廣西某城市垃圾填埋場(chǎng)封場(chǎng)工程設(shè)計(jì)

梁有千 黃麗娟 韋勁松 王宗建

【關(guān)鍵詞】填埋場(chǎng)封場(chǎng);分區(qū);生態(tài);設(shè)計(jì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU993.3;X705【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）05-0051-04

1 工程背景概述

1.1 工程背景

我國(guó)初期的填埋場(chǎng)因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素影響多為簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)，并且原場(chǎng)址現(xiàn)在大多已成為市區(qū)或臨近市區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十三五”期間我國(guó)存量老舊填埋場(chǎng)數(shù)量超過(guò)2 000座，這些簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)重?fù)?dān)將卸，需進(jìn)行規(guī)范封場(chǎng)[1]，以構(gòu)建和諧的生態(tài)環(huán)境，適應(yīng)人們生活期望提高的要求。老舊填埋場(chǎng)原地治理是當(dāng)前的主流處理方式，綠、林、耕地是封場(chǎng)土地利用主流方式[2]。

廣西某城市垃圾填埋場(chǎng)占地1.812×105 m2，屬于山谷型垃圾填埋場(chǎng)，自1994年啟用至2004年，累計(jì)填埋量已達(dá)到2.196×106 t，填埋作業(yè)已至設(shè)計(jì)終場(chǎng)標(biāo)高，不再收納垃圾而停止使用，垃圾堆體上方部分區(qū)域覆蓋黏土、長(zhǎng)著植被，其余區(qū)域大多為裸露的礦渣等。該填埋場(chǎng)封場(chǎng)設(shè)計(jì)于2016年進(jìn)行，距填埋停用已有12年。

1.2 項(xiàng)目現(xiàn)狀調(diào)查及問(wèn)題分析

經(jīng)對(duì)已停止使用的廣西某城市垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地、環(huán)境狀況等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查并分析原有資料，并且填埋場(chǎng)限于當(dāng)時(shí)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件、超期使用等因素，從工程角度分析該場(chǎng)存在一定的環(huán)境隱患，主要問(wèn)題如下：①填埋場(chǎng)未進(jìn)行規(guī)范的水平或垂直防滲，存在對(duì)地表水、地下水及周?chē)寥赖奈廴倦[患。②填埋堆體局部邊坡較陡，影響堆體穩(wěn)定性，存在失穩(wěn)隱患。③垃圾堆體上部有較大面積隨意堆放的礦渣及部分建筑垃圾等，堆體表面坑洼不平，當(dāng)降雨時(shí)積水較多，排水不暢，雨水沖刷堆體表面形成帶有較高濃度懸浮物及污染物的雨水排出場(chǎng)外，對(duì)環(huán)境造成二次污染。④缺乏規(guī)范的封場(chǎng)覆蓋，不能實(shí)現(xiàn)良好的雨污分流，坡頂甚至形成倒坡，導(dǎo)致滲瀝液增加。⑤集氣井幾乎都被封堵，填埋氣體未能有效收集導(dǎo)排，缺乏填埋氣體處理系統(tǒng)，污染大氣，并存在爆炸安全隱患。⑥滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)存在堵塞現(xiàn)象，排水欠暢。⑦調(diào)節(jié)池未防滲、未封蓋，暴雨時(shí)調(diào)節(jié)池有過(guò)應(yīng)急外排未經(jīng)處理的滲瀝液，通過(guò)排放管溝排至市政管網(wǎng)進(jìn)入污水處理廠處理，存在水污染和大氣污染隱患。⑧環(huán)境監(jiān)測(cè)井破損。

2 工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)

依據(jù)項(xiàng)目存在問(wèn)題分析、場(chǎng)地現(xiàn)狀、環(huán)境影響狀況、土地利用規(guī)劃等因素，遵循社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益相統(tǒng)一原則，對(duì)就地封場(chǎng)和異地處理進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后，按新標(biāo)準(zhǔn)和新規(guī)范要求進(jìn)行就地封場(chǎng)設(shè)計(jì)。

封場(chǎng)工程主要由封場(chǎng)堆體整形、垂直防滲系統(tǒng)、封場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)、填埋氣體導(dǎo)排及處理系統(tǒng)、雨水導(dǎo)排系統(tǒng)、滲瀝液導(dǎo)排及處理系統(tǒng)、生態(tài)修復(fù)及整體環(huán)境提升系統(tǒng)、建構(gòu)筑物和場(chǎng)區(qū)輔助工程等組成。填埋場(chǎng)封場(chǎng)工藝流程如圖1所示。

