甘肅禮縣城市生活垃圾處置研究

魏新平　劉興榮　孔令峰　董耀剛　楊世勇

摘 要：城市垃圾的處理，無(wú)論對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都是個(gè)普遍存在而又亟待解決的問(wèn)題。城市生活垃圾處理的策略應(yīng)結(jié)合城市發(fā)展環(huán)境、垃圾處理現(xiàn)狀條件、垃圾總量、垃圾成分、垃圾處理技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)承受能力等多種因素綜合考慮。禮縣經(jīng)濟(jì)比較落后，對(duì)生活垃圾的處理長(zhǎng)期處于落后狀態(tài)，垃圾填埋處置措施選擇填埋法較為適合，可以減少環(huán)境的污染，降低處置成本，有利于填埋場(chǎng)的處置管理，并可為我國(guó)西部經(jīng)濟(jì)較為落后的小型城市生活垃圾處理提供參考。

關(guān)鍵詞：城市垃圾 禮縣 填埋法

中圖分類號(hào)：X799 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（b）-0-03

城市生活垃圾是人們生活中產(chǎn)生的綜合廢棄物。在收集運(yùn)輸和處理處置過(guò)程中，其本身含有的和產(chǎn)生的有害成分會(huì)對(duì)大氣、土壤和水體造成污染。不僅嚴(yán)重影響城市環(huán)境質(zhì)量，而且威脅人們的身體健康。同時(shí)，隨著城市人口的增加、城市規(guī)模的擴(kuò)大和居民生活水平的提高，城市垃圾的不適當(dāng)堆放，已經(jīng)產(chǎn)生了世界范圍內(nèi)的人類健康和環(huán)境問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行有效控制和處理處置，成為各國(guó)廣泛關(guān)注的問(wèn)題之一[1-4]。文章以甘肅隴南禮縣的垃圾處理為例，系統(tǒng)地開(kāi)展小城市生活垃圾處理技術(shù)研究，具有十分重要的學(xué)術(shù)和現(xiàn)實(shí)意義。

禮縣位于甘肅省東南部，隸屬隴南市，總?cè)丝?9.54萬(wàn)人，其中城區(qū)人口4.2萬(wàn)人，垃圾處理的好壞直接影響城市環(huán)境、居民的身心健康和生活質(zhì)量。近年來(lái)，隨著禮縣縣城人口的增長(zhǎng)、人民生活水平的提高、消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，生活垃圾的產(chǎn)生量逐年增長(zhǎng)。

1 生活垃圾生產(chǎn)量

禮縣城區(qū)2012年人口約為4.2萬(wàn)人，依據(jù)《禮縣縣城總體規(guī)劃》及相關(guān)基礎(chǔ)資料，規(guī)劃至2021年人口為6.0萬(wàn)人。生活垃圾日產(chǎn)生量現(xiàn)狀約為41.5 t/d，城區(qū)生活垃圾的年產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度為3%，10年間城區(qū)生活垃圾的平均產(chǎn)生量為50.1 t/d，處理垃圾總量18.3×104 t。

2 垃圾填埋處置措施

2.1 垃圾收集

對(duì)城市主、次干道過(guò)往行人產(chǎn)生垃圾采用道路兩邊設(shè)置果皮箱的方法進(jìn)行收集；對(duì)城市商業(yè)區(qū)、居民聚居區(qū)生活垃圾采用塑料袋袋裝，定時(shí)、定點(diǎn)集中收集；簡(jiǎn)易垃圾箱和城市邊緣地帶或零散居民點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)不定時(shí)的集中收集（圖1）。

2.2 垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)處理

2.2.1 填埋場(chǎng)規(guī)模

根據(jù)日處理生活垃圾量和生活垃圾壓實(shí)累計(jì)量確定填埋場(chǎng)規(guī)模，累計(jì)時(shí)間以10年為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)模小，既可以節(jié)約資金，又可以隨著技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行較短周期的更新，禮縣縣城垃圾場(chǎng)的規(guī)模為45248 m2（約合68畝）。

