简易生活垃圾填埋场污染的控制.pdf

固 废 处 理 简易生活垃圾填埋场污染的控制 李瑞成 中国市政工程中南设计研究总院， 广东 深圳 518133 摘要 结合工程实例的介绍， 阐述了简易生活垃圾填埋场的污染、 危害及其控制的主要工程措施， 指出了实现减量化、 稳定化、 无害化是我国该类填埋场污染治理的根本思路。 关键词 简易垃圾填埋场; 工程实例; 污染控制; 无害化 INTRODUCTION TO POLLUTION CONTROL OF THE UNCONTROLLED MSW LANDFILLS Li Ruicheng Central-South China Municipal Engineering Design and Research Institute，Shenzhen 518133，China AbstractCombined with the introduction to project example， it was described the pollution and hazards generated by uncontrolled MSW landfills，and the engineering measures of pollution prevention. It is pointed out that the fundamental idea of pollution control for this MSW landfills is the realization of reduction stabilization and harmlessness Keywordsuncontrolled MSW landfills; project example; pollution control; become harmless 0引言 在实施无害化处理前， 我国绝大部分城镇生活垃 圾采用简易填埋方式处理， 因而使得简易垃圾填埋场 遍布全国众多城镇。由于简易填埋是没有采取污染 防治措施的直接填埋， 带来了很多的环境污染问题及 安全隐患。因此， 对简易垃圾堆场进行的污染控制是 非常必要的。 1简易垃圾填埋场的污染与危害 简易填埋场没有按无害化卫生填埋场的标准建 设， 停用后有些直接裸露形成垃圾山， 有些仅进行了 简易覆土， 因此这些填埋场给周边带来很大的安全隐 患和环境危害。污染和危害主要来自 4 个方面 填埋 气、 渗沥液、 土壤污染及景观问题。 1大 气 污 染。填 埋 场 产 生 的 填 埋 气 主 要 为 CH4、 CO2及其他一些微量成分。CH4、 CO2是主要的 温室气体， 其中 CH4易燃易爆， 极易引发爆炸和火灾 事故; 同时填埋气带有恶臭， 含有对人体有害的成分， 造成大气污染。 2渗沥液污染。垃圾填埋场产生的渗沥液属于 高浓度难降解有机废水， 成分复杂， 含有较高的氨氮、 重金属、 有毒有机化合物等。因此渗沥液不经达标处 理随意排放， 会对水环境造成严重污染。 3土壤污染。城市生活垃圾中含有大量的电 池、 玻璃、 塑料制品等， 它们直接进入土壤， 会对土壤 环境和农作物生长构成严重威胁。其中废电池含有 大量有毒重金属， 如进入土壤和地下水源， 最终会对 人体健康造成严重危害。 4景观问题。没有按国家标准封场裸露的简易 垃圾场外观极差， 随风飘撒的塑料产生白色污染， 大 量蚊蝇等害虫传播疾病， 雨季时污水横流、 气味难闻。 2简易垃圾堆场污染防治措施 消除简易垃圾填埋场的环境污染及安全隐患问 题的工程措施主要有两种， 一是实施整体搬迁， 二是 就地按无害化标准进行封场。 2. 1垃圾整体搬迁 垃圾场整体搬迁是见效最快、 周围居民最满意的 整治措施。