垃圾卫生填埋是我国南北方城市都广泛采用的垃圾处置方式。北方雨季降水集中,渗沥液和雨水不能分流,导致渗沥液产生量过大、浓度变化大;填埋区道路松软车辆难以行驶;滞留填埋区表面的渗沥液产生恶臭、滋生蚊蝇,引发环境卫生问题。如果不加强填埋场的工艺管理和技术创新,这些问题不但会影响填埋场正常运行,不能实现真正卫生填埋,而且还会加大填埋场运行成本。
1“路堤结合”填埋工艺
1.1分区填埋
分区填埋即将填埋场分成若干区域,再根据计划按区域进行填埋。每个分区可以分成若干单元,每个单元通常作为某一作业期(通常1d)的填埋量。填埋单元完成后,覆盖2030ca的黏土并压实。封闭的分区有利于清污分流,减少渗沥液的产生。
1.2“路堤结合”
“ 路堤结合”工艺可用16个字概括:“垃圾作基、筑堤为路、以路分区、兼作平台”。分区堤坝与临时道路相结合,利用含水量小的非雨季垃圾修建堤坝(以下称路堤),作为填埋区道路和雨季工作平台;雨季垃圾含水量大,填埋区卸车困难,可以在渣土路面或钢板路箱上向填埋分区单元内卸车,压实机或推土机可在分区单元内作业。路堤起到隔离作业单元区与非作业单元区的作用,实现清污分流,减少渗沥液产生量;下一次重新分区时,路堤在原来基础上继续加高,可以减少垃圾沉降引起的道路塌陷,保证雨季车辆通行。
2填埋工艺实例
2.1作业平台(路堤)的修建
以北京阿苏卫垃圾卫生填埋场为例,首先,根据每年的垃圾量在填埋区域规划若干平行的路堤,如图1中a—b、c—d、e—f所示,长箭头为车辆行驶路线,短箭头为垃圾倾卸和推填方向。路堤可根据每年的垃圾量和场区现状修建1条或多条,第1条路堤可以与填埋区边堤合围。形成的库区作为一个填埋分区,以后每年再修建的路堤与上年修建的路堤合围成新的填埋分区;当这层平台所有分区都填埋完毕,可以在原来分区的基础上重新分区,但路堤修建的位置永远不变,直至封场。图1中a—b、c—d等路堤的长、宽、高和路堤的相互间隔根据雨季和非雨季的垃圾量确定,路堤的宽度应能保证作业车辆转弯或调头。非雨季的垃圾由于湿度小,经压实后沉降较少,用来修路堤,路堤形成的分区用来填埋湿度较大的雨季垃圾。
图1填埋区路堤规划示意
非雨季垃圾推平压实主要靠宝马压实机,表层50cm以上密度平均达到0.9~1.1t/m3。雨季垃圾推平压实主要靠220型推土机,压实密度平均达到 0.7~0.9t/m3。北京型阿苏卫垃圾卫生填埋场年平均填埋垃圾60万t,雨季垃圾约为25万t,需要库容31.3万m3;非雨季垃圾35万t,需要库容35万m3。
如图2所示,整个路堤分两层填埋,两端到中心的坡度设定为1%,路面宽度20m,底部宽度40m,高度4m。考虑到车辆行走引起沉降,填埋时高出设计值1m。在雨季,推土机摊平垃圾比较经济的距离是50m,所修路堤距填埋场边堤100m,雨季垃圾25万t需要修建宽100m、深4m、824m的分区。非雨季垃圾35万t可以修建路堤2300m,完全满足需要。路堤内侧坡度1:1,外侧坡度1:3,以黏土等覆盖材料压实。内侧暂时暴露面以hdpe膜或其他简易材料临时覆盖。路堤路面覆盖50cm建筑渣土,根据作业平台大小,需要渣土23000m3。这些渣土在下一次路堤加高时需要取走以重复使用。根据填埋场经济条件,渣土上可以再铺设钢板路箱便于大吨位车辆通过。钢板路箱由上海老港垃圾填埋场首先使用,后经过北京阿苏卫垃圾填埋场改良,成为最近几年国内诸多填埋场解决雨季作业区行车的主要手段。
图2路堤剖面示意