2.1 場(chǎng)地總平布置

填埋場(chǎng)場(chǎng)地東低西高，為東西走向的山谷天然形成的庫(kù)區(qū)。項(xiàng)目總平設(shè)計(jì)（如圖2所示）在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃完善，功能分區(qū)基本維持原狀，新增管理用房設(shè)于西南角進(jìn)場(chǎng)道路的北側(cè);利用原污水處理池及調(diào)節(jié)池膜上作為雨水暫存集水池，在調(diào)節(jié)池北側(cè)空地處新增雨水再生利用設(shè)施和氣體處理設(shè)施。總平用地參數(shù)見(jiàn)表1。

2.2 封場(chǎng)整形及覆蓋系統(tǒng)

2.2.1 封場(chǎng)整形

填埋庫(kù)區(qū)占地面積較大，封場(chǎng)面高程在110～125 m。依據(jù)封場(chǎng)場(chǎng)地實(shí)際情況和高程，參考規(guī)范要求，考慮土方平衡、導(dǎo)排設(shè)施布設(shè)、建成后場(chǎng)地利用和生態(tài)的景觀打造，確定3個(gè)分區(qū)的堆體封場(chǎng)方案（如圖2所示），而不是只做成一個(gè)頂點(diǎn)的堆體。結(jié)合堆體的穩(wěn)定性，在封場(chǎng)一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)的頂部坡度采用5%≤i<10%收坡[1]，坡度滿(mǎn)足排水要求;僅需在封場(chǎng)三區(qū)與調(diào)節(jié)池相鄰的邊坡處設(shè)置梯級(jí)臺(tái)階，每層高度<10 m臺(tái)階，邊坡坡度<1∶4，全場(chǎng)陡坡設(shè)置較少，減少滑坡隱患點(diǎn)。設(shè)置的“Y”形道路將場(chǎng)區(qū)分為3個(gè)坡頂高程相近的區(qū)域，坡度從坡頂坡向道路邊和周邊，3塊緩坡坡面一起構(gòu)成一個(gè)大面積的視野開(kāi)闊的整體地塊，利于后期的整體開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)景觀的打造，同時(shí)降低土方量及廠內(nèi)外土方周轉(zhuǎn)運(yùn)輸和工程費(fèi)用，施工周期短;新增導(dǎo)排系統(tǒng)布在3個(gè)分區(qū)的道路邊，利于材料運(yùn)輸和方便施工。整形參數(shù)見(jiàn)表2。

2.2.2 封場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)

填埋場(chǎng)已停用多年，垃圾堆體相對(duì)穩(wěn)定，場(chǎng)地將作為生態(tài)公園建設(shè)用地;設(shè)計(jì)對(duì)封場(chǎng)結(jié)構(gòu)主要覆蓋材料HDPE與GCL進(jìn)行比選后，采用8.0 mm厚的加強(qiáng)型GCL，利于生態(tài)植物的種植和生長(zhǎng)且成本相對(duì)較低。覆蓋系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表3。

2.3 防滲工程

場(chǎng)地地勘顯示填埋場(chǎng)地處于非可溶巖區(qū)，污水沿底部的雜填土、素填土下滲至鈣質(zhì)泥頁(yè)巖面后下滲困難，沿著相對(duì)隔水的巖面往低處滲流，最后于坡腳低洼處滲出。經(jīng)監(jiān)測(cè)地下水基本無(wú)外擴(kuò)污染現(xiàn)象。參考新標(biāo)準(zhǔn)和新規(guī)范要求，考慮現(xiàn)狀、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)在谷口處采用垂直防滲方案。

經(jīng)對(duì)①水泥—膨潤(rùn)土墻、②土—膨潤(rùn)土墻、③塑性混凝土墻、④HDPE土工膜—膨潤(rùn)土復(fù)合墻等、⑤注漿帷幕、⑥原地開(kāi)挖砌筑漿砌片石壩—HDPE土工膜6種垂直防滲方案進(jìn)行比選后，選擇⑥原地開(kāi)挖砌筑漿砌片石壩—HDPE土工膜的防滲方案，該方案安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理。壩體結(jié)構(gòu)及防滲參數(shù)見(jiàn)表4。

2.4 填埋氣體主動(dòng)導(dǎo)排及處理系統(tǒng)

綜合各因素設(shè)計(jì)采用主動(dòng)收集填埋氣體的導(dǎo)排方案，以減少填埋氣體對(duì)周邊環(huán)境污染。主動(dòng)導(dǎo)排由集氣井、集氣站、集氣管網(wǎng)、抽氣設(shè)備組成;充分利用原有的石籠作為集氣井，并加大石籠井密度，新增集氣井補(bǔ)充完善。主動(dòng)導(dǎo)排系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表5。