2.2.2 處置方法選取

對(duì)城市生活垃圾的處理方法很多，有露天堆放法、堆肥法、生物降解法、焚燒法和填埋法等。其中露天堆放法尤為污染環(huán)境、影響人類健康，此方法已為大家所放棄[5-6]。現(xiàn)在使用較多的是后4 種方法[7-8]，其中，堆肥法處置后所產(chǎn)生的肥料由于肥效差，不為農(nóng)民歡迎；生物降解法成本高且只能處理有機(jī)可降解垃圾；焚燒法成本高且只能處理可燃成分，灰燼及不可燃部分還須填埋處置，焚燒過(guò)程中易造成二次污染，大多數(shù)城市不常使用此法。目前，普遍采用的是填埋法，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）處置徹底，不論廢物是有機(jī)的還是無(wú)機(jī)的，是可燃的還是不可燃的，均可不加分選地放在一起填埋；（2）處置成本低廉，其成本是焚燒法的1/15～1/8，堆肥法的1/5～1/3。

2.2.3 工藝流程

根據(jù)以上垃圾填埋方法的對(duì)比、城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求等，禮縣城區(qū)生活垃圾填埋方法選用填埋法。其固體廢棄物的處置工藝為傾卸、推平、壓實(shí)、覆土和再壓實(shí)等操作過(guò)程[9-10]（圖2）。

2.2.4 填埋作業(yè)方式

垃圾填埋分單元操作，考慮到每日處理的垃圾量和推土機(jī)的有效作業(yè)距離，以一日作業(yè)量為一個(gè)作業(yè)單元。每日平均生活垃圾填埋量為50.1 t/d，壓實(shí)容積為58.9 m3，作業(yè)單元長(zhǎng)10 m，平均每日進(jìn)展寬度2.36 m。作業(yè)法采用平面分層法，完成一個(gè)單元（一日垃圾）的填埋，即垃圾壓實(shí)高度達(dá)2.5 m（ L×W×H=10 m×2.36 m×2.5 m=59.0 m3），覆蓋土0.2 m。雨天可在垃圾層上鋪設(shè)碎石土，便于作業(yè)（圖2）。

2.2.5 壓實(shí)、覆蓋、消毒

垃圾填埋場(chǎng)的壓實(shí)可以有效的增加填埋場(chǎng)的容納能力，延長(zhǎng)填埋場(chǎng)的使用年限，減少填埋場(chǎng)的沉降量，增加堆積物邊坡的穩(wěn)定性，是填埋場(chǎng)作業(yè)中很重要的工序。填埋場(chǎng)垃圾的推覆采用TY160推土機(jī)進(jìn)行推鋪，并進(jìn)行碾壓作業(yè)。填埋作業(yè)面為10～15 °斜坡面，填埋時(shí)，推土機(jī)往下推，每次攤鋪垃圾厚度0.4～0.45 m（垃圾容重按0.6 t/m3計(jì)），并來(lái)回碾壓5～8次，每次壓實(shí)的范圍必須有1/3覆蓋上次的壓痕，壓實(shí)后的垃圾厚度為0.3 m。每日填埋完畢，攤鋪0.2 m厚的覆蓋土，為防止填埋場(chǎng)的鼠類和鳥(niǎo)類的繁衍和蠅、蛆孳生，必須要做到當(dāng)日垃圾進(jìn)行噴灑藥水或石灰進(jìn)行消毒。

2.2.6 垃圾填筑邊坡

垃圾堆埋高度應(yīng)低于25 m，堆埋邊坡按分層錯(cuò)臺(tái)的形式，每層垃圾（加上日覆蓋土層厚度0.2 m）堆埋厚度2.7 m；邊坡1∶3，每級(jí)留2 m寬的平臺(tái)，每三級(jí)留5 m寬的平臺(tái)（圖3）。

