简易生活垃圾填埋场的修复方案设计

发表时间:2020/4/30   来源:《城镇建设》2020年2月第5期   作者:高琼
[导读] 我国早期的生活垃圾填埋场多为简易填埋场
         摘要:我国早期的生活垃圾填埋场多为简易填埋场,有些填埋场选址不合适、设计不合理、运营维护不规范,造成很大环境污染,本文基于一个简易填埋场的案例,讨论简易填埋场的修复方案设计。
          关键词:简易填埋场;生态修复;
一、前言
         我国的生活垃圾填埋场基本上开始于上世纪90年代,起初是在城市近郊划定专门的土地进行垃圾的堆放、任其自然分解,当时填埋场选址欠缺论证,城市发展规模也不大[1]。但是,随着城市化进程的发展,城市主体逐渐向外扩展,就使得城市发展用地和填埋场占地出现矛盾,同时由于填埋场初始设计不合理、后期管理不到位,造成了严重的环境污染。
         在环境保护要求越来越严格的今天,以上老旧简易填埋场的修复也成为了环境治理的一个重点领域。现以深圳市宝安区罗田生活垃圾填埋场为例,探讨简易填埋场的修复的设计方案。
二、填埋场的现状及存在的问题
         罗田垃圾填埋场红线用地292.56亩,其中垃圾填埋区域约4万平米,1992年投入使用,2002年底关停,累计填埋垃圾约20万立方,并进行简易封场,封场工程主要包括堆体边坡修整、雨污分流、填埋气体导排和表面覆盖绿化等。
         此填埋场属于简易垃圾填埋场,底部无防渗设施,虽后期经无害化改造升级,实施堆体整形、防渗膜覆盖工程、设置渗滤液收集池、沼气导排等,但相对而言仍旧是处于低水平,未达国家规范封场标准要求,存在一定环境污染隐患。后期该填埋场区域又因铁路线路建设、铁路路基穿场而过,对原始简易封场覆盖系统造成了破坏,地表水导排系统遭到破坏,雨水渗漏进入垃圾堆体,威胁到地下水及周围水系的生态环境安全。
         该场存在下列问题:
         1、渗滤液导排设施简陋、失效
         填埋场未设置渗滤液导排系统。填埋场封场后,在调节池附近设置有简易渗滤液导排管、连接垃圾堆体和调节池。现场工作人员反馈,从未见此渗滤液导排管有渗滤液产生。由此可判断,数年来随着垃圾堆体沉降及长时间使用,渗滤液导排设施存在堵塞或损坏的可能性。
         2、环库截洪沟失效,造成雨水淹没堆体
         经现场勘查和走访,了解到原有环库截洪沟局部存在瘀堵或损毁的现象,进而不能有效拦截库区外的汇流雨水,在雨季的时候,经常出现雨水淹没垃圾堆体的现象发生。
         雨水淹没堆体,造成场区内部表面径流汇入渗滤液收集池,增加了渗滤液的产生量,且存在渗滤液搜集池满溢外泄、污染下游地表水的风险。
         3、原有封场覆盖系统破损,雨水渗漏进入垃圾堆体
         填埋场封场后,在垃圾堆体区域建设的一条铁路干线,铁路路基穿透填埋场表面封场系统、穿过填埋堆体进入地下不渗水岩质基质层。
         路基对封场覆盖系统造成了破坏,雨水导排沟被铁路路基截断损坏,雨水流入高铁栅栏内形成明沟,渗入高铁路基及垃圾堆体内部,进而形成渗滤液污染地下水系统。
         4、场内地表水导排沟设计不合理
         原封场系统未设置场区地表水导排系统。后经过改造,新设置了尺寸宽0.4米,深0.1米的场区内部雨水导排沟,4万平米的区域仅设置2条,导排沟尺寸与数量设置不合理,无法有效截留和导排场区地表径流。且部分导排沟因铁路路基建设而毁坏、未及时修复,使场区地表水流入垃圾堆体。
         5、渗滤液调节池荒废
         由于场区一直以来未得到有效的维护,渗滤液调节池积存大量污泥,长满杂草,已彻底失去了调节池的功能。调节池边沿的雨水截留边坡也一并被冲毁,导致周边雨水直接汇流到调节池。
         根据现场工作人员反馈,调节池在雨季可收集到渗滤液。根据后来的渗滤液取样检测结果,渗滤液部分指标出现超标,不能直接当做地表水排放。
         6、铁路线路对填埋场修复的制约
         场区中有一条高铁线路穿越堆体而过。根据《铁路运输安全保护条例》规定,铁路线两侧15米范围内属于铁路线路安全保护区,在此范围内的任何的施工活动必须由建设工程项目单位与铁路运输企业协商,不得危及铁路运输安全。工程项目设计、施工作业方案应当通报铁路运输企业。铁路运输企业应当派员对施工现场实行安全监督。
