简易垃圾填埋场封场治理方案的研究.doc

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1、简易垃圾填埋场封场治理方案的研究第16卷第3期2008年6月环境卫生工程EnvironmentalSanitationEngineeringVo1.16No.3June2008?59?简易垃圾填埋场封场治理方案的研究齐长青(天津市环境卫生工程设计院,天津300052)摘要:根据CJJ1122o07生活垃圾卫生填埋场封场技术规程的要求,结合许昌市庞庄垃圾处理场综合整治工程实例,针对简易垃圾填埋场存在的主要问题,从工程建设及运行的实际出发,因地制宜地制订了简易垃圾填埋场封场治理方案.关键词:简易垃圾填埋场;封场覆盖;堆体整形;渗沥液;填埋气体;植被中图分类号:X799:TU993文献标识码:A文章

2、编号:10058206(2008)03005904StudyonTreatmentPlanforClosureofSimpleOumpingtypcWasteLandfillSiteQiChangqing(TianjinEnvironmentalSanitationEngineeringDesignInstitute,Tianjin3o0o52)Abstract:AccordingtoTechnicalCodeforMunicipalSolidWasteSanitaryLandfillClosure(CJJ112_2oo7),combiningtheintegratedtreatmentpro

3、jectexampleofPangzhuangWasteLandfillSiteinXuchangcity,aimingtoexistingmainprobleminsimpledumping-typewastelandfillsite.treatmentplanforclosureofsimpledumping-type,vastelandfillsitewasputforwardbasedonlocalconditionfrompracticeofengineeringconstructionandoperation.Keywords:simpledumpingtypewastelandf

4、illsite;closurecover;surfacemanagement;leachate;landfillgas;vegetation1简易垃圾填埋场存在的主要问题目前,国内大部分简易垃圾填埋场基本采用简易的堆放方式,其建设,运行与现行的技术标准及规范存在较大的差异.其中,大多数简易填埋场处于超期服役,无序倾倒,未做覆盖,渗沥液已对周边环境造成污染的局面.未采取任何覆盖措施,垃圾全部裸露堆存,存在的主要问题:1)垃圾长期裸露堆放,极易孳生蚊蝇,散发臭气,传播疾病,污染环境;2)垃圾在堆置过程中,有机物在厌氧条件下分解,可产生对环境有较大污染的有害气体,如cH4,H2S,CO等,特别是CH

5、气体浓度含量在5%15%时,极易发生爆炸;3)垃圾在分解过程中产生渗沥液,尤其到雨季,渗沥液剧增,对周边居民的身体健康造成直接威胁;4)填埋作业未采用分区,分单元的作业方式,压实密度达不到设计要求,随着堆体的不断升高存在较大的安全隐患.2治理的主要目标及基本功能简易垃圾填埋场治理的主要目标是:尽量减少渗沥液的产生量,必须使雨水的渗入量最小;促进地表排水并使径流最大化;控制填埋气体的收稿日期:2008.01.16迁移;为垃圾与人群,植物,动物的隔离提供一个物理屏障.通过治理要达到的基本功能:1)减少雨水和其它外来水渗入垃圾堆体内,达到减少垃圾渗沥液的目的;2)控制填埋场恶臭散发,可有组织地收集填

6、埋产生的气体,达到控制污染和综合利用的目的;3)抑制病原菌及其传播媒介蚊蝇的繁殖和扩散;4)防止地表径流水污染,避免垃圾的扩散及其与人和动物的直接接触;5)防止水土流失;6)促进垃圾堆体尽快稳定化;7)提供一个可以进行景观美化的表面,为植被的生长提供土壤,便于填埋土地的再利用等.填埋场封场覆盖的最终目的是为了使Et后的维护工作降至最低并有效地保护公众的健康和周围环境.3庞庄垃圾处理场简介许昌市庞庄垃圾处理场位于市区西郊七里店街道办事处庞庄居民委员会西北侧,在西环路以西1.5km处,北邻许禹公路,南邻耕地,东邻河南万里路桥公司机械分公司,西邻纺织厂,西约100m为村庄,南1500m为颍汝总干渠(