2.2.7 填埋過(guò)程的封場(chǎng)及輕質(zhì)垃圾的防飛散措施

因垃圾中含有細(xì)粒及輕質(zhì)物體，在遇有風(fēng)天氣會(huì)隨風(fēng)飄揚(yáng)，因此必須考慮大風(fēng)對(duì)垃圾填埋時(shí)及已填埋垃圾堆的影響。在垃圾填埋至頂部時(shí)為防止大風(fēng)吹走已填埋的垃圾，必須要邊填埋邊進(jìn)行封場(chǎng)作業(yè)。封場(chǎng)覆蓋層主要采取以下措施：在0.2 m厚的日覆蓋土上鋪一層0.3 m厚的碎石排氣層，上面再鋪一層0.35 m厚的防滲粘土層，其次再鋪一層0.3 m厚的粗砂排水層，最上層是0.7 m厚的營(yíng)養(yǎng)土植被層（包括20 cm厚的營(yíng)養(yǎng)植被層和50cm厚的覆蓋支持土層），最后在營(yíng)養(yǎng)土層上鋪設(shè)一層土工格柵，土工格柵的抗老化年限可達(dá)70年，在土工格網(wǎng)中間種植淺根植物，既可以綠化環(huán)境又能夠保持水土，防止大風(fēng)吹走覆蓋土層。

為防止垃圾填埋作業(yè)過(guò)程中輕質(zhì)垃圾的飛揚(yáng)，在填埋工藝上應(yīng)做到當(dāng)日垃圾當(dāng)日覆蓋，在工程措施上考慮在作業(yè)面周圍設(shè)置一道臨時(shí)移動(dòng)式防護(hù)圍欄，隨著作業(yè)面的不同而不斷移動(dòng)臨時(shí)防護(hù)圍欄的位置，從而保證作業(yè)面上的垃圾不到處飛揚(yáng)，并且由垃圾處理場(chǎng)派專人對(duì)防護(hù)圍欄上的輕質(zhì)垃圾進(jìn)行及時(shí)清理、及時(shí)掩埋。

3 填埋區(qū)場(chǎng)地整平

3.1 庫(kù)底整平

為了防止?jié)B瀝液對(duì)場(chǎng)區(qū)周圍地表水和地下水的污染，垃圾填埋場(chǎng)庫(kù)區(qū)必須采取嚴(yán)格的防滲措施。為保證庫(kù)底防滲層的質(zhì)量，便于場(chǎng)區(qū)垃圾滲瀝液的收集順暢，整個(gè)填埋庫(kù)區(qū)的場(chǎng)地需進(jìn)行平整。

場(chǎng)地平整時(shí)盡量利用天然地形，對(duì)溝谷底部進(jìn)行回填或削平處理，使其中線形成自溝谷上游至下游大于5%的坡度，在垂直于溝谷中線的方向形成自溝谷兩邊至溝谷中線3%的坡度。溝谷底部整平后應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)系數(shù)不小于0.93。

3.2 庫(kù)底側(cè)壁整平

溝谷邊坡整平時(shí)，在滿足最大坡度不大于1∶1的情況下，盡量利用天然地形，當(dāng)自然邊坡坡度大于1∶1時(shí)，應(yīng)將其整平為坡度1∶1邊坡，當(dāng)自然邊坡坡度小于等于1∶1時(shí)，只對(duì)邊坡表層的腐植土進(jìn)行開(kāi)挖清除處理，清除厚度不小于0.3 m。

4 滲瀝液的收集與處理

4.1 滲瀝液產(chǎn)生量計(jì)算

4.2 滲瀝液的收集

垃圾滲瀝液的收集系統(tǒng)應(yīng)能有效的導(dǎo)排垃圾滲瀝液，避免垃圾堆體內(nèi)積水，以利于垃圾填埋物的壓實(shí)與填埋后的穩(wěn)定。垃圾滲瀝液的收集系統(tǒng)包括滲瀝液導(dǎo)流層、滲瀝液收集管和導(dǎo)氣豎井等。

