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增城市荔城街棠夏简易生活垃圾填埋场的整治方案

2014-4-27 17:34| 发布者: lujunfei| 查看: 957| 评论: 0|来自: 《城市建设理论研究》

摘要: 垃圾处理方式一般可以分为卫生填埋、焚烧、堆肥等几种方式。垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地,垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。垃圾填埋场一般采用分层覆土填埋的方式对垃 ...
垃圾处理方式一般可以分为卫生填埋、焚烧、堆肥等几种方式。垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地,垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。垃圾填埋场一般采用分层覆土填埋的方式对垃圾进行处理,堆积一层垃圾后再覆盖一层黄土,这样很容易降低垃圾的污染。垃圾填埋场的建设包括选址、设计与施工、填埋废物入场条件、运行、封场、后期维护与管理和污染物控制和监测等方面的程序。

一.增城市棠夏生活垃圾填埋场的现状

增城市棠厦垃圾填埋场位于增城市荔城街棠厦村,距离市区约12.6km,该场主要填埋增城市下属的六个镇街的生活垃圾。填埋场于1996年12月投入使用,日进垃圾量约200吨/天,自开始使用到2008年5月止,堆填垃圾达80多万吨,已填的垃圾堆体占地面积达48982m2,占填埋库区面积为58.22%。

填埋场为毫不设防的简易垃圾填埋场,场区内臭味四溢、蚊蝇四处乱窜,垃圾渗沥液通过地表遍布填埋场的空地;场内没有作业道路,作业方式十分简易,采用的是高处向下倾倒、简易压实、简易杂土覆盖作业;填埋场存在严重的环境污染及安全隐患。

二.简易垃圾填埋场的整治方案

毫不设防的棠夏垃圾填埋场产生的环境问题主要来自以下三个方面:填埋气体的污染与安全隐患、垃圾渗沥液的污染、填埋场的景观问题。针对污染现状,对各种污染源实施了行之有效的整治措施。

2.1填埋气体的整治

填埋的垃圾经微生物分解会产生填埋气体,气体的主要成分为甲烷(30%~40%)和二氧化碳(40%~50%);现状垃圾堆体高度约40~50m,未设置填埋气体导排系统,填埋气体在填埋场的聚集,当甲烷浓度达到5~15%时,遇到火种会发生爆炸,当浓度达到40%以上时,遇到火种会迅速燃烧。另外,甲烷和二氧化碳都是温室气体。

为有效解决填埋气体的环境问题,拟在现状垃圾堆体区域按照间距40m梅花状分布气体导排系统,导排系统实施方案如下:(1)钻入DN400钢管进入垃圾堆体2/3处;(2)在DN400钢管中套入Dn150HDPE穿孔管,在两管之间填充16~20mm碎石;(3)将d400钢管拔出。现状垃圾堆体的产气量较小,沼气利用价值不大,因此,填埋气体拟采用收集后集中燃烧排放处理方案。

2.2防渗方案

根据工程的现状,对库区防渗进行了多方案的比选与论证,最终确定了经济、合理、可行的工程方案,下面进行详细的论述。

(1)防渗目的防渗工程的目的,就是采用天然的或人工的防渗层,切断库区内渗沥液向库外泄漏的通道,彻底杜绝渗沥液的外渗,同时防止地下水向填埋库区的渗入,确保垃圾填埋场安全可靠的运作,减少渗沥液产生量,避免造成二次污染。因此,防渗工程的设计好坏,是关系到填埋场设计成败的关键。

(2)防渗工艺
填埋场的防渗方式可以分为自然防渗、人工防渗两种:①自然防渗:如果在填埋场底部和周边有足够数量的高粘性土壤的压实土壤层,且各个部位的土层保持均匀,厚度至少2m,其渗透系数≤10-7cm/s,渗透性不因与渗沥液接触而增加时,可考虑采用自然防渗。②人工防渗:当填埋场在地形、地貌和水文地质条件达不到自然防渗要求时,必须进行人工防渗。根据场址的工程地质和水文地质条件,人工防渗主要有以下两种形式:

a、水平防渗:水平防渗指采用人工衬层将填埋场基底与垃圾堆体完全隔离,以防止渗沥液外渗,最常见的有以下几种工艺:天然粘土防渗层、钠基膨润土软衬防渗层、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜防渗层或者上述几种的复合防渗层。

b、垂直防渗:所谓垂直防渗,系指通过垂直库底方向、沿库底周边敷设于岩土中的防渗幕墙,使幕墙与库底以下的天然隔水层相连,使得库底以下形成一个相对独立封闭的水系,从而阻止渗沥液外渗。其适应条件是:要求填埋场库底在地下水承压水位2m之上,必须连续存在不透水层。垂直防渗幕墙可以通过帷幕灌浆工艺来实施。