         因此,受《铁路运输安全保护条例》的制约,本项目的施工手续繁杂、难度增大,必须考虑铁路干线对此项目的影响。
         7、封场监测系统不健全
         填埋场周边地表水体,包括湖、河、塘、水库。常年有水的水坑等,未设置监测设备、未建立有效观测体系,不能对地表水污染情况做出及时的判断和反应。
         地下水监测系统建设不全面,未能形成地下水水质的持续有效跟踪监测,地下水污染情况不明。应按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)要求,设置本地和污染扩散井对地下水系统进行有效监测。
三、填埋场的基础数据指标
         业主2017年组织检测单位对填埋场进行了监测分析,结果显示,堆体内三个监测点渗滤液水位分别在-6.33~-6.48m、-3.42~-3.51m、-2.62~-2.75m之间,堆体内部渗滤液水位处于较高位置,需尽早对渗滤液进行导排、以解除渗滤液水位过高而对堆体安全稳定造成影响。
         地下水检测按《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行分析与评价,部分样品地下水指标中PH、氯化物、氰化物、溶解性总固体等指标为 Ⅱ、Ⅲ类指标,其中更有色度、氨氮、挥发性酚类等指标超Ⅴ类,其余均为Ⅰ类指标。可见,地下水的水质也受到了一定影响。
         填埋场气压监连续测结果表明,由于堆体封场多年,堆体内部气体已经不多,但高温月份还是会产生部分气体。填埋气大部分样品甲烷含量在 1%以下,但还是有部分样品含量过高。参照《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)进行分析和评价,测得测得硫化氢和氨的浓度,个别样品为二、三及指标,其余均为一级指标。

可见,堆体内部分区域仍然持续产生或存储甲烷气体,仍然需要进行持续导排和管理。堆体部分区域填埋气溢散入空气中,还是会对周边大气环境产生影响。
四、填埋场的修复方案设计
         根据实地调研情况分析和场地修复要求,此填埋场的修复方案建议采用在铁路线路区域进行垃圾堆体整形并重新敷设防渗膜、新建垃圾渗滤液导排盲沟和截留坝、修复渗滤液调节池、重修环库截洪沟和雨水导排沟、加强场区周边环境监测等多手段协同治理的模式。具体可采用以下措施。
         1、铁路保护区域内重新敷设防渗膜
         铁路施工时,沿路基及铁路沿线,对防渗覆盖层造成了损坏,此项目进行场区修复时,必须对已破损的防渗层进行替换更新、重新敷设。为保证修复效果,建议在铁路线路两侧15米保护红线范围内进行全部防渗膜的替换更新。
         垃圾堆体以铁路线路中心线位置为高点,以5%的坡度向两侧延伸至铁路保护红线外围处进行垃圾堆体的整形,垃圾堆体整形完成后,进行防渗系统敷设,敷设从下到上包括排气层、防渗层、排水层和植被养护层。
         2、新建垃圾渗滤液导排系统
         根据业主2017年组织进行的垃圾堆体渗滤液水位监测数据显示,堆体内部渗滤液水位处于较高位置。为避免渗滤液水位过高而对垃圾堆体稳定性产生影响,以及为避免渗滤液持续向地下水渗漏污染,此填埋场需要适当增加渗滤液导排设施。
         建议在填埋场的下游、渗滤液收集池的上方建垃圾坝将填埋场渗滤液截留,坝前设渗滤液收集井,由坝底渠道汇集后通过管道引致渗滤液调节池[2]。
         同时在垃圾堆体内部埋设渗滤液导排盲沟,盲沟内铺设HDPE穿孔管、回填鹅卵石,将渗滤液收集到下游,导入到垃圾坝处的渗滤液收集井,并将渗滤液抽排到调节池统一处理。渗滤液导排盲沟可设置在铁路两侧15米保护红线外侧,在垃圾堆体整形的同时进行施工铺设。
         3、环库截洪沟修复
         原截洪沟沟段出现不同程度的损毁以及瘀堵等情况。建议先对截洪沟全段进行疏浚清污,清除污泥、杂草等,损毁沟段重新修葺,并修整边坡,保证截洪沟能正常运作。根据现场地势及周边环境,环库截洪沟内收集的雨水可导排至下游水塘。
         4、场内雨水导排沟修复