7、许昌市主要饮用水供给源),距市中心8km.?60?环境卫生工程第16卷处理场占地10hm,垃圾堆体呈不规则四边形,东边宽130m,西边宽225m,东西长345m,堆体东西部最高点分别为l0,21m,地下平均埋深2m.到目前为止该场已累计接纳生活垃圾100万t.该场自1995年建成投入使用后,只作为垃圾堆放场使用,场底没有按标准进行防渗处理,属于简易垃圾填埋场.4治理方案的制定1目前,国内外对简易垃圾填埋场的治理普遍采用就地封场治理,异地卫生填埋,筛分后异地处理3种技术路线.4.1就地封场治理这是目前国内外处理简易垃圾填埋场普遍应用的办法.通过对垃圾堆体进行必要的整形,修筑平台,盘山道,边坡排水

8、渠与雨水边沟,对渗沥液进行定向收集导排,然后对垃圾堆体进行最终覆盖及植被恢复,并建设填埋气体集中收集处理系统,最终达到消除垃圾堆体的安全隐患及产生的臭味,有效减少渗沥液产生量,有效控制处理填埋气体及渗沥液对周边环境的污染,改善景观达到生态恢复的目的.该方案具有施工工期短,见效快,费用低,操作比较容易,建成后可避免对周围环境造成污染,土地资源可得到开发利用等优点.缺点是渗沥液污染虽然可以得到有效控制,但短期内还会有少量渗沥液渗入地下.4.2异地卫生填埋该方案是将简易垃圾填埋场堆存的垃圾清运至标准的卫生填埋场进行卫生填埋,以达到彻底消除简易垃圾填埋场污染的目的.前提条件是,该地区必须具有按国家标准

9、规范建设的垃圾卫生填埋场,并同时具有足够的接纳处理能力.异地卫生填埋方案可彻底解决简易垃圾填埋场的污染问题,原场址可得到再次开发利用.缺点是清运及处理成本高,运输过程中可能造成二次污染,仍需再占用新的土地资源.4.3筛分后异地处理将现存垃圾进行筛选,筛上物转运至生活垃圾焚烧发电厂,筛下物堆肥或就地填埋.许昌市现有1套筛分处理线,按目前的处理能力只能保证处理完成当日产生的生活垃圾,如需处理已堆存的100万t陈腐垃圾,尚需增加筛分处理设施及相关设备,将需要较长的处理周期和较高的运行费用.该方案垃圾资源化,减量化效果明显,但由于垃圾堆体中含有大量的建筑垃圾,灰土含量较高,筛选困难,可利用成分少,大量

10、筛下物仍需要填埋处理.4.4治理方案的确定由于异地卫生填埋和筛分后异地处理都需要具有一定接纳处理能力的卫生填埋场为依托,且许昌市目前尚无规范的垃圾卫生填埋场,大大制约了这2种方案的实施.因此,结合许昌市实际情况,并经可研报告的充分论证,庞庄垃圾处理场综合整治工程最终采用了就地封场治理方案.庞庄垃圾处理场就地封场治理方案的实施,应在CJJ1l2_-2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程的指导下进行,根据该场的实际情况制订适宜的设计方案并采取必要的工程技术处理手段.根据规范要求,庞庄垃圾处理场综合整治工程的主要工作内容分为:1)对垃圾堆体进行整形,压实和覆盖,消除安全隐患;2)封场覆盖系统的确定;

11、3)控制垃圾渗沥液对水体的污染;4)集中收集处理填埋气体,消除臭味;5)恢复植被,改善景观;6)建立封场后的监控体系.5垃圾堆体整形垃圾堆体整形应在勘察分析并制订针对场内发生火灾,爆炸,垃圾堆体崩塌等填埋场安全隐患的前提下进行,其目的是消除填埋作业中不规范运行所带来的安全隐患,尽量减少不均匀沉降,为封场覆盖系统提供稳定的工作面积和支撑面.堆体整形时,要求垃圾分层压实密度应大于800kg/m.,垃圾堆体顶面坡度不应小于5%.同时,CJJ1122007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程规定,设置台阶式收坡时,台阶宽度不宜小于2m,高差不宜大于5m.台阶和高差的要求,规范从堆体稳定性等方面已做了充分的考

12、虑,但从实际工程案例看,笔者认为,台阶和高差的设定,要充分考虑施工作业机具的运行,封场后期养管,堆体排水沟设置,堆体占地面积,堆体现有库容量与整形后堆体容积之间相互关系等因素,建议台阶宽度24m,高差510m为宜,台阶间边坡不宜大于1:3,垃圾堆体顶面坡度不应小于5%.第3期齐长青简易垃圾填埋场封场治理方案的研究?61?目前,庞庄垃圾处理场道路和排水系统不完善,填埋厚度差异较大,坡度较陡,垃圾摊铺面积较大,如按现状封场覆盖则浪费土地资源,存在不安全因素,且极不经济.因此.制订堆体整形方案时,制订了在保证堆体稳定,施工便利,便于堆体排水沟设置等因素的前提下,反复测算堆体现有库容量与整形后堆体容积

