生活垃圾簡易填埋場工程設計研究

時間:2022-09-10 10:31:46

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生活垃圾簡易填埋場工程設計研究

1項目背景

廣東省某市生活垃圾簡易填埋場,始建于2003年,2016年底停止使用,主要收集城區(qū)及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾,總存量垃圾約為4.08×105m3;位于當地飲用水源的上游位置,盡管不屬于敏感區(qū)域,但地下滲流可能通過附近支流進入水體,存在較大的環(huán)境風險隱患,亟需盡快對該填埋場進行整治,以最大程度減少污染,整治范圍見圖1。

2技術路線的選擇

由于該市垃圾焚燒項目建設滯后,預計還需2~3a才能投產建設;而現階段只有1座生活垃圾衛(wèi)生填埋場終端處置設施,且剩余填埋庫容不到半年。因此,結合本項目的實際情況,并根據相關政策和規(guī)范的要求,建議項目近期采取應急挖潛構建新的衛(wèi)生填埋區(qū)+部分簡易填埋區(qū)就地封場的綜合整治方案。

3實施目的

本項目整治工程的實施,既要解決舊生活垃圾填埋場的污染和安全隱患;同時也要按照生活垃圾衛(wèi)生填埋場的相關規(guī)范標準要求,最大化挖潛、構建一個新的衛(wèi)生填埋區(qū),協助解決該市2~3a內的生活垃圾處置問題。

4實施內容

1)應急挖潛構建新的衛(wèi)生填埋區(qū)工程:擋壩修筑、場地垃圾及污染土壤清挖、挖潛區(qū)構建(包括地表水、滲瀝液、地下水及填埋氣導排)等,最大化挖潛、構建衛(wèi)生填埋區(qū);2)部分簡易填埋區(qū)就地封場工程:垃圾堆體修整、覆蓋,滲瀝液收集導排、填埋氣體收集導排、雨水截洪和導排、地下水(地表水)污染監(jiān)測系統等,最大限度控制污染擴散。本項目整治平面布置見圖2。

