生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)工程設(shè)計(jì)論文

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1工程概況

管理區(qū)位于整個(gè)場(chǎng)區(qū)的最高處，且緊靠場(chǎng)外道路，占地約3000m2，包括綜合樓、機(jī)修車間、變配電間、地磅、洗車臺(tái)和停車場(chǎng)。此外，場(chǎng)區(qū)總出入口分設(shè)生產(chǎn)車輛出入口和管理出入口，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)不同物流的安全管理

2填埋場(chǎng)工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

2.1庫(kù)區(qū)基層構(gòu)建

庫(kù)區(qū)現(xiàn)狀為南北走向的溝谷，溝底長(zhǎng)約300m。場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，巖土層力學(xué)性質(zhì)較好，地基承載力可滿足要求，無(wú)需進(jìn)行地基處理。庫(kù)區(qū)最高標(biāo)高為169m，最低標(biāo)高為131m，庫(kù)底設(shè)置導(dǎo)排主盲溝，平均坡度為10％；庫(kù)底最低點(diǎn)位于垃圾擋壩前沿，以便收集的地下水匯集至該處后，通過(guò)重力流方式穿過(guò)垃圾擋壩導(dǎo)排至庫(kù)外。除主盲溝形成較大的排水坡度外，沿溝谷兩側(cè)依勢(shì)構(gòu)建不小于2％的排水坡度，確保地下水和滲瀝液導(dǎo)排通暢。鋪設(shè)水平防滲層前對(duì)填埋庫(kù)區(qū)場(chǎng)地進(jìn)行清基平整，去除垂直深度10cm內(nèi)的樹(shù)根、瓦礫、石子、混凝土顆粒、鋼筋頭、玻璃渣等有可能損傷人工防滲層材料的雜物。庫(kù)區(qū)邊坡以適度開(kāi)挖表層土為主，坡度控制在不大于1∶1.5，豎向每隔10～15m設(shè)置4m寬的錨固平臺(tái)。

2.2垃圾擋壩

為充分利用現(xiàn)狀地形構(gòu)建填埋庫(kù)區(qū)，增加填埋庫(kù)容，延長(zhǎng)服務(wù)年限，在山谷下游谷口處構(gòu)建垃圾擋壩。垃圾壩體采用加筋土石混合材料壩，軸線長(zhǎng)度為199.57m，壩體最大建設(shè)高度32m，壩頂總寬度9m，路面寬度4m，兩側(cè)分設(shè)3m和2m的路肩，兼做錨固溝和排水溝。修筑壩體的土石采用庫(kù)區(qū)構(gòu)建開(kāi)挖的土石料，滿足最大干密度為20kN/m2，壓實(shí)度應(yīng)不低于0.93。垃圾壩體內(nèi)、外坡坡度均為1∶1.5，靠庫(kù)區(qū)側(cè)自壩頂處以1∶3的填埋坡度堆高填埋。外坡面采用草皮護(hù)坡。

2.3防滲系統(tǒng)

防滲系統(tǒng)是生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)工程的核心部分，庫(kù)區(qū)地質(zhì)主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖，滲透系數(shù)大于天然防滲土質(zhì)的要求，不環(huán)境衛(wèi)生工程EnvironmentalSanitationEngineering環(huán)境衛(wèi)生工程Vol．22No．5October2014第22卷第5期2014年10月•38•具備天然防滲條件，必須采取人工防滲的方式。本工程采用人工復(fù)合水平防滲系統(tǒng)，庫(kù)底采用2.0mm光面HDPE土工膜+GCL土工聚合黏土襯墊的防滲結(jié)構(gòu)，膜上保護(hù)層采用600g/m2無(wú)紡?fù)凉げ?，膜下保護(hù)層為300mm壓實(shí)黏土；邊坡采用2.0mm雙毛面HDPE土工膜，不設(shè)置GCL，膜上鋪設(shè)6.3mm土工復(fù)合排水網(wǎng)，同時(shí)作為邊坡滲瀝液導(dǎo)排層和防滲膜上保護(hù)層，膜下保護(hù)層為600g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌?/p>

2.4地下水導(dǎo)排系統(tǒng)

地下水導(dǎo)排系統(tǒng)采用碎石導(dǎo)流層+盲溝的方式，通過(guò)碎石盲溝收集地下水并導(dǎo)排至庫(kù)區(qū)北側(cè)垃圾壩下的收集坑，經(jīng)排放管穿壩重力輸送至下游水體，進(jìn)入地表水系統(tǒng)排出場(chǎng)外。導(dǎo)流層：碎石導(dǎo)流層在300mm厚黏土保護(hù)層下部，滿鋪厚300mm、粒徑為20～40mm的碎石，上部鋪設(shè)400g/m2無(wú)紡?fù)凉げ迹虏夸佋O(shè)200g/m2輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?。盲溝：設(shè)置于導(dǎo)流層下部。由于本工程庫(kù)區(qū)底部呈狹長(zhǎng)型，且坡度較大，故不設(shè)置支盲溝，僅設(shè)置1條主盲溝。主盲溝尺寸為2000mm×600mm，內(nèi)置De250mm穿孔HDPE管。