整体搬迁是将简易垃圾填埋场内的垃圾 搬迁转移至新建的无害化处理厂处理， 彻底消除污染 源。 2. 2就地封场 对无条件进行整体搬迁的简易填埋场， 其污染控 制多采用按卫生填埋场标准要求进行就地封场。 简易垃圾填埋多位于偏远的山沟或洼地， 垃圾数 量巨大， 实施整体搬迁工程量大， 施工困难。同时垃 95 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 圾搬迁过程中会影响周边环境， 易引发爆炸、 火灾等 事故。因此， 目前对简易垃圾填埋场的污染防治多采 用就地封场方式。 3工程实例介绍 3. 1项目概况 深圳市宝安区公明西田垃圾填埋场位于公明街 道办西田社区， 北临铁坑水库， 三面环山， 是典型山谷 型简易垃圾填埋场。该填埋场使用时间约 12 a， 2005 年关 停， 末期服务人 口约 40 万人， 场 区 占 地 面 积 9. 5 104m2， 估算已填垃圾约 1. 0 106m3。 该填埋场为镇级的直接倾倒填埋的简易堆场， 没 有按卫生填埋场标准建设， 关停后也没有进行覆土处 理。大量垃圾的裸露堆放以及产生的渗沥液、 废气及 恶臭严重污染周边环境。为了治理填埋场对周边环 境的污染， 消除其安全隐患， 对该填埋场进行无害化 封场及污染治理刻不容缓。 3. 2封场的目的与技术要求 基于生活垃圾的具体性质及污染特性， 简易垃圾 填埋场封场的目的与技术要求是 保证场地安全， 防 止塌方、 滑坡等意外事故; 防止各类污染通过地表水、 地下水和恶臭气体的扩散， 保护周边环境与卫生状 况; 对产生的温室气体进行导排处理、 杜绝甲烷爆炸 事故的发生; 改善填埋场的景观环境、 防止覆盖层水 土流失等。 3. 3封场工程设计 3. 3. 1堆体整形改造工程 填埋场位于“u” 形山谷中， 运行期间， 采用自上 而下倾倒填埋方式作业， 垃圾堆体形成了台体形状， 顶部平台标高约32. 0 m， 平台北侧连接山体， 其他三 面均为坡度较陡的垃圾斜坡， 尤以南侧边坡坡度为 甚， 最陡处超过 30， 最大高差达到18. 0 m。整个垃 圾堆体稳定性较差， 存在滑坡、 坍塌等重大安全隐患。 因此， 要根据排水、 堆体稳定、 景观等要求， 对垃圾堆 体进行整形， 以使堆体达到稳定要求。 按照规范要求， 对垃圾堆体坡面进行削缓处理， 将斜坡面上部分垃圾转移至顶部平台， 经过整形改造 后的垃圾堆体坡面坡度不大于 1∶ 3， 顶部平台表面坡 度不小于 5. 0 以利 于 排水。同 时 在 坡 面 上 按 每 5. 0 m高差修建了多道宽 3. 5 m 的中间平台， 以缓冲、 稳定坡面及利于设置垃圾堆体表面排水沟、 行走作业 车辆。转移再回填至顶部平台垃圾按照要求进行了 分层压实， 整形后的垃圾堆体斜坡也进行压实， 以确 保封场后堆体的稳定性。 3. 3. 2封顶覆盖层工程 填埋场封顶覆盖层可防止垃圾给周边环境造成 的污染， 杜绝降雨的进入以减少垃圾渗沥液的产生， 同时有利于填埋气体的安全控制及收集利用。根据 工程实际情况及设计要求， 工程中覆盖层结构布置如 图 1 所示。 图 1封场覆盖系统结构 营养表土层要求有机质含量 5 ， 厚度不小于 500 mm， 以有利于土壤的持水和表面绿化层植物的 生长。 排水阻隔层结构从上至下依次 6. 0 mm 厚三维 土工复合排水网格 含上下两层 300 g/m2长丝土工 布 ; 1. 0 mm 厚 HDPE 防 渗 膜， 防 渗 系 数 达 1. 0 10 － 12cm/s。