土壤汙染防治背景下的非正規垃圾填埋場治理

2020-12-16 北極星環保網

北極星環境修復網訊:【摘要】 對近年來非正規垃圾填埋場治理的市場概況和技術發展趨勢進行分析,通過數宗大型填埋場治理案例的研究,分析了技術模式的選擇及特徵對治理效果的影響。從統計數據來看,隨著土壤汙染防治法實施,「十三五」 收官階段,非正規垃圾填埋場的存量治理和新增市場將進一步釋放。治理技術將向精細化、多元化方向轉變,好氧加速穩定化、生態化封場及篩分綜合利用技術將成為主流技術。隨著土壤汙染防治工作的強化,非正規垃圾填埋場的治理工作中將更加重視對場地土壤及地下水汙染的調查評估及修復工作。

【關鍵詞】 非正規垃圾填埋場;治理技術;發展趨勢;案例研究

非正規垃圾填埋場是指未經土地用地、規劃、 立項、環境保護等方面審批,並未按垃圾衛生填埋場建設的規範標準進行設計和建設的。其主要的危害包括土地資源浪費、有機物、 重金屬、病原微生物多重汙染、填埋氣體汙染、 甲烷燃燒爆炸風險以及土壤、地下水汙染風險。 據統計,「十二五」期間,全國實施非正規填埋場或堆場治理項目 1 882 個,其中改造項目 503 個,原位封場項目 802 個[1 ]。在已治理的非正規垃圾填埋場中,規模小於 1.0×105 t 的佔治理總 數的 59%,規模在 1.0×105 ~2.0×105 t 的佔治理總 數的 13%,規模超過 1.0×106 t的僅佔治理總數的 6%。各地非正規垃圾填埋場存在規模小、數量多、分布分散、管理難度大和治理成本高等特點。

隨著環保督查工作的展開及近年來土壤汙染問題的頻發,2016 年國務院發布的 《土壤汙染防 治行動計劃》 將治理非正規垃圾填埋場納入了計劃範圍,隨後各省相繼發布了各自的工作方案, 將非正規垃圾填埋場的調查、治理納入了土壤汙染防治工作範疇,並明確了工作目標。

非正規垃圾填埋場作為土壤汙染主要來源之 一,對其進行治理修復不僅可以改善城市環境, 為城市發展提供更多的土地資源和環境容量,更重要的是通過治理消除土壤及地下水汙染風險。

1 市場需求現狀

1.1 存量治理市場規模大

根據 《「十三五」全國城鎮生活垃圾無害化處 理設施建設規劃》,「十三五」期間,全國預計實施存量治理項目 803 個,工程投資 241.4 億元[2 ], 存量治理市場規模大,需求迫切,見表 1。


從項目數量上而言,「十三五」期間存量項目主要集中於安徽、江西、河南、湖南、廣東、甘肅和海南等省份,但投資強度較大的則為北京、 遼寧、山東等,其中尤其以北京的投資總額及單個項目平均投資額最高,這可能是由於北京垃圾產生量大,存量非正規垃圾填埋場 / 堆場體量大, 且採用處理成本較高的篩分綜合利用技術,也不排除規劃中各地對項目統計方法存在的差異。

此外,根據各地制定的土壤汙染防治工作方案,非正規垃圾填埋場治理工作也將作為土壤汙染防治的重要環節全面展開。例如廣東要求截至 到 2018 年底,完成全省 66 個重點生活垃圾簡易處理場的治理工作[3 ];安徽、廣西和海南 3 省區 則要求全面治理非正規垃圾填埋場,並明確了 2020 年前需完成的具體清單[4-6 ];浙 江要求到 2020 年底,全面完成鄉鎮、村莊的非正規垃圾填埋 (堆放) 場的治理和生態修復[7 ]。

總體而言,在「十三五」收官階段,非正規垃圾填埋場治理的存量市場將持續保持,甚至迎來高速增長。

1.2 新增市場可持續

根據 《城鄉建設統計年鑑》(2013—2016 年) 的數據統計,全國城市及城鎮衛生填埋場總數從 2013 年底的 1 522 座增長到了 2016 年底的 1 840 座[8-11 ],平均每年有 106 座新建衛生填埋場投入使用,其中現有填埋場數量較多的包括河北、河南、 湖南、四川、雲南、陝西等省份 (圖 1)。在全部的衛生填埋場中,有超過 80%的填埋場在 2006 年後投入運行,隨著使用年限的逐步接近,未來數年將有一定規模的垃圾填埋場進入封場治理階段, 其中也有部分建設較早的因無法滿足新形勢新要求而需要進一步治理,因此未來幾年垃圾填埋場治理的市場依然可持續。

