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国内现有登记在册的卫生垃圾填埋场372座,加上简易填埋(堆放)场,保守估计总数有千余座,其中大部分属于平地堆山型。随着国内对固体废物污染治理的重视,大量简易垃圾填埋(堆放)场面临关闭封场的局面。由于2000年以前建成的填埋场的建设标准比较低、运行管理水平受条件所限,终场时多面临填埋区边坡过陡、垃圾渗沥液侧渗等共性问题,给安全封场带来困难和隐患。如何采取有效的措施对这类填埋场进行规范的封场治理和植被恢复,是国内许多城市环境卫生管理部门和业内的科研院所面临的重要课题。我们结合大连市毛茔子垃圾填埋场二期填埋区的封场实践,探讨简易垃圾填埋场的规范封场。
1工程概况
大连市毛茔子生活垃圾填埋场二期填埋区属简易堆山型,填埋场占地约14.5万m2。该场2000年建成投入使用,场底采用0.8m厚、渗透系数1.0×10-9cm/s的黏土防渗,2006年填满实施封场。封场时垃圾填埋总量约400万m3,地面以上可测量部分垃圾量为320万m3,填埋高度约27m。
封场方案设计前,对二期填埋区进行了现场测量和顶部实地钻探。
测量及目视显示:1)填埋高度最高处高出地面近28m,边坡坡度约为1:0.5;2)大量渗沥液从堆体侧壁及基部渗出。
实地钻探:1)生活垃圾基本为分层填埋,每层垃圾的厚度为0.8~1.0m,成分复杂,均匀性极差,呈松散状;层间封层填充物为粉土、碎石及建筑垃圾等,较密实,厚度为0.2~0.3m。
2)该垃圾场以目前填埋的垃圾堆顶面为基准,0~6m深度内垃圾比较干燥,6m以下见水且含水率逐渐增大,8.5m以下呈饱和状态。存在的主要问题:1)垃圾堆体中渗沥液饱和并外溢;2)渗沥液收排系统已经被渗沥液浸没,基本失效;3)边坡过陡,而且因填埋面积有限,无法向四周摊铺;4)增加高度会导致基部渗沥液大量渗出,因而堆体不能过分拔高。
针对上述问题,毛茔子垃圾填埋场在封场设计中采取了2项与常规封场不同的设计方案:1)建设垃圾挡墙控制坡度,增大填埋容量:2)设计“渗沥液被动拦截与主动抽排相结合,原位回灌处理”系统。
2边坡处理方案选取
方案1:将垃圾向下推,扩大占地面积,见图1。

图1毛茔子填埋场边缘向外削坡示意
经测算,如采取向外摊铺削坡的方案,填埋区外沿最宽处将向外扩展约50m,总占地面积约增加10万m2。
因填埋区东侧是市政污水河,北侧是新扩建的卫生填埋区,西侧紧临二期填埋区是新区的垃圾车入场通道,南侧紧贴填埋区是一条高速公路匝道,因此该方案难以实施。
方案2:将斜面垃圾向上堆,增高填埋区高度,见图2。
图2毛茔子填埋场边坡垃圾向顶面堆高示意
经测算,如采取将斜面垃圾向顶部堆高削坡方法,二期填埋区最高点高度将增加近15m。加上封场层的厚度,封场后二期填埋区最高点高度将超过40m。
如将边坡垃圾堆到填埋区顶部,势必增加对底部渗沥液收集排放系统的压力。同时,填埋区紧临沈大高速公路,为不影响高速公路的景观,大连市政府有关部门也要求填埋区封场后高度不得对高速公路景观造成显著影响。因此该方案也不是理想方案。
方案3:填埋区周边修建垃圾挡墙。该方案既可以增大有效填埋容积,又可以防止渗沥液溢出,防止垃圾山滑塌。边坡、垃圾挡墙、排水边沟及暗渠结构见图3。
图3毛茔子填埋场边坡、垃圾坝、排水边沟及暗渠结构
挡墙采用浆砌毛石砌筑,地面以上高度≤2.5m。挡墙内侧与垃圾接触面设有防渗层,采用厚30cm、渗透系数K<1×l0-7cm/s的黏土[2],中间夹一层复合土工防渗膜(一布一膜)以防止渗沥液外渗。
为保证挡墙牢固程度,垃圾挡墙基础采用混凝土浇铸底板,底面宽4.6m,增加挡墙后边坡角度见图4。

图4毛茔子填埋场修建挡墙后边坡角度示意
据测算,修建挡墙后,在不增大占地面积的前提下,可增加填埋容积39万m3,而且可以保证挡墙之上垃圾封场坡度达到规范要求。
3渗沥液控制方案设计
毛茔子垃圾填埋场建设时设置了黏土防渗层和底部渗沥液收集系统,但是在营运过程中未能保证规范填埋,致使原设计各系统功能没有得到有效利用。因此在设计封场方案时,首先考虑对现有的渗沥液收排系统、底层防渗系统进行恢复利用,在此基础上采取更加有效的污染控制措施。
针对上述情况,采用3种措施保证施工方案的有效性:
1)主动导排系统。利用场底原有的渗沥液收集系统,对原有收集管道进行疏通、接长,在垃圾场外围新建抽排井及串联井,将渗沥液收集后通过管道排入渗沥液调节池。
2)被动拦截系统。为防止原有收集管路不畅,在挡墙内侧垃圾堆体周边设计了1条暗渠作第2道防线,利用垃圾挡墙拦截,将未进入收排系统的渗沥液再进行拦截收集。暗渠内侧墙采用干砌石,外侧与垃圾坝合体,既降低了造价,又节省了空间。
这一做法是针对本工程垃圾堆体内渗沥液水位高、原有收集设施深埋场底且部分运行不畅,疏通有困难的特点,而增加的一道渗沥液拦截、收集系统。
3)原位回灌系统。封场设计采用原位回灌技术,将二期填埋区产生的渗沥液直接回灌。回灌管采取多孔钢管,埋置于垃圾层内,在封场覆盖层以下,管四周由碎石埋护。
原位回灌工艺在我国部分填埋场封场中也有应用,其优点是:该工艺以垃圾体为处理载体,同时利用土壤蒸发和植物蒸腾作用,不仅其渗沥液水质能达到可排入环境的要求,而且渗沥液可实现零排放。另外,该工艺不需额外占用土地,投资运行成本低,同时将产生其他积极效果,如加速填埋场稳定化进程,提高填埋气体产生速率和产生量,提高填埋场沉降速率,缩短封场监管期,降低封场后填埋场的运行维护费用。
根据设计方案,该回灌系统运行时每天只需开动2h左右,可将当天收集的渗沥液(约200t/d)分别回灌到4个不同的填埋区域中,以保证渗沥液的均匀回灌,有利于整个填埋区的均匀沉降。由于封场后渗沥液产生量将逐年减少,通过回灌可以实现自身消化,直至稳定。可以有效降低渗沥液处理成本,而且该设计不影响填埋区封场后表层的绿化及填埋气体收集循环利用系统的施工和运行。
4结论
毛茔子垃圾填埋场二期填埋区封场覆盖工程采用上述施工方案,工程已于2007年6月正式竣工。实践证明,采用砌筑混凝土垃圾挡墙(垃圾坝)的方案可以有效地解决填埋边坡过陡的问题,既不扩大占地面积,也不必过分拔高填埋高度,还能有效避免雨水冲刷边坡造成的覆盖土流失,避免污染范围的扩大。而采用主动导排、被动拦截、原位回灌处理工艺,可以更为有效地控制渗沥液的扩散污染,把处理成本降到最低,并实现零排放。
参考文献略