老舊填埋場(chǎng)氣體產(chǎn)量較少且不穩(wěn)定，利用價(jià)值有限，設(shè)計(jì)采用安全性高、燃燒完全的封閉式火炬燃燒收集的氣體[4]。設(shè)備具有流量調(diào)節(jié)范圍大、污染物排放量低的火炬，燃燒室內(nèi)襯抗高溫、耐腐蝕的材料，點(diǎn)火通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火裝置完成?；鹁鎱?shù)見(jiàn)表6。

2.5 滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)及處理方案

2.5.1 滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)

對(duì)原有導(dǎo)排系統(tǒng)進(jìn)行疏導(dǎo)，并根據(jù)場(chǎng)區(qū)整形分區(qū)后的整體走勢(shì)，沿地勢(shì)低的“Y”形道路邊新增設(shè)滲瀝液導(dǎo)排盲溝，分別從西北側(cè)、西南側(cè)向東側(cè)匯集，最終在場(chǎng)區(qū)東部調(diào)節(jié)池處匯合至原導(dǎo)排系統(tǒng)出口處。盲溝參數(shù)見(jiàn)表7。

2.5.2 滲瀝液處理方案

滲瀝液現(xiàn)狀水量較少，水質(zhì)已趨于穩(wěn)定，除了COD、NH3-N指標(biāo)偏高外，其余指標(biāo)基本滿(mǎn)足要求。封場(chǎng)設(shè)置導(dǎo)排和防滲措施后滲瀝液產(chǎn)量將減少，并隨時(shí)間推移還會(huì)繼續(xù)減少。根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，對(duì)場(chǎng)內(nèi)處理和場(chǎng)外處理進(jìn)行比選后，設(shè)計(jì)采用“外運(yùn)至其他垃圾處理廠處理”的方案并獲得相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)。在調(diào)節(jié)池邊設(shè)置滲瀝液抽吸系統(tǒng)，方便將滲瀝液抽至罐車(chē)外運(yùn)。外運(yùn)處理優(yōu)點(diǎn)：投資少、不需設(shè)專(zhuān)業(yè)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)管理人員、運(yùn)行成本低。滲瀝液抽吸系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表8。

2.6 調(diào)節(jié)池

現(xiàn)有調(diào)節(jié)池未設(shè)置防滲系統(tǒng)，為避免對(duì)地下水污染和防止臭氣擴(kuò)散污染，對(duì)其進(jìn)行底部防滲和浮動(dòng)蓋設(shè)計(jì)。調(diào)節(jié)池容積：約1.3×104 m3;調(diào)節(jié)池水平防滲結(jié)構(gòu)：2.0 mm厚的HDPE膜作為主防滲層，8.0 mm厚的GCL鈉基膨潤(rùn)土及土工布作為保護(hù)層的防滲方案，防滲部位為池底及周邊（含擋水壩內(nèi)邊坡）;調(diào)節(jié)池的浮蓋膜裝置：由2.0 mm厚的HDPE光面覆蓋膜、氣體導(dǎo)排系統(tǒng)、覆蓋膜壓重系統(tǒng)、覆蓋膜浮動(dòng)系統(tǒng)、雨水導(dǎo)排系統(tǒng)、維修孔及維修通道組成。

2.7 雨水導(dǎo)排系統(tǒng)

填埋場(chǎng)位于區(qū)域高點(diǎn)，雨水導(dǎo)排主要是堆體雨水導(dǎo)排設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)根據(jù)本地最新的暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算，按二十年一遇暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)，五十年一遇暴雨強(qiáng)度校核。在垃圾堆體坡腳四周和錨固平臺(tái)設(shè)漿砌片石排水溝，B×H=（0.6～0.8）m×（0.8～1.2）m;堆體表面設(shè)磚砌排水溝，B×H=0.5 m×0.5 m。

2.8 場(chǎng)地再利用及生態(tài)綠化方案

封場(chǎng)生態(tài)綠化方案結(jié)合了區(qū)域規(guī)劃、片區(qū)規(guī)劃及封場(chǎng)后5～10年應(yīng)達(dá)到中度利用級(jí)別（生態(tài)公園）的要求，在中遠(yuǎn)期需要種植喬木、灌木、草皮的區(qū)域，采用不同的支撐土層和營(yíng)養(yǎng)土層的方案。