2 技術發展趨勢

目前,非正規垃圾填埋場的治理技術主要可分為篩分綜合利用、異地搬遷填埋、原位封場生態化治理、好氧加速穩定化技術等,技術概述見表 2。


2.1 由粗放向精細轉變

據統計,「十二五」期間我國非正規垃圾填埋場治理技術主要以原地封場為主 (56%),異地 搬遷填埋 (35%) 為輔[1 ],少量的採用篩分綜合 利用,這主要是由於「十二五」期間非正規垃圾填埋場治理剛剛起步,缺乏足量財政資金支持。

近年來,隨著環保要求的不斷提高、垃圾焚燒發電項目的發展以及土壤汙染修復工作的逐步展開,可徹底去除汙染源、充分釋放土地資源的垃圾篩分綜合利用技術逐步推廣,例如北京周邊大量地理位置優越且敏感的非正規垃圾填埋場普遍使用篩分綜合利用技術進行治理,既改善了生態環境,又充分盤活了有限的土地資源。

通過對近 5 a 來公開招標的投資額達到千萬元的垃圾填埋場治理項目的統計,從數量上而言,垃圾篩分綜合利用技術使用率達到了 64%;其次為好氧加速穩定化及原位封場,各佔約 16%和 14%,均 以大型非正規垃圾填埋場為主;異地搬遷填埋僅佔 約 6%。總體而言,隨著技術的不斷提高和政策的 引導,非正規垃圾填埋場治理技術正從簡單封場、 搬遷等粗放式處理向篩分綜合利用、加速穩定化及 生態封場等精細化處理方向轉變 (圖 2)。


2.2 更加注重調查與評估

由於非正規垃圾填埋場在使用過程中管理不完善,汙染防護設施建設不到位,有的場地甚至存在工業固廢混入的情況。在雨水、垃圾滲瀝液的淋濾作用下,垃圾堆體中的有害化學成分被浸出,並隨著滲瀝液在堆體內發生遷移,造成垃圾堆體汙染。垃圾滲瀝液水質複雜,含有高濃度的有機物、無機鹽、金屬和重金屬離子、細菌等微生物,以及少量異性生物有機化合物,具有持久和較高的毒性。對於沒有防滲結構的非正規垃圾填埋場,滲瀝液滲漏後,會造成不同程度的土壤及地下水汙染,造成更為嚴重的生態危害。

隨著 《土壤汙染防治行動計劃》的發布,非正規垃圾填埋場的治理不再是簡單的處理處置工程,逐步要求開展相應的調查評估及土壤修復工作,例如河南要求按照土壤環境調查相關技術規定 對垃圾填埋場周邊土壤環境狀況進行調查評估[12 ], 山西要求由垃圾填埋場或其主管部門對封場后土 壤和地下水環境影響進行評估監測[13 ],江蘇則要求開展規範化封場整治,全面治理積存垃圾,對造成土壤和地下水汙染的採取管控措施[14 ]。已於 2019 年 1 月 1 日實施的 《中華人民共和國土壤汙 染防治法》 要求政府相關部門對用於固體廢物堆放、填埋的農用地及建設用地地塊進行重點監測。

隨著場地調查、評估及治理相關規範的進一步完善,非正規垃圾填埋場的全過程管理也將得到逐步規範。深圳 2017 年發布了 SZDB/Z 224— 2017 生活垃圾填埋場環境風險等級劃分技術規範, 成為我國首個有關生活垃圾填埋場風險評價的政府指導性文件。但是,由於現行汙染場地的調查評估規範並不完全適用於水文地質、汙染介質等情況更為複雜的非正規垃圾填埋場,需要針對垃圾填埋場地調查和風險評估、垃圾堆體治理方法、 土壤和地下水修複方法、環境監管、封場和後監 測計劃以及填埋場地開發和再利用等方面制定技 術規範。

