简易垃圾填埋场综合治理方案.pdf

固 废 处 理 简易垃圾填埋场综合治理方案 * 陈峰高洪振于明泉田忠平房飞祥张德祥 山东省城建设计院， 济南 250000 摘要 结合牛山简易垃圾填埋场综合治理工程， 分别从简易填埋场的封场和防渗两方面进行了综合治理方案的研究。 结果表明 以生活垃圾填埋场封场技术规程为指导， 以垂直防渗帷幕作为防渗方案， 在工程中切实可行， 可以为简易填 埋场的综合治理提供借鉴。 关键词 简易垃圾填埋场; 就地封场; 防渗; 帷幕灌浆 THE COMPREHENSIVE MANAGEMENT SCHEME OF A SIMPLE LANDFILL SITE Chen FengGao HongzhenYu MingquanTian ZhongpingFang FeixiangZhang Dexiang Shandong Urban Constrution Design Institute， Jinan 250000，China AbstractBased on the comprehensive management projects of Niushan Simple Landfill Site，the reasearch was done on the two aspetcs of simple landfill closure and seepage. The result shows that the scheme that the closure technical schedule as the guidance and the vertical anti-seepage curtain as seepage control scheme is feasible，which can offer a reference to the comprehensive management of simple landfill sites. Keywordssimple landfill;closure of landfill;seepage; curtain grouting * 国家水体污染控制与治理科技重大专项“东江下游优化发展都市区 水污染系 统 控 制 技 术 集 成 研 究 与 工 程 示 范”课 题 2008ZX07211 － 006 。 0引言 目前， 我国简易填埋场的历年垃圾堆存量已相当 可观， 达数 10 亿 t。其污染问题已成为重大环境问 题， 对其进行综合治理迫在眉睫。在 CJJ 1172001 生活垃圾填埋技术规范 实施中， 促进了卫生填埋 事业的快速发展 ［ 1］。 国内外简易垃圾填埋场的综合治理普遍采用异 地卫生填埋、 筛分后异地处理及就地封场 3 种技术路 线 ［ 2］。其中， 前两种技术路线因成本过高， 在我国难 以推广; 而就地封场治理因其工期短、 投资省、 见效 快、 易操作等优点， 是较为理想的技术路线。 本文以东莞市牛山简易垃圾填埋场为实例， 结合 工程实际进行简易填埋场就地封场综合治理的研究。 1牛山简易垃圾填埋场简介 牛山简易垃圾填埋场位于东莞市东城区南端的 牛山村， 四面环山， 属典型的山谷型填埋场， 距东莞市 区21 km。主要接受东莞市范围内102 km2范围内的 建筑垃圾、 生活垃圾及工业垃圾， 占地11. 36 hm2。目 前， 部分区域已经达到填埋高度并进行了简易的临时 封埋， 而仍有一部分区域仍在使用中， 预计仍将使用 1 ～ 2 年。由于没有雨污分流及防渗措施， 产生的大 量垃圾渗滤液沿地势向北侧边沟形成侧渗， 造成严重 水体污染。而垃圾填埋气体没有收集及处理措施， 臭 味无序散发， 严重影响周边环境及人群健康。 2牛山简易垃圾填埋场的综合治理 2. 1填埋场封场 深圳玉龙坑垃圾填埋场封场示范工程是我国第 一个封场 示 范工 程， 依托 于 该 工 程 而 制 定 颁 布 的 CJJ 1122007 生活垃圾卫生填埋场封场技术规程 标志着填埋场封场技术的成熟。封场的关键则是如 何在该规程指导下， 因地制宜地制定就地封场方案。 2. 1. 1堆体整形与处理 根据工程实际情况， 顶面坡度按不小于 5 控 制， 边坡采用台阶式收坡， 坡度按1∶ 3控制， 整形压实 密度不小于1 000 kg/m3。 2. 1. 2封场覆盖系统 为严格控制雨水进入垃圾堆体， 采用人工材料封 98 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 场。