去除率分别为82%、95%和98%，几种典型杂环化合物的去除率达64%。同样条件下经过回流矿化垃圾反应床处理，相应的COD、NH3-N、挥发酚和几种典型杂环化合物的去除率分别上升到92%、96%、99%、74%以上。在整个过程中无需曝气，而且不产生剩余污泥。
4.3.5处理废气
张华等通过实验室研究表明，矿化垃圾生物反应床在厌氧条件下可有效地处理NO废气。反应床对NO的去除率随着停留时间的缩短而显著降低。添加菌种可缩短生物反应床启动时间，而且厌氧条件下NO去除效果明显要好于好氧条件下的试验。最后得出结论，利用微生物的反硝化作用处理NOx比生物硝化作用更具优势。
4.4加工成建筑材料
张华等认为稳定后的矿化垃圾可用作一般性的建筑材料。如筛分过的矿化垃圾细料，加入凝固剂后可作为道路路基原料。而用矿化垃圾中的煤渣和碎石粉碎后与425号水泥、黄沙掺合后可制作大型砖块，另外矿化垃圾也可代替泥土作制砖原料，有利于减少泥土使用量，保护耕地。上海老港填埋场建立的垃圾制砖生产线，用矿化垃圾中的煤灰、地灰、砖头、瓦石等经粉碎后与辅料混合，压制成路面砖。该产品无毒、无味、无菌、表面光洁、耐腐蚀、耐磨、风化程度极低，抗压强度≥25MPa，抗折强度≥3.5MPa，吸水率为9%，低温时强度损失≤25%。其性能质量达到JC446-91标准一等品要求，而造价仅是水泥路面砖的70%。
5结论与展望
综上所述，生活垃圾填埋场中矿化垃圾的开采可极大地再生填埋库容，缓解新建填埋场的压力；同时开采出来的矿化垃圾经分选等预处理后，可得到合理的综合利用，如作为填埋场覆盖材料、土地利用、处理废水、处理废气以及作为建筑材料等，且其中一部分已经进入工程实践的阶段。不过目前仍然存在一些问题，有待今后的研究解决。(1)面对我国目前许多填埋场快要到达使用年限，而新的填埋用地又难以寻找的难题，开挖矿化垃圾，增加现有填埋场库容是最经济有效的方法。但如何达到最大限度的利用开挖的矿化垃圾仍然值得研究。如研究出更先进的机械设备，用以提高开采和筛分矿化垃圾的效率；寻找更多的利用矿化垃圾途径等等。
(2)作为一种处理废水的经济有效的新方法，如何提高进水负荷和强化出水效率，是矿化垃圾生物反应床能否获得广泛应用的关键。
(3)矿化垃圾作为生物处理废水的介质，已被认为其中主要作用是生物降解，但矿化垃圾的吸附作用不容忽视。有必要将矿化垃圾看作单纯的吸附材料，对矿化垃圾的吸附性能进行研究。
〔参考文献〕略
