重慶黑石子垃圾場調節池清淤改造設計與實施

姚 潔 靳俊平 潘曉峰 郝麗華 李 妍 戚 瑞

(中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津 300074)

重慶黑石子垃圾場調節池清淤改造設計與實施

姚 潔 靳俊平 潘曉峰 郝麗華 李 妍 戚 瑞

(中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津 300074)

重慶黑石子垃圾填埋場調節池池體由于防滲系統遭到損壞，需要對調節池進行清淤和池體改造，經方案比選后確定采用吸污泵絞吸工藝進行清淤，池體改造設計則采用鋼筋混凝土結構+HDPE膜調節池，池體為鋼筋混凝土結構，池內壁及底部鋪設2.0 mm厚HDPE土工膜，滿足設計要求。

垃圾填埋場，調節池，污泥，清淤，池體改造

1 工程概況

重慶黑石子垃圾處理場工程位于重慶市江北區黑石子村，規劃處理江北區、渝北區和北部新區城市生活垃圾。該垃圾填埋場于2005年年底建成，2006年年初投入運行。

本工程的調節池位于填埋區垃圾壩下游，原調節池池體采用就地開挖，下游修筑截污壩形成，原調節池設計池容4.4萬m3。原調節池防滲采用在調節池底和四周鋪設土工布、GCL膨潤土毯和HDPE土工膜作為池體防滲系統。

2 設計背景

黑石子垃圾處理場投入運行以來，地下水一直較豐富，尤其調節池所在地處于場址下游，位于地下水匯集點，對池體內壁和底部形成很大的壓力。

填埋場滲瀝液是一種組成復雜的高濃度有機廢水[1]，含有大量的有機物及泥沙等物質，該調節池自投入運行以來尚未進行過清淤工作，在調節池表面和池底形成大量的污泥，池表的污泥在水面上形成厚厚的一層漂浮物。初步估計，調節池內沉積污泥達到約1.5萬m3，在池底形成厚厚的污泥層。

3 調節池清淤工程方案比選及實施

3.1 調節池清淤工程方案比選

常用的清淤方式有人力清淤、機械清淤和吸污泵絞吸三種方式，現比較如下：

1)人力清淤。本方案是在調節池上部清水排出后，將施工人員吊入池內，利用人工開挖裝載污泥到吊斗內提升到調節池外的離心脫水機中。該清淤方案效果明顯，處理費用相對低。但是在清淤過程中工人操作勞動強度大，工作環境惡劣，施工進度慢。且由于池底沼氣濃度大氧氣含量低，即使在佩戴防毒面具及呼吸機等設備時施工人員也容易出現安全事故。

2)機械清淤。本方案是在調節池上部清水排出后，將裝載機等機械吊入池內，利用裝載機開挖裝載污泥到吊斗內提升到調節池外的離心脫水機中。該清淤方案處理費用最低。但是車輛直接放置在池底，易破壞池底部的防滲系統，造成污泥大量外泄。而且當污泥深度較大時，裝載機易陷入污泥及行進困難的問題。

3)吸污泵絞吸。吸污泵絞吸的工藝流程是：通過連接10個以上的氣墊船而形成清淤泵的水上移動平臺，并采用人工移動的方式變換清淤區域；氣墊船上設置揚程約為40 m的絞吸泵，通過配置的管道將污泥抽吸到儲泥設備中；最后通過螺桿泵將污泥輸送進脫水機，并配置專用絮凝劑進行脫水，形成含水率約為80%的污泥。清淤方式比選見表1。

表1 清淤方式比選

結合本項目實地和池體內污水和污泥特性情況，調節池底存在沼氣，工作環境惡劣，機械設備難以進入的特點，綜合比較上述三種方式，采用吸污泵清淤方式機械化程度高，工作連續性好，不易發生安全事故，是調節池清淤的首選方案。

3.2 清淤工程實施方案

1)污泥絞吸。為便于清淤施工過程中工人正常工作、清淤泵的移動和輸送管道的固定，且要滿足不損壞滲濾膜的要求，可采取將多個氣墊船并聯連接的方式形成一個浮動工作平臺。氣墊船上設置揚程約40 m，提升量約100 m3/h的無堵塞式清淤泵抽吸污泥，通過人工移動的方式不停變換抽吸區域。吸污泵與儲泥罐之間采用管徑約為100 m的工程塑料管道連接，管道采用快速接頭，便于在吸污泵移動的過程中增加或減少管道長度。

2)清淤污泥處理。本工程預計總清除污泥量約15 000 m3，污泥含水率參照初沉池污泥含固率，約為3%，經過離心脫水后污泥含水率約為80%；離心脫水后的污泥量約為2 250 m3。

為滿足進入填埋場處理的要求，污泥在填埋之前應進行穩定化處理，使污泥含水率進一步降至40%以下，方可滿足填埋要求。為進一步降低污泥含水率，可采用晾曬或石灰調理方式處理污泥，也可添加水泥或者粉煤灰對污泥進行改性。

晾曬方式簡單易行，處理費用最低，但是重慶降水量豐沛，露天晾曬的污泥被雨水滲入后難以干化或者干化時間較長，因此晾曬方式不適合本項目。污泥添加石灰調理后可起到良好的干化穩定化效果，但是石灰調理后的污泥pH值高達12，對填埋區內相關設施設備腐蝕較強，因此也不太適合本項目。