顶面封场和坡面封场采用两种不同的形式， 结构 示意如图 1。 图 1封场结构示意 顶面封场 排气层采用粒径为 25 ～ 50 mm、 导排 性能 好、 抗 腐 蚀 的 砂 砾 多 孔 材 料， 渗 透 系 数 大 于 1 10 － 2 cm/s， 厚度为30 cm; 防渗层采用1 mm HDPE 防渗结构， 渗透系数小于 1 10 － 9 cm/s， 膜下设厚度 20 cm黏土保护层， 膜上采用土工布保护层; 排水层采 用导 排 性 能 好 的 砾 石 材 料，渗 透 系 数 大 于 1 10 － 2 m/s， 厚度30 cm， 与填埋区四周的排水沟连 通; 覆盖支持土层采用现场黏土构成， 渗透系数大于 1 10 － 4 cm/s， 厚度50 cm; 营养植被层采用适合当地 植物生长的土层， 压实厚度为20 cm， 满足植被生长 需求。 坡面封场 不设单独的排气层， 仅设置少量的气 体导排管; 防渗层采用1 mm HDPE 土工膜防渗结构， 渗透系数小于 1 10 － 9 cm/s; 排水层采用导排性能好 的土工复合排水网， 规格12 mm厚， 与顶部排水层及 填埋区四周的排水沟相互连通; 覆盖支持土层及营养 植被层同顶面。 2. 1. 3地表水控制 封场覆盖系统已经是地表水控制措施的重要组 成部分， 为更好实现雨水的导排， 在封场植被层表面 设雨水导排渠并在填埋场周边设雨水沟， 雨水沟与封 场系统中的排水层连通， 这些措施可以保证降水的顺 利外排; 另外， 采取工程措施疏通垃圾场周边的排水 通道， 从而可以有效防止地表径流浸泡垃圾堆体。 2. 1. 4填埋气体收集与处理 根据工程现状填埋面积及填埋量较大的特点， 采 用垂直抽气井抽气， 抽气井间距50 m， 根据场区特点， 集气井分成两大区域， 分别通过 2 个抽气站收集气 体， 收集后气体送入气体处理站进行燃烧处理。 2. 2填埋场防渗与渗滤液收集 防渗是简易填埋场综合治理中的关键和难点， 其 效果直接决定综合治理的效果。防渗有水平防渗和 垂直防渗两种形式， 基于帷幕灌浆的垂直防渗成本 低、 投资少， 早在早期填埋场建设时期曾被较多应用， 但近年来在现代化的卫生填埋场建设中已很少应用。 这一方面是由于水平防渗技术日渐成熟、 施工透明度 高、 易于质量监控， 目前的 CJJ 1132007生活垃圾 卫生填埋场防渗系统工程技术规范 已经能够为水 平防渗提供成熟的技术指导; 而另一方面则是由于帷 幕 灌 浆 垂 直 防 渗 在 防 渗 效 果 上 很 难 达 到 CJJ 1132007中所要求的防渗系数不大于10 － 7 cm/s 的要求， 大多需要与水平防渗相结合才能达到较理想 的效果， 目前也还没有垂直防渗用于垃圾填埋场的技 术规范。 虽然在卫生填埋场建设中， 水平防渗更具优势， 但对简易填埋场的就地封场治理， 水平防渗需将垃圾 全部开挖清理， 无异于修建新的卫生填埋场， 是不现 实的。而垂直防渗虽然在防渗效果上难以与水平防 渗相媲美， 也达不到规范中要求的防渗系数不大于 10 － 7cm/s的要求， 但是， 工程实践表明 在水文地质单 元较独立的填埋场， 采用帷幕灌浆垂直防渗技术仍然 能够取得一定的防渗效果， 如杭州天子岭和南昌麦园 的帷幕灌浆防渗墙 ［ 3- 4］; 另外， CJJ 1132007中所要 求的渗透系数不大于10 － 7 cm/s是针对卫生填埋场 的， 帷幕灌浆技术因难以达到这一防渗要求， 而受到 一定限制， 但是在简易填埋场的治理中， 其10 － 6 cm/s 的渗透系 数 仍然 是 较为 理 想 的， 可 为 较 佳 的 防 渗 方案。 牛山垃圾填埋场三面环山， 场址水文地质单元相 对独立， 仅有北面与外界暴露而形成渗滤液侧渗， 且 场址下具有较连续的微风化花岗岩， 为帷幕灌浆垂直 防渗的实施提供了良好的条件， 采用帷幕灌浆与防渗 坝相结合的方式进行防渗。 2. 2. 1帷幕灌浆 根据场址水文地址单元相对独立的特点， 仅需沿 垃圾堆体北侧设置防渗帷幕， 即可将填埋场的地下水 和周边的地下水形成良好的隔离， 避免渗滤液对地下 水的污染。根据地勘结果， 场地各层岩土的渗透系数 较大， 所以本工程的帷幕灌浆必须穿透整个场地各层 岩土， 伸至微风化花岗岩顶面， 灌浆孔深约38 m左右， 墙体长度830 m， 帷幕灌浆形成后下面深入微风化花 岗岩约1 m， 而两侧深入山体， 可以形成对地下水的良 好隔离。