2.5滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)

2.5.1滲瀝液產(chǎn)生量計(jì)算

填埋庫(kù)區(qū)滲瀝液是由生活垃圾分解后產(chǎn)生的液體與外來(lái)水分（包括降水、地表水、地下水）滲入所形成的內(nèi)流水。其產(chǎn)生通常決定于水分來(lái)源、填埋場(chǎng)表面狀況、垃圾特性、填埋庫(kù)區(qū)操作運(yùn)行方式5個(gè)主要因素［1-2］。參照CJJ150—2010生活垃圾滲瀝液處理技術(shù)規(guī)范，本工程滲瀝液產(chǎn)生量采用滲出系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)考慮了垃圾自持水的影響，計(jì)算公式如下：Q1=q×（C1×A1+C2×A2+C3×A3）/1000，Q2=M×b，Q=Q1+Q2。式中：Q為滲瀝液產(chǎn)生量（m3）；Q1為降雨產(chǎn)生的滲瀝液（m3/d）；Q2為垃圾持水及降解產(chǎn)生的滲瀝液（m3/d）；q為多年平均月降雨量（mm）；A1為正在填埋作業(yè)區(qū)面積（m2）；C1為正在填埋作業(yè)區(qū)降水轉(zhuǎn)化為滲瀝液系數(shù)，宜取0.5~0.8，設(shè)計(jì)取0.7；A2為中間覆蓋區(qū)面積（m2）；C2為中間覆蓋區(qū)降水轉(zhuǎn)化為滲瀝液系數(shù)，宜取0.4~0.6，設(shè)計(jì)取0.4；A3為終場(chǎng)覆蓋區(qū)面積（m2）；C3為終場(chǎng)覆蓋區(qū)降水轉(zhuǎn)化為滲瀝液系數(shù)，宜取0.1~0.2，設(shè)計(jì)取0.1；M為原生生活垃圾日填埋垃圾量（t/d）；b為垃圾持水量產(chǎn)生滲瀝液占垃圾填埋量比例，設(shè)計(jì)取0.15。根據(jù)上述公式計(jì)算得本工程垃圾滲瀝液產(chǎn)生量為89.6m3/d。

2.5.2滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)

滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)由導(dǎo)流層、盲溝、集水坑和提升泵房組成。導(dǎo)排層：庫(kù)底滲瀝液導(dǎo)排層采用500mm厚碎石（粒徑20~30mm，CaCO3含量≤10％，滲透系數(shù)≥1×10-3cm/s），上部鋪設(shè)200g/m2輕質(zhì)有紡?fù)凉げ甲鳛榉礊V層。邊坡導(dǎo)排層采用6.3mm土工復(fù)合排水網(wǎng)。盲溝和集水坑：庫(kù)區(qū)底部設(shè)置1條尺寸為2000mm×300mm的滲瀝液導(dǎo)排盲溝，內(nèi)部鋪設(shè)1根De315mmHDPE穿孔管，管外填充碎石。集水坑位于盲溝與垃圾壩底的交匯處，平面尺寸12m×10m，深300mm。提升泵房：集水坑收集的滲瀝液最終通過(guò)滲瀝液提升泵提升至庫(kù)區(qū)下游的滲瀝液調(diào)節(jié)池，提升泵房?jī)?nèi)采用1臺(tái)斜管泵，主要參數(shù)：Q=20m3/h，H=32m，功率3kW。滲瀝液自提升泵房至調(diào)節(jié)池的輸送管線采用De110mmHDPE輸送管。

2.5.3滲瀝液調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池容積按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，以最大3d降雨量進(jìn)行校核，計(jì)算調(diào)節(jié)容量為15860m3。考慮到實(shí)際進(jìn)場(chǎng)生活垃圾含水率的變化以及其他不利因素，調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)容積為17000m3。池底和邊坡參照填埋庫(kù)區(qū)設(shè)計(jì)防滲系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池位于垃圾擋壩下游，緊鄰垃圾擋壩和滲瀝液處理站構(gòu)建，占地面積約0.66hm2，有效水深平均為12.0m，池底縱坡約2％，四周邊坡坡比為1∶1.5。調(diào)節(jié)池上部采用2.0mmHDPE膜作為覆蓋材料，膜四周沿池頂處設(shè)置錨固溝，膜上設(shè)置導(dǎo)氣管將調(diào)節(jié)池厭氧產(chǎn)生的氣體收集后燃燒排放。為保證膜蓋的穩(wěn)定性，防止大風(fēng)天氣下對(duì)膜的損壞，以及浮動(dòng)膜上升后因多余材料產(chǎn)生褶皺而引起的膜損壞現(xiàn)象，設(shè)計(jì)采用在覆蓋膜上壓平衡管的作法，平衡管采用4m長(zhǎng)的De250mmHDPE膜套筒制作，筒內(nèi)灌滿細(xì)沙（或灌水）后封堵兩端，然后用鏈條（或其他柔性連接物）相互連接后安裝在預(yù)定位置。付強(qiáng)陽(yáng)山縣生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)工程設(shè)計(jì)