填埋分区内可以再划分若干填埋单元,填埋单元的库容可填埋1—2d的垃圾,单元之间也可以路堤间隔,修建方式和分区路堤一样,但可以不考虑车辆行驶。如图1中g—h、j—k所示。
2.2填埋
利用非雨季垃圾建筑路堤时,压实机采用上推法压实,保证路堤的压实密度达到设计要求,每摊铺40~50cm厚垃圾来回各压实一次,达到2m高度后再进行下一层作业,使路堤最终达到设计高度。
雨季垃圾采用下推法摊铺压实。由于在雨季车辆不能进入单元分区,只能从路堤(作业平台)直接倾卸,利用推土机将垃圾送到单元内。垃圾推平压实保证有一定的坡度,使填埋单元与路堤平行的中心连线为最低点,保证雨水不会回流到路堤泡软路基。分区内整体高度要低于路堤,填埋中产生的渗沥液或污染的雨水留在分区内等待处理,不能进入非填埋区域。
垃圾转运车辆与运输覆盖材料的车辆,必须在路堤上行走,不得随意穿行填埋区,保证场区平整,便于排水。路堤形成后,推土机一般情况下只允许在单元内作业,不得在路堤渣土或钢板上行走,以免损坏机械或破坏路面。
2.3覆盖层
垃圾覆盖根据垃圾转运和填埋情况,一般分为早、晚两个班次,分别在两个填埋单元交替进行,互不影响。垃圾填埋前要清走填埋单元的覆盖土,这样既能节约库容又可以避免由于覆盖土导致渗沥液下渗困难;路堤修建前渣土同样要清到一边,以便反复利用,钢板路箱在修建路堤时需要及时清理保养。
填埋单元扩展时,顶部和斜坡都需覆盖。每日覆盖主要是控制轻质垃圾不被风吹走,以及避免大量降水进入填埋区,并减少臭味。覆盖层材料除采用黏土外,还可以采用其它覆盖材料。如可以降解的聚乙烯环保覆盖薄膜或可以多次使用的hdpe膜。采用薄膜作为覆盖材料,可以减少黏土的使用量,增大垃圾填埋场的有效填埋容量,减少运输工作量;由于hdpe膜渗透系数远低于压实黏土,采用膜覆盖能有效地增加地表径流,减少渗沥液的产生,还能有效灭蝇。上海老港处置场的研究表明,用 0.5hdpe膜覆盖灭蝇,比药物灭蝇可节省开支0.27元/m2。
2.4渗沥液及雨水导排
一般情况下,填埋单元内被污染的降水形成渗沥液可以留在分区内,这样有利于加快填埋场的稳定,同时也可以通过填埋场消减大部分有机物。如遇强降水天气,填埋单元内积水很多,影响到垃圾填埋,渗沥液有可能逸出填埋单元,污染非作业区。这时需要用泵将这些渗沥液抽到附近的收集系统。由于填埋单元内有大量漂浮物,所有水泵需要加格栅防堵。
进入雨季后,非作业区收集的雨水一般没有污染,可以形成地表径流,通过临时沟渠直接排放到雨水边沟。非作业区覆盖土经过压实后再遇降雨会形成一层防渗良好的致密层。水分的入渗过程主要受控于这一层的土壤特性,而与下层土壤性状基本无关,即在表层形成了入渗的控制剖面,使水分入渗受阻。为防止这层致密防水层遭到破坏,非作业区除路堤以外严禁行车。由于雨水大部分被排走,所以填埋场形成的渗沥液会大大减少。
3环境、经济效益分析
垃圾填埋场采用路堤结合工艺,分区规划简单明了,可形成良好的场区道路和作业平台,使工作环境得到改善。雨季机械磨损、车辆抛锚率降低,渗沥液可减少50%以上,降低了填埋场环境风险和运行成本。
根据路堤结合工艺,要及时清除覆盖土或采用其他覆盖材料代替,使覆盖层与垃圾厚度之比小于传统填埋场l:4的比例,增加填埋场库容5%~10%,节约建设投资。
雨季垃圾的区域集中,没有中间覆土层的阻隔,增加了堆体的透水、透气性,优化了微生物生长环境,使填埋垃圾快速进入产甲烷阶段,产气更集中,单位垃圾产气量更大,更具回收利用价值。
4参考文献 略