为保证帷幕墙的工程效果， 本工程的帷幕灌 浆采用双排灌浆， 孔距1. 0 m， 排距1. 0 m， 分 3 序施 工， 每序采用自下而上分段灌浆法， 帷幕灌浆分序施 09 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 工如图 2 所示。 图 2帷幕灌浆分序施工示意 上述防渗帷幕的施工措施已经较为成熟， 在水电 行业有着大规模的应用， 工程的实施可以保证形成一 道连续的厚度达 2m、 渗透系数达到 K≤10 － 6 cm/s的 帷幕防渗墙。 2. 2. 2防渗坝 地下防渗采用帷幕灌浆， 而地上防渗则需修筑防 渗坝， 防渗坝砌于防渗帷幕之上， 与帷幕相连接， 从而 形成防渗坝与防渗帷幕对渗滤液的合围。 防渗坝采用毛石坝结构， 采用 MU20 毛石与 M5 水泥砂浆砌筑， 外包 HDPE 防渗膜。 坝体与帷幕连接处是防渗的薄弱环节， 必须加强 处理措施， 本工程在帷幕灌浆施工完成后， 在帷幕灌 浆顶浇注100 mm厚 C15 素混凝土垫层， 然后在垫层 上砌筑毛石坝， 同时在帷幕灌浆与坝体连接处垃圾堆 体一侧回填2 m 2 m的黏土， 这样便在连接处形成 一个密闭的整体， 同时， 帷幕灌浆又作为毛石坝的基 础， 极大地改善了毛石坝的受力性能。防渗坝与防渗 帷幕的连接如图 3。 图 3防渗坝与防渗帷幕连接 2. 2. 3渗滤液导排 由于牛山简易填埋场无任何渗滤液收集导排设 施， 垃圾堆体内产生的渗滤液不能及时的导出垃圾堆 体， 不利于垃圾堆体的稳定化。本次综合治理过程 中， 由于垃圾填埋场填埋高度已经达 10 ～ 20 m， 重新 在底部设置、 安装有效地渗滤液导排管道已经不可 能， 只能根据目前的地形特点， 渗滤液的侧渗方向， 结 合防渗坝的设置进行收集导排系统的布置。 工程中， 结合防渗坝的实施， 在防渗坝内侧设导 渗盲沟， 盲沟尺寸底宽1. 0 m， 深0. 5 m， 盲沟中设置 DN300、 DN400 的 HDPE 穿孔花管， 对产生的渗滤液 进行收集导排， 导排后的渗滤液通过泵站提升至渗滤 液调节池， 最终引入渗滤液处理系统进行处理。 3结论与展望 1 渗滤液的防渗与收集是简易填埋场就地封场 治理中的重点和难点， 目前仍没有较成熟的技术方 案， 更无规范可依。如何在投资可接受、 技术可操作 的前提下， 制定具有最佳防渗效果的方案是为关键。 2 对具有独立水文地址单元的简易填埋场， 帷 幕灌浆防渗方案仍然是较优方案， 虽然该技术难以达 到卫生填埋场的防渗标准， 但仍然可以达到很好的治 理目标。 3 在垃圾填埋场的防渗中， 具有很大成本优势 的帷幕灌浆技术之所以在工程推广中受到限制， 主要 是其防渗系数难以达到 1. 0 10 － 7 cm/s的要求， 但近 年来， 国内已经在致力于提高其防渗系数方面做了一 些研究 ［ 5- 6］， 并取得了一定的效果， 随着技术的进一步 发展， 帷幕灌浆必将在垃圾填埋场防渗方面发挥更大 的作用。 参考文献 ［1 ］ 朱永元. 七子山垃圾填埋场垂直防渗系统对环境污染的阻滞作 用研究［J］ . 环境工程， 2009， 27 增刊 341- 345. ［2 ］ 齐长青. 简易垃圾填埋场封场治理方案的研究［J］ . 环境卫生 工程， 2008，16 3 59- 62. ［3 ］ 陈永贵， 邹银生. 城市垃圾卫生填埋场垂直防渗技术［J］ . 中国 给水排水， 2006，23 6 95- 97. ［4 ］ 王艳明， 张乾飞. 填埋场防渗帷幕污染防治数值模拟及性能评 价研究［J］ . 水动力学研究与进展， 2009， 24 5 662- 669. ［5 ］ 陈昊， 韩晓玉， 陈彤. 城市垃圾地下填埋场对水环境污染控制对 策研究［C］ / /第八届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研 讨会， 台北 2009. ［6 ］ 王光华， 高岗荣. 高喷注浆技术在地下水污染防渗中的应用 ［J］ . 煤炭科学技术， 2009， 37 1 78- 81. 作者通信处房飞祥250000济南市山东省城建设计院 E- mailffeixiang223 163. com 2010 － 07 － 05 收稿 19 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期