北京市垃圾衛(wèi)生填埋場全密閉工藝水氣導(dǎo)排系統(tǒng)研究

張 杰，司 冉

（北京環(huán)境衛(wèi)生工程集團(tuán)有限公司，北京 110101）

北京市垃圾衛(wèi)生填埋場自2010年開始實行全密閉填埋工藝作業(yè)，全密閉填埋工藝作業(yè)實施最大限度杜絕臭氣散逸和實現(xiàn)雨污分流，為填埋場的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)環(huán)境友好型設(shè)施打下堅實的基礎(chǔ)。全密閉填埋工藝的實施極大消除了填埋場對周邊環(huán)境的影響，但是在填埋場堆體整體運(yùn)行中也出現(xiàn)了最關(guān)鍵的問題，即填埋場堆體水氣導(dǎo)排問題，水氣導(dǎo)排的暢通直接影響堆體安全的穩(wěn)定性。筆者結(jié)合填埋場多年實際運(yùn)行經(jīng)驗，本著以動力導(dǎo)排為主、重力導(dǎo)排為輔相結(jié)合的方式，對堆體內(nèi)水氣進(jìn)行導(dǎo)排，建立科學(xué)性、延續(xù)性、控制性水氣導(dǎo)排系統(tǒng)。

1 水氣重力導(dǎo)排系統(tǒng)建立

新期建設(shè)完后的填埋場要利用剛剛填埋導(dǎo)流層的優(yōu)勢埋設(shè)拉拔式收集氣井（新期建設(shè)填埋場未埋設(shè)拉拔式收集氣井是根據(jù)填埋場技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)按照打井方式進(jìn)行安置），拉拔式收集氣井為外徑630 mm、壁厚10 mm圓環(huán)狀鐵管，埋設(shè)拉拔式收集氣井的時間是至少在導(dǎo)流層填埋垃圾2 m高度后實施。設(shè)置拉拔式收集氣井之間的距離考慮2點，一是抽氣半徑在25 m左右，二是間距的大小是否影響正常的填埋作業(yè)需求。因此，拉拔式收集氣井間距適宜在50 m。拉拔式收集氣井內(nèi)結(jié)構(gòu)為PE90花管在氣井中間，剩余空間用級配鵝卵石填充，石子要求碳酸鈣含量不得小于10%，井內(nèi)花管隨著拉拔高度隨時進(jìn)行連接。

拉拔式收集氣井隨著每層填埋高度進(jìn)行豎向拉拔，形成豎向?qū)胖翀龅祝诿繉永盥褡鳂I(yè)平臺之間用帶有坡度的導(dǎo)排石籠建立橫向連接，通過橫向?qū)胖晾问绞占瘹饩罱K導(dǎo)排至場底，這樣形成一種以豎向為主干線，橫向為支干線的網(wǎng)格狀立體式重力水氣導(dǎo)排系統(tǒng)，水通過自身重力向下流，氣往上走最后進(jìn)行收集的效果。利用拉拔式收集氣井設(shè)置的水氣重力導(dǎo)排系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題是在運(yùn)行中必須精心進(jìn)行日常維護(hù)，與日常垃圾填埋作業(yè)進(jìn)行有效的結(jié)合，根據(jù)年度垃圾填埋方案對其中的拉拔式收集氣井有選擇性地進(jìn)行抽氣，使井內(nèi)處于一種流動狀態(tài)，延長其使用壽命。另外，需要每日對拉拔式收集氣井的產(chǎn)氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析對拉拔式收集氣井進(jìn)行階段性養(yǎng)井。

2 水氣動力導(dǎo)排系統(tǒng)建立

水氣動力導(dǎo)排系統(tǒng)實際上是把水和氣的導(dǎo)排由被動型變?yōu)橹鲃有停ㄟ^空壓打氣排水抽氣的原理方式在填埋堆體上打井進(jìn)行導(dǎo)排。

依據(jù)北京市生活垃圾衛(wèi)生填埋場運(yùn)行管理規(guī)范要求，在填埋場垃圾填埋厚度大于6 m或垃圾總填埋容量大于50萬m3（最好是填埋場第一平臺達(dá)到設(shè)計標(biāo)高）時打水氣動力導(dǎo)排井。水氣動力導(dǎo)排井不同于拉拔式收集氣井，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)所用的材料均為PE管材，不可以進(jìn)行拉拔，所以考慮填埋場整體運(yùn)行成本，水氣動力導(dǎo)排井的位置要遵循不廢棄的總原則，一是最好在平臺路內(nèi)側(cè)2～3 m的位置，二是在填埋堆體里選擇區(qū)域，這個區(qū)域選擇的條件是依據(jù)填埋場整體填埋方案而定，至少要在2～3 a內(nèi)不填埋垃圾。

水氣動力導(dǎo)排井設(shè)置的位置不用考慮后期填埋作業(yè)的因素，另外我國垃圾成分的復(fù)雜性和高含水率，使得垃圾的產(chǎn)氣速率和產(chǎn)氣量與西方國家有很大不同，所以對水氣動力導(dǎo)排井進(jìn)行加密工程，提高填埋氣的收集率，將水氣動力導(dǎo)排井的間距縮短為30 m。

水氣動力導(dǎo)排井的結(jié)構(gòu)為鉆探直徑800 mm的圓柱狀氣井，氣井的深度依據(jù)堆體高程而定，鉆井深度要距離導(dǎo)流層至少2 m的位置，井內(nèi)設(shè)置￠160 mm排水花管和￠90 mm導(dǎo)氣收集PE花管，在￠160 mm排水花管內(nèi)設(shè)置空壓排水系統(tǒng)裝置，最后在￠800 mm的圓柱狀氣井四周填石子形成擴(kuò)散層。在距離水平面1 m的位置對水氣導(dǎo)排井上口進(jìn)行密閉式回填，確保氣密性。水氣動力導(dǎo)排井屬于主動型集氣井，每天排水1～5 t，每口氣井產(chǎn)量約為20 m3/h，既能收集填埋氣同時又能降低垃圾堆體整體水位。

水氣動力導(dǎo)排系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題是在運(yùn)行中必須精心地進(jìn)行日常維護(hù)，及時抽氣，使井內(nèi)處于一種平壓或負(fù)壓狀態(tài)，延長其使用壽命。另外，需要每日對氣井的產(chǎn)氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析后對氣井進(jìn)行階段性養(yǎng)井。

3 結(jié)論

水氣導(dǎo)排是填埋堆體中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，是填埋堆體沉降和邊坡穩(wěn)定的堅實保障，所以為保證填埋堆體穩(wěn)定、安全運(yùn)行，需要堅持3個原則：一是堅持以動力導(dǎo)排為主、重力導(dǎo)排為輔的原則，雨季必要時建立臨時水導(dǎo)排系統(tǒng)。二是堅持全過程管理和精細(xì)化管控原則，對水氣導(dǎo)排系統(tǒng)每天進(jìn)行精心監(jiān)測、維護(hù)，建立維護(hù)團(tuán)隊，確保系統(tǒng)安全、有效不間斷運(yùn)行。三是堅持循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，大力提高水氣資源化利用模式，產(chǎn)生更大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。