13、之间的关系,用较小的占地面积消纳现存的全部垃圾,以便环场道路和雨水边沟等设施的设置,并取得了较好的效果.6覆盖层结构的确定CJJ11220O7生活垃圾卫生填埋场封场技术规程要求填埋场封场必须建立完善的封场覆盖系统,其结构由垃圾堆体表面至顶表面顺序应为:排气层,防渗层,排水层,植被层,并对各结构层的材料和技术参数提出了具体要求.通过对丹麦,比利时,意大利,德国,荷兰,美国,加拿大等欧美国家填埋场终场覆盖系统的分析总结,表1给出了以上各国对覆盖结构层的设置,结构层材料,取值范围和技术要求.表1国外覆盖系统技术统计序号结构层材料及指tnm技术要求从表1可以看出,欧美国家填埋场封场覆盖系统基本上包括基

14、础层,阻隔层(也称防渗层),排水层,营养层,植被层5部分.与我国封场技术规程相比,除缺少排气层外,个别指标的技术要求要远远高于我国的封场技术规程要求.通过充分的比选和论证,并结合北京市北神树,天津市双口垃圾填埋场已建工程实例,本工程防渗层决定选用8.0mm厚的加强型GCL,封场覆盖系统结构层确定为基础层+防渗层(GCL)+排水层+覆盖支持土层+植被层(包括植被土和植被)的结构形式.7垃圾渗沥液污染防控措施垃圾渗沥液污染防控措施应在充分分析影响垃圾渗沥液产生量的因素前提下制订.影响渗沥液产生量的因素比较复杂,主要有降水,地下水侵入,垃圾成分,地表径流和水分蒸发等.针对庞庄垃圾处理场不存在地下水的

15、侵人,也无地表水流人的特点,制订了严格控制降水渗人垃圾堆体(即产生量控制),及时将垃圾堆体内已有渗沥液导出,逐步将垃圾渗沥液水头降到最低,从而达到控制和消除垃圾渗沥液污染目标的防控技术路线.根据确定的防控技术路线,制订的垃圾渗沥液产生量控制措施如下:1)对垃圾堆体进行整形,以利垃圾堆体封场后雨水径流;2)封场时,在堆体上设立畅通的雨水导排系统,及时将降水排出;3)铺设防渗层,降低封场覆盖层的渗透系数;4)在垃圾堆体四周修筑环场道路和雨水边沟,将垃圾堆体和周围环境隔离,防止雨水和洪水浸泡垃圾堆体.由于垃圾堆体底部的渗沥液水头最高,堆体底部的垃圾含水率最高,应在垃圾堆体周边底部设置渗沥液导排盲沟.

16、垃圾降解后,对渗沥液具有一定的阻滞作用,所以在垃圾填埋高度大于8m的垃圾堆体边坡上设置速排龙渗沥液导流层,以加强对渗沥液的导排.速排龙渗沥液导流层和底部渗沥液导排盲沟相连.修建新渗沥液储池,渗沥液导排盲沟最后汇集到渗沥液储池,用吸污车将渗沥液送至污水厂处理.8填埋气体收集处理系统填埋气体导排系统按有无抽取设备分为主动导排系统和被动导排系统.被动导排系统一般用于小型垃圾填埋场或对填埋气体扩散要求不高的填埋场.该系统受大气压力等条件影响较大,稳定性较差.该系统虽然能将填埋气体导出,但不能长期维持足够的压力进入处理系统.主动导排系统与被动导排系统相比能更有效地控制和收集填埋气体,多用于对周围环境要求

17、较高及建设填埋气体回收利用设施的填埋场.可以有效提高收集率并加速填埋堆体的稳定化速度.所以简易垃圾填埋场封场治理宜优先选用主动导排收集系统对填埋气体进行集中收集处理.通常情况下,简易垃圾填埋场的填埋气体导排井的设置比较简单或根本没有,治理时应重新设置竖型导气井.对于规模较小或使用时间较长的填埋场的填埋气体,一般采用火炬点燃消除污?62?环境卫生工程第16卷染.火炬分为敞开式火炬和封闭式火炬.封闭式火炬投资高,敞开式火炬投资低,运行维护费用低,管理与维护简单.所以本工程填埋气处理采用了开放式火炬系统.9植被恢复植被层是封场覆盖的重要组成部分,是封场覆盖的最后一个环节,也是最重要的环节之一.植被层