         排水沟是设置在封场表面,用来导排封场后表面雨水的设施,封场后雨水应通过堆体表面排水沟排入截洪沟等排水设施。排水沟一般根据封场堆体来设置,排水沟断面和坡度要求依据汇水面积和暴雨强度确定。排水沟宜与马道平台一起修筑。不同标高的雨水收集沟连通到填埋场四周的截洪沟[3]。
         按照此原则,本场区内部排水沟可定为沿垃圾堆体坡度下降方向每隔20米设置一条导排沟、形成梯级间隔,排水沟两端与环库截洪沟相连。导排沟的尺寸可根据其在场内汇水面积大小、按小流域经验公式计算得出。
         5、渗滤液调节池修复
         原有渗滤液调节池建于填埋场区下游地势低洼处,仅在调节池内壁做简单防渗覆膜处理,未在周围设置雨水拦截坝、地表降水会直接汇流至调节池,且由于场区一直以来未得到有效的维护,渗滤液调节池积存大量污泥,长满杂草,已彻底失去了调节池的功能。
         建议调节池需先对底部污泥进行清淤、并沿调节池边沿筑起0.5*0.5米(W*H)围坝,围坝主体部分可由就地取材或外运而来的土方进行夯筑,然后池底重新敷设HDPE土工防渗膜。
         翻修完成后,调节池上部再采用1.0mmHDPE膜进行覆盖,阻止雨水进入。同时,在调节池周边竖起隔离栅栏、并在明显位置设置警示牌,防止人畜误入、保障生产安全。
         调节池清理出的污泥送至污泥处理厂进行脱水固化、然后送至垃圾填埋场进行填埋处理。
         渗滤液调节池应设置水位监测系统,对液调节池水位进行实时监控。渗滤液收集达到一定量之后,进行外运处置,可运到符合条件的垃圾填埋场、焚烧厂或者市政污水处理厂进行集中处理。
         6、植被恢复
         根据《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》,填埋场封场工程项目设计应考虑全场的绿化和植被恢复设计,封场绿化应与周围的景观协调,并根据土层厚度、土壤性质、气候条件等进行植物搭配。封场绿化和植被恢复应选择抗逆性强、适宜在垃圾填埋场环境生存的植物,并应采取必要措施保证绿化和植被的成活率。
         7、环境监测
         场区修复完成后,管理部门应建立跟踪监测制度,委托专业结构对已封场的建议填埋场开展定期跟踪监测工作,并出具跟踪监测评估报告,全面掌握简易填埋场封场现状及其污染影响情况,确保填埋场处于正常状态,指定有关人员定期对覆盖层、植被、边坡等进行巡检,以及时发现各类隐患,采取必要处理措施。
         封场后渗滤液的环境监测,应根据《生活垃圾填埋场环境监测技术要求》(GB/T18772-2017)定期进行监测和评价,对场区周边地表水体(包括湖、河、塘、水库及常年有水的水坑等)进行常规化的观测和监测,防止污染地表水。同时参照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)要求进行地下水污染的跟踪监测,设置本底井1眼、污染监视井2眼,进行地下水污染情况监测和场区治理效果监测。
         日常管理和维护是污染防治和安全控制的保证,只有完善的维护和管理才能有效杜绝污染事故的发生。希望填埋场修复完成后,管理单位和运营单位能切实做好环境监测工作,保障填埋场的良好运营。
五、总结
         我国早期的垃圾填埋场由于选址不合理、设计不标准、运营维护不规范等综合原因,造成填埋场用地与城市发展用地相冲突、填埋场的环境污染与现今生态和谐绿色发展的环境保护理念不相容,老旧简易填埋场修复需求会持续不断增加,希望本方案的设计能为同类项目带来一些参考经验。
        




参考文献
[1] 我国垃圾填埋场现状、问题及发展对策[J].袁文祥;陈善平;邰俊;程炬;宋立杰.环境卫生工程.2016(10)
[2]浅谈生活垃圾简易填埋场渗滤液的收集[J]. 杜铭毅.低碳世界.2018(05)
[3] GB50869-2013.《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》[S].中华人民共和国住房和城乡建设部,2014
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