在植被恢復(fù)初期，以草本植物為主，采用馬尼拉等草種配合波斯菊、虞美人、金雞菊等自衍花卉進(jìn)行種植，在大門(mén)入口和場(chǎng)區(qū)中間開(kāi)闊地帶以多個(gè)小組團(tuán)花卉區(qū)點(diǎn)綴，場(chǎng)區(qū)道路邊以帶狀種植根系不發(fā)達(dá)的花卉小灌木;在管理區(qū)周邊局部布置一些喬木，喬木采用抗污染的植物，如黃葛樹(shù)、橡膠榕等[5];形成封場(chǎng)良好的生態(tài)景觀效果，構(gòu)建與周邊生態(tài)環(huán)境融為一體的環(huán)境友好型生態(tài)景觀。生態(tài)綠化參數(shù)見(jiàn)表9。

2.9 輔助工程

監(jiān)測(cè)井7口[6]，按規(guī)范設(shè)于庫(kù)區(qū)的周邊，用于封場(chǎng)后對(duì)氣體、地下水、水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

辦公用房和輔助用房考慮與現(xiàn)狀周邊環(huán)境及未來(lái)使用，風(fēng)格上與填埋場(chǎng)封場(chǎng)生態(tài)綠化景觀、周邊城市景觀、建筑風(fēng)格相和諧。

節(jié)能節(jié)水：場(chǎng)區(qū)內(nèi)土方基本平衡，場(chǎng)內(nèi)道路便于材料等轉(zhuǎn)運(yùn)和施工組織，可降低施工期能耗;合適的堆體高程，降低運(yùn)維期的噴灌能耗;利用原有污水處理池作為雨水蓄水池和調(diào)節(jié)池浮蓋膜上暫存，提高水資源的循環(huán)利用率。

3 運(yùn)行效果

封場(chǎng)竣工兩年多來(lái)項(xiàng)目運(yùn)行正常，堆體穩(wěn)定，污染得到了控制，場(chǎng)地生態(tài)修復(fù)和綠化景觀效果良好，節(jié)能節(jié)水，運(yùn)行維護(hù)成本低。

滲瀝液水質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表10，表中數(shù)據(jù)結(jié)果表明設(shè)置了封場(chǎng)覆蓋和導(dǎo)排系統(tǒng)，雨水入滲減少后，CODcr、BOD5、NH3-N指標(biāo)有所提升，隨后會(huì)逐漸下降，而封場(chǎng)管理后無(wú)地表外來(lái)污染，SS呈現(xiàn)降低;至今滲瀝液無(wú)外排，實(shí)測(cè)估算滲瀝液產(chǎn)量比設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的少;這些說(shuō)明整形、覆蓋系統(tǒng)、雨污導(dǎo)排系統(tǒng)均達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期效果。隨著時(shí)間推移，滲瀝液產(chǎn)量和水質(zhì)指標(biāo)逐漸下降，更有利于外運(yùn)處理。

4 成本經(jīng)濟(jì)分析

項(xiàng)目投資概算見(jiàn)表11。

5 存在問(wèn)題與展望

針對(duì)老舊填埋場(chǎng)的滲瀝液和氣體預(yù)測(cè)有一定難度，可參考的工程案例少;后期養(yǎng)護(hù)過(guò)程中需特別注意蟲(chóng)害防治，以保護(hù)好生態(tài)植被和覆蓋層結(jié)構(gòu);工程設(shè)計(jì)的思路和技術(shù)參數(shù)望能為老舊填埋場(chǎng)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)非正規(guī)堆場(chǎng)封場(chǎng)提供參考。

6 結(jié)語(yǔ)

場(chǎng)區(qū)分區(qū)整形合理;GCL作為阻隔材料防滲效果良好;滲瀝液外運(yùn)處理可減少投資和優(yōu)化管理;填埋氣體產(chǎn)量的不穩(wěn)定，宜選用調(diào)節(jié)流量大的燃燒器;遠(yuǎn)近結(jié)合構(gòu)建的生態(tài)修復(fù)和綠化，使封場(chǎng)的景觀效果得以提升;工程投資省、運(yùn)行成本低、節(jié)能節(jié)水。封場(chǎng)工程設(shè)計(jì)需詳細(xì)調(diào)查、精細(xì)分析、因地制宜確定整治方案，工程可實(shí)現(xiàn)社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]GB 51220—2017，生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]張益.老舊垃圾填埋場(chǎng)治理現(xiàn)狀和對(duì)策[EB/OL].http：//

huanbao.bjx.com.cn/news/20200423/1065874.shtml，2020-04-23.

[3]GB 50869—2013，生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4]GB 16889—2008，生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]韋麗媛.柳州常見(jiàn)園林植物及其選擇應(yīng)用[J].廣西林業(yè)，2005（6）：40-41.