通过灌注压入浆液(水泥砂浆+膨润土或其它化学浆液),使浆液填充岩石裂隙,胶结成符合防渗标准要求的地下幕墙。垂直防渗填埋场的地下水由于防渗帷幕的阻拦,不能按原来的渗流路线排泄,随着水位升高到场底以上和垃圾渗沥液混合,一并排入渗沥液调节池,由此造成清污合流,增加渗沥液处理站的负荷。一般采用场垂直防渗工艺的填埋场,其渗沥液水量是水平防渗的2~3倍。

(3)防渗方案

本填埋场总的面积为124600m2,垃圾填埋库区面积为84127m2,其中未堆填区的面积为35145m2,已堆填区的面积为48982m2。已填埋区堆填的垃圾的高度约40~50m,垃圾量约80多万吨,均为简易堆填,垃圾堆体高且不密实,现场情况非常复杂,针对复杂的现状,提出如下防渗方案:

方案一,库区完全采用高密度聚乙烯(HDPE)土工膜防渗(已填垃圾转运)

实施方案如下:①将未堆填区清淤平整,按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统;②搬运现有垃圾至未堆填区,并按照国家相关标准进行垃圾摊铺、压实、覆土压实覆土,据初步估算,未堆填区的库容约53万吨,不足以容纳现状80万吨的垃圾,需在填埋场附近找地经简单防渗处理后,作为临时的垃圾堆放点;③现状垃圾搬运完毕后,对腾空的填埋二区库底进行清淤平整,并按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统,然后将剩余的垃圾转运至该区。

方案二,整体垂直防渗

根据地质勘察院的岩土工程初步勘察报告:本填埋场库区不存在断层及断裂带,为独立的水文单元,因此采用防渗幕墙阻隔库内地下水与库外地下水的联系是有条件的。垂直防渗具体方案如下:①在渗沥液调节池下游(现状氧化塘以西)设置一道垂直防渗幕墙隔绝场区地下水与场外地下水的联系;

②在填埋场北侧设置一减压井排场区的地下水至地下水处理系统;③设置地下水处理系统:三次钻孔的地下水水质指标表明,地下水虽呈污染加重趋势,但近期地下水仅BOD5、CODcr轻度超标,因此近期仅设置滤池及沉淀池处理地下水,保证地下水达标后排放,远期根据地下水水质的变化,预留场地以备增设地下水处理系统;④为最大程度减小库区内地下水的污染,将储存渗沥液的调节池进行水平及边坡防渗。

(4)方案比较及推荐方案

方案一优点:①能彻底地防止垃圾填埋场的渗沥液及气体对生态环境的污染,完全满足垃圾无害化处理要求;②渗沥液处理规模小,日常运行费用低;③后期运行管理简便。方案一缺点:①工程耗时耗工,一次性投资大;②施工周期较长;③转运过程会对周边大气环境造成污染;④需在垃圾填埋场找面积6万m3的空地用于现状垃圾转运,难度较大。

方案二优点:①工程施工便捷,一次性投资少;②施工周期短。方案二缺点:①根据目前地下水的污染现状,该方案近期内基本能够满足垃圾无害化处理要求,但是该区域地下水污染呈逐渐加重的趋势,随着地下水水质的变化,地下水处理系统需同步更新,此种处理方式不足以保证地下水达标,并给以后的运行管理带来诸多不便,同时,不能准确评估后期的运营费用;

②地下水监测资料显示,库区的地下水水质已被污染,且污染呈逐渐加重趋势,此种情况表明,该库底的不透水层可能存在如下的其中一种情况:a、不透水层厚度不够,渗沥液已经下渗到不透水层以下的土层;b、不透水层不完整,渗沥液通过漏洞下渗到不透水层以下的土层。库底的不透水层存在上述的任何一种情况,都会导致垂直防渗方案存在较大的环境污染风险。

③若底部的不透水层的垂直防渗系统不能承受泄压井的水压,最终导致地下水与渗沥液的混流,将使得地下水完全污染,环境污染风险较大。④根据江门地质勘察院的地质勘察报告:该区地下水枯、丰水期水位变幅为3.0m左右,可见地下水水量变化较大,地下水处理系统的规模很难确定。⑤渗沥液处理规模为完全水平防渗的2倍,日常运行费用高。

根据上述,方案一虽然整治后,不存在环境风险,且运行管理方便,但在进行现状垃圾转运时,实施难度大,耗时耗工,投资大;方案二虽实施难度小,但整治后仍然存在环境风险,且运行管理复杂。综合本填埋场的现状特点及两方案的技术优点,本填埋场决定采用水平防渗与垂直防渗相结合的方案:在未堆填区与已堆填区之间设置一道分割坝,未堆填区采用HDPE膜水平防渗,已堆填区采用垂直防渗。

三.结论

本简易垃圾填埋场的特点是:现状垃圾堆体高度高,垃圾量多,且垃圾未经压实较为松散。为合理的治理该垃圾场,将垃圾场的污染最低化,同时工程方案可实施性强,将垃圾场采用水平防渗与垂直防渗相结合是最经济、可行的方案。

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