5主要工程措施

5.1應急挖潛構建新的衛(wèi)生填埋區(qū)工程。新的衛(wèi)生填埋區(qū)填滿后將與現有衛(wèi)生填埋場形成一個整體,再進行聯合堆填,從而獲得最大填埋庫容。按照GB50869—2013生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術規(guī)范[6]的要求進行如下設計。1)擋壩修筑:為了與簡易填埋區(qū)的垃圾隔開,衛(wèi)生填埋庫區(qū)應急挖潛工程需修筑一道擋壩,該擋壩與周邊區(qū)域構成一個圍蔽的填埋庫區(qū)。擋壩設計長約290m,壩高11m。2)基礎構建:擋壩與山體、道路圍蔽成的封閉區(qū)域作為填埋庫區(qū)擬建區(qū)域,通過清挖存量垃圾及部分土壤構建庫區(qū)。填埋庫區(qū)邊坡構建盡量結合原有地形,最大限度減少土石方工程量以達到降低工程造價并使庫容最大化的目的。邊坡按坡度1∶1.5~1∶3(垂直高度∶水平長度)進行分階開挖、構建,邊坡頂部設置周邊防滲層錨固平臺,兼作作業(yè)道路。場底構建包括2個方面,首先對存量垃圾進行清挖,使其有足夠的承載能力,清挖的垃圾將就近轉移至擬封場區(qū)(約8.0×104m3);其次,對場底按設計高程進行開挖、回填,使場底具有不小于2%的縱橫坡度,使得填埋庫區(qū)的滲瀝液能快速、通暢自流出填埋庫區(qū)。3)基底防滲:本方案選用符合GB50869—2013要求的單層復合防滲系統對場底進行防滲處理,防滲系統主體結構采用2.0mmHDPE膜+鈉基膨潤土防水毯(GCL)。填埋庫區(qū)底部防滲系統從上至下分別為①反濾層,200g/m2土工布;②滲瀝液導流層,碎石層厚40cm;③膜上保護層,非織造土工布,600g/m2;④膜防滲層,2.0mmHDPE土工防滲膜;⑤GCL防滲層,滲透系數不大于5.0×10-9cm/s,4800g/m2;⑥膜下黏土保護層,滲透系數不大于1.0×10-5cm/s,厚度1m;⑦地下水導排層(碎石導排盲溝外包裹200g/m2無紡土工布),內含地下水導流管;⑧基礎層,壓實表面處理過的地基(土壓實度不小于0.93,表面平整、密實、無裂縫、無松土、無積水,無石塊、樹根及尖銳雜物)。4)滲瀝液臨時收集導排:在垃圾堆體開挖的過程中設置臨時設施對開挖過程產生的滲瀝液進行收集導排。在各開挖分區(qū)設置滲瀝液臨時導排溝(縱向坡度不小于2%)、滲瀝液臨時收集池和溝底/池底臨時防滲膜,垃圾堆體中未能下滲至庫底的滲瀝液通過臨時收集盲溝匯集到臨時收集池內,然后利用吸污車運出場外委托處理。5)滲瀝液收集導排和處理:滲瀝液收集、導排系統由滲瀝液導流層和導排盲溝組成。導排、收集的滲瀝液導排至下游的滲瀝液中轉池,再定期抽至現有滲瀝液調節(jié)池,經DTRO滲瀝液處理裝置處理后,清液外排,濃液由槽罐車定期收運至污水處理廠處理。6)地下水導排:為防止地下水水位過高對防滲系統造成頂托,及時疏導膜下地下水,須在填埋庫區(qū)的防滲層下設置地下水導流系統。在防滲層下設置環(huán)狀的地下水導流盲溝,主管盲溝內設置覫250HDPE穿孔管。7)地表水導排:包括填埋作業(yè)臨時導排和周邊雨水導排(截洪溝)。8)填埋氣導排:應急衛(wèi)生填埋庫區(qū)垃圾填埋總量約為1.8×105m3(包括新構建的衛(wèi)生填埋區(qū)垃圾以及后期與現狀垃圾衛(wèi)生填埋場聯合堆填的垃圾2部分),設計擬采用填埋氣體主動導排方式、以垂直收集系統將填埋氣體導排出垃圾堆體。運營期間設置填埋氣導氣豎井,將垃圾堆體的填埋氣體導出,當垃圾填埋高度達到封場設計高程時,將井口密封,采用管道連接導氣豎井,將填埋氣體輸送至填埋氣體處理區(qū)進行燃燒處理。5.2部分簡易填埋區(qū)就地封場工程。按照GB51220—2017生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術規(guī)程[7]的要求進行如下設計。1)堆體整形:現狀垃圾堆體凹凸不平,不利于排水,部分區(qū)域較陡,存在滑坡風險。對現狀堆體按坡度不大于1∶3、大于1∶20進行整形,一方面控制滑坡風險,另一方面保證滲瀝液的收集和導排順暢。2)覆蓋系統構建:封場覆蓋系統的目的主要是利用覆蓋層將垃圾堆體與外界環(huán)境隔絕,達到控制雨水入滲、控制地表徑流、減少水土流失、控制氣體散發(fā)氣味等目的。根據GB51220—2017,覆蓋系統的標準結構由排氣層、防滲層、排水層、綠化土層組成。3)地下水控制:通過設置氣水導排豎井,用于堆體內滲瀝液水位觀察及滲瀝液的應急抽排,最大化地減少滲瀝液下滲地下水。同時設置地下水監(jiān)測井6口,定期動態(tài)監(jiān)測及時反饋并記錄地下水的水質情況。若出現污染加重,則采取設置灌漿垂直防滲帷幕[8]進行防治污染擴散。其中灌漿垂直防滲帷幕(圖3)是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙,形成連續(xù)的阻水帷幕,以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿工程。灌漿垂直防滲帷幕采用三排樁,加固28d,抗壓強度R28≥3.0MPa,防滲墻滲透系數≤1.0×10-7cm/s,平均深度24m。4)滲瀝液收集導排:一方面通過設置防滲層、膜面排水層隔絕雨水進入該項目填埋堆體、同時在垃圾坡腳底設置滲瀝液導排盲溝等收集堆體內的部分滲瀝液,大幅降低滲瀝液產生量;另一方面通過在填埋場下游建設氣水導排豎井。5)填埋氣收集導排、處理:填埋氣導排系統主要包括導排豎井及水平導氣盲溝;同時采用火炬對填埋氣進行燃燒處理。6)植被恢復及土地利用規(guī)劃:完成覆蓋系統的構建后,需要對場區(qū)進行復綠及保持水土,并逐步實施生態(tài)恢復。7)地下水環(huán)境監(jiān)測:根據GB/T18772—2008生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術要求的規(guī)定,在填埋場周邊及填埋場地下水流向上游及下游處設置本底井、污染擴散井和污染監(jiān)視井,定期檢測地下水水質,及時掌握地下水水質變化情況。

參考文獻:

[1]袁文祥,陳善平,邰俊,等.我國垃圾填埋場現狀、問題及發(fā)展對策[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2016,24(5):8-11.

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[4]齊長青.簡易垃圾填埋場封場治理方案的研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2008,16(3):59-62.

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[6]生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術規(guī)范:GB50869—2013[S].北京:中國計劃出版社,2013.

[7]生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術規(guī)程:GB51220—2017[S].北京:中國計劃出版社,2017.

[8]錢學德,朱偉,王升位,等.填埋場和污染場地防污屏障設計與施工[M].北京:科學出版社,2017.

作者:洪昭銳 陳華 單位:廣東省環(huán)境保護工程研究設計院有限公司