如东县垃圾、粪便无害化处置场二期工程设计

1工程概况
如东县垃圾、粪便无害化处置场是该县第1座现代化卫生垃圾处置场，该场位于如东县掘港农场二分场内，距市中心约10km，服务范围包括中心城辖区以及邻近各乡镇。
处置场全部工程可利用填埋区面积26.8万m2，按填埋深度4.2m计算，总库容量为112.6万m3，分两期实施，一期工程已于2004年底竣工投入使用。本次为二期工程，工程场址选于一期工程西侧（掘港农场西北角），设计填埋规模为250t/d，库容为15.6万m3，为Ⅱ类Ⅱ级处置场。
工程所在地属于北亚热带湿润气候区，年均气温为14.8℃，平均降雨量为1024.6mm/a，常年主导风向为东南风。
2设计理念及总体布局
2.1设计理念[1]
1）现代化原则：采用现代垃圾填埋技术和中央控制及管理系统。
2）环保原则：采用安全的防渗系统、渗滤液收集与导排系统、垃圾气体导排措施，以及完善的雨污分流措施及污染控制措施等。
3）节约和效率原则：采用高维填埋理念，节约土地资源；重力流导排渗滤液和地下水，降低能耗。
4）经济实用原则：对库区总平面和填埋分区进行精心设计，尽量做到最优。
2.2总体布局
根据地形和功能需要，整个场区分为生产管理区、渗滤液处理区和填埋库区。其中生产管理区位于处置场入口，进场公路右侧，主要包括综合楼、食堂、浴室、门卫、计量房及部分健身设施等，占地约2000m2。生产管理区进行重点环境设计，使其有良好的工作环境。渗滤液处理区位于生产管理区西侧约30m处的空地，占地约6000m2。一期工程填埋库区位于整个填埋库区中心道路北侧；本次二期工程位于中心道路南侧，现状为鱼塘，需将水抽干清淤至淤泥质粉质黏土层顶后开始填埋。填埋库区内各分区由进场道路及场内现状道路相连接，用最少的路营运达到设计高度，并满足雨天作业需要。如东县垃圾、粪便无害化处置场二期工程分为垃圾坝、厂区道路、渗沥液处理、生产管理区。
3无害化处置场工艺设计
3.1填埋工艺
处置场属于平地型填埋场，填埋工艺流程为称重、填埋、压实、当日覆盖等。
本次二期工程填埋采用“平地覆盖法”，就是将垃圾卸铺在土坑中，用机械整平、压实。填埋应实行单元、分层作业，每一单元及作业平台的大小应按设计及现场设备、垃圾量、运输等实际条件而定。填埋作业应定点倾卸、摊铺、压实。应以一日为一单元或每班次为一小单元，宜每日一覆盖。单元每层垃圾厚度依填埋作业设备的压实性能及垃圾的可压缩性确定，一般为2～3m，最厚不得超过6.0m。垃圾压实密度应大于600kg/m3。压实后的垃圾层厚5.0m，以坡面斜率1∶2逐日由一侧坑边推进。在压实的垃圾表面上进行终期覆盖土，厚度为500mm，填埋斜面上进行日覆土200mm，覆土层面亦要求压实，因垃圾中的有机物在微生物的生化作用下分解需要适度的水分。
一定含水率的垃圾易于压实，故天气炎热干燥时可给垃圾堆中适当洒水，改善垃圾的含水量，提高其压实密度，当垃圾含水量为20%～30%时，易于压实至设计的密度。
3.2库区开挖
场址范围内无大的构造体和不良地质体，区域地层划分为6个工程地质层。场地平整以盲沟为控制轴线，库底向盲沟两侧进行整平。
由于库底粉质黏土层相对较厚，适当加大开挖深度，以增加填埋库容，同时须保证基础层压实系数不小于1.93，渗透系数不大于10-7cm/s。库区边坡覆土较浅，不进行大规模开挖，以去除表面植被根系为宜，同时回填75cm厚黏土层，其表层25cm范围内不得含有粒径大于20mm的石子，并应分层压实，压实系数不小于1.93，渗透系数不大于10-7cm/s。
纵向平整后形成自西北向东南2%的坡度，横向平整后形成2%的坡度。开挖成形的构建面要求平整、坚实、无裂缝和无松土，基地表面无积水，垂直深度为25cm内无石块、树根及其他任何有害的杂物，坡面稳定、过渡平缓。
3.3库区防渗
由该处水文地质条件勘探可以得知，该处地下粉质黏土夹粉土层垂直渗透系数为1.7×10-7m/s，根据《生活垃圾卫生处置场防渗系统工程技术规范》，具备使用黏土衬里要求。本次二期工程库区防渗采用HDPE膜+压实土壤复合防渗，HDPE土工膜采用进口产品，库底及边坡均采用1.5mm厚的光面膜，防渗垫层采用锚固沟锚固，3.4垃圾坝
库区与西侧农田之间设立垃圾坝，采用现场粉质黏土匀质堆筑，机械振动压实；坝顶标高5.0m，坝顶宽7m，为上车坝体，坝顶路面为沥青路面，东侧以1∶2放坡至库底，西侧以1∶1放坡至农田，坝顶内侧底部预做防渗衬里铆固沟；其余三边在库区堆放垃圾至一定标高后自然放坡至道路标高。
工程所在地现状鱼塘中央有一土坝，二期工程拟利用现状土坝作为临时垃圾坝将库区分为两区，坝顶宽8.0m，标高1.5m，临时土坝两侧按照1∶1放坡至库底。坝底两侧预做防渗衬里铆固沟。
考虑垃圾坝的使用年限及其重要性，垃圾坝和临时土坝均设防渗层，由下至上结构为坝体土石、1.5mm的双光面HDPE膜、三维复合土工排水网格、300mm的袋装黏土。垃圾坝上游防渗层与垃圾场地的防渗层连成一整体。
3.5渗滤液的收集系统
3.5.1渗滤液量的确定
垃圾渗滤液产量受多种因素的影响，根据国内垃圾填埋场的运营经验，渗滤液主要是降水和垃圾自身滤出的废水，垃圾自身滤出的渗滤液约占垃圾质量的10%～20%，本次二期工程取15%，则垃圾自身滤出的渗滤液为37m3/d。降水引起的渗滤液量计算公式见式（1）：

