北京市生活垃圾填埋场的清洁生产分析

北京市生活垃圾填埋场的清洁生产分析

目前，北京市在运行的生活垃圾填埋场有16座，总占地面积约380公顷。生活垃圾填埋场产生大量填埋气、渗滤液等污染物，对周边的地表水、地下水、土壤、大气造成极大危害。《中国21世纪议程》提出，“清洁生产”是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环

境的实用生产方法和措施，其实质是一种物耗和能耗最小的人类生产活动的规划和管理，将废物“减量化”、“资源化”和“无害化”，或消灭于生产过程之中，因此在生活垃圾填埋场开展“清洁生产”，主要考虑生产过程能源、资源消耗、污染物控制以及综合利用等方面。

一、生活垃圾填埋场物料和能源消耗

北京市生活垃圾转运站有9座，其中3座具备分选功能，大约50%的生活垃圾经分选处理。生活垃圾填埋场中有一座仅处理生活垃圾焚烧炉渣，一座以处理来自转运站的筛下物为主，其余以处理原生生活垃圾为主。填埋物以原生混合垃圾为主，其中厨余垃圾约59%、塑料约17%、纸类约15%、木竹2.5%和无机物等，因此生活垃圾填埋场主要排放物为渗滤液和填埋气。

图1（见下页）是北京市生活垃圾填埋场清洁生产图。

从图中可以看出，生活垃圾填埋场主要包括填埋区、污水处理厂和填埋气处理厂三个功能区，处理物料为垃圾，输入为能源、资源和材料，输出的为综合利用产物（中水、天然气和电能）以及废液、废气等污染物。虽然填埋气发电项目已经纳入清洁生产发展机制，但是并没有普及，清洁生产的理念并没有全面引入北京市生活垃圾生产管理中，该行业的清洁生产潜力较大。

二、能源、资源消耗及节约

（一）能源消耗及节约

生活垃圾填埋场的能源消耗主要为燃油（汽油、柴油）和电力。燃油消耗主要用于推土机、压实机、作业车和移动泵等，主要耗电系统是渗滤液收集处理系统、填埋气收集系统。填埋场能耗与主要的工艺和设备类型密切相关，选用先进的工艺和节能设备是节能的重要环节。能耗与污染物排放量要求有关，污染物排放要求越严格、工艺越复杂、处理越彻底，相应地能耗就越高。设备的完好程度也是能耗的关键因素，填埋场内应加强设备维护管理制度，提高设备利用率和使用寿命。因此，先进的生产工艺、有效的节能措施、完善的设备维修制度是清洁生产的重要内容。清洁生产对于能源消耗方面的要求不仅包括常规能源的节约高效，还应涉及清洁能源的利用和新能源的开发利用，可以开展填埋场甲烷、太阳能、风能利用等技术，替代传统能源。

（二）资源消耗及节约

生活垃圾填埋场的资源消耗主要包括素土、新鲜水、渗滤液、填埋气导排用管道、场底防渗材料、覆盖膜等。素土主要用来填埋堆体的筑坝、修路、覆盖，北京的素土资源稀缺，应该考虑替代材料或选用新的工艺以减少素土的消耗量。如，阿苏卫填埋场尝试用垃圾筑坝替代黄土筑坝，不仅节约素土资源，而且节约了填埋场的库容量，增加了填埋场寿命，值得推广。另外，用渣土取代素土覆盖、垃圾堆体喷涂或用膜覆盖等方法，也可以减少素土使用量。在填埋场，新鲜水主要用于清洁和渗滤液处理配药。再生水可以替代大多数的清洁用水，雨污分流所收集的雨水也可以回收利用，是节约用水的重要途径。物资消耗与工艺相关，选用先进、节约、高效的工艺是节约物资的主要途径，完善的物资管理制度和规范的作业制度也是节约物资的重要途径。

三、污染物排放及控制措施

（一）渗滤液控制和处理措施

渗滤液组分复杂，含有多种有机物、重金属、病毒、细菌等有毒、有害、恶臭的物质，对地表水、地下水、土壤、大气和生态环境具有潜在威胁，是垃圾填埋场的主要污染物之一。生活垃圾中约含40%～60%的水份，在降解过程中会以内流水的形式渗滤出来，降水和地表水渗入等外来的水份加入，使用期的渗滤液产量为日处理量的30%左右[1]。

填埋场底部和周边铺设低渗透性材料作防渗层，可以有效地防止垃圾渗滤液污染物向填埋场周边的土壤和水体扩散。防渗材料一般有天然粘土、膨润土、土工膜、高密度聚乙烯（HDPE）膜等。上世纪90年代后修建的生活垃圾填埋场都采用复合防渗层，其中包含2.0mm厚度的高密度聚乙烯（HDPE）膜，其防渗和抗压性能较好。及时导排渗滤液有利于有机物降解、有利于产生填埋气、有利于填埋场的稳定性[2]，因此填埋场渗滤液收集情况应该成为清洁生产的一个重要因素。

渗滤液经过生化+纳滤+反渗透等处理系统回收其中的水分，其回收率大约为50%。渗滤液浓缩液的处理是垃圾处理中的难点，大多数重新回灌到垃圾堆体之中。渗滤液处理效果应该成为清洁生产的一个重要内容。渗滤液集液池和调节池是恶臭气体的主要散发地之一，应当对其进行密闭，集中收集处理恶臭气体，缓解填埋场恶臭污染。

雨污分流的重点在于阻碍雨水进入垃圾堆体以减少渗滤液产量。渗滤液产量随季节差别明显，夏季垃圾含水量较多，渗滤液产量较高，如果没有雨污分流措施拦截雨水，雨水深入垃圾堆体使得夏季渗滤液产量猛增，给渗滤液导排处理带来困难。现有的密闭化填埋场，非工作面采用聚乙烯膜密闭，拦截了绝大多数的雨水，减少了渗滤液产量。而且，雨污分流措施可以防止填埋场污染物被雨水带走，减少污染

风险。雨污分流措施是生活垃圾填埋场渗滤液减产的重要措施，也是污染物控制的重要措施，因此是清洁生产的重要内容。

（二）填埋气控制和处理措施

在填埋场的垃圾堆体内，生活垃圾中约70～80%的有机物质发生降解，据估计，每吨生活垃圾大约可产生64～440立方米填埋气[3]。填埋气中约含甲烷60%、二氧化碳40%和少量的氢气、氨、硫化氢、氮氧化物等有毒有害的恶臭气体，会对环境空气造成污染，影响周边居民的正常生活。甲烷含量过高有可能引起爆炸，甲烷和二氧化碳都是窒息性气体、温室气体，同时甲烷又是清洁能源之一，因此，填埋气不加处理利用而直接排放的粗放式运行方法，不仅污染环境而且浪费资源。

传统生活垃圾填埋场在垃圾堆体中建设石笼对填埋气

进行导排，但是没有对填埋气的污染进行控制，填埋气直接排放大气中。目前，北京市的生活垃圾填埋场进行了全密闭工程的改造，填埋气的收集率大约为90%，填埋气收集利用不仅控制了填埋气污染，而且降低了二氧化碳排放量，达到了“节能减排”的目的。小型的生活垃圾填埋场推进密闭化技术比较困难，可以采取减少甲烷排放技术、除臭技术等控制填埋气的污染。但是填埋场的作业过程仍然处于露天状态，作业面仍是填埋场主要的恶臭污染源之一。安定