梁有千 黃麗娟 韋勁松 王宗建

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

【中圖分類號】TU993.3;X705【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）05-0051-04

1 工程背景概述

1.1 工程背景

我國初期的填埋場因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素影響多為簡易填埋場，并且原場址現(xiàn)在大多已成為市區(qū)或臨近市區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，“十三五”期間我國存量老舊填埋場數(shù)量超過2 000座，這些簡易填埋場重?fù)?dān)將卸，需進(jìn)行規(guī)范封場[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。老舊填埋場原地治理是當(dāng)前的主流處理方式，綠、林、耕地是封場土地利用主流方式[2]。

廣西某城市垃圾填埋場占地1.812×105 m2，屬于山谷型垃圾填埋場，自1994年啟用至2004年，累計填埋量已達(dá)到2.196×106 t，填埋作業(yè)已至設(shè)計終場標(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、長著植被，其余區(qū)域大多為裸露的礦渣等。該填埋場封場設(shè)計于2016年進(jìn)行，距填埋停用已有12年。

1.2 項目現(xiàn)狀調(diào)查及問題分析

經(jīng)對已停止使用的廣西某城市垃圾填埋場場地、環(huán)境狀況等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查并分析原有資料，并且填埋場限于當(dāng)時技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件、超期使用等因素，從工程角度分析該場存在一定的環(huán)境隱患，主要問題如下：①填埋場未進(jìn)行規(guī)范的水平或垂直防滲，存在對地表水、地下水及周圍土壤的污染隱患。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外，對環(huán)境造成二次污染。④缺乏規(guī)范的封場覆蓋，不能實現(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，暴雨時調(diào)節(jié)池有過應(yīng)急外排未經(jīng)處理的滲瀝液，通過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)測井破損。

2 工藝流程及設(shè)計參數(shù)

依據(jù)項目存在問題分析、場地現(xiàn)狀、環(huán)境影響狀況、土地利用規(guī)劃等因素，遵循社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益相統(tǒng)一原則，對就地封場和異地處理進(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)行就地封場設(shè)計。

封場工程主要由封場堆體整形、垂直防滲系統(tǒng)、封場覆蓋系統(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)筑物和場區(qū)輔助工程等組成。填埋場封場工藝流程如圖1所示。

2.1 場地總平布置

填埋場場地東低西高，為東西走向的山谷天然形成的庫區(qū)。項目總平設(shè)計（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?？偲接玫貐?shù)見表1。

2.2 封場整形及覆蓋系統(tǒng)

2.2.1 封場整形

填埋庫區(qū)占地面積較大，封場面高程在110～125 m。依據(jù)封場場地實際情況和高程，參考規(guī)范要求，考慮土方平衡、導(dǎo)排設(shè)施布設(shè)、建成后場地利用和生態(tài)的景觀打造，確定3個分區(qū)的堆體封場方案（如圖2所示），而不是只做成一個頂點的堆體。結(jié)合堆體的穩(wěn)定性，在封場一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)的頂部坡度采用5%≤i<10%收坡[1]，坡度滿足排水要求;僅需在封場三區(qū)與調(diào)節(jié)池相鄰的邊坡處設(shè)置梯級臺階，每層高度<10 m臺階，邊坡坡度<1∶4，全場陡坡設(shè)置較少，減少滑坡隱患點。設(shè)置的“Y”形道路將場區(qū)分為3個坡頂高程相近的區(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)成一個大面積的視野開闊的整體地塊，利于后期的整體開發(fā)利用和生態(tài)景觀的打造，同時降低土方量及廠內(nèi)外土方周轉(zhuǎn)運輸和工程費用，施工周期短;新增導(dǎo)排系統(tǒng)布在3個分區(qū)的道路邊，利于材料運輸和方便施工。整形參數(shù)見表2。

2.2.2 封場覆蓋系統(tǒng)

填埋場已停用多年，垃圾堆體相對穩(wěn)定，場地將作為生態(tài)公園建設(shè)用地;設(shè)計對封場結(jié)構(gòu)主要覆蓋材料HDPE與GCL進(jìn)行比選后，采用8.0 mm厚的加強型GCL，利于生態(tài)植物的種植和生長且成本相對較低。覆蓋系統(tǒng)參數(shù)見表3。

2.3 防滲工程

場地地勘顯示填埋場地處于非可溶巖區(qū)，污水沿底部的雜填土、素填土下滲至鈣質(zhì)泥頁巖面后下滲困難，沿著相對隔水的巖面往低處滲流，最后于坡腳低洼處滲出。經(jīng)監(jiān)測地下水基本無外擴(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)計在谷口處采用垂直防滲方案。

