长沙县城市生活垃圾卫生填埋场工程实例
1 工程概述
长沙县固体废弃物处置场位于长沙县安沙镇汉山村唐家冲一带的山间谷地，紧临107国道，距城区32km，交通便利，占地面积15ha，填埋量为246万m3，按110t/d垃圾量的增长比例推算，设计使用年限为30～35a。
场区所在地属中亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润气候。平均气温17.2℃，境内雨水充足，降雨量集中在春季，3～5月最大，占全年降雨量的40%以上，11～2月最少，占全年降雨量的16%，年均降水量1358.3mm，年平均相对湿度81%，平均风速2.0m/s，最大风速20m/s，主导风向为西北偏北风，夏季多南风和西北风。
场区位于构造侵蚀丘陵地貌之东西向沟谷中，北、西、南三向沟顶为地表分水岭，沟谷宽度80～140m，两侧山坡北陡南缓，山坡坡度10～20°，南面山坡植被发育，北面山坡杂草丛生，仅稀疏分布少量树木。西向马鞍形分水岭垭口高程127m，为白沙河的源头。场区总体地势为北高南低，西高东低。
该工程地质条件类型为土体和岩体。土体主要为黏土体，多为耕作层，厚度为1～3m属弱透水层，下伏砂性土1～3m。岩体主要为燕山期二云母二长花岗岩，上部为强风化层，厚度1.3～8.0m，中风化层厚度为0.3～12.4m；其下部为微风化花岗岩[1]。
场区水文地质条件简单，地下水类型有松散岩类孔隙水和花岗岩裂隙水两大类。松散岩类孔隙水主要分布在沟谷底部和两侧山坡，含水层厚度为1～3m，含贫乏的孔隙潜水，地下水位埋深0～2m，地下水接受大气降水及花岗岩裂隙水补给，沿冲沟向下游排泄。
花岗岩裂隙水，含水层岩性为构造裂隙发育，含贫乏的裂隙水。
2 工程主要设计内容
垃圾填埋设计采用改良型厌氧卫生填埋工艺，主要有拦污大坝工程、帷幕防渗灌浆工程、导渗排气工程、污水处理工程、截洪沟工程和封场工程等。
2.1拦污大坝
为了有效增加填埋场库容量，充分增大项目投资效益，根据场地自然地形，填埋场整体呈单边开口式谷地地形，拦污坝建造线路选择在东边谷口位置，坝轴线北侧点在 95m高程附近南北坐标38414700线上，南侧点选择在尽量与95.0m等高线有较大交角，并与南北坐标38414650线相交附近。
拦污坝整体为浆砌石双斜面坝体，如图1所示。考虑到基础长期受渗滤液浸泡，故设置在强风化岩中下部，坝体建设总长度为185.7m，坝体最大建设高度 20.5m，坝顶宽2.0m，上游坝坡坡度为1︰0.15，起坡点从高程91.00m起，其上为垂直段。下游坝坡坡度1︰0.6，用料石砌筑成阶梯形，起坡点从93.0m高程起，其上为垂直段。坝体上游设置与坝体齐平的钢筋混凝土防渗面板，厚度为0.7m，保护层厚度为0.05m，坝体设置6条横缝，同时防渗面板中间部位再增设1条横缝，采用1道橡胶止水片，止水片嵌入坝基基岩0.5m。
 |
图1 拦污坝侧面图(m)
2.2帷幕防渗灌浆
垃圾填埋场的防渗方案，大体可分为水平防渗和垂直防渗两大类。水平防渗是在填埋场的场地内建造黏土防渗衬垫或合成橡胶人工衬垫工程，一般而言，工程大投资多，焊接技术要求高，在水平衬垫上填埋垃圾后，若有破漏难以发现。通过分析工程地质地貌条件，该工程采用垂直灌浆帷幕，在3个部位采取了防渗措施。主要部位在地下水汇集出口处，即拦污坝的坝基(如图2所示)，利用灌浆压力将地下水出口处的岩石裂隙充填封闭，使坝上游污染的地下水阻集于帷幕前，通过导渗管网将污水排入污水池，使渗滤液不致通过地下向下游渗漏。拦污坝帷幕灌浆水平长度186m，采用两排帷幕，排距2m，孔距1m，同时两排中间加一排固结孔，孔深进入基岩7～8m，上游排深入微风化基岩3～5m，下游排深入微风化基岩1～3m，上、下游排灌浆钻孔交错布置，设计钻孔283个，最大孔深为21m，钻孔工程量6720m。南面山体分水岭灌浆阻水幕孔原设计采用单排孔，孔距2m，经试验段自检效果不很理想。设计方最后提出进行加排加密试验比较，注浆效果明显，且加排效果比加密效果好，因此，一致通过采用两排钻孔灌浆(如图3所示)，孔距2m，排距0.8m，共布孔383个，检查孔为注浆长度的10%，钻灌总孔深超过9000m。西面马鞍形垭口分水岭设计两排灌浆孔，排距0.8m，孔距2m，加上最后检测孔，共计注浆总长度858m。
 |
图2拦污坝帷幕灌浆剖面图(m)
 |
图3双排幕检查孔布置(m)
2.3排渗导气工程