4.2.1 滲瀝液導(dǎo)流層

本場(chǎng)地不具備自然防滲的要求，設(shè)計(jì)采用人工防滲。填埋場(chǎng)庫(kù)底防滲采用“HDPE膜+壓實(shí)土壤的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)層”，庫(kù)區(qū)土質(zhì)側(cè)壁采用“HDPE膜單層防滲結(jié)構(gòu)層”，庫(kù)區(qū)基巖側(cè)壁采用“HDPE膜+GCL的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)層”。在防滲層結(jié)構(gòu)中的300 mm厚卵石層為滲瀝液導(dǎo)流層，卵石粒徑為15～35 mm。

4.2.2 滲瀝液收集管

滲瀝液收集管按整平后的場(chǎng)地沿北—南方向布置在場(chǎng)區(qū)中部，其坡度與溝谷底部平整坡度一致。

滲瀝液收集管布設(shè)于滲瀝液導(dǎo)流層的盲溝之中，滲瀝液收集管為D355HDPE管，與豎向?qū)饩黄饦?gòu)成滲瀝液收集的管網(wǎng)系統(tǒng)，滲瀝液匯總后排入污水調(diào)節(jié)池中。

4.2.3 豎向?qū)饩?/p>

為了便于滲瀝液的收集與導(dǎo)排，平面上布置了豎向?qū)饩?，豎井為直徑1.0 m，間隙5 cm的鋼筋網(wǎng)，內(nèi)襯土工布，用碎石填充。石籠中間布置D250HDPE垂直排液導(dǎo)氣花管，其作用是對(duì)氣體產(chǎn)生向上和對(duì)滲瀝液產(chǎn)生向下的導(dǎo)排作用。

主鋼筋骨架與每層垃圾填埋高度（包括日覆蓋土）2.7 m相同，隨填埋高度向上逐層接高。

垃圾填埋過(guò)程中，產(chǎn)生的滲瀝液經(jīng)豎向?qū)饩聺B到庫(kù)底導(dǎo)流層，通過(guò)滲瀝液收集管進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，而垃圾產(chǎn)生的填埋氣向上排至管口點(diǎn)燃排放，若填埋氣的產(chǎn)量及質(zhì)量均達(dá)到可利用價(jià)值時(shí)回收利用。

4.2.4 滲瀝液的處理

根據(jù)禮縣縣城污水處理現(xiàn)狀及縣城經(jīng)濟(jì)狀況，單獨(dú)建立污水處理，投資較大，處理成本較高，而禮縣的蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量，并且經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，在不利條件下垃圾產(chǎn)生的滲瀝液也較少，僅為371.61 m3/d，因此本工程對(duì)滲瀝液處理采用回噴法，即將污水調(diào)節(jié)池中的滲瀝液用潛污泵噴灑于填埋垃圾堆體上進(jìn)行蒸發(fā)處理。用此種方法既處理了垃圾滲瀝液、加速了垃圾堆體的穩(wěn)定化過(guò)程，又減少了工程投資。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）禮縣城區(qū)生活垃圾處理采用衛(wèi)生填埋的工藝是符合我國(guó)垃圾處理無(wú)害化、減容化、資源化的技術(shù)政策。

（2）本垃圾處理場(chǎng)充分利用溝谷荒地，交通方便，遠(yuǎn)離居民區(qū)，是較為理想的垃圾處理場(chǎng)場(chǎng)址。

（3）對(duì)本垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行防滲是必須的，采用人工材料進(jìn)行防滲經(jīng)濟(jì)合理，效果最好。

（4）采用回噴凈化系統(tǒng)進(jìn)行垃圾滲瀝液處理的方案，工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，運(yùn)行方便，經(jīng)濟(jì)合理。

（5）垃圾填埋氣在本次設(shè)計(jì)中只進(jìn)行導(dǎo)排的處置方式。在通過(guò)產(chǎn)氣檢測(cè)，數(shù)據(jù)積累后，填埋氣的產(chǎn)量及質(zhì)量均達(dá)到可利用價(jià)值時(shí)，可考慮采用建立填埋氣利用系統(tǒng)達(dá)到資源回收的目的。

（6）垃圾處理場(chǎng)的建設(shè)不僅有效地利用了國(guó)土，而且對(duì)改善禮縣的投資環(huán)境起到了積極的作用。

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