式中Q——平均渗滤液产生量，m3/d
I——年降雨量，取1024mm/a；
A1——填埋作业区面积，m2；
C1——填埋作业区浸出系数，取1.0；
A2——中间临时覆盖区面积，m2；
C2——中间临时覆盖区浸出系数，取1.5；
A3——封场区面积，取3000m2；
C3——封场区浸出系数，取1.25。
经计算降水引起的渗滤液量为101m3/d。
故二期工程合计渗滤液产量为138m3/d，结合一期工程，考虑留有一定余地，渗滤液总规模为370m3/d。
3.5.2渗滤液的收集
本次处置场二期工程渗滤液导排系统包括水平和垂直两部分。水平导排系统铺设在场底水平防渗隔离层之上，包括30cm的砾石导流层和盲沟。工程在南北两区内填埋库底分别由西北往西南方向铺设一条主盲沟，坡度为2%，同时沿主盲沟两侧间距约25m呈鱼刺状布设支盲沟，坡度为2%。盲沟采用梯形断面，内设穿孔HDPE管，并在其周围覆盖直20～60mm的碎石。盲沟外端均延伸至场地坡脚或分区坝外侧，至分区坝外侧的盲沟端口由盲板封闭。沿着支盲沟方向每隔约25m设置1座1200mm的竖向石笼，作为垂直导排系统。垃圾渗滤液将沿着石笼流至处置场底盲沟，最后汇入提升井中，由提升泵接至厂区内污水处理调节池。
3.5.3调节池
本次二期工程采用与一期工程合用调节池，收集处置场渗滤液。调节池表面积为40m×50m，深5m，有效容积10000m3，可容纳夏季最大暴雨时的三日暴雨量。池底和池壁采用人工防渗措施，池上方设置2mm厚的HDPE浮动膜盖，以减少臭气的排放。
3.6地下水导排
场区地处平原地区，地下水主要由洪坡积孔隙水、残坡积孔隙水和基岩裂隙水组成。雨季地下水较为丰富，水位较高，容易顶破水平防渗设施，因此必须切实做好地下水的引导工作。本次二期工程两片区场地平整后，开挖1.3m深沟槽，从西北至东南方向在底部铺设地下水导排主盲沟，主盲沟上间隔25m对称设置支盲沟，盲沟内回填级配碎石至沟面，盲沟顶部回土夯实，即形成地下水导排系统。地下水经盲沟收集后汇入提升泵井。
3.7排水边沟
处置场属Ⅱ类Ⅱ级处置场，防洪按50年一遇设计，100年一遇校核。设计在二期填埋库区的东西两侧设置两条排水边沟，排水边沟底坡度采用1.3%，断面尺寸为300mm×500mm。雨水经边沟收集后排入雨水方井最终排入市政雨水管网。
3.8气体导排系统

处置场气体产量较少，采用被动导气，即采用导气石笼和中间导气层导气。导气石笼用土工格栅围裹，中心设有DN150的HDPE导气管，在导气管与土工格栅之间填充粒径为30～60mm的级配碎石。远期采用主动导气方式，收集后的气体经过净化处理后作为就近垃圾焚烧厂的燃料，多余气体采用封闭式燃烧塔燃烧。
4结语
如东县垃圾、粪便无害化处置场二期工程采用了较为先进的“HDPE膜+压实土壤”复合防渗工艺，工艺流程简单，可保证处理效果。整个场区布置合理、封闭性较好，在渗滤液调节池上设置了浮动膜盖，同时对场区进行了绿化，可使对周围环境的影响减至最小。该工程的实施将为提高如东县环境卫生及促进生态城市建设提供重要保障。
参考文献
[1]陶如钧，王翌.丽水市务岭根垃圾处置场工程设计[J].中国给水排水，2007，23（22）：49-50.