18、应由植被土和植被组成,以保护填埋场覆盖层免受风霜雨雪的侵害.同时,植被层为填埋场最终的生态恢复层,它能美化周边环境,防止雨水冲蚀土壤,利于雨水径流的收集及导排.结合填埋场特定的环境条件,参考相关工程实例,本工程建议植被恢复选定栽植草坪.这不仅因为草坪具有保护,改善,美化环境的功能,更主要的是草坪覆盖成效快,对填埋场主体影响最小.填埋场植被层草地为斜坡植草,所需草种应具备抵抗不良环境;根系发达,生长迅速,在短期内覆盖地面,抵御杂草;具有多年生习性,可靠匍匐枝,地下茎,根蘖,分根等繁殖,固土能力强;还具有抗旱性强,生命力旺盛,耐盐碱能力强,抗病虫能力强,管理粗放等特点.依据地理分布和对温度条件的适

19、应性,可将草坪分为冷季型和暖季型2大类.冷季型草广泛适应于北方湿润和冷凉,干旱半干旱地区.它们生长最适宜的温度为l524;耐寒力虽然强,但不适宜长时间在超过30以上的高温,高湿条件下存活,夏季不耐炎热,需要大量的修剪和浇水.而暖季型草则分布在温暖,湿润和温暖,干燥的南方地区,适宜温度为2735.当温度低于l0cC时,常常进入休眠状态.总体上看,暖季型草生长低矮,根系发达,抗旱,耐热,耐磨损,维护成本低,质地略显粗糙;而冷季型草种耐寒力强,绿期长,质地好,坪质优,色泽浓绿,亮丽,养护成本高.由于植被生长的地域性要求,制订植被恢复方案时,建议设计部门与当地园林绿化相关单位咨询后再作出选择.1O封场

20、覆盖后的监控养护措施垃圾堆体稳定化是一个漫长的过程,一般需要几十年,所以需要密切监控垃圾堆体的生化反应状况,及时发现问题并采取必要的措施.封场覆盖后的监控养护建议主要应注意的问题:1)垃圾堆体沉降观测.在垃圾堆体上部设3个沉降观测点,第1年每季度观测1次,以后每年观测1次,以随时掌握垃圾堆体沉降隋况.2)填埋气体监测.监测填埋气体流量,CH浓度,CO浓度,填埋气体温度,至少每月监测1次,以判断垃圾堆体的生化反应状况,并依据监测结果及时调整填埋气体收集处理系统的运行参数.3)渗沥液监测.主要监测渗沥液产生量,BOD,COD,NH一N,电导率,至少每年监测2次,以判断渗沥液导排系统是否发生淤堵,预

21、测下一年的渗沥液水量和水质.4)植被养管.每年监测2次植被层的植被覆盖度,以判断植被恢复情况,指导植被养护队伍进行及时补植,如发生水土流失要及时采取措施.5)地下水监测.在场区四周至少设立四口地下水监测井,以监测地下水,检验渗沥液防控措施的效能.6)填埋气体收集处理系统的运行.实时监测填埋气体浓度变化,保证抽气风机和火炬在正常状态下运行,当CH浓度低于15%时要打开导气井端部阀门,被动导排填埋气体,但仍要进行气体监测.11结束语依据cJJ1l22007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程,通过对简易垃圾卫生填埋场综合治理方案技术路线的充分论证表明,针对目前我国现有简易垃圾填埋场,因地制宜的制订就地封场的治理方案具有切实的可行性.治理方案实施后,可从根本上消除简易垃圾填埋场存在的安全隐患,有效控制垃圾堆体对周围环境的污染.通过植被恢复将极大地改善填埋场的整体形象,使宝贵的土地资源得以重新开发利用.参考文献1天津市环境卫生工程设计院.许昌市庞庄垃圾处理场综合整治工程可行性研究报告rt.2o06.2cjj11220o7生活垃圾卫生填埋场封场技术规程s.3黎青松.垃圾填埋场终场覆盖技术策略研究R.城市建设研究院,20o2.4天津市环境卫生工程设计院.天津市双口生活垃圾卫生填埋场填埋库区围埝工程方案设计R.2o06.作者简介:齐长青(1964一),高级工程师,主要从事垃圾处理工程项目的设计.