水泥或粉煤灰對污泥改性操作性較強，應用廣泛，在短期內可實現污泥干化穩定化，穩定周期一般在一周左右，費用適中，是較為理想的污泥處置方案。本工程推薦采用水泥、粉煤灰干化處理污泥，干化污泥運輸到長生橋垃圾場填埋區填埋處置。

3.3 運行期調節池清淤方案

垃圾滲瀝液成分復雜，且填埋場排出的滲瀝液一般含有大量雜質和泥沙，泥沙雜質淤積后易堵塞調節池外排管道，為避免清淤后的調節池再次造成污泥累積，需對調節池前段采取必要的截淤措施。根據本工程實際情況，在調節池前端增設隔渣沉砂池。隔渣沉砂池前設置一臺機械格柵XGS-500，柵距為7 mm，池體后端設置平流沉砂池。格柵渣量按照0.1 m3/d計。平流沉砂池停留時間為30 s，池體平面尺寸為7.5×1.2，池深2 m，沉砂池分兩格設置，采用重力沉砂。沉砂池與調節池連接處應設置水封井，柵渣及池砂須定期清理及維護避免污泥累積。

4 池體改造方案比選及設計

4.1 池體改造方案比選

現有調節池設計采用就地開挖，在調節池底和四周鋪設土工布、GCL膨潤土毯和HDPE土工膜等作為池體柔性防滲系統，長期運行防滲系統的老化會形成污水泄漏的安全隱患；同時，在清淤作業過程中清淤設施極易對池體防滲系統造成損壞，池體耐用性較差等多種問題。為徹底解決以上問題，本次調節池改造設計采用鋼筋混凝土結構+HDPE膜調節池，其優點：1)池體采用鋼筋混凝土結構經久耐用，安全穩定性高；2)通過鋼筋混凝土池體分格后，加蓋實施難度小；3)采用鋼筋混凝土池體，在池體前端加設沉砂池，能大大縮小清淤作業工程量和清淤費用。

4.2 調節池改造設計

調節池為蓄水構筑物，對結構防水性能有較高的要求，采用鋼筋混凝土結構，混凝土中需加入一定比例的抗滲抗裂的外加劑(替代水泥)，用于提高混凝土的密實度、抗滲性及抗腐蝕能力；同時，還可補償混凝土的收縮變形。池內外表面涂防腐涂料。

基礎設計：以強風化基巖作為基礎持力層，采用筏板基礎。

池體為菱形，平面尺寸為88 m×72 m，池深7.5 m，池壁厚度初定為500 mm，底板厚度為700 mm。池體抗滲等級為P6。由于池體較大，需設伸縮縫，并在縫內設止水帶。池體采用C30混凝土，墊層混凝土采用C15。

由于混凝土結構防滲難以滿足要求，池內壁及底部必須鋪設HDPE土工膜，2.0 mm HDPE土工膜鋪設面積為8 616 m2，為便于在混凝土池面錨固HDPE土工膜，在池底及池壁每2 m距離預埋HDPE“E”連接鎖，連接鎖長度1 440 m。

5 結語

1)通過吸污泵絞吸污泥可以快速有效將調節池污泥輸送至臨時污泥脫水站，污泥添加合理配置的絮凝劑后通過離心脫水機脫水后含水率可降至80%左右，脫水后的污泥采用水泥、粉煤灰干化處理污泥，使污泥含水率進一步降至40%以下，干化污泥運輸到長生橋垃圾場填埋區填埋處置。2)本工程結合自身的實際情況，為避免清淤后的調節池繼續淤積雜質和泥沙再次造成污泥累積，在調節池前端增設隔渣沉砂池。隔渣沉砂池前設置一臺機械格柵，池體后端設置平流沉砂池。3)調節池結構方案選定為鋼筋混凝土+HDPE土工膜防滲結構，針對現狀地形不規則的特點，結合周邊建、構筑物的位置關系，舍棄了原調節池東北側一拐角處池體，將調節池平面調整為一較為規整的菱形形狀，滿足庫容及設計要求。

[1] 欒智慧，王樹國.垃圾衛生填埋實用技術[M].北京：化學工業出版社，2004.

The dredging transformation design and implementation of Chongqing Heishizi refuse landfill regulation pool

Yao Jie Jin Junping Pan Xiaofeng Hao Lihua Li Yan Qi Rui

(ChinaMunicipalEngineeringChinaNorthDesign&ResearchInstituteLimitedCompany,Tianjin300074,China)

The Chongqing Heishizi refuse landfill regulation pool due to the seepage control system was damaged, need to make dredging and pool body transformation to regulating pool, through the scheme comparison determined using the sewage sucking pump cutter suction process to dredging, the pool body design and transformation using reinforced concrete structure + HDPE membrane regulation pool, the pool body as the reinforced concrete structure, the pool inner wall and bottom laying of 2.0 mm thick HDPE geomembrane, meet the design requirements.

refuse landfill, regulation pool, sludge, dredging, pool transformation

2015-04-08

姚 潔(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)17-0205-02

X705

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