經(jīng)對①水泥—膨潤土墻、②土—膨潤土墻、③塑性混凝土墻、④HDPE土工膜—膨潤土復(fù)合墻等、⑤注漿帷幕、⑥原地開挖砌筑漿砌片石壩—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)見表4。

2.4 填埋氣體主動導(dǎo)排及處理系統(tǒng)

綜合各因素設(shè)計采用主動收集填埋氣體的導(dǎo)排方案，以減少填埋氣體對周邊環(huán)境污染。主動導(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，新增集氣井補充完善。主動導(dǎo)排系統(tǒng)參數(shù)見表5。

老舊填埋場氣體產(chǎn)量較少且不穩(wěn)定，利用價值有限，設(shè)計采用安全性高、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，點火通過自動點火裝置完成?；鹁鎱?shù)見表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)

對原有導(dǎo)排系統(tǒng)進(jìn)行疏導(dǎo)，并根據(jù)場區(qū)整形分區(qū)后的整體走勢，沿地勢低的“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)基本滿足要求。封場設(shè)置導(dǎo)排和防滲措施后滲瀝液產(chǎn)量將減少，并隨時間推移還會繼續(xù)減少。根據(jù)本項目的實際情況，對場內(nèi)處理和場外處理進(jìn)行比選后，設(shè)計采用“外運至其他垃圾處理廠處理”的方案并獲得相關(guān)部門批準(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外運。外運處理優(yōu)點：投資少、不需設(shè)專業(yè)的運行維護(hù)技術(shù)管理人員、運行成本低。滲瀝液抽吸系統(tǒng)參數(shù)見表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)，為避免對地下水污染和防止臭氣擴(kuò)散污染，對其進(jìn)行底部防滲和浮動蓋設(shè)計。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)

填埋場位于區(qū)域高點，雨水導(dǎo)排主要是堆體雨水導(dǎo)排設(shè)計。設(shè)計根據(jù)本地最新的暴雨強度公式計算，按二十年一遇暴雨強度設(shè)計，五十年一遇暴雨強度校核。在垃圾堆體坡腳四周和錨固平臺設(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 場地再利用及生態(tài)綠化方案

封場生態(tài)綠化方案結(jié)合了區(qū)域規(guī)劃、片區(qū)規(guī)劃及封場后5～10年應(yīng)達(dá)到中度利用級別（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，在大門入口和場區(qū)中間開闊地帶以多個小組團(tuán)花卉區(qū)點綴，場區(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、橡膠榕等[5];形成封場良好的生態(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)見表9。

2.9 輔助工程

監(jiān)測井7口[6]，按規(guī)范設(shè)于庫區(qū)的周邊，用于封場后對氣體、地下水、水位進(jìn)行監(jiān)測。

辦公用房和輔助用房考慮與現(xiàn)狀周邊環(huán)境及未來使用，風(fēng)格上與填埋場封場生態(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：場區(qū)內(nèi)土方基本平衡，場內(nèi)道路便于材料等轉(zhuǎn)運和施工組織，可降低施工期能耗;合適的堆體高程，降低運維期的噴灌能耗;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 運行效果

封場竣工兩年多來項目運行正常，堆體穩(wěn)定，污染得到了控制，場地生態(tài)修復(fù)和綠化景觀效果良好，節(jié)能節(jié)水，運行維護(hù)成本低。

滲瀝液水質(zhì)數(shù)據(jù)對比見表10，表中數(shù)據(jù)結(jié)果表明設(shè)置了封場覆蓋和導(dǎo)排系統(tǒng)，雨水入滲減少后，CODcr、BOD5、NH3-N指標(biāo)有所提升，隨后會逐漸下降，而封場管理后無地表外來污染，SS呈現(xiàn)降低;至今滲瀝液無外排，實測估算滲瀝液產(chǎn)量比設(shè)計預(yù)測的少;這些說明整形、覆蓋系統(tǒng)、雨污導(dǎo)排系統(tǒng)均達(dá)到了設(shè)計預(yù)期效果。隨著時間推移，滲瀝液產(chǎn)量和水質(zhì)指標(biāo)逐漸下降，更有利于外運處理。

4 成本經(jīng)濟(jì)分析

項目投資概算見表11。

5 存在問題與展望

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

6 結(jié)語

場區(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，使封場的景觀效果得以提升;工程投資省、運行成本低、節(jié)能節(jié)水。封場工程設(shè)計需詳細(xì)調(diào)查、精細(xì)分析、因地制宜確定整治方案，工程可實現(xiàn)社會、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)生填埋場封場技術(shù)規(guī)范[S].

[2]張益.老舊垃圾填埋場治理現(xiàn)狀和對策[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，生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)[S].

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