为了及时排出垃圾体内的渗滤液，专门设置了盲沟和竖向石笼相结合的工程措施，有组织地排出垃圾体内渗滤液。库区内由西向东设置1条纵向盲沟，盲沟宽度为2.50m，深度为1.0m，底部铺土工布，盲沟内填粒径为40～80mm的鹅卵石，上面再铺土工布，并覆盖0.10m厚粗沙。沟底坡度为4%，坡向渗滤液处理厂。盲沟内设置1条直径为600mm的渗滤液收集管，管材为多孔钢筋混凝土管，开孔间距纵向@70，横向@50每延米开孔率为280cm2且不得超管周长2/5。孔口大小为10mm且错排布置。沿纵向盲沟每间隔50m设置横向排污盲沟，横向坡度3%，形成一个鱼骨刺形排列的高透水性碎石排污沟，沟内设置1根DN200软式透水管。垂直石笼底部与场底纵横盲沟相接，石笼随着垃圾填埋高度上升建造，当垃圾填埋到1个大台阶 (垂直高度25m)，在其面上再设1组盲沟与随垃圾填埋而升高的石笼相接，形成1个纵横相连，上下相接的排渗导气网。填埋场内气体采用就地燃烧方式处理，不进行有组织收集和处理。
2.4渗滤液处理工程
该污水处理工程采用吹脱—兼氧—厌氧—好氧—砂滤相结合工艺，工程设计处理能力为100t/d。处理出水通过专用管道排入本地的北山河。出水要求达到《生活垃圾渗滤液排放限值》(GB1689-1997)二级标准。其具体工艺流程如图4所示。
 |
图4渗滤液处理工艺流程图
2.4.1吹脱池
该池的大小为8m×3m×4m，设计水力停留时间为0.5h，设自动加药机1套，通过加入氢氧化钙溶液调节渗滤液pH值至8.0左右，向渗滤液中鼓风，使一部分氨氮挥发到大气中，从而减少生物处理过程中除氮的负荷。
2.4.2调节池
该池设计大小为50m×30m×5m，停留时间为60d。主要作用：1)调节水量，保证处理工艺进水相对稳定；2)调节水质，对原水进行适当的调节，以免对处理设施负荷冲击过大；3)降解污染物质，提高废水可生化性，为后续处理降低难度。
2.4.3UBF反应器
采用UBF(UASB+AF)复合厌氧反应器，反应器设置2个，单池大小为!3.8×8m，间歇进水，设计平均停留时间为43h。池体为A3板焊接而成，常温下发酵，采用穿孔管进水，反应器上部安装1.5m高的半软性填料，顶部设锯齿状出水堰和三相分离器。
2.4.4SBR反应池
反应器由4个独立的钢筋混凝土池体构成，单池有效容积为6m×5m×3.5m，采用微孔鼓风曝气，旋转式自动滗水器排水。设计12h为1个周期，其中，进水3h(进水时开启曝气)，曝气反应7h，沉淀1.5h，滗水0.5h。
2.4.5过滤池
该池为10m×3m×3m的钢筋混凝土池体，用炉渣作为滤料，过滤层高度为2m。
2.5截洪沟工程
为减少填埋库区内大气降水渗入垃圾体内，在库区修筑2道全封闭雨水截洪沟，其标高分别为96m和125m。截洪沟采用浆砌石块，水泥砂浆抹面，每隔20m设伸缩缝1道，缝宽20mm，沟底伸缩缝采用沥青麻丝填缝，沟壁伸缩缝采用木板沥青填缝。整沟有5‰的跑水坡度，其中，北面截洪沟雨水排入填埋库区下的水塘，入塘前设置沉砂池。南向截洪沟排水排至外排水系统，明沟与外排水检查井连接前设沉砂池，沉砂池与检查井用D600钢筋混凝土管连接。截洪沟过水能力按 “十年一遇”最大降水进行设计，“三十年一遇”最大降水进行校核。当垃圾覆盖截洪沟时加设钢筋混凝土盖板，并与渗滤液排出系统相连接起排除渗滤液的作用。在96m和125m截洪沟间设3个垂直于山坡的陡槽，供排除作业面上的汇水之用。陡槽随垃圾填埋的升高加设盖板并覆设反滤层。
2.6封场工程
场地封场是有效保护填埋工作环境，保障垃圾填埋后填埋场的安全腐熟，使垃圾填埋场有效恢复的必然手段[2]。填埋场最终覆盖系统主要组成有：植物层、保护层、排水层、防渗层、气体收集层、基础层等6层。采用的终场覆盖材料为压实黏土、土工膜、土工合成黏土层三者[3]。这3种材料联合使用以达到最好的经济效益和环境效益。
封场后还必须对其进行维护，包括场地维护和污染治理的继续运行和监测。具体为：渗滤液处理系统运行和监测、渗滤液调节池臭气处理系统运行和监测、填埋气体导排系统运行和监测、地表地下水监测、地面沉降监测、场地维护等等。
3结语
在设计中针对当地的气候条件和地质地貌特征，因地制宜，优化设计，旨在提高工程经济性及实用性。该工程是解决和保护城市环境质量的公益性项目，对改善县城环境质量，保障市民健康，促进县城的文明建设和工农业发展具有重要意义。
参考文献：
[1]刘建明，易慧，李移民，等.城市固体废弃物处置场防渗灌浆设计的优化[J].西部探矿工程，2006(7)：47-48.
[2]许静，李书亮.库尔勒市城市生活垃圾卫生填埋场工程设计[J].环境卫生工程，2006，14(3)：6-8.
[3]李思，卢文玲.最新危险废物鉴别与处理及处罚整治措施技术规范贯彻实施手册[M].北京：中国环境科学出版社，2007：241-242.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