2.3 地域特徵愈加顯著

通過對近年來垃圾填埋場治理項目 的統計 (圖 3),近 5 a 北京開展的垃圾填埋場治理項目數量佔比達到 40%,呈爆發式增長,這與北京人口集中、垃圾產生量大、城市建設強度大有關。其次為浙江、江蘇、湖北及安徽等,佔比 6%~14%, 且其單項項目投資較大,表明長三角地區開展的非正規垃圾填埋場治理項目較多,這與人口密度大、經濟發達程度有直接的聯繫。


主要地區非正規垃圾填埋場治理技術模式數 量統計如表 3 所示,在治理模式選擇上,北京以異位篩分綜合利用為主,而長三角地區的治理模式則以原位、異位相結合,這主要與地區經濟、 城市體量及垃圾分布特徵有關。北京一度有非正規垃圾填埋場圍城之困,隨著城市的不斷發展外延,土地資源價值高,非正規垃圾填埋場場地勢必面臨再開發的需求,因此以異位治理為主,從而釋放土地資源以滿足開發需求。而江浙地區擁有廣大的遠郊地區,省會城市與下轄地級市的城市化水平、城市體量存在差異,對土地再開發需求不同,因此對非正規垃圾填埋場治理模式的選擇也呈現原位、異位相結合的特徵。


總體而言,近年來治理模式的選擇主要取決於城市開發需求,土地再開發價值高的通常選擇 異位治理模式,技術主要為垃圾篩分綜合利用。 而對於開發需求不高的地區,通常選擇原位治理模式,技術主要為好氧加速穩定化及原位生態封場,適度開發為生態公園等公用綠化用地。

3 典型案例分析

選取近年來公開招標的 8 宗總投資大於 1 億元的非正規垃圾填埋場治理項目進行研究 (表 4), 並對技術選擇模式及技術經濟性進行分析。


從技術模式的選擇角度來看,除了城市開發需求的決定性因素,垃圾治理體量也是影響技術選擇的核心因素。從表 4 可以看出,治理體量相對較大的均選擇了原位治理模式,而治理體量相對較小的則最終選擇了異位治理模式,治理技術的成本顯著影響了修復技術的最終選擇。在原位治理模式下,組合工藝的應用則越來越得到青睞, 通過原位阻隔、好氧加速穩定化、原位封場等工藝組合,可最大程度降低遠期汙染風險、縮短治理周期、降低長期運行維護成本。而異位治理模式下,近年來主要採用異位篩分綜合利用技術,該技術可實現固廢的減量化、無害化及資源化, 符合國家發展循環經濟的政策導向,是建設資源節約型和環境友好型城市的重要舉措。

治理技術的經濟性也是影響技術選擇的重要因素。從項目的綜合成本角度分析,包括好氧加速穩定化、原位封場、汙染物阻隔及其組合工藝在內的原位處理方式治理成本較低,平均成本在 38~69 元 /m3,其中以單一的原位好氧加速穩定化治理成本最低。另一方面,以篩分綜合利用為主體的異位治理方式,其成本達到了 223~533 元/m3, 尤其當輕質篩上物達不到燃燒要求需要外運填埋時成本最高,這也表明篩上物的物理化學特徵也是影響技術成本的重要因素,例如從項目實踐來看,含水率高的垃圾篩分難度大,相應治理周期和成本都將會增加。

4 總結

隨著《土壤汙染防治行動計劃》及《土壤汙 染防治法》 的相繼發布,非正規垃圾填埋場的治理已成為防治土壤及地下水汙染的重要工作。從統計數據來看,「十三五」期間,非正規垃圾填埋場的存量治理和新增市場將持續釋放,特別是在2020 年前將迎來快速增長。隨著垃圾填埋場治理技術的進一步發展,垃圾填埋場治理將向精細化、 多元化方向轉變,特別是出於發展循環經濟、減少固廢、提高資源利用率、釋放土地資源的迫切需要,垃圾篩分綜合利用在綜合發展水平較高的地區將越來越受到青睞。隨著土壤汙染修復工作的逐步規範,管理層面將更加重視對非正規垃圾填埋場地土壤及地下水汙染的調查評估及修復工 作。這也為非正規垃圾填埋場治理市場提供了新的機遇和挑戰,由於現行汙染場地的調查評估規範並不完全適用於水文地質、汙染介質等情況更為複雜的非正規垃圾填埋場,需要針對垃圾填埋場地調查和風險評估、垃圾堆體治理方法、土壤和地下水修複方法、環境監管、封場和後監測計劃以及填埋場地開發和再利用等方面制定技術規範。

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