2.6滲瀝液處理系統(tǒng)

2.6.1水質(zhì)和水量

根據(jù)陽(yáng)山縣生活垃圾組分、氣候情況，并參考廣東省多個(gè)垃圾填埋場(chǎng)滲瀝液水質(zhì)范圍，結(jié)合本工程設(shè)計(jì)填埋工藝特點(diǎn)，確定了滲瀝液設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)需達(dá)到GB16889—2008生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)表2中的污染物排放限值。根據(jù)2.5.1節(jié)計(jì)算，本工程原生垃圾滲瀝液產(chǎn)生量為89.6m3/d，生活污水和沖洗廢水量約10m3/d，因此滲瀝液處理規(guī)模確定為100m3/d。

2.6.2處理工藝

本工程采用預(yù)處理+機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)（MVC）+反滲透系統(tǒng)（RO）的主體工藝。MVC工藝的處理過(guò)程完全是物理化學(xué)分離過(guò)程，滲瀝液經(jīng)預(yù)處理去除大部分SS及細(xì)小的纖維后進(jìn)入后續(xù)高效自動(dòng)控制低能耗MVC蒸發(fā)裝置，在蒸發(fā)裝置內(nèi)利用閃蒸原理，把滲瀝液原液的水蒸發(fā)，蒸汽經(jīng)冷凝后變成蒸餾水排出，出水為脫鹽蒸餾水，可作為生產(chǎn)、綠化用水。由于MVC利用的是熱泵蒸發(fā)的原理實(shí)現(xiàn)水與污染物的分離，在分離的過(guò)程中，部分低沸點(diǎn)的、小分子的物質(zhì)隨著水蒸氣進(jìn)入凝結(jié)水中，所以MVC出水氨氮較高，COD不能達(dá)標(biāo)，因此后續(xù)采用RO工藝進(jìn)行進(jìn)一步分離，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放。

2.7地表水導(dǎo)排系統(tǒng)

庫(kù)區(qū)地表水導(dǎo)排系統(tǒng)按50a一遇的降水設(shè)計(jì)，100a一遇校核。地表水截洪溝沿庫(kù)區(qū)周邊的道路及錨固溝布置，圍繞庫(kù)區(qū)呈環(huán)狀，并分設(shè)2個(gè)出水口向下游排放。截洪溝為砂漿砌塊石砌筑，斷面尺寸1.0m×1.0m，出水口處設(shè)計(jì)沉砂池和跌水井，減緩地表水流對(duì)下游護(hù)岸的沖刷。

2.8填埋氣導(dǎo)排系統(tǒng)

隨著填埋垃圾量的增大，庫(kù)區(qū)產(chǎn)生的填埋氣采用豎向?qū)饩M(jìn)行收集。豎向收集井采用導(dǎo)氣石籠結(jié)構(gòu)，縱橫間距按40~50m布置，導(dǎo)氣石籠直徑為800mm，石籠結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)分別是：Φ8鋼筋網(wǎng)、網(wǎng)孔60mm×100mm，粒徑32～100mm的碎石，中心為De150mm的多孔HDPE管、圓周方向均勻開(kāi)孔6Φ15mm、表面軸向開(kāi)孔間距100mm。導(dǎo)氣石籠和導(dǎo)氣管底部高出單元地基0.5m，隨著垃圾填埋高度的上升同步建造。豎向?qū)饩ㄟ^(guò)水平收集支管連接，最終由水平收集干管接入填埋氣主動(dòng)抽排和燃燒裝置，該裝置通過(guò)自動(dòng)感應(yīng)收集管內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度，到一定濃度時(shí)自動(dòng)點(diǎn)火，及時(shí)排除填埋氣體并燃燒，以脫除填埋氣體中的臭味，防止大氣污染并保證填埋作業(yè)安全。

3結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)“因地制宜，經(jīng)濟(jì)適用，環(huán)?？煽俊钡脑瓌t，本工程針對(duì)場(chǎng)址和區(qū)域特點(diǎn)，對(duì)填埋場(chǎng)各功能分區(qū)進(jìn)行了合理布置，對(duì)工程設(shè)計(jì)做了最大優(yōu)化。防滲系統(tǒng)采用2.0mmHDPE土工膜+GCL的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，可以保證良好的防滲效果。垃圾滲瀝液采用MVC+RO的處理工藝，出水水質(zhì)能夠達(dá)到GB16889—2008污染物排放限值。

作者：付強(qiáng) 單位：同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司