排水网格主要起三方面的作用， 一是用 于收集排除通过营养土层下渗的雨水， 避免覆盖营养 层雨季蓄积大量雨水引起坡面坍塌及滑坡; 二是复合 排水网格及上下所带土工布能避免阻隔层 HDPE 防 渗膜 与营养表土层直接接触， 防止表层土中的杂 物、 植物根系刺穿破坏阻隔层; 三是利用排水网格稳 固营养表土层， 避免营养表土层直接铺设在相对较为 光滑的 HDPE 膜上产生滑移。HDPE 防渗膜阻隔层 主要是为了阻止雨水渗入垃圾堆体， 减少渗沥液的产 生量。HDPE 膜采用糙面膜， 以满足封顶覆盖层的稳 定性要求。 黏土防护层主要是保护 HDPE 防渗膜， 避免防渗 膜阻隔层与排气层接触而受破坏。 排气层根据实际情况采用建筑垃圾铺设， 其作用 一是对整个覆盖层起支撑、 稳定作用; 二是利用排气 层建筑垃圾形成较大的空隙， 对上升聚集在覆盖层下 的填埋气进行导排， 实现填埋气有组织的通畅排放。 3. 3. 3填埋气收集与处理工程 由于西田填埋场周边约 0. 6 km 范围内无居民， 填埋总垃圾量相对不大， 埋深在10. 0 m左右， 因此设 06 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 计采用主动导排方式将填埋气导排出堆体以确保堆 体安全。填埋气导排系统由收集、 排放系统组成， 根 据实际情况不设处理系统。 收集系统采用水平收集方式为主、 垂直收集为辅 收集填埋气。垂直收集方式采用导气竖井， 每个导气 井的作用半径约25 m左右， 错列布置， 系统作用范围 覆盖整个填埋场， 深度贯穿垃圾堆体， 从而有效导排 垃圾堆体内部的填埋气体。水平收集采用水平导气 盲沟， 设置于覆盖层下， 布置在各中间平台、 垃圾堆体 各脊线以及顶部坡面适当处。 水平收集盲沟与垂直收集盲沟相互联通， 形成整 体系统， 盲沟内均铺设有开孔 PE 导气管， 最终竖井 内导气管穿过覆盖层后出露垃圾堆体1. 2 m， 利用垃 圾堆体内部的气体正压将内部不断产生的填埋气体 排出， 进入大气， 利用大气扩散条件进行稀释飘散。 3. 3. 4渗沥液收集与处理工程 1 渗沥液收集。渗沥液收集工程主要由两部组 成， 一是在填埋场内建设防渗层， 阻止周边地表地下 水的入渗及渗沥液外渗污染周边环境; 二是将堆体内 蓄积的渗沥液有效导排出堆体外进行收集处理， 降低 了渗沥液水位以利于填埋气收集系统的运行。 根据地勘报告揭示， 西田填埋场工程地质条件 为 该场区上部地层主要为粉质黏土和含黏土粉细砂 层; 下部地层为侏罗纪砂岩， 钻探揭示出 3 个风化岩 带; 侏罗纪砂岩层下伏不透水的基岩层， 渗透系数变 化区间为 10 － 6 ～ 10 － 7cm/s。 根据对该工程水文地质的详细研究， 经多方案比 较， 决定采用垂直防渗方案， 以建立填埋场区内的防 渗层， 防止渗沥液外渗污染周边环境， 即沿填埋场边 线新建环场防渗帷幕一圈， 采用黏土固化注浆技术形 成防渗连续墙， 环库垂直设置的注浆帷幕与库底的不 透水基岩层形成不透水的封闭空间， 将填埋场产生的 渗沥液阻集于此。注浆帷幕设计轴线紧邻覆盖防渗 层锚固沟外侧， 采用双帷幕注浆， 注浆孔深为 12 ～ 15 m， 深入库底不透水基岩层约2. 0 m。 在覆盖防渗层锚固沟内侧， 防渗层下设置环场渗 沥液收集盲沟， 盲沟深 1. 0 m， 由相连的东西两个系 统组成， 由北向南将收集的渗沥液排入场区南侧低处 的渗沥液调节池。盲沟内设置采用 400 mm 的半开 孔 HDPE 管， 开孔面朝上。 2 渗沥液处理。填埋区封闭后， 自然水与堆体 的接触被隔绝， 填埋场内的渗沥液产量主要来自垃圾 自身降解产生的， 水量输出主要是渗沥液外排量和随 沼气散失的冷凝水， 经计算， 填埋场封场后 5 年内渗 沥液产生量相对较大， 平均每日收集量约为30 m3。 由于产生渗沥液量较少， 渗沥液处理采用罐车不 定期外运至宝安区渗沥液处理中心进行统一处理。 为减少运输量， 降低渗沥液污染物的浓度及处理难 度， 设计采用回灌加外运处理相结合的处理模式。 渗沥液回灌的主要作用是缩短了垃圾降解稳定 化所需时间， 同时使渗沥液污染物充分降解而浓度大 为降低。设计在填埋场顶部安装了多组由 HDPE 储 罐及回灌盲沟组成的渗沥液回灌系统， 回灌盲沟铺设 覆盖层下， 由主、 支两种盲沟组成， 盲沟内置全开孔 HDPE 管， 主盲沟 HDPE 管接渗沥液储罐。渗沥液通 过潜水泵加压输送至储罐， 由储罐分配至盲沟回灌至 垃圾堆体内部。 3. 3. 5场区雨水导排工程 场区地表水导排工程分为场外与场内排水系统， 即场区周边山体汇入山洪的导排、 填埋场堆体表面雨 水的导排。主要防止雨洪对填埋场堆体的冲刷而破 坏覆盖层、 影响填埋场的稳定性。 场外排水系统是在填埋场周边防渗层锚固沟外 侧设置截洪沟。根据地形， 本工程中， 截洪沟于地势 最高点处分东西 2 个系统， 分别排至场区下游现有排 洪明渠。截洪沟防洪标准按 50 年一遇洪水进行设 计， 100 年一遇进行校核， 采用矩形断面， 浆砌结构， 混凝土护 面， 并 根 据 需 要 采 取 适 当 的 跌 水 及 消 能 措施。 场内排水系统是在填埋场垃圾堆体上设置排水 沟， 以快速导排堆体覆盖层表面雨水径流， 防止表面 径流冲刷堆体覆盖层及坍塌事故。场内雨水导排系 统由主排水沟与支排水沟组成， 主排水沟间隔50 m， 由堆体顶部由上而下设置， 支排水沟于堆体坡面上横 向设置， 以不小于 90的角度接入主排水沟， 最终接 入场区周边的截洪沟内。场内排水系统采用矩形断 面， 由水泥砂砖砌筑而成， 便于施工及因堆体沉降而 受破坏后的维护。 3. 3. 6场地覆绿工程 封场后的填埋场表面绿化主要是在覆盖面上种 植快速生长的草皮， 防止覆盖土层被雨水冲刷和滑 坡， 有效保护整个覆盖层的稳定， 同时也改善填埋场 的景观。设计在覆盖层营养土上铺植台湾草， 施工简 单， 成活快且耐冲刷。 16 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 由于场区位于偏僻地区， 附近无合适的绿化灌溉 水源， 设计在场区下游渗沥液调节池附近设置雨水调 蓄池， 雨季通过截洪沟将部分雨水接入池内， 旱季利 用潜水泵， 经供水管及洒水喷头， 对覆绿后的大面积 草皮进行洒水灌溉， 确保草皮的生长。 3. 3. 7环境监测工程 填埋场封场后需继续对填埋场及周边环境进行 监测。主要对地下水水质、 渗沥液水质水量、 大气、 环 境质量、 填埋气成分及气量、 填埋堆体沉降进行监测， 掌握填埋场安全和环境状况。 当检测表明， 填埋场已达到稳定化、 无害化时， 应 召开专家论证会， 宣告环境监测结束。 3. 3. 8辅助工程 辅助工程主要包括环场巡视道路， 环场围栏、 值 班管理室等。环场道路宽4. 0 m， 设置在场区截洪沟 外侧， 环场一周， 主要为日常管理人员巡视使用。环 场围栏采用铁丝网简易围栏， 设置在环场道路外侧， 以防止无关人员误入场区。 4结论 简易垃圾填埋场给场区周边带来很大的安全隐 患和环境危害， 因此对其进行无害化治理是非常必要 的。标准化封场是对简易垃圾填埋场进行污染控制 的有效工程措施， 一般由终场覆盖和生态恢复系统、 雨水导排与防渗系统、 渗沥液处理系统、 气体控制与 回收利用系统等组成。实施这样系统的封场工程后， 可最大限度地减少对环境的污染， 加速填埋场的减量 化、 稳定化、 无害化。 参考文献 ［1 ］ Dolk H， Vrijheid M， Armstrong B. 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